Одним из основных критериев функционального состояния миокарда является его сократительная функция, возрастные особенности которой изучались в ряде работ. Однако изучения сократительной способности миокарда на одном контингенте детей в течение длительного времени с точки зрения ее динамики в процессе адаптации к условиям обучения и воспитания до последнего времени не производилось. Современная методика поликардиографического исследования позволяет изучать адаптационные сдвиги сократительного миокарда на различные нагрузки и выявлять ранние признаки нарушения трофики миокарда вплоть до его перенапряжения при длительных эмоциональных и физических нагрузках.
Фазовый анализ сердечной деятельности проводился методом поликардиографии с синхронной записью на кардиографе «Минтограф-34»: ЭКГ во втором стандартном отведении, фонокардиограммы и сфигмограммы сонной артерии. Подсчитывалась длительность фаз систолы левого желудочка: асинхронное сокращение (АС), изометрическое (ИС), периоды напряжения (Т), изгнания (Е), электрическая (Сэ), механическая (См) и общая (Со) систолы, длительность диастолической паузы (Д) и сердечного цикла (R - R). Динамическая физическая нагрузка дозировалась с помощью велоэргометра и составляла 1 - 1,5 Вт на 1 кг массы, длительность работы во всех случаях составляла 4 мин. Статическая нагрузка достигалась сжатием кистевого эргометра с пневматической передачей силой 15 и 30% от максимальной.
У мальчиков 1 класса к концу учебного года ЧСС замедлялась, Т и Д увеличивались (табл. 24). Общий комплекс изменений параметров фазовой структуры сердечного цикла характеризуется развитием синдрома управляемой гиподинамии, о чем говорит не только сохранение, но и увеличение длительности Д. Необходимо отметить, что последняя нарастала примерно в одинаковой степени как в первом, так и во втором полугодии, а Т увеличивался только к концу второго учебного полугодия; Е увеличивался к концу первого учебного полугодия, а с начала второго снижался до величин, определяемых в начале учебного года.
У девочек 1 класса наблюдалась несколько иная картина. За время учебного года у них мало изменялась длительность R - R и Т. В то же время длительность Е к середине и в конце года достоверно выше, чем в начале. Существенно, что Д наибольшая после зимних каникул (0,407 +-0,034), а в конце учебного года короче, чем в начале. Такое укорочение длительности Д свидетельствует о не совсем благоприятной динамике сократительной функции миокарда к концу учебного года у девочек 1 класса, поскольку у них оказывается затронутым регуляторный механизм не только сокращения, но и расслабления миокарда.
От начала к концу учебного года у мальчиков 3 класса происходили небольшие изменения длительности R - R, удлинение Т, при этом Д проявляла тенденцию к укорочению. Особенностью изменений фазовой структуры R - R за время второго учебного полугодия явилась неизменность Т на фоне укорочения Д и Е. У девочек этого же возраста наблюдалось четкое урежение ЧСС, на фоне которого удлинялось время Д, Т и Е.
Приведенные данные свидетельствуют о том, что за время учебного года у младших школьников происходят существенные перестройки фазовой структуры сердечного цикла, общая направленность которых заключается в развитии синдрома управляемой гиподинамии миокарда. Более ярко адаптационные перестройки сердечной деятельности выявляются при изучении динамики срочных адаптивных реакций в ответ на динамическую и статическую нагрузки в различные периоды учебного года.
Под влиянием динамической физической нагрузки в начале учебного года в восстановительном периоде у мальчиков 1 класса происходили перестройки сердечной деятельности по благоприятному типу с удлинением Е. и Д. Возрастание ЧСС было небольшим, а к 5-й мин после нагрузки она оказалась ниже исходной (табл. 25). Таким образом, регуляторные влияния сказывались прежде всего на силе сокращения и скорости расслабления миокарда. В противоположность этому у девочек наблюдалось выраженное учащение сердечного ритма с укорочением Т и удлинением Е. При этом укорачивалась Д и была меньше исходной даже через 5 мин после работы на велоэргометре. Регуляция сердечной деятельности у девочек оказалась менее совершенной, что, по-видимому, обусловлено их меньшей ДА по сравнению с мальчиками. Это и нашло свое выражение в укорочении Д. Конец первого полугодия у первоклассников характеризовался резким учащением сердечного ритма, что обусловило укорочение Д.
Таким образом, у детей 1 класса к концу первого учебного полугодия происходят существенные изменения функционального состояния сердечно-сосудистой системы, характеризующиеся менее экономным типом реагирования на физическую нагрузку.
После зимних каникул, в начале .второго учебного полугодия, у мальчиков 1 класса в ответ на динамическую физическую нагрузку наблюдалось укорочение Д и удлинение Е. Сходный с описанным тип изменений структуры систолы наблюдался и' у девочек этого возраста. Конец учебного года характеризовался развитием неэкономного типа реагирования сердца, т. е. длительным укорочением Т и удлинением Е как у мальчиков, так и у девочек.
Как видно из вышесказанного, к концу учебного года у первоклассников произошли существенные изменения функционального состояния сердечно-сосудистой системы, заключающиеся в принципиально различной реакции сократительного миокарда на дозированную физическую нагрузку: возникновении гипердинамического синдрома в восстановительном периоде. Учитывая, что общая направленность изменений в течение года у первоклассников благоприятна, можно лишь говорить о возникающем в самом конце учебного года напряженном функционировании сердечно-сосудистой системы.
Существенно иная динамика срочных адаптивных реакций в ответ на стандартную динамическую физическую нагрузку наблюдалась у мальчиков 3 класса. На протяжении всего учебного года изменения сердечной деятельности у них происходили по экономному типу. Следует отметить, что если в начале учебного года Д после физической нагрузки укорачивалась незначительно, то в конце первого полугодия после нагрузки ЧСС достигала значительных величин. Однако после зимних каникул, в начале второго учебного полугодия, в восстановительном периоде после нагрузки у них развивался гиподинамический синдром фазовой структуры сердечного цикла, причем Т уже к 3 - 4-й мин после нагрузки оказывался увеличенным. В конце учебного года после динамической физической нагрузки наблюдалось учащение ритма с ярко выраженной тенденцией к восстановлению на 5-й мин наблюдения, Д укорачивалась, однако при этом Т достоверно не изменялся, а Е увеличивался. В конце учебного года у мальчиков 3 класса наблюдались относительно более благоприятные изменения сердечной деятельности под влиянием динамической физической нагрузки, чем у первоклассников.
У девочек 3 класса в начале учебного года после стандартной физической нагрузки возникал фазовый синдром гипердинамии миокарда с укорочением периодов Т, Е и длительности Д. В конце первого полугодия выраженность гипердинамического синдрома в восстановительном периоде уменьшалась, хотя степень учащения ритма осталась прежней. Весьма сходная картина изменений деятельности сердца наблюдалась и после зимних каникул. В конце учебного года степень прироста ЧСС была небольшой, а после нагрузки развивался ярко выраженный и длительно удерживаемый гипердинамический синдром.
Во все периоды учебного года изменения сердечной деятельности у девочек 3 класса протекают по неэкономному гипердинамическому типу, при этом выраженность этих изменений в ответ на стандартную динамическую физическую нагрузку нарастала к концу учебного года. Все вышеизложенное говорит о менее экономном функционировании сердечно-сосудистой системы у девочек 9 - 10 лет во все периоды учебного года. Можно предположить, что эти изменения обусловлены меньшей тренированностью сердца у девочек, которым свойственна гораздо меньшая степень ДА по сравнению с мальчиками. Несмотря, однако, на вполне оправданную оценку гиподинамического синдрома сократительной функции миокарда в покое, а также в фазе восстановления после динамической нагрузки как критерия экономизации функции миокарда, тем не менее следует учитывать, что этот синдром, сопровождающийся удлинением Т, происходит главным образом за счет фазы ИС, а последняя, как это признано, является периодом интенсивного восстановления энергетических ресурсов миокарда.
Таким образом, в этих случаях можно говорить об относительной гипоксии миокарда. Кроме того, истинно гиподинамической можно считать лишь такую структуру систолы, которая характеризуется,не только удлинением Т, но и укорочением Е. К концу учебного года в покое самой общей закономерностью изменения соотношения фаз систолы является удлинение Е у школьников 1 и 3 классов, особенно у девочек (см. табл. 24, 25). Такой тип реакции несомненно, нельзя расценивать как результат адаптации, а, наоборот, как утомление, сопровождающееся относительной гипоксией миокарда.
Для выяснения метаболической основы наблюдаемых сдвигов структуры систолы и исходя из факта, что одним из важнейших показателей метаболической активности клетки является стационарный внутриклеточный уровень аденозинтрифосфата (АТФ), было проведено сопоставление между характером сократительной функции миокарда и содержанием в эритроцитах АТФ и общих нуклеотидов. Учитывая результаты патофизиологических экспериментов и клинические данные, согласно которым удлинение времени ИС коррелирует со степенью гипоксии и снижением внутриклеточного калия, наиболее вероятно предположить, что синдром гиподинамии у школьников 1 и 3 классов в конце учебного года и после нагрузки является~ критерием скрытого кислородного долга.
С точки зрения физиологической значимости этого факта важно учесть тесную,взаимозависимость между энергетическим метаболизмом клетки и ее функциональной активностью: повышение уровня метаболически активного АТФ способствует большей стабильности клеточных энергоемких структур, увеличивая их резистентность к различным воздействиям. Несмотря на то что вопрос о корреляции между функциональным состоянием организма и его систем и энергообеспеченностью отдельных клеток, в частности форменных элементов крови, еще далеко не разрешен, тем не менее выявлены возрастные изменения уровня адениннуклеотидов в тромбоцитах и эритроцитах.
Можно предположить, что гиподинамия миокарда должна сопровождаться уменьшением концентрации макроэргов в миокарде. При возросшей функции сердца АТФ расходуется в большем количестве и требует ресинтеза.
Депрессия сократительной функции развивается, при снижении концентрации АТФ, креатинфосфата (КФ), гликогена и одновременном накоплении лактата в сердечной мышце. В связи, с этим очень важно знать для оценки функциональных возможностей сердца, насколько мощен аппарат ресинтеза АТФ.
Неудовлетворительная адаптация сердца к нагрузке сопровождается падением уровня АТФ в миофибриллах, увеличением концентрации аденодифосфата (АДФ) и циклического аденозинмонофосфата (цАМФ), неорганического фосфата. В результате потенциал фосфорилирования возрастает в 2,5 раза, т. е. возникает своего рода порочный круг неэкономной энергетики миокарда. Одновременно мобилизуется гликогенный резерв миокарда, проявляющийся в снижении концентрации гликогена и увеличении концентрации лактата в сердечной мышце.
Как показано исследованиями последних лет синдром гипердинамии миокарда сопровождается сдвигом в уровне общих нуклеотидов в эритроците. Величина сдвига проявила тенденцию к обратной корреляции со степенью выраженности гипердинамии миокарда. Вместе с тем исходная величина Е у тех же детей связана со степенью прироста общих нуклеотидов (р=0,66; р<0,05). При синдроме гиподинамии миокарда существенных сдвигов в содержании общих нуклеотидов в эритроците не было. После физической нагрузки (2 Вт/кг, 4 мин) через 5 мин уровень АТФ в эритроците возрастал.
При гипердинамическом типе реакции имеет место синхронное повышение в эритроцитах как АТФ, так и общих нуклеотидов, тогда как гиподинамия сопровождается своеобразным дисбалансом между АТФ и общими нуклеотидами, что выражается резким повышением уровня АТФ в эритроцитах без повышения общих нуклеотидов. Их низкий уровень после нагрузки - свидетельство недостаточной метаболической обеспеченности Е крови из левого желудочка в аорту.
Вероятно, чем совершенней, а следовательно, и экономней реакция на нагрузку, т. е. чем лучше адаптация к нагрузке - тем меньше используется АТФ и тем совершеннее протекает процесс ее ресинтеза. Увеличение мощности ресинтеза АТФ в сердечной мышце при нагрузке - факт общепризнанный. Поскольку гиподинамический тип реакции сердечного сокращения на нагрузку сопровождается большей степенью повышения АТФ в эритроцитах (+21%), то, возможно, это связано с меньшим расходом макроэргов при этом типе реакции в сравнении с гипердинамическим. Закономерная активация САС, выявленная нами в восстановительном периоде после нагрузки, подтверждает концепцию об усиленном потреблении кислорода миокардом. Как известно, одним из компенсаторных механизмов недостатка кислорода в миокарде является активация норадреналового звена САС, которое было выявлено к концу учебного года у школьников 1 и 3 классов. Указанный факт раскрывает один из гуморальных механизмов повышения УПС кровотоку к концу учебного года.
Таким образом, методический подход, заключающийся в предъявлении нагрузок в различные периоды учебного года для более глубокого выявления адаптационных сдвигов, оказался высокоинформативным. Выявлено, что в начале учебного. года регуляторные влияния на деятельность сердца сказывались прежде всего на силе сокращения и скорости расслабления миокарда, в результате чего Д после физической нагрузки оказывалась сохраненной. В конце учебного года изменялся тип реагирования сердца в ответ на ту же величину физической нагрузки. Необходимо отметить, что у девочек 3 класса только после тестирующей нагрузки выявляется менее совершенная регуляция деятельности сердца, тогда как исследования в покое не позволили выявить особенности реакции. Изменения фазовой структуры сердечного цикла в течение учебного года, зарегистрированные только в состоянии покоя, были вполне благоприятными.
