CC BY
43
№ 3 - 2014 г.
14.00.00 медицинские и фармацевтические науки УДК 612.172.2.057-07:612.216.3-053.82
ГЕНДЕРНЫЕ ОСОБЕННОСТИ СТРУКТУРЫ СЕРДЕЧНОГО ЦИКЛА ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ДЫХАТЕЛЬНОЙ ПРОБЫ У ЛИЦ МОЛОДОГО ВОЗРАСТА
В. Ю. Куликов, Н. Б. Пиковская, А. В. Алферов, А. А. Дюбченко, А. И. Чертенков
ГБОУ ВПО «Новосибирский государственный медицинский университет» Минздрава
России (г. Новосибирск)
Проба с оценкой вариабельности сердечного цикла при нагрузке с задержкой дыхания позволяет выявить индивидуальные и гендерные особенности регуляции деятельности сердца, так что ее целесообразно использовать для оценки особенностей вегетативной регуляции деятельности сердца. В группе юношей при восстановлении наиболее выражено влияние симпатического отдела вегетативной нервной системы, в то время как у девушек реакция во время нагрузки менее выражена, систола постепенно, без видимых изменений, укорачивается и только после выдоха достоверно восстанавливается, что указывает напротив на преобладание парасимпатического отдела вегетативной нервной системы.
Ключевые слова: сердечный цикл, регуляция, сердечная деятельность, гендерные особенности, вегетативная нервная система.
Куликов Вячеслав Юрьевич — доктор медицинских наук, профессор, заслуженный деятель науки РФ, заведующий кафедрой нормальной физиологии ГБОУ ВПО «Новосибирский государственный медицинский университет», рабочий телефон: 8 (383) 225-07-37, e-mail: Kulikov_42@mail.ru
Пиковская Наталия Борисовна — доктор биологических наук, профессор кафедры нормальной физиологии ГБОУ ВПО «Новосибирский государственный медицинский университет», e-mail: picov09@rambler.ru
Алферов Антон Викторович — студент 2-го курса ГБОУ ВПО «Новосибирский государственный медицинский университет», e-mail: Kulikov_42@mail.ru
Дюбченко Анастасия Андреевна — студент 2-го курса ГБОУ ВПО «Новосибирский государственный медицинский университет», e-mail: Kulikov_42@mail.ru
Чертенков Александр Игоревич — студент 2-го курса ГБОУ ВПО «Новосибирский государственный медицинский университет», e-mail: Kulikov_42@mail.ru
Введение. Необходимость оценки типологических особенностей вегетативной регуляции функций и особенно вариантов реализации в деятельности сердечно-сосудистой системы обусловлена не столько частотой сердечно-сосудистых заболеваний, сколько достоверным сдвигом частоты заболеваемости в сторону молодого возраста [1, 2].
Использование кардиоинтервалографии для оценки выраженности симпатического или парасимпатического статуса используется достаточно широко и применяется для анализа особенностей вегетативной регуляции [3] как у больных, так и у здоровых людей с профилактической целью [4]. Вместе с тем нормальные показатели основных параметров вариабельности ритма сердца используются без учета
индивидуально-типологических особенностей, таких как пол, возраст, регион проживания, социальная группа.
Цель исследования: изучить гендерные особенности регуляции сердечного ритма у молодых людей.
Материалы и методы исследования. В группу обследованных вошли 30 молодых людей в возрасте от 18 до 27 лет. Параллельно с анкетированием, измерением артериального давления (АД) в покое проводилась запись ЭКГ с анализом кардиоинтервалограммы. Обследование проводилось всегда в утренние часы в положении лежа после уравновешивания АД в течение не менее 15 мин. В качестве функциональной пробы использована кратковременная произвольная задержка дыхания сначала на вдохе (40 сек), затем на выдохе (80 сек), которая проводилась в процессе непрерывной записи ЭКГ с помощью аппарата Кардио-Бос. Длительность сердечного цикла, систолы и диастолы фиксировалась каждые 10 сек. Полученные данные обработаны с помощью программы STATISTICA 7.0.
Результаты и обсуждение. У всех обследованных, как видно из рис. 1, в первые 10 сек нагрузки наблюдается достоверное укорочение сердечного цикла на 72 мс, преимущественно за счет диастолы. Длительность систолы уменьшается незначительно, но достоверно. К 20-й секунде исследования длительность сердечного цикла приближается к исходной. Сразу после выдоха отмечается восстановление длительности систолы, и только через 10 сек, к 50-й секунде исследования, следует реакция диастолы в виде ее укорочения на 30 мс и восстановления к 70-й секунде.
Длинз цикла (не)
Л_
1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100
Выдох
1 1 ■ ■ 1 р р
1 1 1 1 1 1 -1 .1 I- п г 1 Р Р 1 Р Р и J 1. _. _
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Р Р 1 Р Р ■.-ЗЦис 1-------
- ■■ Г . V 1 X 1 . V 1 у 1 ...
1ГА [_
1 1 1 1 1 1 1 1 1 4 1111 11111 11111 —^^аш^гст^™]'---1---- . -3Уме,!
ш
—-!-- ПОЛИ | 1 1 1 1 —1—Т—1—1—|—\—\—
11111 ........... 11111 1 1 4
1 1 1 1 1 1 ___4___1____ ........ 1 1 р ■ 1 [ р 1 ___1_ ¿. _1 и__1 _
---1---1 1 1 1 1 1 1 Т 1 1 Г 1 т г —1 ■ 1 р р 1 р р 1 р 1 р р | 1 1 |
Сердечным цикл
Диастола
Систола
о г \
Время(мин)
Рис. 1. Изменение длительности сердечного цикла в объединенной группе обследованных
лиц
Влияние дыхания на сердце выражается давно и хорошо известным явлением дыхательной аритмии, которое проявляется в снижении частоты сердечных сокращений (ЧСС) при вдохе и увеличении при выдохе. Электрофизиологическими исследованиями обнаружено синхронное с дыханием снижение частоты и даже полное прекращение импульсации в сердечных волокнах блуждающего нерва во время вдоха [3]. Вместе с тем, колебательный характер волн изменений длительности цикла сердца, отдельно диастолы и в меньшей степени систолы на фоне задержки дыхания свидетельствует, на наш взгляд, о недостаточности объяснений полученных результатов только лишь тормозными влияниями с каротидного синуса на сосудодвигательный центр [6]. Восстановление длительности цикла к 20-й секунде эксперимента, что значительно превышает продолжительность вдоха в норме, может скорее свидетельствовать либо о надбульбарных влияниях, либо отражать собственный колебательный ритм сосудодвигательного центра.
Попытаемся использовать частотные характеристики ритма сердца для анализа полученных результатов. Частотный спектр, получаемый при анализе кратковременных записей ЭКГ, разбит на 3 диапазона: очень низкочастотный (VLF) с границами от 0 до 0,04 Гц, низкочастотный (LF) с границами от 0,04 до 0,15 Гц и высокочастотный (ОТ) с границами от 0,15 до 0,4 Гц (3-6) [5]. Вклад низких частот, которые традиционно рассматриваются как отражение влияний блуждающего нерва, в группе составил 40,7 ± 3,2 и не отличается от вклада низкочастотной компоненты ритма (42,9 ± 3,4). Большинство исследователей согласны с тем, что 0,1 герцовый ритм является следствием генерализованных вспышек симпатической вазомоторной активности, которые возникают с такой же частотой. Таким образом, равновесие отделов вегетативной нервной системы (ВНС) скорее противоречит активации вагусных влияний и свидетельствует в пользу колебательного ритма сосудодвигательного центра [6].
Изменения длительности сердечного цикла в группах юношей и девушек представлены на рис. 2 и 3.
Рис. 2. Изменение длительности сердечного цикла в группе юношей
Как видно из представленных данных, у юношей динамика изменений цикла соответствует описанной для группы в целом, отличаясь лишь большей выраженностью амплитуд колебаний. Для девушек оказалось характерным отсутствие достоверных изменений как длительности цикла, так и его периодов. Обращает на себя внимание увеличение длительности цикла за счет диастолы к началу второй минуты функциональной пробы.
Рис. 3. Изменение длительности сердечного цикла в группе девушек Характеристики частотного спектра у юношей и девушек
Пол VLFJ % LFJ % Н^ %
Юноши 21,9 ± 2,1 48,4 ± 3,2 29,7 ± 2,4
Девушки 11,3 ± 1,4 33,6 ± 2,8 55,1 ± 3,6
Частотный спектр у юношей и девушек представлен в таблице, из которой следует, что вклады низкочастотной компоненты спектра у юношей существенно выше, чем у девушек. Сопоставление этого факта с существенным укорочением длительности цикла в первые секунды проведения пробы свидетельствует о существенном влиянии у них парасимпатических влияний на сердце. В этом случае мощная начальная импульсация с рецепторов каротидного синуса в первые секунды задержки дыхания на вдохе результируется в ослаблении вагусных влияний и приводит к укорочению цикла за счет временного преобладания тонуса симпатического отдела сосудодвигательного центра. Подтверждением такого преобладания симпатического отдела служит укорочение на 13 % от исходного уровня длительности систолы в ответ на задержку дыхания. Для девушек, судя по полученным результатам, влияния на ритм сердца парасимпатических нервов выражены в значительно меньшей степени, поэтому и реакция их на нагрузку не находит отражения в изменении длительности цикла сердца. Низкая степень активности и реактивности парасимпатических центров, вероятно, проявляется в увеличении длительности диастолы и цикла в целом — появление вагусной активности отсрочено более чем на минуту по сравнению с юношами. Низкий исходный тонус парасимпатической части сосудодвигательного центра не позволяет осуществить первоначальную реакцию, обусловленную снижением частоты импульсов блуждающего нерва. Без сомнения, гендерные особенности регуляции не ограничиваются лишь тонусом отделов ВНС и обусловлены различными факторами [7]. Выраженность изменчивости длительности цикла зависит как от тонуса симпатических или парасимпатических центров продолговатого мозга, так и от количества выделяющихся медиаторов, количества и чувствительности адрено- и холинорецепторов сердца, количества доступных для активации калиевых и кальциевых каналов и моментного соотношения концентраций ионов вне клетки и внутри ее. Тем не менее, полученные результаты могут быть использованы при проведении обследований и должны учитываться в профилактических рекомендациях, особенно для молодых людей, имеющих наследственную предрасположенность к сердечно-сосудистым заболеваниям.
Заключение. Таким образом, в группе молодых людей обнаружены гендерные особенности регуляции ритма сердца, которые проявляются в существенном преобладании у юношей как симпатических, так и парасимпатических влияний. Можно рассматривать эту особенность как проявление большей активности и реактивности ВНС у лиц мужского пола.
Список литературы
1. Беленков Ю. Н. Сердечно-сосудистый континуум / Ю. Н. Беленков, В. Ю. Мареев // Сердечная недостаточность. — 2002. — № 1. — С. 7-11.
2. Гогин Е. Е. Гипертоническая болезнь и сердечно-сосудистая заболеваемость в свете фундаментальных открытий конца XX века / Е. Е. Гогин // Материалы симпозиума «Реология-1992». — Днепропетровск, 1992. — С. 39-46.
3. Руководство по физиологии. Регуляция кровообращения / Под ред. Б. И. Ткаченко. — Л. : Наука, 1986. — 640 с.
4. Анализ вариабельности сердечного ритма при использовании различных электрокардиографических систем / Р. М. Баевский [и др.] // Вестн. аритмологии. — 2001. — С. 65-86.
5. Котельников С. А. Физиологические механизмы, лежащие в основе ВРС / С. А.
Котельников, А. Д. Ноздрачев, М. М. Одинак // Физиология человека. — 2002. — Т. 28, № 1. — С. 130-143.
6. Флейшман А. Н. Вариабельность ритма сердца и медленные колебания гемодинамики / А. Н. Флейшман. — Новосибирск : Изд-во СО РАН, 2009. — 186 с.
7. Hemodynamic regulation: investigation by spectral analysis / S. Akselrod, D. Gordon, J. B. Madwed [et al.] // Am. J. Physiol. — 1985. — Vol. 249. — Р. 867-75.
GENDER FEATURES OF CARDIAC CYCLE STRUCTURE AT RESPIRATORY TEST AT YOUNG PERSONS
V. Y. Kulikov. N. B. Pikovskaya. A. V. Alferov, A. A. Dyubchenko. A. I. Chertenkov
SBEIHPE «Novosibirsk State Medical University of Ministry of Health» (c. Novosibirsk)
Test with assessment of cardiac cycle variability at stress with delay of breath allows to reveal specific and gender features of regulation of action of the heart so it is expedient to use it for an assessment of features of vegetative regulation of action of the heart. The influence of sympathetic department of vegetative nervous system is mostly expressed in group of young men at restoration while at girls the stress reaction is less expressed. A systole gradually, without visible changes, is shortened and only after exhalation is authentically restored that points opposite to prevalence of parasympathetic department of vegetative nervous system.
Keywords: cardiac cycle, regulation, cardiac activity, gender features, vegetative nervous system.
About authors:
Kulikov Vyacheslav Yuryevich — doctor of medical science, professor, honored scientist of the RF, head of normal physiology chair at SBEI HPE «Novosibirsk State Medical University of Ministry of Health», office phone: 8 (383) 225-07-37, e-mail: Kulikov_42@mail.ru
Pikovskaya Natalia Borisovna — doctor of biological science, professor of normal physiology chair at SBEI HPE «Novosibirsk State Medical University of Ministry of Health», e-mail: picov09@rambler.ru
Alferov Anton Viktorovich — student of the 2nd course at SBEI HPE «Novosibirsk State Medical University of Ministry of Health», e-mail: Kulikov_42@mail.ru
Dyubchenko Anastasia Andreevna — student of the 2nd course at SBEI HPE «Novosibirsk State Medical University of Ministry of Health», e-mail: Kulikov_42@mail.ru
Chertenkov Alexander Igorevich — student of the 2nd course at SBEI HPE «Novosibirsk State Medical University of Ministry of Health», e-mail: Kulikov_42@mail.ru
List of the Literature:
1. Belenkov Y. N. Cardiovascular continuum / Y. N. Belenkov, V. Y. Mareev // Heart failure.
— 2002. — № 1. — P. 7-11.
2. Gogin E. E. Hypertonic illness and cardiovascular incidence in the light of fundamental opening of the end of the XX century / E. E. Gogin // Symposium materials «Rheology-1992».
— Dnepropetrovsk, 1992. — P. 39-46.
3. Guide to physiology. Blood circulation regulation / Under the editorship of B. I. Tkachenko.
— L.: Science, 1986. — 640 P.
4. The analysis of cardiac rhythm variability at using various electrocardiographic systems / R. M. Bayevsky [etc.] // Bulletin of Arrhythmology. — 2001. — P. 65-86.
5. Kotelnikov S. A. Physiological mechanisms which are cornerstone of CRV / S. A. Kotelnikov, A. D. Nozdrachev, M. M. Odinak // Human physiology. — 2002. — V. 28, № 1. — P. 130-143..
6. Fleyshman A. N. Variability of cardiac rhythm and slow fluctuations of haemodynamics / A. N. Fleyshman. — Novosibirsk: Publishing house of the Siberian Branch of the Russian Academy of Science, 2009. — 186 P.
7. Hemodynamic regulation: investigation by spectral analysis / S. Akselrod, D. Gordon, J. B. Madwed [et al.] // Am. J. Physiol. — 1985. — Vol. 249. — P. 867-75.
