Scientific journal

Modern problems of science and education

ISSN 2070-7428

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 1,006

Введение. В настоящее время в научно-методической литературе появилось достаточно большое количество работ, посвященных изучению процессов срочной и долговременной адаптации организма человека к изменяющимся условиям внутренней и внешней среды. Несмотря на это вопрос формулировки механизмов адаптации конкретной функциональной системы к возникшим преморбидным изменениям остается в некоторой мере открытым. Согласно модели, предложенной Р.М. Баевским с соавт. (1984), организм человека - это динамическая система, которая непрерывно приспосабливается к условиям среды, задействуя в этом приспособлении не только автономные, но и центральные контуры управления, затрачивая определенные физиологические резервы при определенном напряжении адаптивных систем [3]. Начальные проявления варикозной болезни вен нижних конечностей (флебопатия) характеризуются изменениями в работе венозного отдела сердечно-сосудистой системы [8], что, несомненно, вызывает напряжение механизмов адаптации всей функциональной системы [7]. Определение лимитирующих факторов системы кровообращения при флебопатии, на наш взгляд, представляется достаточно актуальным и заслуживает отдельного исследования.

Целью исследования явилась оценка срочной адаптации к различным видам нагрузки мужчин и женщин с различным уровнем здоровья с учетом исходного вегетативного тонуса.

Материал и методы исследования.

Исследования проводились на базе НИИ «Деятельности в экстремальных условиях» ФГБОУ ВПО Сибирского государственного университета физической культуры и спорта, Флебологического центра МУЗ Городской больницы №17. В работе изучены особенности гемодинамики, вегетативной регуляции сердечного ритма 764 мужчин и женщин с признаками флебопатии по отношению к здоровым лицам (табл. 1).

Таблица 1

Количественный состав исследуемых лиц

Для оценки вегетативного статуса исследуемых все они были разделены в зависимости от исходного вегетативного тонуса (ИВТ) (табл. 2).

Таблица 2

Распределение исследуемых по полу, исходному вегетативному тонусу и состоянию здоровья

Примечание: ВТ - ваготония, ЭТ - эйтония, СТ - симпатикотония

Для количественной оценки вегетативной регуляции сердечно-сосудистой системы (ССС) использовались методы анализа вариабельности ритма сердца: спектральный анализ волновой структуры с оценкой спектральной мощности волн высокой, низкой и очень низкой частоты, временной анализ, а также анализ вариабельности ритма сердца (математический и статистический). Запись кардиоинтервалограммы осуществлялась в исходном положении лежа на спине после 5 мин отдыха по методике [2, 3], на аппарате «Рео-Спектр-2» компании «Нейрософт», с помощью программы Поли-Спектр. При проведении спектрального анализа мы ориентировались на величины и требования, приведенные в «Международном стандарте вариабельности ритма сердца» [4]. Для оценки процесса срочной адаптации ССС к различным видам нагрузки нами были проведены нагрузочные кардиоваскулярные тесты по Ewing. В покое в течение 5 минут производилась фоновая запись ЭКГ, затем в следующем порядке выполнялись пробы [9]: проба с глубоким управляемым дыханием, проба Вальсальвы (с натуживанием), ортостатическая проба, проба с изометрической нагрузкой. Результаты кардиоваскулярных проб оценивались по методике А.Б. Данилова (1991) [6]. Все исследования проводились в утренние часы перед выполнением учебных, трудовых нагрузок с соблюдением основных требований к гигиеническим условиям, с учетом противопоказаний и правил тестирования. Статистическую обработку данных проводили с использованием пакета статистических программ STATISTICA 6.0. Для оценки коротких участков в записи ЭКГ (дыхательная проба, проба Вальсальвы) в работе был использован метод цифровой фильтрации, путем вычисления скользящего среднего значения [5].

Результаты исследования и их обсуждение. При выяснении особенностей срочной адаптации лиц с различным уровнем здоровья нами были проведены кардиоваскулярные тесты. Результаты, полученные в ходе исследования, представлены в таблице 3.

Анализ результатов пробы с глубоким дыханием «коэффициент дыхания» во всех группах обследуемых с различным уровнем здоровья имеет различия в зависимости от активности отделов ВНС. У мужчин и женщин с признаками флебопатии наиболее высоким (Р<0,001) этот показатель оказался у ваготоников, наиболее низким - в группах симпатотоников. У мужчин и женщин без отклонений в состоянии здоровья достоверно низкими внутри групп были значения у лиц с преобладанием активности симпатического отдела ВНС. Спектральный анализ при выполнении пробы с глубоким дыханием использовать не рекомендуется рядом авторов [1, 8], так как частота дыхания 6 в одну минуту соответствует 0,1 Гц и формально находится в частотном диапазоне, ответственном за симпатические влияния. На этом основании данные не представлены. Сравнительный анализ длительности самого продолжительного интервала и самого короткого интервалов R-R показал, что наиболее выражена дыхательная аритмия у мужчин и женщин-ваготоников с признаками флебопатии и у мужчин-эйтоников без отклонений в состоянии здоровья (P<0,05 и P<0,001, соответственно).

Таблица 3

Основные параметры кардиоваскулярных тестов мужчин и женщин с различным исходным вегетативным тонусом (M±m)

Примечание: ВТ - ваготония, ЭТ - эйтония, СТ - симпатикотония, * - достоверность различий между группами по отношению к лицам без отклонений в состоянии здоровья при P<0,05, ** - при P<0,01, *** - P<0,001; ^ - достоверность различий между группами по отношению к лицам с эйтонией при P<0,05, ^^ - при P<0,01, ^^^ - P<0,001.

При этом сопряженность с ЧСС по коэффициенту вариации (CV,%), т.е. однонаправленные изменения, достоверно выражена только в группах мужчин и женщин-эйтоников без отклонений в состоянии здоровья, что может свидетельствовать об изменениях реципрокной вегетативной активности функции сосудистых баро- и хеморецепторов у лиц с признаками флебопатии.

По показателю rMSSD, характеризующему способность СУ к концентрации сердечного ритма, напряжение регуляторных систем организма при глубоком дыхании отмечается у мужчин и женщин-симпатотоников независимо от уровня здоровья (P<0,01 - P<0,001) и составляет в группах мужчин и женщин с флебопатией 22,75±0,43 и 34,50±0,23 мс, для мужчин и женщин без отклонений в состоянии здоровья - 30,51±1,82 и 41,58±0,52 мс соответственно. Процентная представленность эпизодов различия последовательных интервалов, более чем на 50 мс (РNN50, мс), свидетельствующая о наличии циклической синусовой аритмии, связанной с актом дыхания, достоверно уменьшается одновременно с повышением симпатических влияний на ритм сердца у мужчин и женщин независимо от состояния здоровья. При этом наиболее низкие значения этого показателя отмечались у мужчин и женщин с признаками флебопатии (6,29±0,23 и 9,98±0,11 мс соответственно).

В пробе Вальсальвы (с натуживанием) выявлено следующее: у мужчин и женщин с признаками флебопатии коэффициент Вальсальвы оказался достоверно более низким (P<0,001) по отношению к данным показателям лиц без отклонений в состоянии здоровья и находился в зоне пограничных - патологических значений [6], что свидетельствует о нарушении функционирования симпатического и парасимпатического механизмов барорефлексов (табл. 3). Наиболее высокие значения (P<0,001) мощности ритма сердца (TP, mc²), свидетельствующие об удовлетворительном состоянии уровня адаптации наблюдаются у здоровых мужчин-ваготоников (21208,44±19,74 мс²) и эйтоников (21847,38±13,20 мс²), а также женщин-ваготоников независимо от уровня здоровья (P<0,001). Полученные данные о структуре спектра ВРС у лиц с признаками флебопатии отражали характер напряжения вегетативного баланса, а именно у женщин-ваготоников и мужчин-эйтоников соотношение составило VLF>LF≥HF, тогда как в других группах распределение соответствовало таковому лиц без отклонений в состоянии здоровья VLF>LF>HF.

При выполнении пробы с натуживанием в регуляции ритма сердца ведущую роль играют надсегментарные вегетативные механизмы продолговатого мозга, активность которых отражают показатели: индекс централизации (ИЦ) индекс активности подкорковых центров (ИАПЦ). Наиболее высоким (P<0,001) ИЦ оказался у мужчин и женщин-эйтоников с признаками флебопатии (7,1±0,01усл.ед. и 11,6±0,03 усл.ед., соответственно), тогда как у мужчин без отклонений в состоянии здоровья повышение данного показателя (P<0,05) относительно фона наблюдалось в группе симпатотоников (8,58±0,02 усл.ед.). Вовлечение в управление сердечным ритмом надсегментарных структур в этой пробе наблюдалось наиболее отчетливо в группах мужчин и женщин с вегетативным равновесием и симпатикотонией с признаками флебопатии, что проявлялось кроме высоких значений ИЦ достоверным увеличением показателя вагосимпатического баланса (LF/HF) от 3-х до 5-ти усл.ед.

Анализ коэффициента К_30:15 при активном ортостазе показал следующее: у мужчин и женщин с признаками флебопатии данный показатель независимо от ИВТ значительно (P<0,05-P<0,001) меньше такого мужчин и женщин без отклонений в состоянии здоровья (табл. 3). У мужчин и женщин с признаками флебопатии во всех группах показатель находился в зоне патологических значений (<1,2), что свидетельствует о недостаточности вагусных влияний, тогда как у лиц без отклонений в состоянии здоровья данный показатель оказался низким только у симпатотоников.

Независимо от состояния здоровья, общая мощность спектра (по показателю TP, mc²) у мужчин оказалась достоверно выше (P<0,001) в группах ваготоников (6759,50±47,36 мс² - у мужчин с признаками флебопатии и 6618,62±63,41 мс² - у мужчин без отклонений в состоянии здоровья) по отношению к другим группам и снижалась (P<0,001) одновременно с возрастанием симпатических влияний (1779,75±16,14 и 1684,33±18,07 мс² соответственно). В группах женщин наиболее высокой общая мощность спектра оказалась у ваготоников, однако адаптационные возможности системы кровообращения женщин с признаками флебопатии в активном ортостазе оказались значительно ниже (P<0,001), чем у женщин без отклонений в состоянии здоровья (4223,78±17,83 и 6618,62±63,41 мс² соответственно).

Сравнительный анализ распределения мощности волн высокой и низкой частоты в структуре спектра при активном ортостазе показал, что у мужчин и женщин с признаками флебопатии соотношение компонентов спектра распределялось следующим образом: мужчины и женщины-ваготоники - VLF>LF>HF, мужчины-эйтоники - VLF>LF<HF, женщины-эйтоники - VLF>LF>HF, мужчин и женщины-симпатотоники - VLF>LF>HF. При этом наиболее высокие значения VLF, % наблюдались в группах мужчин и женщин-симпатотоников (53% и 54% соответственно). У лиц без отклонений в состоянии здоровья спектральная мощность волн очень низкой частоты над процентным проявлением волн низкой частоты независимо от ИВТ преобладала и мужчин и у женщин - VLF>LF. Однако у мужчин без отклонений в состоянии здоровья оказались достоверно высокими и значения волн высокой частоты, процентное проявление которых преобладало над процентным компонентом волн не зависимо от ИВТ: HF>LF, что свидетельствует о повышении активности автономного контура регуляции в управлении сердечным ритмом.

При сравнительном анализе интегральных показателей ВРС выявлено, что централизация в управлении сердечным ритмом с включением надсегментарных структур ЦНС в ходе выполнения ортостатической нагрузки у мужчин с признаками флебопатии наиболее выражена в группах ваготоников и эйтоников, где отмечены достоверно высокие значения (P<0,01) ИЦ (более 4,5 усл.ед.) по отношению к показателям симпатотоников. По всей видимости, данное состояние достигается за счет повышения активности центров продолговатого мозга, что объясняет более низкие значения соотношения LF/HF (P<0,05), в группе мужчин симпатотоников с признаками флебопатии, с одновременным достоверным повышением ИАПЦ (P<0,01) до 3,6 усл.ед., по отношению к другим внутригрупповым показателям. У женщин с признаками флебопатии достоверно высокие значения ИЦ (P<0,001) выявлены в группе ваготоников (более 8 усл.ед.), при этом централизация в управлении сердечным ритмом в этой группе обусловлена, на наш взгляд, увеличением активности вазомоторного центра, так как в ходе анализа результатов в данной пробе выявлены достоверно высокие (P<0,001) значения ИАПЦ, превышающие фоновые на 83% с одновременным увеличением симпатических влияний по показателю LF/HF в 6 раз. В группе женщин-симпатотоников с признаками флебопатии наряду со снижением значений ИАЦП от фона в 2 раза коэффициент вагосимпатического баланса (P<0,001) вырос почти на 50%.

В ходе выполнения изометрической нагрузки наиболее высокие значения общей мощности спектра (TP, mc²) выявлены у мужчин и женщин-ваготоников независимо от уровня здоровья. Общая мощность спектра снижалась одновременно с возрастанием симпатической активности, что указывает на снижение адаптационных возможностей ССС у лиц с симпатикотонией и определяет более низкие показатели в этих подгруппах. В группах эйтоников и симпатотоников независимо от пола и уровня здоровья в структуре спектра выявлено преобладание относительного значения мощности волн очень низкой частоты VLF, (%), при этом активность симпатических центров продолговатого мозга в ходе этой нагрузки явно преобладает над активностью парасимпатических - VLF>LF>HF. В группах ваготоников наблюдается разнонаправленная реакция в определении уровня управления сердечным ритмом. Так, у мужчин-ваготоников с признаками флебопатии и женщин-ваготоников без отклонений в состоянии здоровья при выполнении изометрического напряжения мышц кисти наблюдается повышение активности парасимпатического кардиоингибиторного центра HF>LF≥VLF, а у женщин-ваготоников с признаками флебопатии преобладает активность симпатических центров головного мозга (LF>VLF>HF).

Исследуя основные интегральные показатели спектрального анализа: ИЦ в управлении сердечным ритмом и ИАПЦ, мы нашли подтверждение полученным выше результатам. Наиболее низкие значения ИЦ в группах ваготоников выявлены у мужчин и женщин без отклонения в состоянии здоровья (P<0,01 и P<0,05 соответственно). Самые высокие значения ИЦ (5,11±0,1 усл.ед.) отмечены у женщин-эйтоников без отклонений в состоянии здоровья (по отношению к значениям ИЦ женщин с признаками флебопатии равным 2,90±0,01) на достоверно значимом уровне (P<0,001), при высоких значениях - 3,46±0,02 усл.ед. LF/HF (P<0,001) и у женщин-симпатотоников с признаками флебопатии (ИЦ составлял 3,86±0,02 усл.ед.) при крайне высоких, более 2,5 значениях ИАПЦ (P<0,001). Достоверно высокие показатели индекса активности подкорковых центров (ИАПЦ - 2,63±0,02усл.ед.) выявлены также и у мужчин-симпатотоников с признаками флебопатии по отношению к данному показателю мужчин без отклонений в состоянии здоровья (P<0,001).

При выполнении изометрической нагрузки наиболее выраженные изменения гемодинамического гомеостаза наблюдались у мужчин и женщин-симпатотоников с признаками флебопатии, что проявлялось у мужчин резким снижением пульсового давления (на 87%), УО (на 70%) и МОК на 44%, тогда как у женщин выражено снижалось АДс (на 26%) с одновременным увеличением АДд (14%).

Заключение. Таким образом, в процессе срочной адаптации у мужчин с признаками флебопатии факторами, лимитирующими биологическую надежность системы кровообращения, являются: в группе ваготоников - изменение положения тела из горизонтального в вертикальное, у эйтоников - активный ортостаз и повышение внутригрудного и внутрибрюшного давления, у симпатотоников - натуживание и изометрическая нагрузка. У женщин с признаками флебопатии в группах ваготоников и эйтоников выраженное напряжение механизмов приспособления наблюдается в случае изменения положения тела и натуживании, в группе симпатотоников - при натуживании и изометрической нагрузке. Из вышеизложенного очевидно, что наряду с возрастанием симпатических влияний на сердечный ритм у мужчин и женщин с признаками флебопатии изменяются механизмы компенсации недостаточного венозного возврата, параллельно с увеличением количества элементов, обеспечивающих приспособление к нарушениям венозного кровообращения, в обеспечение гемодинамического гомеостаза включаются кроме автономных и центральные механизмы регуляции деятельности сердечного ритма, что отражает дизрегуляцию в работе ССС.

Рецензенты:

Харитонова Л.Г., д.б.н., профессор кафедры медико-биологических основ ФГБОУ ВПО Сибирского государственного университета физической культуры и спорта, г. Омск.

Корягина Ю.В., д.б.н., профессор кафедры анатомии, физиологии, спортивной медицины и гигиены ФГБОУ ВПО Сибирского государственного университета физической культуры и спорта, г. Омск.