Главная / Архив / 2025 год / MEDICUS № 4 (70), April / ВЛИЯНИЕ ДЫХАТЕЛЬНЫХ МЕТОДОВ НА СПЕКТРАЛЬНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ВАРИАБЕЛЬНОСТИ СЕРДЕЧНОГО РИТМА У ЖЕНЩИН ЗРЕЛОГО ВОЗРАСТА ВТОРОГО ПЕРИОДА

ВЛИЯНИЕ ДЫХАТЕЛЬНЫХ МЕТОДОВ НА СПЕКТРАЛЬНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ВАРИАБЕЛЬНОСТИ СЕРДЕЧНОГО РИТМА У ЖЕНЩИН ЗРЕЛОГО ВОЗРАСТА ВТОРОГО ПЕРИОДА

Дата публикации: 14.04.2025

УДК 612.172.2

ВЛИЯНИЕ ДЫХАТЕЛЬНЫХ МЕТОДОВ НА СПЕКТРАЛЬНЫЕ

ПОКАЗАТЕЛИ ВАРИАБЕЛЬНОСТИ СЕРДЕЧНОГО РИТМА У ЖЕНЩИН

ЗРЕЛОГО ВОЗРАСТА ВТОРОГО ПЕРИОДА

З.З. Юмаева, студент
ФГБОУ ВО «Пензенский Государственный Университет»
(440026, Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40)
E-mail: yumaeva-2018@mail.ru

В.С. Васильев, старший преподаватель
ФГБОУ ВО «Пензенский Государственный Университет»
(440026, Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40)
E-mail: vsvasilyev@list.ru

Н.И. Микуляк, доктор медицинских наук, доцент

ФГБОУ ВО «Пензенский Государственный Университет»
(440026, Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40)
E-mail: normphys@mail.ru

О.О. Соломанина, кандидат медицинских наук, доцент

ФГБОУ ВО «Пензенский Государственный Университет»
(440026, Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40)
E-mail: solomanina2010@yandex.ru

Научный руководитель: Н.Л. Ильина, кандидат биологических наук, доцент
ФГБОУ ВО «Пензенский Государственный Университет»
(440026, Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40)
E-mail: ilinanl@mail.ru

Аннотация. Исследование направлено на выявление типов регуляции у женщин 50-59 лет в лечебных и профилактических целях в условиях менопаузы и ожирения. У 4% участниц отмечается II степень ожирения (ИМТ 35,0-39,9), у 24% – I степень (ИМТ 30,0-34,9), у 40% – избыточная масса тела (ИМТ 25,0-29,9). Целью данной работы является исследование корреляции между показателями вариабельности сердечного ритма (ВСР), характеризующими состояние вегетативной нервной системы (ВНС), и массой тела с учетом возрастных изменений. Индивидуальные параметры вариабельности сердечного ритма (ВСР) в состоянии покоя, полученные с использованием диагностической системы «Омега-М», служили основой для определения ритма и длительности дыхания. Оценивались спектральные параметры ВСР: высокочастотные (HF), отражающие активность автономной регуляции и низкочастотные (LF), отражающие активность симпатической регуляции до и после выполнения управляемого дыхательного упражнения. Также оценивался показатель Health, который характеризует работоспособность организма. В результате исследования замечено улучшение показателя Health: из 2 человек, чей тип регуляции изменился на промежуточный, у всех отмечается увеличение показателя Health (35%). Среди 48 участников, сохранивших свой тип регуляции, у 38 наблюдался рост показателя "Health" (в среднем на 20%).

Ключевые слова: регуляция дыхания, изменчивость частоты сердечных сокращений, люди среднего возраста, спектральные показатели вариабельности сердечного ритма.

Введение

Сердце – высокочувствительный орган, показывающий состояние внутренних процессов организма. Кроме того, оно обладает саморегуляцией за счет автономной системы. Частота и интенсивность сердечных сокращений, контролируемые симпатической и парасимпатической нервной системой, оперативно отражают изменения окружающей среды. Эти параметры предоставляют данные о состоянии управляющих систем [1].

Сердечная регуляция делится на центральный и периферический контуры, каждый из которых имеет свои маркеры активности (согласно М. Баевскому, 1979). Для автономной системы индикатором служит респираторная синусовая аритмия, указывающая на синхронизацию частоты сердечных сокращений с дыхательным ритмом. Нереспираторная аритмия свидетельствует о работе центрального контура. Взаимодействие между контурами происходит посредством нервных и гуморальных путей. В состоянии покоя периферический контур функционирует самостоятельно, но при его неспособности адекватно управлять сердцем из-за нагрузок или стресса активируется центральный контур.

Вариабельность сердечного ритма (ВСР) включает свойства периодов сердечных сокращений и определяется нелинейностью симпатической и парасимпатической регуляции [7]. Усиление центральной регуляции проявляется в нарастании синусовой аритмии, формировании медленных колебаний с увеличением их продолжительности и амплитуды. Активация вышестоящих отделов нервной системы свидетельствует об адаптации организма к новым условиям окружающей среды. Вариабельность сердечного ритма (ВСР) является отражением регулирующего воздействия симпатической и парасимпатической нервной системы на синусовый узел. Известно, что эмоциональное напряжение или физическая активность увеличивают активность симпатического отдела, в то время как сон или переваривание пищи способствуют преобладанию парасимпатического влияния [8].

Наибольшая ВСР наблюдается у молодых и здоровых людей [9]. С возрастом автономное влияние на сердечно-сосудистую систему снижается, и происходит нарушение вегетативной регуляции сердца. Это согласуется с экспериментальными данными, демонстрирующими ослабление функциональных связей в центральной нервной системе у старых животных. Исследования показывают, что вегетативное воздействие на сердечно-сосудистую систему уменьшается с возрастом, причем парасимпатические влияния ослабевают быстрее [1, 2].

У людей старшего возраста, в связи с общим ослаблением вегетативной регуляции, наблюдается усиление симпатической нервной системы. Это, в свою очередь, создает условия для ухудшения кровоснабжения сердечной мышцы и возникновения нарушений сердечного ритма [5].

Анализ ВСР является ценным неинвазивным методом оценки вегетативной регуляции сердца, предоставляя информацию о вегетативном балансе и функциональных резервах организма. Исследование ВСР позволяет отслеживать изменения состояния и выявлять патологии, связанные с резким снижением ВСР и повышенным риском летального исхода, что подчеркивает необходимость его исследования в лечебных и профилактических целях [6].

Материал и методы

В исследовании участвовали 50 женщин, в возрасте от 50 до 59 лет (зрелый возраст II периода). Данный возраст характеризуется наступлением менопаузы. Дыхательные упражнения напрямую рассчитываются от исходной вариабельности сердечного ритма. Перед началом эксперимента была проведена оценка состояния здоровья участников, при которой выявили, что у 4% – II степень ожирения (ИМТ 35,0-39,9), 24% – I степень (ИМТ 30,0-34,9), избыточная масса тела (ИМТ 25,0-29,9) у 40%. В целях определения их рабочих параметров был задействован специализированный комплекс "Омега-М", спроектированный и изготовленный компанией "Динамика" из Санкт-Петербурга. Данный комплекс, объединяющий программные и аппаратные компоненты, позволяет исследовать биологические ритмы человеческого тела. Анализ биоритмов осуществляется на основе электрокардиограммы, охватывающей широкий диапазон частот. Этот подход базируется на изучении вариабельности промежутков времени между последовательными ударами сердца, давая возможность оценить функциональное состояние автономной нервной системы и обнаружить наличие разнообразных отклонений от нормы.

Для оценки автономной, центральной и промежуточной регуляции был проведен спектральный анализ HF и LF. Низкочастотный (LF – low frequency) компонент отражает силу волн низкой частоты, соответствующих вегетативному диапазону (медленные волны первого порядка Траубе-Геринга). Этот показатель отражает активность симпатических центров продолговатого мозга и реализуется через взаимодействие симпатической и парасимпатической нервной системы, с преобладанием влияния иннервации от верхнего грудного (звездчатого) симпатического ганглия [2, 5]. Высокочастотный (HF – high frequency) компонент, напротив, указывает на высокочастотный или дыхательный диапазон. Он отражает активность парасимпатического кардиоингибиторного центра продолговатого мозга, осуществляемую через блуждающий нерв [4]. Обладание высоким уровнем параметра Health говорит о крепком здоровье и возможности организма приспосабливаться к новым условиям. В свою очередь, пониженное значение этого показателя может сигнализировать о наличии проблем со здоровьем или переутомлении [9].

В ходе работы с данными использовались методы статистического анализа, реализованные с применением комплекса «Омега-М». Данный прибор фиксирует электрокардиографические показатели и транслирует их на компьютер для дальнейшей обработки. Ключевыми параметрами анализа являлись HF и LF. Уровни HF считались статистически важными, демонстрируя значения 336±61 при центральной регуляции и 1956±160 при автономном. Для LF были получены следующие значимые значения: 499±85 при центральной регуляции и 1359±169 при автономной регуляции.

В ходе эксперимента проводились пятиминутные сессии дыхательных упражнений. Анализ показал, что практика не оказывает существенного влияния на респираторную функцию и параметры вариабельности сердечного ритма у людей среднего и пожилого возраста в связи с замедлением обмена веществ, замедлением процессов обновления белков.

Однако наблюдалось повышение LF, что свидетельствует об активации симпатического отдела нервной системы, отвечающего за мобилизацию энергетических запасов организма.

Результаты

Анализ состояния испытуемых проводился непосредственно перед началом курса дыхательной гимнастики. После завершения упражнений была проведена повторная оценка, и полученные данные были сопоставлены с первоначальными. В результате сравнения удалось зафиксировать следующие изменения:

Рис. 1. Изменение типа регуляции сердечного ритма

Изменение типа регуляции наблюдается у 2 человек из 50. У 2 человек (4%) произошла смена центрального типа регуляции на промежуточный, они выполняли пятиминутные дыхательные упражнения (А на Рис. 1). Не было выявлено изменения типа регуляции от промежуточному к автономному (0%) (Б на Рис. 1). У 48 человек (96%) изменения типа регуляции не наблюдается, из них пятиминутные дыхательные упражнения выполняли 35 человек (72%), регулярные – 13 (27%) (В на Рис. 1).

Рис. 2. Изменение показателя Health

Также в результате исследования замечено улучшение показателя Health: из 2 человек, чей тип регуляции изменился на промежуточный, у всех отмечается увеличение показателя Health (4% от общего числа исследуемых) (А на Рис. 2). Ни у одного участника не произошло перехода к автономному типу регуляции (0% от общего числа исследуемых) (Б на Рис. 2) Из 48 человек (96%), чей тип регуляции не изменился, у 38 (76%) отмечается улучшение показателя Health, у 10 (20%) человек он снизился, а у остальных изменения отсутствовали (0%) (В на Рис. 2).

Рис. 3. Влияние дыхательных упражнений на тип регуляции сердечного ритма и работоспособность

Увеличение показателя Health отмечается у всех исследуемых, чей тип регуляции изменился с центрального на промежуточный в результате выполнения пятиминутных дыхательных упражнений (4%) (А на Рис.3), ни у кого из исследуемых, тип регуляции не изменился с промежуточного на автономный в результате выполнения пятиминутных дыхательных упражнений (0%) (Б на Рис. 3), в результате выполнения регулярных дыхательных упражнений у исследуемых не произошла смена центрального типа регуляции на промежуточный (0%) (В на Рис. 3). У испытуемых, чей тип регуляции не изменился, тоже наблюдается увеличение показателя Health при выполнении пятиминутных (64%) и регулярных (16%) индивидуальных дыхательных упражнений (Г и Д на Рис. 3).

Обсуждение

Настоящее исследование показало, что дыхательные практики оказывают воздействие на механизм управления вегетативной нервной системой. В ходе выполнения дыхательных упражнений в 4% случаев наблюдался переход от центрального к промежуточному типу регуляции, тогда как переход от промежуточного к автономному типу не был зафиксирован. Автономный тип регуляции отсутствует в данной возрастной категории, что связано с несколькими факторами: снижением чувствительности барорецепторов, изменениями в миокарде, хроническими заболеваниями (гипертония, диабет, ишемическая болезнь сердца) и негативными факторами образа жизни (курение, алкоголь, малоподвижность, хронический стресс) [10, 11]. Эти факторы способствуют развитию эндотелиальной дисфункции, воспалению и оксидативному стрессу, что ухудшает автономную регуляцию ВСР. Наконец, генетическая предрасположенность также может играть роль в ослаблении автономного контроля сердечного ритма с возрастом.

Переход от центрального типа к промежуточному свидетельствует о повышении адаптационных возможностей организма. Центральный тип часто сопутствует стрессу и переутомлению [12]. Переход к промежуточному типу указывает на восстановление баланса между симпатической и парасимпатической нервными системами. Преимущества этого перехода включают: снижение риска развития сердечно-сосудистых заболеваний, улучшение когнитивных функций, повышение устойчивости к стрессу, нормализацию сна и улучшение общего самочувствия, а также способствует лучшей адаптации к нагрузкам и повышению качества жизни [1].

Несмотря на отсутствие изменений в типе регуляции вегетативных функций, наблюдается рост работоспособности организма. У 76% участников исследования увеличился показатель Health, что свидетельствует о позитивных изменениях в функциональном состоянии. Это связано с несколькими факторами: дыхательные упражнения улучшают оксигенацию крови, повышая энергетический потенциал клеток и устойчивость к нагрузкам [7]. Регулярные дыхательные практики снижают уровень стресса и тревожности, активируя парасимпатическую нервную систему, что положительно влияет на сердечно-сосудистую систему и снижает риск заболеваний. Дыхательные упражнения также улучшают лимфодренаж и способствуют выведению токсинов, что улучшает общее состояние здоровья [4, 6]. Кроме того, они положительно влияют на когнитивные функции, улучшая кровоснабжение мозга и активность нейронов, что важно в условиях умственных нагрузок. Наконец, дыхательные практики гармонизируют работу эндокринной системы, стабилизируя уровень гормонов и улучшая общее самочувствие [8].

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Алейникова, Т.В. Вариабельность сердечного ритма (обзор литературы) // Проблемы здоровья и экологии. – 2012. – №1 (31). – С. 17-23.

2. Амосов, Н.М. Физическая активность и сердце / Н.М. Амосов, Я.А. Бендет. – Киев: Здоровья, 1984. – 232 с.

3. Баевский, Р.М., Иванов, Г.Г., Чирейкин, Л.В. и др. Анализ вариабельности сердечного ритма при использовании различных электрокардиографических систем (методические рекомендации) // Вестник аритмологии. – 2001. – № 24. – С. 65.

4. Баевский, P.M. Прогнозирование состояний на грани нормы и патологии. – М., Медицина, 1979. – 205 с.

5. Баевский, P.M., Берсенева, А.П. Оценка адаптационных возможностей организма и риск развития заболеваний. – М., Медицина. – 1997. – С. 265.

6. Баевский, P.M., Кириллов, О.И., Клецкин, С.З. Математический анализ изменений сердечного ритма при стрессе. – М, Наука, 1984. – С. 220.

7. Волкивская, Е.Д., Добрынина, И.Ю., Добрынин, Ю.В., Дроздович, Е.А., Еськов, В.М., Сулейменова, Р.А. Региональные особенности вариабельности сердечного ритма пациентов, страдающих ожирением // Фундаментальные исследования. – 2012. – №4. – С. 38-41.

8. Евстифеев, Д.В., Юрмашева, С.В. Анализ вариабельности сердечного ритма как современный метод диагностики функционального состояния организма человека // Medicus. – 2024. – № 5(59). – С. 18-21.

9. Ильина, Н.Л. Активизация функциональных систем у женщин пожилого возраста с повышенным индексом массы тела за счет включения в реабилитационную программу специальных дыхательных упражнений / Ильина Н. Л., Тарасов С. В., Микуляк Н. И., Кинзирский А. С. // Вестник Пензенского государственного университета. – 2018. – № 1(21). – С. 54-59.

10. Ильина, Н.Л. Альфа-ритм мозга как показатель адаптированности к спортивной деятельности и влияние индивидуальной дыхательной программы «Омега» на его стабилизацию / Н. Л. Ильина // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Естественные науки. – 2013. – № 4 (4). – C. 18-24.

11. Ильина, Н.Л. Особенности параметров оценки биологического возраста с помощью скрининг-диагностики «Омега- С» у лиц, осваивающих методы активного обучения / Н. Л. Ильина, С. В. Тарасов, О. А. Белова, Д. Б. Казанцева / / Международный научно-исследовательский журнал. – 2017. – № 01 (55). – Ч. 3. – C. 125-128.

12. Кулаичев, А.П. Лекция: Анализ вариабельности сердечного ритма. Компьютерная электрофизиология и функциональная диагностика. // Изд. 4-е, перераб. и доп. – М.: ИНФРА-М, 2007. – C. 370-389.

REFERENCES

1. Alejnikova T.V. Variabel'nost' serdechnogo ritma (obzor literatury) [Heart rate variability (literature review)]. Problemy zdorov'ya i ekologii [Health and environmental issues]. 2012. No.1 (31). pp. 17-23.

2. Amosov N.M. Fizicheskaya aktivnost' i serdce [Physical activity and heart]. N.M. Amosov, YA.A. Bendet. Kiev: Zdorov'ya, 1984. 232 p.

3. Baevskij R.M., Ivanov G.G., CHirejkin L.V. i dr. Analiz variabel'nosti serdechnogo ritma pri ispol'zovanii razlichnyh elektrokardiograficheskih sistem (metodicheskie rekomendacii) [Analysis of heart rate variability using different electrocardiographic systems (recommended practice)].Vestnik aritmologii [Bulletin of Arrhythmology]. 2001. No. 24. p. 65.

4. Baevskij P.M. Prognozirovanie sostoyanij na grani normy i patologii [Prediction of conditions on the verge of normal and pathology]. Moscow. Medicina, 1979. 205 p.

5. Baevskij P.M., Berseneva A.P. Ocenka adaptacionnyh vozmozhnostej organizma i risk razvitiya zabolevanij [Assessment of the adaptive capacity of the body and the risk of developing diseases]. Moscow. Medicina. 1997. p. 265.

6. Baevskij P.M., Kirillov O.I., Kleckin S.Z. Matematicheskij analiz izmenenij serdechnogo ritma pri stresse [Mathematical analysis of changes in heart rate under stress]. Moscow. Nauka, 1984. p. 220.

7. Volkivskaya E.D., Dobrynina I.YU., Dobrynin YU.V., Drozdovich E.A., Es'kov V.M., Sulejmenova R.A. Regional'nye osobennosti variabel'nosti serdechnogo ritma pacientov, stradayushchih ozhireniem [Regional features of heart rate variability in obese patients]. Fundamental'nye issledovaniya [Basic researches]. 2012. No.4. pp. 38-41.

8. Evstifeev D.V., YUrmasheva S.V. Analiz variabel'nosti serdechnogo ritma kak sovremennyj metod diagnostiki funkcional'nogo sostoyaniya organizma cheloveka [Analysis of heart rate variability as a modern method for diagnosing the functional state of the human body]. Medicus. 2024. No. 5(59). pp. 18-21.

9. Il'ina N.L. Aktivizaciya funkcional'nyh sistem u zhenshchin pozhilogo vozrasta s povyshennym indeksom massy tela za schet vklyucheniya v reabilitacionnuyu programmu special'nyh dyhatel'nyh uprazhnenij [Activation of functional systems in elderly women with an increased body mass index due to the inclusion of special respiratory exercises in the rehabilitation program]. Il'ina N. L., Tarasov S. V., Mikulyak N. I., Kinzirskij A. S. Vestnik Penzenskogo gosudarstvennogo universiteta [Bulletin of Penza State University]. 2018. No. 1(21). pp. 54-59.

10. Il'ina N.L. Al'fa-ritm mozga kak pokazatel' adaptirovannosti k sportivnoj deyatel'nosti i vliyanie individual'noj dyhatel'noj programmy «Omega» na ego stabilizaciyu [Alpha-rhythm of the brain as an indicator of adaptation to sports activities and the influence of the individual respiratory program "Omega" on its stabilization]. N. L. Il'ina. Izvestiya vysshih uchebnyh zavedenij [News of higher educational institutions]. Povolzhskij region [Volga region]. Estestvennye nauki [Natural sciences]. 2013. No. 4 (4). pp. 18-24.

11. Il'ina N.L. Osobennosti parametrov ocenki biologicheskogo vozrasta s pomoshch'yu skrining-diagnostiki «Omega- S» u lic, osvaivayushchih metody aktivnogo obucheniya [Peculiarities of Biological Age Assessment Parameters Using Omega-C Screening Diagnostics in Individuals Mastering Active Learning Methods]. N. L. Il'ina, S. V. Tarasov, O. A. Belova, D. B. Kazanceva. Mezhdunarodnyj nauchno-issledovatel'skij zhurnal [International Research Journal]. 2017. No. 01 (55). CH. 3. pp. 125-128.

12. Kulaichev A.P. Lekciya: Analiz variabel'nosti serdechnogo ritma. Komp'yuternaya elektrofiziologiya i funkcional'naya diagnostika [Heart rate variability analysis. Computational Electrophysiology and Functional Diagnostics]. Izd. 4-e, pererab. i dop. Moscow. INFRA-M, 2007. pp. 370-389.

Материал поступил в редакцию 28.03.25

EFFECT OF RESPIRATORY TECHNIQUES ON SPECTRAL MEASURES OF HEART RATE VARIABILITY IN MATURE WOMEN OF THE SECOND PERIOD

Z.Z. Yumaeva, Student

FSBEI HE "Penza State University"