Сетевое издание

Современные проблемы науки и образования

ISSN 2070-7428

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 1,006

Функциональное состояние сердечно-сосудистой системы при различных положениях тела в пространстве является важным индикатором активации адаптационных механизмов. Основные развивающиеся гемодинамические эффекты, такие как изменение деятельности сердца, состояния сосудистого тонуса, связаны с перераспределением кровотока под влиянием гравитационного поля Земли [1]. Ответная реакция на постуральные воздействия опосредована деятельностью ЦНС и происходит с участием центрального и вегетативного контуров системной регуляции деятельности сердца, управляющих его ритмом [2]. При этом характер и степень проявления приспособительных реакций со стороны сердечно-сосудистой системы во многом зависит от индивидуальных особенностей реактивности вегетативной нервной системы человека (ВНС) [3]. Реактивность отражает способность нервной системы перестроить механизмы нервной и гуморальной регуляции для адаптации к воздействующим раздражителям. Оптимальная гемодинамика при постуральных воздействиях поддерживается преимущественно за счет возбуждения симпатоадреналовой системы, что зависит от особенностей возбудимости симпатических вегетативных центров. Количественную оценку вклада симпатических и парасимпатических влияний в процесс развития адаптационных реакций на постуральные изменения позволяет дать анализ вариабельности сердечного ритма (ВСР). Интерпретацию ВСР чаще всего осуществляют методом анализа его спектрального состава на основании быстрого преобразования Фурье. В зависимости от частоты колебаний спектр сигнала ВСР распределяется в диапазоне высокочастотной (HF), низкочастотной (LF), сверхнизкочастотной (VLF) и ультранизкочастотной (ULF) мощности, которые отражают степень активности вегетативных нейрогуморальных механизмов регуляции сердечной деятельности. Анализ временных параметров ВСР позволяет учесть изменчивость продолжительности промежутков электрокардиограммы между соседними R-R зубцами. При этом усиление симпатических влияний на регуляцию сердечного ритма проявляется сокращением временных параметров, тогда как активация парасимпатической системы – их увеличением [4; 5]. В ряде случаев традиционных методов спектрального и временного анализа недостаточно для оценки активности кардиальных механизмов, модулирующих ритм сердца, вследствие чего применяются методы нелинейной оценки ВСР, которые позволяют определить особенности корреляции параметров сигнала [6].

Целью исследования явилось изучение вариабельности ритма сердца при постуральных изменениях у мужчин в зависимости от реактивности симпатической нервной системы.

Материал и методы исследования. В работе приняли участие 50 мужчин-добровольцев в возрасте 18-20 лет, имеющих I группу здоровья. Протокол исследования утвержден этическим комитетом Ивановской государственной медицинской академии. Перед началом работы все испытуемые дали письменное информированное согласие на участие. В качестве постуральных изменений использовали активный ортостаз, пассивный ортостаз (угол наклона 25°) и пассивный антиортостаз (угол наклона 15°). ВСР регистрировали с помощью аппаратно-программного комплекса «Поли-Спектр» (ООО «Нейрософт», г. Иваново) в течение 5 минут в горизонтальном положении, а также в течение 5 минут после смены положения тела [7].

Изменение функционального состояния ВНС при постуральных изменениях оценивали по динамике временных, спектральных, геометрических и расчетных показателей ВСР по сравнению с их значениями в горизонтальном положении. Также производили сравнительную оценку величины отклонения (∆) параметров ВСР при постуральных изменениях у испытуемых с разным типом симпатической реактивности. Определяли частоту сердечных сокращений (ЧСС, уд./мин.), минимальную продолжительность кардиоинтервала (R-Rmin, мс), среднюю продолжительность кардиоинтервала (RRNN, мс), стандартное отклонение NN-интервалов (SDNN, мс), квадратный корень из средней суммы квадратов разностей между соседними NN-интервалами (RMSSD, мс), количество последовательных кардиоинтервалов, различающихся более чем на 50 мс (pNN50, %), среднее значение общей мощности спектра ВСР (TPav, мс²/Гц), сверхнизкочастотный компонент спектра ВСР (VLF, мс2), низкочастотный компонент спектра ВСР (LF, мс2), высокочастотный компонент спектра ВСР (HF, мс2), долю сверхнизкочастотного компонента спектра (VLF, %), долю низкочастотного компонента спектра (LF, %), долю высокочастотного компонента спектра (HF, %), симпатовагальный индекс (LF/HF, у.е.), медиану (Me, мс), вегетативный показатель ритма (ВПР, у.е.), показатель адекватности процессов регуляции (ПАПР, у.е.), длину «облака» скаттерограммы (ell_L, мс), ширину «облака» скаттерограммы (ell_w, мс), отношение длины «облака» скаттерограммы к её ширине (L/w, у.е.), площадь скаттерограммы (ell_S, мс2) [8, 9]. Эпоха анализа 5-минутной ЭКГ до и после исследуемых постуральных изменений составила 400-450 кардиоциклов.

Реактивность симпатической нервной системы оценивали по особенностям изменения частоты сердечных сокращений в ортостатической пробе. При увеличении ЧСС в диапазоне от 6 до 24 ударов в минуту тип реактивности характеризовали как нормальный, при увеличении более чем на 24 удара – как гиперсимпатический, при увеличении менее чем на 6 ударов ­­– как асимпатический [10].

Статистическую обработку полученных результатов производили с помощью электронных таблиц Excel и программы Statistica. Нормальность распределения определяли с использованием критерия Шапиро-Уилка. Достоверность различий оценивали с помощью t-критерия Стьюдента и непараметрических критериев Колмогорова-Смирнова и Манна-Уитни. Статистически значимыми считались различия при р≤ 0,05.

Результаты исследования и их обсуждение. Анализ среднестатистических результатов исследования показал, что активный ортостаз у всех испытуемых вызывает уменьшение функциональной активности парасимпатического отдела ВНС, о чем свидетельствует снижение мощности спектра в диапазоне высоких частот и его доли в общей мощности спектра ВСР. Также наблюдается уменьшение показателя pNN50, стандартного отклонения значений кардиоинтервалов и квадратного корня из средней суммы квадратов разностей между соседними N-N интервалами (табл. 1).

Таблица 1

Вариабельность сердечного ритма при активном ортостазе у мужчин (M±m)

Примечание: * – статистически значимые различия с параметрами ВСР в горизонтальном положении (р≤0,05).

Активность симпатического отдела при ортостазе, напротив, возрастает, что подтверждается увеличением доли компонента низких частот в общей мощности спектра и смещением симпатовагального индекса в сторону симпатических влияний. Также отмечается увеличение показателя адекватности процессов регуляции, указывающего на повышение генераторной активности синоатриального узла проводящей системы сердца, что сопровождается увеличением ЧСС и укорочением продолжительности кардиоцикла [11]. На активацию симпатической системы указывает уменьшение «облака» скаттерограммы (рис. 1), площадь которой в горизонтальном положении составляет 12585,43±1447,31 мс2. При активном ортостазе ell_S уменьшается до 3263,17±410,28 мс2 (р<0,0001).

Рис. 1. Изменение скаттерограммы при активном ортостазе: А – горизонтальное положение; Б – активный ортостаз

При пассивном ортостазе у испытуемых также происходит возбуждение симпатического отдела ВНС на фоне снижения функциональной активности парасимпатической системы [12]. Это подтверждается уменьшением доли мощности спектра в диапазоне высоких частот и увеличением доли мощности спектра в диапазоне сверхнизких частот (табл. 2). Кроме того, за счет возрастания мощности спектра в диапазоне низких частот и уменьшения высокочастотного компонента отмечается увеличение симпатовагального индекса, свидетельствующее о преобладании симпатического эффекта на сердечный ритм. На уменьшение вагусного влияния указывает уменьшение значения pNN50, что сопровождается укорочением R-Rmin и увеличением отношения длины «облака» скаттерограммы к её ширине.

Таблица 2

Вариабельность сердечного ритма при пассивном ортостазе у мужчин (M±m)

Примечание: * – статистически значимые различия с параметрами ВСР в горизонтальном положении (р≤0,05).

При пассивном антиортостазе отсутствуют достоверные изменения среднестатистических значений временных и спектральных параметров. Анализ геометрических показателей позволил выявить увеличение площади скаттерограммы, отражающей вариативность кардиоинтервалов, прежде всего за счет увеличения её ширины (рис. 2), что в свою очередь говорит о смещении вегетативного баланса в сторону парасимпатических влияний. В положении лёжа ell_w равен 91,04±8,02 мс, а при пассивном антиортостазе значение данного показателя увеличивается до 96,72±8,94 мс (р=0,03).

Рис. 2. Изменение скаттерограммы при пассивном антиортостазе: А – горизонтальное положение; Б – пассивный антиортостаз

По результатам изменения частоты сердечных сокращений в ортостатической пробе были выявлены две группы испытуемых: с нормальной реактивностью (21 человек) и с гиперсимпатической реактивностью ВНС (29 человек). Активный ортостаз у испытуемых с гиперсимпатической реактивностью вызывает большее укорочение минимального и среднего значения кардиоинтервала, а также более выраженное увеличение частоты сердечных сокращений, чем у испытуемых с нормальной симпатической реактивностью ВНС (табл. 3). Кроме того, у испытуемых с гиперсимпатическим типом реагирования более выражено увеличение симпатовагального индекса, показателя адекватности процессов регуляции и отношения длины «облака» скаттерограммы к его ширине. Описанные изменения свидетельствуют о большей степени возбуждения симпатического отдела ВНС у этой группы испытуемых.

Таблица 3

Отклонение показателей ВСР при активном ортостазе у мужчин с разной реактивностью симпатической системы (M±m)

Примечание: # – статистически значимые различия параметров ВСР у испытуемых с гиперсимпатическим и нормальным типом реактивности (р≤0,05).

Пассивный переход в ортостатическое положение также вызывает более выраженную активацию симпатического отдела ВНС у студентов с гиперсимпатической реактивностью. Это подтверждается большим приростом ЧСС и более выраженным уменьшением средней продолжительности кардиоинтервала. О повышенной активности симпатического отдела у лиц с гиперсимпатическим типом реагирования также свидетельствует более значительное уменьшение медианы и ширины «облака» скаттерограммы, на что указывает индекс L/w, у.е. (табл. 4).

Таблица 4

Отклонение показателей ВСР при пассивном ортостазе у мужчин с разной реактивностью симпатической системы (M±m)

Примечание: # – статистически значимые различия параметров ВСР у испытуемых с гиперсимпатическим и нормальным типом реактивности (р≤0,05).

Пассивное антиортостатическое положение вызывает активацию парасимпатических механизмов регуляции деятельности сердца у испытуемых с нормальной симпатической реактивностью [13]. Об этом свидетельствует увеличение среднего значения общей мощности спектра ВСР, а также снижение вегетативного показателя ритма (табл. 5). У испытуемых с гиперсимпатическим типом реактивности, напротив, происходит активация симпатической системы, что подтверждается уменьшением среднего значения общей мощности спектра ВСР и увеличением вегетативного показателя ритма.

Таблица 5

Отклонение показателей ВСР при пассивном антиортостазе у мужчин с разной реактивностью симпатической системы (M±m)

Примечание: # – статистически значимые различия параметров ВСР у испытуемых с нормальным типом и гиперсимпатическим типом реактивности (р≤0,05).

Выводы. Таким образом, как активный, так и пассивный ортостаз сопровождаются возбуждением симпатического отдела вегетативной нервной системы. При пассивном антиортостазе наблюдается тенденция к увеличению активности парасимпатического отдела ВНС. У мужчин с гиперсимпатическим типом реагирования при активном и пассивном ортостазе степень возбуждения симпатического отдела более выражена, чем при нормальной симпатической реактивности. Пассивный антиортостаз сопровождается возбуждением симпатического отдела у испытуемых с гиперсимпатическим типом и парасимпатического отдела – у испытуемых с нормальной симпатической реактивностью.