CC BY
18
УДК [612.172.2+574.24]:57.087.1(571.122) DOI: 10.33396/1728-0869-2021-8-12-20
ВАРИАБЕЛЬНОСТЬ РИТМА СЕРДЦА У ЗДОРОВЫХ ЖЕНЩИН И МУЖЧИН 18-27 ЛЕТ, ПРОЖИВАЮЩИХ В ХАНТЫ-МАНСИЙСКОМ АВТОНОМНОМ ОКРУГЕ - ЮГРЕ
© 2021 г. С. И. Еремеев, О. В. Еремеева, В. С. Кормилец, А. Ю. Кормилец
БУ ВО ХМАО - Югры «Ханты-Мансийская государственная медицинская академия», г. Ханты-Мансийск
Цель: Уточнение референсных величин параметров вариабельности ритма сердца (ВРС) у практически здоровых людей обоих полов, проживающих постоянно в Ханты-Мансийском автономном округе.
Методы: Обсервационное аналитическое поперечное исследование в период с 2006 по 2020 год. Обследованы 13 269 испытуемых обоих полов в возрасте от 18 до 27 лет, 7 442 женщины и 5 827 мужчин. Изучались параметры фоновой ВРС на коротких записях во временном и частотном доменах, скаттерограмме и кардиоинтервалографии по Р. М. Баевскому. Для всех параметров ВРС определяли минимумы, 3, 10, 25, 50, 75, 90, 97 центили и максимумы. Статистический анализ проводили с помощью критерия Манна - Уитни после проверки распределения с помощью критерия Колмогорова - Смирнова с поправкой Лиллиефорса. Результаты: Установлены статистически значимые различия центральных тенденций параметров ВРС в группах женщин и мужчин (все p < 0,01) за исключением относительной мощности спектра в диапазоне очень низкой частоты, показателя адекватности процессов регуляции и вегетативного показателя ритма.
Выводы: Уточненены референсные величины параметров ВРС у практически здоровых людей, проживающих постоянно в Ханты-Мансийском автономном округе. Выявлены статистически значимые различия в параметрах временного и частотного доменов ВРС, и показателях кардиоинтервалограмм и скаттерограмм между полами. Обсуждаются возможности применения центильных значений относительной спектральной мощности ВРС для выделения категорий модуляции сердечного ритма. Ключевые слова: вариабельность ритма сердца, нормативы, пол, Ханты-Мансийский автономный округ
HEART RATE VARIABILITY IN HEALTHY 18-27 YEARS-OLD WOMEN AND MEN IN THE KHANTY-MANSI AUTONOMOUS OKRUG - UGRA
S. I. Eremeev, O. V. Eremeeva, V. S. Kormilets, A. Yu. Kormilets
Khanty-Mansiysk State Medical Academy, Khanty-Mansiysk, Russia
Aim: To verify reference values of the heart rate variability (HRV) parameters among healthy 18-27-year olds in the Khanty-Mansi autonomous okrug - Ugra, Eastern Siberia.
Methods: Data were collected in series of observational analytical cross-sectional studies between 2006 and 2020. The sample consisted of 13269 subjects - 7442 women and 5827 men aged 18 to 27 years permanently living in Khanty-Mansi autonomous okrug. We studied parameters of background HRV on short-term recordings in the time and frequency domains, Poincare graph and cardiointervalography by R. M. Baevsky. For all HRV parameterswe assessed minimal and maximal values as well as the 3rd, 10th, 25th, 50th, 75th, 90th and 97th percentile. Gender differences in all studied variables were studied using Mann-Whitney tests after normality testing using Kolmogorov-Smirnov tests with Lilliefors correction.
Results: We observed significant differences between central tendencies of all studied HRV parameters between women and men (p < 0.01) with the exception of the relative power of the spectrum in the very low frequency range - an indicator of the adequacy of the regulation processes and the vegetative rhythm indicator.
Conclusions: The reference values of the HRV parameters for young adults living in the Khanty-Mansi Autonomous Okrug-Ugrawere verified. Significant gender differences in all the studied HRV parameters were observed except one, which is considered to be an indicator of the adequacy of the regulation processes and the vegetative rhythm indicator. We also discuss applying centile values of the relative spectral power of HRV to identify categories of heart rate modulation. Key words: heart rate variability, standards, gender, Khanty-Mansi Autonomous Okrug
Библиографическая ссылка:
Еремеев С. И., Еремеева О. В., Кормилец В. С., Кормилец А. Ю. Вариабельность ритма сердца у здоровых женщин и мужчин 18-27 лет, проживающих в Ханты-Мансийском автономном округе - Югре // Экология человека. 2021. № 8. С. 12-20. For citing:
Eremeev S. I., Eremeeva O. V., Kormilets V. S., Kormilets A. Yu. Heart Rate Variability in Healthy 18-27 Years-old Women and Men in the Khanty-Mansi Autonomous Okrug - Ugra. Ekologiya cheloveka (Human Ecology). 2021, 8, pp. 12-20.
Введение
Широкое распространение получила концепция вариабельности ритма сердца (ВРС) как метода исследования и оценки текущего функционального состояния организма на основе анализа вариативности кардиоинтервалов, обусловленной модулирующим влиянием вегетативной нервной системы и гуморальных факторов на пейсмейкерную активность
синусового узла сердца [7, с. 10]. Большая вариабельность физиологических нормативов ВРС [13, 15, 17] порождает проблему референсных величин, которую предлагается решать раздельным анализом в зависимости от возраста, тендерных различий, уровня тренированности и длительности записи [7, с. 164; 17]. Большое значение отводится задаче классификации результатов анализа ВРС, предшествующей
выделению физиологических паттернов и особенностей клинической картины [8, с. 30]. Классификация ВРС позволяет объяснить свойства колебаний и использовать их для прогноза функционального состояния человека, а также проводить клинические параллели [8, с. 54]. Имеются исследования ВРС у спортсменов и связи ее параметров с особенностями регуляции ритма сердца [1]. Получены новые данные о нормативах показателей ВРС с учетом диапазона значений MxDMn у биатлонистов высокой квалификации [9]. Ранее публиковались данные об особенностях ВРС и перцентильных величинах параметров ВРС у здоровых мужчин и женщин 17—27 лет в Северном Приобье, полученные на выборках объемами 1 488—1 611 участников [3, 5, 6]. Была предложена типология модуляции сердечного ритма, учитывающая вклад в вариабельность трех модуляторов [4]. Особенности параметров ВРС на коротких записях здоровых людей изучались у жителей Кореи в выборке 637 участников [16], Финляндии в выборке 1 780 участников [14], Японии в выборке 417 участников [12]. Изучались возрастные закономерности параметров ВРС здоровых людей в выборке 1 906 участников [20].
Малочисленность исследований, дающих статистически значимые референсные значения для показателей ВРС у здоровых испытуемых, ограничивает выполнение анализа ВРС на коротких записях. Для достижения приемлемого уровня точности оценки показателей ВРС в клинической практике необходимо определить референсные значения показателей ВРС в популяции здоровых людей на основе репрезентативных исследований. В связи с этим целью исследования было уточнение нормативных величин параметров ВРС у практически здоровых людей обоих полов, проживающих в циркумполярном регионе. Задачами исследования было зарегистрировать фоновую ВРС на коротких записях (5 мин) у здоровых людей, проживающих в условиях Ханты-Мансийского автономного округа — Югры, определить статистические показатели параметров временного и частотного доменов, а также нелинейного анализа ВРС.
Методы
Обсервационное аналитическое поперечное исследование выполнялось в период 2006—2020 годов. Регистрация ВРС проводилась в период с сентября по июнь. Способ создания выборки — случайный, бесповторный. В исследование были включены 13 269 испытуемых, давших информированное согласие и соответствующих критериям включения.
Критерии включения в исследование: возраст от 18 до 27 лет включительно, состояние здоровья соответствует 1, 2, 3-й медицинской группе, пол — любой, ритм сердца — синусовый, перерыв в приеме пищи длился более 8 часов, сон длился более 7 часов, воздержание от приема возбуждающих напитков более 8 часов, курения — более 3 часов. Период отдыха от физических упражнений был более 36 часов.
Критерии исключения из исследования: возраст менее 18 и более 27 лет, более 10 % экстрасистол, несинусовый ритм сердца, состояние здоровья соответствует 4 и 5-й группе.
Участники прибывали на исследование в период с 8 до 12 часов, знакомились с процедурой обследования в лаборатории по информационному буклету и подписывали информированное согласие по форме, одобренной этическим комитетом.
Анализ ВРС выполнялся на 5-минутных записях электрокардиограмм 2-го отведения, полученных при частоте дискретизации 1 000 Гц, в положении испытуемого лежа на спине после фазы отдыха длительностью 5—10 минут [19].
Использовали электрокардиограф «Полиспектр-8 ЕХ» и программу «Поли-Спектр Ритм» (ООО «Ней-рософт», Россия). На следующем этапе проводили визуальную оценку корректности расстановки маркеров и наличия артефактов, экстрасистолы из анализа исключали с последующим кардиоциклом. Вариабельность ритма сердца изучалась во временном и частотном доменах, также были изучены параметры скаттерограммы и кардиоинтервалографии. Спектральный анализ ВРС выполняли в диапазоне очень низких частот (VLF 0,003—0,04 Гц), низких частот ^ 0,04-0,15 Гц), высоких частот (ОТ 0,15-0,4 Гц), мощность спектра определяли быстрым преобразованием Фурье.
Оценивали вклад в модуляцию сердечного ритма метаболического, сосудистого и дыхательного модуляторов, выраженную относительной мощностью спектра ВРС в диапазонах очень низкой, низкой и высокой частоты (%VLF, %LF, %HF) соответственно [2]. Медианы относительной мощности спектра %VLF, %LF, %HF в выборке были приняты за 100 %.
Определяли характер распределения переменных с применением критерия нормальности Колмогорова — Смирнова с поправкой Лиллиефорса. В случае нормального распределения обобщенные характеристики совокупности представляли величинами среднего арифметического (М) и среднего квадратического отклонения (SD). В случае распределения, отличного от нормального, обобщенные характеристики совокупности представляли величинами медианы (Ме), 25 и 75 перцентилями Q3). Дополнительно определяли величины минимума, максимума, 3, 10, 90 и 97 перцентили. Определяли статистическую значимость различия параметров ВРС между группами женщин и мужчин. В исследовании был принят уровень альфа-ошибки 0,05. Оценку статистической значимости различий производили с использованием критерия Манна — Уитни. Использовался пакет статистических программ $1а180Й$1а1л81лса 10.
Перед проведением этого исследования было получено одобрение этического комитета бюджетного учреждения высшего образования Ханты-Мансийского автономного округа — Югры «Ханты-Мансийская государственная медицинская академия». В соответ-
ствии с рекомендациями Хельсинкской декларации все испытуемые были проинформированы об исследовании и дали свое письменное информированное согласие до начала участия висследовании.
Результаты
В период проведения исследования в выборку были включены 13 269 здоровых субъектов, 7 442 женщины и 5 827 мужчин в возрасте 18—27 лет (табл. 1).
Таблица 1
Распределение участников исследования по возрасту и полу
Возраст, лет Наблюдаемая частота качественных переменных
Женщины Мужчины Всего
18 771 366 1137
19 886 711 1597
20 1044 870 1914
21 1177 1368 2545
22 907 1008 1915
23 943 565 1508
24 980 362 1342
25 452 451 903
26 248 33 281
27 34 93 127
Всего: 7442 5827 13269
Состояние здоровья участников соответствовало 1-й группе здоровья в 2 549 (19,2 %), 2-й группе в 8 147 (61,4 %), 3-й группе в 2 573 (19,4 %) случаях.
Анализ распределения 44 переменных ВРС, которые позволяет определять программа Поли-Спектр Ритм, показал, что во всех случаях распределение параметров ВРС статистически значимо отличалось от нормального, критерий нормальности Колмогорова — Смирнова (р < 0,01). В этой связи обобщенные статистические характеристики были представлены медианой и перцентилями.
Центильные таблицы параметров ВРС испытуемых женского и мужского пола представлены в табл. 2 и 3. У включенных в обследование испытуемых разных полов центральные тенденции параметров временного и частотного доменов ВРС, показатели кардиоинтер-валограммы и скаттерограммы статистически значимо различались (р < 0,05) (табл. 4). Статистически значимые различия между группами не были найдены в случаях относительной мощности спектра в диапазоне очень низкой частоты (%VLF), показателя адекватности процессов регуляции (ПАПР), вегетативного показателя ритма (ВПР) (р > 0,05).
Было установлено, что в группе испытуемых женщин статистически значимо выше (см. табл. 4) были уровни параметров, отражающих усиление влияния автономного контура регуляции и увеличение вариабельности функционирования организма (SDNN, RMSSD, pNN50, СЧ, ТР, Н^ Мо, ёХ) (рис. 1). В группе женщин уровни спектральной мощности ВРС в диапазоне очень низкой и низкой частоты
(VLF и LF) были выше, в то время как уровень других индикаторов симпатической активности и централизации были статистически значимо ниже, чем у мужчин (рис. 2). Полученные результаты обосновывают практическую значимость нормативных величин для параметров ВРС, учитывающих половую принадлежность испытуемого.
БОШ
Женщины — — — Мужчины
Рис. 1. Относительные уровни параметров вариабельности ритма сердца, отражающих преимущественно активность автономного контура регуляции ритма сердца в группах женщин и мужчин
у7нр
Женщины
— — — Мужчины ИВР
Рис. 2. Относительные уровни параметров вариабельности ритма сердца, отражающих преимущественно активность симпатической регуляции и централизации управления ритмом сердца в группах женщин и мужчин
Дополнительно ВРС в группах женщин и мужчин была проанализирована по параметрам ВРС, отражающим особенности модуляции ритма сердца. Значения медиан относительной мощности спектра %VLF, %LF, %HF в группах женщин и мужчин по сравнению с уровнем соответствующей мощности в выборке представлены на рис. 3. В группе женщин наблюдалась меньшая относительная мощность спектра в диапазоне низкой частоты (%LF), большая относительная мощности спектра в диапазоне высокой частоты (%HF). Статистически значимые различия относительной мощности спектра в диапазоне очень низкой частоты (%VLF) между группами женщин и мужчин обнаружены не были. Таким образом, группа женщин характеризовалась меньшим вкладом сосудистой модуляции, большим вкладом дыхательной
Таблица 2
Центильные значения параметров вариабельности ритма сердца испытуемых женского пола 18—27 лет
Переменная Количество наблюдений Минимум 3 % 10 % 25 % Ме 75 % 90 % 97 % Максимум
ЧСС, мин-1 7426 44,0 54,8 61,7 67,3 73,8 81,0 87,2 94,3 111,0
RR min, мс 7442 13,0 345,0 553,0 613,0 665,0 723,0 790,0 872,0 1140,0
RR max, мс 7442 600,0 742,0 806,0 875,0 975,0 1090,0 1213,0 1390,0 2069,0
RRNN, мс 7442 541,0 635,0 686,0 743,0 813,5 890,0 974,0 1095,0 1358,0
SDNN, мс 7442 12,0 23,0 30,0 38,0 51,0 68,0 83,0 107,0 243,0
RMSSD, мс 7442 5,0 14,0 21,0 29,0 40,0 59,0 79,0 115,0 339,0
pNN50,% 7442 0,0 0,0 1,5 6,4 18,5 37,6 53,5 64,6 89,6
CV, % 7442 1,5 3,0 4,0 4,9 6,3 7,9 9,4 11,9 29,2
TP, мс2 7430 168,9 682,2 1139,9 1795,1 2957,2 4918,8 6952,6 10770,9 45137,7
VLF, мс2 7430 7,6 203,6 349,9 579,2 1023,5 1779,7 2861,8 4442,1 37183,1
LF, мс2 7430 34,6 196,0 336,5 529,7 869,4 1363,6 2012,5 3074,7 19219,7
HF, мс2 7430 9,6 115,0 230,4 451,2 799,7 1607,2 2611,3 4543,5 30266,6
LF n.u. 7430 2,0 22,3 30,8 39,6 51,1 62,5 72,6 80,4 94,6
HF n.u. 7430 5,4 19,6 27,4 37,5 48,9 60,4 69,2 77,7 98,0
LF/HF 7430 0,0 0,3 0,4 0,7 1,0 1,7 2,6 4,1 17,5
%VLF 7430 0,2 12,8 19,2 27,3 36,9 47,6 57,8 69,4 89,3
%LF 7430 1,9 12,0 16,9 22,6 30,2 39,0 47,1 56,9 86,5
%HF 7430 1,9 9,3 13,7 20,4 30,8 38,3 47,6 60,4 96,2
W 6978 59,0 136,0 180,0 225,0 300,0 395,0 505,0 735,0 1450,0
WN1 6978 50,0 109,4 140,6 164,1 210,9 265,6 350,0 445,3 650,0
WN5 6978 0,0 23,4 62,5 78,1 93,8 150,0 200,0 300,0 600,0
WAM5 6978 46,9 100,0 148,4 187,5 250,0 312,5 400,0 507,8 1101,6
WAM10 6978 31,3 100,0 125,0 150,0 200,0 273,4 351,6 450,0 750,0
HRV t.i. 6978 2,6 5,4 6,8 8,3 10,3 13,1 15,8 18,3 26,5
RR min h, мс 6978 13,0 498,0 566,0 619,0 667,0 725,0 790,0 872,0 1140,0
RR max h, мс 6978 599,6 750,0 810,0 880,0 975,5 1095,0 1230,0 1395,0 1965,0
RRNN h, мс 6978 540,6 638,8 688,9 743,5 816,5 892,7 975,6 1096,6 1358,4
H 6978 0,4 1,3 1,7 2,5 4,2 4,7 5,0 5,3 6,2
L 7182 52,0 110,0 141,0 172,0 219,0 280,0 347,0 421,0 741,0
w 7182 17,0 35,0 46,0 60,0 83,0 116,0 163,0 223,0 484,0
L/w 7182 0,7 1,6 2,1 2,7 3,7 5,0 6,4 8,0 20,6
S 7182 2172,0 6825,0 10863,0 16804,0 28441,5 49252,0 84964,0 136703,0 417547,0
ЧСС киг, мин-1 4650 0,8 52,6 62,4 68,3 76,5 84,3 91,0 97,7 111,1
М, с 4650 0,1 0,6 0,7 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1 1,4
СК, с 4650 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,1 0,1 0,1 0,8
Мо, с 4650 0,5 0,6 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,2 28,8
АМо, % 4650 0,8 20,3 25,0 31,4 39,2 47,8 55,0 65,7 94,2
Ме, с 4650 0,3 0,6 0,7 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1 1,4
dX, с 4650 0,1 0,1 0,2 0,2 0,3 0,4 0,5 0,8 101,1
ИВР 4650 17,9 36,9 51,3 79,5 125,0 190,6 284,1 430,7 1267,6
ПАПР 4650 4,2 19,1 28,4 37,4 50,3 66,0 81,7 95,9 165,2
ВПР 4650 0,6 1,5 2,1 2,8 4,2 5,9 7,8 10,4 60,9
ИН 4648 9,3 18,2 28,5 46,9 79,4 134,8 201,3 306,7 940,3
Возраст, лет 7442 18,0 18,0 18,0 20,0 21,0 23,0 24,0 26,0 27,0
Рост, см 7442 146,0 156,0 158,0 162,0 165,0 168,0 174,0 176,0 188,0
Масса тела, кг 7442 38,0 46,0 49,0 52,0 57,0 62,0 66,0 70,0 114,0
Примечание. dX — вариационный размах кардиоинтервалов; RR min h, мс — минимальная длительность кардиоинтервала, определенная при оценке гистограммы; RR max h, мс— максимальная длительность кардиоинтервала, определенная при оценке гистограммы; RRNN h, мс — средняя длительность нормальных интервалов RR, определенная при оценке гистограммы; ЧСС киг, мин-1 — частота сердечных сокращений, определенная при анализе кардиоинтервалограммы.
Таблица 3
Центильные значения параметров вариабельности ритма сердца испытуемых мужского пола 18—27 лет
Переменная Количество наблюдений Минимум 3 % 10 % 25 % Ме 75 % 90 % 97 % Максимум
ЧСС, мин-1 5811 44,0 54,0 58,3 64,0 70,0 78,4 87,3 94,2 110,3
RR min, мс 5827 10,0 328,0 570,0 635,0 710,0 780,0 848,0 910,0 1090,0
RR max, мс 5827 605,0 739,0 820,0 899,0 994,0 1155,0 1328,0 1510,0 7673,0
RRNN, мс 5827 544,0 636,0 687,0 765,0 861,0 941,0 1027,0 1120,0 1364,0
SDNN, мс 5827 10,0 17,0 22,0 32,0 47,0 66,0 92,0 124,0 695,0
RMSSD, мс 5827 3,0 13,0 16,0 21,0 34,0 57,0 87,0 129,0 949,0
pNN50,% 5827 0,0 0,0 0,0 1,4 8,8 31,3 49,1 62,8 97,1
CV, % 5827 1,4 2,2 2,7 4,0 5,6 7,7 9,8 13,2 74,1
TP, мс2 5827 148,1 351,8 556,2 1161,2 2381,3 4478,4 7823,9 13682,6 58687,1
VLF, мс2 5827 16,2 116,9 210,4 399,3 790,1 1600,6 2619,6 5288,2 25257,4
LF, мс2 5827 26,6 76,0 153,0 380,5 802,3 1488,9 2725,4 4753,3 24479,9
HF, мс2 5827 6,7 64,1 108,5 191,1 544,2 1359,1 2847,2 4746,1 33153,2
LF n.u. 5827 11,2 29,2 35,2 43,5 54,4 67,8 81,1 88,0 97,7
HF n.u. 5827 2,3 12,0 18,9 32,2 45,6 56,5 64,8 70,8 88,8
LF/HF 5827 0,1 0,4 0,5 0,8 1,2 2,1 4,3 7,3 43,0
%VLF 5827 2,3 11,8 19,4 26,8 36,6 47,1 60,0 71,5 94,8
%LF 5827 3,1 14,5 19,5 24,2 33,5 42,1 50,2 61,8 90,4
%HF 5827 1,5 5,3 8,7 17,2 30,7 36,8 41,3 49,8 79,8
W 5624 61,0 99,0 131,0 186,0 277,0 420,0 570,0 750,0 2112,0
WN1 5624 50,0 93,8 101,6 148,4 200,0 281,3 382,8 500,0 1150,0
WN5 5624 0,0 7,8 54,7 70,3 93,8 150,0 250,0 300,0 550,0
WAM5 5624 50,0 93,8 100,0 150,0 210,9 300,0 450,0 617,2 1500,0
WAM10 5624 39,1 78,1 100,0 132,8 187,5 250,0 382,8 500,0 867,2
HRV t.i. 5624 2,7 4,5 5,8 7,1 9,4 12,7 15,9 20,2 28,6
RR min h, мс 5624 215,0 549,0 590,0 645,0 718,4 787,6 849,0 925,0 1090,0
RR max h, мс 5624 605,0 739,0 820,0 900,0 996,0 1160,0 1320,0 1500,0 2650,0
RRNN h, мс 5624 543,6 635,5 688,2 764,1 861,8 943,4 1028,3 1120,5 1357,7
H 5624 0,3 1,0 1,3 2,1 3,8 4,6 5,0 5,5 6,1
L 5589 61,0 92,0 116,0 146,0 198,0 283,0 378,0 476,0 784,0
w 5589 15,0 30,0 37,0 46,0 67,0 111,0 170,0 232,0 537,0
L/w 5589 0,7 1,4 1,8 2,4 3,3 4,7 6,8 9,7 21,0
S 5589 2117,0 5020,0 7293,0 11153,0 20569,0 48416,0 91378,0 167429,0 661564,0
ЧСС киг, мин-1 3738 44,5 52,1 58,5 63,9 71,0 81,2 90,6 97,6 110,7
М, с 3738 0,5 0,6 0,7 0,7 0,8 0,9 1,0 1,2 1,4
СК, с 3738 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,1 0,1 0,1 0,2
Мо, с 3738 0,5 0,6 0,7 0,7 0,8 0,9 1,1 1,2 1,4
АМо, % 3738 13,0 17,4 24,4 31,5 41,8 52,3 65,0 71,8 84,5
Ме, с 3738 0,5 0,6 0,7 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1 1,3
dX, с 3738 0,1 0,1 0,2 0,2 0,3 0,4 0,6 0,7 2,1
ИВР 3738 14,1 29,1 47,8 83,4 136,4 264,6 418,0 640,6 1190,0
ПАПР 3738 9,5 17,9 24,3 35,1 51,5 69,0 88,9 104,7 136,0
ВПР 3738 0,5 1,3 1,9 2,7 4,4 6,6 8,8 13,0 22,5
ИН 3738 5,2 14,3 24,7 43,9 83,8 166,3 268,6 447,3 952,0
Возраст, лет 5827 18,0 18,0 19,0 20,0 21,0 23,0 24,0 25,0 27,0
Рост, см 5827 156,0 168,0 171,0 173,0 176,0 178,0 182,0 189,0 196,0
Масса тела, кг 5827 50,0 58,0 60,0 63,0 68,0 73,0 80,0 85,0 124,0
Примечание. dX — вариационный размах кардиоинтервалов; RR min h, мс — минимальная длительность кардиоинтервала, определенная при оценке гистограммы; RR max h, мс— максимальная длительность кардиоинтервала, определенная при оценке гистограммы; RRNN h, мс — средняя длительность нормальных интервалов RR, определенная при оценке гистограммы; ЧСС киг, мин-1 — частота сердечных сокращений, определенная при анализе кардиоинтервалограммы.
Таблица 4
Оценка статистической значимости различия параметров вариабельности ритма сердца испытуемых женского и мужского пола
по критерию Манна — Уитни
Переменная Сумма рангов Мужчины Сумма рангов Женщины U Z р-уровень Z скорр. р-уровень N Мужчины N Женщины
ЧСС, мин-1 34696516 52919187 17809750 -17,263 0,00 -17,263 0,00 5811 7426
RR min, мс 43398626 44641189 16945786 21,630 0,00 21,631 0,00 5827 7442
RR max, мс 41145608 46894208 19198805 11,341 0,000 11,341 0,000 5827 7442
RRNN, мс 42441516 45598300 17902897 17,259 0,00 17,259 0,00 5827 7442
SDNN, мс 36348173 51691642 19368295 -10,567 0,000 -10,568 0,000 5827 7442
RMSSD, мс 35445960 52593856 18466082 -14,687 0,00 -14,689 0,00 5827 7442
pNN50,% 33855528 54184288 16875650 -21,950 0,00 -21,954 0,00 5827 7442
CV, % 35290164 52749651 18310286 -15,398 0,00 -15,398 0,00 5827 7442
TP, мс2 35295403 52585251 18315525 -15,234 0,00 -15,234 0,00 5827 7430
VLF, мс2 35426964 52453689 18447086 -14,632 0,00 -14,632 0,00 5827 7430
LF, мс2 37230934 50649719 20251056 -6,384 0,000 -6,384 0,000 5827 7430
HF, мс2 34485371 53395282 17505493 -18,938 0,00 -18,938 0,00 5827 7430
LF n.u. 41856613 46024041 18417876 14,766 0,00 14,766 0,00 5827 7430
HF n.u. 35397771 52482882 18417893 -14,766 0,00 -14,766 0,00 5827 7430
LF/HF 41856499 46024154 18417989 14,765 0,00 14,765 0,00 5827 7430
%VLF 38378783 49501870 21398905 -1,136 0,256 -1,136 0,256 5827 7430
%LF 41604342 46276312 18670147 13,613 0,00 13,613 0,00 5827 7430
%HF 36721181 51159472 19741303 -8,715 0,000 -8,715 0,000 5827 7430
W 33783937 45627566 17966437 -8,156 0,000 -8,156 0,000 5624 6978
WN1 33646669 45764834 17829169 -8,832 0,000 -8,839 0,000 5624 6978
WN5 34965112 44446391 19147612 -2,337 0,019 -2,346 0,019 5624 6978
WAM5 33067304 46344199 17249804 -11,685 0,00 -11,693 0,00 5624 6978
WAM10 32707884 46703619 16890384 -13,456 0,00 -13,468 0,00 5624 6978
HRV t.i. 32770080 46641423 16952580 -13,149 0,00 -13,149 0,00 5624 6978
RR min h, мс 40536457 38875047 14525316 25,105 0,00 25,106 0,00 5624 6978
RR max h, мс 37338696 42072807 17723076 9,354 0,000 9,354 0,000 5624 6978
RRNN h, мс 38810807 40600696 16250965 16,605 0,00 16,605 0,00 5624 6978
H 32342446 47069058 16524946 -15,256 0,00 -15,256 0,00 5624 6978
L 33452720 48102886 17831465 -10,831 0,000 -10,831 0,000 5589 7182
w 32200547 49355059 16579292 -16,889 0,00 -16,889 0,00 5589 7182
L/w 33789557 47766050 18168302 -9,201 0,000 -9,201 0,000 5589 7182
S 32454800 49100807 16833545 -15,659 0,00 -15,659 0,00 5589 7182
ЧСС киг, мин-1 13985196 21189882 7000743 -15,314 0,00 -15,314 0,00 3737 4650
М, с 17331794 17843285 7029710 15,051 0,00 15,051 0,00 3737 4650
СК, с 14845154 20329924 7860701 -7,511 0,000 -7,512 0,000 3737 4650
Мо, с 17237262 17937817 7124242 14,194 0,00 14,194 0,00 3737 4650
АМо, % 16615248 18559831 7746256 8,550 0,000 8,550 0,000 3737 4650
Ме, с 17315347 17859732 7046157 14,902 0,00 14,902 0,00 3737 4650
dX, с 14960434 20214644 7975981 -6,465 0,000 -6,466 0,000 3737 4650
ИВР 16526086 18648992 7835417 7,741 0,000 7,741 0,000 3737 4650
ПАПР 15779615 19395464 8581889 0,967 0,333 0,967 0,333 3737 4650
ВПР 15887582 19287497 8473922 1,947 0,051 1,947 0,051 3737 4650
ИН 16164405 18993900 8189624 4,494 0,000 4,494 0,000 3737 4648
Возраст, лет 38025013 50014803 21045135 -2,909 0,004 -2,936 0,003 5827 7442
Рост, см 57449381 30590435 2895032 85,793 0,00 85,881 0,00 5827 7442
Масса тела, кг 55165875 32873940 5178537 75,365 0,00 75,424 0,00 5827 7442
Рис. 3. Уровни относительной мощности спектра ритма сердца в группах женщин и мужчин в диапазонах очень низкой (%VLF), низкой (%LF) и высокой частоты. За 100 % принята от-
носительная мощность спектра в диапазоне в выборке
модуляции в ВРС. Статистически значимое различие вклада метаболической модуляции в ВРС между группами женщин и мужчин найдено не было.
Обсуждение результатов
По результатам статистического анализа данных проведенного исследования можно прийти к заключению о наличии статистически значимых различий в уровне почти всех параметров ВРС между группами практически здоровых женщин и мужчин в возрасте 18—27 лет, постоянно проживающих в климатических условиях Ханты-Мансийского автономного округа. Установлены статистически значимые различия, связанные с полом, уровней параметров ВРС временного домена (НН тт, НН тах, RRNN, SDNN, RMSSD, pNN50, СУ, ^ WN1, WN5, WAM5, WAM10, И^УЫ.), частотного домена (ТР, VLF, LF, ИД LFn.u., № п.и., LF/HF, %LF, %№), нелинейного анализа ш, L/w, S) и кардиоинтервалографии (ЧСС, М, СК, Мо, АМо, Ме, ёХ, ИВР, ИН).
В группе женщин наблюдались статистически более высокие уровни параметров, отражающих влияние автономного контура регуляции, и одновременно более низкие уровни параметров, отражающих влияние симпатической регуляции и централизации управления ритмом сердца.
Наблюдаемые различия в уровнях параметров ВРС в группах женщин и мужчин соответствуют данным [11], которые показали, что женщины и мужчины в возрасте от 20 до 70 лет различаются доминированием парасимпатической и симпатической регуляции сердечного ритма соответственно.
Анализ вкладов метаболического, сосудистого и дыхательного модулятора в ВРС показал, что в группе женщин отмечается статистически значимо больший вклад дыхательного модулятора при меньшем вкладе сосудистого модулятора, иными словами, более высокий уровень относительной мощности спектра в диапазоне высокой частоты (%HF) и менее высокий уровень относительной мощности спектра в диапазоне низкой частоты (%LF) по сравнению с группой мужчин. Полученные результаты обосновывают практическую значимость нормативных величин для параметров ВРС, учитывающих половую принадлежность испытуемого.
Полученные в результате исследования величины параметров ВРС в выборке, а также в группах женщин и мужчин были сопоставлены со средними величинами этих параметров, приведенными в литературных источниках. В целях сопоставления аналогично данным в источниках были определены средние арифметические и средние квадратические отклонения параметров ВРС. Для определения статистической значимости различий средних величин использовали ^критерий Стьюдента для независимых выборок. Было проведено сопоставление данных нашей выборки со средними величинами параметров спектрального анализа коротких записей ритма сердца [19] со следующими показателями:
• данными о ВРС здоровых людей китайской национальности в возрасте (25 ± 10) лет, п = 50, поровну женщин и мужчин[10];
• результатами метаанализанормативных значений показателей ВРС на коротких записях у здоровых людей зрелого возраста, в который были включены результаты 44 исследований, объединившие данные исследований ВРС 21 438 участников [15];
• данными о параметрах ВРС, полученными у здоровых участников в возрасте 25—34 лет (мужского пола — 330, женского пола — 208), включенных в контрольную группу когортного исследования КОНА S4 [20];
• параметрами ВРС в группе здоровых мужчин молодого возраста (24,8 ± 5,9) года, п = 48, с хорошей физической работоспособностью [7, с. 192];
• параметрами ВРС в группе практически здоровых женщин и мужчин молодого возраста, (29,6 ± 7,2) года, п = 26, ведущих седиментарный образ жизни [7, с. 195];
• параметрами ВРС здоровых добровольцев мужского пола, (29 ± 5) года, п = 29 [18].
Статистически значимые различия между параметрами ВРС в нашей выборке и параметрами ВРС, приведенными в статьях, обнаружены не были. Значения ^критерия Стьюдента лежали в диапазоне от 0,00 до 1,19. Значения р колебались от 0,234 до 1,0. Средние значения параметров ВРС у участников данного исследования оказались сопоставимы со средними значениями, приводимыми в литературе.
Прикладное значениепроведенного исследования заключается в определении центильных значений параметров ВРС, которые могут быть использованы для группировки наблюдений в зависимости от определенных характеристик ВРС. Рассматривая мощность спектра в диапазонах высокой, низкой и очень низкой частоты как функцию дыхательной, сосудистой и метаболической модуляции сердечного ритма [2], можно выделить варианты модуляции сердечного ритма с доминированием одного из модуляторов определенной степени выраженности либо со средним уровнем влияния трех модуляторов. В качестве критерия среднего уровня влияния модулятора можно рассматривать величину относительной мощности спектра в определенном диапазоне в
пределах интерквартильного размаха [4]. Критерием доминирования одного из модуляторов сердечного ритма является уровень полученной быстрым преобразованием Фурье относительной мощности спектра, превышающий значение верхнего квартиля этого параметра в популяции.
По предложенным критериям становится возможным выделить четыре типа модуляции сердечного ритма. Первый тип, при котором метаболический, сосудистый и дыхательный модуляторы обеспечивают в соответствующих диапазонах приблизительно равную относительную мощность спектра, не превышающую значение своего верхнего квартиля, — эгалитарный тип модуляции сердечного ритма. Следующие три типа модуляции характеризуются доминированием относительной мощности спектра в одном из частотных диапазонов. Метаболический тип модуляции сердечного ритма означает превышение %VLF значения верхнего квартиля. Сосудистый тип модуляции характеризуется превышением %LF, а дыхательный тип — превышением %HF значения верхнего квартиля. Дополнительно возможно выделить категории, связанные с уровнем доминирования: слабое доминирование модулятора в диапазоне значений относительной мощности спектра 75—90 %, умеренное доминирование — в диапазоне 90—97 % и выраженное доминирование — при достижении относительной мощности уровня 97 % и более.
Первичная группировка наблюдений по предложенной категориальной шкале способна раскрыть новые аспекты в изучении особенностей ВРС, связанные с полом и возрастом испытуемых.
Выводы
У включенных в обследование испытуемых разных полов центральные тенденции параметров временного и частотного доменов ВРС, показатели кардиоинтер-валограммы и скаттерограммы статистически значимо различались (р < 0,05). Статистически значимые различия между группами женщин и мужчин не были найдены в случаях относительной мощности спектра в диапазоне очень низкой частоты, показателя адекватности процессов регуляции и вегетативного показателя ритма.
Средние величины параметров ВРС на коротких записях у здоровых людей, проживающих в условиях Ханты-Мансийского автономного округа — Югры, не продемонстрировали статистически значимых различий с аналогичными показателями, полученными в других популяциях.
Референсные значения параметров ВРС на коротких записях могут привнести определенные преимущества в оценивание в целях физиологических исследований. Поскольку нормативы параметров ВРС варьируют в зависимости от пола субъекта, выбор соответствующих норм имеет решающее значение.
Благодарности
Авторы выражают признательность заведующему ка-
федрой нормальной и патологической физиологии БУ ВО ХМАО — Югры «Ханты-Мансийская государственная медицинская академия» доктору медицинских наук, профессору В. И. Корчину за поддержку исследования.
Авторство
Еремеев С. И. внес существенный вклад в концепцию и дизайн исследования, получение, анализ и интерпретацию данных, окончательно утвердил присланную в редакцию рукопись; Еремеева О. В. внесла существенный вклад в получение, анализ и интерпретацию данных, подготовила первый вариант статьи; Кормилец В. С. внесла существенный вклад в получение, анализ и интерпретацию данных; Кормилец А. Ю. внес существенный вклад в получение, анализ и интерпретацию данных.
Авторы подтверждают отсутствие конфликта интересов.
Еремеев Сергей Игоревич - ORCID 0000-0001-8685-4311; SPIN 9444-1578
Еремеева Ольга Васильевна - ORCID 0000-0001-59439825; SPIN 7672-8671
Кормилец Вера Сергеевна- ORCID 0000-0002-8725-5537; SPIN 6749-7650
Кормилец Александр Юрьевич- ORCID 0000-0002-15898891; SPIN 6998-5425
Список литературы / References
1. Гаврилова Е. А. Спорт, стресс, вариабельность. М.: Спорт, 2015. 168 с.
Gavrilova E. A. Sport, stress, heart rate variability. Moscow, 2015, 168 p. [In Russian]
2. Данилова Н. Н. Сердечный ритм и информационная нагрузка // Вестник Московского университета. Серия 14. Психология. 1995. № 2. С. 14-27.
Danilova N. N. Heart rate and information load. Vestnik Moskovskogo universiteta. Seriya. 14. Psikhologiya. [Bulletin of the Moscow University. Series. 14. Psychology]. 1995, 2, pp. 14-27. [In Russian]
3. Еремеев С. И., Еремеева О. В., Кормилец В. С. Нормативные величины показателей спектрального анализа вариабельности ритма сердца в популяции здоровых женщин и мужчин в Северном Приобье // Вестник ЮжноУральского государственного университета. 2011. Т. 243, № 26. Серия «Образование, здравоохранение, физическая культура». Вып. 28. С. 104-107.
Eremeev S. I., Eremeeva O. V., Kormilets V. S. Normative values of the parameters of spectral analysis of heart rate variability in the population of healthy women and men in the Northern Ob region. Vestnik Yuzhno-Ural'skogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya «Obrazovanie, zdravookhranenie, fizicheskayakul'tura». Vyp. 28. [Bulletin of the South Ural State University. Series "Education, health, physical culture". Iss. 28]. 2011, 243 (26), pp. 104-107. [In Russian]
4. Еремеев С. И., Еремеева О. В., Кормилец В. С. Типология модуляции сердечного ритма на основе трехфак-торной концепции и нормативные величины показателей спектрального анализа вариабельности ритма сердца в популяции здоровых людей в возрасте 17-27 лет // Медленные колебательные процессы в организме человека. Теоретические и прикладные аспекты нелинейной динамики в физиологии и медицине: Сборник научных трудов VI Всероссийского симпозиума и IV школы-семинара с международным участием. 24-27 мая, НИИ КПГ ПЗ СО РАМН, Новокузнецк: Изд-во КузГПА, 2011. С. 113-120.
Eremeev S. I., Eremeeva O. V., Kormilets V. S. The typology of the heart rhythm modulation based on the three factors conception of the heart rate variability and the normative values of the spectral analysis parameters of the heart rate variability in healthy people population at the age of 17-27. In: Slow oscillatory processes in the human body. Theoretical and applied aspects of nonlinear dynamics in physiology and medicine. Collection of scientific papers of the VI All-Russian Symposium and the IV School-Seminar with International Participation. May 24-27, Novokuznetsk.
2011, pp. 113-120. [In Russian]
5. Еремеев С. И., Еремеева О. В., Кормилец В. С., Та-таринцев П. Б. Особенности показателей спектрального анализа вариабельности сердечного ритма у людей в возрасте 18-27 лет с различными типами его модуляции // Вестник Южно-Уральского государственного университета.
2012. Т. 267, № 8. Серия «Образование, здравоохранение, физическая культура». Вып. 30. С. 52-55.
Eremeev S. I., Eremeeva O. V., Kormilets V. S., Tatarin-tsev P. B. Features of indicators of spectral analysis of heart rate variability in people aged 18-27 years with different types of its modulation. Vestnik Yuzhno-Ural'skogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya «Obrazovanie, zdravookhranenie, fizicheskaya kul'tura». Vyp. 30. [Bulletin of the South Ural State University. Series "Education, health, physical culture". Iss. 30]. 2012, 267 (8), pp. 52-55. [In Russian]
6. Еремеева О. В., Еремеев С. И., Кормилец В. С., Кормилец А. Ю. Особенности показателей корреляционной ритмограммы и вариационной пульсометрии у людей в возрасте 18-27 лет с различными типами модуляции сердечного ритма // Вестник Южно-Уральского государственного университета. 2013. Т. 13, № 1. Серия «Образование, здравоохранение, физическая культура». С. 79-83.
Eremeeva O. V., Eremeev S. I., Kormilets V. S., Kormilets A. Yu. Features of indicators of correlation rhythmogram and variational heart rate monitoring in people aged 18-27 years with different types of heart rate modulation. Vestnik Yuzhno-Ural'skogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya «Obrazovanie, zdravookhranenie, fizicheskaya kul'tura». [Bulletin of the South Ural State University. Series «Education, health, physical culture»]. 2013, 13 (1), pp. 7983. [In Russian]
7. Михайлов В. М. Вариабельность ритма сердца (новый взгляд на старую парадигму). Иваново: ООО Нейрософт, 2017. 516 с.
Mikhailov V. M. Heart rate variability (a new look at the old paradigm). Ivanovo, 2017, 516 p. [In Russian]
8. Флейшман А. Н. Вариабельность ритма сердца и медленные колебания гемодинамики: нелинейные феномены в клинической практике. Новосибирск: Изд-во СОРАН, 2009. 194 с.
Fleishman A. N. Heart rate variability and slow hemodynamic fluctuations: nonlinear phenomena in clinical practice. Novosibirsk, 2009, 194 p. [In Russian]
9. Шлык Н. И. Нормативы показателей вариабельности сердечного ритма в покое и ортостазе при разных диапазонах значения MxDMn и их изменение у биатлонистов в тренировочном процессе // Человек. Спорт. Медицина. 2020. Т. 20, № 4. С. 5-24. doi: 10.36028/2308-88262020-8-1-83-96
Shlyk N. I. Standards of indicators of heart rate variability at rest and orthostasis at different ranges of the MxDMn value and their change in biathletes in the training process.
Chelovek. Sport. Meditsina [Person. Sport. Medicine]. 2020, 20 (4), pp. 5-24. doi: 10.36028/2308-8826-2020-8-1-83-96. [In Russian]
10. Acharya U. R., Kannathal N., Sing W., Yi P. L., Leng C. T. Heart rate analysis in normal subjects of various age groups. BioMedical Engineering OnLine. 2004, 3 (1), p. 24. doi: 10.1186/1475-925X-3-24
11. Bonnemeier H., Richardt G., Potratz J., Wie-gand U. K. H., Brandes A., Kluge N., Katus H. A. Circadian profile of cardiac autonomic nervous modulation in healthy subjects: Differing Effects of aging and Gender on heart rate variability. Journal of Cardiovascular Electrophysiology. 2003, 14 (8), pp. 791-799. doi: 10.1046/j.1540-8167.2003.03078.x
12. Kobayashi H., Park B. J., Miyazaki Y. Normative references of heart rate variability and salivary alpha-amylase in a healthy young male population. Journal of Physiological Anthropology. 2012, 31 (1), p. 9. doi: 10.1 186/1880-680531-9
13. Koenig J., Thayer J. F. Sex differences in healthy human heart rate variability: A meta-analysis. Neuroscience & Biobehavioral Reviews. 2016, 64, pp. 288-310. doi: 10.1016/j.neubiorev.2016.03.007
14. Koskinen T., Kahonen M., Jula A., Laitinen T., Keltikangas-Jarvinen L., Viikari J., Valimaki I., Raitakari O. T. Short-term heart rate variability in healthy young adults: the Cardiovascular Risk in Young Finns Study. Autonomic Neuroscience: Basic and Clinical. 2009, 145 ( 1-2), pp. 81-88. doi: 10.1016/j.autneu.2008.10.01 1
15. Nunan D., Sandercock G. R., Brodie D. A. A quantitative systematic review of normal values for short-term heart rate variability in healthy adults. Pacing and Clinical Electrophysiology. 2010, 33 (1 1 ), pp. 1407-1417. doi: 10.1111/j.1540-8159.2010.02841.x
16. Park S. B., Lee B. C., Jeong K. S. Standardized tests of heart rate variability for autonomic function tests in healthy Koreans. The Journal of Neuroscience. 2007, 1 17 (12), pp. 1707-1717. doi: 10.1080/00207450601050097
17. Shaffer F., Ginsberg J. P. Overview of Heart Rate variability Metrics and Norms. Frontiers in Public Health. 2017, 5, p. 258. doi: 10.3389/fpubh.2017.00258
18. Siecinski S., Kostka P. S., Tkacz E. J. Heart Rate Variability Analysis on Electrocardiograms, Seismocardiograms and Gyrocardiograms on Healthy Volunteers. Sensors. 2020, 20, p. 4522. doi:10.3390/s20164522
19. Task Force of the European Society of Cardiology and the North American Society of Pacing and Electrophysiology. Heart rate variability: standards of measurement, physiological interpretation and clinical use. Circulation. 1996, 93 (5), pp. 1043-1065. doi: 10.1161/01.cir.93.5.1043
20. Voss A., Schroeder R., Heitmann A., Peters A., Perz S. Short-term heart rate variability - influence of gender and age in healthy subjects. PLoSOne. 2015, 10 (3), e01 18308. doi: 10.1371/journal.pone.0118308.
Контактная информация:
Еремеев Сергей Игоревич - кандидат медицинских наук, доцент, профессор кафедры нормальной и патологической физиологии БУ ВО ХМАО - Югры «Ханты-Мансийская государственная медицинская академия»
Адрес: 628011, Ханты-Мансийский автономный округ - Югра, г. Ханты-Мансийск, ул. Мира, д. 40
E-mail: [email protected]
