AUTONOMIC REGULATION OF HEART RATE IN THE YAKUT STUDENTS WITH DIFFERENT PSYCHOPHYSIOLOGICAL STATUS

Full Text

Важной задачей здравоохранения является сохранение качества жизни и здоровья молодого населения, проживающего в суровом климате Арктического региона. Это определяет актуальность изучения физиологических резервов адаптации у студентов-северян, учебная деятельность которых связана с высокими умственно-эмоциональными нагрузками. Проблема оценки адаптационных возможностей организма молодежи приобретает особую значимость применительно к студентам, живущим и обучающим ся в Якутии - регионе России с самым холодным климатом. Многовековая эволюция этносов Севера сформировала морфологические, функциональные, биохимические особенности организма, позволяющие выжить в суровых условиях окружающей среды. Однако быстрое проникновение научно-технического прогресса в среду аборигенов затронуло все функциональные системы организма, в том числе и психологическую сферу личности, что проявилось в слабой выраженности механизмов психосоциальной 10 Экология человека 2020.10 Экологическая физиология адаптации к факторам современной цивилизации [17, 18]. Эффективность адаптации студентов к условиям обучения в вузе в значительной степени обусловлена их личностными качествами [4-6]. Обследованные юноши-якуты воспитаны в определенной этнической среде, что накладывает отпечаток на их адаптацию к обучению в высшей школе. Проблема учета этнических особенностей адаптации студентов к учебной деятельности в вузе поднималась в единичных работах [1, 3, 9, 20]. Также немногочисленны сведения об особенностях вегетативной регуляции сердца у лиц с различными индивидуально-типологическими качествами [5, 7, 8, 19, 21]. Для оценки адаптационных возможностей организма широко используется анализ вариабельности сердечного ритма (ВСР), который дает интегральную информацию о состоянии регуляторных систем целостного организма [2, 17]. Исследование показателей ВСР у студентов с разной степенью выраженности психофизиологических характеристик позволяет выявить лиц, психологическому статусу которых соответствуют оптимальное состояние систем регуляции сердечного ритма, а также лиц, психологическому статусу которых сопутствует напряжение регуляторных систем сердца. Существует мнение [10], что интровертированный тип является тем социотипическим свойством якутов, который необходим для адаптации к суровым природно-климатическим условиям. Интровертные качества якутских студентов проявляются и в учебной деятельности, о чем свидетельствует склонность к систематизации учебного материала, тщательное, неспешное выполнение работы, предварительное обдумывание ответа [12]. В работе исследовались особенности вегетативной регуляции сердца у студентов-якутов с различными индивидуально-типологическими характеристиками. Методы В обследовании приняли участие 46 практически здоровых юношей - студентов Северо-Восточного федерального университета (г. Якутск) 18-21 года, признанных комиссией оздоровительного врачебного центра Северо-Восточного федерального университета имени М. К. Аммосова практически здоровыми и рекомендованных в основную группу для занятий физической культурой. Исследование проведено на основе информированного добровольного согласия студентов с соблюдением принципов биоэтики. Структура личности оценивалась по тесту Г. Айзенка [13], личностная тревожность (ЛТ) по Ч. Д. Спилбергеру [15]. Обследование проведено в относительно спокойный для студентов внеэкзаме-национный период при отсутствии конкретных угрожающих воздействий, что позволило ограничиться исследованием только ЛТ в тесте Спилбергера. У интро- и экстравертов на шкале ЛТ выделялись три группы обследованных: 1-я - с умеренным уровнем тревожности (25-45 баллов), 2-я - с высоким (46-54 балла) и 3-я - с очень высоким (> 55 баллов). Дальнейшее разделение обследованных на пять подгрупп (табл. 1) проведено с учетом различного уровня (низкий, средний, высокий) выраженности типологических характеристик экстра- и интровертированности. Проводилась регистрация электрокардиограммы в первом стандартном отведении с использованием аппаратно-программного комплекса «Валента» (ПО «Нео», г. Санкт-Петербург). После 10-минутного отдыха в положении лежа на спине записывались 200 кардиоинтервалов. Зарегистрированные кардиограммы проверялись на наличие артефактов. Оценивались временные характеристики кардиоинтервалов: средняя длительность RR-интервалов (мс) за весь рассматриваемый период; SDNN, мс - среднее квадратичное отклонение значений RR-интервалов, отражающее суммарную активность регуляторных механизмов сердечного ритма; RMSSD, мс - квадратный корень суммы разностей последовательных RR-интервалов, отражающий активность парасимпатического отдела; pNN50, % - число RR-интервалов, различающихся более чем на 50 мс; АМ0, % - частота значений наиболее часто встречающихся кардиоинтервалов (М0), выраженная в процентах к общему числу кардиоинтервалов. Стресс-индекс (SI, усл. ед.) - индекс напряжения регуляторных систем вычислялся по формуле: SI = АМ0 / 2М0 х ВР, где ВР, с - разность между максимальными и минимальными значениями продолжительности кардиоинтервалов исследуемого динамического ряда. В программе диагностической системы «Валента» отсутствует параметр суммарной мощности спектра - ТР, поэтому для оценки общей мощности нами использовались значения SDNN, отражающие все циклические компоненты ВСР в течение периода записи. Из параметров спектрального анализа рассматривались мощности HF, мс2 - высокочастотные колебания сердечного ритма (СР) и LF, мс2 - низкочастотные колебания СР. При короткой записи ЭКГ (< 5 мин) интерпретация VLF затруднена и в данном исследовании этот показатель не рассматривается. Статистическая обработка результатов исследований проводилась с использованием программы MS Excel. Корреляционный анализ проводили с использованием коэффициента ранговых корреляций Спирмена. Учитывая, что распределение значений параметров ВСР не описывается законом нормального распределения, полученные данные представлены в виде медианы и 25 и 75 процентилей. Сравнение параметров ВСР между группами обследуемых проводили с использованием двухвыборочного критерия Вилкоксона [11]. 11 Экологическая физиология Экология человека 2020.10 Результаты Тестирование студентов-якутов по Г. Айзенку выявило принадлежность 54,3 % из них к экстравертам и 45,7 % - к интровертам. На шкале интро-экстравер-сии выделены пять подгрупп с разным уровнем (низкий, средний, высокий) выраженности типологических характеристик. Среди интровертов встречаемость лиц с высоким уровнем соответствующего психотипа составила лишь 23,8 %, а среди экстравертов лица с высоким уровнем данного психического склада отсутствуют. В то же время распространенность лиц с низким уровнем как интро-, так и экстравертирован-ности - высокая, соответственно 47,6 и 68,0 % (см. табл. 1). Таким образом, большинство обследуемых являются амбивертами. Результаты разделения студентов по уровню ЛТ приведены в табл. 1. Отметим, что лица с низким уровнем ЛТ не выявлены. Из анализа следует, что общее количество обследованных с высоким и очень высоким уровнем ЛТ составляет 67,4 %, причем несколько большая их встречаемость среди экстравертов (72,0 %) относительно интровертов (61,8 %). Медианные значения ЛТ в группах экстра- и интровертов составили соответственно 51 (46; 55) и 47 (43; 54) баллов. Таблица 1 Распределение обследованных по принадлежности к уровням экстра-интроверсии, личностной тревожности и нейротизма Экстраверсия (n = 25) Интроверсия (n = 21) Уровень экстраверсии Уровень интроверсии Средний Низкий Высокий Средний Низкий n = 8 n = 17 n = 5 n = 6 n = 10 Уровень личностной тревожности Очень высокий n = 5 Высокий n = 13 Умеренный n = 7 Очень высокий n = 6 Высокий n = 7 Умеренный n = 8 Уровень нейротизма Высокий n = 8 Средний n = 4 Низкий n = 13 Высокий n = 3 Средний n = 5 Низкий n = 13 Привлекает к себе внимание высокая встречаемость лиц (56,5 %) с низким уровнем нейротизма - черты личности, отражающей нервно-психическую устойчивость к неблагоприятным условиям. Распространенность лиц со средним и высоким уровнями нейротизма составила соответственно 19,5 и 24,0 % (см. табл. 1). Большая встречаемость обследуемых с низким нейротизмом отмечена у интровертов (62 %) по сравнению с экстравертами (52 %). Установлено, что уровень ЛТ положительно коррелировал с уровнем нейротизма (г = 0,45). Временные и спектральные показатели ВСР у студентов с различным психофизиологическим статусом приведены в табл. 2. У интровертов значения таких показателей, как Мо, RMSSD, SDNN, pNN50, ВР, HF, LF, несколько выше, чем у экстравертов, хотя различия не имеют статистической значимости. Таблица 2 Показатели вариабельности сердечного ритма у экстра-и интровертов, Ме (25; 75) Показатель Экстраверты (n = 25) Интроверты (n = 21) Критерий знаков и уровень значимости различий между экстра- и интровертами (Z, p) ЧСС, уд/мин 69,0 (64,5; 81,1) 68,2 (63,8; 72,3) -1,0; 0,31 Mo, мс 880 (770; 980) 930 (880; 980) 0,53; 0,61 ВР, мс 270 (210; 420) 350 (270; 440) 1,4; 0,16 RMSSD, мс 38 (28; 64) 44 (30; 69) 0,9; 0,36 pNN^ % 23 (12; 44) 32 (11; 61) 0,73; 0,48 SDNN, мс 60 (50; 70) 70 (50; 70 0,2; 0,84 АМо, % 41 (32; 49) 38 (30; 50) -1,1; 0,27 SI, усл. ед. 76 (59; 113) 59 (38; 72) -1,74; 0,089 HF, мс2 453 (268; 785) 589 (333; 1070) 0,6; 0,54 LF, мс2 157 (112; 345) 216 (130; 314) 0,53; 0,61 На уровне тенденции у интровертов выявлены меньшие значения SI относительно экстравертов. Проведен сравнительный анализ показателей ВСР в пяти ранее указанных подгруппах студентов с разным уровнем экстра- и интровертированности. Значимые различия выявлены между подгруппами с низким уровнем экстра- и интровертированности, где величина SI оказалась меньшей: SI [Z (SI интр. низ. ур. и SI экстр. низ. ур.) = 2,0, p = 0,046], а длительность Мо больше: Мо [Z (Мо интр. низ. ур. и Мо экстр. низ. ур.) = 2,1, p = 0,036] у интровертов. На уровне тенденции у лиц с высокой интроверсией величина SI также ниже, чем в подгруппе с низким уровнем экстраверсии: SI [Z (SI интр. выс. ур. и SI экстр. низ. ур.) = -1,6, p = 0,11]. Анализ временных и спектральных показателей СР у юношей с различным уровнем нейротизма без учета их принадлежности к экстра- и интроверсии не выявил значимых различий. Лишь на уровне тенденции более высокая мощность HF-волн у лиц со средним уровнем нейротизма по сравнению с лицами с высоким уровнем: HF [Z (HFср. ур. и HFвыс. ур) = 1,6, p = 0,11]. Поскольку среди экстра- и интровертов большая встречаемость лиц с низким уровнем нейротизма, мы провели анализ параметров ВСР в этих группах. Установлены статистически значимые отличия двух показателей: превышение значений SI и меньшие значения Мо у экстравертов (табл. 3). Кроме того, на уровне тенденции отмечены меньшие величины SDNN, RMSSD и большее значение АМо экстравертов по сравнению с интровертами. Сравнение показателей ВСР среди экстра- и интровертов со средним уровнем нейротизма значимых отличий не выявило. Проведен сравнительный анализ параметров ВСР у студентов в группах с различным уровнем 12 Экология человека 2020.10 Экологическая физиология Таблица З Показатели вариабельности сердечного ритма у экстра-и интровертов с низким уровнем нейротизма, Ме (25; 75) Показатель Экстраверты (n = 13) Интроверты (n = 13) Критерий знаков и уровень значимости различий между экстра- и интровертами (Z, p) ЧСС, уд/мин 73,2 (67; 81,1) 70,6 (64; 72,3) -4,3; <0,001 Mo, мc 880 (820; 930) 880 (880; 980) -2,77; 0,005 ВР, мс 260 (210; 440) 330 (300; 440) -1,28; 0,194 RMSSD, мс 35 (28; 46) 45 (32; 69) -1,7; 0,089 % 18 (12; 30) 36 (27; 61) -3,4; 0,001 SDNN, мc 60 (50; 60) 70 (50; 80) -1,9; 0,057 АМ0, % 41 (36; 60) 35 (30; 40) -1,9; 0,057 SI, усл. ед 76 (70; 113) 59 (38; 68) -2,22; 0,028 HF, м^ 443 (222; 617) 589 (363; 1070) -0,88; 0,36 LF, м^ 157 (117; 238) 224 (138; 378) -0,9; 0,37 ЛТ (умеренный, высокий и очень высокий). У высокотревожных (46-54 балла) выявлены значимо большие величины Мо, ВР, SDNN, RMSSD, тенденция к большим значениям HF, меньшим значениям АМо по сравнению с умереннотревожными (табл. 4). Однако у обследованных с очень высоким уровнем ЛТ (> 55 баллов) установлены значимо более низкие параметры ВР, SDNN, RMSSD, HF, LF относительно высокотревожных. Более низкие величины вышеуказанных параметров ВСР у высокотревожных указывают на большую активацию симпатических влияний на сердечно-сосудистую систему, чем у студентов, чей уровень ЛТ соответствует высокому. Проведены сравнения характеристик ВСР у экстра- и интровертов в трех вышеуказанных группах, ранжированных по уровню ЛТ (умеренный, высокий и очень высокий). В группе с умеренной ЛТ значимо более высокая величина Мо выявлена у интровертов [Z (Mo интро- и Мо экстра) = -2,64, p = 0,009]. В группе с высокой ЛТ (45-54 балла) выше величины Мо [Z (Mo интро- и Мо экстра) = -2,3, p = 0,021], SDNN [Z (SDNN интро- и SDNN экстра) = -2,1, p = 0,036] и ниже величины АМо [Z (АМо интро- и АМо экстра) = -2,0, p = 0,046], SI [Z (SI интро- и SI зкстра) = -2,0, p = 0,046] у интровертов по сравнению с экстравертами. Сравнительный анализ показателей СР у экстравертов и интровертов с очень высокой ЛТ (> 55 баллов) установил большую длительность Мо [Z (Mo интро- и Мо экстра) = -2,2, p = 0,028], большие величины ВР [Z (ВР интро- и ВР экстра) = - 2,2, p = 0,028] и SDNN [Z (SDNN интро- и SDNN экстра) = -2,56, p = 0,012] у интровертов, чем у экстравертов. Эти данные свидетельствуют об определенном смещении вегетативного баланса в сторону ваготонии и преобладании функционального резерва вегетативной регуляции у обследуемых, личностные психологические качества которых соответствуют интровертированности. Обсуждение результатов Определение личностно-психологической принадлежности показало, что больше половины обследуемых студентов (58,7 %) являются амбивертами. Также высока встречаемость лиц с низким уровнем нейротизма (56,5 %), что, по-видимому, является составляющей генофенотипически обусловленного механизма адаптации этносов-северян к экстремальным факторам среды. Самообладание, выдержка, сдержанность эмоций - характерные социотипиче-ские качества якутов [10]. У обследованных нами студентов установлена высокая встречаемость лиц с высоким уровнем ЛТ (68,3 %). Величина среднего балла ЛТ - (48,8 ± 1,08) балла по всем опрошенным студентам совпадает с данными, полученными при обследовании студентов 1-го курса мединститута Якутского госуниверситета 20 лет назад, в 2001 г. [14]. Таким образом, уровень ЛТ у студентов-медиков младших курсов остается устойчиво высоким, что, Таблица 4 Показатели вариабельности сердечного ритма у обследованных с разным уровнем личностной тревожности, Ме (25; 75) Показатель Умеренная ЛТ n = 15 (1) Высокая ЛТ n = 20 (2) Очень высокая ЛТ n = 11 (3) Критерий знаков и уровень значимости различий между 1 и 2 (Z, p) Критерий знаков и уровень значимости различий между 2 и 3 (Z, p) ЧСС, уд/мин 73 (71; 75) 67 (58; 67) 71 (66; 80) -1,5; 0,13 -2,22; 0,028 Мо, мс 880 (820; 880) 980 (880; 1040) 880 (795; 905) -5,7; <0,001 -0,52; 0,61 ВР, мс 300 (210; 420) 350 (270; 440) 240 (205; 315) -2,35; 0,009 -4,0; <0,001 SI, усл. ед 68 (40; 73) 59 (31; 70) 107 (65; 135) 0,6; 0,55 1,5; 0,13 АМо, % 40 (28; 51) 32 (27; 80) 45 (38; 50) -1,9; 0,057 -0,52; 0,61 SDNN, мс 60 (50; 70) 70 (60; 80) 50 (47; 50) -5,96; <0,001 -5,0; <0,001 RMSSD, мс 29 (23; 34) 44 (29; 82) 29 (24; 43) -2,7; 0,007 -2,3; 0,021 HF, мс2 475 (333; 1048) 589 (372; 1344) 310 (247; 451) -1,76; 0,072 -2,62; 0,009 LF, мс2 224 (111; 317) 310 (162; 371) 112 (93; 132) -1,3; 0,19 -3,33; 0,001 13 Экологическая физиология Экология человека 2020.10 вероятно, свидетельствует о напряженности процесса психосоциальной адаптации к студенческой среде. Нами установлена положительная корреляционная связь между уровнями ЛТ и нейротизма (г = 0,45). Использование метода анализа ВСР позволило дать количественную оценку состояния вегетативной регуляции сердца у студентов. Установлено, что временные и спектральные показатели СР у юношей экстравертов (n = 25) и интровертов (n = 21) не имеют статистически значимых отличий. Однако анализ количественных характеристик ВСР у обследованных с разной степенью выраженности экстра- и интровертированности, ЛТ и нейротизма выявил значимые отличия, свидетельствующие об особенностях организации управления СР у лиц в зависимости от их личностного психоэмоционального статуса. Сравнительный анализ показателей ВСР у студентов с разным уровнем экстра- и интровертированности выявил наиболее оптимальное функциональное состояние регуляторных систем у лиц с низким уровнем интроверсии. Это согласуется с мнением [10], что ин-тровертированный тип является тем социотипическим свойством якутов, который необходим для адаптации к суровым природно-климатическим условиям. Анализ количественных параметров ВСР у юношей с низким нейротизмом, чья встречаемость была наибольшей (56,5 %), выявил значимо более низкие величины SI и большие величины Mo у интровертов, что свидетельствуют о более высоком функциональном резерве их системы вегетативного управления сердцем, чем у экстравертов. Сравнительное исследование параметров ВСР у юношей с различным уровнем ЛТ выявило у высокотревожных (46 - 54 балла на шкале ЛТ) по сравнению с умереннотревожными значимо большие величины Мо, ВР и показателей, отражающих суммарную активность симпатического и парасимпатического отделов вегетативной нервной системы (SDNN, RMSSD). Аналогичные результаты, свидетельствующие о более высоком адаптационном потенциале у высокотревожных студентов, отмечены [5]. Полагают, что у высокотревожных студентов интенсивные активирующие влияния ретикулярной формации ствола мозга повышают суммарную мощность вегетативной регуляции сердца [5]. Однако у юношей с очень высокой ЛТ (> 55 баллов) резерв активности регуляторных систем снижается, о чем свидетельствует значимое снижение величин ВР, SDNN, RMSSD, HF, LF. Таким образом, нами установлено, что у студентов-якутов разная степень выраженности ЛТ сопровождается значимыми отличиями величин параметров ВСР. Более высокая суммарная мощность колебаний СР у высокотревожных юношей по сравнению с умереннотревожными свидетельствует о высоком адаптационном потенциале системы кровообраще ния. Среди студентов, ранжированных по типологическим характеристикам на экстра- и интровертов, более высокий ресурс регуляторных возможностей выявлен у интровертов с низким нейротизмом, а также у высокотревожных интровертов. К группе риска по показателям ВСР относятся экстраверты с очень высокой ЛТ. Высокий уровень ЛТ, присущий большинству студентов, не должен превышать порогового значения (> 54 баллов), иначе чрезмерное напряжение регуляторных механизмов СР может привести к истощению физиологических резервов и развитию дезадаптационных гомеостатических расстройств.

About the authors

G. K. Stepanova

M. K. Ammosov North-Eastern Federal University

Email: g_k_step@mail.ru

M. V. Ustinova

M. K. Ammosov North-Eastern Federal University

References

Supplementary files