Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Функциональный ответ сердечно-сосудистой системы на холод у молодых людей на Европейском Севере

ВАК РФ 03.00.13, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Функциональный ответ сердечно-сосудистой системы на холод у молодых людей на Европейском Севере"

На правах рукописи

РГБ ОД

1 / А8Г 2000

ИСТОМИНА Наталья Эдуардовна

ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ОТВЕТ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ НА ХОЛОД У МОЛОДЫХ ЛЮДЕЙ НА ЕВРОПЕЙСКОМ СЕВЕРЕ

03.00Л3 - физиология человека и жппотнмх

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

(А

Архангельск - 2000

Работа выполнена в Поморском государственном университете им. М.В. Ломоносова

Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор

Научный консультант: кандидат медицинских наук, доцент

Официальные оппоненты: доктор медицинских наук, профессор

кандидат биологических наук,

М.И. Бочаров

Н.В. Тимохова

С.Г. Суханов В.Н. Ческокова

Ведущая организация: Ульяновский государственный университет

Защита состоится

июня 2000г. в

'/Л

РС

часов на заседании

диссертационного совета Д 113.58.01 при Поморском государственном университете им. М.В. Ломоносова. по адресу: 163045, Архангельск, ул. Бадигина, д. 3.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Поморского государственного университета.

Автореферат разослан „ЮСоу^ 2000г.

Ученый секретарь

диссертационного совета ^ л

кандидат биологических наук М/рмл'

Ю.В. Антипина

виг. о

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. Одной из важных проблем экологической физиологии человека является изучение сезонной изменчивости функциональных систем организма, определяющих эффективность и возможности приспособительных реакций к экзо- и эндогенным возмущающим воздействиям. Эта проблема чрезвычайно актуальна, особенно для регионов с часто изменяющимися природными геофизическими факторами окружающей среды, к числу которых можно отнести жесткие и порой экстремальные климатические условия Европейского Севера России, которые характеризуются специфическими термическими режимами, устойчивостью погодных явлений, а так же радиационным и световым режимами (Максимов C.B., 1859; Авцын с соавт. 1985).

Исследования, проводимые на Европейском Севере России, указывают на присутствие в гомеостатических системах человека адаптивных и дизадаптивных изменений (Марачев А.Г., 1984-1994; Гудков А.Б., 1990-1993; Дегтева Г.Н., 1986-1993; Данилова Р.И., 1986-1990; Добродеева Л.К., 19891993; Совершаева СЛ., 1996; Бойко Е.Р., Бичкаева Ф.А., 1997). Но тем не менее, некоторые вопросы функционирования организма в условиях севера остаются открытыми.

Практически не изучено взаимодействие центрального и периферического звеньев сердечно-сосудистой системы как в покое, так и при дополнительной холодовой стимуляции в условиях контрастно различающихся сезонов года на севере. Не выявлена роль отдельных физиологических компонентов, определяющих эффективность приспособления системы кровообращения к Холодовым нагрузкам; не имеется единого представления о терморегуляторных сосудистых эффектах.

Очевидно, что более детальное исследование путей организации ответа сердечно-сосудистой системы на холодовое воздействие при переходе от теплого к холодным периодам года представляется важным, как для теоретического понимания функциональной лабильности разных звеньев деятельности системы кровообращения и возможных ее дизадаптационных нарушений в условиях длительного влияния низких температур на организм человека, так и для практического использования с целью коррекции и управления процессами приспособления к этим условиям.

Работа выполнена в рамках научного проекта Российского Гуманитарного Научного Фонда (98-06-08194) - "Холодовой стресс и функциональные возможности систем кровообращения и крови".

Цель работы: Раскрыть общие и индивидуальные особенности организации приспособительных реакций центрального и периферического звеньев системы кровообращения и сосудистого терморегуляторного ответа на острое локальное охлаждение у молодых людей в условиях контрастно различающихся периодов года на Севере России.

Перед работой были поставлены следующие задачи:

1. Изучить закономерности функционирования сердечно-сосудистой системы в разные сезоны года у молодых людей на севере;

2. Выявить общие и индивидуальные особенности формирования функционального ответа центрального и периферического звеньев системы кровообращения на острое локальное охлаждение в процессе приспособления организма к низким температурам окружающей среды;

3.' Оценить периферический компонент сосудистых терморегуляторах реакций на острое локальное охлаждение в разные периоды года.

Положения, выносимые на защиту.

1.У молодых людей в условиях Севера приспособление организма к меняющимся сезонам года (лето - зима) сопровождаются динамическим процессом изменения активности разных звеньев сердечно-сосудистой системы.

2. В разные периоды года модифицируется функциональный ответ центрального и периферического звеньев системы кровообращения на локальное охлаждение.

3. Для индивидуумов с разными видами реактивности вегетативных процессов характеры общие и частные закономерности реагирования гемодинамики на холодовое воздействие.

4. Периферический компонент сосудистой терморегуляторной реакции на холод изменяет свою структуру и эффективность в зависимости от периодов года.

Научная новизна. Впервые на основании комплексных исследований центрального и периферического звеньев сердечно-сосудистой системы получены новые факты об изменениях вегетативного гомеостаза в состоянии относительного покоя и при остром локальном охлаждении у молодых людей в разные периоды года на Севере России.

В работе установлено, что приспособление организма к изменяющимся условиям окружающей среды носит динамический и не однонаправленный характер процессов ' обеспечения вегетативных функций, что четко прослеживается в разные сезоны года (лето, осень, зима).

Показана специфичность взаимодействия разных звеньев системы кровообращения и периферического терморегуляторного эффекта в ответ на острое локальное охлаждение на фоне хронического влияния низких температур среды иа организм.

Выявлены общие и индивидуальные особенности реагирования отдельных компонентов сердечно-сосудистой системы на холод и показаны их изменения в условиях контрастно различающихся периодов года на Севере России.

' Теоретическое и практическое значение работы. Получены новые знания о путях формирования вегетативного баланса, внутрисистемных процессах перестройки сердечно-сосудистой системы, особенностях реагирования

центральной и периферической гемодинамики, а также о терморегуляторном эффекте сосудистых реакций в ответ на острое локальное охлаждение у человека на Севере при. нарастающей (в годичном цикле) естественной холодовой нагрузке на организм. Все это расширяет общие представления о функциональной подвижности системы кровообращения у человека при температурных адаптациях и, в частности, в процессе приспособления к острым и хроническим холодовым воздействиям на организм.

Основные результаты исследования могут быть использованы при оценке, прогнозировании и коррекции внешних холодовых нагрузок на организм и разработке комплекса специальных мероприятий направленных на повышение устойчивости человека к холоду.

Уже сегодня основные положения работы используются при чтении курсов лекций по общей физиологии, физиологии спорта в Поморском государственном университете на кафедре теоретических основ физической культуры, валеологии и возрастной физиологии.

Апробация работы.

Результаты исследования докладывались и обсуждались на Международной научно-практической конференции "Современные проблемы и развитие физической культуры и спорта ", Архангельск, 1998, на Ш Всероссийском международном симпозиуме "Физиологические механизмы природных адапташш", Иваново, 1999, на заседаниях кафедры медико-биологических дисциилин ИГУ им. М.В. Ломоносова 1998-1999 гг.

Публика и и» По материалам диссертации опубликовано 8 печатных

работ.

Структура и объем работы.

Диссертащ1я изложена на 113 страницах машинописного текста и состоит пз введения, 4 глав и выводов. Работа иллюстрирована 9 таблицами и 18 рисунками.

Библиография включает 159 отечественных и 39 зарубежных авторов.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ В исследовании приняли участие молодые люди, принадлежащие к одной возрастной группе (18-22 лет), коренные жители Архангельской области. Все испытуемые, участвующие в исследовании, были освидетельствованы врачами-специалистами и признаны практически здоровыми.

Основу данной работы составили три серии исследований, проведенных в разные сезоны года на одном и том же контингенте лиц. На каждом этапе исследования (лето, осень, зима) было обследовано по 20 человек. Определение этих сезонных периодов исследования было обусловлено задачами нашей работой. Все эксперименты проводились в одно и тоже время, с 9 до 14 часов при термонейтралыюй температуре среды (24 С).

Во всех сериях эксперимента у испытуемых в положении сидя, после относительной стабилизации показателей основных функций, регистрировались: тетраполярная грудная реограмма и реовазограмма кисти,

частота сердечных сокращений, артериальное давление температура кожи кисти. Затем проводилась острое локальное охлаждение, которое заключалось в иммерсии руки до середины предплечья в течение 3-х минут в ледяную воду с температурой 3°С. При этом, каждые 15 секунд регистрировались показатели частоты сердечных сокращений (ЧСС) и температуры кожи кисти (Тк), каждые 30 секунд - артериальное давление (АД), центральная и периферическая реограмма регистрировалась на первой и третей минуте охлаждения.

Исследование системной и регионарной гемодинамики осуществлялись при помощи метода реографии на реоанализаторе РА5-01. Для регистрации показателей центральной и периферической гемодинамики использовались следующие методики; центральная и периферическая гемодинамика - ЦПГ (определялись основные показатели гемодинамики и временные интервалы по грудным отведениям и по двум - с конечностей) и периферическая гемодинамика ПГ- (определялись параметры реограмм двух участков конечностей). При помощи второго стандартного отведения ЭКГ и реографических отведений автоматически на приборе определялись следующие показатели: длительность интервалов R-R; частота сердечных сокращений (ЧСС); ударный объем сердца (УО); минутный объем кровообращения (МОК); фракция пульсового кровотока (ФПК); время быстрого кровенаполнения (ВБН); время полного кровенаполнения (ВПН); время медленного кровенаполнения (ВМН); амплитудно-частотный показатель (АЧП).

Дополнительно измерение частота сердечных сокращений осуществлялось на полидиагностическом комплексе (ПДК) при помощи пульсового датчика с индикацией данных на экране.

Измерение артериального давления проводилось по методу Короткова. Фиксировалось систолическое (САД) и диастолическое (ДАД) артериальное давление.

Определение температуры кожи наших исследованиях проводилось при помощи медно-константановой термопары, наложенной на наружную часть кисти с регистрацией на универсальном вольтметре В7-21А, по методике И.М. Бахилиной (1967).

Фазовый анализ сосудистых терморегуляторных реакций. На основании методики М.И. Бочарова и A.A. Сорокина проводилось математическое моделирование процесса сосудистых терморегуляторных реакций, возникающих при локальных охлаждениях. Поскольку динамика изменений температуры кожи и объемного кровотока, измеренного реоплеткзмографически, в этой области совпадают при холодовой пробе, на что указывалось и раньше (Хаютин В.М., 1964; Oberle J. et. al., 1988 и мн. др.), было принято возможным с}'дить о сосудистых реакциях в коже кисти по ее температуре.

Для анализа экспериментальных данных использовался регрессионный метод, в частности, алгоритм аппроксимации исходного временного ряда ортогональными полиномами Форсайта (Худсон К., 1970).

Для количественной оценки эффективности вазомоторных реакций при охлаждении рассчитывался «индекс холодовой компенсации» (ИХК).

Таким образом, использованный нами метод «фазового анализа» (Бочаров М.И., Сорокин А.А., 1992) позволил изучить внутреннюю структуру динамического процесса сосудистых реакций при остром локальном охлаждении, включая определение чувствительности, эффективности, длительности и фазности периферических сосудистых реакций.

Обработка материалов исследования проводилась на ПЭВМ "Pentium" с помощью пакета прикладных программ "STAT", "ARM" и "APROX". Во всех выборках производились вычисления основных статистических параметров: средней арифметической (М), ошибки средней арифметической (±м), среднего квадратичного отклонения (5). Для оценки внутригрупповых свойств признаков применяли многомерные анализы: множественной корреляции; таксономию, факторный анализ. Достоверность различий определялась по критерию Т-Стыодента и принимались при уровне значимости Р<0,05.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ Проведенные исследования показали, что у испытуемых состоянии относительного покоя в процессе естественной смены сезонов года происходят изменения центрального звена систем кровообращения. Достоверно повышается (Р<0,01) систолическое артериальное давление (САД), минутный объем кровообращения (МОК) имеет тенденцию к повышению (Р>0,05). Диастолическое артериальное давление крови (ДАД), ЧСС и УО изменялись незначительно (Р>0,05) (Табл. 1.).

Зимой наблюдались более значительные изменения центральной гемодинамики. Так, ЧСС значимо понижалась относительно осени (Р<0,05) (Табл. 1.), наблюдалась также тенденция к снижению УО крови и, как следствие этого, было установлено достоверное (Р<0,05) понижение МОК. Систолическое артериальное давление при переходе к зиме оставалось на том же уровне, что и осенью и было более высоким, по сравпению с летом. По-видимому, последнее является следствием адаптации организма к холодному периоду года. Диастолическое давление зимой достоверно повышалось (Р<0,05) относительно осени, что, возможно, свидетельствует о нарастании периферического сопротивления сосудов.

При исследовании показателей периферического кровообращения выявляется следующее. В осенний период года по сравнению с летним в состоянии относительного покоя не обнаруживается существенных изменений объемного кровотока дистальных отделов верхней конечности (кисти), о чем свидетельствует амплитудно-частотный показатель (АЧ1Т). В тоже время, судя по тенденции к уменьшению (Р>0,05) времени полного кровенаполнения периферических сосудов (ВПН) и достоверному (Р<0,05) уменьшению периода

быстрого кровенаполнения сосудов (ВБН) происходит нарастание тонуса сосудистого русла, особенно крупных периферических сосудов (Табл. 2.). Тонус мелких сосудов не изменялся, о чем говорит относительно стабильный уровень периода времени медленного кровенаполнения (ВМН) при переходе от летнего к осеннему периоду года. При этом, несмотря на неизменный характер

Таблица 1.

Некоторые параметры гемодинамики у человека в разные сезоны года

(лето, осень зима) в условиях относительного покоя (М±т)

Периоды года Лето Осень Зима

65,8 66,9 62,6*

ЧСС (уд/мин) ± 1,25 ' ±1,22 ±1,45

116,4 124,2** 123,1**

САД (мм.рт.ст.) ±1,23 ±1,64 ±2,57

77,0 75,5 79,2*

ДАД (мм.рт.ст.) ± 1,29 ±1,39 ± 1,85

74,0 74,9 72,5

УО (мл) ±2,45 ±2,11 ±2,85

4895,0 5059,1 4441,0*

МОК (мл/мин) ± 199,0 ± 157,6 ± 178,3

Примечание: На этой и последующих среднеарифметическая величина и ее ошибка;

* - достоверные отличия относительно лета или осени (Р<0,05)

таблицах М±ш -

Таблица 2.

Показатели периферической гемодинамики и температура кожи кисти

Показатели Лето Осень Зима

31,3 27,53* 26,89*

ВБН (мс) ±1,94 ± 0,52 ± 1,11

44,00 44,16 37,15*

ВМН (мс) ± 3,03 ± 1,41 ± 2,06

73,1 71,62 64,05 *

ВПН (мс) ± 3,3 . ± 2,42 ± 2,26

0,71 0,74 0,61*

АЧП (усл. ед.) ± 0,06 ± 0,03 ± 0.05

0,843 1,282* 2,71**

ФПК(%) ±0,105 ±0,16 ±0,22

28,11 28,38 24,81*

Тк(°С) ±0,25 ± 0,25 ±0,56

ЛЧП, фракция пульсового кровотока (ФГГК) нарастает от лета к осени (Р<0,05). По-видимому, это связано с потребностями обеспечения теплового баланса конечности, что подтверждается постоянством температуры кожи кисти (Тк) в летний и осенний периоды года.

Установлено, что зимой ВБН и, в большей мере, ВМН достоверно (Р<0,05) уменьшаются по сравнению с более теплым периодом года (Табл. 2). Повышение общего тонуса периферических сосудов вызывает укорочение периода времени полного кровенаполнения. Следствием этого является существенное понижение объемного кровотока на периферии (на 14,1 %; Р<0,05). При этом наблюдается дальнейшее (по сравнению с осенью) нарастание в 3,2 раза (Р<0,01) фракции пульсового кровотока. Увеличение последней, по-видимому не компенсирует притока крови к кисти и ее теплового баланса, поскольку в зимний период года нами установлено пониженное значение МОК и, соответственно, в количественном выражении объем притекаемой крови заметно снижался, в результате чего и обнаруживаются самые низкие значения температуры кожи по сравнению даже с осенним периодом года. Очевидно, это связано с длительным воздействием низких температур на организм, которые и приводят к данным изменениям.

В процессе адаптации к разным по мощности факторам окружающей среды у человека формируются новые соотношения механизмов вегетативной регуляции функций сердечно-сосудистой системы и чувствительности периферического звена системы терморегуляции. Очевидно, что при переходе к более холодному периоду года, когда существенно понижается температура окружающей среды, происходит мощная перестройка деятельности сердечнососудистой системы, о чем свидетельствуют разнонаправленные сдвиги систолического артериального давления, частоты сердечных сокращений и системной гемоциркуляции. При переходе к холодному периоду года происходит повышение тонуса как крупных, так и мелких сосудов конечности. Ограничение кровотока на периферии зимой обусловливается понижением минутного объема кровообращения, несмотря на повышение системного артериального давления крови.

Характерно, что динамика адаптациошшх реакций центрального и периферического звеньев системы кровообращения к усиливающемуся влиянию низких температур окружающей среды на организм (от лета к осени и далее к зиме) имеет специфические закономерности. Так, на фоне поддержания относительно стабильного уровня ударного объема, частоты сердечных сокращений и сопротивления периферических сосудов в осенний период года происходит некоторое нарастание минутного объема кровообращения и существенное повышение потенциальной кинетической энергии движения артериальной крови (Васильева В.В, 1971). При этом повышается тонус периферических крупных сосудов артериального русла. По-видимому, уже на ранних этапах, воздействие низких температур окружающей среды на организм

оказывает стимулирующее влияние как на магистральные, так и на периферические сосуды. Дальнейшая усиливающаяся общая холодовая нагрузка на организм (в зимний период года) сопровождается поддержанием на высоком уровне системного артериального давления крови, нарастанием сопротивления периферических сосудов, судя по диастолическому давлению, фракции пульсового кровотока, понижением минутного объема кровообращения и объемного кровотока на периферии (дистального отдела , конечности - кисти). В зимний период года повышенный тонус крупных периферических сосудов сохраняется, при этом, усиливается тонус мелких периферических сосудов. Очевидно, в зимний период года уменьшается общий объем крови циркулирующей по сосудам и его ограничение на периферии (снижается скорость объемного кровотока), понижается частота сердечных сокращений, что приводит к выраженному понижению температуры кожи кисти.

Одна из задач стоящих перед нашим исследованием заключалась в изучении изменений центрального и периферического звеньев сердечнососудистой системы на локальное острое холодовое воздействие у молодых людей - коренных жителей Севера в разные сезоны года (лето, осень, зима).

При сравнении вегетативных реакций на острое локальное охлаждение обнаруживаются своеобразные межсезонные различия. Так, при холодовом воздействии, по типу стресс реакции (Селье Г., 1960), независимо от сезонов года отмечалась однотипная реакция со стороны основных параметров отражающих деятельность центральной гемодинамики - ЧСС, САД, ДАД, УО, МОК. Характерно, что реактивность центральной гемодинамики была наиболее выражена на начальном этапе охлаждения. Это было особенно заметно по изменениям ЧСС, когда она резко повышалась на первых секундах охлаждения. Если летом при действии острого локального охлаждения конечности (руки) ЧСС на первых секундах повышалась на 10,9 уд/мин (Р<0,05), то осенью - на 6,5 уд/мин. В дальнейшем ЧСС поддерживается на более высоком уровне относительно исходного состояния, составляя в среднем при охлаждении для летнего периода года 72,37 ± 2,04, для осеннего - 69,47 ± 2,45 уд/мин. Замечено, что ЧСС в период холодового раздражения имеет волнообразный характер, что свидетельствует о влиянии на эти процессы медленных дыхательных волн (Баевский Р.М., 1984). К третьей минуте острого локального охлаждения, в более холодный период года (осень) ЧСС практически приближалась к исходному уровню (Р>0,05), в то время как летом разница составляла 4,75±1,11 уд/мин (Р<0,05).

Во время острого локального охлаждения артериальное давление возрастало во все исследуемые периоды года. Своего максимального уровня систолическое и диастолическое артериальное давление достигали либо в середине, либо к концу периода охлаждения. К третьей минуте охлаждения существенной разницы в нарастании САД и ДАД относительно состояния покоя как летом, так и осенью не обнаруживается (Р>0,05). Однако, в более

и

холодный период года средний уровень систолического давления за период охлаждения достигал больших абсолютных величин - (129,0 ± 1,86 мм рт. ст.) (Р<0,05) по сравнению с теплым временем года (121,8±],86 мм рт. ст.). Ударный объем при охлаждении относительно исходного уровня летом изменяется в сторону поттжения (на 9,1 мл; Р<0,05), а осенью он несколько нарастает (на 3,5 мл). Минутный объем кровообращения, независимо от смены сезонов года, при локальной холодовой стимуляции уменьшается по сравнению с исходным уровнем, но осенью несколько меньше, чем летом. Установлено также, что при переходе к более холодному периоду года (осень), относительно теплого (лето), при действии острого локального охлаждения верхней конечности поддерживаются более высокие уровни УО и МОК (Р<0,05). Высокое значение МОК в осенний период года, главным образом, связано с ростом ударного объема крови.

Анализируя основные сдвиги периферического звена сосудистого русла при действии острого локального охлаждения конечности в разные сезоны года, установлены своеобразные закономерности (Табл. 3). Фракция пульсового кровотока, характеризующая долю ударного объема крови приходящейся на перифершо, осенью имеет лишь некоторую тенденцию к увеличению относительно лета. По сравнению с исходным состоянием, прирост ФПК на фоне острого охлаждения осенью выражен меньше, чем летом, что свидетельствует об ограничешга перераспределения общего объема крови к периферии в более холодный период года относительно лета.

Направленность изменений периферических сосудистых реакций на локальное острое охлаждение независимо от сезонов года, в большинстве своем, имеет одинаковый характер, выражающийся в уменьшении временных показателей кровенаполнения. При этом, изменение периода времени полного кровенаполнения сосудов кисти осенью мало отличается от лета (Р>0,05). Эта же закономерность наблюдается и в отношепии периодов времени быстрого и медленного кровенаполнения периферических сосудов. Обнаруживается лишь некоторая тенденция к укорочешпо периода времени кровенаполнения мелких сосудов, судя по ВМН. Рассматривая абсолютные значения периодов кровенаполнения (Табл. 3) также не обнаруживается существенных различий в реакциях на локальное охлаждение а оба периода года (Р>0,05). Если прирост амплшудно-частотного показателя, характеризующего уровень объемного кровотока в конечности, в летний период года существенно нарастает (Р<0,01), то осенью он мало выражен относительно исходного уровня. При этом, судя по абсолютной величине АЧП мало различается в оба сезона года (Табл.3.)

В зимний период, в результате длительного влияния низкой температуры окружающей среды на организм модифицируется функциональный ответ системы кровообращения на острое локальное охлажде1ше. Это время года также как и другие периоды года характеризуется мощным нарастанием систолического давления уже на начальном этапе охлаждения и своего максимального уровня достигает к 1 - 1,5 минуте пробы. В дальнейшем, оно

снижается приближаясь к исходному уровню, что существенно отличается способностью к восстановлению до исходного уровня от изменений систолического артериального давления в летний и в осенний периоды года. При этом следует отметить, что несмотря на незначительное понижение среднего уровня систолического артериального давления в зимний период года относительно осени (126,4 ± 2,45 и 129,9 ± 1,86 мм рт. ст.)

Таблица 3.

Показатели периферической гемодинамики при остром локальном охлаждении в разные сезоны года

Периоды года

Показатели Летб Осень Зима

п=20 п=20 п=20

23,5 23,00 21,47

ВБН (мс) ±0,75 ±0,6 ±0,67

36,7 34,1 39,00*

ВМН (мс) ±3,03 ±1,47 ±1,57

62,4 57,23 60,16

ВПН (мс) ±3,26 ±1,96 ±2,14

0,81 0,75 0,5* ,

АЧП (усл. ед.) ±0,08 ±0,03 ±0,04

1,21 1,502 3,16**

ФПК (%) ±0,147 ±0,182 ±0,3

* - достоверные различия относительно лета или осени при Р<0,05

соответственно), его уровень все же превышает летние значения (121,8 ± 1,86 мм рт. ст.). Динамика изменения диастолического давления при охлаждении по своему характеру близка к летним значениям, однако, так же как и систолическое артериальное давление, к концу охлаждения ДАД приближается к исходному уровню. При этом, оценивая средние значения ДАД за период охлаждения, обнаруживается его практически одинаковый уровень (Р>0,05) во все периоды года. Средний уровень частоты сердечных сокращений поддерживается на более низком уровне, чем в относительно теплое время года. При чем замечено ее постепенное урежение при переходе от лета (72,3 ± 2,04 уд/мин) к осени (69,4 ± 2,45 уд/мин) и зиме (67,7 ± 2,24 уд/мин). Характерно, что амплитуда колебаний ЧСС при охлаждении зимой была наиболее выражена, по сравнению с результатами других сезонов, что может свидетельствовать о выраженной напряженности деятельности сердца в условиях длительного влияния на организм низких температур окружающей среды. Последнее подтверждается большим нарастанием (Р<0,01) ФПК, чем в другие периоды года. На фоне этого в ответ на острое локальное охлаждение

артериальным давлением. Появляется обратная корреляционная связь между центром и периферией (систолическое артериальное давление и период времени быстрого кровенаполнения периферических сосудов). Зимой при дополнительной холодовой стимуляции отсутствует корреляционная связь между систолическим и диастолическим артериальным давлением.

С целью более точного определения ведущих факторов функционирования системы кровообращения при тестовых холодовых Ешгрузках был применен факторный анализ, который позволяет говорить о тесной функциональной взаимосвязи между изучаемыми параметрами.

Ведущим фактором функционирования системы кровообращения при локальных охлаждениях в летний период года является "системное давление крови".Вторым по значимости фактором, определяющим работу этой системы, была "интенсивность периферического кровотока". Следующий по значимости фактор определен как "эффективность перераспределения крови к периферии".

Таким образом, при внешней периферической холодовой стимуляции в пеший период года можно предполагать следующий механизм организации деятельности сердечно-сосудистой системы. Вызванное холодом увеличение :истолического артериального давления крови, а, следовательно, и нарастание кинетической и потенциальной энергии массы крови в магистральных сосудах 'Васильева В.В., 1971) активизирует интенсивность периферического кровотока в охлаждаемой конечности, что и определяет эффективность центрального перераспределения крови к периферии для нужд терморегуляции.

В зимний период года отмечается некоторая перестройка механизмов . управления деятельностью сердечно-сосудистой системы, насколько об этом чожно судить по изменению значимости отдельных факторов. Так, ведущим элементом системы кровообращения выступает фактор "эффективности перераспределения крови к периферии". Следующим звеном является "объем периферического кровотока" охлаждаемой конечности и последним -'интенсивность периферического кровотока". По-видимому, в условиях зимы ■га Севере на дополнительное холодовое раздражение механизмы регуляции деятельности сердечно-сосудистой системы направлены, прежде всего, на эбеспечение эффективности притока крови к периферии, обусловливающего ;го объем и интенсивность. Все это свидетельствует о том, что в отличие от пета, зимой в ответ на дополнительное холодовое воздействие модифицируются внутрисистемные механизмы регуляции системы кровообращения, где не только усиливается взаимодействие ее центрального и периферического звеньев, но и изменяется интенсивность притока крови к охлаждаемой конечности.

Основываясь на данных факторного анализа обнаруживается, что зимой в отличии от лета заметно изменяются главные компоненты сердечнососудистой системы в реакции на внешнюю холодовую стимуляцию, что выражается в последовательной организации ответа от повышенной роли эффективности внутрисистемного перераспределения крови к увеличению ее

объема и интенсивности на периферии. Это может свидетельствовать также об усилении взаимодействия в системе кровообращения между центральным и периферическим ее звеном.

Одной из важных задач, стоящих перед нашей работой, явилось изучение индивидуальных особенностей формирования функционального ответа на холод в контрастные сезоны года. Это осуществлялось при помощи кластерного анализа или числовой таксономии. При этом группы испытуемых разбивались на 3 таксоны. Так, для таксона А, независимо от сезона года, характерны повышенные значения систолического и диастолического артериального давления, а также периодов ВМН и ВПН сосудов охлаждаемой конечности. Для лиц, входящих в таксон С, характерны незначительные отклонения артериального давления, при некотором среднем уровне периодов кровенаполнения периферических сосудов. Лиц, входящих в таксон В, можно условно отнести к нормореактивному типу, поскольку сдвиги системного артериального давления занимают некоторое промежуточное значение. Для этой группы лиц также характерна самая высокая скорость кровенаполнения сосудов в охлаждаемой конечности. Примечательно, что независимо от условий проведения исследования (лето, зима) наибольшее количество испытуемых (47-50%) представляют, так называемый, гипореактивпый тип реагирования системы кровообращения на охлаждение. Причем, порядка 50% лиц с этим типом реагирования сохраняли свою принадлежность к гиопреактивному типу при переходе к самому холодному периоду года. Остальные трансформировались в другие типы реакции на локальное охлаждение.

Важно заметить, что индивидуальные особенности вегетативных реакций на холод в значительной мере подвержены сезонной ритмике и, в большей части случаев, не детерминированы генетически.

В настоящих исследованиях представлялось возможным описать структуру динамического процесса сосудистых терморегуляционных реакций (включая определение реактивности, фазности и эффективности вазомоторных реакций) при остром локальном охлаждении.

Так, построение аппроксимационной кривой изменения температуры кожи и ее производных позволило нам достаточно точно определить качественные и количественные особенности сосудистого терморегуляторяого ответа на холодовую пробу у молодых людей при переходе от летнего к зимнему периоду года.

Судя по математической модели описания сосудистых реакций замечена одинаковая длительность времени начальной констрикции при охлаждении независимо от периода исследования. Отмечается лишь некоторая тенденция к удлинению периода констрикгорного эффекта периферических сосудов осенью и зимой. Соответственно этому, существенно не изменяется временной порог торможения вазоконстрикции и начало фазы холодовой вазодилатации. периферических сосудов (Р>0,05). Нам удалось определить расширение диапазона холодовой вазодилатации (Р<0,05) в самый холодный период года

(зима) по сравнению с летом и, соответственно, усиление притока теплой крови к периферии, поскольку в этот период происходит существенное замедление падения температуры кожи кисти, что незначительно повышало не прогрессирующее развитие гипотермии конечности.

Особый интерес представляло изучение сосудистого терморегуляторного эффекта на холод. В наших исследованиях таким критерием служил "индекс холодовой компенсации" (ИХК). При переходе от теплого к более холодному времени года (зима) происходит достоверное (Р<0,05) увеличение ИХК, что свидетельствует о повышении терморегуля ционной эффективности периферических сосудистых реакций (за счет удлинения фазы вазодилатации) в ответ на острое локальное охлаждение. Очевидно поэтому и наблюдается в этот период года замедление (Р<0,05) падения температуры кожи конечности. По-видимому, повышение терморегуляционной эффективности "холодовой вазодилатации" в холодные периоды года связано с нарастанием импульсной активности периферических холодовых рецепторов (Минут-Сорохтииа О.П., 1986).

Установлено, что, судя по математической модели, сосудистые терморегуляторпые реакции на охлаждение осенью и зимой носят близкий характер, свидетельствуя о более ранних проявлениях процессов адаптации уже на начальном периоде воздействия низких температур окружающей среды на организм. Зимой терморегуляторный эффект сосудистых реакций усиливается, главным образом, за счет увеличения периода "холодовой вазодилатации".

ВЫВОДЫ

1. У молодых людей в условиях Севера России (г. Архангельск) при переходе к более холодным периодам года изменяется уровень активности центрального и периферического звеньев системы кровообращения: осенью относительно лета нарастает систолическое давление, фракция пульсового кровотока, интенсивность быстрого кровенаполнения сосудов конечности -кисти; в дальнейшем зимой поддерживается высокий уровень САД и повышается диастолическое давление, ФПК, интенсивность полного кровенаполнения сосудов кисти. При этом понижаются частота сердечных сокращений, минутный объем кровообращения и объемный кровоток на периферии.

2. При локальном охлаждении осенью в отличие от лета достигаются большие величины параметров центральной гемодинамики и максимальной скорости течения крови в периферических сосудах охлаждаемой конечности; зимой уменьшается производительность работа сердца (ЧСС, УО, МОК), а более выраженная констрикция мелких периферических сосудов приводит к ограничению объемного кровотока.

3. Выявлены индивидуальные виды реакции системы кровообращения в ответ на острое локальное охлаждение. У разных индивидуумов при высоком

уровне САД и ДАД замедляется, либо ускоряется интенсивность периферического кровотока (ИПК) в мелких сосудах охлаждаемой конечности; у других - при пониженном САД снижается ИПК в мелких сосудах. Параметры производительности деятельности сердца, центральное перераспределение крови, объемный кровоток и резисгавность крупных сосудов на периферии имеют общие для всех закономерности изменения.

4. При длительном влиянии низких температур окружающей среды на организм (зимой относительно лета) изменения структуры сосудистых периферических терморегуляторных реакций на холодовой тест приводят к увеличению периода «холодовой вазодилатации», обусловливая понижение интенсивности развиваемой гипотермии охлаждаемой конечности.

5. Судя по факторным признакам, в условиях зимы на севере модифицируется взаимодействие между центральным и периферическим звеньями сердечно-сосудистой системы, где в приспособительной реакции к дополнительной локальной холодовой стимуляции возрастает роль внутрисистемного перераспределения крови, увеличения ее объема и скорости течения на периферии.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Бочаров М.И., Истомина Н.Э., Лукмаиова Н.Б. Психофизиологическая характеристика формирования ответа на холод в условиях Севера //Межвуз. сб. науч. тр "Совершенствование методов развития физических качеств детей и молодежи." - Владимир.: ВГПУ, 1996. - С. 49-50

2. Бочаров М.И., Истомина Н.Э., Лукманова Н.Б. Изменчивость психологического статуса и индивидуальные особенности восприятия холода на Севере //Межвуз. сб. науч. тр "Совершенствование методов развития физических качеств детей и молодежи." - Владимир.: ВГПУ, 1996. - С. 48-49

3. Бочаров М.И., Истомина Н.Э., Лукманова Н.Б. Индивидуальные особенности вегетативных реакций на холод у молодежи Европейского Севера //Межвуз. сб. науч. тр "Совершенствование методов развития физических качеств детей и молодежи." - Владимир.: ВГПУ, 1996. - С. 48 Бочаров М.И., Истомина Н.Э., Лукманова Н.Б. Межсезонная изменчивость вегетативных реакций на холод у молодых людей Европейского севера. //IV Межунивер. науч.-метод. конф. "Организация и методика учебного процесса физкультурно-оздоровительной и спортивной работы." - Краснодар, 1996. -С. 258-259.

». Истомина Н.Э., Бочаров М.И., Лукманова Н.Б., Тимохова Н.В. Вегетативные реакции на холод у молодых людей в разные периоды года в условиях Европейского Севера // Международная научно-практическая конференция " Современные проблемы и развитие физической культуры и спорта ", Архангельск... 1998, - С. 166-169.

I. Лукманова Н.Б., Бочаров М.И., Тимохова Н.В., Истомина Н.Э. Возрастные особенности реакции системы кровообращения на холод у жителей Европейского Севера // Международная научно-практическая конференция " Современные проблемы и развитие физической культуры и спорта ", Архангельск., 1998. - С. 137-141.

. Истомина Н.Э., Бочаров М.И. Периферический компонент сосудистых терморегуляторных реакций на холод в разные сезоны года на Севере // Ш Всероссийский международный симпозиум "Физиологические механизмы природных адаптаций", Иваново., 1999. - С. 76-77.

. Истомина Н.Э., Бочаров М.И. Индивидуальные особенности реагирования сердечно-сосудистой системы на локальное охлаждение // III Всероссийский международный симпозиум "Физиологические механизмы природных адаптаций", Иваново., 1999. - С. 77-78.