CC BY
72
УДК 612.13-612.172
ИЗМЕНЕНИЯ КАРДИОГЕМОДИНАМИКИ ЧЕЛОВЕКА ПРИ ПОСТУ-РАЛЬНЫХ ПРОБАХ
Л.И. ИРЖАК*, Б.Ф. ДЕРНОВОЙ**
*ФГБОУ ВО «СГУ им. Питирима Сорокина», г. Сыктывкар **Отделение функциональной диагностики, госпиталь МСЧ МВД по Республике Коми, г. Сыктывкар dernovoy@yandex.ru
Методом эхокардиографии исследованы индивидуальные реакции кардиоге-модинамики баскетболистов при постуральных пробах. Получены данные об изменениях линейной скорости кровотока через аортальный клапан, ударного и минутного объемов крови, частоты сердечных сокращений в позициях «стоя-лежа-стоя». По результатам исследования и данным литературы обсуждается физиологический механизм изменений исследованных показателей
Ключевые слова: баскетболисты, кардиогемодинамика, клиностатическая, ортостатическая проба
L.I.IRZHAK, B.F.DERNOVOY. CHANGES IN THE HUMAN CARDIOHE-MODYNAMICS UNDER THE INFLUENCE OF POSTURAL TESTS
Cardiohemodynamics in basketball players (n=7) at postural tests was investigated by echocardiography method. Individual peculiarities of linear velocity of blood flow through aortic valve (Vlin), stroke volume (SV), cardiac output and heart beats (HR) at «upright-in a lying- upright» tests were shown. Clinostatic test is followed by increasing of Vlin from 78,1±11,4 up to 105,3±12,3 cм•s-(M±SD). HR is decreased from 82±15 to 64±6 b min-1. Orthostatic test changes in 1 min all data to initial level.
Physiological mechanism of hemodynamic changes in these conditions is discussed.
Keywords: basketball players, cardiohemodynamics, clinostatic, orthostatic tests
Изменения положения тела сопровождаются перераспределением кровотока в сосудистом русле и приспособительными реакциями системы кровообращения [1-4]. Накопленные ранее представления об этих процессах дополняются в настоящее время результатами экспериментов с применением техники ультразвуковых исследований [3, 5], что особенно актуально для тех случаев, когда человек испытывает по роду его занятий быстрые изменения положения тела [2-6]. Примеры активной постуральной динамики характерны для различных видов спорта. Материалов об адаптивных свойствах кардиогемодинамики у людей, занимающихся в течение ряда лет физическими нагрузками спортивного характера, недостаточно. Настоящее исследование проведено с целью определить уровень быстрых изменений кардиогемодинамических показателей в ответ на постуральные пробы у физически тренированных людей. Данные такого рода могут способствовать дальнейшей разработке представлений о функциональных резервах (ФР) сердца человека [2].
Материал и методы исследования
Для участия в эксперименте в качестве испытуемых были приглашены баскетболисты (п=7) из студенческой команды СыктГУ. Их возраст от 17 до 25 лет (в среднем 21 год), масса тела от 68,4 до 100,6 кг (в среднем 84,2), рост от 184 до 198 см (в среднем 190). Все они - жители Европейского Севера. От каждого из спортсменов получено письменное согласие на участие в экспериментах, цель и задачи которых были им разъяснены. Работу вели с 14 до 16 час в лабораторных условиях, при комнатной температуре (20±10С). Применяли последовательно активную ортоклиностатическую (ОКП) и клиноортостатическую (КОП) пробы. Испытуемые из положения стоя (1) принимали положение лежа (2) на левом боку и через 5 мин возвращались к начальному положению стоя (3).
Эхокардиографическое исследование показателей сердца проводили, применяя датчик 3,5 МГц в М-модальном режиме в парастернальной позиции по длинной оси левого желудочка [7, 8]. Из-
меряли диаметр аортального клапана в начальной максимальной фазе раскрытия его створок и частоту сердечных сокращений (ЧСС). Методом доппле-ровского исследования кровотока в импульсном режиме на ультразвуковом сканнере Sonoace 8000 EX (фирма «Medison», Корея) определяли линейную скорость (VnJ и время трансаортального кровотока в корне аорты в проекции максимального раскрытия створок в фазу систолы. Рассчитывали ударный (УО) и минутный объемы крови (МОК).
Проверка на нормальность распределения признаков проведена графически [9]. Для расчетов значимости различий между попарно связанными вариантами выборки использован W-критерей Вил-коксона. Критическому уровню статистической значимости для применяемого нами коэффициента ранговой корреляции Спирмена (rs) соответствует p=0,05. Результаты обрабатывали с помощью программ Statistika (версия 6.0, Stat Soft Jnc. 2001). Данные представлены как среднее арифметическое (M) и стандартное отклонения (SD).
Результаты и обсуждение
В положении испытуемых стоя (1) Vn„„ через аортальный клапан была в среднем на уровне 78 см-с-1 с индивидуальными различиями почти на 40% - от 64 до 89 см-с-1 (см. таблицу). Величины УО, достигавшие 90 и 100 см3, свидетельствуют о заметных особенностях инотропных свойств миокарда, в которых у спортсменов проявляется, несомненно, влияние адаптации к нагрузкам. Результат достоверно превышает значения УО, характерные для взрослого человека в покое [2, 4, 10]. При ЧСС порядка 70-90 уд-мин-1 МОК составлял в среднем около 7 л-мин-1. Наибольшие величины МОК обусловлены преимущественно уровнем УО.
ет о том, что ^ин, УО и МОК изменялись под влиянием функциональных проб в определенной зависимости от уровня этих показателей до начала воздействий (р<0,05). Как видно, наиболее статистически значимая корреляция показана для ^ин, не характерна для ЧСС.
В целом, очевидно, что под влиянием ОКП проявлялась «нагрузка объемом», сопровождавшаяся увеличением и УО. Компенсаторно снижалась ЧСС. Под влиянием КОП величина УО либо восстанавливалась до исходного уровня (1), либо не достигала его. Тем самым подтверждается предположение о том, что причиной достоверно значимого уменьшения УО, обусловленного КОП, служит «относительно недостаточная мощность сокращений миокарда» [2]. Скорость проявления реакций кардиогемодинамики в ответ на постуральные пробы обусловлена действием сил гравитации и возможностями морфофункциональных свойств сердечно-сосудистой системы (ССС). Как известно, перемещения масс крови, вызванные переменой положения тела, обусловлены, в частности, величиной венозного возврата к сердцу и степенью гемодина-мического сопротивления [2, 11].
Таким образом, уже в первую минуту действия ОКП проявляются положительные инотропные свойства миокарда, гетерометрическая регуляция ССС. Срочная реакция внутрисердечной кардиогемодинамики в ответ на снижение периферического сопротивления кровотоку через аортальный клапан свидетельствует о высокой мобильности регуля-торного аппарата системы кровообращения.
Напротив, в первую минуту действия КОП недостаточны проявления гетеро- и гомеометри-ческих форм регуляции ССС. Под влиянием гравитации за счет увеличения гидростатического дав-
Показатели кардиогемодинамики испытуемых
МОК, см3.мин'1
№
Улин., см-с
УО, см3
ЧСС, уд-мин'
1
2
3
1
2
3
1
2
3
1
2
3
1 2
3
4
5
6 7 M SD
64.4
69.0 76,2 89,6
89.1
69.5
89.0
78.1 11,4
97,3 88,7
99.2 116
118,4 113,4 104,4 105,3
12.3
71,0 54,7 71,9 72,0 95,5 102,4 80,9 78,3 17,0
79.5 77,2 103,3
83.6 106,3 93,5 87,2 90,1 16,4
102
105.8 110,0 121,6
158 147,5
116.9 123,1 24,2
87.7 61,2 84,2
65.8 107,9 122,1 84,8 87,7 21,0
76 85 85 91 79 74 83 82 15
69 45 67 78 69 58 66 64 6
72
76 88 83
77 72 95 80 14
6042 6562
8780.5
7607.6
8397.7 6919
7237,6
7363.8 866
7038 4761 7370 9484,8 10902 8555 7715,4 7975,2 1178
6314,4 4651,2 7409,6 5461,4 8316 8791,2 8056 6998,9 937
Действие ОКП. При перемене положения стоя (1) на положение лежа (2) и УО увеличились на первой минуте в среднем на 1/3 (р<0,05). Изменения МОК статистически недостоверны, что вызвано у большинства испытуемых значимым снижением ЧСС.
Действие КОП. При перемене положения лежа (2) на положение стоя (3) и УО снизились (р<0,05) на 25-30%, МОК - на 13%. ЧСС выросла в среднем на 1/3 (таблица, рис.1).
Анализ индивидуальной динамики показателей, вызванной ОКП и КОП (рис.2), свидетельству-
ления расширяются вены на периферии тела, уменьшая венозный возврат крови и объемное кровенаполнение.
Особое внимание привлекают данные об уровне МОК при постуральных воздействиях. Приведенные в работе результаты подтверждают сведения о том, что УО и ЧСС действуют в ряде случаев разнонаправленно. Тем не менее, МОК, характеризующий, по существу, среднюю объемную скорость кровотока [2, 11], служит показателем ФР кардиореспираторной системы, выступает «как функциональный резерв сердца по его гемодина-
А
но 100 90 SO 70 60 50
+ ♦ rs = 0,63
80
90
100 Б
но
120
50 70 90 110 130 150
уджмин"1
100 и
90 -80 -70 -60 -50 -40 -
В
УД.МИН"1
40 50 60 70 80 90 100
спЛ/иин"1
10000 -
Г
♦ rs = 0,53
4000
4000 6000
8000 10000
Рис. 1. Отклонения показателей (в %) от их предыдущих значений (принятых за 100%), при ОКП (♦) и КОП (□).
А - линейная скорость кровотока, см*с-1; Б - ударный объем, см3; В - частота сердечных сокращений, уд*мин-1; Г - минутный объем крови, см3*мин-1.
Рис. 2. Корреляция между показателями кардиоге-модинамики в зависимости от положения тела испытуемых.
♦ по вертикали - данные при положении (1); по горизонтали - при положении (2); □ по вертикали -данные при положении (2); по горизонтали - при положении (3).
А-Г - обозначения те же, что на рис.1.
мической функции» [2]. При изменениях положения тела и возможных физических нагрузках степень включения ФР сердца оценивается по величине изменений МОК. Если в ответ на умеренную физическую нагрузку МОК у тренированного человека может увеличиваться в три-четыре раза [2], то изменения МОК в ответ на ОКП и КОП означают, что расходование ФР сердца при таких воздействиях реализуется весьма экономно, на порядок меньше средних значений.
Литература
1. Дворецкий Д.П. Механогенная регуляция тонуса и реактивности кровеносных сосудов// Рос. физиол. журн. им. И.М.Сеченова. 1999. Т.85. №9. С. 1267-1278.
2. Карпман В.Л., Парин В.В. Величины сердечного выброса // Руководство по физиологии. Физиология кровообращения. Физиология сердца. Л.: Наука, 1980. С. 271-279.
3. Минвалеев Р.С., Кузнецов АА., Ноздрачев АД. Как влияет поза тела на кровоток в паренхиматозных органах? // Журн. Физиология человека. 1998. Т.24. №4. С.101-107.
4. Осадчий Л.И., Балуева Т.В., Сергеев И.В., Вершинина ЕА. Влияние исходного (спонтанного) уровня артериального давления на ортостатические реакции системной гемодинамики // Рос. физиол.журн. им. И.М.Сеченова. 2001. Т.87. №1. С. 90-96.
5. Куликов В.П., Доронин Н.А. Реакция мозгового кровообращения на легкую физическую нагрузку // Журн. Физиология человека. 1999. Т.25. №6. С.71-75.
6. Бочаров М.И., Дерновой Б.Ф. Биоэлектрические процессы сердца при вызванном усилении венозного возврата у человека на Севере// Журн. Экология человека. 2006. Приложение 4/1. С.35-39.
□ rs = 0,78
♦ rs = 0,22
□ rs = 0,26
7. Шиллер Н, Осипов МА Клиническая эхо-кардиография. М., 1993. 347 с.
8. Новиков В.И., Новикова Т.Н. Методика эхо-кардиографии. СПб., 2012. 96 с.
9. Унгуряну Т.Н., Гржибовский А.М. Краткие рекомендации по описанию, статистическому анализу и представлению данных в научных публикациях // Журн. Экология человека. 2011. №5. С.55-60.
10. Noble A., Johnson R., Thomas A., Buss P. The cardiovascular system. Edinburgh, London. 2nd ed. 2010. 183 P.
11. Иржак Л.И. Соотношения между показателями кардиогемодинамики в постнатальном онтогенезе человека // Рос. физиол.журн. им. И.М.Сеченова. 2008. Т.94. №9. С. 923927.
References
1. Dvoreckij D.P. Mehanogennaja reguljacija tonusa i reaktivnosti krovenosnyh sosudov [Mech-anogene regulation of a tone and reactivity of blood vessels] // Ros. fiziol.zh.im. I.M.Seche-nova. [Russian J. of Physiology after I.M.Se-chenov]. 1999. Vol.85. №9. P. 1267-1278.
2. Karpman V.L., Parin V.V. Velichiny serdech-nogo vybrosa [Stroke volume values]. P. 271279. Izmenenija serdechnogo vybrosa pri neko-toryh fiziologicheskih sostojanijah [Stroke volume change at some physiological states]. P. 275-280. // V kn. Rukovodstvo po fiziologii. Fiziologija krovoobrashhenija. Fiziologija ser-dca [Manual physiology. Heart physiology]. Leningrad. Nauka. 1980. 598 p.
3. Minvaleev R.S., Kuznecov AA., Nozdrachev A.D. Kak vlijaet poza tela na krovotok v parenhimatoznyh organah? [How body position influences on the blood flow in parenhimatoze organs?] // Fiziologija cheloveka [Human physiology]. 1998. Vol.24. №4. P.101-107.
4. Osadchij L.I., Balueva T.V., Sergeev I.V., Vershinina EA Vlijanie ishodnogo (spontannogo) urovnja arterial'nogo davlenija na ortostati-cheskie reakcii sistemnoj gemodinamiki [Influence of base level arterial pressure on the hemodynamics at ortostatic reactions]//Ros. fiziol. zh. im. I.M.Sechenova. [Russian J. of Physiolology after I.M.Sechenov]. 2001. Vol.87. №1. P. 90-96.
5. Kulikov V.P., Doronin NA. Reakcija mozgovogo krovoobrashhenija na legkuju fizicheskuju na-gruzku [Reaction of the brain blood circulation at light physical load] // Fiziologija cheloveka [Human physiology]. 1999. Vol.25. №6. P.71-75.
6. Bocharov M.I., Dernovoj B.F. Biojelektricheskie processy serdca pri vyzvannom usilenii venoz-nogo vozvrata u cheloveka na Severe [Heart bioelectric processes at induced venous return in man in the North] // Jekologija cheloveka [Human ecology]. 2006. Prilozhenie 4/1. P.35-39.
7. Shiller N., Osipov MA. Klinicheskaja jehokar-diografija [Clinics echocardiography]. Moscow. 1993. 347 p.
8. Novikov V.I., Novikova T.N. Metodika jehokar-diografii [Echocardiography methods]. St.Pe-tersburg. 2012. 96 p.
9. Ungurjanu T.N., Grzhibovskij A.M. Kratkie rekomendacii po opisaniju, statisticheskomu analizu i predstavleniju dannyh v nauchnyh publikacijah [Short recommendations for statistical analysis and presentation of data to scientific publications] // Jekologija cheloveka. [Human ecology]. 2011. №5. P.55-60.
10. Noble A., Johnson R., Thomas A., Buss P. The cardiovascular system. Edinburgh, London. 2nd ed. 2010. 183 P.
11. Irzhak L.I. Sootnoshenija mezhdu pokazatel-jami kardiogemodinamiki v postnatal'nom on-togeneze cheloveka [Ratio between cardio-hemodynamic data in human postnatal ontoge-nesis]// Ros. fiziol.zh.im. I.M.Sechenova. [Russian J. of Physiology after I.M.Sechenov.] 2008. Vol.94. №9. P. 923-927.
Статья поступила в редакцию 16.05.2013.
