Вегетативные проявления экзаменационного стресса

* - показатели ВСР, рекомендованные к использованию Европейским обществом кардиологов и Северо-Американским обществом стимуляции и электрофизиологии ( Heart rate variability ; 1996).

Психофизиологические  методики: Определение скорости сложной сенсомоторной реакции (Марищук В.Л. и соавт., 1984); определение критической частоты световых мельканий (КЧСМ); определение уровня тремора (Богданова Д.Я. и соавт., 1971; Марищук В.Л. и соавт., 1984).

Психологические методики: Определение личностной и реактивной (ситуативной) тревожности по Спилбергеру (Ханин Ю.Л., 1978; Марищук В.Л. и соавт., 1984); 16-факторный опросник Кеттела (Аверин В.А., Бухарина Т.Л., 1995; Райгородский Д.Я., 2000); тест ЧХТ для определения характеристик высшей нервной деятельности (сила нервных процессов со стороны возбуждения, сила нервных процессов со стороны торможения, подвижность и уравновешенность нервных процессов (Марищук В.Л. и соавт., 1984); тест на определение уровня самооценки (Петровский А.В., 1972); опросник для определения иерархической структуры актуальных страхов (Щербатых Ю.В., Ивлева Е.И., 1998).

Полученные данные обрабатывались на ЭВМ при помощи пакета статистических программ STATGRAPHIC for Windows . По каждой группе данных вычислялись такие статистические показатели, как: среднее значение, медиана, мода, стандартная ошибка среднего; для оценки близости изучаемого распределения  к нормальному использовался c ² критерий Пирсона, а также определялись стандартизированный коэффициент эксцесса и стандартизированный коэффициент асимметрии. Д ля оценки связей между признаками использовали коэффициент ранговой корреляции Спирмена; достоверность изменений психологических и физиологических показателей при стрессе по сравнению с нормой определяли при помощи Т-критерия Вилкоксона. Д ля определения связи между отдельными показателями вычислялись коэффициенты корреляции; для построения моделей и прогноза уровня стресса вычислялись формулы простой и множественной регрессии.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

1. Физиологические  показатели студентов в норме  и в условиях

экзаменационного  стресса

В норме частота сердечных  сокращений в обследованной популяции (студентов медицинской академии и школьников старших классов) составляла 79.0 ± 0.8 ударов в минуту, перед экзаменом - 97.7 ± 1.2 удара в минуту. Среднее повышение частоты пульса составило 25.3 ± 1.4%, что в целом согласуется с данными других авторов, отмечавших тахикардию у студентов во время экзаменов (Плотников В.В., 1983; Покалев Г.М. и соавт., 1985; Доскин А.В., 1988; Шангин А.Б., Шостак В.И., 1992; Бадиков В.И., Быкова Е.В., Климина Н.В., 1997; Умрюхин Е.А., Быкова Е.В., Климина Н.В., 1999; Должиков А.П., Склярук Н.А., 2001; Лапшова Н.А., 2001). Результаты наших исследований показывают, что , во-первых, мода показателя пульса в условиях стресса сдвигается в область больших величин, что отражает общую активацию симпатической системы, а, во-вторых, отмечается увеличение дисперсии распределения показателей пульса. В состоянии экзаменационного стресса 3.8% студентов имели показатели пульса в пределах 120-150 ударов, что свидетельствует о резко выраженной реакции симпатической системы на процедуру экзамена; с другой стороны, 1.3% студентов имели показатели ЧСС сдвинутые в область брадикардии, что может свидетельствовать об активации парасимпатической системы, реагирующей таким образом на истощение ресурсов нервной системы.

Средние показатели артериального  давления в норме по исследованной  нами популяции студентов составляли: 114.3 ± 0.9 мм рт. ст. для систолического, 73.1 ± 0.6 мм рт. ст. для диастолического  и 41.3 ± 0.6 мм рт. ст. для пульсового артериального  давления. Экзаменационный стресс сопровождался  достоверным увеличением соответствующих  показателей гемодинамики. Перед  экзаменом среднее систолическое  давление по всей группе испытуемых составляло 129.2 ± 1.5 мм рт. ст. (р < 0.001), диастолическое - 81.9 ± 0.9 мм рт. ст. (р < 0.01), пульсовое - 47.3 ± 1.1 мм рт. ст. (р < 0.01), при этом происходило увеличение “разброса” показателей АД в популяции по сравнению с нормой.

Для оценки уровня состояния  вегетативных систем организма традиционно  используется вегетативный индекс Кердо (ВИК), отражающий уровень вегетативного  гомеостаза ( Вейн А.М., 1991). Этот показатель ранее применялся как один из важнейших  индикаторов состояния ВНС у  людей, испытывающих стресса (Плотников  В.В., 1983; Еремин А.Л., 1989; Судаков К.В., 1998), однако разброс величин ВИК, имеющихся в этих исследованиях, и отсутствие норм по ВИК для людей  разного пола и возраста, заставили  нас вновь обратиться к измерению  этого параметра у студентов. Вегетативный индекс Кердо рассчитывался  по формуле: ВИК = (1 - АДД/ЧСС) х 100. Состояние экзаменационного стресса приводило к достоверному увеличению ВИК практически у всех студентов: средний показатель ВИК (по студентам обоего пола) возрастал с 4.2 ± 1.2 до 17.1 ± 1.4 ед. (р < 0.001) . У женщин показатели ВИК достоверно превышали аналогичные показатели мужчин как в состоянии относительного покоя, так и во время стресса, вызванного экзаменом. В спокойном состоянии средние показатели ВИК для мужчин равнялись -2.3 ± 1.8 ед., а для женщин +7.5 ± 1.3.ед. При стрессе показатели ВИК составляли +10.0 ± 2.7 ед. и +21.4 ± 1.5 ед. для мужчин и женщин соответственно.

Экзаменационный стресс приводил к значительному изменению и  других показателей, отражающих деятельность сердечно-сосудистой и дыхательной  системы студентов. Так, перед экзаменом  у них достоверно увеличивался минутный объем крови (с 3.36 ± 0.07 л до 4.52 ± 0.11 л), дыхание становилось более  глубоким и редким (его частота  уменьшалась с 14.2 ± 0.4 до 11.5 ± 0.4 дыхательных  движений в минуту), при этом возрастали средние показатели коэффициента Хильдебранта, который отражает межсистемные соотношения  между дыхательной и сердечно-сосудистой системами и вычисляется как  отношение частоты сердечных  сокращений к частоте дыхания (Вейн А.М., 1991). Согласно нашим исследованиям, коэффициент Хильдебранта положительно коррелирует с показателями вариабельности сердечного ритма, отражающими активность симпатического отдела, и отрицательно - с показателями, отражающими активность парасимпатического отдела вегетативной нервной системы. При стрессе коэффициент Хильдебранта возрастал с 5.9 ± 0.2 до 9.3 ± 0.2 ед. ( р < 0.001).

Анализ вариабельности сердечного ритма (ВСР) в нашей работе включал  в себя определение важнейших  статистических характеристик ВСР, методы вариационной пульсометрии, вариационной ритмографии и спектральный анализ. Согласно рекомендациям рабочей  группы Европейского Кардиологического  Общества и Северо-Американского  общества стимуляции и электрофизиологии, наиболее распространенным показателем  для общей оценки ВСР является стандартное отклонение кардиоинтервалов ( SDNN ), отражающее влияние парасимпатической  системы на деятельность сердца ( Heart rate variability , 1996). Экзаменационный стресс приводит к снижению вариабельности кардиоинтервалов с 63.53 ± 1.87 мс (во время  обычного учебного процесса) до 47.86 ± 1.79 мс - в состоянии стресса (р < 0.001), что свидетельствует о значительном снижении активности парасимпатического отдела вегетативной нервной системы во время экзаменов. В то же время следует отметить наличие индивидуальных различий в реакции вегетативной нервной системы на стресс, так как в исследуемой популяции имелись студенты (6%), реагировавшие на процедуру экзамена увеличением SDNN на 10-40 мс. Одним из возможных вариантов объяснения данного феномена может быть явление “запредельного торможения”, которое возникает у субъектов со слабым типом нервной системы при сверхсильных психических нагрузках (Суворова В.В., 1975). Сравнение изменений различных маркеров парасимпатической активности (коэффициента вариации, SDNN , RMSSD , pNN 50) показало, что наиболее чувствительным к стрессу показателем оказался параметр pNN 50, отражающий долю наиболее вариабельных кардиоинтервалов в общем массиве. Перед экзаменом в среднем по группе показатель pNN 50 снижался на 73% ( для сравнения: уменьшение показателя RMSSD составило 48%, а коэффициента вариации - всего лишь 5%). Поэтому мы можем рекомендовать этот показатель в качестве наиболее чувствительного индикатора эмоционального стресса, отражающего изменение работы парасимпатической нервной системы.

Для оценки состояния симпатической  системы студентов во время эмоционального стресса мы использовали показатели амплитуды моды кардиоинтервалов (АМо) и индекса напряжения (ИН) регуляторных систем. Средняя величина АМо во время обычного учебного процесса составила 32.6 ± 0.9 %, а перед экзаменом - 45.5 ± 1.4 % (р < 0.001), что в целом соответствуют аналогичным показателям, полученным другими исследователями на здоровых лицах (Панькова М.Н., Жебровская Н.Е., 2001). Индекс напряжения вычислялся по формуле: ИН =AMo /2* Mo * MxDMn , где A М o — амплитуда моды кардионтервалов, Mo — мода значений кардиоинтервалов, MxDMn — вариационный размах. Так как числитель этой формулы отражает активность симпатического отдела, а знаменатель — парасимпатического отдела ВНС, то итоговая величина ИН отражает общую активацию организма и степень сдвига вегетативного баланса в сторону преобладания симпатического отдела над парасимпатическим. Этот показатель хорошо зарекомендовал себя на практике как чувствительный индикатор активации симпатической системе при стрессе (Баевский Р.М., Кириллов О.И., Клецкин С.З., 1984; Глушкова Е.К., 1988; Сапова Н., 1993; Авилов О.В., 1999; Ерышев О.Ф., Дубинина Л.А., 1999; Щербатых Ю.В., 1999; Должиков А.П., Склярук Н.А., 2001). В обследованной нами популяции студентов ИН составлял в норме 72.6 ± 4.9 усл. ед., а перед экзаменом - 161.6 ± 11.4 усл. ед. (р < 0.001).

Особое внимание в нашем  исследовании было уделено спектральному  анализу кардиоинтервалов, позволяющему оценивать вклад отдельных управляющих  структур ЦНС в общий ритм деятельности сердца. Так как в литературе встречается  два основных способа измерения  величины спектра - по абсолютной мощности и в процентах, причем в зависимости от выбранного метода подсчета результаты носят разнонаправленный характер, мы в своем исследовании применяли оба метода измерения мощности: нормированный метод (в процентах от суммарного спектра), и в абсолютных единицах ( мс² х 1000) (Табл.2).

Табл. 2. Показатели мощности отдельных составляющих спектра сердечного ритма в покое и в состоянии стресса.

HF а, LF а, VLF а - подсчет мощности в абсолютных единицах (мс²х1000); HF %, LF % VLF % - подсчет мощности в относительных единицах (%). Достоверность разницы между показателями в норме и при стрессе: * - р<0.05; ** - р<0.01; *** - р<0.001.

Уменьшение как относительной, так и абсолютной мощности HF волн вполне укладывается в существующие представления о системе регуляции  сердечной деятельности, так как  согласно общепризнанным взглядам, этот диапазон спектра (частоты от 0.4 до 0.15 Гц) отражает активность ядра блуждающего  нерва (Баевский Р.М., Кириллов О.И., Клецкин  С.З. 1984; Heart rate variability , 1996; Malliani A ., Lombardi F ., Pagani M . 1994; Malik M ., Camm A . J ., 1994; Данилова Н.Н., Астафьев С.В., 1999). Природа длинноволновой части спектра ВСР, лежащая в  диапазоне частот 0.15 до 0.04 Гц ( LF -волн, “вазомоторных волн”, “волн Майера”, “волн Геринга” и пр.) пока остается неясной. Чаще всего колебания ВСР  в этом частотном диапазоне связывают  с изменением тонуса симпатической  нервной системы (Rimoldi 1990; Malliani A., Pagani M., Lombardi F., 1991; Malliani A ., Lombardi F ., Pagani M ., 1994). В то же время, отдельные исследователи  связывают эти колебания с  функцией барорецепторов ( Akselrod S ., Gordon D ., Ubel F . et al ., 1981; Appel M . L ., Berger R . D ., Saul J . P ., et al .,1989), с петлей обратной связи  в системе регуляции кровяного  давления ( Baselli G ., Cerutti S ., Livraghi M . et al ., 1988 ), с сосудистыми эффектами ( Burne E . A . Porges S . W ., 1992 ) и пр. Существует мнение, что этот параметр отражает суммарный  эффект центральной регуляции, включающей в себя как высшие симпатические, так и парасимпатические влияния  на ритм сердца ( Akselrod S ., Gordon D ., Ubel F . et al ., 1981; Heart rate variability , 1996; Джафарова О.А., Донская О.Г., Изарова О.И., Путилов  А.А., 1999). В наших исследованиях  мощность LF - диапазона, измеренная в абсолютных единицах, перед экзаменом уменьшалась на 23%, а при измерении в относительных единицах отмечался прирост интенсивности этих волн на 19%. Такая парадоксальная, на первый взгляд, картина наблюдалась и другими исследователями, что было отмечена и другими экспертами ( Heart rate variability , 1996). Учитывая, что при 5-минутном отведении кардиоинтервалов большая часть общей мощности спектра приходится на HF и LF диапазоны, а нормированная оценка, таким образом, отражает соотношение активности нервных центров, генерирующих LF и HF колебания, можно предположить, что увеличение относительной мощности LF волн во время эмоционального возбуждения показывает всего лишь ослабление при стрессе активности ядра блуждающего нерва. В то же время достаточно тесная корреляция абсолютной мощности LF колебаний с такими показателями парасимпатической системы, как SDNN , pNN 50, RMSSD может свидетельствовать о принадлежности гипотетического LF генератора к парасимпатическому отделу вегетативной нервной системы, однако эта гипотеза требует дополнительных доказательств.

В последнее время подчеркивается необходимость индивидуального  подхода к изучению стрессорных  реакций, так как при вычислении среднестатистических норм зачастую “смазываются”  важные закономерности реагирования отдельных  индивидуумов, отличающихся по физиологическим  или психологическим показателям (Судаков В.К., 1998). Поэтому в нашей  работе было осуществлен анализ физиологических  реакций студентов, изначально различающихся  по вегетативному статусу. В качестве индикатора вегетативного баланса  мы выбрали индекс напряжения регуляторных систем (ИН), который отражает соотношение  активности симпатического и парасимпатического отделов. По результатам анализа  вариабельности сердечного ритма студенты были разделены на три группы: «ваготоники», у которых ИН в норме не превышал 30 усл. единиц, «нормотоники», которые имели показатели ИН от 31 до 120 усл. ед. и «симпатикотоники» с показателями ИН от 121 до 300 усл. ед. (Табл.3).

Таблица 3. Показатели вариабельности сердечного ритма и вегетативного индекса Кердо у студентов с различной активностью ВНС.