Введение
Современная медицина располагает огромным числом фармакологических средств, эффективно действующих как на организм в целом, так и избирательно на отдельные системы и органы, неисчислимыми возможностями диагностики и лечения самых сложных заболеваний. Уникальная аппаратура для ядерно-магнитного резонанса и эхографии позволяет на клеточно-молекулярном уровне исследовать живой организм и выявлять нарушения в микроструктуре тканей и органов. Ее фантастические успехи позволяют эффективно излечивать множество заболеваний. Однако, эффективность решения задачи сохранения и укрепления здоровья – одной из базовых человеческих ценностей, являющихся очевидным условием развития личности и осуществления ее многообразных функций, у нее на удивление низка. Парадокс имеет веское обоснование – для решения этой задачи, в первую очередь, необходимы доступные средства диагностики не болезней, а количества здоровья. Необходимы соответствующие измерения качества здоровья – без измерений нет науки, а без научного базиса не может быть и высоких результатов.
В свою очередь, для измерения компонентов именно здоровья (не болезней) необходимы соответствующие средства измерения, а для их создания необходима научная концепция.
Обширные экспериментальные материалы массовых обследований, позволили выработать и, в тоже время подтвердить тезис о том, что снижение адаптационных возможностей выявляется задолго до того, как обнаруживаются первые признаки болезни. Однако такой переход происходит постепенно. Снижение адаптационных возможностей организма служит прогностически неблагоприятным признаком и одной из ведущих причин возникновения и развития заболеваний. В данном случае хорошим примером может быть изучение длительного воздействия на организм психоэмоционального напряжения. При этом сначала возникает специфическая интеграция информационно-регуляторных и энергетических процессов, которая позволяет организму сохранять гомеостаз. Однако по мере нарастания силы и продолжительности психоэмоционального напряжения оно приобретает стрессорный характер, истощаются энергетические и пластические возможности организма, возникает дезинтеграция регуляторных приспособительных механизмов и формируется патология. В частности, нарушение вегетативного и гормонального баланса является одним из важных патогенетических факторов развития и прогрессирования атеросклероза. Аналогичная картина формирования специфических патологических изменений в результате дезадаптации к воздействию определенных факторов среды наблюдается у каждого человека по мере перехода от здоровья к болезни.
Необходимость измерения адаптационных возможностей особенно актуальна для школьников – наиболее чувствительному контингенту к стрессорным воздействиям окружающей среды. Даже во внешне благополучных семьях они имеют много дополнительных факторов риска снижения защитных сил организма, связанных с такими современными аспектами их образа жизни, как сложные взаимоотношения со взрослыми, недостаточность взаимопонимания в семье, неправильное питание и недостаточный уровень физической активности.
Все это приводит к большим нервно-эмоциональным перегрузкам и снижением резервов здоровья. По различным данным уровень здоровья школьников, как и всего населения России, постоянно снижается.
Особого внимания заслуживает эволюция сосудистого тонуса у современных школьников, показывающая явную тенденцию к его повышению. Проблема гипертензивных сосудистых реакций у молодого поколения стала поистине проблемой века. Доказательством тому является тот факт, что уровень артериального давления современных детей и подростков в среднем на 10-20 мм рт. ст. выше, чем у их сверстников 30 и даже 10 лет тому назад. Умственные и эмоциональные перегрузки в сочетании с малоподвижным образом жизни способствуют переходу эпизодических повышений АД в более стабильные нарушения регуляции сосудистого тонуса и создают «контингенты риска» по развитию ранних форм гипертонической болезни уже в школьном возрасте [2].
Анализ вариабельности сердечного ритма является научно обоснованной методологией донозологической диагностики, обеспечивающей получение информации о степени напряжения регуляторных систем, что позволяет судить об адаптационных возможностях организма. Этот метод прост, информативен и достаточно хорошо разработан. При записи ЭКГ имеется также возможность выявлять аритмии, что важно при обследовании детей.
В книге Р.М. Баевского и А.П. Берсеневой «Оценка адапационных возожносей организма и риск развиия заболеваний» [2] предложена следующая классификация функциональных состояний организма, основанная на представлениях о гомеостазе и адаптации:
Физиологическая норма. Состояние удовлетворительной адаптации к условиям окружающей среды. Достаточные функциональные возможности организма. Гомеостаз поддерживается при минимальном напряжении регуляторных систем.
Донозологические состояния. Для поддержания равновесия организма с окружающей средой необходима мобилизация функциональных ресурсов, что требует напряжения регуляторных систем. Развивается различная степень адаптационных механизмов. Функциональные (адаптационные) возможности организма в покое не снижены, способность адаптироваться к нагрузкам уменьшена. Гомеостаз поддерживается только благодаря определенному напряжению регуляторных систем.
Преморбидные состояния. Состояние неудовлетворительной адаптации к условиям окружающей среды. Функциональные возможности организма снижены. Гомеостаз сохранен лишь благодаря значительному напряжению регуляторных систем либо за счет включения компенсаторных механизмов.
Срыв (полом) механизмов адаптации. Резкое снижение функциональных возможностей организма. Гомеостаз нарушен. Развитие специфических патологических изменений на органно-системном уровне.
Распознавание функциональных состояний организма, возникающих в процессе перехода от нормы к патологии называется донозологической диагностикой. При этом к собственно донозологическим состояниям относят состояние напряжения регуляторных систем, обеспечивающее мобилизацию необходимых функциональных резервов. Состояние неудовлетворительной адаптации, когда функциональные резервы снижены, уже должно быть отнесено к преморбидным состояниям. Только срыв адаптации, с точки зрения клиницистов, может быть отнесен к состоянию болезни, в то время как все остальные состояния могут рассматриваться как различные уровни здоровья. Такой подход получил развитие в методе массовых донозологических обследований [8].
Исследование связи снижения адаптационных возможностей организма с заболеваемостью при массовых осмотрах населения показало, что длительное выраженное напряжение регуляторных механизмов ведет к невосполнимому расходованию функциональных резервов и, в итоге, приводит к развитию патологических состояний или к нарушению сложившихся физиологических компенсаций.
Комплекс факторов пребывания в школе требует от организма школьника постоянного напряжения регуляторных систем. Одновременное действие многих факторов ведет к тому, что в процесс адаптации включаются все более высокие уровни управления физиологическими функциями организма. Это обеспечивает необходимую координацию различных процессов и различных систем в рамках единой цели – уравновешивания организма со средой.
Напряжение регуляторных систем ─ это неспецифический ответ организма на любые неблагоприятные для него воздействия, требующие мобилизации функциональных резервов. Повседневная жизнь и процесс обучения также вызывают определенное напряжение механизмов регуляции. Это "рабочее напряжение" зависит от возраста, пола, индивидуальных особенностей, уровня здоровья, но не выходит за рамки так называемой физиологической нормы. В тех случаях, когда окружающие условия среды требуют от организма повышенных усилий и напряжение регуляторных систем выше обычного, "диагностируют" функциональное напряжение – умеренно, значительно или резко выраженное. Слово "диагностируют" здесь использовано не случайно. Состояния функционального напряжения называют донозологическими, а их оценка обозначается термином "донозологическая диагностика". Донозологические состояния являются пограничными между нормой и патологией. Они предшествуют развитию болезни и отражают снижение адаптационных возможностей организма.
Процесс обучения в школе требует от организма школьника не только высокой устойчивости к экстремальным воздействиям, но и хорошей пластичности, т.е. способности приспосабливаться (адаптироваться) к новым условиям существования.
В ходе такой адаптации происходит формирование новой функциональной системы, что требует определенного напряжения регуляторных систем, дополнительных затрат энергии. Вместе с тем, одним из важнейших профилактических средств неблагоприятного воздействия вредных факторов на организм является не только проведение школьником постоянных физических тренировок, направленных на сохранение высокого уровня физической работоспособности в процессе обучения, но и гармоничное воспитание личности, которое также крайне важно для успешного протекания процесса уравновешивания организма со средой. Этот процесс, наряду с напряжением регуляторных систем, требует и постоянного расходования функциональных резервов. Таким образом, нормальный уровень функционирования основных систем организма может быть сохранен только в случае, если не возникает перенапряжения регуляторных механизмов и не истощается функциональный резерв.
Комплексное действие неблагоприятных факторов может привести к развитию как неспецифических, так и специфических изменений. Общий адаптационный синдром, который возникает в ответ на любое стрессорное воздействие, является неспецифической реакцией организма. На ее фоне, в условиях неправильного образа жизни, у школьников могут развиться также и такие специфические для процесса обучения изменения, как физическая детренированность, нервно-психическая напряженность, утомление. Однако специфическим преморбидным изменениям предшествуют неспецифические донозологические, что позволяет эффективно прогнозировать вероятность возникновения неблагоприятных отклонений в состоянии здоровья.
Для распознавания различных градаций функционального состояния организма в зоне, пограничной между нормой и патологией, в условиях пребывания в школе, целесообразно использовать показатели, характеризующие реакции системы кровообращения. В.В. Парин с соавторами [9] выдвинул концепцию о системе кровообращения как индикаторе адаптационных реакций целостного организма. Система кровообращения наряду с нейроэндокринной системой играет существенную роль в процессах адаптации, что связано, прежде всего, с ее функцией транспорта питательных веществ и кислорода, основных источников энергии для клеток и тканей. Энергетический механизм занимает ведущее место в процессах адаптации. Дефицит энергетического обеспечения клеток и тканей является сигналом, запускающим всю цепь регуляторных приспособлений [6]. Переход от неустойчивого механизма кратковременной (срочной) адаптации к устойчивому механизму долговременной адаптации связан с усилением мощности клеточных систем синтеза белков и нуклеиновых кислот, обеспечивается увеличением их митохондриального аппарата. Как известно, важную роль в регуляции сердца и сосудов, в их приспособлении к текущим потребностям организма, играет вегетативная нервная система. Вместе с тем, вегетативный гомеостаз зависит от состояния более высоких уровней регуляции и отражает результаты адаптивного поведения всего организма.
Адаптация организма к измененным условиям среды обитания и социальным условиям требует затрат энергетических, метаболических и информационных ресурсов. В зависимости от предъявляемых к организму требований внешней среды, управление этими ресурсами, осуществляется через нервные, эндокринные и гуморальные механизмы, которые условно можно разделить на автономные и центральные (Баевский Р.М.1976, 1998, 2005). Переход на центральные механизмы управления происходит только в том случае, если автономные механизмы регуляции перестают оптимально выполнять свои задачи, (Агаджанян Н.А., Баевский Р.М., Семенов Ю.Н., 2000).
Как известно, выделяются три типа взаимодействия центрального и автономного контуров управления физиологическими функциями: саморегуляция, активация и мобилизация. Согласно современным представлениям, адаптационные реакции организма можно считать оптимальными, когда в их основе лежит деятельность механизмов саморегуляции (Баевский Р.М., 2009).
В соответствие с полученными данными, по мере возрастания интенсивности внешних воздействий активизируются определенные функциональные системы, вовлекая в адаптационные реакции дополнительные энергетические и метаболические резервы. Такой тип взаимодействия между центральным и автономным контурами управления может быть назван уровнем активации.
На уровне мобилизации функциональных резервов организма осуществляется стратегия максимальной активации автономных систем, и, при наступлении полного истощения их резервов, управление в организме целиком обеспечивается центральными механизмами регуляции. Подобный тип управления характерен для большинства нозологических форм заболеваний. Процессы выздоровления и реабилитации, так же как и процессы адаптации к экстремальным воздействиям, могут быть охарактеризованы как постепенный переход от уровней мобилизации и активации к уровню саморегуляции. Именно для этого уровня характерны самообновление и самовосстановление структурно-функциональных элементов живой системы, выработка и накопление энергетических и метаболических резервов организма (И.В. Давыдовский, 1969).
Определение типов регуляции, которые проявляются в процессе приспособления, можно осуществлять методами анализа вариабельности сердечного ритма (ВСР), которые, в настоящее время, является общепризнанными методами изучения вегетативной регуляции кровообращения. Ежемесячно в ведущих медицинских журналах на Западе публикуются десятки статей на эту тему [10,12,13,14].
Вариабельность сердечного ритма – одно из фундаментальных физиологических свойств нашего организма. Организма, а не просто сердечно-сосудистой системы (ССС), и, тем более – сердца. ВСР с большой точностью отражает состояние именно регуляторных процессов в нашем организме, и ее изучение, поэтому, доставляет действительно неоценимую для качественных диагностики, прогнозирования, лечения и предупреждения болезней информацию.
ВСР находит все более широкое применение, и бум приходится именно на последние годы. Более того, в клинику внедряются методы анализа вариабельности и других периодических процессов, как-то систолического и диастолического артериального давления, ударного объема крови, частоты дыхания, волновых явлений в головном мозге.
В результате проведенных нами исследований было установлено, что вариабельность сердечного ритма является адекватным методом оценки функциональных резервов организма и обеспечивает контроль за процессом включения в адаптационную реакцию механизмов саморегуляции. Этот метод особенно широко применяется при скрининговых исследованиях в профилактической медицине для выявления скрытых и ранних форм заболеваний (Ушаков И.Б., 1994).
Математический анализ сердечного ритма [6], характеризуя на основе данных о вариативности кардиоинтервалов состояние симпатического и парасимпатического отделов вегетативной нервной системы, а также высших вегетативных центров, определяет не только реакцию системы кровообращения, но и напряжение регуляторных механизмов. В работах Р.М. Баевского и его сотрудников [2, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10] установлена связь вариабельности ритма сердца с нейрогуморальной регуляцией и адаптивными реакциями организма человека на стресс.
Как известно из многих публикаций (Н.А. Агаджанян, Р.М. Баевский, Семенов Ю.Н., и др. 2006, Шлык Н.И., 2006), в последнее время такие осмотры из года в год выявляют все больше и больше детей с разнообразными нарушениями здоровья. В связи с этим, принципиальное значение приобретает развитие методов, направленных на изучение процессов адаптации детского организма к условиям окружающей среды и выделение групп риска. Снижение адаптационных возможностей организма детей и подростков является главной причиной нарушения приспособительных механизмов и появления патологических реакций.
Варикард-Экспресс реализует технологию выявления состояний, предшествующих развитию болезни. Технология предназначена не для определения нозологических форм (от греч. nosos – болезнь и …логия) патологии, а для оценки неспецифических механизмов адаптации и риска развития заболеваний практически здоровых людей и лиц, с начальными формами патологии и выдачи заключения об уровне адаптационных возможностей организма и степени напряжения регуляторных систем (Таблица 1). Обнаружение состояния, предшествующего развитию патологического процесса во многих случаях позволяет предупредить его возникновение.
Таблица 1. Соотношение функциональных состояний организма с уровнем напряжения регуляторных систем.
Функциональное состояние
|
Уровень напряжения регуляторных систем
|
|
Норма
|
Оптимальный уровень
|
Нормальный уровень
|
Умеренное функциональное напряжение
|
|
Функциональное напряжение
|
Выраженное функциональное напряжение
|
Резко выраженное функциональное напряжение
|
|
Перенапряжение
|
Перенапряжение регуляторных механизмов
|
Резко выраженное перенапряжение
|
|
Истощения (срыв адаптации)
|
Истощение регуляторных систем
|
Резко выраженное истощение
|
Полом (срыв) механизмов регуляции
|
Настоящая медицинская технология подготовлена как один из документов к программному комплексу Варикард-экспресс, но она может быть использована и автономно, всеми, кто применяет в своей работе методы исследования ВСР. Рекомендации относятся только к анализу краткосрочных записей (short-term records) при базовой длине выборки, равной 5 минутам. Анализ суточных записей кардиоинтервалов (long-term records) имеет свою специфику и требует иного концептуального подхода. Однако отдельные фрагменты суточной записи также могут анализироваться с использованием описанных здесь методик.
При подготовке медицинской технологии мы считали, что впервые серийно выпускаемая система Варикард-экспресс для анализа и оценки ВСР не только взрослых, но и детей, школьников должен обеспечивать, прежде всего, реализацию известных и хорошо зарекомендовавших себя методик, и основан на накопленном в нашей стране опыте с учетом последних достижений зарубежных ученых.
В настоящее время разработаны математические методы донозологического контроля состояния здоровья космонавтов и взрослого населения, позволяющие осуществлять динамическое наблюдение и оценивать функциональные состояния организма на основе анализа ВСР. Определение оптимальных границ деятельности функциональных систем является одной из важнейших задач современной физиологии и медицины. Особенно это актуально для детей в связи с процессами роста и развития организма и той социальной ролью, которую играет подрастающее поколение в развитии нашего государства.
Однако, при разработке данной медицинской технологии, нам пришлось впервые применять методы ВСР для обследования различных возрастных и гендерных групп, при этом мы столкнулись с определенными затруднениями, так, как не изучена возрастная динамика границ параметров ВСР, соответствующих оптимальным режимам регуляции сердечно-сосудистой системы на различных уровнях ее функционирования. Отдельные аспекты этой проблемы были рассмотрены в рамках комплексных динамических обследований !Формула не в таблице человек, проведенных нами при подготовке данного программного продукта. Возрастная классификация обследуемых проводилась в соответствие с рекомендациями Института возрастной физиологии РАО. Общая характеристика и объем исследований приведены в Таблица 2.
Таблица 2. Общая характеристика, объем и методы исследования
Группы обследуемых в состоянии покоя (5 минут)
|
|
Мальчики
|
Девочки
|
|
Возраст, лет
|
N
|
Возраст, лет
|
N
|
1
|
Раннее детство (мальчики и девочки) (1-3)
|
48
|
2
|
Первое детство (мальчики и девочки) (4-7)
|
620
|
3
|
Второе детство (8-12)
|
1163
|
Второе детство (8-11)
|
768
|
4
|
Подростковый (13-16)
|
753
|
Подростковый (12-15)
|
512
|
5
|
Юношеский (17-21)
|
742
|
Юношеский (16-20)
|
272
|
6
|
Зрелый, I период (22-35)
|
156
|
Зрелый, I период (21-35)
|
136
|
Примечание: N – количество обследуемых. В скобках указан возрастной диапазон групп обследуемых в годах.
На основе проведенных исследований нами были разработаны динамические границы нормативных диапазонов основных показателей ВСР.
|
