CC BY
67
УДК 612.17.017.2+616.12-008
ОСОБЕННОСТИ ПОКАЗАТЕЛЕЙ СПЕКТРАЛЬНОГО АНАЛИЗА ВАРИАБЕЛЬНОСТИ СЕРДЕЧНОГО РИТМА У ЛЮДЕЙ В ВОЗРАСТЕ 18-27 ЛЕТ С РАЗЛИЧНЫМИ ТИПАМИ ЕГО МОДУЛЯЦИИ
С.И. Еремеев, В.С. Кормилец, О.В. Еремеева, П.Б. Татаринцев Югорский государственный университет, г. Ханты-Мансийск
Изучены групповые особенности параметров спектрального анализа ритма сердца у людей с эгалитарной, метаболической, сосудистой, дыхательной модуляцией сердечного ритма в популяции здоровых женщин и мужчин в возрасте 18-27 лет. Оценка вариабельности ритма сердца проводилась по протоколу коротких записей длительностью 5 минут.
Ключевые слова: физиология вегетативной нервной системы, вариабельность ритма сердца, спектральный анализ.
Введение. Интегративные тенденции в медицине характеризуются разработкой и внедрением в практику новых информационных технологий диагностики, основанных на анализе медленных волновых процессов гемодинамики, отражающих метаболическое и нейровегетативное обеспечение организма, его резервы и устойчивость [7]. Теоретическое обобщение накопленных фактов привело к формированию представления о более сложном, комплексном характере автономной регуляции вегетативных функций [10]. В это же время была сформулирована концепция трехфакторной модуляции ритма сердца [2], и были предложены типологии модуляции сердечного ритма, учитывающие влияние компонента вариабельности очень низкой частоты как в фазовом пространстве [6], так и пространстве параметров, где параметры анализируются в ранговой шкале [1, 8]. На основе идей трехфакторной концепции модуляции и шкалы интервалов параметров вариабельности сердечного ритма была разработана типология модуляции сердечного ритма и обоснованы ее диагностические критерии [3, 4]. Однако остаются недостаточно изученными взаимосвязи предложенных типов модуляции с первичными и вторичными параметрами вариабельности ритма сердца.
Цель исследования: изучить групповые особенности параметров спектрального анализа ритма сердца у людей с эгалитарной, метаболической, сосудистой, дыхательной модуляцией сердечного ритма в популяции здоровых женщин и мужчин в возрасте 18-27 лет.
Задачи исследования: 1) установить существование достоверных различий параметров спектрального анализа вариабельности ритма сердца (ВРС); 2) оценить характер взаимосвязи между тремя модуляторами сердечного ритма в популяции людей с эгалитарным, метаболическим, сосудистым, дыхательным типом модуляции сердечного ритма.
Методика. Одноцентровое трансверзальное исследование выполнено по доэкспериментально-му плану [5] на 1611 добровольцах. Методика подготовки участников к проведению исследования, критерии включения в выборку и исключения из нее была идентична ранее опубликованной [3]. Оценка вариабельности ритма сердца проводилась по протоколу коротких записей длительностью 5 минут [9] при помощи электрокардиографа «Полиспектр-8 ЕХ» и программного пакета «ПолиСпектр Ритм» (ООО «Нейрософт», Россия).
Из общей выборки, согласно предложенным ранее критериям, были выделены группы с эгалитарным, метаболическим, сосудистым и дыхательным типом модуляции сердечного ритма [3].
В показателях частотного домена вариабельности сердечного ритма у участников выделенных групп были определены описательные статистики общей мощности спектра (TP), мощности трех компонентов спектра в диапазоне очень низких частот (VLF), низких частот (LF), высоких частот (HF); нормализованные величины мощности спектра в диапазоне низких и высоких частот (LF nu, HF nu); отношение мощностей спектра ритма сердца в области низких и высоких частот (LF/HF) и доли мощности трех компонентов спектра в диапазоне очень низких, низких и высоких частот в общей мощности спектра (VLF %, LF %, HF %).
Различия между выделенными группами по изучаемым параметрам оценивали при помощи метода наименьших квадратов one way ANOVA при p < 0,05.
Результаты и обсуждение исследований. В результате группировки 1611 обследованных участников распределились следующим образом: в состав группы с эгалитарным типом модуляции были отнесены 399, с метаболическим типом модуляции - 403, с сосудистым - 412, с дыхательным -397 наблюдений.
Достоверные различия антропометрических параметров между группами обнаружены не были.
Средний возраст участников группы с эгалитарной модуляцией сердечного ритма составил 20,2 ± 1,5, с метаболической модуляцией - 20,5 ± 1,7, с сосудистой модуляцией - 19,9 ± 1,2, с дыхательной модуляцией - 20,2 ± 1,4 года. Средние величины роста лежали в диапазоне 168,1-169,3 см при среднеквадратических отклонениях в диапазоне 8,0-9,1 см. Средние величины массы тела участников групп - в диапазоне 61,5-63,8 кг при среднеквадратических отклонениях в диапазоне 11,4-13,8 кг.
Данные о частоте сердечных сокращений и о параметрах частотного домена вариабельности сердечного ритма в группах представлены в таблице. Достоверность различия методом АЫОУА определяли между группами, кодированными следующим образом: 1 - эгалитарная, 2 - метаболическая, 3 - сосудистая, 4 - дыхательная модуляция. При наличии достоверных различий между группами в таблице приводится указание на соответствующие коды групп.
Практический интерес может представлять ответ на вопрос, являются ли группы людей с эгалитарной модуляцией и с доминированием метаболической модуляции, особенными группами со своеобразными уровнями параметров спектрального анализа вариабельности сердечного ритмам, и, в связи с этим, целесообразно ли выделение дополнительных классификационных групп?
Представленный в таблице материал показывает, что ЧСС в группах с эгалитарной и метабо-
лической модуляцией достоверно отличалась от ЧСС в группах и с сосудистой, и с дыхательной модуляцией. Достоверные различия ЧСС между группами с эгалитарной и метаболической модуляцией выявлены не были.
Общая мощность спектра вариабельности ритма сердца (ТР) достоверно отличалась только у представителей группы с дыхательным типом модуляции сердечного ритма, за счет спектральной мощности в диапазоне высокой частоты она была больше, чем у представителей групп с эгалитарной, метаболической и сосудистой модуляцией.
Мощность спектра вариабельности ритма сердца в диапазоне очень низкой частоты (УЬБ) достоверно отличалась между группой с метаболическим типом модуляции и группами со всем иными типами модуляции, а также между группой с сосудистым типом модуляции и группами с тремя другими типами. У представителей групп с эгалитарным и с дыхательным типом достоверные различия параметра УЬБ обнаружены не были, но обе указанные группы достоверно отличались от групп с метаболическим и с сосудистым типом модуляции.
Нам хочется обратить внимание на тот факт, что в группе с метаболической модуляцией значение параметра УЪБ было наибольшим, в группах с эгалитарным и с дыхательным типом модуляции его значения занимали промежуточное положение, в группе с сосудистой модуляцией его значение было наименьшим. То есть, взаимоотношение это-
Параметры частотного домена вариабельности сердечного ритма у людей 18-27 лет с различными типами модуляции сердечного ритма и достоверность межгрупповых различий
Параметр Эгалитарный, М Эгалитарный, 8Б Метаболический, М Метаболический, 8Б « 3 н о S 4 о О С Сосудистый, 8Б « 3 и Л 4 (D Й X 3 П Дыхательный, 8Б Достоверность различия p < 0,05
ЧСС 78,4 13,0 80,9 13,4 86,0 12,7 73,1 13,0 1-3 1-4 2-3 2-4
TP 3990,8 3225,7 3862,2 4049,0 3383,7 3439,0 5548,7 4641,4 1-4 2-4 3-4
VLF 1313,5 1109,5 2088,5 2192,8 724,4 734,6 1049,2 1043,2 1-2 1-3 2-3 2-4 3-4
LF 1453,1 1139,1 1025,4 940,7 1957,0 2194,4 1422,9 1289,1 1-2 1-3 2-3 2-4 3-4
HF 1224,2 1141,5 748,2 1163,2 702,3 822,0 3076,6 3021,7 1-2 1-3 1-4 3-4
LFnu 55,7 9,6 62,0 14,9 74,8 8,7 33,8 10,6 1-2 1-3 1-4 2-3-2-4 3-4
HFnu 44,3 9,6 38,0 14,9 25 ,2 8,7 66,2 10,6 1-2 1-3 1-4 2-3-2-4 3-4
LF/HF 1,38 0,62 2,21 1,85 3,68 2,34 0,55 0,25 1-2 1-3 1-4 2-3 2-4 3-4
VLF % 33,1 6,4 53,6 8,4 23,3 8,8 19,8 9,2 1-2 1-3 1-4 2-3 2-4 3-4
LF % 37,2 6,7 28,6 8,4 57,1 7,7 27,2 9,7 1-2 1-3 1-4 2-3 3-4
HF % 29,7 7,0 17,7 7,9 19,6 7,9 52,9 10,4 1-2 1-3 1-4 2-4 3-4
Интегративная физиология
го параметра в группах с метаболическим и с сосудистым типом модуляции имело реципрокный характер.
Мощность спектра вариабельности ритма сердца в диапазоне низкой частоты (LF) в группах с различным типом модуляции зеркальносимметрично различалась со спектральной мощностью VLF. То есть наибольшее значение LF было отмечено в группе с сосудистым, а наименьшее значение - в группе с метаболическим типом модуляции. У представителей групп с эгалитарным и с дыхательным типом достоверные различия параметра LF обнаружены не были, его значения также занимали промежуточное положение, и обе указанные группы достоверно отличались величиной параметра LF от групп с метаболическим и с сосудистым типом модуляции. Таким образом, взаимоотношение и этого параметра в группах с метаболическим и с сосудистым типом модуляции имело реципрокный характер.
Эти сведения особенно интересны, если сопоставить их с данными о структурно-функциональной гетерогенности периферической адренергической системы и с данными о существовании определенной специфики реакции человека на различные стрессоры [10], зависимости спектральной мощности вариабельности ритма сердца от адренергической регуляции процессов тканевого метаболизма [11]. На наш взгляд, отмеченный факт является еще одним свидетельством в пользу выдвинутой и обоснованной нейроэндокриннометаболической модели интерпретации вариабельности ритма сердца и фрактальной повторяемости симпатовагальных отношений в более низком диапазоне частот (гормонально-метаболическое сопровождение в диапазоне VLF) [7].
Характер различий мощности спектра вариабельности ритма сердца в диапазоне высокой частоты (HF) между группами с различным типом модуляции был иным, чем у описанных выше показателей. Наибольший уровень признака был в группе с дыхательным типом модуляции, которая по параметру HF достоверно отличалась от группы с эгалитарным типом модуляции, имевшей промежуточный уровень признака, и от групп с метаболическим и с сосудистым типом модуляции, где мощность спектра в диапазоне HF была минимальной. От всех иных групп по этому признаку отличалась и группа с эгалитарным типом модуляции. Достоверные различия мощности спектра в диапазоне HF между группой с метаболическим и группой с сосудистым типом модуляции обнаружены не были.
Нормализованные параметры спектральной мощности LFnu и HFnu, как и отношение мощности спектров LF/HF, обнаружили достоверные различия между всеми 4 выделенными группами. Максимальные значения параметров LFnu и LF/HF были найдены в группе с сосудистым типом модуляции, затем в порядке убывания в группе с мета-
болическим, затем с эгалитарным типом модуляции. Наименьший уровень был присущ представителям группы с дыхательным типом модуляции. Для параметра HFnu последовательность убывания уровней была прямо противоположной. Максимальный уровень - в группе с дыхательным, затем с эгалитарным, потом с метаболическим типом модуляции, а минимальные значения были характерны для группы с сосудистым типом модуляции. Таким образом, между нормализованными параметрами спектральной мощности LFnu и HFnu в группах сравнения также было отмечено наличие реципрокного взаимоотношения.
Параметры относительной мощности спектра вариабельности ритма сердца всех трех диапазонов (VLF %, LF %, HF %) достоверно различались у представителей групп с эгалитарным, метаболическим, сосудистым и дыхательным типами модуляции. Их значения также подтвердили существование реципрокных взаимоотношений между тремя модуляторами ритма сердца (метаболическим, сосудистым и дыхательным), поскольку доминирование одного из модуляторов сочеталось с супрессией двух других модуляторов.
Если наибольший уровень относительной мощности спектра наблюдался в диапазоне VLF, то наименьший уровень был в диапазоне HF, а уровень мощности в диапазоне LF тоже был низким, хотя и достоверно превышал мощность в диапазоне HF. Если наибольший уровень относительной мощности спектра наблюдался в диапазоне LF, то наименьший уровень был отмечен в диапазоне HF, а уровень мощности в диапазоне VLF, хотя и достоверно отличался от него, но был вторым по возрастанию. Эти взаимоотношения в некоторой степени отличались в группе с дыхательным типом модуляции ритма, там наибольший уровень относительной мощности спектра наблюдался в диапазоне HF, наименьший уровень был отмечен в диапазоне VLF, а не LF, причем различия этих последних двух параметров были достоверны. Группа с эгалитарным типом модуляции отличалась от прочих тем, что у ее представителей уровень относительной мощности спектра (VLF, LF, HF) всегда был вторым в порядке убывания величины признака. В полученной нами выборке доли модуляторов в общей мощности спектра вариабельности сердечного ритма составляли от 30 до 37 %.
Заключение. В результате исследования было установлено наличие достоверных различий параметров спектрального анализа вариабельности ритма сердца у людей с различным типом ее модуляции.
В изученной выборке половину составляли люди примерно с равными, среднего уровня вкладами трех модуляторов в общую мощность спектра вариабельности ритма сердца - эгалитарный тип модуляции. Параметры спектрального анализа вариабельности ритма сердца у представителей
группы с эгалитарной модуляцией достоверно отличались от таковых у представителей групп с доминированием одного из модуляторов.
Другую половину выборки составляли люди с доминированием одного из трех модуляторов сердечного ритма. Доминирование одного из трех модуляторов встречалось примерно в 16-17 % наблюдений. У людей с метаболическим, сосудистым или с дыхательным типом модуляции сердечного ритма между тремя модуляторами сердечного ритма (метаболическим, сосудистым, дыхательным) наблюдались реципрокные отношения, причем повышение мощности спектра в одном диапазоне сопровождалось уменьшением мощности спектра в двух других диапазонах. Доминирование спектральной мощности вариабельности сердечного ритма в диапазоне УЪБ или ЬБ сочеталось с минимальным уровнем мощности в диапазоне НБ. Доминирование спектральной мощности вариабельности сердечного ритма в диапазоне НБ сочеталось с минимальным уровнем мощности в диапазоне УЬБ.
Вероятно, система модуляторов сердечного ритма может рассматриваться как бистабильная система, изменяющая свое состояние в результате проявления реципрокного взаимодействия между ее компонентами.
Литература
1. Вегетативные расстройства: клиника, лечение, диагностика / под ред. А.М. Вейна. - М.: Медицинское информационное агентство, 2000. -752 с.
2. Данилова, Н.Н. Сердечный ритм и информационная нагрузка / Н.Н. Данилова // Вестник Московского университета. Серия 14 «Психология». - 1995. - № 4. - С. 14-27.
3. Еремеев, С.И. Нормативные величины показателей спектрального анализа вариабельности ритма сердца в популяции здоровых женщин и мужчин в Северном Приобье / С.И. Еремеев, О.В. Еремеева, В. С. Кормилец. - Вестник ЮУрГУ. Серия «Образование, здравоохранение, физическая культура» - 2011. - Вып. 28. - № 26 (243). -С. 104-107.
4. Еремеев, С.И. Типология модуляции сердечного ритма на основе трехфакторной концепции и нормативные величины показателей спектрального анализа вариабельности ритма сердца в популяции здоровых людей в возрасте 17-27 лет / С.И Еремеев, О.В. Еремеева, В.С. Кормилец // Медленные колебательные процессы в организме человека. Теоретические и прикладные аспекты нелинейной динамики в физиологии и медицине: сб. науч. тр. VI Всерос. симпозиума и IV Школы-семинара с междунар. участием, 24-27 мая 2011 г., г. Новокузнец, НИИ КПГПЗ СО РАМН. - Новокузнецк: Изд-во КузГПА, 2011. - С. 113-120.
5. Кэмпбелл, Д. Модели экспериментов в социально-психологических и прикладных исследованиях: пер. с англ. / Д. Кэмпбелл. - СП б.: Социально-психологический центр. - 1996. - 390 с.
6. Флейшман, А.Н. Медленные колебания гемодинамики. Теория, практическое применение в клинической медицине и профилактике / А.Н. Флейшман. - Новосибирск: Наука. Сиб. предприятие РАН, 1999. - 264 с.
7. Флейшман, А.Н. Вариабельность ритма сердца и медленные колебания гемодинамики. Нелинейные феномены в клинической практике / А.Н. Флейшман. - изд. 2-е, перераб. и доп. - Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2009. - 194 с.
8. Хаспекова, Н.Б. Диагностическая информативность мониторирования вариабельности ритма сердца / Н.Б. Хаспекова // Вестник арит-мологии. - 2003. - № 32. - С. 15-23.
9. Heart Rate Variability / Standards of Measurement, Physiological Interpretation, and Clinical Use / Task force of the European Society of Cardiology and the North American Society of Pacing and Electrophysiology // Circulation. - 1996. - V. 93. -№ 5. - P. 1043-1065.
10. The autonomic Nervous System: Summary / World Health Organization. - Geneva, 1998. - 31 p.
11. Zheng, A. Effect of the combination of ginseng, oriental bezoar and glycyrrhiza on autonomic nervous activity as evaluated by power spectral analysis of HRV and cardiac depolarization-repolarization process /A. Zheng, T. Moritani. - J. Nutr. Sci. Vitami-nol. (Tokyo), 2008. - Vol. 54, № 2. - P. 148-153.
Поступила в редакцию 2 декабря 2011 г.
