Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Возрастная характеристика ритма сердца и состояния мозговых сосудов с учетом результатов анализа крови у преподавателей вуза

ВАК РФ 03.03.01, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Возрастная характеристика ритма сердца и состояния мозговых сосудов с учетом результатов анализа крови у преподавателей вуза"

На правах рукописи

и

Игнатьев Данила Игоревич

ВОЗРАСТНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РИТМА СЕРДЦА И СОСТОЯНИЯ МОЗГОВЫХ СОСУДОВ С УЧЕТОМ РЕЗУЛЬТАТОВ АНАЛИЗА КРОВИ У ПРЕПОДАВАТЕЛЕЙ ВУЗА

03.03.01 — Физиология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата биологических наук

18 МАР 2015

Тверь-2015

005560714

005560714

Работа выполнена на кафедре биологии Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Тверской государственный университет».

Научный руководитель — доктор биологических наук, профессор, заслуженный работник высшей школы РФ Рыжов Анатолий Яковлевич.

Официальные оппоненты: Солонин Юрий Григорьевич, доктор медицинских

наук, профессор, ФГБУ Институт физиологии Коми научного центра УрО РАН, заведующий лабораторией социальной физиологии Отдела экологической и социальной физиологии человека;

Полещук Надежда Константиновна, кандидат биологических наук, доктор педагогических наук, ФГКВОУ ВПО Военная академия ВКО им. маршапа Советского Союза им. Г.К. Жукова, профессор НИЛ № 7.

Ведущая организация - Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Пермский государственный медицинский университет им. акад. Е.А. Вагнера».

Защита состоится ол<ра 9 2015 г. и /Ч 'СО часов на заседании диссертационного совета ДМ 212.263.08 на базе ФГБОУ ВПО «Тверской государственный университет» по адресу: 170002, г. Тверь, пр-т Чайковского, 70.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке и на сайте ФГБОУ ВПО «Тверской государственный университет», university.tversu.ru

Автореферат разослан 2015 г.

Ученый секретарь диссертационного совета «—, \ I М.Н. Петушков

кандидат биологических наук, доцент "" ^^А/

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Функциональное состояние сердца и кровеносных сосудов, мозговых в частности, во многом отражает состояние центральной нервной системы, а также поддержание и пролонгирование творческого долголетия, как совокупности качеств, наиболее необходимых для лиц интеллектуального труда (Т. Яцуапеп е( а]., 2003; Н.Х. Амиров и др. 2005, 2009; А.Я. Рыжов, 2008; И.И.Макарова и др., 2012; И.В. Бухтияров и др., 2013). В связи с реформами высшего образования и переходом его на новые образовательные стандарты все вышесказанное приобретает особую актуальность и своевременность по отношению к преподавательской работе, требующей высокого интеллектуального потенциала на фоне предельной нервной напряженности труда (В. В. Розен б лат, Ю.Г.Солонин, 1975; Ю.Г.Солонин, 1991; О.О. Копкарева, 1999) и повышенной заболеваемости работающих (Т.А. Шверина и др., 1994; О.В. Шверина, 2007; А.Я. Рыжов, 2009).

Подобные исследования в отношении практически здоровых лиц умственного труда и, в частности, тех, чья деятельность осуществляется в сфере вузовской дидактики, судя по доступной литературе, не многочисленны (Т. Ши-апеп, 2006; Т. ШП'апеп е! а1., 2003, 2007; О.В. Шверина, 2009; Е.С. Судакова. А.Н. Панкрушина, 2011).

Касаясь реализуемого в диссертации основного направления, следует отметить, что оно в определенной мере согласуется с данными В.Н. Лесового (2013) о существующей функциональной связи между механизмами центрального звена регуляции ритма сердца и зоной кровоснабжения стволовой части головного мозга. Это предположительно является примером формирования саногенетических процессов и при длительной адаптации к негативным факторам рабочей среды, скорее всего, может обусловливать формирование донозологических состояний. Профессиональная деятельность преподавателей вуза осложнена: высокой нервной напряженностью, количественно оцениваемой, согласно классификации Р 2.2.2006-05, 3-й степенью 3 класса, а также неуклонно возрастающей по мере возраста и стажа физиологической стоимостью труда (А.Я. Рыжов, 2008). Именно в условиях физиологической нормы и в соответствии с возрастными изменениями организма преподавателей подобных исследований донозологического плана проведено явно не достаточно.

Цель - представить в прогностическом аспекте особенности возрастных изменений параметров системной гемодинамики, ритма сердца, состояния мозговых сосудов с учетом антропометрических данных и результатов биохимического анализа крови у преподавателей вуза.

Задачи: 1) исследовать возрастные изменения показателей ряда антропометрических параметров и данных системного кровообращения трех групп экспериментальных (преподавателей) испытуемых и контрольных; 2) на основе математического анализа ритмокардиограмм дать прогностическую характеристику возрастных изменений функциональной активности сердца преподавателей; 3) по реоэнцефалографическим показателям определить функциональное состояние кровеносных сосудов областей васкуляризации внутренних сонных и позвоночных артерий; 4) представить количественную характеристику данных липидного спектра крови преподавателей и их связи с параметрами сердечно-сосудистой системы; 5) научно обосновать и сформулировать практические рекомендации для

оптимизации труда преподавателей и сотрудников университета.

Паучная новнзна. 1. Дана физиологическая характеристика особенностей возрастных изменений компонентов ритма сердца и мозговой гемодинамики, их связь с данными липидного спектра крови на примере преподавателей вуза. Выявлены функциональные взаимосвязи, характерные для работников умственного труда.

2. Впервые представлена прогностическая интерпретация результатов исследований сердечно-сосудистой системы и вегетативной нервной системы в возрастном аспекте у лиц интеллектуальной сферы труда с обоснованием взаимосвязи различных уровней регуляции, направленной на формирование адаптивных процессов к факторам труда и профессиональной среды.

Положения, выносимые на защиту. 1. На основе анализа возрастной динамики параметров ритма сердца и состояния кровеносных сосудов наиболее функциональных областей головного мозга, дана прогностическая характеристика напряжения механизмов регуляции функций данной доминантной сферы сердечнососудистой системы преподавателей вуза.

2. Представленные в диссертации результаты изучения сердечно-сосудистой системы обнаруживают ряд тесных количественных связей с показателями липидного спектра крови, в основном, холестерином, холестерином липопротеидов высокой и низкой плотности.

3. По результатам исследований мозговой гемодинамики четко проявляются тенденции к возрастному снижению (по данным средней и пожилой группы) реоэнцефалографических параметров. характеризующих скоростные и амплитудные показатели пульсового кровенаполнения и венозного оттока в полушарной и подкорковой сферах головного мозга. Характерные изменения ритма сердца и данных липидных фракций крови демонстрируют возрастное повышение напряжения механизмов регу ляции сердечно-сосудистой системы.

4. Отмеченное функциональное состояние сердечно-сосудистой системы нуждается в соответствующих профилактических мероприятиях, которые должны иметь превентивный (предупреждающий напряжение и перенапряжение механизмов адаптации сосудистой сферы головного мозга) характер.

Теоретическая и практическая значимость. Диссертация выполнена в аспекте основных теоретических положений классической отечественной и зарубежной физиологии. Она вносит определенный вклад в ряд положений И.А. Аршавского об онтогенетических изменениях функций организма и В.В. Фролькиса об адаптационно-регуляторной теории онтогенеза и старения. Именно разнонаправленные изменения уровня активности вегетативной нервной системы и высших отделов регуляции, а также мозговой гемодинамики стоит рассматривать как механизмы поддержания надежности организма по мере возраста к компенсации возникших нарушений.

Прикладной аспект диссертации: 1) проанализирована взаимосвязь параметров вариабельности ритма сердца, мозговой гемодинамики и данных липидного спектра плазмы крови, обеспечивающих возрастные изменения функционирования сердечно-сосудистой системы и вегетативной нервной системы у преподавателей вуза; 2) исследования вносят вклад в исследовательскую программу научной школы «Физиология трудовых процессов», поддержанную РАЕ; 3) результаты диссертационного исследования используются в преподавании социально-биологических основ жизнедеятельности человека, основ геронтологии,

экологии человека в условиях вуза (лекции, семинары, лабораторные и практические работы), а также в работе учебно-научной лаборатории «Медико-биологических проблем человека».

Апробация. Материалы диссертации представлены и доложены на XXI съезде им. И.П.Павлова (Калуга, 19-25 сентября 2010 г.), VII Международной научно-практической конференции «Роль медико-биологических и гигиенических факторов в формировании здоровья населения (Пенза, сентябрь 2010 г.), 2-й Международной телеконференции «Фундаментальные науки и практика» (Томск, 22 мая-2 июня 2010 г.), IV Всероссийском с международным участием конгрессе студентов и аспирантов-биологов «Симбиоз Россия 2011» (Воронеж, 23-27 мая 2011 г.), конференции «Молодой изобретатель-рационализатор-2011» (Тверь, 30 мая 2011 г.), III Съезде физиологов СНГ (Москва, Ялта, 1-6 октября 2011 г.), научно-практической конференции «Здоровый образ жизни как условие гармоничного развития, профилактики заболеваний вредных привычек» (Тверь, 10 ноября 2011 г.), научно-технической конференции «Молодежь и инновации в Тверской области» (Тверь, 15 ноября 2012 г.), XXII Съезде физиологов им. И.П. Павлова (Волгоград, 16-20 сентября 2013 г.).

Публикации. По теме диссертации было опубликовано 14 научных работ, из которых 4 - в изданиях, включенных в перечень ВАК РФ.

Структура п объем работы. Диссертация выполнена как часть комплексных исследований, поддержанных грантом РГНФ 09-06-057601 а/ц «Определение биологического возраста и возможностей коррекции его параметров у преподавателей вуза» (2009-2010 гг.), научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ по темам «Создание модели для оценки биологического возраста у лиц умственного труда» (2012-2013 гг., гос. контракт № 10026р/16820) и «Разработка физиологических компонентов интегративной модели биологического возраста человека» (2013-2014 гг.. гос. контракт № 11707р/17153) по программе «Участник молодежного научно-инновационного конкурса» («У.М.Н.И.К.»).

Диссертация изложена на 110 страницах, включает введение, 4 главы, выводы. Список литературы представлен 182 источниками, из которых 107 на русском и 75 на иностранных языках. Диссертация документирована 16 таблицами и иллюстрирована 24 рисунками.

* * *

Диссертационное исследование соответствует п. 8 «Изучение физиологических механизмов адаптации человека к различным географическим, экологическим, трудовым и социальным условиям» паспорта специальности 03.03.01 -физиология (биологические науки). Оно согласовано с комиссией по биоэтике ТвГУ в плане инструктивной информации исследуемых и их согласия на участие в исследованиях в соответствии с положениями Хельсинкской декларации.

МЕТОДИКА И ОРГАНИЗАЦИЯ ИССЛЕДОВАНИИ

Исследования проведены в «Лаборатории медико-биологических проблем человека» Тверского государственного университета с участием 85 испытуемых-женщин трех возрастных групп согласно ВОЗ (1965): 25-44 лет - молодая, 45-59 лет - средняя, 60-75 лет - пожилая (табл. 1). Экспериментальные группы -преподаватели вуза, контрольные - не занимающиеся преподавательским трудом.

Таблица 1

Распределение испытуемых по возрастным группам_

Возрастные группы Количество испытуемых

25-44 лет 45-59 лет 60-75 лет

Экспериментальная 17 16 15

Контрольная 12 13 12

1-я серия исследований включала: 1) изучение ЧСС и системного АД, учет весо-ростовых показателей, согласно рекомендациям Б.А. Никитюка (1998);

2) запись длительности КИ с последующим анализом PC. Исследования включали также расчет индекса массы тела по Кетле (ИМТ, у.е.). Измерение системного АД проводилось с использованием автоматического измерителя UA-777 AC (AnD, Япония), регистрирующего в мм рт. ст. систолическую (САД) и диастолическую (ДАД) и расчетное пульсовое давление (ПД) трехкратно с нахождением среднего значения. Во 2-й серии осуществлены регистрация и анализ ЮГ с целью оценки состояния кровеносных сосудов в полушарной и стволовой областях головного мозга. В 3-й серии проведен биохимический анализ крови испытуемых с акцентом на лнпндный профиль сопоставительно с ССС.

Планирование н проведение исследований согласованы с комитетом по биоэтике ТвГУ в плане информирования испытуемых на участие в исследованиях.

Исследование ритма сердечных сокращении. Регистрация PC проводилась в первой половине дня после 5-минутной адаптации в положении лежа при свободном дыхании в условиях относительного покоя. Запись кардиоинтервалов осуществлялась посредством компьютерной программы «Pulse» с пульсотахометра 0-84 и преобразующего устройства, а также выборочно на реографе-полианализаторе «РЕАН-ПОЛИ-6/12» со встроенной программой анализа PC. Предварительный анализ КИ проведен с учетом рекомендаций G.D. Clifford et al. (2006), Н.И. Яблучанского и A.B. Мартыненко (2010).

Обработка записей включала: 1) расчет частоты сердечных сокращений (ЧСС, уд/мин), средней длительности циклов (X, с), коэффициента вариации (Cv, %); 2) вариационную пульсометрию по P.M. Баевскому с вариационным размахом (ДХ, с), показателей моды (Мо, с) и ее амплитуды (АМо, %), индексов напряжения (ИН, у.е.) и активности регуляторных систем (ПАРС, баллы);

3) спектральный анализ с вычислением общей мощности спектра (ОЧ), абсолютных (мс2) и относительных (%) мощностей высокочастотного (ВЧ: 0,4-0,15 Гц), низкочастотного (НЧ: 0,15-0,04 Гц) и «очень» низкочастотного (ОНЧ: 0,040.003 Гц) диапазонов, индексов симпатовагусных соотношений (НЧ/ВЧ, у.е.) и активности подкорковых центров (ОНЧ/ОЧ, %), нормированных значений ВЧ- и НЧ-диапазонов (НЧ, н.е.; ВЧ, н.е.). Для анализа 5-минутных записей PC и их физиологической интерпретации использованы рекомендации P.M. Баевского и Г.Г. Иванова (2003) с учетом данных P.M. Баевского и др. (1984).

Исследование мозговой гемодинамики методом тетраполярной РЭГ проводилось после 5-минутной адаптации испытуемых в положении сидя при фронто-мастоидальных (FM) и окципито-мастоидальных (ОМ) локализациях электродов, справа и слева. Запись проводилась на диагностическом комплексе «Валента» при скорости 50 мм/с и на «РЕАН-ПОЛИ-6/12», представленных в методическом разделе. Анализ ЮГ включат расчет амплитудных и временных показателей, а также индексов (М.А. Ронкин, Л.Б. Иванов, 1997): 1) реографический

индекс (РИ, у.е.); 2) коэффициент асимметрии (КА, %); 3) скорость быстрого (Уб, Ом/с) и медленного кровенаполнения (VM, Ом/с); 5) венозного оттока (ВО, %).

Биохимический анализ крови. Проведен на базе клинико-диагностической лаборатории медицинского центра ООО «Вера» (г. Тверь) с участием 24 испытуемых обоего пола (13 - группа сравнения, 11 - контрольная) в диапазоне 40-70 лет. Кровь брали из локтевой вены натощак примерно через 12 ч. после приема пищи, между 7 и 9 часами утра в стандартных условиях. Исследованы показатели липнлного профиля: общий холестерин (ХС, ммоль/л), холестерин липопротеидов высокой плотности (ХС ЛПВП, ммоль/л), холестерин липопротеидов низкой плотности (ХС ЛПНП, ммоль/л), триглицериды (ТГ, ммоль/л). Компоненты липидограммы определяли энзиматическим методом на многоканальном анализаторе HITACHI. Проведен расчет индекса атерогенности ИА (у.е.), содержание общих липидов (ОЛ, г/л) определяли колориметрически по цветной реакции с сульфованиловым реактивом (B.C. Камышников, 2004).

Статистический анализ экспериментальных данных включал расчет математического ожидания (Х±ш), дисперсии (D) и стандартного отклонения (о). Достоверность межгрупповых различий изучаемых показателей определялось параметрическим t-критерий Стьюдента для независимых выборок и F-критерием Фишера (р<0,05; р<0,01). Корреляционный и регрессионный анализ данных проведен в парном и лонгитудиналыюм вариантах с целью определения форм зависимости между признаками и их вариациями с прогнозом на вероятность результатов предстоящих исследований. Компьютерная обработка данных осуществлялась с помощью программного пакета статистического анализа STATISTICA 6.0 (StatSoft) и приложения MS Excel 2010 (MS Office).

РЕЗУЛЬТАТЫ II ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Решение первой задачи в первую очередь выявило статистически существенные связи изучаемых антропометрических данных и параметров системной гемодинамики с возрастом испытуемых как экспериментальной (табл. 2, 3), так и контрольной групп. Обычно среди факторов увеличения АД, особенно в пожилом возрасте, отмечают рост массы жировой ткани и, соответственно, рост относительной массы тела, как правило, ИМТ (R.K. Jadavji, 2008), что подтверждается и нашими данными корреляционно-регрессионного анализа (табл. 2). У преподавателей вуза наблюдается статистически значимый рост ИМТ, особенно в среднем и пожилом возрасте (рис. 1). Аналогично изменяются САД и ДАД. как в экспериментальной группе, так и контрольной.

Таблица 2

Корреляционная зависимость между антропометрическими показателями

Возраст САД ДАД ПД

Рост -0,755* - 0,962** -

Вес - 0,963** - 0,825**

ИМТ 0,953** 0,954** 0,888** 0,804**

Примечание: уровень статистической значимости статистически значимых корреляции.

р<0,05,

р<0,01; «-» - отсутствие

Было также отмечено, что выявленные статистически значимые корреляции между составляющими АД и параметрами РЭГ отрицательны (табл. 3), что следует считать косвенным подтверждением возрастной инволюции мозговых артерий. Подобная вазоконстрикция может быть и компенсаторной, направленной на устранение застоев, связанных с возрастным увеличением интим-медии и гетерогенных бляшек. Данные изменения, обнаруженные С. Haubrich et al. (2002), могут быть обусловлены и ослаблением их функциональной нагрузки при возрастном снижении колебаний кровяного давления, чему способствует также динамика ПД. от которой зависит барорецепторная чувствительность, проявляющаяся в ослаблении мощности ВЧ-колебаний спектра PC (В. Gribbin et al., 1971; Т. Matsukawa et al., 1996; К.P. Davy et al., 1998) и идентичного вклада НЧ/ВЧ (О.В. Коркушко и др., 2007), что согласуется и с нашими данными корреляции между ПД и НЧ/ВЧ (г=-0635, р<0,05).

ИМТ, у.е.

Рис. 1. Показатели ИМТ у испытуемых трех возрастных групп (1 - молодая, 2 - средняя, 3 - пожилая): экспериментальная -заштрихованные столбцы; контрольная - незаштрихованные; ** р<0,01

Таблица 3

Корреляционная зависимость параметров системного АД, PC и РЭГ

Возраст САД ДАД ПД ПАРС НЧ. % ВЧ. н е. НЧ/ВЧ ОНЧ/ОЧ

Возраст - 0,924** 0,913** 0,695* 0,913** 0,896** -0,756* 0,761* -0,886**

РИ ОМ -0,921** - - - - -0,702* - - -

ВО FM -0,923** -0,881** - - - 0,739* -0,666* -

BOOM -0,923** -0,880** -0,880** -0,880** - - 0,654* - 0,791**

V6 FM — - - - -0,863** - - -0,641* 0,913**

V6 ОМ -0,940** -0,834** - -0,786** -0,853** -0,843** 0,744* -0,781* -

Vm ОМ -0,963** - -0,843** - -0,943** - 0,710* - -

Примечание: уровень статистической значимости * - р<0,05, ** - р<0,01; «-» - отсутствие значимости.

Решение второй задачи, как видно из табл. 3, выявляет по мере возраста у лиц экспериментальной группы напряжение регуляторных систем (г=0,913, р<0,01), которое происходит за счет разнонаправленного изменения со стороны мощности низких и высоких частот спектра. В частности, с показателем НЧ. отражающим модулирующее влияние симпатического звена регуляции, наблюдается положительная корреляция (г=0,854, р<0.01), тогда как с мощностью высоких частот ПАРС коррелирует отрицательно (г=-0,667, р<0,05). Показатели

спектрального анализа отражают не столько тонус отделов ВНС, сколько изменение их модулирующих воздействий на синусный узел в противоположность воздействию других регуляторных механизмов (Р. Мansier et al., 1996; А.Н. Флейшман, 1999. 2009; А. Maliani, 2000; V. Shankar, S. Veeraiah, 2012).'

Из рис. 2 видно, что наиболее статистически значимые различия Cv (р<0,01). наблюдаются экспериментальной группе у пожилых испытуемых, по сравнению с молодыми. Это объясняется возрастными сдвигами устойчивости PC. что подтверждается ростом напряжения регуляторных механизмов. По мнению A.B. Капустиной (2003), G.G. Bernston и J.T. Cacioppo (2004). E.B. Броздовской (2007). такие различия могут наблюдаться именно у лиц интеллектуального труда. Статистически значимые отличия по относительной мощности НЧ обнаружены в экспериментальной группе между испытуемыми среднего и пожилого возраста (р<0,05). Как видно из рис. 3, тенденция к росту данного показателя наиболее выражена у преподавателей вуза, чем в контрольной группе, у которых мощность НЧ в пожилом возрасте статистически значимо выше (р<0.01).

Cv, %

Рис. 2. Показатели Су у испытуемых трех возрастных групп (1 - молодая, 2 - средняя, 3 - пожилая): экспериментальная — •заштрихованные столбцы; контрольная - незаштрихованные; **р<0,01

Уровень активности регуляторных механизмов РС с возрастом снижается, причем вклад компонентов спектрального анализа изменяется, как правило, в противоположном направлении (рис. 4). Отмечено, что относительная мощность НЧ-диапазона повышается по мере возраста (г=0,891, р<0,01), а мощность ВЧ -снижается (г=-0,752, р<0,05). Межмощностный баланс наблюдается в возрастном периоде 45-55 лет, т.е. при наибольшей профессиональной активности преподавателя на базе достаточных физиологических резервов, после чего их потенциалы расходятся.

Выявлена положительная корреляция симпатовагусного индекса с возрастом (г=0,761, р<0.05), причем его значение тем больше, чем выше доля симпатических влияний на ритм сердца (табл. 3). Активность сердечно-сосудистого подкоркового нервного центра, оцениваемая по соотношению ОНЧ/ОЧ. также изменяется с возрастом (г=-0,886, р<0,01). Это свидетельствует о снижении общей активности надсегментарного звена регуляции, влияние которого на сердце опосредовано через гуморально-метаболические эффекты. Каудальный и ростральный отделы гипоталамуса через симпатические волокна способны регулировать влияние на сердце, снижая или увеличивая САД. что было отмечено и нами (г=-0,854, р<0,01). Влияние парасимпатического звена регуляции, который является вторым уровнем в иерархии управления РС, опосредовано через влияние блуждающего нерва.

Рис. 3. Показатели НЧ у испытуемых трех возрастных групп (1 - молодая, 2 - средняя, 3 - пожилая): экспериментальная — заштрихованные столбцы; контрольная - незаштрихованные; *р<0,05; ** р<0,01

>KY(H4) = 0,177х+11,956; г = 0,891; р<0,01; п=10

^Y(B4) = -0,218х+76,903; г= -0,752; р<0,05; п=10

• 72

70

• Рис. 4. Регрессионная

68 зависимость НЧ и ВЧ

(ордината) от возраста

/>4 * 66 (абсцисса) в экспериментальной

группе испытуемых

• л- 64

• • ■ 62 RO

Выявленные корреляции ОНЧ/ОЧ с НЧ (г=-0,785, р<0.01) и с НЧ/ВЧ (i=-0,701, р<0.05) с одной стороны могут отражать снижение активности симпатического звена регуляции на PC, с другой - свидетельствовать об уменьшении влияния на блуждающий нерв. В целом же снижение уровня активности механизмов регуляции PC и роста их напряжения в пожилом возрасте, можно связать с разнонаправленным взаимодействием уровней регуляции сердечно-сосудистой деятельности в ходе онтогенеза (S. Luutonen et al., 1994; В.В. Наумова и др., 2009: N. Charkoudian. J.A. Rabbits, 2009; П.М. Маслюков. 2010). Увеличение симпатической активности мы рассматриваем как направленное на восстановление гомеостаза, что в целом согласуется с данными ряда авторов (A. Maliani, 2000; А.Н. Флейшман, 2009; J.F. Thayer, R.D. Lane, 2009).

При исследовании взаимосвязей ОНЧ/ОЧ с данными РЭГ выявлены положительные значимые корреляции с параметрами кровоснабжения стволовой части мозга (табл. 3). Это объясняется особенностями кровоснабжения гипоталамо-гипофизарной системы ответвлениями внутренней сонной артерии

(И.В. Гайворонский. А.В. Гайворонский, 2007).

При решении третьей задачи, было выявлено, что статистически значимое снижение скорости быстрого кровенаполнения (р<0,01) в бассейне позвоночных и частично заднемозговых артерий наблюдаются в пожилом возрасте (рис. 5). По мнению В.П. Бисяриной и др. (1986) и Н.Г.Ефремовой (2008), такие изменения связаны со структурными и функциональными перестройками крупных сосудов в бассейне позвоночных артерий. Как видно из рис. 6, у пожилых лиц экспериментальной группы отмечены статистические значимые отличия по показателю ВО по отношению к испытуемым младшего и среднего возраста (р<0,01). Вероятно, существуют определенные компенсаторные механизмы, действие которых направлено на развитие таких защитных реакций.

Большая часть рассматриваемых параметров связана с возрастом линейно, причем наиболее тесные связи между показателями сосудов стволовой части головного мозга (РИ 0м=-0,921; Уб ¿М=-0,943, р<0,01; Ум Ом=-О,963, р<0,01; ВО ОМ=-0,936, р<0,01), как видно из табл. 3. В целом изменения показателей мозговой гемодинамики, как по ОМ- так и по РМ-отведениям, аппроксимируются линейными уравнениями регрессии, достигая в пожилом возрасте минимальных значений (рис. 7, 8). Корреляции показывают, что по мере возраста скоростные (Уб и Ум) и интегративные (РИ) параметры снижаются, синхронно по сосудам бассейна позвоночных и заднемозговых артерий, и частично базилярной (С. НаиЬпсЬ е! а1., 2002; О. йисИепе е! а1„ 2011). Уменьшение показателя ВО, на наш взгляд, следует рассматривать как механизм, способствующий нормализации венозной компоненты мозгового кровообращения в вертебро-базилярном бассейне (табл. 3).

Рис. 5. Показатели Уб ОМэ у испытуемых трех возрастных групп (1 - молодая, 2 - средняя, 3 - пожилая): экспериментальная — заштрихованные столбцы: контрольная - незаштрихованные; **р<0,01

Поскольку ОМ-отведения связаны с центрами устойчивости тела человека, было проведено сравнение данных ОМ-отведений ЮГ с ранее полученными данными в лаборатории Медико-биологических проблем человека ТвГУ. согласно которым тест на устойчивость к 70 годам показывает нулевое значение. Сопоставив эти данные с полученными данными ОМ-отведений мы получили высокую тесную корреляцию (р<0,01). Это мы рассматриваем как подтверждение данных о причастности артерий вертебро-базилярного бассейна к поддержанию ортостатической устойчивости человека.

Известно, накопление холестерина в просвете кровеносных сосудов, которое может быть подвержено возрастным колебаниям, ведет к образованию бляшек и

способствует нарушению кровотока. Выявленная положительная корреляция между Уб ОМэ и уровнем холестерина крови (1=0,661, р<0,05), Уб ОМб и ОЛ (1=0,563, р<0.05), как видно из рис. 9 и табл. 4, также может являться фактором, отражающим возрастные изменения центральной нервной системы. По всей вероятности напряженная умственная работа может приводить к снижению нормальной сосудистой активности, негативно сказывающейся в пожилом возрасте, что подтверждают данные корреляции.

ВО OMs, %

я

±

Рис. 6. Показатели ВО ОМэ у испытуемых трех возрастных групп (1 — молодая, 2 - средняя, 3 - пожилая): экспериментальная — заштрихованные столбцы; контрольная - незаштрихованные; **р<0,01

1.7 1.6 1,5 1.4

1,3 1.2 1,1 1.0

РИ ОМ. у е

Fut = -0.001 х2+0.102х-0.588; г = -0.261; R2=0,067:P>0,05; n=10

^Y (РИ ОМ) = -0,001х2+0,013х+1.078; г = -0.921; R2=0.S4S: р<0.01: п=10

1.30

1.25

1.20

1,15 Рис. 7. Регрессионная

зависимость РИ РМ

1,10 и РИ ОМ (ордината)

1,05 от возраста(абсцисса)

в экспериментальной

1,00 группе испытуемых

0.95

0,90

0,85

V (Уб РМ> = -0.018х*-2,465: г = -0,874; р<0.01: п=10 " V У (Уб ОМ) = -0,015х+1,891; г = -0,923: р<0,01; п=10

Рис. 8. Регрессионная •зависимость Уб РМ и Уб ОМ (ордината) от возраста(абсцисса) в экспериментальной группе испытуемых

МЪ ОМв, Ом/с

Рис. 9. Регрессионная зависимость Уб ОМв (ордината) от уровня холестерина (абсцисса) у испытуемых группы сравнения

6,6 7,0 ХС, ммоль/л

При решении четвертой задачи, выявлены статистически значимые корреляции параметров РС и РЭГ с показателями липидного спектра в основном у лиц экспериментальной группы (табл. 4). Выявленная отрицательная связь между ХЛПНП и ВЧ (г=-0,761, р<0.01) показывает, что по мере увеличения данной фракции липопротеидов в плазме крови наблюдается снижение влияния парасимпатического звена регуляции на синусный узел (табл. 4). Это подтверждают и данные связи с уровнем холестерина (г=-0,793, р<0.01). При этом ХЛПВП положительно коррелирует с относительной мощностью низких частот (г=0,561, р<0,05). Мы предполагаем, что изменение баланса ХЛПНП и ХЛПВП можно

регуляции

рассматривать как фактор, опосредованно влияющий на ВНС, обеспечивающий тем самым возрастные изменения адаптационных механизмов вариабельности PC у лиц интеллектуального труда по мере возраста.

Таблица 4

Корреляционная зависимость между ИМТ, показателями PC. РЭГ

ОЛ X ТГ ХЛПВП ХЛПНП

ИМТ - - 0,560* - -

Cv - - 0,624* - -

АМо - - 0,654** - -

ВЧ. % - -0,793** - - -0,761**

НЧ. % - - - 0,561* -

V6 OMs 0,563* 0,661* - - -

Примечание: обычный шрифт

данные контрольно» группы, жирный - экспериментальной; «-» - отсутствие статистически значимых корреляций,* -р<0,05, ** - р<0,01.

Ríe. 10. Регрессионная зависимость АМо и Cv (ордината) от уровня ТГ (абсцисса) у испытуемых группы сравнения

4,0 4,6 ТГ, ммоль/л

Выявленная корреляция между уровнем ТГ и АМо (г=0,754, р<0.01). ТГ и Су (1=0,824, р<0,01) показывает, что рост уровня ТГ ведет к увеличению тонуса симпатического отдела ВНС. Это также подтверждает корреляция между ИМТ и ТГ (1=0,560, р<0,05) и ИМТ и возрастом (1=0,566, р<0.05). Рост ИМТ и соответствующее этому увеличение уровня ТГ, рассматривается как фактор развития ожирения, что подтверждается результатами у испытуемых с избыточной массой тела, связанное также с повышенным тонусом симпатического отдела ВНС (Н.Ю. Захарова. В.П. Михайлов. 2004; Я.К. .Ыаур е! а!., 2008).

При решении пятой задачи па основе полученных данных были сформулированы практические рекомендации для преподавателей и сотрудников университета, направленные на поддержание здоровья и физической активности в течение трудовой деятельности. Выявленная динамика некоторых скоростных и интегральных параметров РЭГ, прежде всего в бассейне позвоночных артерий, расценивается нами как негативный фактор функциональных изменений сосудов головного мозга по мере возраста. Эти изменения связаны с особенностями трудовой деятельности преподавателя вуза в течение рабочего дня (длительное пребывание в ортостатическом положении, неоптимальная рабочая поза за компьютером и др.), и негативное влияние их, по нашим данным, начинается с 30 лет. Кроме внешних факторов, воздействие на механизмы регуляции сердечнососудистой деятельности оказывают и факторы внутренней среды организма, прежде всего, в виде различных компонентов липидных фракций плазмы крови.

Учитывая индивидуальные особенности организма и условия профессиональной деятельности, любая система мер оздоровления и оптимизации труда преподавателей будет направлена на профилактику профессионально-обусловленных заболеваний (И.Б. Ушаков, И.В. Бухтияров, 2006; А.Я. Рыжов, 2008; S. Purkayastha, F.А. Sorond, 2014). Проведенные ранее индивидуальные исследования показали, что в возрасте старше 45 лет, предлагаемый комплекс оздоровительных мероприятий способствует позитивным изменениям функционального состояния организма преподавателей вуза (Т.А. Шверина и др., 1994; Н.В. Шалом и др., 2002; Т.Л. Дудко, 2004; А.Я. Рыжов и др., 2008,2009).

Выявленный рост напряжения регуляторных механизмов сердечнососудистой деятельности, связан с изменением активности отделов ВНС и их влияния на синусный узел. Как показали наши исследования, это связано с функциональными перестройками со стороны ВНС и разнонаправленным взаимодействием различных уровней регуляции по мере возраста, ведущими к сдвигу вегетативного баланса в сторону мобилизации защитных механизмов. Такое напряжение регуляторных механизмов, как отражение адаптации к внешним условиям, стоит рассматривать как негативный фактор влияния некоторых аспектов трудовой деятельности преподавателя вуза, таких как высокие сенсорные и информационные нагрузки (А.О. Навакатикян, Ф.М. Шлейфман, 1985; О.О. Копкарева т др., 1996; О.О. Копкарева, 1999; Т.Г. Кремлева, 1999; A.B. Капустина, 2003; Т. Ritvanen, 2006). Учитывая высокую напряженность преподавательского труда в соответствии с Р 2.2.2006-05, наиболее актуальным комплексом мер является система психофизиологической разгрузки. Ее внедрение в рабочий процесс вуза на фоне постоянно изменяющихся требований, предъявляемых в настоящее время к преподавателю, будет приводить к снижению напряжения механизмов регуляции и оптимизации трудовой деятельности. Особо рекомендуем специально разработанную нами (Е.В. Павлова и др., 2014) систему специфической целенаправленной гимнастики для сосудов головного мозга, суть которой в модулирующем (упорядочивающем) воздействии на кровеносные сосуды головного мозга, в основе которых лежат разнообразные движения головы, воротниковой зоны, плечевого пояса и рук в виде поворотов, наклонов, сгибаний и разгибаний, ротаций и циркумдукций.

выводы

Антропометрические параметры преподавателей вуза в возрастном плане изменяются, в общем, типично, причем данные изменения связаны линейно с систолическим и диастолическим артериальным давлением. Индекс массы тела напрямую связан с состоянием мозговых кровеносных сосудов, наиболее тесно - с окципито-маетоидальной сферой, управляющей, в основном, позпо-вегетативными функциями.

Обнаруженные особенности вариаций ритма сердца у преподавателей вуза характеризуются четко выраженным снижением высокочастотных колебаний, близких к пульсовому ритму, и постепенным повышением мощности низкочастотных волн спектра, свидетельствующем о напряжении механизмов регуляции сердечной деятельности. При этом напряжение напрямую связано со снижением скорости быстрого и медленного пульсового кровенаполнения затылочных и стволовых областей головного мозга.

Выявленная тенденция к снижению функционального состояния сосудов головного мозга по возрастной динамике амплитудных и скоростных параметров реоэнцефалограмм в большей мере проявляется в бассейне позвоночных и частично заднемозговых артерий, нежели в полушарных областях. Это связано с вероятностью расстройств опорно-двигательной и вестибулярной систем, чему способствуют и соответствующие возрастные изменения компонентов липидного спектра крови.

Взаимосвязь временных и частотных параметров ритма сердца с липидными фракциями крови свидетельствуют об участии последних в гуморальной регуляции сердечной деятельности на уровне гипоталамуса и лимбической системы. Это количественно подтверждается данными связи параметров сердечно-сосудистой системы с показателями липидного спектра крови, в основном, холестерином, триглицеридами, холестерином липопротеидов высокой и низкой плотности.

При научном обосновании и разработке современных средств профилактики заболеваний преподавателей вуза и других работников интеллектуальной сферы необходимо применение комплекса профилактических воздействий, направленных на предупреждение как заболеваний, так и предболезненных донозологических состояний. В этом плане рекомендуем разрабатываемые комплексы массажа и самомассажа головы, а также специфической корригирующей гимнастики, оказывающей модулирующее воздействие на изучаемые физиологические системы.

РАБОТЫ, ОПУБЛИКОВАННЫЕ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Рыжов А.Я. Комплексная оценка ритмики кардиоваскулярной системы с учетом биохимических компонентов биологического возраста человека / А.Я. Рыжов, А.Н. Панкрушина, Д.И. Игнатьев, Е.А. Белякова, М.Н. Горшкова, H.H. Полякова // XXI съезд физиологов им. И.П. Павлова (19-25 сентября 2010 г.): тез. докл. - М„ Калуга: БЭСТ-Принт, 2010. - С. 527.

2. Игнатьев Д.И. Комплексная характеристика индивидуальной вариабелыюсти ритма сердца с учетом данных биохимического анализа крови / Д.Н. Игнатьев, Н.П. Панкрушина // Вестн. ТвГУ. Сер. Биология и экология. -2010. - Вып. 17. № 16. - С. 52-64.

3. Полякова H.H. К вопросу об определении биологического возраста преподавателей вуза / H.H. Полякова, А.Н. Панкрушина, А.Я. Рыжов, Е.А. Белякова, Д.И. Игнатьев // Роль медико-биологических и гигиенических

факторов в формирова...... здоровья населения» (МК-86-40): сб. ст. VIH

Междунар. науч-практ. конф. (сентябрь 2010 г.). - Пенза: Приволжский Дом знании, 2010.-С. 55-57.

4. Рыжов А.Я. Комплексное исследование профессионального здоровья преподавателей вуза / А.Я. Рыжов, Е.А. Белякова. Д.И. Игнатьев, О.В. Шверина // Фундаментальные науки и практика: сб. науч. работ 2-ой междунар. телеконф. (22 мая-2 нюня 2010 г.). Т. 1.№ 3. - Томск, 2010. - С. 123-124.

5. Подлипская К.В. К вопросу о возрастных особенностях мозгового кровообращения представителей интеллектуальной формы трудовой деятельности / К.В. Подлипская, Д.И. Игнатьев // Симбиоз Россия 2011: материалы IV Всерос. с междунар. участием конгресса студентов и аспирантов-биологов (23-27 мая 2011 г.). Т. II. - Воронеж: ИПЦ Воронеж, гос. ун-та, 2011. - С. 61-63.

6. Игнатьев Д.И. Комплексный подход к оценке биологического возраста у лиц умственного труда / Д.И. Игнатьев // Молодой изобретатель-рационализатор 2011: материалы конф. - Тверь, 2011. — С. 19-21.

7. Рыжов А.Я. Возрастные особенности изменений вариабелыюсти сердечного ритма у лиц умственного труда / А.Я. Рыжов, Е.А. Белякова, Д.И. Игнатьев, М.Н.Горшкова, К.В. Подлипская // III Съезд физиологов СНГ: науч. тр. (1-6 октября 2011 г.). - М., Ялта: Медицина-Здоровье, 2011. - С. 295.

8. Шверина О.В. Физические упражнения как средство оздоровления и оптимизации труда преподавателей вуза / О.В. Шверина, А.Я. Рыжов, Т.А. Шверина, А.Н. Панкрушина, Д.И. Игнатьев, Е.А. Белякова // Здоровый образ жизни как условие гармоничного развития, профилактики заболеваний и вредных привычек: материалы регион, науч-практ. конф. (10 ноября 2011 г.). - Тверь: ООО «Заповедник времени», 2011. - С. 96-99.

9. Павлова Е.В. К вопросу об особенностях мозгового кровообращения у лиц умственного труда по данным РЭГ / Е.В. Павлова. Д.И. Игнатьев, К.В. Смирнова // Здоровый образ жизни как условие гармоничного развития, профилактики заболеваний и вредных привычек: материалы регион, науч-практ. конф. (10 ноября 2011 г.). - Тверь: ООО «Заповедник времени», 2011. - С. 72-73.

10. Павлова Е.В. Некоторые возрастные особенности мозгового кровообращения у лиц умственного труда / Е.В. Павлова, Д.И. Игнатьев // Вестн. ТвГУ. Сер. Биология и экология. - 2012. - Вып. 25. № 3. - С. 28-35.

11. Игнатьев Д.И. Создание модели для оценки биологического возраста у лиц умственного труда / Д.И. Игнатьев // Молодежь и инновации в Тверской области (итоговая научно-техническая конференция по программе «У.М.Н.И.К.»): тез. докл. (15 ноября 2012 г.). - Тверь: ТвГУ, 2012. - С. 77-79.

12. Рыжов А.Я. Характеристика функций сердечно-сосудистой системы и липидов крови преподавателей вуза с учетом данных их паспортного и биологического возраста / А.Я. Рыжов, А.Н. Панкрушина, Е.А. Белякова, М.Н. Горшкова, Д.И. Игнатьев, Е.С. Судакова, Е.В. Павлова, Р.Б. Абдуллаева // Здоровье и образование в XXI веке. - 2012. - Т. 14. № 4. - С. 338-339.

13. Игнатьев Д.И. Кардиоритмологическая, реоэнцефалографическая и биохимическая составляющие биологического возраста преподавателей вуза / Д.И. Игнатьев, А.Я. Рыжов, А.Н. Панкрушина, Е.В. Павлова, М.Н. Горшкова, К.В. Подлипская, Е.А. Белякова // Материалы XXII съезда физиологов им. И.П. Павлова. - Волгоград, 2013.-С. 199.

14. Горшкова М.Н. Индивидуальные характеристики сердечного ритма в условиях аурал 1.но11 его имитации / М.Н. Горшкова, А.Я. Рыжов, Д.Н. Игнатьев // Вестн. ТвГУ. Сер. Биология п экология. - 2013. - Вып. 31. № 23. - С. 7-16.

СПИСОК ПРИНЯТЫХ СОКРАЩЕНИИ

ССС - сердечно-сосудистая система.

ВИС — вегетативная нервная система,

РС - ритм сердца,

РЭГ - реоэнцефалография,

САД - систолическое артериальное давление,

ДАД - диастолическое артериальное давление,

ПД - пульсовое давление,

ЧСС - частота сердечных сокращений.

Су - коэффициент вариации,

ИН — индекс напряжения,

ПАРС - показатель активности регуляторных систем,

ВР- вариационный размах,

ОЧ - общая мощность спектра.

ВЧ - высокие частоты,

НЧ - низкие частоты,

ОНЧ - очень низкие частоты,

РИ - реографический индекс,

\'б - скорость быстрого кровенаполнения,

Ум - скорость медленного кровенаполнения,

КА - коэффициент асимметрии,

ВО - венозный отток,

ОД - общие липиды,

ХС - холестерин,

ТГ - триглицериды,

ХС ЛПВП - холестерин липопротеидов высокой плотности, ХС ЛПНП - холестерин липопротеидов низкой плотности.

Технический редактор A.B. Жильцов Подписано в печать 11.02.2015. Формат 60x84 '/16-Усл. печ. л. 1,25. Тираж 100. Заказ № 57.

Редакционно-издательское управление Тверского государственного университета Адрес: 170100, г. Тверь, Студенческий пер. 12, корпус Б. Тел. РИУ (4822) 35-60-63.