FACTOR ANALYSIS OF HEMODYNAMICS DAILY PARAMETERS IN STUDENTS OF THE NORTHERN MEDICAL UNIVERSITY

Full Text

Известно, что экологические факторы Севера предъявляют существенные требования к функциональным системам организма человека [1, 8, 9, 13]. Территорию Среднего Приобья оценивают как гипокомфортную для проживания, где не происходит компенсации негативных природных cheloveka [Human Ecology]. 2018, 3, pp. 39-44. и техногенных влияний совершенствованием социальной сферы [2]. Критерием состояния адаптации организма могут служить показатели функционирования сердечно-сосудистой системы, так как их изменения возникают уже в начале негативного воздействия [4, 6, 10, 17, 39 Экологическая физиология Экология человека 2018.03 21, 23]. Срыв адаптационных механизмов и формирование патологических процессов в биосистеме могут быть выявлены при помощи биоритмологических тестов [12]. Для изучения состояния суточной гемодинамики широко используется мониторирование артериального давления (АД) и частоты сердечных сокращений (ЧСС). Этот метод рекомендован к применению в диагностических целях [11, 18-20, 22]. Регистрация АД способствует выявлению группы риска по сердечно-сосудистым заболеваниям с целью их последующей профилактики [5]. Распорядок трудовой и учебной деятельности выступает экзогенным фактором реализации биоритмов [14]: он либо соответствует биоритмологической организации функций и поддерживает ее, либо приводит к перестройке ритма. У молодых людей, обучающихся в высших учебных заведениях, распорядок дня зачастую не соответствует гигиеническим требованиям: у студентов возможны нарушения режима сна, варьирует время утреннего подъема и ночного отдыха, и др. Студенческий образ жизни наряду с природными факторами северных территорий, такими как особый фотопериодизм, приводит к формированию десинхро-ноза функциональных систем [15]. Исходя из этого целью исследования стало выявление скрытых общих факторов, характеризующих связи между наблюдаемыми параметрами суточной гемодинамики, у студентов северного медицинского вуза при помощи факторного анализа. Методы Были обследованы студенты Ханты-Мансийской государственной медицинской академии (ХМГМА) - 35 юношей (средний возраст (18,7 ± 1,2) года) и 61 девушка (средний возраст (18,8 ± 0,8) года) (здесь М ± SD). Регистрацию параметров гемодинамики осуществляли в ходе суточного мониторирования при помощи прибора «Монитор носимый суточного наблюдения автоматического измерения артериального давления и частоты пульса» (BPLab) у свободно передвигающихся волонтеров в учебные дни с обычным уровнем двигательной активности. Анализировались среднесуточные, дневные (07:00-23:00 ч) и ночные (23:00-07:00 ч) показатели систолического (САД), диастолического (ДАД) артериального давления (мм рт. ст.) и ЧСС (уд./мин.); вариабельность (Вар., мм рт. ст.) и индекс времени гипертензии (ИВ, %) САД и ДАД в дневной и ночной периоды измерений; ночное снижение (НС, %) САД и ДАД. Рассчитывались величины индекса функциональных изменений (ИФИ, усл. ед.), мезор, дневные (дн.) и ночные (ноч.) значения [3]. Тип исследования - одномоментное (поперечное). Способ создания выборки - нерандомизированный. Результаты исследования были подвергнуты статистической обработке с использованием факторного анализа. Факторный анализ был использован для объединения количественных переменных из анализируемого массива и сокращения данных для последующего определения структуры взаимосвязей между новыми переменными. Этапы выполнения факторного анализа: вычисление корреляционной матрицы для всех переменных, участвующих в анализе (расчет корреляционных коэффициентов Пирсона (r)); извлечение факторов; вращение факторов для создания упрощенной структуры; интерпретация факторов. Для выделения факторов были использованы два критерия - критерий Кайзера и критерий «каменистой осыпи», предложенный Р. Кэттелем. Вращение факторов было произведено методом варимакс. В таблицах приводятся максимальные факторные нагрузки после вращения двух (оставленных в модели) осей главных компонент алгоритмом варимакс [16]. Результаты В результате факторного анализа параметров суточной гемодинамики выявлены по два значимых фактора (табл. 1). Таблица 1 Результаты факторного анализа параметров суточной гемодинамики у юношей (n = 35) и девушек (n = 61) ХМГМА Группа Фактор Собственное значение Общая дисперсия, % Юноши 1 7,56 34,37 2 5,07 23,04 Девушки 1 8,59 39,05 2 3,89 17,68 В группах юношей и девушек наибольший процент организованной дисперсии определили для первого фактора: соответственно 34,37 и 39,05. По второму фактору процент дисперсии у юношей был равен 23,04, у девушек - 17,68. Значение первого собственного числа в группе юношей составило 7,56, у девушек - 8,59; значения второго собственного числа равнялись соответственно 5,07 и 3,89. По первому фактору в группе юношей значимых величин достигали факторные нагрузки трех показателей: дневного значения (r = 0,923) и мезора ИФИ (r = 0,833), дневного значения индекса времени гипертензии высоким диастолическим давлением (ИВ ДАДдн.) (r = 0,708) (табл. 2). В группе девушек в состав первого фактора вошли семь показателей. Это были среднесуточные величины САД (r = 0,862), ДАД (r = 0,767) и ИФИ (r = 0,919); среди дневных показателей - САДдн. (r = 0,889), ДАДдн. (r = 0,867), ИФИдн. (r = 0,942), ИВ ДАДдн. (r = 0,713); все факторные нагрузки были положительными. В состав второго фактора в обеих группах студентов вошли показатели гемодинамики, определенные в ночное время. У юношей это также были семь показателей: ИФИноч. (r = 0,808), САДноч. (r = 0,813), ДАДноч. (r = 0,892), ИВ САДноч. (r = 0,766), ИВ ДАДноч. (r = 0,778), величины НС САД (r = -0,822) и ДАД (r = -0,806). У девушек в состав второго фактора вошли следующие гемодинамические параметры: САДноч. (r = 0,776), ДАДноч. (r = 0,836), 40 Экология человека 2018.03 Экологическая физиология Таблица 2 Факторные нагрузки параметров суточной гемодинамики у юношей (n = 35) и девушек (n = 61) ХМГМА Параметр Фактор 1 Фактор 2 Юноши Девушки Юноши Девушки Мезор Мезор САД, мм рт. ст. 0,591 0,862 0,536 0,340 Мезор ДАД, мм рт. ст. 0,333 0,767 0,645 0,374 Мезор ЧСС, уд./мин. 0,672 0,474 -0,167 -0,211 Мезор ИФИ, усл. ед. 0,833 0,919 0,448 0,173 Дневные значения ЧССдн., уд./мин. 0,670 0,484 -0,309 -0,339 ИФИдн., усл. ед. 0,923 0,942 0,160 -0,083 САДдн., мм рт. ст. 0,680 0,889 0,210 0,041 ДАДдн., мм рт. ст. 0,606 0,867 0,309 0,084 ИВ САДдн., % 0,690 0,690 0,010 -0,051 ИВ ДАДдн., % 0,708 0,713 -0,187 0,097 Вар. САДдн., мм рт. ст. 0,425 -0,093 -0,330 -0,102 Вар. ДАДдн., мм рт. ст. 0,377 -0,052 -0,257 -0,040 Ночные значения ЧССноч., уд./мин. 0,535 0,302 0,185 0,154 ИФИноч., усл. ед. 0,422 0,603 0,808 0,665 САДноч., мм рт. ст. 0,234 0,468 0,813 0,776 ДАДноч., мм рт. ст. 0,046 0,409 0,892 0,836 ИВ САДноч., % 0,342 0,561 0,766 0,641 ИВ ДАДноч., % 0,136 0,362 0,778 0,740 Вар. САДноч., мм рт. ст. 0,608 0,277 0,063 0,193 Вар. ДАДноч., мм рт. ст. 0,496 0,070 0,036 0,459 НС САД, % 0,315 0,372 -0,822 -0,797 НС ДАД, % 0,391 0,269 -0,806 -0,865 Примечания: ИВ - индекс времени, Вар. - вариабельность, НС - ночное снижение; жирным шрифтом выделены статистически значимые факторные нагрузки (р < 0,05). ИВ ДАДноч. (r = 0,740), НС САД (r = -0,797) и НС ДАД (r = -0,865). Факторные нагрузки НС САД и НС ДАД несли отрицательный знак, остальные коэффициенты были положительными. Обсуждение результатов Показатели функционирования сердечно-сосудистой системы во многом взаимосвязаны и взаимообусловлены. Для выявления скрытых общих факторов, характеризующих связи между наблюдаемыми параметрами, применён факторный анализ. Этот метод статистического анализа позволяет сократить количество переменных, выявить латентные (или скрытые) обобщающие характеристики структуры изучаемых объектов и их свойств. Проанализированы особенности взаимосвязей и взаимообусловленностей показателей гемодинамики у юношей и у девушек, так как проведённые ранее исследования функций сердечно-сосудистой системы выявили отличия, связанные с половой принадлежностью [5]. Так, среди студентов Ставропольской государственной медицинской акаде мии у юношей распространенность факторов риска сердечно-сосудистых заболеваний была в 2-3 раза выше, чем у девушек. В результате проведённого факторного анализа параметров суточной гемодинамики у обследованных студентов выявлен переход от исходных 22 количественных признаков к двум факторам, выделяющим ограниченное количество переменных. В группах юношей и девушек установлены по два значимых фактора (см. табл. 1, 2). В обеих группах наибольший процент организованной дисперсии выявлен для первого фактора: у юношей и девушек соответственно 34,37 и 39,05. Напротив, по второму фактору процент дисперсии был выше у юношей (23,04 против 17,68). Значение первого собственного числа в группе студентов мужского пола составило 7,56, у девушек оно было выше - 8,59. Значение второго собственного числа было выше у юношей: 5,07 против 3,89. При изучении структуры обнаруженных факторов установлено, что по первому фактору в группе юношей значимых величин достигали факторные нагрузки трех показателей: наиболее высокую нагрузку несут дневные значения ИФИ (r = 0,923), далее идут среднесуточные величины ИФИ (r = 0,833) и ИВ ДАД, определенный в дневной период мониторирования (r = 0,708). Известно, что ИФИ является интегральным показателем функционального состояния организма, учитывающим, наряду с характеристиками функционирования сердечно-сосудистой системы, возраст обследуемых и основные критерии физического развития, такие как длина и масса тела [3]. Все коэффициенты у юношей были положительными. Факторные нагрузки параметров, определенных в ночной период мониторирования, по первому фактору не достигали статистически значимых величин. Таким образом, у юношей структура взаимосвязей первого фактора представлена только тремя сильно взаимосвязанными между собой признаками (мезор ИФИ, ИФИдн., ИВ ДАДдн.) - это может указывать на то, что у юношей частично утрачивается согласованность функций гемодинамики. Ранее опубликованы данные об особенностях биоритмологической организации параметров гемодинамики в описываемых группах, демонстрирующие менее устойчивую хроноструктуру показателей АД у юношей в сравнении с девушками [15]. Факторный анализ суточной организации функций сердечно-сосудистой системы в группе девушек продемонстрировал наличие в составе первого фактора семи показателей. Среди среднесуточных значений значимых величин достигали факторные нагрузки ме-зоров САД (r = 0,862), ДАД (r = 0,767) и ИФИ (r = 0,919). Среди результатов, полученных в дневной период мониторирования, значимые факторные нагрузки выявлены для значений САДдн. (r = 0,889), ДАДдн. (r = 0,867), ИФИдн. (r = 0,942), времени нагрузки высоким диастолическим давлением (r = 0,713). Все факторные нагрузки были положительными. Таким образом, факторный анализ позволил вычленить из всего многообразия исходных признаков 41 Экологическая физиология Экология человека 2018.03 отдельные конгломераты взаимосвязанных показателей. Установлено, что как у юношей, так и у девушек наибольшую факторную нагрузку по первому фактору несли значения ИФИ, рассчитанные по результатам дневного периода мониторирования функций сердечно-сосудистой системы - интегрального показателя, характеризующего уровень функционирования системы кровообращения и её адаптационный потенциал. Исходя из состава первого конгломерата (а также из величин весовых коэффициентов) переменных гемодинамики у лиц мужского и женского пола, выявлено большее количество признаков в группе девушек; в группе юношей факторные нагрузки мезоров и дневных величин САД (сердечный компонент кровяного давления) и ДАД (сосудистый компонент кровяного давления) не достигали значимых величин. Это указывает на бол ьшую взаимообусловленность компонентов первого фактора, а значит - параметров гемодинами-ческой функции в дневной период у девушек. В состав второго фактора в обеих группах студентов вошли характеристики гемодинамики, определённые в ночной период мониторирования функций сердечнососудистой системы. У юношей это были семь следующих показателей: ИФИноч., САДноч., ДАДноч., ИВ гипертензии САДноч. и ДАДноч., величины НС САД и ДАД. Факторные нагрузки НС САД и НС ДАД несли отрицательный знак, остальные коэффициенты были положительными. Как оказалось, в отличие от первого фактора у девушек в состав второго фактора вошло меньшее число показателей, чем у юношей: САДноч., ДАДноч., ИВДАДноч., НС САД и НС ДАД. Если в дневной период мониторирования функций сердечно-сосудистой системы (первый фактор) значимых величин в обеих группах достигали значения факторных коэффициентов только нагрузки высоким ДАД (сосудистый компонент АД), то в ночное время (второй фактор) у юношей значимой становилась также факторная нагрузка ИВ САДноч. Известно, что для выявления риска развития патологии сердечнососудистой системы имеет прогностическое значение степень ночного снижения АД [7]. В нашем исследовании величины ночного снижения компонентов АД вносили существенный вклад в структуру второго фактора в обеих группах. Таким образом, во время ночного отдыха при снижении функциональной нагрузки на сердечнососудистую систему в мужской группе возрастали коэффициенты корреляции характеристик АД: САДноч. и ДАДноч.; в женской группе становилась незначимой факторная нагрузка интегрального показателя ИФИноч. В дневное время наблюдается более жёсткий каркас взаимосвязей параметров гемодинамики у девушек, в ночной период - у юношей. Дневные (повседневная функциональная активность) и ночные (период отдыха и восстановления) величины показателей гемодинамики входили в структуры разных факторов. Факторные нагрузки величин ЧСС (среднесуточных, дневных, ночных) не достигали существенных значений, несмотря на известную роль насосной функции сердца в обеспечении АД. Вывод Факторный анализ взаимозависимостей 22 исходных количественных признаков суточной гемодинамики в группах студентов мужского и женского пола выявил по два фактора, включавших ограниченное число переменных. Первая латентная переменная была образована параметрами, фиксируемыми в дневной период мониторирования, и среднесуточными величинами гемодинамических функций. При этом у девушек состав первого фактора определён большим количеством параметров функционирования сердечно-сосудистой системы, тогда как у юношей структура фактора представлена только тремя сильно взаимосвязанными между собой признаками: среднесуточным и дневным значениями ИФИ и ИВ ДАД, определенным в дневное время. Это может свидетельствовать о некотором рассогласовании гемодинамических показателей, возможно, в результате нарушения хроноструктуры функциональных параметров сердечно-сосудистой системы. У лиц мужского пола факторные нагрузки компонентов, используемых при расчетах ИФИ (мезоры и дневные величины ЧСС, САД, ДАД), не достигают статистически значимых величин, тогда как коэффициенты корреляции среднесуточных и дневных значений ИФИ статистически значимы. Второй фактор в обеих группах формируют обособленные ночные величины параметров гемодинамики. В группе юношей конгломерат признаков второго фактора образован большим количеством гемоди-намических показателей, они имеют в совокупности более высокие корреляционные коэффициенты в сравнении с данными девушек. В период ночного отдыха в мужской группе наблюдается восстановление взаимосвязей между характеристиками АД; в женской группе в ночное время коэффициент ИФИ понижается и становится незначимым. Таким образом, у студентов, находящихся в сложных природно-социальных условиях, выявлены различия в структуре взаимосвязей параметров гемодинамики, обусловленные половой принадлежностью. Авторство ШЕЮ - внесла существенный вклад в концепцию и дизайн исследования, получение и интерпретацию данных; СВР - внесла существенный вклад в получение, анализ и интерпретацию данных, подготовила первый вариант статьи; РОН - участвовал в анализе и интерпретации данных; РИВ - внес существенный вклад в интерпретацию данных и в подготовку первого варианта статьи; ТЕВ, ГАБ - внесли существенный вклад в интерпретацию данных, окончательно утвердили присланную в редакцию рукопись. Шаламова Елена Юрьевна SPIN-код - 8125-9359; ORCID - 0000-0001-5201-4496 Сафонова Виктория Романовна SPIN-код - 2723-2697; ORCID - 0000-0001-5897-3794 Рагозин Олег Николаевич SPIN-код - 7132-3844; ORCID - 0000-0002-5318-9623 Радыш Иван Васильевич SPIN-код-4780-5985; ORCID - 0000-0003-0939-6411 Тихонова Елена Васильевна SPIN-код - 7400-0146; ORCID - 0000-0001-8792-5847 Гудков Андрей Борисович SPIN-код-4369-3372; ORCID - 0000-0001-5923-0941 42 Экология человека 2018.03 Экологическая физиология

About the authors

E Yu Shalamova

Khanty-Mansiysk State Medical Academy

Khanty-Mansiysk

V R Safonova

Khanty-Mansiysk State Medical Academy

Email: vikasafonova@mail.ru
Khanty-Mansiysk

O N Ragozin

Khanty-Mansiysk State Medical Academy

Khanty-Mansiysk

I V Radysh

Peoples' Friendship University of Russia

Moscow

E V Tikhonova

Northern State Medical University

Arkhangelsk

A B Gudkov

Northern State Medical University; Northern (Arctic) Federal University named after M. V. Lomonosov

Arkhangelsk, Russia

References

Supplementary files