CHANGES OF THE HEART RHYTHM IN GIRLS AND YOUNG MEN IN THE CONDITIONS OF AROMATHERAPY

Full Text

На сегодняшний день стресс, в том числе ментальный, является одной из акту-альнейших проблем современного общества. Негативное влияние стресса, распространя-ясь на самое активное и трудоспособное население, в частности студентов, способ-ствует развитию психических расстройств и соматических нарушений [1; 2]. Интенсифи-кация учебного процесса всё чаще вызывает у студентов информационный стресс, со-провождающийся выраженными изменени-ями вегетативных функций [3] и, в первую очередь, параметров кардиогемодинамики [4-6]. Одним из распространённых способов коррекции функционального состояния ор-ганизма является методика ароматерапии [7; 8]. Включение в повседневную жизнь адек-ватных аромавоздействий открывает пер-спективы относительного улучшения инди-видуального здоровья и качества жизни лю-дей, вовлечённых в сферу интеллектуально-го труда, в том числе учащейся молодёжи. Являясь малозатратным и вполне доступ-ным, данный способ позволяет предотвра-тить астенические и депрессивные явления, снизить повышенную тревожность, увели-чить устойчивость к стрессовым факторам [9], ослабить синдром эмоционального вы-горания [10], а также лимитировать ряд негативных кардиологических симптомов [8]. Достаточно часто при ароматерапии ис-пользуют эфирное масло (ЭМ) лаванды, к эффектам которого относят седативное воз-действие, ослабление нервно-эмоционального напряжения, оптимизацию частоты сердечных сокращений и артери-ального давления [11]. Однако физиологиче-ские механизмы, лежащие в основе проявле-ния указанных эффектов ароматических ма-сел, до конца не выяснены и нуждаются в дальнейшем всестороннем изучении. Цель данного исследования заключа-лась в анализе влияния паров ЭМ лаванды на функциональное состояние сердца по по-казателям вариабельности его ритма у сту-дентов. Условия и методы исследования Исследование проведено на сорока студентах Самарского национального иссле-дова-тельского университета имени акаде-мика С. П. Королёва. Из общей выборки испытуемых были сформированы две груп-пы (контрольная, состоявшая из 10-ти деву-шек и 10-ти юношей, которые впоследствии были приглашены в экспериментальную группу, и экспериментальная, включавшая 20 девушек и 20 юношей). Все испытуемые были предварительно информированы о ха-рактере проводимых процедур и письменно подтвердили своё добровольное участие в эксперименте. Протокол исследования одоб-рен комиссией по биоэтике биологического факультета Самарского университета. В ходе исследования у студентов реги-стрировали параметры вариабельности сер-дечного ритма (ВСР) до (исходное состоя-ние) и после отдыха в течение 15-ти минут без аромавоздействия (контроль) и на фоне вдыхания паров ЭМ лаванды (опыт). В про-цессе отдыха испытуемые находились в рас-слабленном состоянии, сидя в кресле с за-крытыми глазами в помещении с неярким освещением. При этом перед участниками контрольной группы на стол на расстоянии вытянутой руки ставили зажжённую неаро-матическую свечу в подсвечнике. Перед студентами экспериментальной группы рас-полагали аромалампу с зажженной неарома-тизированной свечой. В сосуд аромалампы добавляли 5 капель ЭМ лаванды (Lavandula hybrida), изготовленного ООО «Ботаника» (г. Москва), разбавленного водой комнатной температуры. ВСР регистрировали методом кардио-интервалографии на пульсоксиметре «ЭЛОКС-01» (производство ЗАО Инженер-но-медицинский центр «Новые Приборы», г. Самара) в течение 5-ти минут. Отведение сигналов осуществляли с помощью фотооп-тического датчика-прищепки, который надевался испытуемому на указательный па-лец левой руки, располагаемой на поверхно-сти стола строго на уровне сердца. Анализировали основные диагности-ческие показатели ВСР: длительность RR-интервалов (мс), коэффициенты активности симпатического (СИМ, усл. ед.) и парасим-патического (ПАР, усл. ед.) отделов вегета-тивной нервной системы, индекс напряже-ния Р. М. Баевского (ИН, усл. ед.), частоту сердечных сокращений (ЧСС, уд/мин). Кро-ме этого, оценивали моду кардиоинтервалов (Мо, мс) и амплитуду моды (АМо, %), кото-рые являются статистическими показателями распределения выборки RR-интервалов. Также рассматривали ряд спектральных па-раметров ВСР: мощность колебаний ритма сердца в диапазоне очень низких (VLF, мс2), низких (LF, мс2) и высоких (HF, мс2) частот, общую спектральную мощность (Total, мс2) и индекс вагосимпатического взаимодействия (LF/HF). Значения параметров ВСР получали в автоматическом режиме на основе анализа кардиоинтервалограммы в программе «Elograрh» (версия 3.2 ИБ), которой снабжён пульсоксиметр. Обработку полученных дан-ных проводили с использованием пакета прикладных статистических программ Microsoft Excel 2010 и SigmaPlot 11.0. Ре-зультаты исследования представляли как средние значения ± ошибка, а также в виде изменений в % от исходного уровня. Для оценки достоверности различий между па-раметрами ВСР в исходном состоянии и по-сле отдыха в течение 15-ти минут применя-ли парный критерий Вилкоксона и парный t-тест Стьюдента, уровень значимости раз-личий между контролем и опытом определя-ли с помощью теста Манна - Уитни. Разли-чия считали статистически значимыми при p < 0,05. Результаты и их обсуждение Установлено, что пятнадцатиминут-ный отдых в условиях воздействия аромата ЭМ лаванды приводил к определённым из-менениям диагностических, статистических и спектральных показателей ВСР у всех сту-дентов, тогда как в контроле достоверные изменения ВСР после релаксации отсут-ствовали (табл. 1). Оценивая наблюдаемые изменения, следует отметить, что пятнадцатиминутная экспозиция запаха ЭМ лаванды оказывала слабовыраженное, но закономерное отрица-тельное хронотропное действие на сердце. Об этом свидетельствуют увеличение дли-тельности RR-интервалов (p < 0,05) и соот-ветствующее этому снижение ЧСС. Эти данные в определённой мере соответствуют результатам исследований, в которых пока-зано, что ароматическое масло лаванды яв-ляется средством воздействия на сердечный ритм, особенно у студентов с симпатиче-ским типом вегетативной регуляции, спо-собствует быстрой оптимизации показателей ВСР, что может лежать в основе повышения толерантности сердечно-сосудистой системы к различным нагрузкам [12]. Таблица 1 Изменение параметров вариабельности сердечного ритма у девушек и юношей после отдыха без (контроль) и на фоне (опыт) воздействия запаха эфирного масла лаванды Параметры Условия опыта Группа Контроль Опыт Девушки RR-интервалы, мс исходный уро-вень 747,90 ± 47,42 758,80 ± 22,93 отдых 754,90 ± 48,03 789,20 ± 23,12 *+ ЧСС, уд/мин исходный уро-вень 81,50 ± 4,59 80,00 ± 2,36 отдых 80,90 ± 4,48 75,70 ± 2,33 ***+ Мо, мс исходный уро-вень 745,00 ± 47,85 761,50 ±4 2,68 отдых 760,00 ± 54,47 802,00 ± 51,28 ** СИМ, усл. ед. исходный уро-вень 4,50 ± 0,82 3,30 ± 0,37 отдых 2,90 ± 0,48 2,95 ± 0,48 ПАР, усл. ед. исходный уро-вень 11,50 ± 1,39 12,20 ± 0,79 отдых 13,60 ± 1,21 14,90 ± 1,21 * ИН, усл. ед. исходный уро-вень 138,50 ± 23,61 115,40 ± 11,57 отдых 104,30 ± 13,67 100,80 ± 14,04 Total, мс2 исходный уро-вень 6807,60 ± 1122,81 6351,00 ± 994,25 отдых 7893,60 ± 1152,32 9860,00 ± 1996,11 * HF, мс2 исходный уро-вень 1269,00 ± 334,49 1255,00 ± 296,33 отдых 1307,30 ± 198,29 2181,00 ± 349,91 ** LF, мс2 исходный уро-вень 2641,50 ± 568,21 2353,00 ± 471,39 отдых 3559,00 ± 597,35 3574,00 ± 698,01 VLF, мс2 исходный уро-вень 2897,10 ± 711,59 3329,10 ± 745,30 отдых 3027,20 ± 449,07 4102,00 ± 786,20 LF/HF, усл.ед. исходный уро-вень 3,11 ± 0,75 2,40 ± 0,54 отдых 3,01 ± 0,68 2,61 ± 0,59 Юноши RR-интервалы, мс исходный уро-вень 813,40 ± 31,57 748,70 ± 28,60 отдых 813,70 ± 30,28 767,70 ± 26,36 * ЧСС, уд/мин исходный уро-вень 76,70± 5,75 81,40 ± 3,07 отдых 75,60 ± 5,30 78,80 ± 2,56 * Мо, мс исходный уро-вень 812,00 ± 55,31 740,50 ± 30,28 отдых 809,00 ± 51,04 757,00 ± 27,89 СИМ, усл. ед. исходный уро-вень 4,20 ± 1,52 4,70 ± 1,09 отдых 3,30 ± 1,24* 3,75 ± 1,05 * ПАР, усл. ед. исходный уро-вень 13,60 ± 2,32 11,90 ± 1,09 отдых 15,30 ± 2,30 14,20 ± 1,19 ** ИН, усл. ед. исходный уро-вень 125,40 ± 31,54 137,00 ± 28,45 отдых 110,10 ± 27,62 117,10 ± 26,28 * Total, мс2 исходный уро-вень 13507,00 ± 3527,71 8059,00 ± 1463,41 отдых 11990,00 ± 2662,10 9900,00 ± 1496,39 HF, мс2 исходный уро-вень 3575,80 ± 421,32 1170,00 ± 317,25 отдых 3216,60 ± 396,84 2183,00 ± 364,21 LF, мс2 исходный уро-вень 5350,50 ± 1849,81 3615,00 ± 671,80 отдых 5166,50 ± 1284,70 4272,00 ± 775,10 VLF, мс2 исходный уро-вень 4610,70 ± 1653,46 2674,00 ± 515,60 отдых 3806,90 ± 738,14 3445,00 ± 600,90 LF/HF, усл.ед. исходный уро-вень 2,20 ± 0,72 3,60 ± 0,98 отдых 2,30 ± 0,41 2,70 ± 0,54 Примечание: статистически значимые отличия от исходного уровня: * - p < 0,05, ** - p < 0,01, *** - p < 0,001; статистически значимые различия между контролем и опытом: + - p < 0,05. В нашей работе показано, что умень-шение ЧСС составляло 5,3 % (p < 0,001) у девушек и 3,2 % (p < 0,05) у юношей. Сопо-ставляя реакции сердца у представителей мужского и женского пола, можно заклю-чить, что отрицательный хронотропный эф-фект аромавоздействия у девушек имел не-сколько большую выраженность, чем у юношей. Кроме того, у девушек этот эффект сопровождался также увеличением моды кардиоинтервалов в среднем на 5,0 % (p < 0,01), что дает основание предполагать более высокую чувствительность парасим-патических механизмов регуляции ритма сердца у девушек к запаху ЭМ лаванды. Из-менения указанных параметров ВСР у сту-дентов разного пола отражены на рис. 1. Следует также отметить, что ещё одной отличительной особенностью девушек была более выраженная, чем у юношей, диффуз-ность облака скатерограммы после аро-мавоздействия (рис. 2). Это можно расцени-вать как следствие большего увеличения ВСР и изменения активности механизмов регуляции синусового узла у представитель-ниц женского пола. В результате воздействия запаха ЭМ лаванды у всех испытуемых менялось соот-ношение вагосимпатического баланса в сто-рону повышения уровня холинергических влияний, на что указывают изменения коэф-фициентов ПАР и СИМ (рис. 3). Коэффици-ент ПАР увеличивался в среднем на 20,2 % (p < 0,05) у девушек и 18,4 % (p < 0,05) у юношей. Примечание: RR - длительность кардиоинтервалов; ЧСС - частота сердечных сокра-щений; Мо - мода кардиоинтервалов; статистически значимые отличия от исходного уров-ня: * - p < 0,05, ** - p < 0,01, *** - p < 0,001; статистически значимые различия между контро-лем и опытом: + - p < 0,05. Рис. 1. Изменения диагностических и статистических параметров вариабельности сердечного ритма (ВСР) у студентов контрольной и опытной групп после пятнадцатиминутной релаксации, % от исходного уровня Рис. 2. Скатерограммы, зарегистрированные в исходном состоянии (1) и после (2) отдыха на фоне аромавоздействия у девушки (А) и юноши (Б) Это сочеталось с небольшим ослабле-нием адренергических влияний, которое, оказалось более характерным для юношей, что подтверждается уменьшением у них зна-чения СИМ на 11,5 % (p < 0,05). Изменения ПАР и СИМ у студентов сопровождались снижением ИН, однако обращает внимание, что уменьшение ИН, как и СИМ, с большей закономерностью проявлялось у юношей и составляло у них 15,0 % (p < 0,05) от исход-ного уровня (рис. 3). Анализ спектральных параметров ВСР также позволил выявить некоторые особен-ности кардиотропных эффектов запаха ЭМ лаванды у студентов разного пола. Напри-мер, после завершения сеанса ароматерапии у испытуемых наблюдалось увеличение об-щей спектральной мощности колебаний ритма сердца, однако у представительниц женского пола эта тенденция имела более отчётливый характер. На рис. 4 видно, что прирост величины Total на фоне действия запаха лаванды составлял у девушек 55,3 % (p < 0,05) от исходного уровня, тогда как у юношей изменения данного параметра были несущественными (23,0 %; p > 0,05). Одно-временно с показателем общей спектральной мощности отмечалось увеличение её высо-кочастотного HF-компонента, но статисти-чески значимый характер этот эффект имел только у девушек, у которых на фоне аро-мавоздействия доля HF-волн в общем спек-тре кардиоритма возрастала на 70 % (p < 0,01) по сравнению с исходным уровнем (рис. 4). Оценивая полученные данные, следует отметить, что ритм сердца подчиняется вли-яниям симпатического и парасимпатическо-го отделов вегетативной нервной системы и является весьма чувствительным индикато-ром всех процессов, происходящих в орга-низме [13]. Согласно точке зрения Р. М. Ба-евского сердечный ритм формируется иерархической системой, включающей моз-говой и внутрисердечный контуры управле-ния [14], итогом взаимодействия которых является текущая активность симпатическо-го и парасимпатического отделов, благодаря чему достигаются оптимальные приспособи-тельные реакции висцеральных систем ор-ганизма. Результаты проведённого нами ис-следования позволяют считать, что пребы-вание студентов в течение 15-ти минут в комфортном положении на фоне вдыхания паров ЭМ лаванды положительно влияет на функциональное состояние сердца, повышая ВСР и обеспечивая оптимальный баланс хо-лин- и адренергических влияний. Наблюда-емое у студентов увеличение длительности RR-интервалов и закономерное снижение ЧСС при дыхании парами ЭМ лаванды сви-детельствуют об уменьшении воздействий со стороны симпатического отдела и смеще-нии баланса активности вегетативных меха-низмов в сторону ваготонии. Примечание: ПАР - коэффициент активности парасимпатического отдела, СИМ - ко-эффициент активности симпатического отдела, ИН - индекс напряжения; статистически значимые отличия от исходного уровня: * - p < 0,05, ** - p < 0,01. Рис. 3. Изменения диагностических параметров вариабельности сердечного ритма (ВСР) у студентов контрольной и опытной групп после пятнадцатиминутной релаксации, % от исходного уровня Примечание: Total - общая спектральная мощность колебаний кардиоритма, HF - спек-тральная мощность колебаний кардиоритма в высокочастотном диапазоне; статистически значимые отличия от исходного уровня: * - p < 0,05, ** - p < 0,01. Рис. 4. Изменения спектральных параметров вариабельности сердечного ритма (ВСР) у студентов контрольной и опытной групп после 15-минутной релаксации, % от исходного уровня Подтверждением этого заключения яв-ляется динамика коэффициента ПАР, кото-рый в условиях аромавоздействия снижался у всех студентов, демонстрируя усиление тормозных холинергических влияний на кардиоритм. Как известно, снижение ЧСС является следствием возбуждения ядер блуждающего нерва [13; 15], волокна кото-рого активируют м-холинорецепторы p-клеток синусового узла, вызывая гиперполя-ризацию клеточной мембраны за счёт увели-чения её проницаемости для ионов К+. Кро-ме того, снижение ЧСС, на наш взгляд, так-же объясняется ослаблением общего напря-жения организма, на что указывают измене-ния ИН, который отражает степень актива-ции механизмов вегетативной регуляции в целом, а также состояние центрального кон-тура регуляции сердца. Этот показатель за-висит от психоэмоционального состояния человека и подвержен значительным вариа-циям [16]. В нашей работе было установле-но, что по завершении пятнадцатиминутной релаксации у студентов контрольной и опытной групп наблюдалась общая тенден-ция снижения ИН, однако на фоне действия запаха ЭМ лаванды данный эффект был бо-лее выраженным. Полученные в работе данные указыва-ют, что под влиянием запаха ЭМ лаванды повышается общая спектральная мощность кардиоритма, являющаяся важнейшим пока-зателем ВСР и функционального состояния сердца в целом. Рост Total обусловливался увеличением в структуре спектра доли волн HF-диапазона. Согласно данным литерату-ры, величина Total отражает суммарную ак-тивность нейрогуморальных влияний на сердечный ритм, в то время как мощность HF-волн, в основном, связана с дыхатель-ными движениями и отображает вагусный контроль сердечного ритма, то есть состоя-ние автономного контура его регуляции [16; 17]. Связь между доминированием волн HF-компонента в структуре спектра кардиорит-ма и активацией автономного контура управления синусовым узлом отмечалась нами ранее и в других исследованиях [6]. Деятельность центрального контура регуля-ции, коррелирую-щего с симпатоадренало-выми влияниями на сердце, характеризуется медленноволновыми комонентами спек-тральной мощности кардиоритма, например, VLF- и LF-волнами [16], однако они у наших испытуемых под влиянием запаха ЭМ лаванды значимо не менялись. Отдельного внимания заслуживает тот факт, что изменения ВСР под влиянием ЭМ лаванды характеризовались определённой гендерной зависимостью. Так, у юношей, в отличие от девушек, дыхание парами ЭМ лаванды вызывало не только усиление пара-симпатических влияний, но и снижало уро-вень симпатической регуляции кардиоритма и ИН по Р. М. Баевскому. Анализ изменений коэффициентов СИМ, ПАР и ИН у девушек позволяет говорить, что у представительниц женского пола реакция сердца на ЭМ лаван-ды связана в основном с усилением пара-симпатического влияния на синусовый узел, тогда как уровень симпатических влияний у них существенно не меняется. Такой эффект можно объяснить тем, что женщинам исход-но присущ более выраженный адренергиче-ский гомеостаз, в связи с чем пятнадцатими-нутной экспозиции запаха ЭМ лаванды им, вероятно, не совсем достаточно для ослабле-ния симпатического влияния на сердце. В целом, изменения параметров ВСР у студен-тов, отдыхавших на фоне экспозиции запаха лаванды, отражают более оптимальное со-стояние регуляторных систем организма, чем у студентов контрольной группы. Эти результаты совпадают со сведениями о до-стоверном положительном влиянии ЭМ ла-ванды на физиологическое и психологиче-ское состояние человека [11; 18; 19]. Заключение Таким образом, динамика параметров ВСР, наблюдаемая у студентов во время ре-лаксации на фоне действия запаха ЭМ ла-ванды, отражает активацию парасимпатиче-ских влияний на кардиоритм, что коррели-рует с уменьшением адренергической нагрузки на миокард, оптимизацией регуля-торных механизмов и ослаблением пси-хоэмоционального напряжения. Полученные результаты свидетельствуют об эффективно-сти использования данного способа арома-терапии для улучшения функционального состояния сердечно-сосудистой системы и ослабления напряжения механизмов вегета-тивной регуляции у представителей ум-ственного труда.

About the authors

Svetlana Andreevna Pimushkina

Samara University

Email: pimu-svetlana@yandex.ru
Samara, Russia

Olga Aleksandrovna Vedyasova

Samara University

Email: o.a.vedyasova@gmail.com
Samara, Russia

References

Supplementary files