Системный анализ параметров сердечно-сосудистой системы учащихся Югры

Размещено на http://www.allbest.ru/

На правах рукописи

05.13.01 - системный анализ, управление и обработка информации (биологические науки)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертация на соискание ученой степени доктора биологических наук

СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ ПАРАМЕТРОВ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ УЧАЩИХСЯ ЮГРЫ

Нифонтова О.Л.

Сургут - 2009

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Сургутский государственный педагогический университет» и БУ ВПО ХМАО-Югры «Ханты-Мансийский государственный медицинский институт»

Научные консультанты: КОРЧИН Владимир Иванович,

доктор медицинских наук, профессор БУ ВПО ХМАО-Югры «Ханты-Мансийский государственный медицинский институт»;

ФИЛАТОВА Ольга Евгеньевна, доктор биологических наук, профессор ГОУ ВПО «Сургутский государственный университет ХМАО-Югры».

Официальные оппоненты: ЛОГИНОВ Сергей Иванович, доктор биологических наук, доцентГОУ ВПО «Сургутский государственныйуниверситет ХМАО-Югры»;

ВЕДЯСОВА Ольга Александровна доктор биологических наук, доцентГОУ ВПО «Самарский государственный университет»;

ПОПОВ Юрий Михайлович доктор биологических наук, доцент

ГОУ ВПО «Самарский государственный Педагогический университет»;

Ведущая организация: Татарский государственный гумманитарно педагогический университет

Защита состоится «8 октября» в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 800.005.01 при Сургутском государственном университете по адресу: 628412, г. Сургут, ул. Ленина, 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Сургутского государственного университета по адресу: 628412, г. Сургут, ул. Ленина, 1.

Автореферат разослан «8 сентября» 2009 г.

Текст автореферата размещён на сайте

Учёный секретарь диссертационного совета, доктор медицинских наук, доцент И.Ю. Добрынина

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. Проблема сохранения здоровья человека на Севере тесно связана с проблемой адаптации к экстремальным климатогеографическим воздействиям Тюменского Севера. Воздействие комплекса экстремальных факторов внешней среды на организм человека приводит к напряжению механизмов регуляции гомеостаза и, как следствие, проявляется в снижениях возможностей и защитных реакций (Меерсон Ф.З., 1986; Агбалян Е.В., 2004; Агаджанян Н.А. и др., 2006; Буганов А.А., 2006).

Современная медицина имеет дело преимущественно с отрицательными последствиями научно-технического прогресса. Она получает в качестве пациентов людей, которые не смогли адаптироваться к условиям окружающей среды. Решая с различной степенью эффективности задачи восстановления здоровья, медицина не может стать звеном обратной связи в системе человек-среда. Поэтому, вероятным решением этой важной проблемы является использование методов профилактического обследования в распознавании функциональных состояний организма в зоне, пограничной между нормой и патологией. Применение профилактического метода в практике массовых обследований населения показало его эффективность по оценке уровня здоровья отдельных групп населения (Богданов А.Н., 2001; Соколов А.Г., 2002; Карпин В.А., 2003; Козупица Г.С. и др., 2007).

В настоящее время происходит становление новой популяции человека в условиях Среднего Приобья. Детский контингент данного региона представлен, в основном, потомками пришлого населения (аборигенами первого поколения). Трансконтинентальные и трансширотные перемещения отрицательно сказываются на состоянии организма (Матюхин В.А. и др., 1986). Смена экологически привычных ареалов обитания, как правило, предъявляет повышенные требования к адаптивным возможностям организма мигрантов, вызывает существенную перестройку жизненноважных систем, а при неблагоприятных условиях создает предпосылки для развития патологических процессов (Лучанинова В.Н., 1994; Мызников И.Л., 1995; Агаджанян Н.А. и др., 1998; Зуевский В.П., 2000), что неизбежно отражается на состоянии здоровья последующего поколения.

Центральным звеном, зачастую определяющим функциональное состояние организма человека на Севере, является сердце. Электрокардиографические исследования, проведенные у детей и подростков, позволяют выявить основные возрастные закономерности развития биоэлектрической активности миокарда (Макаров Л.М., 2002; Осколкова М.К. и др., 2004; Рублева Л.В., 2005), а вариационная пульсометрия - оценить модулирующее влияние автономной нервной системы на сердечный ритм (Сапожникова Е.Н., 2003; Догадкина С.Б., 2004; Кузнецова О.В., 2007; Крысюк О.Н., 2007; Srinivasan K. et al., 2002).

Распространенность сердечно-сосудистых заболеваний в целом по России как и во всем мире неуклонно растет, причем среди подростков 15-17 лет распространенность выше, чем у детей 0-14 лет (Школьникова М.А. и др., 2003). Возрастает число детей страдающих функциональными нарушениями сердечно-сосудистой системы, поэтому проблема ранней диагностики различных изменений в миокарде и профилактика этих состояний остается крайне актуальной (Леонтьева И.В., 2005).

Правительство Российской Федерации считает вопрос сохранения, укрепления здоровья подрастающего поколения и формирования здорового образа жизни обучающихся, воспитанников образовательных учреждений одной из важнейших государственных задач (Малькова Г.А., 2005). Социально-экономическое благополучие государства и его населения напрямую зависит от здоровья взрослого населения, а оно, в свою очередь, в значительной степени определяется здоровьем детей, так как дисфункции многих систем формируются в детстве (Логинов С.И. и др., 2000; Кучма В.Р. и др., 2008; Литовченко О.Г., 2009). Поэтому без анализа приживаемости укореняющихся мигрантов нельзя решить проблемы освоения новых территорий.

В этой связи представляется наиболее целесообразным изучение реакций лимитирующих систем детского организма на воздействие суровых климатических условий в период его роста и развития. Актуальность данной проблемы определяется еще и тем, что реалии природно-климатических условий каждого северного региона специфичны, а реакции детского организма являются сенситивными к их воздействию и имеют свои характерные особенности.

За последние годы в литературе появились многочисленные исследования, посвященные вопросам патологии сердечно-сосудистой системы производительного населения, в период кратковременного пребывания человека в условиях Сибирского Севера (Агаджанян Н.А. 1996; Гудков А.Б. и др., 2002), изучения биологических ритмов и состояния кардиореспираторной системы жителей северных территорий (Карпин В.А. и др., 2002; Шестакова Г.Н., 2004; Ушаков В.Ф. и др., 2007), течения адаптационных процессов у учащихся и студентов (Гудков А.Б. и др., 2003; Солонин Ю.Г. и др., 2002; Ходас В.В., 2003; Бабейко Р.В., 2004; Лысакова Т.Н., 2005; Логинов С.И., 2008), морфофункциональных и психофизиологических характеристик детей северных территорий (Завертаная Е.И., 2002; Соколов А.Г., 2002; Вяткина Г.Я., 2004; Копосова Т.С. и др., 2008; Литовченко О.Г., 2009), изучению автономной нервной регуляции сердечного ритма у школьников (Сапожникова Е.Н., 2003; Шарапов А.Н., 2003; Догадкина С.Б., 2004; Пономарева Т.А. 2005; Кузнецова О.В., 2007; Srinivasan K. et al., 2002). В то же время, имеющиеся в публикациях сведения о состоянии сердечно-сосудистой и вегетативной нервной систем у отдельных групп населения носят противоречивый характер и требуют дальнейшего анализа и уточнения. Более того, в подобных исследованиях крайне слабо представлен системный подход, медико-кибернетические методы, разрабатываемые последние двадцать лет школой профессора В.М. Еськова (Еськов В.М. 1988-1996, Еськов В.М., Филатова О.Е. 1994-2006), которые могут существенно дополнить эколого-физиологические исследования параметров сердечно-сосудистой системы учащихся Среднего Приобья.

С позиций системного анализа сердечно-сосудистая система человека является подсистемой, выполняющей значимую и относительно самостоятельную роль в деятельности организма как базовой иерархической системы (Еськов В.М., Хадарцев А.А., Филатова О.Е., 1996-2008). Саногенные и преморбидные реакции сердечно-сосудистой системы могут быть наиболее полно представлены в рамках кибернетического подхода.

Таким образом, определение параметров порядка и минимальной размерности фазового пространства состояний сердечно-сосудистой системы детского населения северного региона в зависимости от длительности проживания в специфичных условиях Среднего Приобья, этнической принадлежности и пола представляет собой актуальную проблему биомедицинской кибернетики.

Целью настоящей работы является межпопуляционный анализ особенностей сердечно-сосудистой системы коренного и некоренного детского населения ХМАО-Югры на основе системного анализ поведения вектора состояния организма человека (ВСОЧ).

В соответствии с целью определены следующие задачи исследования:

1. Провести сравнительный анализ антропометрических параметров и показателей центральной и периферической гемодинамики детей школьного возраста - коренного населения ханты и уроженцев Среднего Приобья, родители которых являлись мигрантами.

2. Осуществить идентификацию системно-значимых количественных показателей физического развития и функционального состояния сердечно-сосудистой системы детей школьного возраста разных популяционных групп Среднего Приобья с учетом параметров фазового пространства, в котором находится вектор состояния организма человека.

3. Идентифицировать размеры аттракторов поведения вектора состояния организма человека в фазовом пространстве функциональных признаков, связанных с особенностями биоэлектрической активности миокарда, а также исследовать частоту встречаемости возможных функциональных отклонений биоэлектрической активности миокарда у школьников ханты и уроженцев Среднего Приобья 7-17 лет.

4. Исследовать состояние вегетативной регуляции сердечного ритма отдельных возрастно-половых групп в изучаемых популяциях, используя кластерный расчет параметров аттракторов вектора состояния организма человека и корреляционный анализ с показателями электро- и эхокардиографии.

Работа выполнена в рамках:

- грантов Губернатора ХМАО-Югры на создание, развитие и укрепление научно-педагогических школ «Современные подходы в формировании и оценке здорового образа жизни учащихся коренной национальности северного региона» (приказы Департамента образования и науки ХМАО-Югры от 12.09.2006г. №1064 и от 03.07.2007г. №1088);

- региональной программы «Биофизика сложных систем. Разработка теории и методов идентификации сложных систем общей теории иерархических систем» (Гос. № ВН ГИЦ 01.20.0008664).

Научная новизна работы. На основе сравнения изученных физиологических параметров школьников 7-17 лет, на территории Среднего Приобья впервые, изучены особенности адаптации детей школьного возраста к условиям среды с использованием системного анализа и синтеза интегральных характеристик функционального состояния сердечно-сосудистой системы и механизмов ее регуляции. В ходе исследования установлено, что:

- системный подход и дифференциальная оценка индивидуально-типологических особенностей физического развития показала, что основное число обследованных детей имеет слабое и очень слабое телосложение, а с возрастом увеличивается частота встречаемости лиц с умеренными брахиморфными пропорциями;

- у подавляющего большинства детей ханты и половины общего числа детей уроженцев Среднего Приобья выявлен гиперкинетический тип кровообращения;

- выявлена различная возрастная динамика возбудимости миокарда предсердий и желудочков у школьников Среднего Приобья, зависящая от пола и этнической принадлежности;

- с позиций ККТБ доказано, что динамика движения параметров аттракторов биоэлектрической активности сердца в фазовом пространстве состояний в условиях Среднего Приобья характеризуется увеличением объема многомерного параллелепипеда и общего показателя асимметрии у школьников аборигенного населения по сравнению уроженцами Среднего Приобья (кроме девочек 15-17 лет);

- получены данные о высокой частоте встречаемости синусовых аритмий у школьников ханты;

- дана характеристика и показаны особенности вегетативной регуляции сердечного ритма в популяциях школьников Среднего Приобья на основе традиционных стахостических методов и с использованием методов системного анализа и синтеза.

Теоретическая и практическая значимость работы. Материалы оценки риска неблагоприятных изменений в функциональном состоянии сердечно-сосудистой и вегетативной нервной систем на основе интегральных показателей у школьников обеих популяций Сургутского района позволили реально оценить физиологическую цену адаптации к условиям Среднего Приобья.

Системные подходы и методы оценки сердечно-сосудистой системы обеспечивают получение объективной информации о текущем ее состоянии у аборигенного и укоренившегося пришлого детского населения, что позволяет прогнозировать развитие патологических состояний в будущем, расширяют представления о динамике ВСОЧ при разной продолжительности его жизни в гипокомфортных климатических условиях Среднего Приобья.

Результаты исследования по специфике биоэлектрической активности и вегетативной регуляции могут быть использованы для создания региональной программы мониторинга здоровья школьников, проживающих на территории Среднего Приобья, при планировании и внедрении комплексных оздоровительных мероприятий в учебных заведениях северного региона.

Результаты исследования внедрены в работу Сургутской окружной клинической больницы, в лечебно-диагностический процесс лаборатории подростковой патологи НИИ медицинских проблем Крайнего Севера РАМН (г. Надым), в учебный процесс кафедры гигиены с основами экологии ГОУ ВПО «Тюменская государственная медицинская академия», кафедры госпитальной терапии и педиатрии БУ ВПО «Ханты-Мансийский государственный медицинский институт», кафедры экологии ГОУ ВПО «Сургутский государственный университет Ханты-Мансийского автономного округа - Югры».

Основные положения, выносимые на защиту:

- Специфическое влияние климатических условий Среднего Приобья на функционального состояние сердечно-сосудистой системы детей школьного возраста можно оценить наиболее полно и достоверно только при использовании комплексного подхода, включающего в себя как определение морфофункциональных показателей организма ребенка в зависимости от возраста и этнической принадлежности, так и использование системного анализа на базе теории хаоса и синергетики.

- Компартментно-кластерный подход в оценке биоэлектрических процессов миокарда у детей коренного и пришлого населения Среднего Приобья отражает наиболее объективную картину движения вектора ВСОЧ в фазовом пространстве состояний.

- Анализ специфики вегетативного влияния на сердечно-сосудистую систему детского населения ХМАО-Югры позволяет проводить донозологическую диагностику с учетом длительности проживания в климатических условиях Среднего Приобья.

- Знание показателей физического развития и параметров функционального состояния сердечно-сосудистой и вегетативной нервной систем обеспечивает идентификацию возрастно-половых различий параметров порядка в популяционных группах школьников северного региона.

Апробация работы. Основные положения диссертации доложены и обсуждены на Международной научной конференции «Естествознание на рубеже столетий» (Дагомыс, 2001); I Всероссийской научной конференции «Актуальные проблемы эволюционной и популяционной физиологии человека» (Тюмень, 2001); Международной конференции «Успехи современного естествознания» (Сочи, 2002); Международном научном симпозиуме «Югра-гемо» (Ханты-Мансийск, 2003); Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы экологии» (Караганда, 2004); Международной научной конференции «Современные проблемы экспериментальной и клинической медицины» (Паттайя (Таиланд), 2005); Всероссийской научно-практической конференции «Дети России Образованы и Здоровы - ДРОЗД» (Москва, 2005); IV Российская научно-практическая конференция «Вопросы профилактической медицины в регионах Крайнего Севера» (Надым, 2006); Всероссийской научно-практической конференции «Формирование здорового образа жизни населения» (Тюмень, 2006); Региональной научно-практической конференции «Здоровый образ жизни как основной фактор формирования здоровья населения Тюменского Севера» (Югорск, 2006); II Международной научной конференции «Современные наукоемкие технологии» (Доминиканская республика, 2007); VI съезде физиологов Казахстана с международным участием (Караганда, 2007); Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы сохранения здоровья в Сибири и в условиях Крайнего Севера» (Омск, 2007); XX съезде физиологического общества имени И.П. Павлова (Москва, 2007); Международной научно-практической конференции «Современные проблемы экологической физиологии» (Алматы, 2008); V Всероссийской научно-практической конференции «Окружающая среда и здоровье» (Пенза, 2008); Международной научно-практической конференции «Современные проблемы экологической физиологии» (Алматы, 2008); V Всероссийской научно-практической конференции «Окружающая среда и здоровье» (Пенза, 2008); VI Всероссийской научно-практической конференции «Экология человека: концепция факторов риска, экологической безопасности и управления рисками» (Пенза, 2009); ХVI Международном симпозиуме «Эколого-физиологические аспекты адаптации» (Москва, 2009); Международной конференция «Физиология развития человека» (Москва, 2009); III научной конференции с международным участием «Системный анализ в медицине» (Благовещенск, 2009); XXXVI Международной конференции «Информационные технологии в науке, образовании, телекоммуникации и бизнесе» (Ялта-Гурзуф, 2009); XVII Международной конференции «Новые информационные технологии в медицине, биологии, фармакологии и экологии» (Ялта-Гурзуф, 2009).

Декларация личного участия автора. Представленная диссертационная работа является обобщенным результатом многолетних комплексных натурных исследований. Планирование и организация экспедиционных выездов, проведение методик, а также обработка, анализ и обобщение материалов исследования выполнены лично автором. Доля личного участия автора в совместных публикациях составляет 70-85%.

Публикации: по теме диссертации опубликовано 59 работ, в том числе две монографии, 9 статей в журналах, рекомендованных ВАК МОиН РФ, 48 в других журналах и научных сборниках, материалах региональных, республиканских, международных конференций.

Объём и структура диссертации. Диссертационная работа содержит 378 страниц машинописного текста. Она выполнена в традиционном стиле и состоит из введения, обзора литературы, описания материала и методов исследования, трёх глав, содержащих результаты собственных исследований, заключения, выводов, практических рекомендаций, списка литературы. Работа содержит 49 таблиц и 52 рисунка. Список литературы включает в себя 560 источников, в том числе 90 на иностранных языках.

2. ОБЪЁМ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Для решения поставленной цели и задач было проведено сравнительное изучение морфофункционального состояния организма детей с помощью поперечного выборочного исследования в зависимости от возраста, пола и этнической принадлежности. Всего в исследовании приняли участие 735 учащихся Муниципальных образовательных учреждений Сургутского района ХМАО-Югры. Из числа обследованных было сформировано две генетически несвязанные группы детей: 413 школьников коренной национальности - ханты (лесные), приезжающих на период учебного года в школы-интернаты (36% от числа всех Юганских ханты в возрасте от 0 до 18 дет, проживающих в Сургутском районе) и 322 школьника (группа сравнения), родившихся в 1-2 поколении от выходцев из различных регионов России - уроженцы Среднего Приобья, постоянно проживающие в условиях сельской местности. В каждой этнической группе дополнительно было выделено по шесть групп: две по половой принадлежности и в каждой три возрастных группы (7-10, 11-14 и 15-17 лет).

Для конституциональной оценки измеряли длину и массу тела, окружность грудной клетки в 3-х фазах, рассчитывали весоростовые индексы, включая Кетле (ИК), площадь поверхности тела, индексы пропорциональности, определяли удельную плотность тела и тип телосложения по индексу Вервека-Воронцова. Для оценки состояния периферической гемодинамики методом Короткова измеряли систолическое (S) и диастолическое (D) артериальное давление, рассчитывали пульсовое давление (Р), среднее артериальное давление (А) способом Вецлера и Богера (Макаров В.А., 2001), коэффициенты выносливости (КВ) и экономичности кровообращения (КЭК), «двойное произведение» (ДП), индекс функциональных изменений (ИФИ). Для оценки состояния центральной гемодинамики рассчитывали систолический (СО) и минутный объем крови (МОК), индексы: ударный (УИ), сердечный (СИ), индекс кровообращения (ИК), определяли по формуле Пуазейля общее периферическое сопротивление (ОПСС) и удельное периферическое (УПСС), типы кровообращения - по методике Савицкого (Ткаченко Б.И., 1996). Оценку основных функций миокарда и вегетативной регуляции осуществляли в состоянии относительного покоя методом электрокардиографии и вариационной пульсометрии (Р.М. Баевский и др., 1997-2000) с помощью кардиоанализатора «Анкар-131» (Россия). После наложения электродов сигнал, поступивший в компьютер, представлялся в реальном масштабе времени, что удобно для контроля качества ЭКГ, правильности наложения электродов и визуального наблюдения. На бумажный носитель выводилась информация о пациенте, ЭКГ и таблицы амплитудно-временных параметров кардиоцикла (12 отведений), электрическая ось сердца, оформление результатов в виде словесного заключения, гистограммы и скатерграммы R-R и ЧСС, мода (Мо), среднеквадратическое отклонение R-R (СКО R-R), вариационный размах (?R-R), индекс вегетативного равновесия (Ivr), индекс напряжения (In). Рассчитывали вегетативный индекс Кердо (ВИК). Эхокардиографические показатели исследовали с помощью аппарата ультразвукового исследования GE «Vivid 7 Pro» (США) в М-, В- и доплеровском режимах по стандартной методике с учетом рекомендаций Американского эхокардиографического общества. Определяли линейные размеры левого (ЛП) и правого предсердия (ПП), правого желудочка (ПЖ), конечный диастолический размер левого желудочка (КДР), конечный систолический размер левого желудочка (КСР), конечный диастолический объем левого желудочка (КДО), конечный систолический объем левого желудочка (КСО). Расчет объемов полостей в период систолы и диастолы определялся методом дисков Simpson. Измеряли толщину миокарда межжелудочковой перегородки (МЖП) в диастолу и систолу, толщину задней стенки левого желудочка (ЗС) в диастолу и систолу. Определяли показатели систолической функции левого желудочка: ударный объем (УО), фракцию выброса (ФВ), которую рассчитывали как процентное соотношение УО и КДО, и фракцию укорочения (ФУ), как процентное соотношение разности диастолического и систолического размеров левого желудочка к диастолическому размеру левого желудочка.

Статистический материал обрабатывался с помощью оригинальной зарегистрированной программы (Еськов В.М. и др., 2004) «Идентификация параметров аттракторов поведения вектора состояния биосистем в m-мерном фазовом пространстве», предназначенной для исследования систем с хаотической организацией. Программа позволяла представлять и рассчитывать в фазовом пространстве с выбранными фазовыми координатами параметры аттрактора состояния динамической системы. Исходные параметры (координаты в m-мерном пространстве) вводили вручную или из текстового файла. Производили расчет координат граней, их длины, объема m-мерного параллелепипеда, ограничивающего аттрактор, хаотического и статистического центров, а также показатель асимметрии стохастического и хаотического центров. Это давало возможность проследить изменение фазовых характеристик во времени и выяснить скорость изменения состояний системы. Кроме того, были использованы общепринятые методы математической обработки с помощью редактора электронных таблиц МS Excel. Определялись средние арифметические значения (), среднеквадратические отклонения (у), среднеквадратическое отклонение среднего арифметического (mх), достоверность различий по методу Фишера-Стьюдента, а также коэффициент парной корреляции (r).

3. РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Системный анализ и синтез динамики поведения ВСОЧ в разных многомерных пространствах состояний проводили в рамках теории хаоса и синергетики с учетом различных координат, характеризующих функциональное состояние организма человека с учетом длительности жизни в климатических условиях Среднего Приобья. Согласно общей теории систем любая система состоит из подсистем, которые сами могут рассматриваться как самостоятельные системы. Нами были изучены четыре подсистемы, дающие сведения об обобщенной модели состояния сердечно-сосудистой системы детей школьного возраста 7-17 лет из числа коренных жителей ханты и уроженцев Среднего Приобья (физическое развитие, функциональное состояние гемодинамики, биоэлектрическая активность миокарда и состояние вегетативной регуляции).

Системный анализ физического развития. Одним из важнейших критериев, отражающих состояние здоровья детей, является физическое развитие, а данные, полученные при антропометрических обследованиях однородных групп детей, могут служить основой для популяционного мониторинга (Северин А.Е. и др., 2005; Гребнева Н.Н., 2006).

Анализ результатов основных морфологических данных показал, что с возрастом у мальчиков обеих популяционных групп наблюдается снижение удельной плотности тела, в то время как в этнических группах девочек динамика ИР имела обратный характер. В 7-10 лет показатель ИР у девочек ханты достоверно превышал таковой у уроженок Среднего Приобья.

С возрастом в обеих половых группах школьников ханты сохранялось преобладание мезоморфного типа, однако к 15-17 годам этот процент уменьшался за счет возрастания числа детей с умеренной и выраженной брахиморфией, характеризующейся преобладанием поперечного роста над продольным (рис. 1). Это подтверждалось данными основных антропометрических параметров.

В группах уроженцев Среднего Приобья в 15-17-летнем возрасте преобладало число детей с умеренной и выраженной брахиморфией, особенно в группах мальчиков.

Рис.1. Оценка направленности ростовых процессов в популяциях девочек (а) и мальчиков (б) по индексу Вервека-Воронцова, %.

В рамках анализа параметров аттракторов ВСОЧ было установлено, что наибольшие межпопуляционные различия морфологические показатели имели в 11-14 лет у мальчиков (для детей ханты: General asymmetry value rX=15,05 General V value: 1,18e+010; для уроженцев Среднего Приобья: General asymmetry value rX=59,57 General V value: 2,22e+012) и в 15-17 лет у девочек (для детей ханты: General asymmetry value rX=11,01 General V value: 3,84e+009; для уроженок Среднего Приобья: General asymmetry value rX=33,75 General V value: 2,60e+011).

Результаты ранжирования идентификации параметров порядка (ПП) антропометрических показателей в сравниваемых группах выявили тот факт, что показатель мышечной плотности - ИК являлся наиболее значимым признаком. В группах мальчиков, уроженцев Среднего Приобья ИК достоверно преобладал во всех изучаемых возрастах, а в группах девочек - в 11-14 и 15-17 лет.

Не исключено, что более низкие показатели асимметрии, объема по весоростовым признакам и интегральным параметрам у современного подрастающего поколения ханты указывают на процесс грацилизации уже в младшем школьном возрасте, а у школьников, уроженцев Среднего Приобья - на отдельные проявления акцелерации (у мальчиков в 11-14 лет, а у девочек в 15-17 лет). Выявленные особенности, по-видимому, можно объяснить внутригрупповой изменчивостью, то есть изменением соотношения основных компонентов тела у представителей всех типов конституции, на что в своих исследованиях указывает Ю.А. Ямпольская (2006).

Системный анализ функционального состояния гемодинамики. Нами проведены исследования параметров периферической и центральной гемодинамики. Частота сердечных сокращений в обеих популяционных группах урежалалась с возрастом, что соответствует ее закономерной динамике (Литовченко О.Г., 2009). В 7-10 лет ЧСС у девочек ханты достоверно превышала таковую у девочек, уроженок Среднего Приобья и свидетельствовала о легкой тахикардии, что полностью совпадает с мнением А.Г. Соколова (2002).

Рис. 2. Возрастные изменения показателей кровяного давления школьников Среднего Приобья, мм рт.ст.

В этнических группах мальчиков искомый параметр находился в пределах возрастных физиологических норм (Осколкова М.К. и др., 2001) и достоверных различий не имел.

Показатели системного артериального давления свидетельствовали о достоверном превышении S и D у мальчиков ханты 7-10 лет, а в 11-14 лет S увеличивалось у мальчиков другой этнической группы (р<0,05). В изучаемых группах девочек просле-живалась аналогичная тенденция с преобладанием S (р<0,001) и D (р<0,05) у школьниц ханты в 7-10 лет и отставанием D (р<0,001) в возрасте 15-17 лет (рис. 2).

В группах школьников ханты 7-17 лет было выявлено превышение (у мальчиков ханты на 11-15%; у девочек ханты на 10-12%) возрастных норм в показателях среднего динамического давления (Аринчин Н.И. и др., 1969), в то время как у уроженцев Среднего Приобья оно составило у мальчиков 11-17%, у девочек - 13-19%. Достоверные межпопуляционные различия с преобладанием этого показателя обнаружены в возрасте 7-10 лет у мальчиков и девочек ханты, а более низкая величина - зарегистрирована у 15-17-летних девочек, уроженок Среднего Приобья (р<0,01).

Коэффициент экономичности кровообращения (КЭК) в изучаемых группах имел различные значения. Так, КЭК был достоверно выше в хантыйских группах мальчиков и девочек 7-10 лет и ниже у мальчиков 11-14 лет, что, по-видимому, свидетельствует о различных функциональных возможностях системы кровообращения у школьников в этом возрасте. Заслуживает внимания тот факт, что значения интервалов КЭК в обследуемых группах детей существенно больше по сравнению с остальными анализируемыми гемодинамическими показателями. Так в группах младшего школьного возраста, у девочек, уроженок Среднего Приобья - IntervalX5=5282,00, у девочек ханты - IntervalX5=4047,00; у мальчиков IntervalX5=3960,00 и IntervalX5=5664,00, соответственно; в группах 11-14-летних: у девочек IntervalX5=5434,00 и IntervalX5= 5634,00, у мальчиков IntervalX5=4504,00 и IntervalX5=4424,00, соответственно; в группах 15-17-летних: у девочек IntervalX5=3504,00 и IntervalX5=5062,00, у мальчиков IntervalX5=5101,00 и IntervalX5=2925,00, соответственно.

Следует отметить, что более низкие значения СО были характерны для школьников ханты 7-10 и 11-14 лет обеих половых групп. В 15-17 лет СО достоверно превышал в группе девочек, уроженок Среднего Приобья (р<0,001). МОК с возрастом увеличивался у мальчиков и девочек ханты и к 15-17 годам уже достигал нормальных значений взрослого человека, что, вероятно, может быть связано с усилением симпатического тонуса и повышением энергетических трат (Вейн А.М., 1998). В ходе исследования были выявлены более высокие показатели МОК во всех возрастных группах мальчиков, уроженцев Среднего Приобья, которые носили достоверный характер в 11-14 лет. Параметры аттракторов в этом возрасте составили - IntervalX9=5331,00 у уроженцев Среднего Приобья и IntervalX9=5139,00 у ханты. В группах девочек аналогичная тенденция прослеживалась в популяции ханты, но достоверно МОК отличался лишь в 15-17 лет (IntervalX9=5954,00) сравнительно с таковым у уроженок Среднего Приобья (IntervalX9=3974,00).

Наряду с этим достоверно более высокие показатели ОПСС и УПСС были зарегистрированы нами у школьниц ханты на всех изучаемых периодах онтогенеза, а именно: значения УПСС - во всех возрастных группах, ОПСС - у 7-10-летних, в то время как у мальчиков ханты эти же показатели были ниже своих сверстников, уроженцев Среднего Приобья 7-10 и 15-17 лет.

Для всех изучаемых возрастно-половых групп ханты были характерны более высокие значения индекса кровообращения. Так в возрастных группах школьниц Икр достоверно преобладал у 7-10-летних девочек ханты на 24,93 мл/кг мин (у ханты: IntervalX12=231,00; у уроженок Среднего Приобья: IntervalX12=218,00); у 11-14-летних - на 22,03 мл/кг мин (IntervalX12=220,00 и IntervalX12=274,00 соответственно); у 15-17-летних - на 24,58 мл/кг мин (IntervalX12=173,00 и IntervalX12=94,00). В возрастных группах мальчиков ИКр был выше у ханты 7-10 лет - на 17,48 мл/кг мин (IntervalX12=280,00 и IntervalX12=192,00 соответственно); 11-14 лет - на 24,60 мл/кг мин (IntervalX12=191,00 и IntervalX12=171,00 соответственно); 15-17 лет - на 15,10 мл/кг мин (IntervalX12=114,00 и IntervalX12=79,00 соответственно).

В этнических группах СИ характеризовался достоверно более высокими значениями у девочек ханты во всех возрастных группах, в то время как у мальчиков ханты только в среднем и старшем школьном возрасте.

Достоин внимания тот факт, что на всех этапах онтогенеза в обследованных группах учащихся явно доминировал гиперкинетический тип кровообращения, однако при межэтническом сравнении наблюдались отличительные особенности (рис. 3).

Рис. 3. Удельный вес типов кровообращения в популяциях девочек (а) и мальчиков (б) в различные возрастные периоды, %.

Так, если у девочек ханты 7-10 лет ГрТК кровообращения встречался в 90% случаев, то с началом периода полового созревания (11-14 лет) этот процент снижался до 75% и оставаясь относительно высоким - 68% в 15-17 лет. У мальчиков ханты резкое снижение общего числа случаев с ГрТК наблюдалось только к 15-17 годам (51%). Среди учащихся, уроженцев Среднего Приобья была выявлена следующая частота встречаемости ГрТК: в возрасте 7-10 лет - 73% у девочек и 61% у мальчиков, в 11-14 лет - 51% и 35% соответственно, в 15-17 лет - 49% и 35% соответственно. Следует отметить, что с возрастом в обеих популяционных группах увеличивалось число детей с более благоприятным ЭТК, а количество школьников, имеющих ГТК, оставалось относительно стабильным и не выходило за рамки 11% в группе ханты и 20% у уроженцев Среднего Приобья.

Таким образом, у подростков ханты 15-17 лет обоего пола были установлены более выраженные адаптивные изменения в гемодинамических показателях, что может быть обусловлено снижением оптимизации механизмов регуляции кровообращения. Вероятно, адаптивные возможности организма мальчиков ханты развиты несколько лучше, чем у девочек данной популяции, поскольку у них с возрастом было зафиксировано увеличение пульсового давления за счет минимального прироста диастолического давления, а также увеличения МОК преимущественно за счет возрастания систолического объема крови и более низкой частоты встречаемости ГрТК на всех этапах онтогенеза. В группе уроженцев Среднего Приобья наибольшие адаптивные перестройки были характерны для учащихся среднего и старшего школьного возраста обоего пола. Более благоприятные гипо- и эукинетические типы кровообращения составили 51% всех случаев у мальчиков и 48% у девочек.

Системный анализ биоэлектрической активности миокарда. Электрокардиографические исследования, проведенные среди детей всех возрастных групп свидетельствуют о том, что амплитуда зубца Р была достоверно выше у 7-10-летних девочек ханты в V2, у 11-14-летних в I, у 15-17-летних в aVR, а его длина в I и III стандартных отведениях у 11-14-летних. В популяционных группах мальчиков амплитуда зубца Р была достоверно выше только у 15-17-летних уроженцев Среднего Приобья в aVR, а длительность меньше в I, aVL и V6 - у 7-10-летних, в aVL, V1 и V4 - у 15-17-летних. Во II стандартном отведении у девочек ханты регистрировалась высокая возбудимость миокарда предсердий с интенсивным уменьшением показателя с возрастом, в то время как у уроженок Среднего Приобья она резко возрастала с началом периода полового созревания и оставалась относительно стабильной и в старшем школьном возрасте. В популяционных группах мальчиков амплитуда зубца Р свидетельствовала о постепенном нарастании возбудимости миокарда предсердий к началу периода активных пубертатных перестроек (рис. 4).

Зубец Q отсутствовал в группах школьников ханты лишь у девочек 15-17 лет в грудных отведениях V1, V2, V3 и V4, в то время как у школьников, уроженцев Среднего Приобья таковой не регистрировался в обеих половых группах: в V1, V2, V3 - у 11-14-летних и в V1, V2, V3 - у 15-17-летних девочек, а также в V1 - у 11-14-летних и в V1, V2, V3 - у 15-17-летних мальчиков.

Рис. 4. Возрастные изменения амплитуды зубца Р у школьников 7-17 лет во II стандартном отведении, mkV.

При межпопуляционном сравнении у девочек ханты зубец Q регистрировался как достоверно более глубокий в возрасте 7-10 лет в V1, V3, V5, V6 и в 11-14 лет - в I, V2, а широкий - в 11-14 лет в I, V2-V5 (р<0,05-0,01). В группах мальчиков 7-10 лет у ханты зубец Q был более глубокий во II (р<0,05), а у уроженцев Среднего Приобья - в V4 (р<0,05); в возрасте 11-14 лет данный зубец выше у ханты в I, II, V6 (р<0,05-0,001) и ниже в aVR (р<0,05), шире в I, II, V1, aVR (р<0,05-0,001) и уже в aVR (р<0,001); в возрасте 15-17 лет более высокий зубец Q у ханты кто? регистрировался в отведениях aVF, V1 (р<0,05).

Преобладание амплитуды зубца R регистрировалось нами у школьниц ханты 7-10 лет по отношению к уроженкам Среднего Приобья в отведениях II, aVL, V1-V6 (р<0,05-0,001), а в популяции мальчиков ханты этого возраста в отведениях I, aVL, V1, V2 (р<0,05-0,001). В 11-14 лет у девочек ханты достоверное увеличение амплитуды зубца R регистрировалось в отведениях I, aVL, V1-V4, а также снижение его в III стандартном отведении (р<0,05). В популяциях мальчиков зубец R был выше в I, II стандартных отведениях и грудных V1-V3 и V6 (р<0,05-0,001). В 15-17 лет данный зубец достоверно преобладал у девочек ханты в II, V2, V3, а у мальчиков ханты в II, III, aVF и был ниже у девочек ханты в грудных отведениях V4, V5. Длительность изучаемого зубца в 7-10 лет в популяциях школьников достоверных различий не имела, в то время как в 11-14 лет более широкий зубец регистрировался у школьниц ханты в стандартном отведении I (р<0,05), усиленном от конечности aVF и грудных отведений V1-V3, но в отведениях II и V6 он был короче (р<0,05-0,01). В данной возрастной группе мальчиков длительность зубца преобладала у ханты в V2 и была меньше в V5 и V6 (р<0,05).

Зубец R в I и II стандартных отведениях увеличивается с возрастом за счет уменьшения глубины зубца S (Осколкова М.К. и др., 2001). В наших исследованиях у школьников ханты таких изменений не происходило. У девочек ханты в I отведении к 11-14 годам наблюдался незначительный прирост амплитуды зубца, а к 15-17 годам - его снижение, как и во II отведении; для девочек, уроженок Среднего Приобья аналогичная картина была характерна во II стандартном отведении. У мальчиков обеих популяций в I отведении с возрастом амплитуда зубца снижалась, а во II отведении повышалась. Возрастной анализ функции возбудимости миокарда желудочков у мальчиков ханты свидетельствовал о ее плавном повышении к 15-17 годам, тогда как у девочек ханты наблюдался обратный процесс, а с началом пубертата этот дисбаланс резко увеличивался. Деполяризация желудочков, преимущественно левого, у мальчиков, уроженцев Среднего Приобья в процессе возрастного развития нарастала стабильно и постепенно. У девочек данной популяционной группы функция возбудимости миокарда желудочков к 11-14 годам резко увеличивалась, а в 15-17 лет так же резко снижалась (рис. 5).

Рис. 5. Возрастные изменения амплитуды зубца R у школьников 7-17 лет во II стандартном отведении, mkV.

Примечание: достоверность различий по полу: * - р<0,05, ** - р<0,01; достоверность межпопуляционных различий: ¦ - р<0,05; ¦¦ - р<0,01.

При сравнении амплитуды зубца S между школьниками ханты и уроженцами Среднего Приобья нами были выявлены достоверно низкие значения у девочек ханты 7-10 лет в отведениях II, aVF и у 11-14-летних в отведении aVL, а у мальчиков ханты этого возраста в I-III. Более глубокий зубец S в усиленных отведениях aVR, aVL и грудных однополюсных V2-V6 (р<0,05-0,001) наблюдался у девочек ханты 7-10 лет; в aVR и V6 - в 11-14 лет и в V1-V3, V5, V6 - в возрасте 15-17 лет (р<0,05-0,001). Мальчикам ханты было свойственно достоверное преобладание зубеца S в aVR, V1, V2, V5, V6 - в 7-10-летнем возрасте (р<0,05-0,001); в отведениях aVR и V1 - 11-14-летнем возрасте (р<0,01-0,001) и в отведениях V1, V2 - в 15-17-летнем возрасте (р<0,05). Длительность зубца S в сравниваемых группах девочек была достоверно больше у школьниц ханты 11-14 лет в отведении aVR и меньше в I и aVL. У мальчиков ханты в младшем и среднем школьном возрасте зубец был шире в aVR, но уже в отведениях II, aVF - в 7-10 лет и в отведениях I-III, aVF, V2, V4-V6 - в 11-14 лет(р<0,05-0,01).

Известно, что зубец Т в норме отражает процессы обмена веществ в миокарде, в частности, восстановительные (Никитина Т.Н., 1970). В наших исследованиях зубец Т в отведении aVR был всегда отрицателен. У девочек ханты 7-10 лет амплитуда зубца Т достоверно преобладала над таковой у уроженок Среднего Приобья в отведениях I-III, aVR, аVF, V1, V5, V6, а длительность была меньшей в I (р<0,05). У мальчиков ханты этого возраста зубец Т был выше во II и шире в V2, чем у мальчиков другой популяционной группы (р<0,05-0,01). В возрасте 11-14 лет в группах девочек отмечено достоверное превышение амплитуды зубца Т у ханты в отведениях I, II, aVR, аVF, V1, V4-V6 и длительности этого зубца во II, III, aVR, V1, V5, V6. У мальчиков ханты 11-14 лет данная тенденция отмечена нами лишь в амплитуде зубца в I-III, aVR, аVF, V4-V6 (р<0,05-0,001). В возрасте 15-17 лет у девочек ханты зубец Т был шире в отведениях I, II, aVR, V2-V6 (р<0,05-0,01), глубже в aVR (р<0,01) и выше в V1, V4-V6 (р<0,05), но ниже в грудном отведении V3 (р<0,05). У мальчиков данной возрастной группы амплитуда зубца преобладала во II, aVR, аVF и V1 (р<0,05-0,01).

Анализ электрокардиографических показателей позволил выявить различный характер изменений длительности интервалов. Так, интервал P-Q, соответствующий времени прохождения импульса от начала возбуждения предсердий до начала возбуждения желудочков, у школьников ханты несколько превышал существующие нормы для данного возраста и демонстрировал большие значения, чем в половых группах уроженцев Среднего Приобья, а в 7-10 лет у мальчиков ханты это превышение носило достоверный характер (рис. 6.).

Рис. 6. Возрастные изменения предсердной проводимости во II стандартном отведении, ms.

Скорость распространения возбуждения по миокарду желудочков, оцениваемая по комплексу QRS, в межпопуляционном сравнении была достоверно выше у уроженцев Среднего Приобья, особенно у мальчиков в возрасте 11-14 лет и у девочек - 7-10 лет (рис. 7).

Достоверно более высокие значения интервала Q-T были выявлены нами в группе мальчиков ханты (р<0,05).

Сегмент S-T является одним из показателей обеспечения кислородом миокарда и метаболизма сердечной мышцы. Неадекватный кровоток может привести к подъему или депрессии сегмента (Морман Д. и др., 2000), а подъем выше изолинии боле 1 мм свидетельствует о повреждении миокарда (Сабирьянов А.Р. и др., 2003). Исследованиями установлено, что с началом периода активных пубертатных перестроек процесс реполяризации в сердечной мышце у детей обеих популяций протекал специфично. Во всех половозрастных группах средние значения сегмента не выходили за 1 mkV. В сравнении со школьниками ханты статистически достоверное снижение S-T установлено нами только у 7-10-летних мальчиков, уроженцев Среднего Приобья в V1.

Рис. 6. Возрастные изменения внутрижелудочковой проводимости во II стандартном отведении, ms.

Наиболее значимое его смещение от изолинии у школьников ханты наблюдалось в группах девочек - в 7-10 и 15-17 лет, а в группах мальчиков - в 11-14 лет. У уроженцев Среднего Приобья выявлена несколько другая тенденция, а именно: у девочек наибольшее удаление сегмента приходилось на 11-14 лет, а у мальчиков - 7-10 лет. Достоверные межпопуляционные различия в расположении точки J выявлены у девочек 7-10 лет во II, III, aVR, aVL, aVF, V2; в 11-14 лет - III, aVF, V1-V4, V6; в 15-17 лет - V4. У мальчиков 7-10 лет - V4, V5; 11-14 лет - II, aVR, aVF, V5, V6 (р<0,05-0,001). Данная особенность, по-видимому, может свидетельствовать о некотором ухудшении метаболизма и процессов реполяризации в сердечной мышце.

По данным электрокардиографии ЧСС в пределах возрастной нормы находилось у 25% обследованных детей ханты (в 7-10 лет у девочек - 10,25%, у мальчиков - 21,82%; в 11-14 лет - 15,39% и 10,98%; в 15-17 лет - 64,44% и 67,57% соответственно) и 47,52% уроженцев Среднего Приобья (в 7-10 лет - 23,08% и 12,25%; в 11-14 лет - 50,85% и 61,02% и в 15-17 лет - 71,15% и 62,75% соответственно) (табл.1).

Наибольшие показатели объема и асимметрии в популяционных группах были также характерны и для мальчиков ханты на всех изучаемых периодах онтогенеза.

Длительность сердечного цикла была выше в группах уроженцев Среднего Приобья только в 7-10 лет, а с началом периода полового созревания интервал R-R был ниже как у мальчиков, так и у девочек.

Анализ частоты встречаемости функциональных дизритмий показал, что синусовая тахикардия чаще встречалась у детей в младшего школьного возраста в 73% - у девочек коренной национальности и в 55% - у мальчиков, уроженцев Среднего Приобья.

Таблица 1 Частота встречаемости номотопных аритмий у школьников ХМАО-Югры 7-17 лет

Системный анализ состояния биоэлектрической активности миокарда детей, проживающих в ХМАО-Югре, показал, что в группе девочек ханты 7-10 и 11-14-летнего возраста объемы многомерных параллелепипедов, ограничивающих аттракторы движения вектора состояния системы и общий показатель асимметрии больше по сравнению с таковыми у уроженок Среднего Приобья (табл. 2).

Таблица 2 Параметры аттракторов ВСОЧ школьников ХМАО-Югры (координаты вектора - параметры электрокардиографии)

Максимальное количество синусовой брадикардии в обследованных группах регистрировалось у мальчиков и девочек ханты 11-14 лет (70% и 50% соответственно). В старших возрастных группах (15-17 лет) наблюдалось снижение частоты встречаемости данной дизритмии.

Нарушение функции автоматизма у детей ханты 7-17 лет проявлялось более высокой частотой встречаемости синусовой аритмии, по сравнению со сверстниками - уроженцами Среднего Приобья, что может свидетельствовать, прежде всего, об активности парасимпатических влияний на синусовый ритм (Grossman P. et al., 1990). Следует отметить, что аритмии у школьников ханты встречались относительно стабильно во всех возрастных интервалах, однако у девочек максимальное число случаев было зарегистрировано нами в 7-10 лет (62%), а у мальчиков - в 11-14 лет (71%).

Ряд электрофизиологических феноменов, выявляемых на стандартной ЭКГ типичны для детского возраста и поэтому относятся некоторыми авторами к разряду особенностей детской ЭКГ (Аргунова В.М. и др., 2000; Осадчая Е.В. и др., 2000).

Достаточно часто у детей встречается синдром ранней реполяризации желудочков и их преждевременного возбуждения (Мурашко Е.В. и др., 2000). Данный синдром возникает, по мнению ряда авторов, вследствие нарушения в вегетативной сфере с преобладанием вагусного влияния (Бенюмович М.С. и др., 1984; Большакова Т.Ю., 1992; Morace G. et al., 1979) или является самостоятельным фактором, способствующим развитию сердечной недостаточности (Бобров А.Л. и др., 2005; Шуленин С.Л. и др., 2008). В наших исследованиях признаки ранней реполяризации желудочков чаще регистрировались в популяционных группах мальчиков, причем если у мальчиков ханты наибольшее число случаев соответствовало возрасту 15-17 лет (37%), то у уроженцев Среднего Приобья - 11-14 годам (39%).

Синдром замедления проведения возбуждения по ножкам пучка Гиса отсутствовал в 7-10 и 11-14 лет у мальчиков и девочек, уроженцев Среднего Приобья, а в 7-10 лет - только у девочек ханты.

Нетипичные внутрижелудочковые блокады у уроженцев Среднего Приобья встречались в каждой возрастно-половой группе, несколько снижаясь к 15-17 годам. В группах ханты данное функциональное изменение регистрировалось только у девочек.

Синдром удлиненного Q-T у обследованных школьников встречался нечасто, в то время как короткого Q-T выявлялся во всех группах, но наиболее часто диагностировался в популяциях детей 7-10 лет.

При анализе данных эхокардиографии наибольшее количество достоверных межполовых различий было отмечено нами в возрасте 7-10 лет, как в группе ханты, так и уроженцев Среднего Приобья (табл. 3). В данной возрастной группе уроженцев Среднего Приобья размеры правого предсердия были достоверно больше у девочек, а в 11-14 лет - у мальчиков. В группах ханты изучаемый параметр преобладал у девочек в 11-14 лет (р<0,05). При сравнении популяций установлено, что размер правого предсердия у 7-10-летних мальчиков ханты достоверно превышал таковой у уроженцев Среднего Приобья, однако в более старшем возрасте этот размер был меньше. В популяциях девочек подобные отличия были выявлены только к 15-17 лет (р<0,05).