medlitГигиена и санитарияHygiene and Sanitation0016-99002412-0650Federal Scientific Center of Hygiene named after F.F. Erisman10.47470/0016-9900-2017-96-6-556-561medlit-848Research ArticleГИГИЕНА ДЕТЕЙ И ПОДРОСТКОВHYGIENE OF CHILDREN AND ADOLESCENTSАнализ и прогнозирование резервных возможностей организма студентов по параметрам вариабельности сердечного ритмаAnalysis and forecasting of reserve capabilities of the organism of students according to indices of heart rate variabilitКретоваИрина ГеннадьевнаKretovaIrina G.

Д-р мед. наук, проф., зав. каф. безопасности жизнедеятельности и физического воспитания Самарского университета, ФГАОУ ВО «Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева» Минобрнауки РФ, 443086, Самара.

e-mail: kretova@samsu.ru, igkretova@gmail.com

MD, PhD, DSci., Professor, Head of the Department of  Life Safety and Physical Education of the Samara National Research University, Samara, 443086, Russian Federation.

e-mail: kretova@samsu.ru, igkretova@gmail.com

kretova@samsu.ruВедясоваО. А.VedyasovaO. A.noemail@neicon.ruКомароваМ. В.KomarovaM. V.noemail@neicon.ruШиряеваО. И.ShiryaevaO. I.noemail@neicon.ruФГАОУ ВО «Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева» Минобрнауки РФSamara National Research UniversityФГАОУ ВО «Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева» Минобрнауки РФ; ФГБОУ ВПО «Самарский государственный медицинский университет Минздрава России»Samara National Research University; Samara State Medical UniversityООО «Самарский научно-исследовательский и проектный институт нефтедобычи»ООО «Samara Research and Design Institute for oil production201721102020966556561Copyright © Кретова И.Г., Ведясова О.А., Комарова М.В., Ширяева О.И., 20202020Кретова И.Г., Ведясова О.А., Комарова М.В., Ширяева О.И.Kretova I.G., Vedyasova O.A., Komarova M.V., Shiryaeva O.I.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.rjhas.ru/jour/article/view/848Материал и методы

Материал и методы. Изучены параметры вариабельности сердечного ритма (ВСР) у 200 студентов в покое и при физической нагрузке. Для оценки функциональных резервов сердечно-сосудистой системы после нагрузки рассчитывали показатель восстановления нормального ритма сердца (ПВНР), строили логистические модели и кривые операционной характеристики (ROC-кривые).

Результаты

Результаты. В состоянии покоя между юношами и девушками 16–18 лет существенных различий в параметрах ВСР не выявлено, а в возрастном интервале 19–22 лет между студентами разного пола и возраста установлены значимые различия в спектральных параметрах ВСР, отмечено доминирование симпатической составляющей регуляции кардиоритма у юношей и парасимпатической у девушек. При физической нагрузке у студентов младших курсов превалировала активация вагусных влияний на сердце, а у старшекурсников вегетативный баланс смещался в сторону большей активности симпатических регуляторных механизмов. Уменьшение ПВНР выявлено у 41% обследованных. Повышенный риск развития функциональных нарушений сердца имели 42% юношей, 39% девушек 16–18 лет и 36% юношей, 44% девушек 19–22 лет.

Заключение

Заключение. У студентов разного пола в интервале от 16–18 до 19–22 лет меняется характер вегетативной регуляции кардиоритма. Оптимальная реакция сердца на нагрузочную пробу наблюдается при низких исходных значениях частоты сердечных сокращений и преобладании парасимпатической составляющей кардиорегуляции в покое. Для оценки функционального резерва сердечно-сосудистой системы по параметрам ВСР рекомендован расчет ПВНР, а для эффективного прогнозирования скорости восстановления ритма сердца после нагрузочных проб – анализ стандартного отклонения длительностей RR-интервалов в выборке (SDNN).

Introduction

Introduction. Currently, there is a deterioration trend in the health of the younger generation, in particular, an increasing number of persons with functional disorders of the cardiovascular system. Regarding this it is important to develop an comprehensive approach to the study of the circulatory indices in the young age with informative clinical diagnostic techniques and new ways to analyze the data.

Material and methods

Material and methods. Heart rate variability (HRV) indices in 200 students at rest and during exercise were studied. For a more complete assessment of the functional reserves of cardiovascular system after the load the index of the normal heart rhythm restoration (SDNN) was calculated. Moreover, we built logistic models and curves of the operating characteristics.

Results

Results. At rest, no significant differences in indices of both HRV and autonomic regulation of heart rate have been identified between boys and girls aged of 16-18 years. Students of the different gender, aged of 19-22 years showed significant differences in spectral parameters of HRV, there was noted the dominance of the sympathetic component of heart rate regulation in boys and parasympathetic — in girls. In terms of physical activity in undergraduate students there is observed mainly the activation of vagal influences on the heart, in senior students the vegetative balance shifted to the direction of the increased activity of mechanisms of the sympathetic regulation. The revealed decrease of NHRR reflects the low level of the reserve capacity of the cardiovascular system in  41% out of observed students. Part of students with an increased probability of the reduction of functional cardiac disorders accounted for 42% of boys and 39% of girls among students aged 16-18 years and 36% of boys and 44% of girls among students aged of 19-22 years.

Conclusion

Conclusion. There is a change in the nature of autonomous regulation of heart rate in students of different gender and ages from 16-18 to 19-22 years. The optimal cardiac response to stress test is observed at low baseline values of heart rate and the prevalence of the parasympathetic part of the autonomic regulation of the heart rate at rest. To assess the functional reserve of the cardiovascular system in HRV indices we recommend the calculation of NHRR and the analysis of the SDNN coefficient for the effective prediction of heart rate recovery rate after exercise testing.

студентыфункциональные резервывариабельность сердечного ритмаstudentsfunctional reservesheart rate variabilityReferencesБаранов А.А., Кучма В.Р., Сухарева Л.М., Рапопорт И.К. Значение здоровья подростков в формировании их гармоничного развития. Гигиена и санитария. 2015; 94 (6): 58-62.Baranov A.A., Kuchma V.R., Sukhareva L.M., Rapoport I.K. The value of the health of adolescents in shaping their harmonious development. Gigiena i sanitariya. 2015; 94 (6): 58–62. (in Russian)Белов В.Б., Роговина А.Г. Основные медико-демографические показатели здоровья населения России к 2013 г. Проблемы социальной гигиены, здравоохранения и истории медицины. 2014; (6): 18-22.Belov V.B., Rogovina A.G. The basic medical demographic indicators of population health of Russia up to 2013. Problemy sotsial’noy gigieny, zdravookhraneniya i istorii meditsiny. 2014; (6): 18–22. (in Russian)Шилова М.А., Мамедов М.Н. Внезапная сердечная смерть лиц молодого возраста: факторы риска, причины, морфологические эквиваленты. Кардиология. 2015; (7): 78-83.Shilova M.A., Mamedov M.N. Sudden cardiac death of young persons: risk factors, causes, morphological equivalents. Kardiologiya. 2015; (7): 78–83. (in Russian)Lai H.L., Ward R., Bolin P. Cardiovascular health of North Carolina undergraduates. N. C. Med. J. 2015; 76 (5): 286-92Lai H.L., Ward R., Bolin P. Cardiovascular health of North Carolina undergraduates. N. C. Med. J. 2015; 76 (5): 286–92.Нифонтова О.Л. Возрастная изменчивость электрической активности сердца жителей Югры (студентов 17-20-ти лет). Вестник Сургутского государственного педагогического университета. 2014; (3): 11-7.Nifontova O.L. The age variability of heart electrical activity of 17–20–year-old yugorian students. Vestnik Surgutskogo gosudarstvennogo pedagogicheskogo universiteta. 2014; (3): 11–7. (in Russian)Баевский, Р.М., Иванов, Г.Г., Чирейкин, Л.В., Гаврилушкин А.П., Довгалевский П.Я., Кукушкин Ю.А. и др. Анализ вариабельности сердечного ритма при использовании различных электрокардиографических систем (часть 1). Вестник аритмологии. 2002; (24): 65-86.Baevskiy, R.M., Ivanov, G.G., Chireykin, L.V., Gavrilushkin A.P., Dovgalevskiy P.Ya., Kukushkin Yu.A. et al. The analysis of heart rate variability using different electrocardiographic systems (part 1). Vestnik aritmologii. 2002; (24): 65–86. (in Russian)Демин Д.Б., Поскотинова Л.В., Кривоногова Е.В. Роль фонового тиреоидного статуса в изменении ЭЭГ подростков при биоуправлении параметрами сердечного ритма. Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. 2011; 97 (11): 1262-9.Demin D.B., Poskotinova L.V., Krivonogova E.V. Thyroid effect on brain activity in adolescents during heart rhythm biofeedback session. Rossiyskiy fiziologicheskiy zhurnal im. I.M. Sechenova. 2011; 97 (11): 1262–9. (in Russian)Койчубеков Б.К., Сорокина М.А., Коршуков И.В. Механизмы нелинейной динамики сердечного ритма. Влияние вегетативной нервной системы. Успехи современного естествознания. 2013; (4): 42-6.Koychubekov B.K., Sorokina M.A., Korshukov I.V. Mechanisms of heart rate nonlinear dynamics. Impact of vegetative nervous system. Uspekhi sovremennogo estestvoznaniya. 2013; (4): 42–6. (in Russian)Михайлова Л.А. Вариабельность сердечного ритма у юношей-подростков с различным типом вегетативной реактивности. Педиатрия. Журнал им. Г.Н. Сперанского. 2015; (2): 27-30.Mikhaylova L.A. Heart rate variability in male teenagers with different types of vegetative reactivity. Pediatriya. Zhurnal im. G.N. Speranskogo. 2015; (2): 27–30. (in Russian)Alfred Z. Brief assessment of supine heart rate variability in normal weight, overweight, and obese females. Ann. Noninvasive Electrocardiol. 2014; 19 (3): 241-6Alfred Z. Brief assessment of supine heart rate variability in normal weight, overweight, and obese females. Ann. Noninvasive Electrocardiol. 2014; 19 (3): 241–6.Еськов ВВ, Филатова ОЕ., Гавриленко Т.В., Химикова О.И. Прогнозирование долгожительства у российской народности ханты по хаотической динамике параметров сердечно-сосудистой системы. Экология человека. 2014; (11): 3-8.Eskov V.V., Filatova O.E., Gavrilenko T.V., Khimikova O.I. Prediction of khanty people life expectancy according to chaotic dynamics of their cardiovascular system parameters. Ekologiya cheloveka. 2014; (11): 3–8. (in Russian)Калакутский Л.И., Конюхов В.Н. Система мониторирования показателей ритма сердца. Вестник Самарского университета. Аэрокосмическая техника, технологии и машиностроение. 2002; 1 (1): 84-90.Kalakutskiy L.I., Konyukhov V.N. Monitoring system of heart rate indices. Vestnik Samarskogo universiteta. Aerokosmicheskaya tekhnika, tekhnologii i mashinostroenie. 2002; 1 (1): 84–90. (in Russian)Лебедев П.А., Конюхов В.Н., Калакутский Л.И., Комарова М.В., Поваляева Р.А. Способ оценки функционального резерва сердечно-сосудистой системы. Патент РФ № 2427315; 2011.Lebedev P.A., Konyukhov V.N., Kalakutskiy L.I., Komarova M.V., Povalyaeva R.A. A method of evaluating the functional reserve of the cardiovascular system. Patent RF № 2427315; 2011. (in Russian)Щербакова А.Э., Говорухина А.А. Возрастные особенности кардиоваскулярных реакций учащихся и студентов ХМАО-Югры. Вестник Сургутского государственного педагогического университета. 2015; (1): 224-9.Shcherbakova A.E., Govorukhina A.A. Cardiovascular reactions age features of pupils and students living in Khanty-mansi autonomous region – Yugra. Vestnik Surgutskogo gosudarstvennogo pedagogicheskogo universiteta. 2015; (1): 224–9. (in Russian)Sookan T., McKune A.J. Heart rate variability in physically active individuals: reliability and gender characteristics. Cardiovasc. J. Afr. 2012; 23 (2): 67-72.Sookan T., McKune A.J. Heart rate variability in physically active individuals: reliability and gender characteristics. Cardiovasc. J. Afr. 2012; 23 (2): 67–72.Danieli A., Lusa L., Potočnik N., Meglič B., Grad A., Bajrović F.F. Resting heart rate variability and heart rate recovery after submaximal exercise. Clin. Auton. Res. 2014; 24 (2): 53-61.Danieli A., Lusa L., Potočnik N., Meglič B., Grad A., Bajrović F.F. Resting heart rate variability and heart rate recovery after submaximal exercise. Clin. Auton. Res. 2014; 24 (2): 53–61.Хаспекова Н.Б. Диагностическая информативность мониторирования вариабельности сердечного ритма. Вестник аритмологии. 2003; (32): 15-23Khaspekova N.B. Diagnostic Informative monitoring of heart rate variability. Vestnik aritmologii. 2003; (32): 15–23. (in Russian)Cunha F.A., Midgley A.W., Goncalves T., Soares P.P., Farinatti P. Parasympathetic reactivation after maximal CPET depends on exercise modality and resting vagal activity in healthy men. Springerplus. 2015; 4: 100Cunha F.A., Midgley A.W., Goncalves T., Soares P.P., Farinatti P. Parasympathetic reactivation after maximal CPET depends on exercise modality and resting vagal activity in healthy men. Springerplus. 2015; 4: 100.Поваляева Р.А. Функциональный резерв сердечно-сосудистой системы и вазорегулирующая функция эндотелия у больных с хронической сердечной недостаточностью. Аспирантский вестник Поволжья. 2010; (3-4): 65-70Povalyaeva R.A. The functional capacity of the cardiovascular system and endothelial vasodilator function in patients with chronic cardiac insufficiency. Aspirantskiy vestnik Povolzh’ya. 2010; (3–4): 65–70. (in Russian)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.