Особенности деятельности стресс-реализующих систем детей младшего школьного возраста

JOURNAL OF NEW MEDICAL TECHNOLOGIES, eEdition - 2019 - N 4

УДК: 612.17+616.45-001.1/.3) -003.96-053.3/.5 DOI: 10.24411/2075-4094-2019-16479

ОСОБЕННОСТИ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ СТРЕСС-РЕАЛИЗУЮЩИХ СИСТЕМ ДЕТЕЙ МЛАДШЕГО

ШКОЛЬНОГО ВОЗРАСТА

О.В. КОМИССАРОВА, Е.В. ДОРОХОВ

ФГБОУ ВО «Воронежский государственный медицинский университет им. Н.Н. Бурденко», ул. Студенческая, д. 10, г. Воронеж, 394036, Россия, е-mail: dorofov@mail.ru

Аннотация. В исследовании приняло участие 322 практически здоровых ребенка в возрасте 710 лет. Проведен анализ показателей вариабельности сердечного ритма и уровня свободного кортизола в слюне. Для оценки показателей вариабельности сердечного ритма использовалась методика вариационной кардиоинтервалометрии, которую проводили с помощью устройства психофизиологического тестирования УПФТ-1/30 - «ПСИХОФИЗИОЛОГ». Оценивались следующие параметры вариабельности сердечного ритма: амплитуда моды, вариационный размах, индекс напряжения регуляторных систем и по показателям спектрального анализа ритма сердца: общая мощность волн, мощность волн высокой частоты, мощность волн низкой частоты, мощность волн очень низкой частоты, нормализованный индекс мощности волн высокой частоты, нормализованный индекс мощности волн низкой частоты вагосимпа-тический индекс. Для определения уровня кортизола в слюне применялся метод иммуноферментного анализа с помощью микропланшетного анализатора формата Multiskan FC с использованием наборов реагентов DBC cortisol saliva elisa kit. Концентрацию кортизола выражали в нг/мл. В ходе проведенного исследования установлено, что у детей от 7 к 10 лет отмечалось нарастание активности симпатического отдела вегетативной нервной системы, происходила активация стресс-реализующих систем. Отмечалось повышение уровня кортизола в ротовой жидкости с активацией гипатоламо-кортикальной системы. Установлены гендерные отличия. У мальчиков младшего школьного возраста отмечалось доминирующее влияние симпатического отдела вегетативной нервной системы. У детей ваготоников и симпатотоников от 7 к 10 годам наблюдалось доминирующее влияние симпатического отдела вегетативной нервной системы на сердечный ритм.

FEATURES OF THE ACTIVITIES OF STRESS-IMPLEMENTING SYSTEMS OF CHILDREN OF YOUNGER SCHOOL AGE

O.V. KOMISSAROVA, E.V. DOROKHOV

FSBEI HE "Voronezh State Medical University named after N.N. Burdenko ", Studencheskaya Str., 10, Voronezh, 394036, Russia, e-mail: dorofov@mail.ru

Abstract. The study involved 322 practically healthy children aged 7-10 years. The analysis of heart rate variability and the level of free Cortisol in saliva was carried out. To assess the indices of heart rate variability, we used the method of variation cardiointervalometry, which was carried out using psychophysiological testing device the UPFT-1/30 - "PSYCHOPHYSIOLOGIST". The following heart rate variability parameters were estimated: mode amplitude, variational span, voltage index of regulatory systems and spectral analysis of heart rhythm: total wave power, high frequency wave power, low frequency wave power, very low frequency wave power, high normal wave power index frequency, normalized power index of low-frequency waves, vagosympathetic index. To determine the level of cortisol in saliva, an enzyme immunoassay method was used a microplate analyzer Multiskan FC and the reagents DBC cortisol saliva elisa kit. The concentration of cortisol was expressed in ng / ml. In the course of the study, it was found that in children from 7 to 10 years old there was an increase in the activity of the sympathetic division of the autonomic nervous system, and activation of stress-implementing systems took place. There was an increase in the level of cortisol in the oral fluid with the activation of the hypatolamo-cortical system. We found gender differences. It was noted the dominant influence of the sympathetic division of the autonomic nervous system in boys of primary school age. In children of vagotonics and sympathotones from 7 to 10 years, the dominant influence of the sympathetic division of the au-tonomic nervous system on the heart rhythm was observed.

JOURNAL OF NEW MEDICAL TECHNOLOGIES, eEdition - 2019 - N 4

Введение. Анализ деятельности стресс-реализующих систем в период младшего школьного возраста является важнейшим направлением современной медицины и физиологии. Отклонения в работе этих систем свидетельствуют об индивидуальной адаптационной перестройке в организме детей при изменяющихся внешних и внутренних факторах, сопровождающих рост и развитие ребенка [1, 6]. Это связано с тем, что в препубертатный период отмечается интенсивный скачок в морфофункциональном развитии с напряжением адаптационных процессов в организме ребенка. На протяжении последних лет предиктором вегетативных изменений функционального состояния организма и его реакций на различные нагрузки все чаще используется метод анализа вариабельности сердечного ритма (ВСР) [4, 7, 13-15].

Немаловажную роль в деятельности регуляторных систем организма в период младшего школьного возраста отводится гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковому комплексу, завершающим звеном деятельности которого является кора надпочечников, которая секретирует глюкокортикоиды. Они обладают регулирующим влиянием на различные виды обмена, лимитируют энергетические запасы и затраты организма, оказывает мощное действие на состояние иммунной системы [8-11]. При адаптации организма ребенка на различные внешние воздействия происходят изменения секреторной деятельности коры надпочечников. Глюкокортикоидные гормоны, к которым относится и кортизол, являются основными соединениями, обеспечивающими развитие общего адаптационного синдрома. По мнению большинства исследователей, ротовая жидкость является наиболее удобным объектом для определения кортизола, так как он стабилен и представлен в ней в виде свободной фракции. Этот анализ является неинвазивным методом в отличии от забора крови [3, 12, 16-20]. По мнению ряда авторов, определение кортизола в слюне имеет важное диагностическое значение, не смотря, на то, что приходится учитывать более низкую его концентрацию по сравнению с содержанием его в плазме крови [2, 5, 17-20].

Цель исследования - выявление возрастных и гендерных особенностей становления вегетативной регуляции сердечно-сосудистой системы и гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы у детей в возрасте 7-10 лет.

Материалы и методы исследования. Исследование было проведено на базе БУЗ Сомовский санаторий для детей г. Воронежа. В ходе работы обследовано 322 практически здоровых ребенка обоего пола в возрасте 7-10 лет. Критерием исключения из исследования служило наличие клинических признаков острой респираторной вирусной инфекции, все заболевания в острой стадии, хронические заболевания в стадии обострения, все болезни крови в острой стадии и стадии обострения, кахексия любого происхождения, фаза обострения основного или сопутствующего заболевания [1]. Нами были соблюдены этические принципы проведения биологических и медицинских исследований с участием человека в качестве субъекта в соответствии с Хельсинской декларацией Всемирной Медицинской Ассоциации биомедицинских исследований. Участие в исследовании являлось добровольным. Родителями или законными представителями детей, было подписано информированное согласие на участие их детей в исследовании.

Для выявления особенностей вегетативной регуляции деятельности сердечно-сосудистой системы анализировали показатели вариабельности сердечного ритма. Регистрацию проводили с помощью устройства психофизиологического тестирования УПФТ-1/30 - «ПСИХОФИЗИОЛОГ»: регистрировали сигнал электрокардиограммы (ЭКГ) в I-м стандартном отведении. Стандартное время регистрации составляло 5 минут. Исследование проводилось в первой половине дня, когда все физиологические функции у ребенка наиболее активны. Нами оценивались следующие параметры вариабельности сердечного ритма: амплитуда моды (АМо, %), вариационный размах (ВР, с), индекс напряжения регуляторных систем (ИН, у.е.), общая мощность волн (ÍF, мс2), мощность волн высокой частоты (MF, мс2), мощность волн низкой частоты (LF, мс2), мощность волн очень низкой частоты (VLF, мс2), нормализованный индекс мощности волн высокой частоты ^F norm n.u.), нормализованный индекс мощности волн низкой частоты (LF norm n.u.) вагосимпатический индекс (LF/HF, у.е.). Для решения поставленных задач детей распределили в группы по полу и возрасту. Также провели типизацию этих групп в зависимости от исходного уровня активности вегетативной нервной системы (ВНС), распределив детей на 3 подгруппы по величине вагосимпатического индекса (LF/HF): ваготоники (LF/HF<0,7), нормотоники (LF/HF = 0,7 - 1,5), симпатотоники (LF/HF>1,5).

Для определения уровня кортизола в ротовой жидкости у детей нами был использован метод им-муноферментного анализа (ИФА) с помощью вертикального фотометра Multiscan FC С (Thermo Fisher Scientific, США) с использованием наборов реагентов Cortisol saliva Elisa (Diagnostics Biochem Canada, Канада). Для проведения анализа мы собирали 4-5 мл ротовой жидкости без стимуляции с помощью слюносборников в чистую подписанную пробирку после пробуждения перед едой, питьем и чисткой зубов. Образцы хранили во время транспортировки при температуре 4°С не более 24 часов. Концентрацию кортизола выражали в нг/мл.

Статистическую обработку полученных результатов проводили с помощью программного пакета SPSS Statistics 20. Определялись основные статистические характеристики: среднее (М), стандартная ошибка (m), достигнутый уровень значимости (p). При статистической обработке данных применялись

JOURNAL OF NEW MEDICAL TECHNOLOGIES, eEdition - 2019 - N 4

непараметрические методы, с помощью критерия Манна-Уитни. Достоверными считались результаты, если p<0,05.

Результаты и их обсуждения. С целью выявления возрастных и тендерных особенностей вегетативной регуляции деятельности сердечно-сосудистой системы и гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы у детей в возрасте 7-10 лет был проведен сравнительный анализ показателей ВСР и уровня кортизола в ротовой жидкости.

При анализе параметров ВСР в зависимости от возраста нами установлено, что существуют достоверно значимые отличия показателей спектральных характеристик ритма сердца. Так у детей в возрасте 7 лет VLF (1930,19±230,44), LF norm (57,20±1,97) и LF/HF (1,98±0,22) ниже, чем у 9 летних VLF (2700,77±598,08), LF norm (64,74±1,58) и LF/HF (2,55±0,23), а HF norm (42,80±1,97) в 7 лет был ниже, чем HF norm (35,26±1,58) в 9 лет. По мнению некоторых авторов, [7] мощность волн очень низкой частоты отражает активность симпатического отдела ВНС и его амплитуда тесно связана с психоэмоциональным напряжением и состоянием коры больших полушарий головного мозга, HF norm характеризует активность парасимпатического кардиоингибирующего центра, LF norm отражает активность симпатического отдела. В состоянии стресса или при физической нагрузке наблюдается снижение HF norm и повышение LF norm. Повышение LF/HF наблюдается при активации симпатического отдела ВНС, а снижение этого параметра отмечается при активации влияния вагуса.

При анализе уровня кортизола в ротовой жидкости установлено, что в возрасте 9 лет содержание кортизола (12,30±0,56) было достоверно выше, чем в 7 лет (11,25±0,48), ¿>=0,028. В возрасте 10 лет уровень кортизола (10,62±0,50) был ниже, чем у детей 7 лет (11,25±0,48), р=0,025. В данном случае мы наблюдали активацию стресс-реализующих систем, это проявлялось в увеличении симпатических влияний на организм ребенка и увеличение уровня кортизола в ротовой жидкости от 7 к 9 годам. Стоит отметить, что у детей младшего школьного возраста происходит разнонаправленное изменение показателей ВСР. Это может быть связано с тем, происходит гормональная перестройка организма в препубертатный период и если симпато-адреналовая система срабатывает недостаточно эффективно, то будет включаться гипоталамо-кортикальная система за счет увеличения секреции АКТГ, который через кору надпочечников будет усиливать выделение глюкокортикоидов.

Анализируя параметры ВСР в зависимости от пола (табл. 1) мы отметили, что у мальчиков LF norm (61.58±1.32) и LF/HF (2.45±0.18) были выше, чем у девочек LF norm (57,60±1,23), LF/HF (1,76±0,10). HF norm (38.42±1.32) был ниже у мальчиков, чем у девочек HF norm (42.40±1.23).

Таблица 1

Показатели вариабельности сердечного ритма у мальчиков и девочек

Показатель Пол

Девочки,n= 155 Мальчики, n= 167

LF norm, n.u. 57.60±1.23 61.58±1.32* (р=0,035)

HF norm, n.u. 42.40±1.23 38.42±1.32* (р=0,035)

LF/HF, у.е. 1.76±0.10 2.45±0.18* (р=0,034)

Примечание: п - количество исследованных; знаком * - достоверность различий между детьми разного пола. Достоверных отличий уровня кортизола в ротовой жидкости у детей в зависимости

от пола не было отмечено

Далее группы детей были проанализированы в зависимости от исходного уровня активности вегетативной нервной системы. Нами установлено, что среди детей в возрасте 7 лет (рис. 1) 43,59% являлись симпатотониками, 41,03% были нормотониками и 15,38% - ваготониками. В возрасте 8 лет (рис. 2) 40,00% детей были симпатотониками, 45,35% - нормотониками и 14,67 % - ваготониками.

Симпато тоник 44%

SKv Ваготонн Xvwv ísУйймйУ К

Нормато ник 41%

Рис. 1. Уровень активности ВНС в возрасте 7 лет Рис. 2. Уровень активности ВНС в возрасте 8 лет

В возрасте 9 лет (рис. 3) 69,97% являлись симпатотониками, 34,15% - нормотониками и 4,88% -ваготониками. В возрасте 10 лет (рис. 4) 49,42% детей были симапотониками, 34,48% - норматониками и 16,09% - ваготониками.

Рис. 3. Уровень активности ВНС в возрасте 9 лет Рис. 4. Уровень активности ВНС в возрасте10 лет

Следует подчеркнуть, что у детей в возрасте 9 лет было наибольшее количество симпатотоников, это может быть связано с нарастающей активностью симпато-адреналовой системы. Это подтверждается данными литературы (Бабунц И.В.), у детей в возрасте 9-10 лет наблюдается вторая перестройка регуляции, происходит централизация управления ритмом сердца и соответственно это приводит к повышению активности симпатического отдела ВНС. Также в данном случае имеет значение влияние такого фактора, как психоэмоциональная перестройка в связи с началом препубертатного периода.

Таблица 2

Показатели вариабельности сердечного ритма у детей ваготоников в зависимости от возраста

Показатель Ваготония

LF norm, n.u. 29,64±1,65 34,50±2,05* (p=0,056) 31,01±2,28

HFnorm, n.u. 70,36±1,65 65,50±2,05* (p=0,056) 68,99±2,28

LF/HF, у.е. 0,43±0,03 0,54±0,04* (p=0,045) 0,47±0,04

Примечание: п - количество исследованных; знаком * - достоверность различий между

детьми ваготониками 7 и 8 лет

JOURNAL OF NEW MEDICAL TECHNOLOGIES, eEdition - 2019 - N 4

Анализируя параметры ВСР у детей ваготоников в зависимости от возраста (табл. 2) нами установлено, что существуют достоверно значимые отличия параметров спектральных характеристик. У детей в возрасте 8 лет LF norm (34,50±2,05) и LF/HF (0,54±0,04) были выше, чем у детей в возрасте 7 лет LF norm (29,64±1,65) и LF/HF (0,43±0,03) соответственно.

Так как в возрасте 9 лет количество ваготоников было недостаточное для статистического анализа, эти данные нами не использовались.

У детей норматоников в возрасте 7 лет показатель HF (2371,03±334,35) отражающий активность парасимпатического кардиоингибирующего центра, был достоверно выше, чем у детей в возрасте 8 лет HF (1475,73±269,95).

У детей симпатотоников (табл. 3) в возрасте 8 лет ВР (344,70±31,44) характеризующий состояние вагусной регуляции сердечного ритма, увеличивающийся при активации парасимпатического отдела ВНС был выше, чем у детей 7 лет (283,26±26,14). К 9 годам отмечалось снижение Амо, так в возрасте 7 лет этот показатель составлял 45,69±2,59, а в 9 лет 39,72±1,66. Индекс напряжения в 7 лет был 183,79±26,92, а 9 лет составлял 108,13±11,24. Вариационный размах в 7 лет составлял 283,26±26,14, а в 9 лет 336,98±20,66. Также стоит отметить, что от 7 к 9 годам происходило повышение спектральных характеристик ВСР. Общая мощность волн (8564,33±2831,79), отражающая суммарный эффект воздействия на сердечный ритм всех уровней регуляции (чем выше ТР, тем лучше адаптационные возможности организма), VLF (3109,99±966,42), LF (3804,47±1210,79) и HF (1649,87±666,57) были достоверно выше у детей симпатотоников 9 лет в сравнение с детьми 7 лет ТР (4932,68±908,04), VLF (2021,85±450,19), LF (2125,68±371,97) и HF (785,15±170,88) соответственно.

Таблица 3

Показатели вариабельности сердечного ритма у детей симпатотоников в зависимости от возраста

Показатель Симпатотония

Амо, % 45,69±2,59 40,57±3,19 39,72±1,66** (р=0,069) 46,57±1,80

ВР, мс 283,26±26,14 344,70±31,44* (р=0,054) 336,98±20,66** (р=0,035) 287,70±19,12

ИН, у.е. 183,79±26,92 172,02±48,51 108,13±11,24** (р=0,031) 171,17±22,19

ТР, мс 4932,68±908,04 6989,92±1150,99 8564,33±2831,79** (р=0,039) 3627,47±319,42

VLF, мс2 2021,85±450,19 3071,01±658,69 3109,99±966,42** (р=0,027) 1538,87±169,43

LF, мс2 2125,68±371,97 2715,50±394,06 3804,47±1210,79** (р=0,052) 1521,95±138,10

HF, мс2 785,15±170,88 1203,41±249,96 1649,87±666,57** (р=0,044) 566,65±58,86

LF norm, n.u. 73,72±1,55 72,57±1,41 73,93±1,25 73,19±1,28

HF norm, n.u. 26,78±1,55 27,43±1,41 26,07±1,25 26,81±1,28

LF/HF, у.е. 3,40±0,38 3,06±0,31 3,50±0,31 3,36±0,35

Примечание: п - количество исследованных; знаком * - достоверность различий между детьми симпатониками 7 и 8 лет, ** - достоверность различий между детьми симпатониками 7 и 9 лет

Анализируя параметры ВСР у детей ваготоников и норматоников в зависимости от пола достоверных отличий выявлено не было.

У детей симпатотоников были выявлены достоверные отличия в спектральных показателях ВСР между мальчиками и девочками. Как видно на рисунке 5 у мальчиков LF norm (74,49±0,96), HF norm (25,51±0,96), LF/HF (3,73±0,26) характеризуют более выраженное напряжение симпатического отдела ВНС, чем у девочек LF norm (71,70±0,89), HF norm (28,30±0,89), LF/HF (2,84±0,16) соответственно.

Рис.5. Спектральные характеристики ВСР в группе девочек и мальчиков симпатотоников

Уровень кортизола в ротовой жидкости (рис.9) у мальчиков ваготоников (9,87±1,26) был достоверно ниже, чем у девочек (13,38±1,05). Уровень кортизола у мальчиков симпатотоников (12,08±0,46) был выше, чем у девочек (10,77±0,50).

Кортизон. нг/мл □ Девочки Мальчики Ваготоники

Кор и вол, нг/мл

□ Девочки ¡^Мальчики Симпатотоники

Рис. 6. Уровень кортизола в ротовой жидкости у детей ваготоников и симпатотоников

Достоверных половых отличий уровня кортизола в ротовой жидкости в подгруппе норматоников выявлено не было.

Выводы. В результате проведенного сравнительного анализа деятельности стресс-реализующих систем детей различных возрастов отмечались следующие особенности:

Литература

References

medicinskih tehnologij. Jelektronnoe izdanie. 2016 [ cited 2016 Sep 06];3 [about 6 p.]. Russian. Available from: http://www.medtsu.tula.ru/VNMT/Bulletin/E2016-3/2-13.pdf. DOI: 10.12737/21409.

Библиографическая ссылка:

Комиссарова О.В., Дорохов Е.В. Особенности деятельности стресс-реализующих систем детей младшего школьного возраста // Вестник новых медицинских технологий. Электронное издание. 2019. №4. Публикация 1-5. URL: http://www.medtsu.tula.ru/VNMT/Bulletin/E2019-4/1-5.pdf (дата обращения: 12.07.2019). DOI: 10.24411/2075-40942019-16479.* Bibliographic reference:

Komissarova OV, Dorokhov EV. Osobennosti dejatel&nosti stress-realizujushhih sistem detej mladshego shkol&nogo vozrasta [Features of the activities of stress-implementing systems of children of younger school age]. Journal of New Medical Technologies, e-edition. 2019 [cited 2019 July 12];1 [about 8 p.]. Russian. Available from: http://www.medtsu.tula.ru/VNMT/Bulletin/E2019-4/1-5.pdf. DOI: 10.24411/2075-4094-2019-16479.

* номера страниц смотреть после выхода полной версии журнала: URL: http://medtsu.tula.ru/VNMT/Bulletin/E2019-4/e2019-4.pdf