Гендерные особенности вегетативных реакций на умственную нагрузку студентов с высоким уровнем физической активности
Аспирантка О. Б. Кузнецова
Доктор биологических наук, профессор Н. П. Горбунов
Пермский государственный педагогический университет, Пермь
Вегетативные реакции при умственной нагрузке имеют некоторые особенности, обусловленные гендерными факторами [6]. Так, половая принадлежность в значительной степени определяет специфику реакций срочной адаптации к умственной нагрузке у студентов с низким уровнем физической активности: если у девушек эффективность работы обусловлена уровнем активности симпатического звена регуляции, то у студентов мужского пола количество решенных задач прямо связано с активностью парасимпатического отдела вегетативной нервной системы (ВНС) [3]. В то же время известно, что в условиях относительного покоя женщины отличаются более выраженными парасимпатическими влияниями, тогда как мужчины - более высоким уровнем симпатических влияний на сердце, хотя длительность интервалов R-R может не отличаться [7].
Высокий уровень повседневной физической активности характеризуется изменением вегетативного баланса в сторону преобладания парасимпатического тонуса. Для тренированных лиц характерна относительная брадикардия в покое и при физических нагрузках, что отражает уменьшение активности симпатической и повышение активности парасимпатической нервной системы [5]. В связи с этим представляет интерес, в какой мере гендерные особенности вегетативных реакций на умственную нагрузку связаны с адаптационными изменениями вегетативного баланса у регулярно тренирующихся студентов.
Цель исследования - выявление гендерных особенностей вегетативных реакций организма на дозированную умственную нагрузку у лиц с высоким уровнем физической активности.
В исследовании приняли участие 40 студентов обоего пола 5-го курса факультета физической культуры (11 - женского и 29 - мужского пола).
Сравнивали показатели вариабельности сердечного ритма, психоэмоционального напряжения и артериального давления. Сердечный ритм регистрировали с помощью аппаратно-программного комплекса "Варикард" в условиях покоя в положении сидя и во время решения в уме арифметических задач. Оценивали характер реакции различных звеньев регуляции ритма сердца на умственную нагрузку. Компьютерный анализ ритма сердца включал оценку статистических, автокорреляционных и спектральных характеристик. Одновременно оценивали уровень психоэмоционального напряжения и активность обоих полушарий путем измерения интенсивности электродермальной реакции с использованием активациометра АЦ6. Физическую работоспособность оценивали по величине максимального потребления кислорода (МПК) при выполнении субмаксимальной нагрузки на велоэргометре с последующим расчетом МПК по номограмме П. Остранда. Уровень тревожности оценивали с помощью методики Ч. Спилберга в модификации Ю. Л. Ханина [2]. Результаты обрабатывали статистически с использованием пакета программ "Statistica 6.0".
Результаты сравнительного анализа некоторых параметров сердечного ритма, артериального давления и тревожности приведены в табл.
1. У студентов с высоким уровнем физической активности вегетативные реакции на умственную нагрузку ограничиваются лишь умеренным учащением пульса. Показатели спектральной мощности во всех частотных диапазонах под влиянием умственной нагрузки не изменяются.
Таблица 1. Показатели сердечного ритма, гемодинамики и тревожности во время умственной нагрузки у студентов с высоким уровнем двигательной активности
| Показатель | Фон | УН | ||
| 1 (n=11) | 2 (n=29) | 1 (n=11) | 2 (n=29) | |
| ЧСС, уд/мин | 72, 8 ± 2, 9 | 71, 6 ±2, 4 | 82, 6 ± 2, 9 * | 80, 0 ± 2, 2 ** |
| СО, мс | 84, 4 ±12, 6 | 72, 0 ± 5, 5 | 85, 2 ±12, 5 | 80, 6 ± 5, 6 |
| ТР, мс2х1000 | 11, 19 ±3, 52 | 7, 00 ±1, 19 | 6, 74 ± 2, 60 | 5, 66 ± 0, 70 |
| HF, мс2х1000 | 5, 89 ± 2, 62 | 3, 15 ±0, 67 | 3, 43 + 1, 30 | 2, 63 + 0, 60 |
| LF, мс2х1000 | 4, 22 ±1, 95 | 2, 97 ± 0, 43 | 2, 37 ±1, 00 | 2, 36 ± 0, 30 |
| VLF, мс2х1000 | 1, 05 ±0, 26 | 0, 81 ± 0, 20 | 0, 86 ± 0, 41 | 0, 63 ±0, 16 |
| САД, мм рт. ст. | 109, 7 ±2, 3 | 120, 0 ±2, 0** | 107, 6 ±2, 7 | 116, 0 ±2, 4* |
| ДАД, мм рт. ст. | 67, 8 ±1, 8 | 72, 7 ±1, 5 | 70, 1 ±2, 3 | 72, 0 ±1, 6 |
| АД сред., мм рт. ст. | 81, 8 ±1, 7 | 88, 4 ±1, 4* | 82, 6 ± 2, 2 | 79, 5 ±1, 6 |
| СТ, балл | 37, 6 ± 2, 5 | 32, 3 ±1, 3 | 38, 0 ± 2, 7 | 32, 2 ±1, 3 |
| ЛТ, балл | 43, 2 ±1, 5 | 38, 4 ±1, 0* | 39, 0 ± 2, 2 | 38, 4 ±1, 0 |
| ЭДА, мкА | 86, 8 ±12, 6 | 76, 3 ± 9, 3 | 83, 2 ±13, 9 | 64, 2 ± 8, 0 |
Примечания: 1.1- группа девушек, 2 - группа мужчин. 2. ЧСС - частота сердечных сокращений; СО - стандартное отклонение; ТР - общая мощность спектра сердечного ритма; HF - мощность спектра в диапазоне высоких, LF - низких, VLF - очень низких частот; САД - систолическое, ДАД - диастолическое, АД сред. - среднее артериальное давление; СТ - ситуативная, ЛТ - личностная тревожность; ЭДА - величина электродермальной активности. 3. * - р < 0, 05, ** - р < 0, 01 по отношению к фону; * - р < 0, 05, ** - р < 0, 01 к уровню группы 1.
Таблица 2. Коэффициенты корреляции между вегетативными и психологическими параметрами студентов с высоким уровнем физической активности
| Показатель | ЛТ | ЧЗ | КА | АМо | ТР | |||||
| 1 | 2 | 1 | 2 | 1 | 2 | 1 | 2 | 1 | 2 | |
| СО | 0, 61 | -0, 68 | 0, 74 | 0, 51 | ||||||
| HF | 0, 88 | |||||||||
| ЧСС | -0, 44 | -0, 74 | -0, 86 | |||||||
| МПК | 0, 66 | 0, 67 | ||||||||
| ЭДА | -0, 81 | |||||||||
| ДАД | -0, 46 | |||||||||
| АД сред. | -0, 48 | |||||||||
| СТ | 0, 67 | -0, 65 | ||||||||
Примечания: 1. 1 - группа девушек, 2 - группа мужчин. 2. 43 - число задач, решенных во время тестирования; АМо - амплитуда моды ряда кардиоинтервалов; КА - коэффициент асимметрии, отражающий степень доминирования левого полушария. Остальные обозначения приведены в табл. 1. Представлены только статистически достоверные значения коэффициентов корреляции.
Очевидно, что у студентов с высоким уровнем физической активности умственная нагрузка не вызывает существенного изменения баланса симпато-парасимпатических влияний на ритм сердца. Единственным индикатором возросшей симпатической активности можно было бы считать увеличение ЧСС, которое, однако, не сопровождается соответствующими сдвигами вариабельности ритма сердца. В связи с этим можно полагать, что тахикардия во время умственной нагрузки обусловлена не столько увеличением периферических симпатических влияний, сколько активацией центральных механизмов сердечного контроля эмоциогенных зон мозга [1].
Анализ гендерных различий вегетативных показателей в условиях фона и умственной нагрузки показал, что при статистическом подходе эти различия носят ограниченный характер в виде значимого преобладания уровня АД у лиц мужского пола как в условиях фона, так и при умственной нагрузке. При оценке этого обстоятельства следует учитывать имеющиеся данные о том, что у здоровых женщин меньше выражены симпатические влияния на АД, чем у мужчин [4]. В свою очередь, у мужчин преобладает симпатическая активность по сравнению с доминирующей парасимпатической активностью у женщин [8].
Более заметные различия специфики адаптации к умственной нагрузке выявляются при корреляционном анализе. Результаты, приведенные в табл. 2, показывают, что характерной особенностью адаптации к умственной деятельности девушек (группа I) является наличие тесных связей с положительными значениями коэффициентов корреляции между уровнем ситуативной тревожности и количеством решенных задач, тогда как у лиц мужского пола эффективность работы имеет тесную связь с ЧСС при отрицательном значении коэффициента корреляции. Одновременно с этим отчетливо выявляются тесные связи эффективности работы с величиной МПК, не зависящие от пола. Таким образом, существует очевидная связь между уровнем аэробных возможностей организма и эффективностью умственной деятельности у лиц с высокой физической активностью.
Функциональная система адаптации к умственной нагрузке в значительной мере включает в себя психологический компонент - параметры ситуативной и личностной тревожности, что в большей степени выражено у лиц мужского пола. При этом взаимосвязь показателей тревожности и артериального давления характеризуется отрицательными значениями коэффициентов корреляции, что еще раз подтверждает связь показателей гемодинамики с состоянием эмоциогенных структур.
Таким образом, у лиц с высоким уровнем физической активности имеют место выраженные гендерные различия вегетативных реакций на умственную нагрузку, причем у мужчин функциональная система адаптации к этому виду деятельности включает гемодинамический компонент. Если учесть, что для мужчин характерно преобладание симпатических влияний на сердечно-сосудистую систему, это можно рассматривать как подтверждение более высокого риска развития патологии системы кровообращения у лиц мужского пола. Вместе с тем сочетание оптимального уровня физической активности женщин с более совершенными механизмами вегетативного контроля сердечнососудистой системы обеспечивает эффективную профилактику сердечно-сосудистых заболеваний.