Դինամիկական ֆիզիկական ծանրաբեռնվածության պայմաններում ուսանողների սրտի ռիթմի փոփոխությունների մաթեմատիկական վերլուծությունը

Բանալի բառեր. դինամիկական ֆիզիկական ծանրաբեռնվածություն, սրտի ռիթմ, սպեկտրագիր, ավտոռեգրեսիոն ամպ, վարիացիոն պուլսաչափում 

Գիտատեխնիկական առաջընթացը կյանքի և աշխատանքի պայմանների բարելավման հետ մեկտեղ նախադրյալներ է ստեղծում սակավաշարժ կենսակերպի ձևավորման համար: Թերշարժունությունը հանգեցնում է մի շարք հիվանդությունների առաջացմանը, որոնց շարքում առանձնահատուկ տեղ են զբաղեցնում սիրտանոթային համակարգի ախտահարումները` հիպերտոնիա, տախիկարդիա, սրտի իշեմիկ հիվանդություն, աթերոսկլերոզ, սրտամկանի ինֆարկտ և այլն [10]: 

Ուսանողները ներկայումս բնութագրվում են անընդհատ աճող թերշարժունությամբ: Վիճակագրական տվյալների համաձայն բուհ ընդունվելուց հետո դիտվում է սովորողների շարժողական ակտիվության արտահայտված անկում: Օրվա տևողության 80-85%ը ուսանողներն անցկացնում են լսարաններում, գրադարաններում, համակարգիչների դիմաց նստած վիճակում: Երկարատև ստատիկական վիճակը հանգեցնում է օրգանների արյան մատակարարման վատթարացման, թթվածնաքաղցի, աշխատունակության անկման, քաշի ավելացման, հասակաքաշային փոխհարաբերության, ողնաշարի կառուցվածքային խախտումների, մարսողության, արյան շրջանառության, շնչառության գործընթացների, ԿՆՀի խանգարումների, տեսողության վատթարացման և այլն [3, 8, 12]: Շարժողական քաղցի վերացման ամենաարդյունավետ միջոցներից են ‎‎‎‎‎‎‎‎‎‎‎‎‎‎‎‎‎‎‎‎‎‎‎‎‎‎‎‎‎‎‎‎ֆիզիկական կուլտուրան և սպորտը: 

Ռացիոնալ ֆիզիկական ակտիվությունը և վարժությունները ոչ միայն ակտիվ հանգստի միջոց են, այլ և ամրապնդում են առողջությունը, մեծացնում օրգանիզմի գործառնական և հարմարողական հնարավորությունները: 

Շարժողական ակտիվությունը, որպես կանոն, նպաստում է օրգանիզմի նորմալ աճին ու զարգացմանը [11, 13]:  

Բավարար շարժողական ակտիվությունը մանկական օրգանիզմի ներդաշնակ զարգացման անհրաժեշտ պայման է, ազդում է երեխաների հոգեֆիզիոլոգիական վիճակի ձևավորման վրա [4]: Օրվա ընթացքում մեծ շարժողական ակտիվություն ունեցող երեխաները բնութագրվում են ֆիզիկական զարգացման միջին և բարձր մակարդակով, կենտրոնական նյարդային համակարգի գործառնական վիճակի ադեկվատ ցուցանիշներով, սիրտ-անոթային և շնչառական համակարգերի տնտեսող աշխատանքով, օրգանիզմի առավել բարձր հարմարողական հնարավորություններով, որոշ հիվանդությունների նկատմամբ ցածր հակվածությամբ [1, 5]:

Ուսման առանձնահատկություններով և կենցաղային գործունեությամբ պայմանավորված բարձր ծանրաբեռնվածությունն ուսանողների մոտ առաջ է բերում հոգեֆիզիոլոգիական մեխանիզմների գերլարում, որն ի վերջո հանգեցնում է գերհոգնածության [7]: Ապացուցված է, որ ֆիզիկական և մտավոր աշխատունակության վրա դրական ազդեցություն են թողնում 4,2-5,5-6,0 կմ/ժ արագությամբ քայլքը, 2,0-2,4 կմ/ժով հարկեր բարձրանալը, աշխատանքի հզորության աստիճանաբար ավելացմամբ վելոէրգոմետրիան (10-25-50-75-100 Վտ): 

Ներկայացվող հետազոտության նպատակն է եղել ուսումնասիրել ուսանողների սրտի ռիթմի կարգավորման մեխանիզմները դինամիկական ֆիզիկական ծանրաբեռնվածության ազդեցության պայմաններում (100մ վազք):

Նյութը և մեթոդները

Հետազոտություններին մասնակցել են ԵՊՀ կենսաբանության ֆ‎‎ակուլտետում  սովորող 2021 տարեկան 30 աղջիկ: Ուսանողների ֆիզիկական զարգացման և օրգանիզմի գործառնական վիճակի գնահատումն իրականացվել է ըստ մարմնաչափական (մարմնի երկարություն, քաշ) ցուցանիշների: Բոլոր ուսումնասիրություններն իրականացվել են քննաշրջանների միջև ընկած ժամանակահատվածում՝ քննությունների և ստուգարքների հանձնմամբ պայմանավորված սթրեսային գործոնների ազդեցության բացառման նպատակով:

Սրտի ռիթմի կարգավորման մեխանիզմներն ուսումնասիրվել են Ռ.Մ. Բաևսկու (1984) սրտի ռիթմի վարիացիոն պուլսաչափման եղանակով: Էլեկտրասրտագիրը (ԷՍԳ) գրանցվել է առաջին ստանդարտ արտածմամբ, նստած վիճակում: Տվյալների վիճակագրական վերլուծության համար օգտագործվել են գրանցված ԷՍԳ-ի 5 րոպեանոց հատվածներ: Սրտի ռիթմը կարգավորող մեխանիզմների գործունեության գնահատման համար հաջորդական կարդիոինտերվալների վերլուծության ճանապարհով հաշվարկվել են սրտի ռիթմի տատանողականության սպեկտրային, ստատիստիկական և հիստոգրաֆ‎իկական ցուցանիշները:

Վերլուծության են ենթարկվել սրտի ռիթմի հիստոգրաֆիկական հետևյալ ցուցանիշները` Mo–մոդա` առավել հաճախ հանդիպող  կարդիոինտերվալների  մեծությունը  վայրկյաններով; AMo-մոդայի  տատանասահման` մոդայի հանդիպման հաճախությունը (%ով); ΔX-վարիացիոն  թափ` կարդիոինտերվալների  տատանման աստիճանը վայրկյաններով; Vk-կարդիոինտերվալների տատանողականության  գործակիցը:

Վարիացիոն պուլսաչափման տվյալների օգնությամբ հաշվարկվել են նաև սրտի ռիթմի հետևյալ ինտեգրալային ցուցանիշները. Կարգավորող համակարգերի  լարվածության  ցուցիչը (ԼՑ); վեգետատիվ  հավասարակշռության  ցուցիչը (ՎՀՑ); ռիթմի  վեգետատիվ  ցուցիչը (ՌՎՑ); կարգավորման գործընթացների ադեկվատության ցուցիչը (ԿԳԱՑ):

Սպեկտրային-ժամանակային վերլուծությունն իրականացվել է 0.003-0.04 Հցի սահմաններում: Ընտրվել են սպեկտրի 3 բաժիններ` VLF (մվ<sup>2</sup>,%), HF (մվ<sup>2</sup>,%), LF (մվ<sup>2</sup>,%): Բնականոն պայմաններում HFը կազմում է 15-25%, LF-ը` 35-40%, իսկ VLF-ը` 15-30%:

Հաշվարկվել են նաև հետևյալ ցուցանիշները` սպեկտրի ընդհանուր հզորությունը կամ հաճախության ամբողջ սպեկտրը. TP (մվ²) և վեգետատիվ փոխհարաբերության ցուցիչ (LF/HF):

Վազքը որպես ծանրաբեռնվածություն կիրառելու պայմաններում բոլոր ցուցանիշների գրանցումն իրականացվել է երկու փուլով. ֆիզիկական ծանրաբեռնվածությունից 10 րոպե առաջ (ֆիզիոլոգիական նորմա) և 100 մ տարածությամբ վազքից հետո: 

Ստացված տվյալները ենթարկվել են վիճակագրական վերլուծության Statistika 60 for Windows C  ծրագրի օգնությամբ:

Արդյունքները և դրանց քննարկումը

Ստացված տվյալների վերլուծությունը ցույց է տվել, որ 100մ տարածությամբ վազքը բոլոր հետազոտվողների մոտ հանգեցնում է ուսումնասիրված ցուցանիշների միաուղղված փոփոխությունների, որոնք սակայն ունեցել են տարբեր աստիճանի արտահայտվածություն: Ֆիզիոլոգիական նորմայի պայմաններում բոլոր հետազոտվողները եղել են նորմոտոնիկներ (60‹ԼՑ‹150 պ.մ.): Ֆիզիկական ծանրաբեռնվածությունից հետո դիտվել է սրտի ռիթմը կարգավորող սիմպաթիկ մեխանիզմների լարվածություն: 

Ֆիզիկական ծանրաբեռնվածությունից հետո ամենաարտահայտված շեղումները դիտվել են սրտի ռիթմի ինտեգրալային ցուցանիշների մակարդակում (նկ.1): Նշված շրջանում բոլոր հետազոտվողներին բնորոշ է եղել սրտի ռիթմի կարգավորման արտահայտված  սիմպաթիկ տիպը:   Ծանրաբեռնվածությունից   հետո  դիտվել  է  ԼՑ-ի 

 Նկար 1.  Ուսանողների ԼՑ-ի, AMo-ի, ՎՀՑ-ի և ԿԳԱՑ-ի փոփոխությունները 100 մ  երկարությամբ վազքի պայմաններում

               * -p‹0.05, ** -p‹0.01, ***-p‹0.001

      ծանրաբեռնվածությունից առաջ,  ծանրաբեռնվածությունից հետո

բարձրացում 4.5 անգամ (p‹0.001): Այդ մասին է վկայում նաև սրտի ռիթմի կարգավորման սիմպաթիկ կոնտուրի մարկերների ակտիվության մեծացումը. AMo-ն աճել է 100.2%-ով (p‹0.001): Համանման փոփոխություններ են դիտվել ՌՎՑ-ի, ՎՀՑ-ի և ԿԳԱՑ-ի ցուցանիշներում (նկ.1):

Կարգավորման սիմպաթիկ մեխանիզմների ակտիվության բարձրացումն ուղեկցվել է հետազոտվողների սրտի ռիթմի կարգավորման պարասիմպաթիկ և հումորալ կոնտուրների ակտիվությունների իջեցմամբ (Mo, ΔX, Vk) (նկ.2): Դիտվող փոփոխությունները կարող են հանդիսանալ անբավարար մարզվածության և թերշարժուն կենսակերպի հետևանքով հետազոտվողների մարմնի զանգվածի մեծացման արդյունք:

 Նկար 2.  Ուսանողների Mo-ի, ΔX-ի և Vk-ի փոփոխությունները 100 մ  երկարությամբ  վազքից առաջ և հետո      

* -p‹0.05, ** -p‹0.01, ***-p‹0.001

  ծանրաբեռնվածությունից առաջ,  ծանրաբեռնվածությունից հետո

Արտասրտային ազդեցությունների արդյունքում օրգանիզմի վեգետատիվ հավասարակշռության փոփոխությունն արտահայտվել է նաև սպեկտրագրերում ցածր և շատ ցածր հաճախություն ունեցող ալիքների հզորության բարձրացմամբ, սկատերգրերում ավտոռեգրեսիոն ամպի դիսպերսիայի փոքրացումով և միջին արժեքի համեմատությամբ R-R ինտերվալների տատանասահմանի փոփոխություններով (նկ.3): Մի շարք հեղինակների կարծիքով ցածրահաճախ ալիքներն արտացոլում են նյութափոխանակության, ջերմակարգավորման, էրգոտրոպ գործառույթների մակարդակը և հանդիսանում են յուրօրինակ նյութափոխանակային մարկերներ: Ֆիզիկական ծանրաբեռնվածության ընթացքում նրանց հզորության ավելացումն, ըստ երևույթին, արտացոլում է օրգանիզմում նյութափոխանակային գործընթացների և բարձրագույն վեգետատիվ կենտրոնների բարձր ակտիվությունը [6]:

Նորմայում սրտի ռիթմի տատանողականության ռիթմագիրը բնութագրվում է կարճ, երկար և շատ երկար  շրջանների լավ արտահայտված ալիքներով: Ընդ որում սիմպաթո-պարասիմպաթիկ ազդեցությունները գերակշռում են հումորալ-նյութափոխանակային մեխանիզմների նկատմամբ: Սրտի ռիթմի կարգավորման գործընթացում առավել մեծ դեր ունի ՎՆՀ-ի պարասիմպաթիկ բաժինը (հանգստի ֆոնային վագոտոնիա):

 Նկար 3.  Ուսանող Դ.Հ.-ի սրտի ռիթմի սպեկտրային ցուցանիշները 100մ երկարությամբ վազքից հետո  

Դինամիկական ֆիզիկական ծանրաբեռնվածության (վազքի ձևով) համապատասխանությունն օրգանիզմի գործառական հնարավորություններին (մարզվածների մոտ) դրսևորվում է ընդհանուր սպեկտրի հզորության իջեցմամբ սպեկտրի բարձր հաճախության բաղադրիչների (HF) հզորության իջեցման հաշվին, առանց հզորության սպեկտրային խտության ցածր և շատ ցածր բաղկացուցիչների արտահայտված փոփոխությունների: Մեր հետազոտվողների դեպքում դինամիկական ֆիզիկական ծանրաբեռնվածությունը չի համապատասխանում օրգանիզմի գործառնական հնարավորություններին, քանի որ դիտվում է ընդհանուր սպեկտրի հզորության բարձրացում` սրտի ռիթմի կարգավորման սիմպաթիկ և հումարալնյութափոխանակային մեխանիզմների ակտիվության արտահայտված բարձրացման հաշվին (LF, VLF) (նկ.4):  

Չնայած ՎՆՀի պարասիմպաթիկ բաժնի ռեակտիվությունը գտնվում է նորմայի սահմաններում, գործունեության վեգետատիվ ապահովումը բնութագրվում է սպեկտրի ցածր և շատ ցածր բաղադրիչների արտահայտված ավելցուկային ակտիվացմամբ: Վերջինս վկայում է գործառնական համակարգերի լարվածության մասին: Դիտվող տեղաշարժերը հանդիսանում են սրտի ռիթմի կարգավորման կենտրոնական մեխանիզմների լարվածության դրսևորում, ինչը հետազոտվողների անբավարար մարզվածության և ցածր շարժողական ակտիվության (հիպոդինամիայի) հետևանք է:

 Նկար 4.  Ուսանողների սրտի ռիթմի սպեկտրալ բաղադրիչների փոփոխությունները 100 մ  երկարությամբ վազքից  հետո      

                 *- p ‹0.05, ** -p‹0.01, ***-p‹0.001

 ծանրաբեռնվածությունից առաջ,  ծանրաբեռնվածությունից հետո

Ծանրաբեռնվածությունից հետո ԼՑի բարձր մակարդակի երկարատև պահպանումը կարող է դառնալ սիրտանոթային համակարգի գերլարվածության և հարմարողական գործընթացների խզման պատճառ: Ընդ որում սովորողների պատասխան ռեակցիան պայմանավորված է օրգանիզմի ֆիզիկական, ֆիզիոլոգիական, հոգեբանական և սոցիալական պաշարներով [9, 14]: Դրա հետ կապված տեղեկատվական լարվածության պայմաններում ուսանողների առողջության բարելավման համար անհրաժեշտ է օգտագործել օրգանիզմի գործառնական վիճակին համապատասխանող ֆիզիկական վարժությունների համալիր: Վերջինս հնարավորություն կտա լարված մտավոր գործունեության պայմաններում արդյունավետ ղեկավարել սովորողների գործառնական վիճակը:

Այսպիսով, օրգանիզմի գործառնական հնարավորությունների ուսումնասիրումը տարբեր ‎‎‎‎‎‎‎ֆիզիկական ծանրաբեռնվածությունների պայմաններում հնարավորություն կտա ընտրել անհատական չափավորված մարզաառողջական ռեժիմ, չեզոքացնել թերշարժունության և այլ բացասական գործոնների ազդեցությունը:

Գրականություն

1. Айдаркин Е.К., Кульба С.Н., Глумов А.Г. Способ оценки уровня физической работоспособности человека. Мат. III Всерос. науч.-практ. конф. “Функциональное состояние и здоровье человека”. Ростов-на-Дону, 2010, с. 254.
2. Баевский Р.М., Кириллов О.И., Клицкин С.З. Математический анализ изменений сердечного ритма при стрессе. М., 1984.
3. Божокин С.В., Щенкова И.М. Анализ вариабельности ритма сердца в условиях стрессовых нагрузок. Физиология человека, 2008, т.34, 4, с. 80-87.
4. Боидин В.И., Хренкова В.В., Золотухин В.В., Абакумова Л.В. и др. Влияние различных тренировочных режимов на развитие физических качеств девочек 5-6 лет. Мат. III Всерос. науч.-практ. конф. “Функциональное состояние и здоровье человека”. Ростов-на-Дону, 2010.
5. Бутяева В.В. Оценка функционального состояния учащихся с разным уровнем двигательной активности. Мат. III Всерос. науч.-практ.конф. “Функциональное состояние и здоровье человека”. Ростов-на-Дону, 2010, с. 222-225.
6. Волокитина Т.В., Иваницкая Е.Ю. Вегетативная регуляция сердечного ритма младших школьников в процессе выполнения адаптированного степ-теста. Профессиональное гигиеническое обучение. Формирование здорового образа жизни детей, подростков и молодежи. М., 2006, с.142-143.
7. Домрачев А.А., Михайлова Л.А. Методологический подход к оценке функционального состояния организма по степени утомления. Физиология человека, 2010, т.36, 1, с. 106-111.
8. Криволапчук И.А. Функциональное состояние детей 9-10 лет при напряженной информационной нагрузке и физическая работоспособность. Физиология человека, 2009, т.35, 6, с. 111-121.
9. Крысюк О.Н. Возрастные, типологические и индивидуальные особенности биоэлектрической активности миокарда и автономная нервная регуляция сердечно-сосудистой системы детей 7-11 лет. Дис…. к.б.н. М., 2007.
10. Лисовол А.В. Социальный аспект формирования у занимающихся понятия здорового образа жизни. Мат. межд. науч.-практ. конф. “Физиологические механизмы адаптации человека”. Тюмень, 2010, с. 26-28.
11. Мальцев А.Ю., Мельников А.А., Викулов А.Д., Громова К.С. Состояние центральной гемодинамики и вариабельности сердечного ритма у спортсменов с разной направленностью тренировочного процесса. Физиология человека, 2010, т.36, 1, с. 112-118.
12. Панкова Н.Б., Богданова Е.В., Любина Б.Г. и др. Влияние двигательной нагрузки на возрастную динамику функционального созревания вегетативной регуляции сердечно-сосудистой системы подростков. Физиология человека, 2009, т.35, 3, с. 64-73.
13. Цаплина Л.В. Двигательная активность обучающихся: физиологические аспекты гармоничного развития. Мат. Всерос. науч.-практ.  конференции с международным участием  “Гигиена детей и подростков: история и современность”. М., 2009, с. 483-486.
14. Шлык Н.И., Сапожникова Е.Н., Кириллова Т.Г., Семенов В.Г. Типологические особенности функционального состояния регуляторных систем школьников и юных спортсменов (по данным анализа вариабельности сердечного ритма). Физиология человека, 2009, т.35, 6, с. 85-93. 

Հարցեր, պատասխաններ, մեկնաբանություններ