Функциональная асимметрия является важной индивидуальной особенностью организма, которая оказывает значительное влияние на характер функционирования центральной нервной системы, висцеральных систем и систем регуляции деятельности внутренних органов [7].
В литературе имеются данные о влиянии функциональной асимметрии у здоровых людей на вариабельность сердечного ритма в состоянии покоя и при ментальном стрессе [2]. В тоже время не было проведено аналогичного исследования для ортостаза.
Целью нашего исследования явилось выявление взаимосвязи характера функциональной асимметрии и вариабельности сердечного ритма в покое и при ортостазе.
Методика проведения тестирования. Исследование проводилось в период 2008-2010 годов в СОШ г. Чебоксары. В исследовании приняло участие 67 практически здоровых учащихся, из них 38 мужского и 29 женского пола, что в процентном соотношении составило 56,72 и 43,28% соответственно.
Для исследования межполушарной асимметрии были проведены следующие тесты: переплетение пальцев кисти, скрещивание рук, или «поза Наполеона», тест на аплодирование, тест «тиканье часов», тест «закидывание ноги на ногу», тест «рассматривание в подзорную трубу», тест на раздачу карт и тест на подкидывание мяча [1]. Выполнение теста правой рукой, правым ухом и правым глазом оценивалось в 1 балл, противоположный результат приравнивался к 0. Исходя из этого, вычислялись коэффициент мануальной асимметрии (КМА) и коэффициент общей асимметрии (КА).
У испытуемых регистрировалось фоновая электрокардиограмма (ЭКГ) в состоянии покоя и ЭКГ при ортостатической пробе.
В ходе исследования вариабельности сердечного ритма были вычислены такие показатели, как ЧСС, RRNN, SDNN, RMSSD, pNN50, TP, VLF, LF, HF, LF norm., HF norm., рVLF, рLF, рHF [8].
Для характеристики ортопробы вычислялся показатель К30:15, который в норме находится в пределах от 1,25 до 1,75 [6].
Статистическая обработка результатов исследования проводилась с использованием программы Statistica, вычислялись значения параметров описательной статистики (средняя, ошибка, доверительный интервал), критерий знаков (Z), коэффициент корреляции Спирмена.
Методика проведенного научного исследования составлена в соответствии со статьями 5, 6 и 7 Всеобщей декларации о биоэтике и правах человека.
Результаты исследований. Средние величины показателей каждого теста, проведенного для определения межполушарной асимметрии, представлены в таблице 1.
Таблица 1 - Результаты исследования функциональной асимметрии
|
Тест |
Среднее значение ± стандартная шибка |
95% доверительный интервал |
|
моторная асимметрия |
||
|
раздача колоды карт |
0,84±0,05 |
0,75-0,93 |
|
закидывание ноги |
0,81±0,05 |
0,71-0,90 |
|
бросание мяча |
0,91±0,04 |
0,84-0,98 |
|
аплодисменты |
0,90±0,04 |
0,82-0,97 |
|
поза Наполеона |
0,87±0,04 |
0,78-0,95 |
|
переплетение пальцев |
0,69±0,06 |
0,57-0,80 |
|
сенсорная асимметрия |
||
|
тиканье часов |
0,88±0,04 |
0,80-0,96 |
|
подзорная труба |
0,91±0,04 |
0,84-0,98 |
В ходе исследования было выяснено, что в большинстве проведенных тестов на определение межполушарной асимметрии ведущей выступала правая сторона тела. В большей степени это отмечалось в тестах на сенсорную асимметрию и в тесте на моторную асимметрию «бросание мяча».
При вычислении коэффициентов мануальной и общей асимметрии были получены следующие результаты: КМА - 0,85 ± 0,02 (95% доверительный интервал (ДИ) 0,80-0,89) , минимальное значение 0,17, максимальное значение 1; КА - 0,85 ± 0,02 (95% ДИ 0,81-0,89), минимальное значение 0,25, максимальное значение 1.
Показатели ВСР были записаны как в покое, так и при ортостатической пробе. В таблице 2 приведены их средние показатели и достоверность их изменения при ортостатической пробе.
Таблица 2 - Средние значения показателей ВСР
|
Показатели |
Фоновая запись |
Ортостатическая проба |
Z |
p-level |
|
ЧСС, уд./мин. |
77,21±1,58 |
95,65±1,70 |
7,690154 |
0,000000 |
|
R-R min, мс |
576,71±16,00 |
405,64±14,31 |
6,770032 |
0,000000 |
|
R-R max, мс |
990,80±20,51 |
1132,97±96,55 |
2,338738 |
0,019349 |
|
RRNN, мс |
798,70±16,10 |
638,14±11,09 |
7,690154 |
0,000000 |
|
SDNN, мс |
65,45±3,64 |
63,06±4,56 |
0,123020 |
0,900021 |
|
RMSSD, мс |
60,18±4047 |
40,11±3,56 |
4,625000 |
0,000004 |
|
pNN50, % |
31,14±2,57 |
7,41±1,23 |
5,785300 |
0,000000 |
|
TP, мс^2 |
5637,68±578,50 |
5217,54±465,08 |
0,861640 |
0,388885 |
|
VLF, мс^2 |
1863,11±195,28 |
2173,81±190,08 |
2,338738 |
0,019349 |
|
LF, мс^2 |
1501,74±176,64 |
1813,61±165,92 |
1,846372 |
0,064838 |
|
HF, мс^2 |
2272,82±327,05 |
1230,12±199,97 |
3,569653 |
0,000357 |
|
LF norm |
45,43±2,08 |
65,46±1,90 |
6,277666 |
0,000000 |
|
HF norm |
54,57±2,08 |
34,54±1,90 |
6,277666 |
0,000000 |
|
LF/HF |
1,07±0,10 |
2,71±0,26 |
6,277666 |
0,000000 |
|
рVLF |
36,24±1,86 |
43,78±1,95 |
3,323470 |
0,000889 |
|
рLF |
27,86±1,26 |
36,66±1,61 |
3,569653 |
0,000357 |
|
рHF |
35,90±1,99 |
19,56±1,39 |
6,031483 |
0,000000 |
Данные статистического анализа изменения показателей вариабельности сердечного ритма в результате ортопробы свидетельствует о том, что вследствие изменения положения тела и связанных с ним изменений гемодинамики происходит достоверное увеличение ЧСС и укорочение R-R min.
На фоне увеличения ЧСС и уменьшения минимальной продолжительности RR-интервалов происходит уменьшение вариабельности сердечного ритма, на что указывает снижение показателей RMSSD и pNN50.
Анализ спектральных показателей в состоянии покоя и при ортостазе выявил следующее. При переходе тела в вертикальное положение происходит достоверное уменьшение значения HF, одновременное происходит недостоверное повышение значения LF, на этом фоне необходимо отметить повышение спектральной мощности волн с очень низкой частотой (VLF). Также нормализация LF и HF позволила выявить более ясно динамику изменения обоих показателей (увеличение LF и снижение HF). Эти изменения привели к тому, что произошло резкое (более чем в 2,5 раза) повышение соотношения LF/HF. Выявленную динамику показателя LF/HF можно рассматривать как свидетельство увеличения норадренергических влияний на пейсмекерные клетки синусового узла [3]. Снижение HF свидетельствует о том, что при ортостазе происходит уменьшение выраженности дыхательной синусовой аритмии. Также мы хотим отметить, что снижение при ортостазе главной составляющей спектра ВСР - HF привело к некоторому уменьшению общей мощности волн ВСР, и на фоне снижения ТР произошли перестройки в её внутренней организации: увеличился вклад VLF и LF, одновременно с резким снижением доли спектральной мощности, приходящейся на высокочастотные колебания.
Аналогичные изменения в показателях вариабельности сердечного ритма при ортостазе были обнаружены и другими авторами [9].
Среднее значение показателя составило К30:15 1,46±0,05 (95% ДИ 1,36-1,56). Из 67 обследованных значение коэффициента К30:15 был в норме у 38 (56,71%), у 17 (25,37%) коэффициент оказался сниженным (К30:15 в пределах от 1 до 1,25), высокий показатель (более 1,75) коэффициента был у 7 (10,44 %), а парадоксальная реакция (К30:15 менее 1) наблюдалась у 5 (7,46%).
В таблицах 3 и 4 отображены все значения корреляций, которые были получены при анализе тестов на определение асимметрии и показателями ВСР.
Таблица 3 - Значения корреляций показателей ВСР в покое и коэффициентов асимметрии - КМА и КА (* отмечены достоверные корреляции, р<0,05)
|
Показатели вариабельности сердечного ритма |
Коэффициент мануальной асимметрии |
Коэффициент асимметрии |
|
ЧСС |
0,02 |
0,03 |
|
R-R min |
0,15 |
0,15 |
|
R-R max |
-0,09 |
-0,11 |
|
RRNN |
-0,03 |
-0,05 |
|
SDNN |
-0,09 |
-0,14 |
|
RMSSD |
-0,20 |
-0,23 |
|
pNN50 |
-0,14 |
-0,21 |
|
TP |
-0,10 |
-0,15 |
|
VLF |
0,08 |
0,02 |
|
LF |
-0,04 |
-0,09 |
|
HF |
-0,21 |
-0,23 |
|
LF/HF |
0,23 |
0,22 |
Исходя из таблицы 3, можно сказать, что нами не было обнаружено достоверных корреляционных связей между показателями, отражающими степень функциональной асимметрии, и показателями ВСР в покое. Однако стоит отметить, что корреляция между показателями асимметрии и такими показателям ВСР в покое, как HF и LF/HF, близка к достоверной.
Таблица 4 - Значения корреляций показателей ВСР при ортостатической пробе и коэффициентов асимметрии - КМА и КА (* отмечены достоверные корреляции, р<0,05)
|
Показатели вариабельности сердечного ритма |
Коэффициент мануальной асимметрии |
Коэффициент асимметрии |
|
ЧСС |
0,05 |
0,06 |
|
R-R min |
-0,05 |
-0,11 |
|
R-R max |
-0,05 |
-0,16 |
|
RRNN |
-0,07 |
-0,1 |
|
SDNN |
-0,13 |
-0,19 |
|
RMSSD |
-0,25* |
-0,24 |
|
pNN50 |
-0,34* |
-0,30* |
|
TP |
-0,33* |
-0,32* |
|
VLF |
-0,25* |
-0,22 |
|
LF |
-0,16 |
-0,19 |
|
HF |
-0,38* |
-0,36* |
|
LF/HF |
0,24* |
0,22 |
Как мы видим из таблицы 4, при ортостатической пробе происходит увеличение корреляции до достоверной (р<0,05) между КМА и такими показателями ВСР, как RMSSD, pNN50, TP, VLF, HF, LF/HF. При учитывании результатов не только моторной, но и сенсорной асимметрии вычисленный коэффициент асимметрии достоверно коррелирует со следующими показателями ВСР: рNN50, TP, VLF, HF и LF/HF (р<0,05). При этом наиболее выражена связь между показателями, отражающими степень выраженности ФА (КМА и КА), и такими показателями ВСР, как pNN50, TP и HF.
Таким образом, при проведении ортостатической пробы корреляция между показателями вариабельности сердечного ритма и показателями межполушарной асимметрии была выражена намного сильнее, чем в случае, когда показатели ВСР были измерены в покое.
Полученные нами данные ВСР говорят о том, что у обследованных нами школьников наблюдается разнонаправленная реакция на ортостатическую пробу, хотя у большинства реакция соответствует физиологической норме.
Результаты проведенного нами исследования свидетельствуют о том, что существует выраженная функциональная связь между характером и степенью выраженности функциональной асимметрии, с одной стороны, и функционированием вегетативной нервной системы - с другой. В основе такой связи лежит тот факт, что задние области коры левого полушария связаны с парасимпатической регуляцией, а задние отделы коры правого полушария - с симпатической активностью. В свою очередь активность этих участков коры подавляются лобной корой соответствующих полушарий. Взаимодействие этих отделов мозга носит каскадный характер; что обусловлено наличием коммисуральных связей между соответствующими участками коры обоих полушарий. Результатом такого взаимодействия является то, что по мере повышения активности левого полушария происходит снижение относительной активности парасимпатического отдела ВНС и повышение симпатического тонуса. Этим можно объяснить тот факт, что при ортостатической пробе обнаружена отрицательная связь между степенью выраженности правосторонней асимметрии (т.е. преобладанием активности левого полушария) и показателями, отражающими вариабельность сердечного ритма и особенно дыхательной аритмии. Полученные нами данные об относительном повышении симпатического тонуса по мере увеличения преобладания левого полушария согласуются с балансной моделью межполушарного взаимодействия при регуляции сердечного ритма [10].
Рецензенты:
- Малышев И.И., д.м.н., профессор, ФГБОУ ВПО «Чувашский государственный университет им. И.Н. Ульянова», г. Чебоксары.
- Димитриев А.Д., д.б.н., профессор, Чебоксарский кооперативный институт РУК, г. Чебоксары.
Работа получена 01.11.2011
tbody