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
В то же время, следует отметить,
что экзаменационный стресс не всегда
носит вредоносный характер, приобретая
свойства «дистресса». В определенных
ситуациях психологическое
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
2. Провести комплексное
психофизиологическое
3. Исследовать исходный
уровень тревоги и страха в
норме и во время
4. Выявить взаимосвязи
между личностными
5. Разработать методику
прогнозирования работы
6. Разработать методы коррекции
экзаменационного стресса и
Научная новизна.
1. На основе анализа
ВСР в течение обычного
2. Впервые проведено комплексное
психофизиологическое
3. Впервые подробно описана
динамика изменения
4. Впервые достаточно полно
и на количественном уровне
установлены взаимосвязи между
личностными особенностями
5. Впервые осуществлено
прогнозирование уровня
6. Впервые разработана
комплексная программа
Практическая значимость.
Результаты данного
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
Основные положения, выносимые на защиту.
1. Экзаменационный стресс
вызывает значительные
2. Показатель тремора скелетной
мускулатуры студентов на фоне
экзаменационного стресса
3. Ситуация экзамена приводит
к значительному повышению
4. Личностные особенности
индивидуума оказывают
5. Метод множественного
регрессионного анализа
6. Имеющиеся в настоящее
время методы психологического
воздействия позволяют
Апробация работы.
Основные положения
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
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 |
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 |
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 |
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
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
1. Физиологические показатели студентов в норме и в условиях
экзаменационного стресса
В норме частота сердечных
сокращений в обследованной популяции
(студентов медицинской
Средние показатели артериального
давления в норме по исследованной
нами популяции студентов
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-
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
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
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
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 |

- Вегетерианский стол
- Вегето-сосудистация дистония
- Вегето-сосудистая дистания
- Вегето-сосудистая дистания
- Вегето-сосудистая дистания
- Вегето -сосудистая дистония
- Вегето- сосудистая дистония
- Вегетативно сосудистая дистония
- Вегетативно сосудистая дистония
- Вегетативно-сосудистая дистония
- Вегетативно-сосудистые кризы
- Вегетативные и генеративные органы растений
- Вегетативные органы
- Вегетативные органы растений