CC BY
32
Внутренние болезни Internal Diseases
ID: 2011-01-8-A-1147 Оригинальная статья
Киселев А.Р., Посненкова О.М.
Динамические оценки спектра вариабельности сердечного ритма у больных ишемической болезнью сердца с гемодинамически значимыми коронарными стенозами ФГУ Саратовский НИИ кардиологии Минздравсоцразвития России
Kiselev A.R., Posnenkova O.M.
Dynamic evaluation of heart rate variability spectrum in coronary heart disease patients with hemodynamically significant coronary
stenoses
Saratov Research Institute of Cardiology
Резюме
Цель: изучение особенностей вегетативной регуляции сердца у больных ИБС с гемодинамически значимыми коронарными стенозами и без них. Методы: В исследование включено 143 пациента с ИБС, возраста 49±8 лет: 88 чел. с наличием хотя бы одного коронарного стеноза более 50%, 55 чел. - без таких стенозов. Ритмограммы регистрировались в покое и в ходе велоэргометрических (ВЭМ) проб с нагрузкой 25 и 50 Вт в течение 6 мин на каждой ступени: первые 3 мин - при спонтанном дыхании, последние 3 мин - при управляемом дыхании периодом 10 сек. Вычислялась частотная мощность спектра ВСР в высокочастотном (HF) и низкочастотном (LF) диапазонах. Принималось, что мощность LF-диапазона в параметрическом спектре обусловлена мощностью 0,1Гц-колебаний в ВСР. Результаты: Динамика мощности LF-диапазона спектра ВСР на этапах ВЭМ пробы при спонтанном дыхании достоверно не различалась между больными ИБС с наличием коронарных стенозов более 50% и без таковых. При переходе от спонтанного дыхания к управляемому выявлено достоверно большее увеличение мощности LF-диапазона у больных ИБС с коронарным стенозом менее 50% в состоянии покоя и при нагрузке 25 Вт. Динамика мощности HF-диапазона спектра в ходе ВЭМ пробы повторяла изменения в LF-диапазоне, но не имела достоверных межгрупповых различий. Вывод: Выраженность вегетативной дисфункции детерминирована наличием гемодинамически значимых коронарных стенозов.
Ключевые слова: вариабельность ритма сердца, коронарный стеноз.
Summary
It is considered that 0.1 Hz-oscillations in heart rate variability (HRV) are determined by features of the central part of system of autonomic regulation. Aim - to study characteristics of autonomic heart regulation in patients with coronary heart disease (CHD) associated with hemodynamically significant and insignificant coronary stenoses. Methods - 143 patients with CHD aged 49±8 years were enrolled in the study. 88 patients had at list one coronary artery stenosis of more then 50%. 55 CHD patients had no such stenoses. Rhythmograms at rest and during veloergometric test (VET) with exercise of 25 and 50 Wt were registered during 6 minutes at each stage. The first 3 minutes were registered at spontaneous breathing. The last 3 minutes were registered at controlled breathing with 10 seconds period. Frequency power of HRV spectrum in low-frequency (LF) and in high-frequency (HF) ranges was estimated. It was assumed that the power of LF-range in a parametric spectrum determined by the power of 0.1 Hz oscillations in HRV. Results - the dynamic of power of LF- range of HRV spectrum during the stages of VET at spontaneous breathing did not differ reliably in CHD patients with coronary stenoses of more then 50% and without such stenoses. Reliably higher increase of LF-range power under switching from the spontaneous to the controlled breathing was revealed at rest
and at exercise of 25 Wt in CHD patients with coronary stenosis of less then 50%. The dynamic of power of HF-range of HRV spectrum during VET repeated the changes in LF-range. Any reliable intergroup differences were not revealed. Conclusions - the evidence of autonomic dysfunction is associated with hemodynamically significant coronary stenoses.
Key words: heart rate variability, coronary stenoses.
Введение
Одной из признанных теорий вегетативной регуляции сердца является модель, основанная на представлении о наличии в вариабельности сердечного ритма (ВСР) колебаний на частоте около 0,1 Гц, обусловленных свойствами центрального звена системы вегетативной регуляции [1-6]. Известно, что при ИБС наблюдается снижение ВСР [7, 8].
Целью данного исследования являлось изучение особенностей вегетативной регуляции сердца у больных ИБС с одно-, двух- и трехсосудистым атеросклеротическим поражением коронарного русла на основе представлений о наличии 0,1 Гц-колебаний в ВСР.
Материал и методы
В исследование включено 143 пациента мужского пола с ИБС, возраста 49±8 лет, находившихся на лечении и обследовании в клинике Саратовского НИИ кардиологии. Все испытуемые дали добровольное согласие на включение их в исследование. В исследование не включались больные с клапанными пороками сердца, нарушениями ритма сердца и проводимости, препятствующими анализу ВСР, с эндокринной патологией, с симптоматическими артериальными гипертензиями, с нарушением периферического кровообращения, хроническими заболеваниями желудочно-кишечного тракта, почек, других органов и систем в стадии обострения.
Для изучения особенностей вегетативной регуляции сердца у больных ИБС при наличии и отсутствии гемодинамически значимых атеросклеротических стенозов коронарных артерий были выделены две группы: группа А - с наличием хотя бы одного коронарного стеноза более 50% (88 чел.; 49±8 лет) и группа В - без таких стенозов (55 чел.; 46±9 лет). Внутри группы А выделены подгруппы с наличием коронарного стеноза более 50% в одной артерии (49 чел.; 49±7 лет), в двух артериях (29 чел.; 50±7 лет) и в трех артериях (10 чел.; 45±5 лет).
Всем больным проводились инструментальные исследования: 12-канальная
электрокардиография, доплер-эхокардиография, велоэргометрическая (ВЭМ) проба, селективная коронарография по методике М. Jadkins.
Регистрация ритмограмм производилась в состоянии покоя и в ходе ВЭМ проб с нагрузкой 25 и 50 Вт в течение 6 минут на каждой ступени нагрузки, при этом первые 3 минуты этапа нагрузки регистрировались при спонтанном дыхании, а последние 3 минуты - в условиях управляемого дыхания периодом 10 секунд. Применение управляемого дыхания периодом 10 секунд позволяет контролировать значительную часть информации на входе в систему вегетативной регуляции сердца и изучать собственные свойства 0,1 Гц-механизмов регуляции посредством резонансного отклика в области 0,1 Гц-компоненты спектра ВСР [7, 9]. При спонтанном дыхании можно оценивать реализацию механизмов вегетативной регуляции в ВСР в условиях естественного взаимодействия сердечно-сосудистой и дыхательной систем. Выбор уровня нагрузки в 25 и 50 Вт обусловлен низкой информативностью спектрального анализа ВСР при физических нагрузках высокой интенсивности [10, 11]. Все функциональные пробы проводились в утренние часы (9.00-11.00).
Частотные оценки ВСР получали параметрическим методом построения спектра временного ряда R-R интервалов на основе авторегрессионной модели (Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 980656 от 12.11.1998 г.). Частотная мощность спектра ВСР (в мс2) вычислялась в низкочастотном (LF: 0,04-0,15 Гц) и высокочастотном (HF: 0,15-0,4 Гц) диапазонах [8]. Принималось, что спектральная мощность LF-диапазона в параметрическом спектре обусловлена мощностью 0,1 Гц-колебаний в ВСР. Для спектрального анализа отбирались трехминутные ритмограммы, не содержащие помех, экстрасистол, выраженного линейного тренда и переходных процессов.
При статистической обработке данных применялись следующие программные пакеты: «Excel MS 0ffice-2003» и «Statistica 6.1». Выявлено, что распределение значений параметров ВСР не описывается законом нормального распределения, поэтому дальнейший анализ производился методами непараметрической статистики. Сравнения переменных выполнялись при помощи критерия парных сравнений Вилкоксона. Сравнение групп проводилось с использованием U-критерия Манна-Уитни. Данные представлены в виде медианы (Ме) и значений квартильного диапазона (25%, 75%). Надежность используемых статистических оценок принималась не менее 95%.
Результаты
Клинико-анамнестическая картина обследованных больных ИБС отражает закономерное увеличение тяжесть клинических проявлений стенокардии при увеличении числа стенозированных коронарных артерий. Изучаемые группы больных ИБС сопоставимы по состоянию глобальной сократительной функции миокарда, частоте инфарктов миокарда в анамнезе.
При анализе динамики мощности LF-диапазона спектра ВСР в группах больных ИБС выявлено достоверное (p<0,01) снижение его мощности на этапах ВЭМ пробы при нагрузке 25 и 50 Вт, относительно исходного состояния покоя, как при спонтанном, так и при управляемом дыхании периодом 10 секунд, но при управляемом дыхании данная динамика происходит при достоверно (p<0,05) больших абсолютных значениях спектральной мощности LF-диапазона.
Динамика абсолютных значений HF-диапазона спектра ВСР в ходе ВЭМ пробы в исследуемых группах повторяла изменения в LF-диапазоне, но не имела достоверных межгрупповых различий в условиях спонтанного и управляемого дыхания (p>0,05). При увеличении нагрузки, отмечалось достоверное (p<0,001) повышение уровня частоты сердечных сокращений (ЧСС) и АД, сопоставимое во всех исследуемых группах (рис.).
Мощность и профиль динамики мощности LF-диапазона спектра ВСР на этапах ВЭМ пробы при спонтанном дыхании достоверно не различались между больными ИБС с наличием стенозов коронарных артерий более 50% и без таковых (рис.). При анализе прироста мощности 0,1Гц-компоненты спектра ВСР при переходе от спонтанного дыхания к управляемому в данных подгруппах выявлено, что увеличение мощности LF-диапазона при 10-секундном дыхании, относительно спонтанного, достоверно (p<0,05) выше у больных ИБС с коронарным стенозом менее 50% в состоянии покоя и при нагрузке 25 Вт. При нагрузке 50 Вт прирост мощности 0,1Гц-компоненты достоверных различий не имел (p>0,05) и был достоверно (p<0,05) ниже такового в покое и при нагрузке 25 Вт (рис.).
Спонтанное дыхание
Дыхание периодом 10 сек
= 1В □ □ -5 Ч BD0 -£ 1400 -~
2 1200 --J000 -i 800 -I 600 -
= 400 -£
5 200 -С
| 0-
Стенозы менее50%
Стенозы более 50%
■1 20 | г
1 ю 3
100 | я
90 |
80 | т =Г
70 5
я
60 о
5
я
■ 50 =■
г 800 у
-Q
X 600 --
=
С Г 400 -
Ц 200 -
и
000 -
800 -
600 -
о
я 400 -
I £ С 200 -
Стенозы менее50%
Стенозы Ьолее50%
—И 20 =
s
-1 ю S — 1 00 ! "90 I
X
-- 80 | т ш
-70 |
га
- ВО О
— 50 i
♦ 0.1Гц
* ЧСС
25% 25%
75% Ф 0,1Гц Ф ЧСС 75%
■ Ме ■ Ме
Рис. Динамика мощности 0,1 Гц-компоненты спектра ВСР и ЧСС в группах больных ИБС с наличием коронарных стенозов более 50% и без них в ходе ВЭМ проб при спонтанном дыхании и управляемом дыхании.
Обсуждение
Полученные данные свидетельствуют о низкой динамической устойчивости 0,1 Гц-колебаний ВСР у больных ИБС к повышению уровня нагрузки, что обусловлено снижением
адаптационного диапазона вегетативной регуляции сердца, что согласуется с результатами ранее проводимых нами исследований [7].
Выявлено, что выраженность вегетативной дисфункции у больных ИБС, в том числе проявляющаяся снижением динамической устойчивости 0,1 Гц-колебаний в ВСР, зависит от наличия гемодинамически значимых атеросклеротических стенозов в коронарном русле. У больных ИБС без гемодинамически значимых коронарных стенозов выявлены более высокие адаптационные возможности механизмов центральной вегетативной регуляции сердца, однако при увеличении нагрузки до 50 Вт происходит срыв адаптации вегетативной регуляции в данной группе.
Наличие хотя бы одного коронарного стеноза более 50% ассоциировано со снижением адаптационных возможностей вегетативной регуляции при минимальных нагрузках и усугубляется при дальнейшем повышении уровня физических нагрузок.
Заключение
1. ишемическое поражение сердца обусловливает дисфункцию центральных 0,1 Гц-механизмов вегетативной регуляции сердца со снижением их адаптационных возможностей,
2. выраженность дисфункции и снижение адаптационных возможностей центральных 0,1 Гц-механизмов вегетативной регуляции сердца детерминированы наличием гемодинамически значимых коронарных стенозов.
Библиографический список
1. De Boer R.W., Karemuker J.M., Stracker J. Relationships between short-term blood pressure fluctuations and heart variability in resting subjects. I: A spectral analysis approach // Med. Biol. Eng. Comput. 1985. Vol. 23. № 4. P. 352-358.
2. De Boer R.W., Karemuker J.M., Stracker J. Relationships between short-term blood pressure fluctuations and heart variability in resting subjects. II: A simple model // Med. Biol. Eng. Comput. 1985. Vol. 23. № 4. P. 359-364.
3. De Boer R.W., Karemuker J.M., Stracker J. Hemodynamic fluctuations and baroreflex sensitivity in humans: a beat-to-beat model // Am. J. physiol. 1987. Vol. 253. № 3. P. 680687.
4. Low frequency oscillations in arterial pressure and heart rate; a simple computer model / J.B. Madwed, P. Albrecht, R.G. Mark, R.J. Cohen // Am. J. Physiol. (Heart Circ. Physiol.). 1989. Vol. 256. P. 1573-1579.
5. Pagani M., Malliani A. Interpreting oscillations of muscle sympathetic nerve activity and heart rate variability // J. of Hipertension. 2000. Vol. 18. Iss. 12. P. 1709-1719.
6. Physiology and pathophysiology of heart rate variability in humans: is power spectral analysis largely an index of baroreflex gain? / P. Sleight, M.T. La Rovere, A. Mortara [et al.] // Clin. Sci. 1995. Vol. 88. Iss. 1. P. 103-109.
7. Использование показателей чувствительности и устойчивости низкочастотной компоненты спектра вариабельности сердечного ритма в клинической практике / А.Р. Киселев, В.И. Гриднев, О.М. Колижирина, В.Ф. Киричук // Российский кардиологический журнал. 2004. № 4. С. 18-22.
8. Heart Rate Variability. Standarts of Measurement, Physiological Inter-pretation and Clinical Use // Circulation. 1996. Vol. 93. P. 1043-1065.
9. Изучение природы периодических колебаний сердечного ритма на основе проб с управляемым дыханием / А.Р. Киселев, В.Ф. Кири-чук, О.М. Колижирина, В.И. Гриднев // Физиология человека. 2005. Т.31. № 3. С. 76-83.
10. Гриднев В.И., Довгалевский П.Я., Котельникова Е.В. Анализ вариабельности сердечного ритма больных ишемической болезнью сердца при физической нагрузке // Вестник аритмологии. 1998. № 7. C. 42-45.
11. Применение характеристик вегетативной регуляции сердечного ритма для повышения диагностической эффективности велоэргометрической пробы у больных ишемической болезнью сердца / П.Я. Довгалевский, В.И. Гриднев, Е.В. Котельникова, А.А. Моржаков // Кардиология. 1999. №7. С. 21-25.
