Анализ показателей вариабельности сердечного ритма с разным типом вегетативной регуляции при активной ортостатической пробе Текст научной статьи по специальности «Науки о здоровье»

© Булатецкий С.В., Бяловский Ю.Ю., 2001 УДК 612.172.2:612.897

АНАЛИЗ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ВАРИАБЕЛЬНОСТИ СЕРДЕЧНОГО РИТМА С РАЗНЫМ ТИПОМ ВЕГЕТАТИВНОЙ РЕГУЛЯЦИИ ПРИ АКТИВНОЙ ОРТОСТАТИЧЕСКОЙ ПРОБЕ

С. В.Булатецкий, Ю.Ю. Бяловский

Рязанский факультет Московского института МВД России Рязанский государственный медицинский университет имени академика И. П. Павлова

Рассмотрено использование анализа вариабельности сердечного ритма для оценки вегетативной регуляции ритма сердца и адаптационных возможностей организма при активной ортостатической пробе. Проведен анализ показателей вариабельности сердечного ритма у 98 испытуемых с разным типом вегетативной регуляции. Дана оценка соотношения парасимпатических и симпатических влияний на регуляцию сердечного ритма при ортостатической нагрузке. Определены два типа управляющих воздействий, участвующие в механизме поддержания сер-дечно-сосудистого гомеостаза при активной ортопробе.

Наиболее информативным неинвазивным методом оценки вегетативной регуляции сердечного ритма и адаптационных возможностей организма в настоящее время признан анализ вариабельности сердечного ритма (ВСР) [3, 6,

11, 13]. Физиологическая оценка ВСР как результата деятельности регуляторных систем, обеспечивающих поддержание гомеостаза и приспособление организма к изменениям условий окружающей среды, основывается на концепции о сердечно-сосудистой системе как индикаторе адаптационных реакций всего организма [2, 3,12]. Применение функциональной пробы с изменением положения тела позволяет получить дополнительную информацию о состоянии регуляторных механизмов биосистемы. Исследование ВСР при ортостатической пробе позволяет выяснить степень

активности различных звеньев регуляторных механизмов и составить представление о выраженности общей приспособительной реакции организма (адаптационных возможностей) [5,7,9, 11].

Целью настоящего исследования был анализ показателей вариабельности сердечного ритма с разным типом вегетативной регуляции при активной ортопробе.

Материалы и методы

Объектом исследования были 98 мужчин, средний возраст которых составил 19,6± 1,2 лет. Состояние систем вегетативной регуляции оценивалось степенью выраженности учащения ритма сердца на активную ортопробу по показателям статистического, автокорреляционного и спектрального анали-

за вариабельности сердечного ритма с использованием аппаратно-программного комплекса «Варикард» (ТОО «Рамена», Рязань) [3, 4, 10, 14]. Регистрация RR интервалов осуществлялась по 5 мин в положении «лежа» и в положении «стоя». При переходе в положение «стоя» динамические ряды кардиоинтервалов длительностью 1 мин не учитывались.

Для оценки полученных результатов использовались следующие показатели вариабельности сердечного ритма: среднее значение длительности RR интервалов; вариационный размах / MxDMn/; число разностных характеристик, значения которых более 50 мс в % к общему числу кардиоинтервалов в массиве/pNN 50/; стандартное отклонение полного массива кардиоинтервалов /SDNN/; мода /Мо/; амплитуда моды /АМо/; индекс напряжения регуляторных систем /SI/; мощность спектра высокочастотного компонента/HF/ , низкочастотного компонента /LF/ и сверхнизкочастотного компонента / VLF/ ВСР в % от суммарной мощности колебаний; индекс централизации (1C).

Исходные записи предварительно были визуально отредактированы от артефактов (экстрасистолы, помехи) и отобраны для последующей обработки. Статистическая обработка полученных результатов проведена с помощью программы StatGraphics Plus for Windows v3. При статистическом анализе данных оценка достоверности различий проводилась с использованием t-критерия Стьюдента с последующим расчетом вероятности ошибочного суждения о различии сравниваемых средних [8].

Результаты и их обсуждение

По результатам исследований в положении «лежа» были сформированы

группы с разным исходным типом регуляции ритма сердца [4]: ваготоничес-ким (п= 19), нормотоническим (п=58) и симпатикотоническим (п=21). Анализ статистических показателей (табл. 1) предваряла оценка матриц исходных данных по характеру распределения. При расчете числовых характеристик переменных полученные значения свидетельствовали о том, что исследуемые показатели, наблюдаемой объектной выборки, имели функции распределения (показатели асимметрии и эксцесса по абсолютной величине <2) близкие к нормальным.

Сравнительный анализ исходных показателей ВСР выявил достоверно значимые различия в характере вегетативной регуляции сердечного ритма в покое при переходе от ваготоническо-го к нормотоническому и симпатико-гоническому типу: уменьшение суммарного эффекта вегетативной регуляции (SDNN, МхОМп), уменьшение активности парасимпатического звена вегетативной регуляции (среднее значение длительности RR интервалов, рМЫ50, Мо, мощность НИ), повышение активности симпатического звена вегетативной регуляции (АМо) и повышение степени централизации (БТ). По другим показателям ВСР отмечается та же тенденция.

При переходе в вертикальное положение в группах с ваготоническим и нормотоническим типом вегетативной регуляции произошло достоверное уменьшение среднего значения длительности RR интервалов, вариационного размаха (МхОМп), показателя суммарной вариабельности сердечного ритма (БОЫМ), активности парасимпатического звена вегетативной регуляции ^NN50, Мо) и увеличение активности симпатического звена вегетативной регуляции (АМо) (табл. 2). В группе с симпатикотоническим типом веге-

Таблица I

Стшжетдаеетее показашш в руинах с разными тинами регудации |риша сердаш в шшппший «дежа*.

Пшиштори ВО

Тииы рвгудашии ритма ссрдщ I V Г«Ь 0р^10нЛСШШЗШ^«

чл'^ий !адшч@ашШ

р!

№

ррезв&й значение дл.кт-тиЗШ шггерюаша» ж | Ш532; -«Мл» ?±12 2 НI1) 4± !й |р«м«хт» М»х4МЙ1й Ш>М|1). ж ___||4Щ,7 + 1Т * ч I ’!±^,^9|ИН,.?±Ч,25

% |5&г?±2эфш±ш|ш§±.ш

^ОШ,мс к|ййй (Мй)„ М£

± 9,43 ± 1 Л6|41,85 ± 2,(8

| 1056*25,61*97,3± 14,4|818,5±

|Иняеиг снаряжения рёгулж&^жыех «шлем {81) 134,1 й ± 3.12165.5(5 ± 3,^81216^6 4

Уашшсгь НР» %

157,39±2.^-1* 1Я±2Л!3$Ж±3№

м^вдввсгь Ы\ %

Ш(>± 145 35,70± I <М 41.23± 4,01

Уошдасгь УО*’.

114.42 ± IМ115,51 ± 1,0? 1:4Ш ± 2

Инэекв цеитрадшашн* (уир'АЗМШ? (1С;!

|£ШМ ±ШШ11,411 ±0,19 2<2??±ЙД8|

р(1 - вероятность £нш*ботнаго сувдедая о родич « ^,1 и»! «юемых средних;

* р<СШ5; - р<0»01; *** ю<Ш:)01.

!>» •

Табяищ 2

Соотношение шноттсиюй шриаС^шакхгш ^дечшго ритм» <ягш/л«жа.» фушмх с рашым тшкш вегеттианой регуляции <» Щ.

1 I Грушы а р I Пв»шю.а ВСР Нг ВЕ5: 1 | Баготодаж*- I \ шй М»диее значение дшгеяыдали 1<Ш интервал»» Щ.,9 ± 1 ,Ш* а*« шшм м«гшм1Й яяции ритме се»дад Н®рМ&?ОШЧ®’| Скмпшмшь ский 1 кичсскиИ ПШ 151Й*15ЩР«'

|Р**адсть. Мда-Мм (МхЙМа) |??,5±6Л4«!* !)<>,<} + Т2{)

ЬЫММ) ршм рй,5±й.24:?;?!:?- 2М±'Ш*** 7^-45 ^.2'^* *** 741±- 1оЗ±4Й,ТО ¥ш±'5у07

^Ллшдап-да мвды 1А.М0) И!(1. !6 ^ “?И'гг 'Л-1 и*'* ч 1 \ ±, 14 !>''>■ Згщг=- Ч 1 1 ] ,1|1!± *1 У И * | 4* И'<

<ИиЖК К^МИч |ХЛ; 1 ч.Ич П,*мЧЬ ^►ичаи*чд* Н)- Мо*Ш«СТЬ 1.1- V- ^ *Мн |<рнг(и тшияШ-Р-йЛ-иНС* (К ) Ч?г * % 4 <» 4*М+ \| ’ 1^± > ■‘ЧН лч>"» Н ^ Ч * ^Р?£7ТГП Р#п +_Ги _ (|'ШЧ |>7ч-* м.-^'

Достоадаюстьразяичнй в штштт мжянгюя: * - р^.УВ; **■ ~ р<Ш)1; *1** - $<ЩЮ1,

тативной регуляции достоверно уменьшились среднее значение длительности ЯЯ интервалов, наиболее вероятный уровень функционирования системы регуляции (Мо) и имеется тенденция к увеличению активности симпатической регуляции сердечного ритма. Во всех группах достоверно вырос индекс напряжения регуляторных систем, что свидетельствует о преобладании активности центральных механизмов регуляции над автономными, причем наибольшее увеличение отмечается в группе «ваготоников», а наименьшее -«симпатотоников».

Более детальная оценка состояния отдельных звеньев регуляторного механизма была получена при анализе спектральных характеристик сердечного ритма (табл. 2). Высокочастотный компонент спектра сердечного ритма (НР), связанный с дыханием, характеризует относительный уровень активности парасимпатического звена вегетативной регуляции. Его мощность при ортопробе достоверно уменьшается во всех группах. Мощность спектра низкочастотной составляющей спектра сердечного ритма (и), отражающая относительный уровень активности подкоркового вазомоторного центра, и мощность спектра сверхнизкочастотного компонента ВСР (УЬР) статистически достоверно увеличиваются. Показатель УЬР характеризует состояние подкоркового сердечно-сосудистого центра и отражает влияние высших вегетативных центров на регуляцию системы кровообращения. Такая же достоверная динамика изменений, как и УЬР, отмечается со стороны индекса централизации (1С), который характеризует степень централизации управления сердечным ритмом. Следовательно, в механизме поддержания сердеч-но-сосудистого гомеостаза при ортоп-

робе участвуют два типа управляющих воздействий. Один из них связан с активацией вазомоторного (сосудистого) центра, другой с более высокими уровнями управления. Следует отметить, что в группе «симпатотоников» увеличение LF, VLF и 1C менее выражено.

Полученные результаты подтверждают гипотезу P.M. Баевского [1, 3] о двухконтурном управлении ритмом сердца. В ответ на нагрузочные воздействия могут наблюдаться различные реакции ритма сердца. При оптимальном регулировании управление ритмом сердца происходит автономно при минимальном участии высших уровней управления. Если автономные механизмы не обеспечивают необходимого уровня управления, то происходит активация более высоких уровней регуляции, что проявляется усилением недыхательного компонента синусовой аритмии, появлением медленных волн с более высокими периодами и возрастанием их мощности.

В табл. 3 приведена достоверность различий изменений показателей ВСР при активной ортопробе в группах с разным типом регуляции ритма сердца. Соотношение стоя/лежа многих показателей ВСР достоверно отличается между выделенными ранее группами, что свидетельствует о сохранении типов вегетативной реактивности исследуемых при выполнении активной ортопробы. Уменьшение достоверно различимых значений параметров вегетативного гомеостаза между исследуемыми группами испытуемых при выполнении активной ортопробы можно расценивать как нагрузочную мобилизацию адаптационных механизмов.

Выводы

1. Анализ вариабельности сердечного ритма позволяет оценивать состо-

Таблтга 3

Достоверность различий изменений ошазатежй ВСР при шшкй ортопробе в ipyraiax. с ішмьш типом регуїшіщи ршш &ерда&

І 1 Baitmwfflw.,- І йсрм 1 Шммйашш ВС? 1 шрмщдажч. [сишш пгрісш: (Срмюе* зшнншие жімчг» щі. икгержмм f <4,U і р>(Ш5 І «-ІДО OT9WK4»- гавдтоа Bam симш id. "•Ш ■шкотом.

уазшст Ук-Мш (Мх1і№з) | -ОДЗІ _ н М| рЖбІТ-ЇЖ' Ш Ibsft&s ' s>4^ I, A* 4 n>i I OS

|Йшга(Йол ^ -і,«у і І -1,21 p'AiJJ'- -2J>2 і;к<і,Й5

моды І 4». і >; s р>4)Ш і 2J5H мщжїшщ сж№м С§І> Т ОДО Тps>0,Q5 Г1М p<$,#5 |ЫЗ,05 Х.2Й 1Ж

^їоадиогиі HF 1 1,1? І | -0,6? pisOvliS

ІШщиасть її- 1 -0,71 [ ,p>6«0S І 1J4 (Моатосгь VLF '*1 ОД? 1 |ЫШ5 ГВ„94 ІИшшс утщшттт» И +П і/НІ;ЧЮ І 4),5t ! рЯІ.Об 0J7 1,24 ~:ilf p>0J)5 J?л 1 ®

id - іфотерий надежности Стмомнтя;

рй - «рвятйОСта йшиботаог® суждения о |Шщ*чии ср»шв«мда Средних..

яние отдельных звеньев вегетативной регуляции сердечного ритма.

2. Реакция организма на ортостатическую нагрузку зависит от типа вегетативной регуляции сердечного ритма. У «нормотоников» характер регуляции имеет более выраженное изменение соотношения симпатических и парасимпатических влияний на сердечный ритм, у «симпатотоников» - менее выраженное.

3. Изменения вегетативной регуляции ритма сердца под влиянием активной ортопробы происходят в плоскости увеличения симпатической активации, усиливающей энергетические процессы, и уменьшения парасимпатической (трофотропной) активности вегетативной нервной системы.

4. В механизме поддержания сердечно-сосудистого гомеостаза при активной ортопробе участвуют два типа управляющих воздействий: один свя-

зан с активацией вазомоторного (сосудистого) центра, другой - с более высокими уровнями управления сердечным ритмом.

ЛИТЕРАТУРА

1. Баевский P.M. Математические методы анализа сердечного ритма. - М., 1968. -С. 9-23.

2. Баевский P.M., Кириллов О.И., Клецкин С.З. Математический анализ изменений сердечного ритма при стрессе. -М.: Наука, 1984. - 222 с.

3. Баевский P.M., Берсенева А.П. Оценка адаптационных возможностей организма и риск развития заболеваний.

- М.; Медицина, 1997. - 235 с.

4. Баевский P.M., Семенов Ю.Н., Черникова А.Г. Анализ вариабельности сердечного ритма с помощью комплекса «Ва-рикард» и проблема распознавания функциональных состояний. Хронобиологичес-кие аспекты артериальной гипертензии в практике врачебно-летной экспертизы. -М., 2000.-С. 167-178.

5. Берсенева И.А. Оценка адаптационных возможностей организма у школьников на основе анализа вариабельности сердечного ритма в покое и при ортостатической пробе: Дис.... канд. биол. наук.

- М., Рос. Ун-т дружбы народов, 2000. -135 с.

6. Булатецкий С.В., Бяловский Ю.Ю. Некоторые аспекты анализа вариабельности сердечного ритма в изучении адаптивных процессов у спортсменов // Вестн. новых мед. технологий. - 2000. - Т. VII, №1. -С. 129-132.

7. Булатецкий С.В., Бяловский Ю.Ю. Влияние организованного фактора «ортопроба» на показатели вариабельности сердечного ритма // Общая патология: на пороге третьего тысячелетия. - Рязань, 2001.-С. 14-18.

8. Гланц С. Медико-биологическая статистика: Пер. с англ. - М.: Практика, 1998. -459 с.

9. Калинкин И.Н., Христич М.К. Анализ ритма сердца в переходных процессах при ортостатической пробе у спортсменов // Медико-биологическое исследование в этапной оценке функциональной подготовки спортсменов. - Л., 1983.-С. 14-21.

10. Лапкин М.М., Семёнов Ю.Н., Шал-кин П.В. Программно-аппаратный комплекс для оценки неспецифических адаптационных возможностей человека. // Вестн. новых мед. технологий. - 1995. - Т. II, №3-

4.-С. 122-125.

11. Мельников А.Х. Очерки интегральной диагностики. - Тула: НИИ новых медицинских технологий (ТППО), 1997. -177 с.

12. Парин В.В., Баевский P.M., Волков Ю.Н. и др. Космическая кардиология.

- Л.: Медицина, 1967.- 207 с.

13. Родионов А. Клиническое значение исследования вариабельности сердечного ритма, http://infoart.apex.dp.ua/med/ cons/texts/hrv.htm, 05,10.97.

14. Семёнов Ю.Н., Баевский P.M. Аппаратно-программный комплекс «Вари-кард» для оценки функционального состояния организма по результатам математического анализа ритма сердца // Вариабельность сердечного ритма. - Ижевск, 1996. - С. 160-162.

THE ANALYSIS OF THE FACTORS HEART RATE VARIABILITY WITH THE VARIOUS TYPE OF THE VEGETATIVE REGULATION UNDER THE ACTIVE ORTHOSTATIC TEST

S.V. Bulatetsky, Yu.Yu. Byalovsky

The using an analysis heart rate variability was considered for the evaluation the vegetative heart rate regulation and adaptation organism possibilities under the active orthostatic test. The analysis of the factors heart rate variability beside 98 experiencing ones with the various type of the vegetative regulation was conducted. The evaluation of correlation of parasympathetic and sympathetic influences upon the regulation heart rate at the orthostatic load was given. Two types of controlling influences, participating in the under-keeping mechanism of cardiovascular homeostaz under the active orthotest were defined.