Автореферат и диссертация по медицине (14.00.17) на тему:Сердечно-дыхательный синхронизм как метод оценки влияния повреждающих факторов внешней среды на нервную систему ребенка

КУБАНСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ МЕДИЦИНСКАЯ

АКАДЕМИЯ

_ „ г- Г> ч_

V I и О .»

о ¡. ■ На правах рукописи

АРКАДЬЕВА Татьяна Владшшровиа

СЕРДЕЧНО-ДЫХАТЕЛЬНЫЙ СИНХРОНИЗМ КАК МЕТОД ОЦЕНКИ ВЛИЯНИЯ ПОВРЕЖДАЮЩИХ ФАКТОРОВ ВНЕШНЕЙ СРЕДЫ НА НЕРВНУЮ СИСТЕМУ РЕБЕНКА.

14.00.17. . нормальная физиология, 14.00.33. - социальная гигиена и организация здравоохранения

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

КРАСНОДАР - 1995

Работа выполнена в Кубанской государственной медицинской академии.

Научные руководители - доктор медицинских наук, заслуженный деятель науки Российской Федерации, член-корреспондент АЕН РФ профессор В. М. Покровский.

доктор медицинских наук, профессор Б. А. Войцехович-

Официальные оппоненты:

1. Доктор медицинских наук, заслуженный деятель науки Российской Федерации,

профессор Е. К. Аганянц.

2. Доктор медицинских наук,

профессор Г. Я. Клименко.

Ведущая организация - Российский государственный

медицинский университет.

Защита состоится г. в 10 часов

на заседании диссертационного совета Д 084.06.01 Кубанской государственной медицинской академии (350690, г- Краснодар, ул. им. Седина, 4).

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке академии.

Автореферат разослан .....г.

Ученый секретарь У

диссертационного Совета, //

профессор // ^---ЮГ?. Шейх-Заде

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Центральная нервная система обеспечивает очень тонкие и хрупкие механизмы, регулирующие процессы, протекающие во всем организме. Поэтому, даже загрязнение окружающей среды может способствовать нарушению нервной регуляции, проявляющейся впоследствии различными заболеваниями (Я.И. Зви-няковский, 1979: И.Н. Горбатова, 1980; Ю.П. Дощицин, 1991, и Д.р.).

Согласно теории, разработанной В.М. Покровским, о влиянии центральной нервной системы на формирование сердечного ритма наряду с существованием общепризнанного генератора сердечного ритма в нем самом, существует генератор ритма сердца в центральной нервной системе. Если внутрисердечный генератор обуславливает жизнеобеспечение, сохраняя насосную функцию сердца при выключении центрального, то центральный! - обеспечивает тончайшие адаптивные реакции сердца в естественных регуляторных реакциях организма, проявляющиеся в случае необходимости изменением частоты сердечных сокращений, которая усваивается и воспроизводится сердцем.

Эта форма влияния может быть выявлена в виде феномена сердечно-дыхательного синхронизма. Благодаря тесной функциональной взаимосвязи центральных механизмов регуляции двух важнейших функций организма - кровообращения и дыхания (В.М. Покровский,М.А.Боброва, 1986), возможно управлять сердечным ритмом посредством произвольного высокочастотного дыхания, т.к. при частоте возбуждения дыхательного центра, близкой к частоте сердцебиений, происходит "навязывание" сердцу этого ритма (феномен сердечно-дыхательного :инхронизма).

У человека феномен состоит в том, что при высокочастотном дыхании возникает синхронизация между частотой дыхания и сердцебиений. При этом, на каждое дыхание строго через определенный промежуток времени приходится одно сокращение сердца. Изменение частоты дыхания в определенном диапазоне частот приводит к синхронному изменению ритма сердечных сокращений.

При некоторых видах патологии эта, существующая у здоровых людей, форма выявления центральной генерации ритма сердца нарушается, что находит отражение в уменьшении диапазона феномена или в отсутствии сердечно-дыхательного синхронизма (В.М. Покровский и др., 1990).

Проба сердечно-дыхательного синхронизма используется для дифференциальной диагностики органических и функциональных аритмий. У больных с функциональными аритмиями при развитии феномена синхронизации аритмия исчезала и возникала вновь через 30 с после прекращения пробы, а у больных с аритмией органического происхождения последняя во время пробы сохранялась (В.М. Покровский и др., 1991).

Таким образом, изменения в пробе сердечно-дыхательного синхронизма отражают нарушения в деятельности центральной нервной системы.

В литературе нет данных указывающих на применение вышеуказанной пробы как диагностического теста изменений функций центральной нервной системы при воздействии на организм человека различных повреждающих факторов внешней среды и, в частности, на организм ребенка как наиболее чувствительного к ним.

Во всех странах мира наблюдается рост болезней в возникновении и течение которых существенную роль играет нервная система, к ним относятся и неврозы (Б.Д. Петраков, Л.Б. Петракова, 1984).

По данным A.C. Кисилева (1986), в нашей стране существует значительный недоучет больных неврозами, обусловленный несовершенством организационных форм учета и обслуживания таких больных. Наиболее яркое проявление и не вкзыпаю-щее сомнений при диагностике, из всех неврозов, имеет логоневроз. Этот вид патологии, на наш взгляд, может представлять интерес для выяснения зависимости между уровнем его распространенности и концентрацией повреждающих экологических факторов.

В настоящее время методов, позволяющих достоверно определить начальные проявления патологического влияния какого-нибудь повреждающего фактора на детский организм практически нет. Предпринимались лишь попытки выявления иммунологических сдвигов, а также изменений в нормированных интенсивных показателях здоровья и т.д. (М.А. Башкиро-ва, Н.Г. Дьячкова, 1991; Ю.П. Дощицин и др., 1991).

Поэтому актуальный является разработка экспресс-метода, позволяющего в короткие сроки и без особых материальных затрат проводить диагностику изменений в нервной системе ребенка.

Поскольку нервная система наиболее . чувствительна к

повреждающим факторам окружающей среды, то данная работа была посвящена поиску метода, выявляющего изменения ее функций на начальной стадии действия этих факторов, основывающегося на новом представлении о центральной природе возникновения сердечного ритма.

В связи с этим целью настоящей работы явилась разработка экспресс - метода оценки влияния повреждающих факторов внешней среды на нервную систему ребенка.

Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи: - определить в городе Краснодаре районы с контрастным уровнем загрязнения окружающей среды;

- провести анализ общей заболеваемости детей и частоты встречаемости логоневроза у детей 5-7 лет, проживающих в экологически неблагоприятном и экологически более благоприятном районах, выбрав логоневроз в качестве "маркера" патологического влияния окружающей среды;

- установить связь между изменениями в центральной -нервной системе и наличием у детей логоневроза;

- установить зависимость функциональных изменений в центральной нервной системе от действия неблагоприятной экологической обстановки у здоровых детей.

Научная новизна проведенных исследований заключается в том, что в настоящей работе, впервые:

- показано изменение диапазона сердечно-дыхательного синхронизма у детей, страдающих логоневрозом;

- установлена связь между уровнем заболеваемости детей 5 - 7 лет логоневрозом'и наличием в районах их проживания повреждающих экологических факторов;

- установлена связь между изменениями диапазона сердечно-дыхательного синхронизма у здоровых детей и наличием во внешней среде повышенной концентрации повреждающих веществ;

- апробирована в качестве критерия оценки действия повреждающих экологических факторов на нервную систему ребенка проба сердечно-дыхательного синхронизма.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Изменения в феномене сердечно-дыхательного синхронизма отражают функциональные нарушения в центральной нервной системе.

2. Изменения в феномене сердечно-дыхательного синхронизма отражает скрытые функциональные нарушения центральной нервной системы у детей, вызванные неблагоприятной экологической обстановкой в районе их проживания.

3. Проба сердечно-дыхательного синхронизма может быть использована для выявления начальных функциональных изменений в центральной нервной системе.

Научно-практическая значимость работы. Исследование носит прикладной характер и содержит новое решение актуальной научной задачи: выявляет изменения характера влияния центральной нервной системы на формирование ритма сердца под действием повреждающих экологических факторов. Это позволяет предложить использовать в массовых исследованиях в качестве теста .- оценки начальных изменений в центральной нервной системе пробу сердечно-дыхательного синхронизма.

Проведенные исследования позволяют использовать распро--странность логоневроза как показатель патологического влияния неблагоприятной экологической обстановки.

Апробация работы. Работа прошла апробацию на совместном заседании кафедр нормальной физиологии и социальной гигиены и организации здравоохранения Кубанской государственной медицинской академии.

Объем и структура диссертации. Материалы диссертации изложены на 166 страницах машинописного текста, состоят из введения, пяти глав, заключения, выводов, списка литературы из 210 источников (138 отечественных и 72 иностранных). Работа проиллюстрирована 15 рисунками, содержит 12 таблиц и 5 приложений.

Публикации. По теме диссертации опубликовано четыре научных работы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Организационно-методические этапы исследования

Для решения поставленных задач была разработана комплексная методика, включающая в себя социально-гигиенические, статистические, физиологические методы исследования. Работа была выполнена в. четыре этапа.

1 этап - санитарно-гигиенический.

Совместно с сотрудниками Краевого центра санэпиднадзора оыли собраны данные систематических наблюдений за состоянием почвы, атмосферного воздуха и питьевой воды за пятилетний период (1989-1993). Материалы были предоставлены ответственными организациями: Кубаньгеология, Горводо-канал, Госкомгидромет. Данные были проанализированы этдельно за каждый год с вычислением средних величин и :игм. Расчеты проводились в соответствии с СН 369-74, исходные данные получали из форм ЦСУ (например, для воздуха -ЦСУ F 2 тп - воздух).

По специальной программе был проведен компьютерный шализ этих данных с определением двух районов, имеющих контрастный уровень загрязнения окружающей среды - эко-югически благоприятный и неблагоприятный.

2 этап - статистический..

Для оценки влияния экологической обстановки на здоровье людей в исследуемых районах города Краснодара изучалась збщая заболеваемость детей, как наиболее чувствительных к действию внешних вредных факторов.

Был использован одноступенчатый серийный способ выборочного наблюдения, вид статистического наблюдения - одномоментный, период наблюдения - три года (1990-1992).

В каждом из отобранных ранее районах г. Краснодара было зпределено по одной детской поликлинике - так называемые 'серии". Единицей наблюдения в каждой серии являлся случай тболевания. Информацию получали из официальных статистических документов: "Талоны уточненного диагноза" (форма í" 25в) и "Карты индивидуального развития ребенка". На осно-}ании выкопированных из этих документов данных была ¡оставлена картина общей заболеваемости детей, состоящих на гчете в указанных поликлиниках.

В выявленных экологически благоприятном и неблагоприятном районах города был проведен сравнительный анализ уровней заболеваемости логоневрозом проживающих тая детей. Логоневроз был выбран как заболевание - "маркер", действия неблагоприятных экологических факторов.

Изучение распространенности логоневроза проводилось также одноступенчатым серийным способом выборочного наблюдения. В указанных выше поликлиниках г. Краснодара, так называемых "сериях", изучались все единицы наблюдения, которыми являлись дети в возрасте 5-7 лег, страдающие логоневрозом. Они либо состояли на учете у логопеда в данных поликлиниках, либо посещали специализированные детские сады, но обязательно не менее пяти лет проживали в районе обслуживания этих поликлиник.

I

3 этап - формирование групп наблюдения.

Для обследования были отобраны дети в возрасте 5-7 лет в контрольную, опытную группы и группу детей больных логоневрозом. Отбор детей происходил методом "копия-пара", позволяющим сформировать в каждую из групп, детей с максимально аналогичными признаками по специально созданной "Карте социально-гигиенического портрета ребенка, его семьи и материально-жилищных условий".

Контрольная группа состояла из 76 (46 мальчиков и 30 девочек) здоровых детей, проживающих в экологически благоприятном районе, опытная группа - из 50 (26 мальчиков и 24 девочки) здоровых детей проживающих в экологически неблагоприятном районе. В группу больных логоневрозом входило 46 детей (28 мальчиков и 18 девочек).

Процентный возрастно-половой состав каждой из групп определялся требованиями репрезентативности выборки.

При проведении данного исследования мы установили уровень точности, го есть допустимой ошибки и доверительной вероятности, равной 0,954.

4 этап - физиологический.

Пробу сердечно-дыхательного синхронизма получали путем заданного высокочастотного дыхания. Для этого записывали электрокардиограмму, интервалограмму и пневмограмму в исходном состоянии, в процессе навязки ритма, в момент появления феномена и восстановительный период.;

После записи исходных параметров испытуемые начинали дышать в такт световому раздражителю. В качестве такого

применяли вспышки света фотостимулятора, частота которых задавалась экспериментатором.

Первоначально частота вспышек фотостимулятора бралась на 50% ниже исходной частоты сердцебиений. Испытуемые дышали в такт вспышкам в течение 1,0 - 1,5 минуты, а затем переходили на обычное дыхание. После восстановления исходных параметров частоту светового раздражителя увеличивали на 5% и пробу повторяли вновь. Проводя такие пробы с разной частотой, находили частоту дыхания (вспышек фотостимулятора), при которой начинался феномен. Эту величину частоты условно обозначали минимальной границей диапазона.

По мере увеличения частоты, дыхание достигало определенной величины, при которой феномен не вызывался, хотя испытуемые дышали в такт световому раздражителю. Наибольшую величину частоты дыхания, при которой еще наблюдался феномен, условно обозначали как- максимальную. Таким образом, устанавливали диапазон синхронизации, т.е. находили границы его начала и прекращения.

Затем границы диапазона управления ритмом сердца проверяли, производя их определение в обратном порядке, для чего частоту дыхания ступенчато каждый раз понижали на 5%. Таким образом, установление частотных границ диапазона управления ритмом сердца у испытуемых производили дважды.

Исследования проводили в одинаковых условиях в первой половине дня.

Полученные результаты и их обсуждение

Для изучения влияния загрязнения окружающей среды на здоровье населения в данной работе были выбраны два района: 1-й, где уровни загрязнения окружающей среды (воздуха, воды и почвы) превышают установленные нормативы, и П-й, с загрязнением в пределах величин, допустимых концентраций (ПДК) или близких к ним.

При изучении в отобранных районах общей заболеваемости и распространенности логоневроза были получены следующие данные: средний уровень общей-заболеваемости в неблагоприятном районе в 2,217 раза выше (р<0,01), чем в благоприятном, и держится на одном уровне, не выражая особой тенденции! к росту.

В структуре общей заболеваемости наибольшую долю (61,6? в благоприятном районе и 65,9% - в неблагоприятном) зани мают болезни органов дыхания, значительное место сред! которых приходится на острые респираторные заболевания.

Второе место делят между собой заболевания нервно! системы и органов чувств (7,3% в благоприятном районе I 10,9% - в неблагоприятном) и инфекционные болезни (7,0% 1 8,1% - соответственно).

Третье место занимают болезни кожи^б.З^ в благоприятна^: районе и 7,5% - в неблагоприятном), травматические пораже ния (2,5% и 1,2% - соответственно) и заболевания органоЕ пищеварения (2,0% и 3,6% - соответственно).

На четвертом месте в благоприятном районе стоят заболв' вания системы кровообращения (0,7%) и новообразования (0,1%), в неблагоприятном - картина несколько иная: болезни сердечно-сосудистой системы - в 0,1%, а новообразования встречаются в 0,5% случаев.

Таким образом, в неблагоприятном районе выше не только уровень общей заболеваемости, но и удельный вес заболеваний дыхательной и нервной систем, а также новообразований, что может свидетельствовать о патологическом влиянии окружающей среды на детский организм.

Изучение распространенности логоневроза в отобранных нами районах было проведено единовременным серийным способом выборочного наблюдения в поликлиниках, расположенных в районах с контрастным уровнем загрязнения окружающей среды за 1993 год.

В детской поликлинике, расположенной в благоприятном районе, на учете состояло 2269 детей в возрасте 5-7 лет. Из них 107 были больны логоневрозом (посещали логопеда в поликлинике - 13 человек, специализированные детские сады - 94).

В детской поликлинике, расположенной в неблагоприятном районе, на учете состояло 2640 детей в возрасте 5-7 лет. Из них 230 страдало логоневрозом (посещали логопеда; в поликлинике - 30 человек, специализированные детские сады - 200).

Таким образом, интенсивный показатель заболеваемости д^тей логоневрозом в благоприятном районе - 4,7%, а в неблагоприятном - 8,7%. Анализируя полученные результаты, можно сделать вывод, что уровень распространенности лого-невроза среди детей, проживающих в районе с повышенной концентрацией загрязняющих воду, почву и воздух веществ, в

1,85 раза выше (р 0,01) чем среди детей, проживающих в более благоприятном в плане экологии районе.

Из детей проживающих, в отобранных районах, было сформировано три группы наблюдения: контрольная, опытная и группа детей больных логоневрозом (см. организационно-методические этапы исследования), в которых была исследована проба сердечно-дыхательного синхронизма.

Данные сравнительного анализа параметров диапазона феномена сердечно-дыхательного синхронизма в норме (контрольная группа) и при патологии (группа детей с логоневрозом) были необходимы для оценки сердечно-дыхательного синхронизма у здоровых детей, проживающих в экологически неблагоприятном районе.

Поскольку достоверных различий у детей обоего пола в параметрах сердечно-дыхательного синхронизма не было выявлено во всех группах наблюдений, то полученные результаты не разделялись по половому признаку.

У детей контрольной группы сердечно-дыхательный синхронизм при пробе с заданным высокочастотным дыханием имел место в диапазоне частот 62,1 + 1,7 - 125,0 + 1,2 и наблюдался как в форме управляемой брадикардии (урежение на 30,5%), так и в форме управляемой тахикардии (учащение на 39,8%). Ширина диапазона управления ритмом сердца была 62,9 + 1,4 кардиоциклов.

В группе детей, страдающих логоневрозом, диапазон сердечно-дыхательного синхронизма существенно сужался и составлял 112,4 + 0,7 - 128,0 + 0,7 (ширина диапазона 16,4 + 1,2 кар-диоцикла), что в 3,8 раза уже (р •С 0,01), чем соответствующие показатели в контрольной группе. Кроме того, у детей, страдающих логоневрозом, феномен имел место только при учащении ритма (на минимальной границе диапазона на 9,6 + 1,4%) а на максимальной соответственно на 25,6 + 1,2%), и проба становилась односторонней.

Переходные периоды и восстановительный период после прекращения феномена на максимальной границе диапазона у детей с логоневрозом были продолжительнее (р .<£ 0,01), чем у здоровых детей.

Таким образом, были выявлены изменения в пробе сердечно-дыхательного синхронизма у детей с нарушениями в центральной нервной системе. При возникновении логоневроза так

же, как и при появлении неврозов, имеют значение нарушение уравновешенности нервных процессов, фиксация болезненных симптомов вследствие их частого повторения (М. Ceyer, G. Eh-mann, J.Lossow, 1985). Существенную роль в его развитии, в частности, играет и тот факт, что сильное раздражение различными патогенными факторами "дезорганизует" функции ряда важнейших ферментных систем, в коре мозга увеличивается содержание рибонуклеаз(Н.К. Газа, Г.А. Нечаева, 1969) и резко снижается активность холинэстеразы (А.Г. Кузовков, 1971). Глубокие сдвиги в обменных процессах и в ферментных реакциях ведут к истощению клеток мозга и к развитию невротического состояния.

При анализе данных, полученных в опытной группе мы, установили, что диапазон, в котором наблюдается феномен в данной группе в 1,9 раза уже (р < 0,01) по сравнению с контрольной группой, но в 2,0 раза шире (р 0,01), чем в группе детей, страдающих логоневрозом.

Переходный й восстановительные периоды феномена также были более длительны и сопровождались большей ■ частотой дыхания и сердечных сокращений. У детей опытной группы переходные периоды и восстановительные период после максимальной границы феномена были длиннее в среднем в 1,13 раза (р < 0,01). Наиболее . , существенные и статистически достоверные различия в показателях феномена отражены в табл. 1.

Таблица 1.

Параметры феномена сердечно-дыхательного синхронизма по группам наблюдения

Параметры феномена Контрольная группа Опытная группа Дети, страд, логоневрозом

Ширина диапазона (кардиоц.) 62,9 +1,4 33,5 +1,7 16,4 +1,2

Длительность переходного периода на максимальной границе (с) 15,0 +0,7 16,4 +0,7 18,1 +1,2

Длительность переходного периода на минимальной границе (с) 14,2 +0,7 15,2 +0,8 16,1 +0,9

Длительность восстановит, периода на максимальной границе (с) 16,5 +0,91 18,2 +0,4 21,4 +0,9

В отличие от детей больных логоневрозом, проба с заданным высокочастотным дыханием, у детей опытной группы не была односторонней, наблюдалась как в зоне управляемой тахикардии, так и в зоне управляемой брадикардии, хотя в отличие от контрольной группы, была более сдвинута в сторону тахикардии.

Таким образом была выявлена связь между изменениями в феномене сердечно-дыхательного синхронизма и патологи-

ческим воздействием окружающей среды, выражающася в уменьшении ширины диапазона феномена у здоровых детей, проживающих в экологически неблагоприятном районе города.

На основании представленных данных мы обосновали возможность использования феномена сердечно-дыхательного синхронизма как способа оценки влияния вредных факторов окружающей среды на нервную систему. Очевидно, выявленные изменения являются следствием нарушений межнейрона-льных связей сердечного и дыхательного центров продолговатого мозга, вызванных неблагоприятным влиянием окружающей среды, взаимодействие которых и определяют ширину диапазона, а также другие параметры феномена.

Результаты, полученные в нашей работе, говорят о том, что предлагаемая проба выявляет начальные, доклинические проявления изменений в центральной нервной системе..

выводы

1. Загрязнение окружающей среды отрицательно влияет на здоровье детей. Показатели общей заболеваемости детей в экологически неблагоприятном районе города в 2,2 раза выше по сравнению с таковыми в экологически более благоприятном районе.

2. Повреждающие факторы внешней среды патологически влияют на нервную систему детей, гак как уровень заболеваемости детей логоневрозом в неблагоприятном районе в 1,8 раза выше, чем в благоприятном.

3. Обнаружена связь между изменениями в параметрах феномена сердечно-дыхательного синхронизма и нарушением функций центральной нервной системы, так как у детей, страдающих логоневрозом, диапазон феномена сужен в 3,8 раза по сревнению с аналогичными показателями в контрольной группе здоровых детей.

4. Выявлена связь между изменениями в феномене сердечно-дыхательного синхронизма и патологическим влиянием окружающей среды у детей • без выраженных нарушений в центральной нервной системе. У здоровых детей, проживающих в экологически неблагоприятном районе, диапазон феномена сердечно-дыхательного синхронизма- в 1,9 раз уже по сравнению с контрольной группой.

5. Проведенный анализ общей заболеваемости, распространенности погоневроза и особенностей феномена сердечно-дыхательного синхронизма позволяет предложить пробу сердечно-дыхательного синхронизма в качестве метода диагностики начальных изменений в нервной системе детей в массовых социально-гигиенических исследованиях.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Аркадьева Т.В. Возможность донозологической оценки влияния повреждающих факторов внешней среды на организм ребенка по изменению _нервной регуляции ритма сердца //Материалы конференции студенческого научного общества, посвященные юбилею академии. - Краснодар, 1995. - С. 24-25.

2. Аркадьева Т.В. Оценка влияния повреждающих факторов внешней среды на организм ребенка по изменению нервной регуляции сердца //Кубанский научный медицинский вестник. - 1995. - № 2-3 (9-10). - С. 76-78.

3. Аркадьева Т.В. Логоневроз как раннее проявление патологического влияния загрязнения окружающей среды на организм ребенка //Кубанский Г научный медицинский вестник. - 1995. № 2-3 (9-10). - С. 83-84.

4. Мелихова Н.Е., Аркадьева Т.В. Дети как наиболее чувствительная к влиянию вредных факторов окружающей среды часть населения //Материалы конференции студенческого научного общества, посвященные юбилею академии. - Краснодар, 1995. - С. 232-234.