CC BY
30
ФИЗИОЛОГИЯ ВИСЦЕРАЛЬНЫХ СИСТЕМ
УДК: 612.821+612.822.3
И.В. Брак, О.М. Гилинская, Л.И. Афтанас, В.А. Труфакин, В.П. Махнев, В.В. Коренек, П. В. Сидорова, A.B. Тумялис
ИНДИВИДУАЛЬНАЯ ДИНАМИКА СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ РЕАКТИВНОСТИ В ПРОЦЕССЕ РЕАЛИЗАЦИИ ЗАЩИТНОГО КАРДИОРЕФЛЕКСА В НОРМЕ И ПРИ ЭССЕНЦИАЛЬНОЙ ГИПЕРТОНИИ
ГУ НИИ физиологии СО РАМН, Новосибирск
Неспособность к быстрому восстановлению после аверснвного события является ключевым элементом индивидуальной уязвимости к эмоциональному стрессу. Исследование проведено с использованием модели защитного кардиорефлекса (ЗКР), основанной на физиологических эффектах разнесенного во времени 3-кратного предъявления авер-сивного акустического раздражителя. Получаемые в модели характерные динамические профили сердечно-сосудистых реакций позволяют провести аффективную хронометрию этой оборонительной реакции. Исследованы здоровые испытуемые с нормальным артериальным давлением (АД) и впервые выявленной эсенциальной артериальной гипертензией (АГ, стадия I). С помощью микроманжеточной технологии проведена динамическая регистрации «поударных» («beat-by-beat») показателей АД. Установлено, что в группе здоровых с нормальными фоновыми показателями АД обнаруживаются индивиды (47.1%) с выраженными следовыми прессорными эффектами, характерными для пациентов с АГ. Сходство динамики САД, ДАД и ОПСС в процессе реализации ЗКР у здоровых высокореактивных и пациентов с АГ в нашей работе позволяет рассматривать здоровых высокореактивных в качестве группы риска возникновения сердечнососудистых нарушений и, прежде всего, артериальной гипертонии.
Ключевые слова: артериальное давление, защитное поведение; защитный кардиорефлекс; индивидуальная сердечно-сосудистая реактивность.
Введение
Индивидуальные различия в переработке эмоциональной информации у человека включают широкий спектр процессов которые, избирательно или в комбинации модулируют индивидуальный ответ на эмоциональный вызов. Понимание причин этих различий и их последствий в терминах адаптивного ресурса и уязвимости к индуцированным стрессом заболеваниям является важнейшей задачей современной биологической науки. Один из подходов к решению данной проблемы заключается в рассмотрении неспособности к быстрому восстановлению после аверсивного события как ключевому элементу индивидуальной уязвимости к стрессу.
Выраженные дифференциальные различия
в динамике следовых эффектов стрессорных воздействий наблюдаются при изучении защитных/оборонительных реакций. Концепция защиты основывается на оценках особенностей физиологической реактивности в ответ на возникновение опасности или угрозы. Многообразие оборонительных реакций опосредуется активностью «системы борьбы/бегства/зами-
рания» («fight-flight-freezing system — FFFS»), на выходе которой наблюдаются реакции замирания при неизбегаемой угрозе, а в случае избегаемой угрозы — бегства или борьбы. Система FFFS активируется всеми категориями аверсивных стимулов — безусловными, врожденными и условными, а в качестве ее мозговой основы рассматриваются амигдала, медиальный гипоталамус, префронтальный дорзальный
пучок, септо-гиппокампальная система, около-водопроводное серое вещество, задняя часть поясной извилины [1, 2, 3]. Адекватной моделью, отражающей индивидуальную реактивность мотивационной системы оборонительного поведения у человека, является «защитный кардиорефлекс» («cardiac defense response»), возникающий в ответ на интенсивный слуховой или электрокожный раздражитель [4]. На уровне центральной нервной системы защитный кардиорефлекс (ЗКР) представляет собой комплексное взаимодействие механизмов внимания и мотивационно-когнитивных процессов, а на уровне вегетативной регуляции проявляется в виде специфического динамического профиля реакции сердечно-сосудистой системы. По показателю динамики частоты сердечных сокращений (ЧСС) ЗКР представляет собой реакцию, которая состоит из четырех последовательных компонентов в интервале 0-80 с от момента предъявления первого стимула: ранее ускорение ЧСС с максимумом на 3-7 с, сменяющееся ее замедлением с возвращением к исходному уровню и/или некоторым снижением по отношению к фоновым показателям, второе ускорение с большей латентностью и длительностью и максимумом на 32 с, которое сменяется вторым замедлением [4]. Одна из наиболее ярких особенностей реакции заключается в отчетливых индивидуальных различиях по отношению ко второму ускорению — выделяются индивиды с его наличием или отсутствием [4, 5, 6, 7]. Согласно существующим предположениям, ЗКР можно рассматривать в качестве информативной модели индивидуальных свойств реактивности на стрессоры окружающей среды и оценки прогноза риска развития сердечно-сосудистых нарушений [7, 8, 9, 10]. До настоящего времени в литературе представлены результаты единичных работ, в которых на основе анализа динамики ЧСС в ЗКР установлено, что индивиды с наличием второго ускорения демонстрируют повышенную активацию системы оборонительного поведения, отражающуюся в торможении парасимпатического и усилении симпатического звеньев регуляции и снижении амплитуды дыхательной синусовой аритмии [7, 9, 10, 11]. Наряду с этим, сведения об особенностях ЗКР у индивидов
с впервые выявленными повышениями АД, превышающими нормативные показатели,
а также у пациентов со сформированной эссенциальной артериальной гипертонией (АГ) в доступной литературе не обнаружены. Между тем, из данных литературы известно, продолжающаяся во времени повышенная активация мотивационной оборонительной системы поведения является «эффективным» патогенетическим механизмом развития АГ [12, 13].
В данной связи задачей настоящего исследования явилась оценка состояния активности мотивационной оборонительной системы поведения по данным реакции ЗКР и ее вариабельности у здоровых и у лиц с выявленными впервые повышенными значениями АД. В качестве основной зависимой переменной были использованы не только данные динамики ЧСС, воспроизводимость которых на индивидуальном уровне недостаточно стабильная, а более устойчивые показатели динамики «поударных» значений систолического и дастолического артериального давления [11]. Были сформулированы следующие рабочие гипотезы: 1) здоровые с нормальными значениями АД и наличием второго ускорения ЧСС в модели ЗКР будут характеризоваться усилением следовых эфф-фектов в виде повышенных показателей АД на поздних стадиях этой оборонительной реакции; 2) индивиды с выявленными впервые аномальными (повышенными) показателями АД будут демонстрировать более выраженные, чем здоровые с наличием второго ускорения ЧСС, следовые прессорные эффекты аверсивного раздражителя.
Материалы и методы
В исследовании приняли участие 74 добровольца (все мужчины и правши) с различными показателями артериального давления в состоянии физиологического покоя. В выборку вошли контрольные испытуемые с показателями артериального давления в пределах нормы (КИ) и лица с впервые выявленным аномальным уровнем артериального давления (АГ, стадия I), не получающие гипотензивную терапию. Средний возраст испытуемых в выборке составил 30,09±9,76 лет. Из исследования были исключены пациенты с вторичными формами артериальной гипертензии, сахарным диабетом,
заболеваниями почек и печени, сердечной недостаточностью и стенокардией, нарушениями ритма сердца. Никто из них не получал психиатрического и фармакологического лечения, и также не имел проблем со слухом или зрением. Все испытуемые подписали добровольное согласие на участие в исследовании, и исследование было одобрено комитетом института по этике. За день до исследования испытуемым напоминали, что они должны воздержаться от физической нагрузки и приема алкоголя в течение этого дня. Всем испытуемым оплачивалось участие в исследовании.
ЭЭГ (62-канала, полоса пропускания 0,3120 Гц) регистрировали монополярно с помощью программы BrainProduct Acquisition 1.1 и многоканального усилителя QuickAmp (BrainProducts GmBh) и модифицированной 64канальной шапочки со встроенными Ag/AgCl электродами (QuikCap, NeuroSoft, Inc.). Референтный электрод располагался на кончике носа, заземляющий — в центре лба. Поддерживалось сопротивление <5 kQ. Для контроля глазодвигательных артефактов регистрировались вертикальная и горизонтальная электроокуло-граммы (ЭОГ)1. Одновременно с ЭЭГ записывались показатели активности сердечнососудистой и вегетативной нервной систем. Значения артериального давления (АД) регистрировались с помощью микроманжетки на третьем пальце левой руки и стационарного монитора «поударных» («beat-by-beat») значений АД Finometer™ (Finapres Medical Systems, The Netherlands). Электрокардиограмма (ЭКГ) регистрировалась с правого и левого предплечья, используя Ag/AgCl электроды и биполярный канал QuickAmp при полосе пропускания
0.3-30 Hz. Кожно-гальваническую реакцию (КГР) регистрировали в варианте кожной проводимости («skin conductance response — SCR») в соответствии с принятыми рекомендациями [14]. После подготовки кожи с помощью абразивной пасты (Weaver&Co) хлорсеребряные электроды (Ag/AgCl, Sensormedics) фиксировали на ладонной стороне второй фаланги среднего и безымянного пальцев левой руки. В качестве электропроводной среды использовали гель Ten-20 (Weaver&Co.). Сигналы поступали в усилители Coulbourn S71-22, работающие в режиме постоянного тока. Значения КГР получали в p,S. Все сигналы, поступающие на
1 В настоящей работе представлены только результаты анализа вегетативных показателей.
входы многоканального усилителя QuickAmp, оцифровывались с частотой 1 кГц для последующего анализа off-line.
Для генерации звука, контроля и предъявления последовательности стимулов использовалось программное обеспечение E-Prime версии 1.1.4.1, обеспечивающее измерения временных интервалов с точностью до 1 мс. Генерация звуковых стимулов производилась Creative SoundBlaster SB Live 5.1, контроль и предъявление — с помощью усилителя YAMAHA (Natural Sound AV amplifier DSP-AX620) и стереонаушников класса HiFi (SENNHEISER HD, 250 linear II).
Перед началом исследования испытуемые заполняли стандартизованные анкеты и психологические опросники. Собственно исследование состояло из нескольких этапов: 1) измерение артериального давления механическим тонометром Microlife BP AG1-10 с точностью до 5 мм рт. ст. в положении сидя трехкратно с интервалом 5 минут; 2) наложение электродов; 3) адаптация испытуемого к процедуре в течение 15 мин; 4) после окончания адаптационного периода каждому испытуемому предъявлялось 3 интенсивных звуковых стимула (белый шум 115 дБ SPL, длительность 1000 мс, мгновенное нарастание и падение фронтов) с фиксированным межстимульным интервалом 110 с. Во время исследования испытуемый располагался в удобном кресле в полулежачем положении в полуосвещенной звукоизолированной комнате. Во время регистрации испытуемого просили ограничивать движения и удерживать взгляд на фиксирующем символе в центре монитора стимулирующего компьютера.
Динамику «мгновенных» значений систолического, диастолического и среднего артериального давления (САД, ДАД, СрАД), ударного объема (УО) и общего периферического сопротивления (ОПС) анализировалЬ off-line с использованием программы Beatscope 1.1 (Finapres Medical Systems, The Netherlands). Динамику RR интервалов ЭКГ оценивали с помощью специализированного программного обеспечения на базе LabView (National Instruments, USA). Для каждого звукового стимула (S1, S2 и S3) рассчитывались динамика показателей АД и ЭКГ с шагом в 1 с на протяжении 80 секунд от начала предъявления по отношению к референтному условию (усредненные значения исследуемого
О
tl
< -э ^-10 й 1Я
ё. 10 S 5
3- о
4 с С “5
4-10
о
и
tr
10
-5 15
О 10:
Н :
Е 5: 0:
О
-51
П'-Ю
ж . /• - '■
1
| -Ч ^ ^ ^ —
* ' 2
in i|i I м| mil " i |i 11 i|i 1111 м м 1111
р . . iMbk v\ \(\ /V, / <~N . . _ " . ...
111111111
-V7\ ,
4
— f-' 5
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80
I
II время (с.) III - АГ
— киНР кивр
Рис. 1. Посекундная динамика САД, ДАД и ОПСС в ответ на стимул 81 в группах КИНр, КИВр и АГ.
Примечание: САД — систолическое АД, ДАД — диастолическое АД, ОПСС — общее периферическое сопротивление сосудов. I, II и III — интервалы статистического анализа.
показателя в течение 15 с, предшествующих предъявлению стимула).
Предварительно с помощью метода кластерного анализа (Эвклидова метрика пространства, метод полной связи) посекундных значений САД в позднем интервале реакции (40-80 с от начала первого стимула первого ЗКР) у здоровых (группа КИ) было выделено два кластера индивидов, профили реактивности которых представленных на рис. 1. Как видно из рисунка, испытуемые кластера 1 (п = 27) характеризуются типичным профилем первого (раннего) подъема САД и отсутствием второго (позднего) подъема АД. Напротив, индивиды кластера № 2 (п = 24) демонстрируют наличие раннего и позднего подъемов САД. В соответствии с этим испытуемые 1-го кластера были обозначены как кон-
трольные низкореактивные (КИнр), а 2-го — как контрольные высокореактивные (КИВр).
С целью более детальной оценки физиологических особенностей динамики реакций в исследуемых группах, для каждой из 3-х презентаций стимулов был проведен анализ исследуемых показателей в референтном интервале, в раннем (0-10 с) и позднем (40-80 с) интрева-лах от момента предъявления стимулов. В референтном интервале были проанализированы усредненные за 15 с значения АД и ЧСС, в раннем — показатели максимального подъема АД и ЧСС, в позднем — усредненные значения АД и ЧСС. Динамика изменений САД, ДАД и ОПСС в ответ на 1-й стимул (S1) на всем интервале наблюдения (0-80 с от момента предъявления) в группах КИнр, КИВр и АГ представлена на рис. 1.
Дополнительно в раннем (0-10 с) интервале оценивалась амплитуда КГР и латентный период ее возникновения, а в референтном и позднем (40-80 с) интервалах оценивались количество флуктуаций КГР (критерий > 0,02 p,S при скорости роста > 0,01 p,S/c) и их средняя амплитуда. Для нормализации данных амплитуды КГР проводилось логарифмирование исходных значений (lg[KrP(A) + 1]).
Статистический анализ полученных данных проводили с помощью многофакторных
ANOVA с повторными измерениями с факторами Группа (ГР 3: КИнр, КИВр и АГ) и Стимул (СТ 3: S1, S2, S3). Полученные взаимодействия анализировали с помощью раздельных
ANOVA, при необходимости проводилась коррекция значений уровней статистической достоверности с помощью поправок Гринхауза-Гейссера (G-G). Post-hoc сравнения проводили с помощью теста Тьюки.
Результаты
Как видно из табл. 1, пациенты с АГ по сравнению со здоровыми характеризовались достоверно более высокими фоновыми показателями САД и ДАД, в то время как группы здоровых значимо между собой не различались. Кроме того, испытуемые всех исследованных групп достоверно не различались по показателям индекса массы тела, физической активности, злоупотребления никотином.
Результаты 2-факторных ANOVA САД, ДАД, ЧСС и ОПСС в референтном интервале, а также в интервалах реализации ЗКР (0-10 с, 10-40 с и 40-80 с) представлены в табл. 2.
Таблица 1
Характеристика выделенных групп (кластеров) по показателям артериального давления (АД), частоты сердечных сокращений в состоянии покоя (ЧСС), возраста, индекса массы тела (ИМТ), физической активности, курению.
М — среднее значение, 8Б — стандартное отклонение
Показатель КИнр (п = 27) М^Б) КИВР (п = 24) М^Б) АГ (п = 23) М^Б) Р (Р)
Систолическое АД
(САД), мм.рт.ст 128,2 (9,8) 128,7 (11,9) 146,5 (12,4) 19,97 (<0,001)
Диастолическое АД (ДАД), мм. рт. ст 80,5 (5,9) 79,8 (8,3) 99,4 (12,0) 36,70 (<0,001)
Возраст, лет 30,9 (10,7) 24,5 (4,8) 35 (9,8) 8,39 (<0,001)
Индекс массы тела (ИМТ) 24,3 (4,1) 23,8 (4,5) 25,7 (3,0) 1,56 (0,21)
Физическая активность1 1,67 (2,05) 2,25 (1,87) 1,24 (2,01) 1,55 (0,22)
Курение2 40,1% 34,8% 26,1 % 0,64 (0,52)
Семейная АГ3 56,0% 56,5% 74,0% 1,74 (0,13)
Примечания: 1 — количество часов занятий спортом в неделю; 2 — удельный вес курящих испытуемых в группе; 3 — удельный вес испытуемых с семейным анамнезом АГ.
Таблица 2
Результаты 2-факторных АМОУА показателей САД, ДАД, ЧСС и ОПСС в референтном интервале и в процессе реализации защитного кардиорефлекса (интервалы 0-10,10-40 и 40-80 с от момента предъяавления стимула) с факторами Группа (ГР 3: КИНР, КИВР и АГ) и Стимул (СТ 3:81, Б2, 83)
Временные интервалы анализа Референтный интервал Б (р) 0-10 Б (р) 10-40 Б (р) 40-80 Б (р)
САД ГР 19,50 (<0,001) Н.Д. н.д. 8,82 (<0,001)
ст 46,27, (<0,001) 62,68 (<0,001) 11,96 (<0,001) н.д.
ГРхСТ 7,34 (<0,001) 3,27 (0,013) 3,53 (<0,010) 18,76 (< 0,001)
ДАД ГР 46,27 (<0,001) 4,87, (0,010) н.д. н.д.
СТ 27,81 (<0,001) 76,16 (0,001) 40,20 (<0,001) 5,52 (0,005)
ГРхСТ 3,94 (0,005) Н.Д. н.д. 5,68 (< 0,001)
ЧСС ГР Н.Д. 11,71 (<0,001) 5,25 (<0,010) 3,75 (0,028)
ст Н.Д. 27,82 (<0,001) 24,75 (<0,001) 8,36 (<0,001)
ГРхСТ Н.Д. Н.Д. н.д. н.д.
ОПСС ГР 7,40 (0,012) Н.Д. н.д. 5,83 (<0,001)
ст Н.Д. 15,71 (<0,001) 53,56 (<0,001) 4,95 (<0,010)
ГРхСТ Н.Д. Н.Д. н.д. н.д.
Анализ динамики показателей САД и ДАД в референтном интервале и значимые взаимодействия ГР*СТ обнаруживают, что в группе контрольных низкореактивных испытуемых (КИнр) периоды ожидания стимулов 81, 82 и 83 характеризуются сходными значениями АД, в то время как у в группах КИВр и АГ наблюдается достоверное повышение САД и ДАД в периоды ожидания стимулов 82 и 83 по сравнению с периодом ожидания 81 (все множественные сравнения при р < 0.01) (Рис. 1, 1 и 1, 2). По показателям ЧСС значимые эффекты не обнаружены (Рис. 1, 3). Анализ значений ОПСС в референтном интервале обнаруживает значимый эффект фактора группы ГР, свидетельствующий о значимо более высоких значениях ОПСС в группе АГ по сравнению с группами КИнр и КИвр (Рис. 1, 4).
Общая динамика исследуемых показателей в ответ на первое предъявление аверсивного стимула представлена на рис. 2.
Анализ максимумов первого подъема САД, ДАД, ЧСС и ОПСС свидетельствует о значимых эффектах угашения у испытуемых всех групп, характеризующихся снижением амплитуды реакций на 82 и 83 по сравнению с 81 (достоверные эффекты фактора стимула — СТ). Наряду с этим, анализ средних взаимодействия ГР*СТ для САД обнаруживает, что в ответ на стимул 81 в группах КИВР и АГ прессорный эффект значимо более выражен, чем в группе КИнр (все сравнения при р < 0.010) (Рис. 3, 1). Для ДАД, согласно эффекту фактора группы (ГР) и данным множественных сравнений, в целом показатели АД в группе КИВР и АГ достоверно выше, чем у КИнр (все сравнения
Рис. 2. Значения САД, ДАД, ЧСС и ОПСС (M±m) в референтном интервале (15 с до начала стимулов S1, S2 и S3) у контрольных испытуемых низко-и высокореактивных (КИНр, КИВР) и у пациентов с АГ.
Рис. 4. Значения абсолютных минимумов САД, ДАД и ОПСС (M±m) в ответ на стимулы S1, S2 и S3 в интервале 10-40 с в группах КИНр, КИВр и АГ.
Примечание: для ЧСС представлены данные по абсолютному максимуму, характерному для данного интервала.
Рис. 3. Значения абсолютных максимумов САД, ДАД, ЧСС и ОПСС (M±m) в ответ на стимулы S1, S2 и S3 в интервале 0-10 с в группах КИНР, КИВР и АГ.
при p < 0.010) (Рис. 3, 2). По показателю ЧСС здоровые высокореактивные демонстрируют в целом (эффект фактора ГР) достоверно более высокие значения, чем две остальные группы (Рис. 3, 3). В ответ на S1 в группе АГ наблюдается достоверно больший подъем ОПСС по сравнению с группой КИнр (Рис. 3, 4).
В интервале 10-40 с по показателям абсолютных минимумов первого снижения САД, ДАД и ОПСС эффекты угашения заключались в достоверном уменьшении амплитуды реакции
Рис. 5. Значения САД, ДАД, ЧСС и ОПСС (M±m) в ответ на стимулы S1, S2 и S3 в интервале 40-80 с в группах КИНр, КИвр и АГ.
при повторных предъявлениях стимулов (эффекты фактора СТ) (Рис. 4, 1; 4, 2; 4, 4). Проанализированные для ЧСС значения абсолютных максимумов второго подъема отчетливо свидетельствуют, что наряду с общими эффектами угашения реакции для всех групп здоровые высокореактивные в целом демонстрируют достоверно большие показатели второго подъема, чем испытуемые двух других групп (Рис. 4, 3).
Анализ показателей САД в позднем интервале (40-80 с) в соответствии со значимым
3,0
Б2 83
Рис. 6. Значения КГР (количество реакций) в референтном интервале (1) и интервале 40-80 (2) в ответ на стимулы 81, 82 и 83 в группах КИНр, КИВр и АГ.
эффектом фактора группы (ГР) и взаимодействия ГР*СТ свидетельствует, что в ответ на 81 в группах АГ и КИВр значения САД выше, чем в группе КИнр (Рис. 5, 1). Сходная картина характерна и для ДАД (Рис. 5, 2). Анализ значений ЧСС свидетельствует о достоверно более высоких показателях у испытуемых в группе КИВр по сравнению с остальными группами (эффект фактора группы) вне зависимости от порядкового номера стимула (Рис. 5, 3). Анализ значений ОПСС обнаружил эффект фактора группы (ГР), свидетельствующий о значимо более высоких показателях ОПС у испытуемых группы АГ по сравнению с группами КИнр и КИВр (Рис. 5, 4). Особо необходимо отметить значимое увеличение ОПСС у испытуемых всех групп в ответ на повторные предъявления раздражителя.
Анализ количества флуктуаций КГР в референтом интервале с помощью 2-факторного АКОУА ГР(3)*СТ (3) обнаружил эффект СТ (Б(2,476) = 125.48, р < 0.001), свидетельствующий, что во всех группах ожидание предъявления 82 и 83 сопровождается значимым увеличением количества флуктуаций (Рис. 6, 1). Анализ количества флуктуаций КГР в интервале 40-80 с, согласно взаимодействию ГР*ЗКР
(Б(4,476) = 5.81, р < 0.001), свидетельствует о более выраженных эффектах угашения в группе АГ по сравнению с группами КИнр и КИВр (Рис. 6, 2).
Обсуждение результатов
В результате проведенных анализов установлены общие закономерности ЗКР, характеризующиеся присутствием основных компонентов ЗКР у всех испытуемых при первом предъявлении аверсивного стимула и их уга-шениии при повторных предъявлениях по основным гемодинимическим индексам (ЧСС, САД и ДАД), что согласуется с данными более ранних наблюдений [4]. По данным изучения регуляторной природы ЗКР с помощью физиологических и фармакологических подходов (анализ дыхательной синусовой аритмии, барорефлекса, использование бета-блокаторов) установлено, что первое ускорение ЧСС связано с выраженным снижением парасимпатического контроля, а первое замедление — с его усилением. Напротив, второе ускорение и замедление ЧСС связаны соответственно с усилением и снижением активности симпатического звена регуляции [4]. Результаты анализа одновременно регистрируемых ЧСС и «поударных» значений АД указывают на разнонаправленную динамику этих показателей. Компонент первого подъема АД совпадает с периодом первого за-медлениия ЧСС, следующее снижение АД соответствует периоду второго ускорения ЧСС и, наконец, второй подъем АД соответствует второму замедлению ЧСС. Физиологически, первый подъем АД, когда ударный объем еще не увеличился (см. Рис. 2), связан с коротколатентной вазоконстрикцией периферических сосудов на аверсивный стимул, в то время как снижение АД в ассоциации с подъемом ударного объема связано с вазодилятацией в скелетных мышцах. Второй подъем АД ассоциируется с эффектами повышенной симпатической активации и усилением общего периферического сопротивления сосудов [7, 15]. Еще одна важная общая закономерность нашла отражение в данных КГР, согласно которой ожидание повторных предъявлений аверсивного стимула сопровождалось усилением электродермальной активности (рост числа КГР), отражая, по-видимому, усиление связанной с тревожными ожиданиями ориентировочной активности [16], в то время как после их предъявления наблюдались эффекты угашения (уменьшение числа КГР).
Наряду с этим обнаружены важные дифференциальные различия в профилях реализации
ЗКР. Среди здоровых с помощью кластерного анализа выделены 2 группы испытуемых: высокореактивные (КИВр), демонстрирующие классическую картину ранних и поздних подъемов ЧСС, и низкореактивные, у которых обнаруживается только ранний подъем и снижение ЧСС, что согласуется с наблюдениями других авторов [7, 8].
Показатели ЧСС свидетельствуют, что амплитуда первого подъема у здоровых высокореактивных (КИВр) достоверно выше, чем в остальных группах. А по показателям САД и ДАД амплитуда этого компонента значимо выше у высокореактивных здоровых (КИВр) и пациентов с АГ, чем у низкореактивных здоровых (КИнр). В свою очередь, гемодинамиче-ский индекс ОПСС свидетельствует, что первый подъем САД и ДАД отражает рост общего периферического сопротивления сосудов у всех индивидов, однако у пациентов прирост ОПСС достоверно выше, чем у здоровых низкореактивных (КИнр). Впервые установлено, что в ответ на первый стимул у здоровых высокореактивных (КИВр) и пациентов с АГ второе (позднее) снижение ЧСС сопровождается подъемом показателей САД и ДАД и их устойчивым удержанием на протяжении длительного интервала наблюдения (40-80 с). Новым и впервые выявленным эффектом явилось прогрессирующее усиление ОПСС в ответ на повторные предъявления раздражителя в поздних (40-80 с) фазах реализации ЗКР у всех испытуемых.
Кроме того, высокореактивные здоровые и пациенты с АГ обнаруживают повышенную реактивность в фоновых показателях АД: если у низкореактивных ожидание стимулов S2 и S3 не приводит к значимым изменениям САД и ДАД в референтном условии, то в группах КИВр и АГ процесс ожидания угрозы сопровождается достоверным увеличением прессорной активности. В отношении индекса ОПСС, несмотря на отсутствие значимой динамики зависимости показателя от порядкового номера стимула, в целом пациенты с АГ демонстрируют более высокие значения резистивных свойств сосудов, чем здоровые.
Таким образом, среди здоровых с нормальными значениями САД и ДАД в состоянии физиологического покоя, в процессе реализации ЗКР обнаруживаются высокореактивные индивиды, которые, по сравнению с низкореактивными, демонстрируют эффекты более выраженного подавления функции n. vagus, повышения тонуса симпатического контура регуля-
ции сердца, усиления прессорных эффектов по данным «поударных» значений САД и ДАД. В целом, высокореактивные здоровые характеризуются не только удлинением прессорного «следа» отрицательной эмоциональной активации, но и усилением прессорных эффектов в преддверии ожидания повторных предъявлений раздражителя. Принципиальным отличием пациентов с АГ от здоровых высокореактивных заключается в более выраженных эффектах повышения ОПСС на всех этапах развертывания оборонительной реакции.
С общебиологической точки зрения, в настоящее время ЗКР рассматривается не в русле модели защиты от аверсивного воздействия («выключение сенсорной переработки сигнала» — «shut down sensory processing» или «отвержение стимула» — «rejection of the stimulus»), а как оборонительная реакция, возникающая в важной для выживания ситуации. Данная реакция обусловлена максимальным привлечением внимания к стимулам окружающей среды и подготовкой системы FFFS к действию [1, 4]. Об этом свидетельтвуют сведения о потенциа-ции второго ускорения ЧСС при фиксации внимания на стимулах окружающей среды, о большей его выраженности на фоне контекстуальных аверсивных осознаваемых и неосознаваемых стимулов [17, 18, 19]. Представленные нами результаты свидетельствуют об усилении следовых эффектов отрицательной эмоциональной активации у высокореактивных и пациентов с АГ, отражающееся в удержании прессорной активности на поздних стадиях исследуемой реакции. С точки зрения когнитивно-транзакционной модели стресса [20], непрерывное динамическое взаимодействие между ситуацией и индивидом, обязательное в условиях естественного поведения, приводит к активации или деактивации стрессового ответа с вовлечением механизмов внимания и мотивационных процессов, является основой возникновения индуцированных эмоциональным стрессом расстройств. А непрерывная активация мотивационной оборонительной системы, проявляющаяся в виде комплекса реакций на уровне центральной и вегетативной нервной систем, коррелирует с ухудшением физического и психического здоровья [3, 12, 13]. В данном контексте сходство САД, ДАД и ОПСС в процессе реализации ЗКР у здоровых высокореактивных и пациентов с АГ в нашей работе позволяет рассматривать здоровых высокореактивных в качестве группы риска возникновения
сердечно-сосудистых нарушений и, прежде всего, артериальной гипертонии.
Заключение
Полученные данные свидетельствуют о потенциальной способности показателей активности сердечно-сосудистой системы отражать состояние механизмов оборонительных реакций. В будущем необходимо изучение механизмов кортиковисцеральных сопряжений в процессе реализации ЗКР для более глубокого понимания процессов мозгового контроля висцеральных функций у человека в норме и при артериальной гпертонии.
Работа поддержана грантом РФФИ №06-04-49627а. ____________
INDIVIDUAL TIME-COURSE OF CARDIOVASCULAR REACTIVITY DURING CARDIAC DEFENSE RESPONSE IN NORMOTENSIVE AND HYPERTINSIVE INDIVIDUALS
I.V. Brak, O.M. Gilinskaya, L.I. Aftanas,
V.A. Trufakin, V.P. Makhnev, V.V. Korenek,
P.V. Sidorova, A.V. Tumyalis
Fail of recovering to normal state after aversive event is the key sign of individual intolerance to emotional stress. An investigation has been performed by means of the model of cardiac defense response (CDR), based on cardiovascular effects of the three aversive acoustic stimuli, delivered in succession with long (i.e., 80-110 s) interstimulus intervals. Specific dynamical patterns of cardiovascular responses observed with this model make it possible to perform the affective chronometry of this defense reaction. Healthy male volunteers with normal arterial blood pressure (BP) and patients with firstly diagnosed and untreated essential hypertension (EH) were studied. The beat-by-beat dynamics of BP values as well as other cardiovascual indices were registered by means of finger cuff Finapress technology. It was shown that the normal BP group contains about 47.1% hyperreactive persons demonstrating second late BP increases. Similar dynamics were found for systolic and diastolic BP as well as total peripheral resistance in patients with EH. Delayed pressor effects in hypereactive healthy individuals as well as in EH patients index enhanced activity of the motivational defensive system. It is concluded that highly reactive individuals demonstrating propensity to hypertensive reactions in the threatening context may be a risk for EH.
Литература
1. Gray J.A. The neuropsychology of anxiety: an enquiry into the functions of the septo-hippocampal system (second edition) / J.A. Gray, N. McNaughton - Oxford: Oxford University Press, 2000.
2. McNaughton N.A. two-dimensional neuropsychology
of defense: fear/anxiety and defensive distance /
N. McNaughton, Ph. J. Corr // Neurosci. Biobehav. - 2004. -Rev. 28. - P. 285-305.
3. Prospective reports of chronic life stress predict decreased grey matter volume in the hippocampus / P.J. Gianaros, J.R. Jennings, L.K. Sheu, et al. // Neuroimage. -2007. - Vol. 35. - № 2. - P.795-803.
4. A New Look at Cardiac Defense: Attention or Emotion? / J. Vila, M.C. Fernández, J. Pegalajar, et al. // The Spanish Journal of Psychology. - 2003. - Vol. 6. - № 1, -P.60-78.
5. Eves F.F. Individual differences in the cardiac response to high intensity auditory stimulation / F.F. Eves, J.H. Gruzelier // Psychophysiology. - 1984. - Vol. 21. - №3. -P. 342-352.
6. Turpin G. Effects of stimulus intensity on autonomic responding: The problem of differentiating orienting and defense reflexes / G. Turpin // Psychophysiology. - 1986. -Vol. 23. - № 1. - P. 1-14.
7. Individual differences associated with cardiac defence response: psychophysiological and personality variables / M.N.P. Marfil, M.C.F. Santaella, A.G. León, et al. // Psychology in Spain. - 1999. - Vol. 3. - № 1. - P.54-62.
8. Richards M. Personality, temperament and the cardiac defense response / M. Richards, F.F. Eves // Personality and Individual Differences. - 1991. - Vol. 12. - № 10. -P. 999-1007.
9. Reyes G. Respiratory influences on the cardiac defense response / G. Reyes, J. Vila // International Journal of Psychophysiology. - 1993. - Vol. 15. - P.15-26.
10. Reyes G. Respiratory sinus arrhythmia as an index of parasympathetic cardiac control during the cardiac defense response / G. Reyes, J. Godoy, J. Vila // Biological Psychology. - 1993 - Vol. 35. - P.17-35.
11. Reyes G. Physiological significance of the defense response to intense auditory stimulation: A pharmacological blockade study // G. Reyes, J. Vila, A. García // International Journal of Psychophysiology. - 1994. - Vol. 15. - P.15-26.
12. Stress Profile in Essential Hypertension / R.M. Kaushik, S.K. Mahajan, V. Rajesh, R. Kaushik // Hyper-tens Res. - 2004 - Vol. 27. - № 9. - P. 619-624.
13. Individual differences in cardiovascular response to social challenge /A. Sgoifo, T. Costoli, P. Meerlo, et al. // Neuroscience and Biobehavioral Reviews. - 2005. - Vol. 29.
- P. 59-66.
14. Prokasy W. Electrodermal activity in psychological research. / W. Prokasy, D. Raskin // Academic Press. New York, 1973.
15. Holand S. Effects of an auditory startle stimulus on blood pressure and heart rate in humans / S. Holand, A. Girard, D. Laude, et. al. // J. Hypertens. - 1999. - Vol. 17.
- P. 1893-1897.
16. Barrett J. The influence of trait anxiety on autonomic response and cognitive performance during an anticipatory anxiety task / J. Barrett, J.L. Armony // Depress Anxiety.
- 2006. - Vol. 23. - № 4. - P. 210-219.
17. Non-conscious modulation of cardiac defense by masked phobic pictures / E. Ruiz-Padial, J. Lui's Mata,
S. Rodriguez, et al. // International Journal of Psychophysiology. - 2005. - Vol. 56. - P.271-281.
18. Ramírez I. Attentional modulation of cardiac defense: External versus internal mechanisms. / I. Ramírez, N. Pérez, M. Sánchez, et al. // J. Psychophysiology. - 1999 -Vol. 36. - P.92.
19. Vila J. Effect of stimulus intensity, rise time, and duration on the cardiac defense response / J. Vila, M.B. Sánchez, I. Ramírez, et al. // Psychophysiology. - 1997. - Vol. 34. -P.85.
20. Lazarus R.S. Stress, appraisal and coping / R.S. Lazarus, S. Folkman. New York: Springer, 1884.
