Влияние индекса массы тела на вариабельность сердечного ритма у студентов в условиях относительного покоя и экзаменационного стресса |
24.01.2013 г. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Димитриев Д.А., Карпенко Ю.Д., Димитриев А.Д.
Influence of body mass index on heart rate variability in students during periods of relative rest and exam stress Резюме: В оценке здоровья населения в зависимости от социальных факторов активно используются различные морфофункциональные показатели, которые являются интегрирующими и информативными для оценки здоровья населения. Признанными индикаторами воздействия позитивных и негативных факторов являются индекс массы тела и показатели вариабельности сердечного ритма (ВСР). В последние годы отмечается рост внимания к данной проблеме, однако многие ее аспекты остаются во многом недостаточно изученными. Цель настоящей работы заключалась в изучении особенностей вариабельности сердечного ритма у студентов в условиях межсессионного периода и экзамена в зависимости от индекса массы тела. Изучены особенности функционального состояния организма студентов в зависимости от индекса массы тела методами электрокардиографического анализа вариабельности сердечного ритма у 439 практически здоровых студенток и 112 студентов. Качественная оценка индекса массы тела показала, что большинство студентов (82,26%) имели нормальное значение индекса массы тела, у 11,29% этот индекс был снижен, а у 6,4% - повышен. Анализ показателей вариабельности сердечного ритма в зависимости от индекса массы тела в межсессионный период с использованием непараметрического критерия Крускала-Уоллеса выявил различия только по частоте сердечных сокращений и длительности RR-интервала. В то же время для всех показателей вариабельности сердечного ритма выявлена устойчивая тенденция к изменению значений этих показателей в зависимости от индекса массы тела. Во время экзамена для ряда показателей вариабельности сердечного ритма была характерна достоверная зависимость от уровня индекса массы тела. Обнаруженная зависимость показателей вариабельности сердечного ритма от индекса массы тела во время экзамена свидетельствует о том, что индекс массы тела в значительной степени определяет состояние кардиорегуляторных механизмов в условиях эмоционального напряжения. Сопоставление показателей вариабельности сердечного ритма в условиях экзаменационного стресса и в межсессионный период выявило, что показатели вариабельности сердечного ритма у лиц с низким индексом массы тела между сравниваемыми периодами исследования отличались. У студентов с повышенным индексом массы тела в условиях экзаменационного стресса средние значения вариабельности сердечного ритма оставались на уровне показателей межсессионного периода. Проведенное исследование показало, что кардиорегуляция зависит от такой важной типологической особенности человека, как индекс массы тела. Полученные результаты могут быть использованы в практике для дифференцированной оценки функционального состояния организма в зависимости от качественных показателей отношения массы и длины тела в условиях стресса. Ключевые слова. Студенты, индекс массы тела, экзаменационный стресс, вариабельность сердечного ритма. Annotation: Peculiarities of the body functional state in students in relation to the body mass index (BMI) were researched using electrocardiographic analysis of heart rate variability (HRV). A qualitative evaluation of BMI showed that the majority of the students (82.26%) had normal BMI scores, while 11.29% had lower and 6.4% had higher BMI scores. The analysis of HRV indicators on the basis of the nonparametric Kruskal-Wallace criterion revealed statistically significant differences only in heart rate levels (HR) and the length of the RR- interval (M) between groups formed on the evaluation of HRV. Concurrently there is an unreliable trend towards the increase in HF as the BMI falls. In the waiting period before exams a number of HRV indicators (HR, M, TF, VLF, LF, pLF, pHF) manifested a significant dependence on the BMI level. The discovered dependence of HRV indicators on BMI during exams confirms the fact that BMI to a considerable degree determines the state of cardioregulatory mechanisms under emotional stress. Key words: students, body mass index, exam stress, heart rate variability. В последние годы исследование формирования здоровья населения Российской Федерации стало одним из приоритетных направлений медицинской науки [2]. При этом значительное внимание уделяется социальным аспектам здоровья молодого поколения и, в том числе, студенческой молодежи. Актуальность исследования данной проблемы обусловлена существенными изменениями в образе жизни, из которых наиболее значимыми являются вопросы влияния питания, двигательной активности, умственной нагрузки и других социальных факторов на здоровье студентов [3]. В оценке здоровья населения в зависимости от социальных факторов активно используются функциональные показатели, которые являются интегрирующими и информативными для оценки здоровья населения. Признанным индикатором, интегрирующим в совокупности воздействие позитивных и негативных факторов, являются росто-весовые показатели, на основании которых определяется индекс массы тела (ИМТ) [20]. В последние годы отмечается рост внимания к данной проблеме, в то же время многие ее аспекты остаются во многом недостаточно изученными. В рамках дальнейшего развития этого направления исследований особый интерес представляет проведение исследований по выявлению связей ИМТ с функциональным состоянием организма. В настоящее время одним из подходов в изучении влияния социальных факторов на здоровье населения рассматривается оценка функционального состояния организма с использованием методов анализа вариабельности сердечного ритма (ВСР) [1,4]. Цель настоящей работы заключалась в изучении особенностей вариабельности сердечного ритма у студентов в зависимости от индекса массы тела. Методы исследования. В исследованиях приняли участие 439 практически здоровых студенток и 112 студентов I - V курсов Чувашского государственного педагогического университета им. И.Я.Яковлева. Вариабельность сердечного ритма (ВСР) исследовалась на компьютерном электрокардиогорафе «Поли-Спектр» фирмы «Нейрософт». Обследование показателей ВСР у студентов с соответствии с общепринятыми рекомендациями [18] проводилось в межсессионный период и во время ожидания экзамена. При этом определялись следующие показатели ВСР: частота сердечных сокращений (ЧСС); М – средняя длительность RR-интервала (мс); RMSSD (мс) - среднеквадратичное различие между длительностью соседних R-R интервалов; SDNN (мс) - среднее квадратическое отклонение кардиоинтервалов; pNN50 – процент количества пар последовательных кардиоинтервалов вкардиограмме, отличающихся более чем на 50 мс;TF (мс2) – общая мощность спектра; VLF (мс2) - мощность спектра в диапазоне очень низких частот (0,003-0,04 Гц); LF (мс2) – мощность спектра в диапазоне низких частот (0,04-0,15 Гц); HF (мс2) – мощность спектра в диапазоне высоких частот (0,14-0,4 ГЦ); LF/HF – отношение низкочастотной составляющей спектра к высокочастотной; pLF – мощность спектра низкочастотного компонента, % от суммарной мощности колебаний; pHF - мощность спектра высокочастотного компонента, % от суммарной мощности колебаний. Определение роста проводилось с помощью ростомера РМ-2 и массы тела с использованием напольных весов TANITA HD-366 с соблюдением стандартных требований. Статистическая обработка данных проводилась с использованием пакета профессиональной статистики «Statistica for Windows». Степень достоверности различий показателей ВСР в зависимости от ИМТ нами была оценена с использованием непараметрического дисперсионного анализа Крускала-Уоллеса с применением критерия знаков. В целях оценки связи между показателями вариабельности сердечного ритма и индексом массы тела нами была проведён корреляционный анализ с использованием непараметрического коэффициента Спирмена. Результаты исследования и их обсуждение. По результатам исследования массы тела у студентов установлено, что среднее значение данного показателя у обследованных составило 57,52±0,41 кг (95% Д.И. 56,71 – 58,34), максимальное значение - 85 кг, а минимальное – 38 кг. Среднее значение роста студентов составило 165,23±0,55 см (95% Д.И. 164,14 – 166,31), максимальное -189 см., а минимальное – 145 см. Среднее значение индекса массы тела составило 21,13±0,18 (95% Д.И. 20,78 – 21,48). Качественная оценка ИМТ на основе рекомендаций ВОЗ [20] показала, что большинство студентов (82,26%) имели нормальное значение ИМТ, у 11,29% ИМТ был снижен, а у 6,4% - повышен. Для определения значимости влияния качественного значения ИМТ на функциональное состояние системы кардиорегуляции нами был проведён непараметрический дисперсионный анализ показателей ВСР как в межсессионный период, так и во время ожидания экзамена. При этом в качестве влияющего фактора рассматривали качественный уровень ИМТ (высокий, средний, низкий), а в качестве зависимой переменной – показатели вариабельности сердечного ритма. Результаты анализа приведены в табл.1 и 2. Таблица 1 Значения показателей ВСР в межсессионный период у групп студентов с разным уровнем ИМТ
Примечание: по результатам вычисления статистики Краскела-Уоллеса гипотеза о равенстве средних значений одного показателя для групп с разным ИМТ отвергается при уровне значимости * - p<0,05. Непараметрический дисперсионный анализ Крускала-Уоллеса показывает, что в межсессионный период ЧСС была выше в группе индивидуумов с низкими значениями ИМТ, а наименьшее среднее значение ЧСС отмечалось среди студентов с повышенным ИМТ (табл.1). Значения М в зависимости от значения ИМТ имели обратный характер: минимальные значения М установлены в группе с низким ИМТ и максимальные значения в группе с повышенным ИМТ. При этом необходимо отметить, что значения ЧСС и М у студентов с низким значением ИМТ достоверно (p<0,05) отличались от аналогичных показателей студентов с нормальным и повышенным ИМТ. Для других показателей ВСР такие различия в зависимости от уровня ИМТ не выявлены (p>0,05). Тем не менее, отмечаем, что в межсессионный период для всех рассмотренных показателей ВСР выявлена устойчивая тенденция к изменению значений этих показателей в зависимости от ИМТ. Так, в группе студентов с низким ИМТ значения SDNN, RMSSD, pNN50, Mo и AМo были несколько ниже значений у студентов с нормальным и повышенным ИМТ. Значения HF и pHF, характеризующие уровень респираторной синусовой аритмии, были несколько выше в группе студентов с низкими значениями ИМТ (p>0,05). Проведенный корреляционный анализ связи между показателями ИМТ и ВСР с использованием непараметрического коэффициента Спирмена выявил слабую положительную корреляцию ИМТ с VLF (r=0,144; p<0,05). Все остальные корреляционные связи были недостоверными. Таблица 2 Значения показателей ВСР во время ожидания экзамена у групп студентов с разным уровнем ИМТ
Примечание: по результатам вычисления статистики Краскела-Уоллеса гипотеза о равенстве средних значений одного показателя для групп с разным ИМТ отвергается при уровне значимости * - p<0,05, ** - p<0,01. Как видно из данных, приведенных в табл.2, ЧСС в период ожидания экзамена в значительной степени зависит от уровня ИМТ. Наибольшее среднее значение ЧСС отмечено в группе студентов с низким ИМТ, а наименьшее – у студентов с повышенным ИМТ (статистика Краскела-Уоллеса (Н=7,72; p<0,05). Парное сравнение средних величин ЧСС показало, что частота сердечных сокращений в группе с низким ИМТ достоверно выше, чем в группе со средним ИМТ (z´=2,48; p<0,05) и чем в группе с повышенным ИМТ (z´=2,41; p<0,05). В то же время, не было выявлено достоверного различия между студентами со средним и повышенным ИМТ (z´=1,03; p>0,05). Различия между группами по продолжительности интервала RR повторяют таковые для ЧСС. Не было выявлено достоверных различий между сравниваемыми группами по уровню SDNN (Н=2,29; p>0,05). Сопоставление среднего уровня SDNN по отдельным парам также не выявило существенного различия, хотя разница между группой с низким ИМТ и группой с повышенным ИМТ было наиболее выраженной. Средние значения RMSSD в сравниваемых группах также не различались друг от друга достоверно (H=3,05; p>0,05). Аналогичные данные были отмечены и в отношении pNN50 (H=1,096; p>0,05). Намного более значимыми были различия между сравниваемыми группами по уровню TF (H=8,25; p<0,05); при этом достоверной была разница между группами с низким ИМТ и повышенным ИМТ (z´=2,85; p<0,05). Все остальные парные сравнения не выявили достоверных различий. Наличие существенного контраста по TF между группами студентов с разным ИМТ сопровождалось ещё более выраженным различием между этими группами по VLF (H=8,25; p<0,05). Как видно из приведённых в таблице данных, среднее значение VLF повышается по мере перехода от группы студентов с низким ИМТ к группе студентов с повышенным ИМТ. Парные сравнения показали, что имеются достоверные различия средних уровней VLF студентов с низким ИМТ и нормальным ИМТ (z´=3,18; p<0,05), между студентами с низким ИМТ и повышенным ИМТ (z´=3,07; p<0,05). В то же время, отсутствует достоверное различие между средними значениями VLF студентов с нормальным и высоким ИМТ (z´=1,29; p>0,05). В ходе анализа средних значений LF нами было установлено, что данный показатель достигает минимального значения в группе студентов с низким ИМТ, а максимальное значение характерно для группы студентов с повышенным ИМТ. Данная тенденция характеризуется высокой степенью статистической достоверности (H=14,38; p<0,01). Статистически достоверны контрасты по данному показателю между группой студентов с низким ИМТ и нормальным ИМТ (z´=2,98; p<0,01), и повышенным ИМТ (z´=3,6; p<0,01). При анализе значений HF нами не было выявлено достоверных различий между средними значениями этого показателя у сравниваемых групп студентов (H=1,89; p>0,05). В то же время следует отметить, что в группе с повышенным ИМТ по сравнению с группой с низким ИМТ имеет место более высокое среднее значение HF. Непараметрический анализ различий средних показателей LF/HF в сравниваемых группах показал, что отсутствуют достоверные различия между сравниваемыми группами (H=1,89; p>0,05). В то же время, имеется некоторая тенденция к повышению отношения LF/HF по мере увеличения ИМТ. Результаты вычисления статистики Краскела-Уоллеса указывают на достоверное различие значений pLF между группами студентов с повышенным и низким ИМТ (H=10,33; p<0,01). Наибольший уровень pHF имел место в группе студентов с низким ИМТ, а наименьший – в группе студентов с повышенным ИМТ (H=10,33; p<0,01). Анализ средних значений показателей вариабельности сердечного ритма в группах студентов с различными качественными уровнями ИМТ показал, что имеется тенденция к понижению или повышению значений мер ВСР при повышении/понижении ИМТ. В связи с этим нами был проведён корреляционный анализ ИМТ и показателей ВСР, полученных при анализе кардиоритмограммы, записанной в период ожидания экзамена, с использованием непараметрического коэффициента корреляции Спирмена. Результаты вычисления данного коэффициента свидетельствуют о том, что имеется достоверная положительная связь между ИМТ и VLF (R=0,17; p<0,05), ИМТ и LF (R=0,22; p<0,05) ИМТ и LF/HF (R=0,16; p<0,05), ИМТ и pLF (R=0,18; p<0,05), ИМТ и pHF (R=-0,18; p<0,05). Таким образом, в результате проведённого нами исследования нами было установлено, что показатели вариабельности сердечного ритма в период ожидания экзамена в значительной степени зависели от величины индекса массы тела. Сопоставление показателей ВСР в условиях экзаменационного стресса и в межсессионный период в группах, сформированных по уровню ИМТ, показывает, что показатели ВСР между сравниваемыми периодами исследования отличались в зависимости от значений ИМТ. У студентов с низким ИМТ достоверные различия были по ЧСС (Z=3,28; p<0,01), M (Z=3,28; p<0,01), VLF (Z=2,35; p<0,05), HF (Z=2,24; p<0,05), а у студентов с повышенным ИМТ – только по ЧСС (Z=2,93; p<0,01) и М (Z=2,93; p<0,01). Обращает на себя внимание, что у студентов с низким ИМТ средние значения TF и LF во время экзамена по сравнению с межсессионным периодом были более низкими. В то же время у студентов с повышенным ИМТ в условиях экзаменационного стресса средние значения VLF, LF, HF, pLF и pHF - на уровне показателей межсессионного периода. Обсуждение результатов. Результаты проведенного исследования показали, что в межсессионный период между показателями ИМТ и ВСР отсутствуют достоверные корреляционные связи. Исключением была только слабая положительная корреляция между ИМТ и VLF (r=0,144; p<0,05). Отсутствие связи между индексом массы тела и показателями вариабельности сердечного ритма в условиях относительного покоя было обнаружено R.D.M.Duncker и соавторами [8]. В то же время, A.Molfino и соавторы [16] обнаружили отрицательную корреляционную связь между ИМТ и HF: значения HF у индивидуумов с низким значением ИМТ было достоверно выше, чем у всех остальных. В нашей работе отмечался тренд к повышению HF по мере снижения индекса массы тела, хотя эта закономерность была и не достоверна со статистической точки зрения. В литературе имеются противоречивые данные о влиянии индекса массы тела на значение показателей сердечно-сосудистой системы в условиях стрессогенного воздействия. В большинстве исследований указывается на то, что повышенный ИМТ и ожирение коррелируют с более выраженной реакцией на стресс, связанный с умственной деятельностью [17, 19]. В то же время, А.Jones и соавторами [12] недавно было показано, что при повышенном ИМТ и ожирении происходит уменьшение реактивности. В нашей работе мы обнаружили, что в условиях ожидания экзамена у студентов с повышенным индексом массы тела отмечается меньшая величина частоты сердечных сокращений; однако и в межсессионный период ЧСС у них была наименьшая. В условиях экзаменационного стресса у студентов с повышенным ИМТ значения HF и pHF были больше значений этих показателей у студентов с низким ИМТ. Таким образом, мы склоняемся к точке зрения, что повышенное значение ИМТ уменьшает выраженность реакции на стресс. В нашем исследовании принимали участие студенты и с прямо противоположной особенностью строения тела – низким значением ИМТ. К сожалению, работ, посвящённых физиологическим особенностям людей с низким индексом массы тела, в литературе немного. В исследовании, проведённом в Японии, было показано, что выраженность стрессорной реакции у выше у людей с низкими значениями ИМТ [15]. Полученные нами данные свидетельствуют о том, что у студентов с низким ИМТ имеет место самое большое среднее значение ЧСС как в межсессионный период, так и в период ожидания экзамена. Для этой группы в условиях экзаменационного стресса были характерны более высокие значения ЧСС и более низкие значения TF, VLF, HF. В то же время, по другим показателям изменения в данной группе носят не столь выраженный и однонаправленный характер. При этом у студентов с повышенным ИМТ средние значения VLF, LF, HF, pLF и pHF в условиях экзаменационного стресса были на уровне показателей межсессионного периода. Таким образом, нами было показано, что в условиях экзаменационного стресса повышенное значение ИМТ связано с уменьшением степени ответной реакции со стороны вегетативной нервной системы на воздействие эмоционально значимого стимула. Можно дать несколько объяснений данному феномену. Во-первых, сниженная реакция на стрессогенный фактор является одной из черт комплекса функциональных особенностей организма, предрасполагающих к ожирению. Например, пассивное поведение грызунов при стрессе не только связано со сниженной физиологической реакцией, но и с резистентностью к инсулину и висцеральным ожирением [5]. Схожая зависимость была выявлена и у людей: меньшая выраженность стрессорной реакции в виде меньшего увеличения ЧСС и меньшего увеличения уровня адреналина в крови является статистически значимым предиктором формирования ожирения к 18-ти летнему возрасту [6, 9]. Другим возможным объяснением является то, что ожирение является следствием долгосрочного воздействия стимулов, вызывающих стресс; такое воздействие ведёт к адаптации в форме снижения реакции [13], а также к увеличению аппетита [10], снижению физической активности [14] и, как следствие, к ожирению [7]. Наконец, возможно, что жир связан с повышенной устойчивостью к стрессу, возможно, посредством выделения биологически активных химических веществ. Так, было показано, что уровень лептина, уменьшающего выраженность ментального стресса, напрямую зависит от массы жировых отложений [11]. Заключение. Проведенное исследование показало, что кардиорегуляция, являясь частью сложной системы регуляции и координации функций организма, зависит от такой важной типологической особенности человека, как отношение между массой тела и длиной тела. Полученные результаты имеют не только теоретическое значение для понимания связи индекса массы тела с показателями вариабельности сердечного ритма, но могут быть использованы в практике для дифференцированной оценки функционального состояния организма в зависимости от качественных показателей отношения массы и длины тела в условиях стресса. Работа выполнена при финансовой поддержке Минобрнауки РФ (ФЦП № 14-В37.21.0215 и АВЦП № 4.904.2011) и РГНФ ( № 12-16-2101412). Список литературы
References
Просмотров: 20882
Добавить комментарий
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Последнее обновление ( 24.01.2013 г. ) |
« Пред. | След. » |
---|