Среда, 22.01.2020, 12:02
Высшее образование
Приветствую Вас Гость | RSS
Поиск по сайту



Главная » Статьи » Физкультура и спорт. Здоровье

ОСОБЕННОСТИ ЦЕРЕБРАЛЬНОГО КРОВООБРАЩЕНИЯ У ТРЕНИРОВАННЫХ И НЕТРЕНИРОВАННЫХ СТУДЕНТОВ В РАЗЛИЧНЫХ УСЛОВИЯХ УМСТВЕННОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

Исупов И.Б., доктор медицинских наук, Севрюкова Г.А., доктор биологических наук, Лиходеева В.А., доктор биологических наук

ОСОБЕННОСТИ ЦЕРЕБРАЛЬНОГО КРОВООБРАЩЕНИЯ У ТРЕНИРОВАННЫХ И НЕТРЕНИРОВАННЫХ СТУДЕНТОВ В РАЗЛИЧНЫХ УСЛОВИЯХ УМСТВЕННОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

В статье представлены результаты динамики основных показателей церебральной гемодинамики студентов с различным уровнем физической подготовленности при некоторых видах умственной деятельности. Методом компьютерной битемпоральной реоэнцефалографии у 51 студента Волгоградского государственного университета (возраст 17,9±1,3 лет) определялись следующие показатели: суммарное пульсовое кровенаполнение головного мозга, тонус мелких резистивных церебральных артерий, показатель венозного оттока крови из церебрального бассейна. Перед реоэнцефалографи- ей выполнялся 5-минутный мониторинг ЭКГ с последующим расчетом ЧСС, индекса напряжения регуляторных систем. Обследования проведены в двух группах: а) нетренированные студенты (контроль); б) студенты, регулярно занимающиеся спортом (ритмическая гимнастика и аэробика).
Результаты исследований необходимо учитывать в условиях повышенного умственного напряжения, во время физических спортивных нагрузок и других форм напряженной трудовой деятельности.

Ключевые слова: физическая тренированность, церебральная гемодинамика, умственная деятельность, реоэнцефалография, тонус артерий, венозный отток.

 

Введение. Умственная деятельность студентов высших учебных заведений, реализуемая во время учебного аудиторного занятия, при модульном контроле знаний и, наконец, на экзаменах различной степени сложности, вызывает эмоционально обусловленное напряжение, которое отражается на функциональном состоянии регуляторных и вегетативных систем организма [1, 3]. Известно, что наименьшие суммарные нагрузки студенты испытывают на учебных занятиях с регламентированными формами контроля знаний. В условиях модульного контроля знаний эмоциональные нагрузки значительно увеличиваются и достигают своего максимума во время экзаменов [2]. Систематичность возможного избыточного влияния учебных и эмоциональных нагрузок на молодой организм в процессе многолетнего обучения в вузе не могут не сказаться на активности регуляторных механизмов висцеральных систем. При этом малоизученными остаются вопросы вегетативного обеспечения влияния эмоциональных реакций на кровоснабжение мозга во время умственной деятельности. Следует отметить иерархическую множественность механизмов и регуляторных звеньев, обеспечивающих адекватно условиям жизнедеятельности изменения тонуса церебральных резистивных артерий мозгового кровотока и в целом способствующих нормализации функций обменных сосудов (капилляров серого вещества головного мозга) [3, 6]. В многочисленных работах отмечается важность механизмов оптимизации регионарного венозного оттока крови, так как признаки ухудшения отражаются на процессах транскапиллярного обмена веществ в нервной ткани [4, 7, 8]. Возможно, что эмоциональное напряжение при интенсификации деятельности обусловливает функциональные нарушения церебрального кровотока по типу ангиодистонического синдрома [2, 5]. Таким образом, в рамках формирования здоровьесберегающих технологий и сохранения здоровья молодого поколения актуальной задачей мониторинга является ранняя диагностика конечных проявлений сосудистых реакций артериального и венозного отделов церебрального бассейна. Учитывая изложенное, целью настоящей работы явилось последовательное изучение динамики основных показателей церебральной гемодинамики у тренированных и нетренированных студентов в условиях различной умственной нагрузки (аудиторное занятие, модульный контроль и экзамен).

Материалы и методы исследования. Под наблюдением находились студенты (51 человек, 17,9±1,3 лет) Волгоградского государственного университета на добровольной основе. Соблюдение принципа информированного согласия достигалось ознакомлением с условиями проведения исследования и используемыми методиками, сообщением о гарантиях неразглашения полученной информации. Методом компьютерной битемпоральной реоэнцефалографии (РЭГ) с помощью тетраполярного реографа «Р4-02» определялись следующие показатели: суммарное пульсовое кровенаполнение головного мозга (реографический систолический индекс, РСИ, Ом), тонус мелких рези- стивных церебральных артерий (дикротический индекс, ДИ, %), показатель венозного оттока крови из церебрального бассейна (венозный отток, ВО, %). 5 -минутный мониторинг ЭКГ с последующим расчетом ЧСС (уд/мин), индекса напряжения регуляторных систем (ИН, у.е.) выполнялся перед реоэнцефалографией. Дизайн исследования включал реоэнцефалографию регионарного кровотока непосредственно в период обычного аудиторного занятия (первый этап), во время модульного контроля знаний (второй этап) и непосредственно в день экзамена, за 10-15 минут до его начала (третий этап). Статистический анализ данных проводился с помощью программного пакета «SPSS 17». Результаты представлены в виде M ± m (где М - среднее арифметическое, m - ошибка среднего арифметического). Статистически значимый уровень различий принимался, начиная со значений р<0,05.

Результаты исследования. У нетренированных студентов величины суммарного пульсового кровенаполнения головного мозга (РСИ) в межсессионный период находились в границах нормы (таблица 1). Среднее значение тонуса церебральных артерий малого диаметра и регионарных артериол (ДИ) составило 57,8±2,2%, что свидетельствует о наличии у студентов функциональной нормотонии регионарных артерий сопротивления. При этом ни у одного обследованного студента ДИ не превышал 75,0 % - максимума возрастной нормы. Средний показатель ВО в группе нетренированных лиц составил 32,8±2,7%, что значительно превышает нормальные величины, лежащие в диапазоне 20,0-25,0%.

В межсессионный период различия церебральной гемодинамики нетренированных и тренированных обследуемых в наибольшей степени проявлялись на уровне емкостных сосудов региона. Условия оттока крови у студентов, занимающихся спортом, были лучше, чем у нетренированных испытуемых. У тренированных лиц показатель ВО был ниже на 41,5% (р<0,01); ЧСС была меньше ЧСС нетренированных лиц на 20,7% (р<0,01), ИН спортсменов ниже на 30,5% (р<0,01).

Таблица 1
Параметры церебральной гемодинамики и ритма сердца тренированных  и нетренированных студентов (M ± m)

Примечание:* -р<0,01 изменения достоверны относительно нетренированных студентов.

У нетренированных студентов во время проведения промежуточного контрольного занятия (рисунок 1) суммарное пульсовое кровенаполнение головного мозга (РСИ) снизилось на 17,2% (p<0,03). Это обусловлено возрастанием тонуса мелких артерий головного мозга: величины ДИ достигали 75,9±5,9%, что на 31,3% (p<0,01) выше исходных значений. При этом отток крови из церебрального региона улучшился на 35,9% (p<0,05).

У тренированных студентов на этапе промежуточного контроля знаний (рисунок 2) отмечалось снижение РСИ на 8,5%, повышение ДИ на 12,8%, увеличение ВО на 14,6%. ЧСС повысилась на 10,3%, а ИН - на 21,1%. Следовательно, у студентов этой группы наблюдалось несущественное повышение тонуса резистивных артерий головного мозга и ограничение пульсового притока крови в регион. Это способствовало сохранению стабильного уровня венозного оттока крови к сердцу, несмотря на некоторое возрастание ЧСС.

Рисунок 1. Динамика исследуемых параметров у нетренированных студентов в условиях модульного контроля знаний и экзамена

Рисунок 2. Динамика исследуемых параметров у тренированных студентов в условиях модульного контроля знаний и экзамена

Сравнительный анализ параметров центральной гемодинамики позволил установить, что у всех нетренированных студентов в условиях экзамена величины ВО превышали уровень 30,0%, т.е. выявлена выраженная функциональная тахикардия и сим- патикотония (средняя ЧСС 96,7±6 уд/мин) (р<0,05); ИН был выше исходного уровня на 47,1%. Следовательно, в день экзамена, при наличии выраженной эмоциональной составляющей умственной деятельности у студентов, было выявлено сужение церебральных сосудов резистивного звена. На наш взгляд, это являлось одним их механизмов существенного ограничения артериального притока крови к большим полушариям головного мозга. Выраженная ситуативная тахикардия обусловливала сокращение периода венозного оттока крови из церебрального бассейна. Выше перечисленные факторы регуляции кровоснабжения серого вещества головного мозга оказались недостаточно эффективными для обеспечения оптимальных условий регионарного венозного оттока крови.

У тренированных студентов в период экзамена выявлено незначительное снижение РСИ (на 9,6%, р>0,05) и некоторое возрастание ДИ и ВО (соответственно, на 16,5% и 25,0%, р>0,05). Описанная динамика показателей РЭГ сопровождалась умеренным возрастанием ЧСС (на 14,9%, р<0,05), ИН - на 9,9% (р>0,05).

Заключение. Напряженная умственная деятельность, особенно в условиях экзаменационного стресса, существенно ограничивает диапазон конечных проявлений механизмов регуляции тонуса мозговых артерий сопротивления, неблагоприятно влияет на регионарный венозный отток крови. Важнейшей особенностью регуляции гемодинамики тренированных студентов являлось сохранение нормотонического типа регуляций хронотропной функции сердца во время экзаменационной процедуры. Нормото- ния в сочетании с сохранением нормальных величин ЧСС (нормокардией) являлись теми факторами центральной регуляции кровообращения, которые способствовали сохранению величин венозного оттока крови, соответствующих ее притоку в церебральный бассейн в условиях экзамена без существенной констрикции, спазма регионарных артерий сопротивления. Данный тип гемодинамических реакций регионарного кровотока физиологически более целесообразен, поскольку обеспечивает меньшую «цену» оптимизации уровня транскапиллярного обмена веществ.

Особенности конечных проявлений сосудистых реакций артериального и венозного отделов церебрального бассейна в зависимости от уровня общей тренированности человека необходимо учитывать в условиях повышенного умственного напряжения, во время физических спортивных нагрузок и других форм напряженной трудовой деятельности.

Работа выполнена при поддержке грантов РФФИ (№ 18-013-00795)

Литература

1. Мозговое кровообращение здоровых людей с различными типами тонуса церебральных артерий в клино- и ортостазе / Исупов И.Б. [и др.] [Электронный ресурс] // Вестник Волгоградского государственного медицинского университета. - 2016. - № 2 (58). - С. 107-110. Режим доступа: https://elibrary.ru/item.asp?id=26205286.
2. Особенности церебральной гемодинамики в зависимости от локализации переходной зоны в грудных отведениях ЭКГ / Товмасян Л.А. [и др] [Электронный ресурс] / Международный научно-исследовательский журнал. - 2017. - № 4 (58). - C. 33-35. Режим доступа: https: // elibrary.ru/item.asp?id=28994341.
3. Donnelly J.E. Physical Activity, Fitness, Cognitive Function and Academic Achievement in Children: A Systematic Review /J.E. Donnelly, C.H. Hillman, D. Castelli, J.L. Etnier, S. Lee, P. Tomporowski, K. Lambourne, A.N. SzaboReed // Med Sci Sports Exerc. - 2016. - Vol. 48, no. 6. - P. 1223-1224. DOI: 10.1249/MSS.0000000000000966.
4. Huang C.J. Cardiovascular reactivity, stress, and physical activity /C.J. Huang, H.E. Webb, M.C. Zourdos, E.O. Acevedo // Front Physiol. - 2013. - Vol. 7. - № 4. - P. 314-318. DOI: 10.3389/fphys.2013.00314.
5. Reims H.M. Adrenaline during mental stress in relation to fitness, metabolic risk factors and cardiovascular responses in young men /H.M. Reims, K. Sevre, E. Fossum, H. Mellem, I.K. Eide, S.E. Kjeldsen // Blood Press. - 2005. - Vol. 14. - no. 4. - P. 217-226. PMID: 16126555.
6. Spalding T.W. Aerobic exercise training and cardiovascular reactivity to psychological stress in sedentary young normotensive men and women /T.W. Spalding, L.A. Lyon, D.H. Steel, B.D. Hatfield // Psychophysiology. - 2004. -Vol. 41. - no. 4. - P. 552-562. PMID: 15189478.
7. Steptoe A. Cardiovascular activity during mental stress following vigorous exercise in sportsmen and inactive men / A. Steptoe, N. Kearsley, N. Walters // Psychophysiology. - 1993. - Vol. 30. - no. 3. - P. 245-252. DOI: 10.1111/j.1469-8986.1993.tb03350.x.
8. Tan C.O. The role of myogenic mechanisms in human cerebrovascular regulation / C O. Tan, J.W. Hamner, J.A. Taylor // J. Physiol. - 2013. - Vol. 591. - no 20. - P. 50955105. DOI:10.1113/ jphysiol.2013.259747.

Источник: Научно-методический журнал "Физическое воспитание и спортивная тренировка" № 4(30) - 2019


Категория: Физкультура и спорт. Здоровье | Добавил: x5443 (10.01.2020)
Просмотров: 15 | Теги: физическая тренированность | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]
...




Copyright MyCorp © 2020 Обратная связь