Delist.ru

Возрастно-половые особенности и механизмы адаптационных реакций у детей 7 - 15 лет (31.01.2008)

Автор: Шайхелисламова Мария Владимировна

Выявить особенности функционирования симпато-адреналовой системы и коры надпочечников у детей с различным исходным вегетативным тонусом в сердечно-сосудистой системе.

Исследовать реакцию срочной адаптации симпато-адреналовой системы и коры надпочечников на физическую нагрузку статического и динамического характера у детей с различным исходным вегетативным тонусом в сердечно-сосудистой системе.

Изучить реакцию центральной гемодинамики на дозированную статическую и динамическую нагрузку у школьников с различным исходным вегетативным тонусом.

Исследовать изменения взаимосвязей катехоламинов, метаболитов глюкокортикоидов, андрогенов и гемодинамических параметров с возрастом, под влиянием локальной статической нагрузки у детей с различным тонусом ВНС.

Научная новизна иследования

Впервые проведено комплексное исследование состояния симпато-адреналовой системы и коры надпочечников, соотношения их функциональной активности у детей 7-15 лет, на разных стадиях полового созревания и в динамике учебного года; дана оценка исходного вегетативного тонуса в сердечно-сосудистой системе на основании экскреции катехоламинов, метаболитов глюкокортикоидов и андрогенов в сочетании с показателями вегетативной регуляции сердечного ритма и гемодинамическими параметрами; исследована реакция срочной адаптации симпато-адреналовой системы и коры надпочечников школьников на локальную статическую нагрузку, осуществлен дифференцированный подход к ее оценке с учетом тонуса ВНС.

Показано, что с возрастом и по мере полового созревания детей 7-15 лет наблюдается синхронизм в проявлении функциональной активности симпато-адреналовой системы и коры надпочечников, выражающийся в одновременном увеличении абсолютных показателей суточной экскреции НА и 17-ОКС – у девочек в 9 и 12, а у мальчиков – в 14 лет, а также А, НА и 17-КС – на III стадии полового созревания в обеих половых группах.

Выявлена разнонаправленная динамика функционального состояния САС и КН в процессе обучения в возрастно-половых группах: в 7-10 лет обнаруживается уменьшение экскреции А и НА в конце учебного года при стабильных показателях 17-КС и 17-ОКС; в 14 и 15 лет – возрастает экскреция 17-ОКС у мальчиков, а выделение НА и метаболитов половых гормонов к концу учебного года снижается. У девочек экскреция А и НА имеет стабильный характер, показатели 17-КС и 17-ОКС изменяются в пределах возрастного диапазона.

Показано, что исходный вегетативный тонус в сердечно-сосудистой системе детей сопряжен с экскрецией катехоламинов и метаболитов глюкокортикоидов: у школьников с симпатикотоническим вариантом ИВТ в отличие от нормо- и ваготоников отмечается более высокий уровень экскреции НА, снижение ДА и возрастание отношения НА/А, сочетающиеся с увеличением экскреции 17-ОКС. Исключение составляют девочки 8, 9 и 15 лет, у которых в состоянии симпатикотонии активность глюкокортикоидной функции коры надпочечников относительно снижена.

Впервые показано, что локальная статическая нагрузка вызывает сдвиги в функциональном состоянии САС и КН у детей младшего школьного возраста – повышение экскреции катехоламинов, ДОФА и метаболитов глюкокортикоидов. У мальчиков 7 и девочек 9, 10 лет в состоянии симпатикотонии прирост НА сопровождается снижением ДА и ДОФА, а у нормо- и ваготоников имеет место одновременное уменьшение экскреции КА, и 17-ОКС.

Установлено, что реакция сердечно-сосудистой системы на локальную статическую нагрузку у детей 7-15 лет зависит от исходного вегетативного тонуса, имеет различия в половых группах: у мальчиков 7-10 лет с преобладанием симпатических влияний ведущим звеном в механизме срочной адаптации ССС являются сосудистые реакции, характеризующиеся увеличением ОПСС, ДАД и СГД при снижении или незначительном возрастании УОК и МОК. С возрастом отмечается усиление насосной функции сердца, которое у симпатотоников не сопровождается столь же существенным снижением периферического сопротивления сосудов, что приводит к увеличению СГД. У девочек от 7 к 15 годам обнаруживается уменьшение хроно- и инотропной реакции сердца, у школьниц 13, 14 и 15 лет в состоянии ваготонии возникают депрессорные реакции, выражающиеся в снижении САД и ДАД, несмотря на увеличение ОПСС.

Научно-практическая значимость

Результаты диссертационного исследования вносят вклад в развитие теории адаптационных процессов в онтогенезе, могут быть использованы в лекционных курсах по возрастной физиологии, эндокринологии, педиатрии и детской кардиологии.

Полученные результаты:

раскрывают закономерности функционирования симпато-адреналовой системы и коры надпочечников у детей 7-15 лет, соотношение их функциональной активности в процессе возрастного развития и полового созревания школьников, а также их роль в становлении нейроэндокринного механизма приспособительных реакций на протяжении учебного года;

позволяют судить об участии симпато-адреналовой системы и коры надпочечников в обеспечении исходного вегетативного тонуса в сердечно-сосудистой системе растущего организма;

раскрывают закономерности реакций срочной адаптации симпато-адреналовой системы и коры надпочечников у детей 7-15 лет на физическую нагрузку статического и динамического характера, их взаимосвязь с исходным вегетативным тонусом и гемодинамикой детей.

Материалы исследования свидетельствуют о необходимости превентивного подхода к проблеме вегетативных нарушений в детском и подростковом возрасте, оптимизации функционального состояния организма школьников путем рационального сочетания статического и динамического компонентов учебной деятельности. Полученные результаты могут быть использованы специалистами по возрастной физиологии, педиатрами и педагогами для проведения мониторинга функционального состояния школьников и выявления групп детей с повышенным риском развития вегетативных расстройств.

Положения, выносимые на защиту

В процессе возрастного становления нейроэндокринного механизма приспособительных реакций у детей 7-15 лет обнаружен синхронизм в проявлении функциональной активности симпато-адреналовой системы, глюкокортикоидной и андрогенной функции коры надпочечников. При этом выявлен гетерохронный характер их созревания в возрастно-половых группах.

Адаптация школьников к локальной статической нагрузке сопровождается взаимообусловленными реакциями симпато-адреналовой системы, коры надпочечников и гемодинамики, направленность которых определяется исходным вегетативным тонусом, возрастом и полом детей.

Апробация работы. Результаты исследований доложены на IV Всесоюзной конференции «Физиология развития человека» (Москва, 1990); на Республиканской научно-практической конференции по проблеме преемственности школьного и вузовского образования (Казань, 1990); на IV Всесоюзном симпозиуме «Физиология медиаторов. Периферический синапс» (Казань, 1991); на регионально-республиканской научно-практической конференции «Физическая культура. Спорт. Здоровье» (Наб. Челны, 1991); на IV Всесоюзной конференции «Физическое воспитание и школьная гигиена» (Архангельск, 1991); на Всероссийской научно-практической конференции «Актуальные проблемы валеологии, синаптологии» (Наб. Челны, 1999); на Международной конференции, посвященной 55-летию института Возрастной физиологии РАО «Физиология развития человека» (Москва, 2000); на региональной научно-практической конференции «Качество жизни в трансформирующемся обществе» (Наб. Челны, 2001); на X Международном симпозиуме «Эколого-физиологические проблемы адаптации» (Москва, 2001); на XVIII Съезде Физиологического общества им. И.П. Павлова (Казань, 2001); на VI Всероссийском симпозиуме и школы семинара молодых ученых и учителей «Растущий организм: адаптация к физической и умственной нагрузке» (Казань, 2002); на Всероссийской научно-практической конференции «Биоразнообразие и биоресурсы Среднего Поволжья и сопредельных территорий» (Казань, 2002);на Всероссийской конференции с Международным участием «Достижения биологической функциологии и их место в практике образования» (Самара, 2003); на Всероссийской конференции «Нейрогуморальные механизмы регуляции сердца» (Казань, 2004); на Всероссийской научной конференции «Растущий организм: адаптация к учебной и физической нагрузке» (Набережные Челны, 2004); на Всероссийской научной конференции «Теоретические основы физической культуры» (Казань, 2005); на I съезде физиологов СНГ (Дагомыс, 2005); на Всероссийской научной конференции «Физиология сердца» (Казань, 2005); на Всероссийской научно-практической конференции ТГГПУ (Казань, 2006); на VIII Всероссийском научно-практическом симпозиуме «Растущий организм: адаптация к физической и умственной нагрузке» (Казань, 2006); на итоговых научных конференциях профессорско-преподавательского состава ТГГПУ (1987-2006), на ХХ Съезде Физиологического общества им. И.П. Павлова (Москва, 2007). Основное содержание исследования отражено в ---- работах.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа объемом 635 страниц состоит из введения, обзора литературы, описания организации и методов исследования, результатов исследования и их обсуждения, заключения, выводов и списка литературы. Работа содержит 214 таблиц и рисунков. Список литературы включает 1023 источника, из них – 650 отечественных и 373 зарубежных авторов.

Список используемых сокращений

М - мальчики; Д – девочки, САС- симпато-адреналовая система, КА- катехоламины, А – адреналин, НА – норадреналин, ДА – дофамин, 17-КС- 17-кетостероиды, 17-ОКС- 17-оксикортикостероиды, ВНС- вегетативная нервная система, ЧСС - частота сердечных сокращений, Мо – мода, АМо - амплитуда моды, ?х- вариационный размах, ИН - индекс напряжения, ВИК- вегетативный индекс Кердо, ИВТ - исходный вегетативный тонус, С- симпатикотония, Н- нормотония, В- ваготония, ССС- сердечно-сосудистая система, САД - систолическое артериальное давление, ДАД - диастолическое артериальное давление, СГД - среднее гемодинамическое давление, УОК - ударный объем крови, МОК - минутный объем крови, ОПСС - общее периферическое сопротивление сосудов, УИ - ударный индекс, СИ - сердечный индекс, УПСС - удельное периферическое сопротивление сосудов.

Организация и методы исследования

В исследовании приняли участие мальчики и девочки 7-15 лет, обучающиеся в общеобразовательной средней школе №143 г. Казани, относящиеся к I и II группе здоровья. Всего было проведено 3260 комплексных физиологических обследований. Возрастная динамика изучаемых показателей оценивалась по данным непрерывного наблюдения, проводимого в течение 8 лет, в котором приняли участие 123 школьника – 59 девочек и 64 мальчика. Наполняемость групп по исходному вегетативному тонусу соответствовала процентному соотношению детей с различным ИВТ в том или ином возрасте. Функциональная активность САС и КН изучалась в различные периоды учебного года – в октябре, феврале и мае.

Для характеристики физического развития школьников 7-15-летнего возраста использовалась общепринятая методика оценки соматического развития по В.В. Бунак (1941). Определялись: длина (см), масса (кг) и площадь поверхности тела (м2) по формуле Э. Дю-Буа (ST=m0.423*H0.725*0.007184), а также окружность грудной клетки в паузе между вдохом и выдохом.

Исследование вариабельности сердечного ритма проводилось по методу вариационной пульсометрии Р.М. Баевского (1970-1984) с использованием автоматизированного кардиопульмонологического комплекса REACARD. Ритм сердца регистрировался в течение 3 минут в положении лежа. Анализировались показатели ЧСС, Мо, АМо, ?х и ИН. Оценка состояния ИВТ осуществлялась на основании автоматического анализа параметров гистограммы, за основу принимались показатели ИН. Дополнительно определялся вегетативный индекс Кердо (ВИК), целые положительные значения которого свидетельствуют о преобладании тонуса симпатического отдела ВНС (О.А. Глазачев с соавт., 1994; Н.А. Шарапов, 2001).

Функциональное состояние симпато-адреналовой системы оценивали по содержанию А, НА, ДА и ДОФА в суточной и порционной моче флуорометрическим методом (Э. Ш. Матлина с соавт., 1965) на приборе БИАН-130 (М-800). Сбор мочи проводился на каждом этапе обследования, до и после тестирующей функциональной нагрузки.

Состояние андрогенной и глюкокортикоидной функции коры надпочечников изучали на основании экскреции 17-ОКС и 17-КС. Для определения 17-КС в моче использовался колориметрический метод Н.В, Самосудовой и Ж.Ж. Басс на основе реакции Циммермана с м-динитробензолом в модификации М.А. Креховой (В.Г.Колб, В.С.Камышников, 1976). Оптическая плотность раствора измерялась на фотоэлектроколориметре ФЭК-56 ПМ. Содержание в моче 17-ОКС определяли по реакции с финилгидрозином после ферментативного гидролиза (В.Г. Колб, В.С. Камышников, 1976) с использованием спектрофотометра СФ-16. Анализировались абсолютные показатели экскреции и относительные величины, рассчитанные на 1 кг массы тела

Для исследования функционального состояния сердечно-сосудистой системы был использован метод тетраполярной грудной реоплетизмографии, широко применяемый в возрастной физиологии (И.Н. Вульфсон, 1977; Р.А. Абзалов, 1986; М.К. Осколкова, 1988; С.И. Русинова, 1989; А.В. Крылова, 1990; Ю.С. Ванюшин, 2001). Ударный объем крови рассчитывали по формуле Кубичека в модификации Ю.Т. Пушкаря с соавт. (1980), минутный объем крови – как произведение УОК на ЧСС. ОПСС рассчитывали по формуле Пуазейля (Ф.Д. Акулова, 1986). Измерение артериального давления производилось по методу Н.С. Короткова в состоянии относительного покоя в положении сидя на полуавтоматическом приборе MF-30 (Япония). Определялось систолическое, диастолическое и среднее гемодинамическое артериальное давление - СГД=0.42*ПД+ДАД (О.А. Мутафьян, 2003).

Параметры гемодинамики регистрировали до нагрузок, после них, а также в течение 5 мин в постизометрическом периоде.

Пробу с локальной статической нагрузкой проводили в положении испытуемого сидя, путем сжатия левой рукой ручного динамометра с усилием, равным 50% от максимального произвольного усилия (Б.Г. Бершадский с соавт., 1983; Л.П. Ларикова с соавт., 1983; И.А. Лебедев, 1985; Э.А. Городниченко, 1990) в течение 1 мин. За показатель максимального произвольного усилия принимали среднюю величину из трех попыток.

Дозированная велоэргометрическая нагрузка задавалась в течение 3 минут на велоэргометре «РИТМ» ВЭ-05 (Киев) в положении сидя и составляла 1,5Вт на 1 кг массы тела.

Статистическую обработку полученных данных проводили общепринятыми методами вариационной статистики с применением пакета программ Microsoft Exel Windows 98. Для оценки достоверности различий использовали Т-тест, основанный на t-критерии Стьюдента. Для выяснения степени сопряженности полученных показателей использовался метод парной корреляции.

Результаты исследования и их обсуждение

Функциональное состояние симпато-адреналовой системы и коры надпочечников у детей 7-15-летнего возраста

Анализ возрастной динамики функционального состояния САС показал, что активность ее гормонального и медиаторного звеньев изменяется гетерохронно в половых группах (рис.1, рис.2). Суточная экскреция А от 7 к 15 годам изменяется незначительно, отмечается лишь некоторое ее увеличение у мальчиков в 14 лет, составляющее 0.97 мкг/сут, что согласуется с представлениями о более раннем созревании хромаффинной ткани относительно симпатической иннервации в онтогенезе (А.Д. Ноздрачев, 1983; В.М. Смирнов, 1993; К.В. Судаков, 2000; S. Fountoulakis, A. Tsatsoulis, 2006) и соответствует данным о полной ее сформированности у детей к 7-10 годам (С.И. Русинова, 1989; И.А. Држевецкая, 1994; Н.Б. Сельверова, Т.А. Филиппова, 2000; Ситдиков и др., 2006; N. Zuckerman-Levin et al., 2001; Y. Lebenthal et al., 2006).

Рис. 1 Возрастная динамика экскреции катехоламинов, метаболитов андрогенов и глюкокортикоидов у мальчиков 7-15 лет

загрузка...