Вегетативные проявления экзаменационного стресса

Щербатых Ю.В. Вегетативные проявления экзаменационного стресса

Автореферат диссертации  на соискание ученой степени доктора  биологических наук. СПб. 2001. — 32 с.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы.

Экзаменационный стресс занимает одно из первых мест среди причин, вызывающих психическое напряжение у учащихся средней и, особенно, высшей школы. Очень  часто экзамен становится психотравмирующим  фактором, который учитывается в  клинической психиатрии при определении  характера психогении и может  являться пусковым механизмом реактивной депрессии (Руководство по психиатрии, 1983; Стрелец В.Б., Самко Н.Н., Голикова Ж.В., 1998; Стрелец В.Б., Голикова Ж.В., 2001). В последние годы получены убедительные доказательства того, что экзаменационный  стресс оказывает негативное влияние  на нервную, сердечно-сосудистую и иммунную системы студентов. (Maes M., Van der Planken M., Van Gastel A., et al., 1998; Deinzer R., Kottmann W., Forster P., et al., 2000). По данным российских авторов, в период экзаменационной сессии у студентов и школьников регистрируются выраженные нарушения вегетативной регуляции сердечно-сосудистой системы, которые проявляются в повышении частоты сердечных сокращений, увеличении артериального давления, возрастании уровня мышечного и психоэмоционального напряжения (Боканова О.М., 1974; Плотников В.В., 1983; Покалев Г.М и др. 1985; Доскин А.В., 1988; Умрюхин Е.А., Быкова Е.В., Климина Н.В., 1999; Фаустов А.С., Щербатых Ю.В., 2000; Ноздрачев А.Д., Щербатых Ю.В., 2001). Эмоциональное напряжение может приводить к активации симпатического или парасимпатического отделов вегетативной нервной системы, а также к развитию переходных процессов, сопровождающихся нарушением вегетативного гомеостаза и повышенной лабильностью реакций сердечно-сосудистой системы на эмоциональный стресс. После сдачи экзамена физиологические показатели не сразу возвращаются к норме - обычно требуется несколько дней для того, чтобы параметры артериального давления вернулись к исходным величинам (Антропова М.В. 1968; Щербатых Ю.В., 2000). В последние годы показано, что экзаменационный стресс, особенно в сочетании с употреблением кофеина, может приводить в последующем к стойкому повышению артериального давления у студентов ( Schepard J ., Al ’ Absi M ., Whitsett T . et al ., 2000). Следует также отметить, что проблема экзаменационного стресса ежегодно затрагивает сотни тысяч студентов и школьников нашей страны и для своего решения требует совместных усилий ученых разных научных дисциплин — физиологии, психологии, психиатрии, кардиологии и гигиены.

Традиционно в качестве вегетативных коррелятов психоэмоционального стресса  использовалось два основных параметра  деятельности сердечно-сосудистой системы: частота сердечных сокращений и  величина артериального давления, а  также производный от этих величин  показатель — «вегетативный индекс Кердо», которые позволяли лишь в  самых общих чертах судить о соотношении  активности симпатического и парасимпатического отделов вегетативной нервной системы  при стрессе. С внедрением в практическую кардиологию математического анализа  вариабельности сердечного ритма (ВСР) стало возможным избирательно определять вклад симпатического и парасимпатического отделов в регуляцию процессов  организма человека (Akselrod S.С. et al., 1981; Баевский Р.М. с соавт. 1984; Malliani A., Lombardi F., Pagani M., 1994; Heart Rate Variability, 1996; Щербатых Ю.В., 1999; Данилова Н.Н., Астафьев С.В., 1999; Щербатых Ю.В., 2000; Ноздрачев А.Д., Щербатых Ю.В., 2001). Кроме того, представляется весьма интересным поиск коррелятов между психологическими и физиологическими реакциями личности на учебные стрессовые ситуации, выявление которых позволит не только вырабатывать индивидуальные рекомендации, но и приблизиться к механизмам понимания психосоматических взаимоотношений.

В то же время, следует отметить, что экзаменационный стресс не всегда носит вредоносный характер, приобретая свойства «дистресса». В определенных ситуациях психологическое напряжение может иметь стимулирующее значение, помогая учащемуся мобилизовать свои знания и личностные резервы  для решения поставленных перед  ним учебных задач. Поэтому речь идет как о разработке методов  прогнозирования показателей экзаменационного стресса с учетом индивидуальных особенностей студентов, так и о  создании эффективных методов оптимизации (коррекции) уровня экзаменационного стресса.

Цель и задачи исследования.

Целью настоящего исследования явилось изучение роли вегетативной нервной системы в развитии психоэмоционального  стресса (на модели его экзаменационного варианта). Для достижения поставленной цели было необходимо решить несколько  задач:

1. Изучить особенности  вегетативной регуляции сердечно-сосудистой  системы студентов во время  учебного процесса и при стрессе,  вызванным сдачей экзаменов.

2. Провести комплексное  психофизиологическое обследование  студентов высшей школы в течение  обычного учебного процесса и  во время экзаменов, включающее  в себя измерение показателей  их скорости реакции, уровня  тремора скелетной мускулатуры  и лабильности зрительного анализатора.

3. Исследовать исходный  уровень тревоги и страха в  норме и во время экзаменационной  сессии, а также изучить связь  этих психических феноменов с  функциями вегетативной нервной  системы.

4. Выявить взаимосвязи  между личностными особенностями  студентов и характером их  вегетативных реакций на психоэмоциональный  стресс.

5. Разработать методику  прогнозирования работы вегетативной  нервной системы во время экзамена  в целях заблаговременного выявления  лиц группы риска, характеризующейся  сниженной стрессоустойчивостью.

6. Разработать методы коррекции  экзаменационного стресса и нормализации  деятельности вегетативной нервной  системы, которые позволят учащимся  с меньшими потерями для здоровья  и более успешно сдавать экзамены  в средней и высшей школе.

Научная новизна.

1. На основе анализа  ВСР в течение обычного учебного  процесса и во время экзамена  впервые подробно описаны влияния  на сердечно-сосудистую систему  со стороны симпатического и парасимпатического отделов вегетативной нервной системы у студентов.

2. Впервые проведено комплексное  психофизиологическое исследование  студентов высшей школы в период  подготовки и проведения экзаменационной  сессии, в сопоставлении с особенностями  их высшей нервной деятельности  и показателями функционирования  вегетативной нервной системы.

3. Впервые подробно описана  динамика изменения ситуативной  тревожности студентов во время  учебного процесса и во время  экзаменов, а также изучена  связь между показателями тревожности  и активностью вегетативной нервной  системы.

4. Впервые достаточно полно  и на количественном уровне  установлены взаимосвязи между  личностными особенностями студентов  и характером их реагирования  на экзаменационный стресс.

5. Впервые осуществлено  прогнозирование уровня стрессовых  реакций студентов методами множественного  регрессионного анализа физиологических  и психологических показателей.

6. Впервые разработана  комплексная программа коррекции  экзаменационного стресса, разработанная  с учетом индивидуальных особенностей  личности студентов, позволяющая  им более эффективно сдавать  экзамены с минимальными потерями  для здоровья.

Практическая значимость.

Результаты данного исследования позволяют рекомендовать их к  применению в учебном процессе учреждений средней и высшей школы, с одной  стороны, в качестве мероприятий  по сохранению здоровья учащихся, а, с  другой - в качестве мер повышения эффективности учебной деятельности и показателей успеваемости.

На основе результатов  работы составлены методические рекомендации «Обучение и здоровье. Методические рекомендации для студентов и  преподавателей» (Воронеж, 2000г.), предназначенные  для студентов, педагогов, методистов и врачей-гигиенистов.

Внедрение в практику.

Результаты диссертации  внедрены в учебный процесс кафедры  гистологии Воронежской государственной  медицинской академии им. Н.Н. Бурденко, кафедры медико-гуманитарной подготовки еврейской государственной академии им. Маймонида и Воронежской гимназии №8.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Экзаменационный стресс  вызывает значительные изменения  в функционировании вегетативной  нервной системы, увеличивая активность  симпатического отдела вегетативной  нервной системы и, одновременно, уменьшая активность парасимпатического  отдела. При этом происходит перестройка  управляющей функции нервных  центров, координирующих работу  сердечно-сосудистой системы, которая сопровождается снижением абсолютной мощности всего спектра сердечного ритма и изменением соотношения отдельных спектральных составляющих.

2. Показатель тремора скелетной  мускулатуры студентов на фоне  экзаменационного стресса зависит  от уровня активности симпатического  и парасимпатического отделов  вегетативной нервной системы  в покое. Показатели скорости  сложной сенсомоторной реакции  в состоянии стресса зависят  от степени подвижности и уравновешенности  процессов возбуждения и торможения  студентов.

3. Ситуация экзамена приводит  к значительному повышению уровня  ситуативной тревожности, в первую  очередь - у лиц со слабым типом высшей нервной деятельности.

4. Личностные особенности  индивидуума оказывают значительное  влияние на характер протекания  экзаменационного стресса.

5. Метод множественного  регрессионного анализа позволяет  с достаточно высокой точностью  прогнозировать реакции вегетативной  нервной системы человека на  ситуацию стресса с учетом  его психологических и физиологических  особенностей.

6. Имеющиеся в настоящее  время методы психологического  воздействия позволяют нормализовать  функциональное состояние вегетативной  нервной системы студентов и  уменьшить остроту стрессорных  реакций во время экзамена.

Апробация работы.

Основные положения диссертации  были представлены на научно-практической конференции «Проблемы современных  технологий обучения» ( февраль 1994 года, Воронеж); на III и IV национальных Конгрессах по профилактической медицине (май 1995 и май 1997 г.г., С-Петербург), на межрегиональной  конференции «Здоровье человека и действие факторов внешней среды» (апрель 1996 г., Липецк); на Международной  конференции «Новые информационные технологии в медицине и экологии» (май 1998 г., Гурзуф), на Втором международном  симпозиуме «Структура и функции  вегетативной нервной системы» (май, 1998 г., Воронеж), на Третьей Всероссийской  конференции «Новое в экологии и  безопасности жизнедеятельности» (май 1998 г, С-Петербург); на VIII Международном  симпозиуме «Эколого-физиологические  проблемы адаптации» (январь 1998 г., Москва); на Российской конференции «Психотерапия  и клиническая психология в общемедицинской  практике» (май, 1999 г, Иваново), на Международной  конференции, посвященной 150-летию И.П. Павлова «Механизмы функционирования висцеральных систем» (сентябрь 1999 г., С-Петербург), на научно-практической конференции  «Современные подходы к медицинскому образованию» (октябрь 1999 г., г.Воронеж), на Международном симпозиуме «Механизмы адаптивного поведения» (декабрь 1999 г.,С-Петербург); на ХХХ Всероссийском  совещании по проблемам высшей нервной  деятельности (май 2000 г., С.-Петербург), на Х международном симпозиуме «Эколого-физиологические  проблемы адаптации» (январь, 2001г, Москва); на Всероссийском симпозиуме «Психосоматические расстройства: системный подход» (май 2001г., г. Курск); на региональной конференции  «Актуальные проблемы современного медицинского образования» (май 2001 г., Воронеж); на Всероссийской научно-практической конференции «Актуальные вопросы психологической службы» (май 2001г., г. Воронеж).

Публикация результатов  исследования.

По теме диссертации опубликовано 56 печатных работ (в том числе - три монографии), из них 19 - в центральной печати.

Объем и структура  диссертации.

Диссертация изложена на 313 страницах  машинописного текста и включает в себя 24 таблицы и 28 рисунков. Состоит  из введения, главы, посвященной описанию методов исследования, и шести  экспериментальных глав (каждая из которых включает в себя литературный обзор по конкретной теме, результаты собственных исследований и их обсуждение), общего заключения, выводов и библиографического списка, включающего 353 отечественных  и 94 зарубежных источников.

Объекты и методы исследования.

Всего было обследовано 95 школьников 9-11 классов и 256 студентов 1-5 курса  медицинской академии (всего 351 человек  в возрасте от 15 до 25 лет). В норме (во время обычного учебного процесса за два месяца до наступления сессии) и непосредственно перед экзаменом (за 30 ± 10 минут до него) у них проводилось  измерение психологических, психофизиологических и физиологических показателей.

Физиологические методики: Измерение частоты сердечных сокращений; измерение частоты дыхания; измерение артериального давления (систолического и диастолического); вычисление вегетативного индекса Кердо и коэффициента Хильдебранта (Вейн А.М., 1991); определение минутного объема крови непрямым способом Лилье-Штрандера ( Вейн А.М., 1991); оценка состояния вегетативной нервной системы посредством математического анализа вариабельности сердечного ритма (Баевский Р.М., Кириллов О.И., Клецкин С.З. , 1984; Heart rate variability , 1996). Для реализации последней методики использовался аппаратно-програмный комплекс “Варикард” типа ВК 1.4, рекомендованный к использованию в медицинской практике решением Комитета по новой медицинской техники МЗ РФ. Расчет показателей ВСР основывался на пятиминутных массивах RR интервалов, не содержащих экстрасистол и артефактов с их последующей математической обработкой. Интерпретация показателей ВСР основывалась на рекомендациях Европейского общества кардиологов и Северо-Американского общества по кардиостимуляции и электрофизиологии ( Heart rate variability ; 1996) и разработках отечественных авторов (Баевский Р.М. и соавт., 1984). Основные показатели ВСР, использованные в данной работе, приведены в таблице 1:

Табл.1. Показатели вариабельности сердечного ритма и их физиологическое содержание.

Показатель

Ед.

измер-я

Название показателя и его физиологическое содержание

Mo *

мс

Мода (наиболее вероятный  уровень функционирования сердечно-сосудистой системы)

A М o *

%

Амплитуда моды (условный показатель активности симпатического звена регуляции)

RMSSD *

мс

Квадратный корень суммы разностей последовательного  ряда RR-интервалов (отражает активность парасимпатического звена вегетативной регуляции)

pNN 50*

%

Доля соседних RR -интервалов, которые различаются  более чем на 50 мс (отражает активность парасимпатического звена вегетативной регуляции)

ИН

усл. ед.

Индекс напряжения регуляторных систем (показатель степени  преобладания симпатического звена  регуляции над парасимпатическим)

SDNN *

мс

Стандартное отклонение кардиоинтервалов или среднеквадратичное отклонение (отражает активность парасимпатической  системы)

HF %*

%

Относительная мощность высокочастотных колебаний в  диапазоне 0.4 - 0.15 Гц по отношению к общей мощности спектра ВСР.

HF *

мс2

Абсолютная мощность высокочастотных колебаний по отношению  к общей мощности спектра ВСР (отражает абсолютный уровень активности дыхательного центра).

LF %*

%

Относительная мощность низкочастотных колебаний длительности RR -интервалов в диапазоне 0.15-0.04 Гц по отношению к общей мощности спектра  ВСР

LF *

мс2

Абсолютная мощность низкочастотных колебаний в диапазоне 0.15-0.04 Гц (отражает абсолютный уровень  активности вазомоторного центра).

VLF %*

%

Относительная мощность сверхнизкочастотных колебаний  в диапазоне 0.04 - 0.015 Гц по отношению к общей мощности спектра ВСР

VLF *

мс2

Абсолютная мощность сверхнизкочастотных колебаний (отражает абсолютный уровень влияния высших вегетативных центров на ВСР)

ТР*

мс2

Общая мощность спектра  колебаний длительности RR -интервалов в диапазоне до 0.015 Гц (отражает суммарный  уровень активности регуляторных систем ЦНС, оказывающих влияние на сердечный  ритм)


* - показатели ВСР, рекомендованные к использованию Европейским обществом кардиологов и Северо-Американским обществом стимуляции и электрофизиологии ( Heart rate variability ; 1996).

Психофизиологические  методики: Определение скорости сложной сенсомоторной реакции (Марищук В.Л. и соавт., 1984); определение критической частоты световых мельканий (КЧСМ); определение уровня тремора (Богданова Д.Я. и соавт., 1971; Марищук В.Л. и соавт., 1984).

Психологические методики: Определение личностной и реактивной (ситуативной) тревожности по Спилбергеру (Ханин Ю.Л., 1978; Марищук В.Л. и соавт., 1984); 16-факторный опросник Кеттела (Аверин В.А., Бухарина Т.Л., 1995; Райгородский Д.Я., 2000); тест ЧХТ для определения характеристик высшей нервной деятельности (сила нервных процессов со стороны возбуждения, сила нервных процессов со стороны торможения, подвижность и уравновешенность нервных процессов (Марищук В.Л. и соавт., 1984); тест на определение уровня самооценки (Петровский А.В., 1972); опросник для определения иерархической структуры актуальных страхов (Щербатых Ю.В., Ивлева Е.И., 1998).

Полученные данные обрабатывались на ЭВМ при помощи пакета статистических программ STATGRAPHIC for Windows . По каждой группе данных вычислялись такие статистические показатели, как: среднее значение, медиана, мода, стандартная ошибка среднего; для оценки близости изучаемого распределения  к нормальному использовался c критерий Пирсона, а также определялись стандартизированный коэффициент эксцесса и стандартизированный коэффициент асимметрии. Д ля оценки связей между признаками использовали коэффициент ранговой корреляции Спирмена; достоверность изменений психологических и физиологических показателей при стрессе по сравнению с нормой определяли при помощи Т-критерия Вилкоксона. Д ля определения связи между отдельными показателями вычислялись коэффициенты корреляции; для построения моделей и прогноза уровня стресса вычислялись формулы простой и множественной регрессии.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

1. Физиологические  показатели студентов в норме  и в условиях

экзаменационного  стресса

В норме частота сердечных  сокращений в обследованной популяции (студентов медицинской академии и школьников старших классов) составляла 79.0 ± 0.8 ударов в минуту, перед экзаменом - 97.7 ± 1.2 удара в минуту. Среднее повышение частоты пульса составило 25.3 ± 1.4%, что в целом согласуется с данными других авторов, отмечавших тахикардию у студентов во время экзаменов (Плотников В.В., 1983; Покалев Г.М. и соавт., 1985; Доскин А.В., 1988; Шангин А.Б., Шостак В.И., 1992; Бадиков В.И., Быкова Е.В., Климина Н.В., 1997; Умрюхин Е.А., Быкова Е.В., Климина Н.В., 1999; Должиков А.П., Склярук Н.А., 2001; Лапшова Н.А., 2001). Результаты наших исследований показывают, что , во-первых, мода показателя пульса в условиях стресса сдвигается в область больших величин, что отражает общую активацию симпатической системы, а, во-вторых, отмечается увеличение дисперсии распределения показателей пульса. В состоянии экзаменационного стресса 3.8% студентов имели показатели пульса в пределах 120-150 ударов, что свидетельствует о резко выраженной реакции симпатической системы на процедуру экзамена; с другой стороны, 1.3% студентов имели показатели ЧСС сдвинутые в область брадикардии, что может свидетельствовать об активации парасимпатической системы, реагирующей таким образом на истощение ресурсов нервной системы.

Средние показатели артериального  давления в норме по исследованной  нами популяции студентов составляли: 114.3 ± 0.9 мм рт. ст. для систолического, 73.1 ± 0.6 мм рт. ст. для диастолического  и 41.3 ± 0.6 мм рт. ст. для пульсового артериального  давления. Экзаменационный стресс сопровождался  достоверным увеличением соответствующих  показателей гемодинамики. Перед  экзаменом среднее систолическое  давление по всей группе испытуемых составляло 129.2 ± 1.5 мм рт. ст. (р < 0.001), диастолическое - 81.9 ± 0.9 мм рт. ст. (р < 0.01), пульсовое - 47.3 ± 1.1 мм рт. ст. (р < 0.01), при этом происходило увеличение “разброса” показателей АД в популяции по сравнению с нормой.

Для оценки уровня состояния  вегетативных систем организма традиционно  используется вегетативный индекс Кердо (ВИК), отражающий уровень вегетативного  гомеостаза ( Вейн А.М., 1991). Этот показатель ранее применялся как один из важнейших  индикаторов состояния ВНС у  людей, испытывающих стресса (Плотников  В.В., 1983; Еремин А.Л., 1989; Судаков К.В., 1998), однако разброс величин ВИК, имеющихся в этих исследованиях, и отсутствие норм по ВИК для людей  разного пола и возраста, заставили  нас вновь обратиться к измерению  этого параметра у студентов. Вегетативный индекс Кердо рассчитывался  по формуле: ВИК = (1 - АДД/ЧСС) х 100. Состояние экзаменационного стресса приводило к достоверному увеличению ВИК практически у всех студентов: средний показатель ВИК (по студентам обоего пола) возрастал с 4.2 ± 1.2 до 17.1 ± 1.4 ед. (р < 0.001) . У женщин показатели ВИК достоверно превышали аналогичные показатели мужчин как в состоянии относительного покоя, так и во время стресса, вызванного экзаменом. В спокойном состоянии средние показатели ВИК для мужчин равнялись -2.3 ± 1.8 ед., а для женщин +7.5 ± 1.3.ед. При стрессе показатели ВИК составляли +10.0 ± 2.7 ед. и +21.4 ± 1.5 ед. для мужчин и женщин соответственно.

Экзаменационный стресс приводил к значительному изменению и  других показателей, отражающих деятельность сердечно-сосудистой и дыхательной  системы студентов. Так, перед экзаменом  у них достоверно увеличивался минутный объем крови (с 3.36 ± 0.07 л до 4.52 ± 0.11 л), дыхание становилось более  глубоким и редким (его частота  уменьшалась с 14.2 ± 0.4 до 11.5 ± 0.4 дыхательных  движений в минуту), при этом возрастали средние показатели коэффициента Хильдебранта, который отражает межсистемные соотношения  между дыхательной и сердечно-сосудистой системами и вычисляется как  отношение частоты сердечных  сокращений к частоте дыхания (Вейн А.М., 1991). Согласно нашим исследованиям, коэффициент Хильдебранта положительно коррелирует с показателями вариабельности сердечного ритма, отражающими активность симпатического отдела, и отрицательно - с показателями, отражающими активность парасимпатического отдела вегетативной нервной системы. При стрессе коэффициент Хильдебранта возрастал с 5.9 ± 0.2 до 9.3 ± 0.2 ед. ( р < 0.001).

Анализ вариабельности сердечного ритма (ВСР) в нашей работе включал  в себя определение важнейших  статистических характеристик ВСР, методы вариационной пульсометрии, вариационной ритмографии и спектральный анализ. Согласно рекомендациям рабочей  группы Европейского Кардиологического  Общества и Северо-Американского  общества стимуляции и электрофизиологии, наиболее распространенным показателем  для общей оценки ВСР является стандартное отклонение кардиоинтервалов ( SDNN ), отражающее влияние парасимпатической  системы на деятельность сердца ( Heart rate variability , 1996). Экзаменационный стресс приводит к снижению вариабельности кардиоинтервалов с 63.53 ± 1.87 мс (во время  обычного учебного процесса) до 47.86 ± 1.79 мс - в состоянии стресса (р < 0.001), что свидетельствует о значительном снижении активности парасимпатического отдела вегетативной нервной системы во время экзаменов. В то же время следует отметить наличие индивидуальных различий в реакции вегетативной нервной системы на стресс, так как в исследуемой популяции имелись студенты (6%), реагировавшие на процедуру экзамена увеличением SDNN на 10-40 мс. Одним из возможных вариантов объяснения данного феномена может быть явление “запредельного торможения”, которое возникает у субъектов со слабым типом нервной системы при сверхсильных психических нагрузках (Суворова В.В., 1975). Сравнение изменений различных маркеров парасимпатической активности (коэффициента вариации, SDNN , RMSSD , pNN 50) показало, что наиболее чувствительным к стрессу показателем оказался параметр pNN 50, отражающий долю наиболее вариабельных кардиоинтервалов в общем массиве. Перед экзаменом в среднем по группе показатель pNN 50 снижался на 73% ( для сравнения: уменьшение показателя RMSSD составило 48%, а коэффициента вариации - всего лишь 5%). Поэтому мы можем рекомендовать этот показатель в качестве наиболее чувствительного индикатора эмоционального стресса, отражающего изменение работы парасимпатической нервной системы.

Для оценки состояния симпатической  системы студентов во время эмоционального стресса мы использовали показатели амплитуды моды кардиоинтервалов (АМо) и индекса напряжения (ИН) регуляторных систем. Средняя величина АМо во время обычного учебного процесса составила 32.6 ± 0.9 %, а перед экзаменом - 45.5 ± 1.4 % (р < 0.001), что в целом соответствуют аналогичным показателям, полученным другими исследователями на здоровых лицах (Панькова М.Н., Жебровская Н.Е., 2001). Индекс напряжения вычислялся по формуле: ИН =AMo /2* Mo * MxDMn , где A М o — амплитуда моды кардионтервалов, Mo — мода значений кардиоинтервалов, MxDMn — вариационный размах. Так как числитель этой формулы отражает активность симпатического отдела, а знаменатель — парасимпатического отдела ВНС, то итоговая величина ИН отражает общую активацию организма и степень сдвига вегетативного баланса в сторону преобладания симпатического отдела над парасимпатическим. Этот показатель хорошо зарекомендовал себя на практике как чувствительный индикатор активации симпатической системе при стрессе (Баевский Р.М., Кириллов О.И., Клецкин С.З., 1984; Глушкова Е.К., 1988; Сапова Н., 1993; Авилов О.В., 1999; Ерышев О.Ф., Дубинина Л.А., 1999; Щербатых Ю.В., 1999; Должиков А.П., Склярук Н.А., 2001). В обследованной нами популяции студентов ИН составлял в норме 72.6 ± 4.9 усл. ед., а перед экзаменом - 161.6 ± 11.4 усл. ед. (р < 0.001).

Особое внимание в нашем  исследовании было уделено спектральному  анализу кардиоинтервалов, позволяющему оценивать вклад отдельных управляющих  структур ЦНС в общий ритм деятельности сердца. Так как в литературе встречается  два основных способа измерения  величины спектра - по абсолютной мощности и в процентах, причем в зависимости от выбранного метода подсчета результаты носят разнонаправленный характер, мы в своем исследовании применяли оба метода измерения мощности: нормированный метод (в процентах от суммарного спектра), и в абсолютных единицах ( мсх 1000) (Табл.2).

Табл. 2. Показатели мощности отдельных составляющих спектра сердечного ритма в покое и в состоянии стресса.

 

HF а

HF%

LF а

LF%

VLF а

VLF%

Норма

1.73 ± 0.13

38.0 ± 1.6

1.37 ± 0.08

34.7 ± 1.4

0.75 ± 0.06

17.1 ± 0.8

Стресс

0.57 ± 0.06

***

22.2 ± 1.3

***

1.05 ± 0.09

**

41.4 ± 1.2

**

0.59 ± 0.07

*

23.0 ± 0.9

**


HF а, LF а, VLF а - подсчет мощности в абсолютных единицах (мс2х1000); HF %, LF % VLF % - подсчет мощности в относительных единицах (%). Достоверность разницы между показателями в норме и при стрессе: * - р<0.05; ** - р<0.01; *** - р<0.001.

Уменьшение как относительной, так и абсолютной мощности HF волн вполне укладывается в существующие представления о системе регуляции  сердечной деятельности, так как  согласно общепризнанным взглядам, этот диапазон спектра (частоты от 0.4 до 0.15 Гц) отражает активность ядра блуждающего  нерва (Баевский Р.М., Кириллов О.И., Клецкин  С.З. 1984; Heart rate variability , 1996; Malliani A ., Lombardi F ., Pagani M . 1994; Malik M ., Camm A . J ., 1994; Данилова Н.Н., Астафьев С.В., 1999). Природа длинноволновой части спектра ВСР, лежащая в  диапазоне частот 0.15 до 0.04 Гц ( LF -волн, “вазомоторных волн”, “волн Майера”, “волн Геринга” и пр.) пока остается неясной. Чаще всего колебания ВСР  в этом частотном диапазоне связывают  с изменением тонуса симпатической  нервной системы (Rimoldi 1990; Malliani A., Pagani M., Lombardi F., 1991; Malliani A ., Lombardi F ., Pagani M ., 1994). В то же время, отдельные исследователи  связывают эти колебания с  функцией барорецепторов ( Akselrod S ., Gordon D ., Ubel F . et al ., 1981; Appel M . L ., Berger R . D ., Saul J . P ., et al .,1989), с петлей обратной связи  в системе регуляции кровяного  давления ( Baselli G ., Cerutti S ., Livraghi M . et al ., 1988 ), с сосудистыми эффектами ( Burne E . A . Porges S . W ., 1992 ) и пр. Существует мнение, что этот параметр отражает суммарный  эффект центральной регуляции, включающей в себя как высшие симпатические, так и парасимпатические влияния  на ритм сердца ( Akselrod S ., Gordon D ., Ubel F . et al ., 1981; Heart rate variability , 1996; Джафарова О.А., Донская О.Г., Изарова О.И., Путилов  А.А., 1999). В наших исследованиях  мощность LF - диапазона, измеренная в абсолютных единицах, перед экзаменом уменьшалась на 23%, а при измерении в относительных единицах отмечался прирост интенсивности этих волн на 19%. Такая парадоксальная, на первый взгляд, картина наблюдалась и другими исследователями, что было отмечена и другими экспертами ( Heart rate variability , 1996). Учитывая, что при 5-минутном отведении кардиоинтервалов большая часть общей мощности спектра приходится на HF и LF диапазоны, а нормированная оценка, таким образом, отражает соотношение активности нервных центров, генерирующих LF и HF колебания, можно предположить, что увеличение относительной мощности LF волн во время эмоционального возбуждения показывает всего лишь ослабление при стрессе активности ядра блуждающего нерва. В то же время достаточно тесная корреляция абсолютной мощности LF колебаний с такими показателями парасимпатической системы, как SDNN , pNN 50, RMSSD может свидетельствовать о принадлежности гипотетического LF генератора к парасимпатическому отделу вегетативной нервной системы, однако эта гипотеза требует дополнительных доказательств.

В последнее время подчеркивается необходимость индивидуального  подхода к изучению стрессорных  реакций, так как при вычислении среднестатистических норм зачастую “смазываются”  важные закономерности реагирования отдельных  индивидуумов, отличающихся по физиологическим  или психологическим показателям (Судаков В.К., 1998). Поэтому в нашей  работе было осуществлен анализ физиологических  реакций студентов, изначально различающихся  по вегетативному статусу. В качестве индикатора вегетативного баланса  мы выбрали индекс напряжения регуляторных систем (ИН), который отражает соотношение  активности симпатического и парасимпатического отделов. По результатам анализа  вариабельности сердечного ритма студенты были разделены на три группы: «ваготоники», у которых ИН в норме не превышал 30 усл. единиц, «нормотоники», которые имели показатели ИН от 31 до 120 усл. ед. и «симпатикотоники» с показателями ИН от 121 до 300 усл. ед. (Табл.3).

Таблица 3. Показатели вариабельности сердечного ритма и вегетативного индекса Кердо у студентов с различной активностью ВНС.

 

SDNN

норма

SDNN

стресс

A М o

норма

A М o

стресс

ИН

норма

ИН

стресс

ВИК

норма

ВИК

стресс

В

( n =13)

96.6

± 3.2

59.2

± 7.2

21.0

± 0.7

38.8

± 4.1

24.4

± 1.6

95.1

± 17.5

-13.8

± 4.3

10.0

± 4.6

Н

( n =75)

61.7

± 1.3

47.1

± 1.9

32.2

± 0.8

44.8

± 1.6

64.3

± 2.8

168.2

± 13.8

5.8

± 1.5

18.2

± 1.7

С

( n =12)

39.9***

± 3.6

40.0**

± 3.4

47.8***

± 1.6

48.9**

± 3.2

176.8***

± 15.6

192.9***

± 29.2

14.5***

± 2.4

19.8*

± 3.4

Вегетативные проявления экзаменационного стресса