Delist.ru

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

Автор: Шайхелисламова Мария Владимировна

С возрастом наблюдается усиление насосной функции сердца и снижение периферического сопротивления сосудов, а также равнозначный вклад ЧСС и УОК в обеспечение МОК. Наблюдаемый «скачок» симпатических влияний на ССС в период пубертата снижает экономичность ее адаптивных реакций. Так, у мальчиков-симпатотоников 14 и 15 лет велоэргометрическая нагрузка вызывает значительное увеличение ЧСС – 61,80% и 61,64% в том и другом возрасте, при этом прирост УОК не менее существенен и составляет 52,60% и 62,27%. Снижение ОПСС на 238,25 дин*с-1*см-5 является недостаточным в условиях резкого возрастания МОК (с 3,89±0,13 л до 10,30±0,75 л, р<0,01), что приводит к увеличению СГД и создает перегрузку для сердца (Ф.З. Меерсон, 1975). «Гиперреативный» характер ответной реакции со стороны гемодинамики у детей в период пубертата может свидетельствовать о несовершенстве механизма срочной адаптации ССС к физической нагрузке динамического характера, проявляющимся на фоне неустойчивости ее нейро-гуморальной регуляции.

Адаптационные механизмы ССС при статических нагрузках в большей степени обеспечиваются активацией симпатического отдела ВНС (Г.В. Кмить, 2005; J.P. Fisher et al., 2006; M. Sundstedt et al., 2007). Применение пробы с локальной статической нагрузкой позволило оценить уровень компенсаторных реакций ССС в зависимости от ее исходного вегетативного тонуса, с учетом постизометрических эффектов.

Рис.8 Изменение показателей гемодинамики в ответ на локальную статическую нагрузку у детей 7 лет с различным исходным вегетативным тонусом в сердечно-сосудистой системе (%)

Примечание: С - симпатикотония, Н - нормотония, В – ваготония

У мальчиков-симпатотоников 7 лет в ответ на статическое усилие наблюдается преобладание сосудистых реакцийв регуляции АД: обнаруживается увеличение ДАД, ОПСС, СГД, снижение УОК и урежение ЧСС (рис.8).

Снижение ЧСС и уменьшение сердечного выброса в ответ на изометрическое усилие может быть вызвано компенсаторным повышением вагусных влияний на сердце, в условиях активации симпатического отдела ВНС. (Р.А. Калюжная, 1973).

Нельзя исключать также факт своеобразного «функционального депонирования» крови в неактивных мышцах, а также снижения кровотока в малом круге в результате натуживания, что уменьшает ударный выброс и МОК (J. Astrond, 1965). Усиление спастического состояния периферических сосудов, наблюдаемое у мальчиков-симпатотоников 7 лет при увеличении экскреции НА доказывает его положительную роль как одного из гуморальных факторов регуляции сосудистого тонуса. Это подтверждается картиной корреляций (рис.10), где имеет место достоверная положительная связь НА – ОПСС (r=0,75, р<0,05), НА – ДАД (r=0,84, р<0,05), тогда как связи НА – МОК и НА – УОК слабо положительны (r=0,32, r=0,36). Следовательно, в данном случае именно повышение сосудистого тонуса является ведущим в регуляции АД и, вероятно, связано с усилением реактивности медиаторного звена САС. Обращают на себя внимание положительные связи А – НА, НА – ДА и отрицательная НА – ДОФА, что, с одной стороны, указывает на активацию биосинтеза КА, а с другой – характеризует ДОФА как его лимитирующее звено. Отсутствие корреляций 17-ОКС практически со всеми гемодинамическими показателями (за исключением САД, где она слабо положительна) свидетельствует, по-видимому, что эффекты кортизола на ССС при статической нагрузке у мальчиков-симпатотоников 7 лет не выражены или отсутствуют.

Не менее показательна реакция гемодинамики в группе мальчиков-ваготоников, где после статического усилия наблюдается снижение УОК и МОК на 22,27% и 18,02% на фоне компенсаторного возрастания ОПСС и небольшого увеличения ЧСС. Такая реакция считается неблагоприятной (Р.А. Калюжная, 1975), свидетельствует о ранних признаках утомления в ССС, снижении выносливости мальчиков к локальной статической нагрузке и наблюдается при уменьшении экскреции А, НА, ДА и 17-ОКС (рис.6).

У мальчиков-симпатотоников старших классов сосудистое звено сохраняется как значимый фактор в регуляции АД после статического усилия, что выражается в увеличении ДАД и ОПСС (рис.9). Однако в отличие от младших школьников параллельно с этим происходит существенный прирост УОК и МОК как компенсаторная реакция сердца, направленная на преодоление спастического состояния сосудов. То есть, нарушается нормальное функционирование гемодинамического механизма саморегуляции, обеспечивающего физиологический баланс между объемом циркулирующей крови и пропускной способностью капилляров (Н.Н. Савицкий, 1974; Г.М. Яковлев, В.А. Карлов, 1992). Подтверждением этого является повышение СГД, которое в норме выступает в качестве гемодинамической константы. Наблюдаемая реакция ССС предполагает существенное усиление адренергических влияний на сердце и сосуды, между тем выявляется снижение экскреции А и НА (рис.6). Возникшее противоречие подтверждается характером корреляций – отрицательные связи НА – УОК, А – УОК, НА – МОК, А – МОК (r от -0,70 до - 0,84, р<0,05) (рис.10). Между тем известно, что адренергический тонус поддерживается не только путем увеличения концентрации КА в зоне рецепции, но и за счет возрастания чувствительности адренорецепторов (Б.Н. Манухин, 1968), при этом может наблюдаться отрицательная корреляция НА с плотностью ?-адренорецепторов (K. Szemeredi et al., 1989, 1993). В нашем исследовании, вероятно, это отрицательные связи НА с УОК и МОК. Примечательно, что на фоне снижения экскреции КА наблюдается положительный сдвиг в экскреции 17-ОКС (42,35%), который сочетается с достоверной положительной корреляцией 17-ОКС – МОК, 17- ОКС – УОК и 17-ОКС – САД (r от 0,72 до 0,80, р<0,05), указывающей на гемодинамические эффекты кортизола, обеспечивающие гиперкинетический вариант кровообращения и повышение АД.

Рис. 9 Изменение показателей гемодинамики в ответ на локальную статическую нагрузку у мальчиков 14 и девочек 15 лет с различным исходным вегетативным тонусом (%)

Следовательно, наблюдаемые нами сдвиги в экскреции КА и глюкокортикоидов, их взаимосвязь с гемодинамическими параметрами – это проявление сложного нейроэндокринного регуляторного механизма, реализующего адренергические влияния на сердце и сосуды у мальчиков в состоянии симпатикотонии при локальной статической нагрузке.

У девочек младшего школьного возраста гемодинамические реакции в ответ на статическую нагрузку по сравнению с мальчиками более сбалансированы, от 7 к 9 годам увеличивается роль инотропного компонента в их структуре, наблюдается снижение ОПСС и стабилизация СГД. Это сопровождается благоприятными реакциями САС и КН, которые адекватны фоновым значением экскреции КА, метаболитов андрогенов и глюкокортикоидов (табл. 1; рис.6). Исключение составляют девочки 9 лет, у которых в состоянии симпатико- и нормотонии резервные возможности САС снижены.

Однако с возрастом реакции ССС на локальную статическую нагрузку у школьниц приобретают иной характер: у девочек 13, 14, 15 лет в состоянии ваготонии наблюдается уменьшение показателей насосной функции сердца, а также депрессорная реакция, характеризующиеся снижением САД, ДАД и СГД несмотря на повышение ОПСС (рис.10). Это сочетается с отсутствием сдвига в экскреции НА и 17-ОКС. Корреляционный анализ выявил отрицательную связь ДА – ДОФА (r=-0,72, р<0,05) и НА – ДА (r=-0,80, р<0,05), первая из которых свидетельствует о снижении резервов САС, а вторая, вероятно, раскрывает существующую зависимость между норадренергическими и дофаминергическими системами. Стимуляция дофаминовых рецепторов тормозит высвобождение НА из депо симпатических терминалей (Б.Н. Манухин, 1960; О.А. Мутафьян, 2002), в результате чего снижается количество НА в крови и моче и проявляется депрессорное действие ДА.

Возможно, этим объясняется его высокое содержание прежде всего как нейромедиатора и отрицательные корреляции ДА – САД, ДА – ЧСС, сопровождающие ярко выраженный гипотензивный эффект у девочек-ваготоников. Более того, именно снижение глюкокортикоидов может приводить к падению возбудимости рецепторных структур, в результате чего уменьшается афферентный поток к сосудодвигательному центру, возникает дилятация и падение общего кровяного давления (А.Д. Ноздрачев, 2001). Вероятно, с этим связано наблюдаемое в наших исследованиях одновременное снижение экскреции 17-ОКС, показателей ДАД, САД и СГД, достоверные положительные связи 17-ОКС – ДАД, 17-ОКС – САД (r=0,72 и r=0,82), а также положительные корреляции 17-ОКС – УОК, 17-ОКС – А и А – УОК (r от 0,75 до 0,90, р<0,05), указывающие на кардиостимулирующий эффект кортизола, реализуемый через пермиссивное действие в отношении А (A. Wanner et al., 2003; D.L. Wong, 2003), и отсутствие этого эффекта в данном конкретном случае.

Мальчики-симпатотоники 7 лет

Мальчики-симпатотоники 15 лет

Рис. 10 Корреляции между показателями экскреции катехоламинов, метаболитов андрогенов, глюкокортикоидов и гемодинамическими параметрами в постизометрическом периоде

Примечание: ___положительная,____слабоположительная, ----отрицательная связь

Заключение

Проведенное исследование показало, что возрастное развитие и приспособительная деятельность детей 7-15 лет обеспечиваются сложными, взаимообусловленными реакциями САС и КН, направленными на удовлетворение основных метаболических и адаптационных потребностей растущего организма. Констатируя наличие определенного синхронизма в проявлении функциональной активности САС и КН необходимо отметить гетерохронный характер их созревания в возрастно-половых группах, а также разнонаправленную динамику экскреции НА, метаболитов андрогенов и глюкокортикоидов на протяжении учебного года. Это указывает на особую роль катехоламинов и кортикостероидов в обеспечении нейроэндокринного механизма адаптационных реакций у детей 7-15 лет и их более совершенный характер у девочек по сравнению с мальчиками в период пубертата.

Вегетативная неустойчивость сопряженная с гуморальными и кардиогемодинамическими сдвигами, в значительной степени является результатом адаптационно-компенсаторных взаимоотношений детского организма с окружающей средой. Симпатикотония, формирующаяся в период пубертата и адаптации детей к школе, характеризуется усилением взаимосвязи между нервным звеном САС и глюкокортикоидной функцией КН - существенным увеличением экскреции НА и 17-ОКС, а также положительной корреляцией между ними. Выявляется высокая мобилизационная готовность детей-симпатотоников к воздействию физических нагрузок, при этом отмечается неэкономное расходование адаптационных резервов организма. Временное регуляторное угнетение глюкокортикоидной функции КН у девочек-симпатотоников 8,9 и 15 лет в покое расценивается нами как важная защитная реакция, указывающая на повышение резистентности коры надпочечников к экзо- и эндогенным воздействиям, обеспечивающая сохранение ее адаптационных резервов. Ваготония, выявляемая у мальчиков 7 лет сопровождается снижением реактивности САС и КН в ответ на дозированную статическую и велоэргометрическую нагрузки, характеризуется развитием реакций утомления в ССС, что свидетельствует о перенапряжении и астенизации организма мальчиков в период адаптации к школе. В отличие от школьников 9,10 лет, у которых парасимпатическая активность в покое, вероятно, связанная с компенсацией инициальной симпатикотонии, характеризуется адекватными гуморальными и гемодинамическими реакциями организма на физическую нагрузку и рассматривается как наиболее сбалансированный вариант регуляции вегетативного тонуса (Н.А. Белоконь, 1987; С.М. Кушнир, 2000; Г.А. Осокина, 2003). Пассивная адаптация детей к статическим мышечным нагрузкам в процессе обучения и жизнедеятельности приводит к формированию неблагоприятных адаптивных перестроек в ССС, проявляющихся на фоне неустойчивости ее нейро-гуморальной регуляции. У мальчиков в состоянии симпатикотонии в качестве ведущего звена в механизме срочной адаптации ССС к локальной статической нагрузке выявляются спастические реакции сосудистого русла, а в последствии и компенсаторное увеличение УОК. Это указывает на высокую вероятность развития у них гипертензионного сосудистого синдрома, патогенетически связанного с повышенной реактивностью норадреналового звена САС и глюкокортикоидной функции КН. У девочек-ваготоников 13,14,15 лет локальная статическая нагрузка вызывает депрессорную реакцию и снижение сердечного выброса на фоне недостаточного «включения» симпато-адреналовой системы и коры надпочечников, указывающих на проявление у них признаков общей сосудистой гипотонии. То есть стресс-реакция при чрезмерном и длительном воздействии факторов среды из звена адаптационного процесса может трансформироваться в звено патогенеза, индуцирующее развитие болезни. Полученные результаты свидетельствуют о необходимости и возможности превентивного подхода к проблеме вегетативных нарушений у детей и подростков, проведение мониторинга функционального состояния ССС, направленного на предупреждение патологических реакций в растущем организме.

Возрастное становление симпато-адреналовой системы и коры надпочечников у детей 7-15 лет происходит гетерохронно в возрастно-половых группах: наиболее существенное увеличение суточной экскреции НА обнаруживается у девочек уже в 9, а у мальчиков лишь в 14 лет; пик в экскреции 17-КС и 17-ОКС наблюдается в 9, 12 и 14, 15 лет, соответственно.

С возрастом и по мере полового созревания детей 7-15 лет выявляется синхронизм в проявлении функциональной активности САС и КН: одновременное увеличение абсолютных показателей суточной экскреции НА и 17-ОКС в 14 лет у мальчиков, в 9 и 12 лет у девочек, а также А, НА и 17-КС – на III стадии полового созревания.

На протяжении учебного года наблюдаются изменения функционального состояния симпато-адреналовой системы и коры надпочечников, имеющие разнонаправленный характер в возрастно-половых группах: в 7-10 лет выявляется уменьшение экскреции А и НА в конце учебного года при стабильных показателях 17-КС и 17-ОКС; в 14 и 15 лет резко возрастает экскреция 17-ОКС у мальчиков, а выделение НА и метаболитов половых гормонов от начала к концу учебного года снижается, в отличие от девочек, у которых экскреция А и НА имеет постоянный характер, а значения 17-КС и 17-ОКС изменяются в пределах возрастного диапазона.

У детей 7-15 лет наблюдается неустойчивость вегетативной регуляции сердечного ритма, проявляющаяся в преобладании симпатических или парасимпатических влияний. Подавляющему большинству школьников свойственен симпатикотонический вариант исходного вегетативного тонуса в сердечно-сосудистой системе, характеризующийся снижением Мо и ?х, увеличением АМо и ИН при положительных значениях ВИК.

Исходный вегетативный тонус в сердечно-сосудистой системе детей определяет ее функциональное состояние в покое:

у мальчиков с симпатикотоническим вариантом ИВТ по сравнению с нормо- и ваготониками отмечаются более высокие значения ЧСС, УОК МОК и СИ при снижении ОПСС и УПСС; в отличие от школьниц 7-9 лет, у которых существеных отличий по гемодинамическим параметрам не установлено. У девочек-ваготоников 13, 14 и 15 лет выявляется относительное снижение САД, ДАД и СГД, сочетающееся с урежением ЧСС.

У детей с преобладанием симпатических влияний на сердечную деятельность по сравнению с нормо- и ваготониками, отмечается более высокий уровень экскреции НА, возрастание отношения НА/А и снижение ДА, сочетающиеся с увеличением экскреции 17-ОКС, за исключением девочек-симпатотоников 8, 9 и 15 лет, у которых активность глюкокортикоидной функции коры надпочечников относительно снижена.

Локальная статическая нагрузка вызывает сдвиги в функциональном состоянии симпато-адреналовой системы и коры надпочечников у детей младшего школьного возраста: повышение экскреции катехоламинов, ДОФА и метаболитов глюкокортикоидов, за исключением мальчиков 7 и девочек 9, 10 лет, у которых в состоянии симпатикотонии прирост НА сопровождается снижением ДА и ДОФА, а у нормо- и ваготоников имеет место одновременное уменьшение экскреции КА и 17-ОКС.

Характер реагирования САС и КН на дозированную велоэргометрическую нагрузку определяется тонусом ВНС и зависит от возраста: наибольшая реактивность САС и КН отмечается у девочек в 9, 12 и 13, а у мальчиков в 7, 14 и 15 лет. При этом в состоянии симпатикотонии увеличение экскреции А и НА сопровождается снижением ДОФА, а у ваготоников наблюдается одновременное уменьшение КА, метаболитов андрогенов и глюукокортикоидов или их разнонаправленная динамика.

Реакция сердечно-сосудистой системы на локальную статическую нагрузку у школьников 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 ДАД, СГД и ОПСС при снижении или незначительном возрастании УОК и МОК. С возрастом наблюдается усиление насосной функции сердца, которое у симпатотоников не сопровождается столь же существенным снижением периферического сопротивления сосудов, что выражается в приросте ОПСС и СГД;

у девочек в отличие от мальчиков от 7 к 15 годам хроно- и инотропные реакции сердца уменьшаются. У девочек-ваготоников 13, 14 и 15 лет преобладают депрессорные реакции, характеризующиеся снижением САД, ДАД и СГД, несмотря на увеличение ОПСС.

Реакция сердечно-сосудистой системы на дозированную велоэргометрическую нагрузку у детей 7-15 лет изменяется с возрастом, имеет особенности в группах ИВТ: для детей 7-10 лет в состоянии симпатико- и ваготонии характерна хронотропная реакция сердца и усиление сосудистого компонента в обеспечение АД при снижении или незначительном возрастании УОК. С возрастом наблюдается усиление насосной функции сердца и снижение периферического сопротивления сосудов, а также равнозначный вклад ЧСС и УОК в обеспечение МОК. Вместе с тем у мальчиков 14, 15 и девочек 12, 13 лет с симпатикотоническим вариантом ИВТ отмечается возрастание СГД и ОПСС.

На основании корреляционного анализа установлено, что с возрастом под влиянием локальной статической нагрузки у детей с различным тонусом ВНС увеличивается количество и теснота межсистемных взаимосвязей, свидетельствующих о взаимообусловленности реакций САС, КН и гемодинамики, формировании вегетативно-гормональной функциональной системы, обеспечивающей приспособительный результат.

Список опубликованных работ по теме диссертации

Шайхелисламова М.В. Реакция симпато-адреналовой системы на дозированную физическую нагрузку как показатель уровня функциональных возможностей организма / Шайхелисламова М.В.// Медико-социальные проблемы охраны здоровья школьников. – Казань, 1995. – С.85-89.

Шайхелисламова М.В. Регуляция сердечного ритма девушек в процессе адаптации к учебной деятельности / Шайхелисламова М.В.// Материалы республиканской научно-практической конференции «Актуальные проблемы медико-биологической и психологической подготовки специалистов». – Казань, 1997. – С.101-102.

Шайхелисламова М.В. Показатели артериального давления и физической работоспособности девушек 15-17 лет / Шайхелисламова М.В.// Материалы IV Всероссийского симпозиума и школы-семинара молодых ученых и учителей «Растущий организм; адаптация к физической и умственной нагрузке». – Казань, 1998. – С.98-99.

Шайхелисламова М.В. Функциональное состояние и периоды напряжения сердечно-сосудистой и симпато-адреналовой систем студенток в течение учебного года. / Ситдиков Ф.Г., Шайхелисламова М.В.// Казанский медицинский журнал. - 1993. – Т. 74. – №1. – С. 14-17.

загрузка...