Отправить статью по E-mail 
Особенности кардиоритма при постуральных изменениях в зависимости от реактивности вегетативных центров
- Авторы: Скорлупкин Д.А.1, Голубева Е.К.1, Ярченкова Л.Л.1
-
Учреждения:
- Ивановская государственная медицинская академия
- Выпуск: Том 27, № 3 (2023): ФИЗИОЛОГИЯ
- Страницы: 305-317
- Раздел: Физиология
- URL: https://journals.rudn.ru/medicine/article/view/36098
- DOI: https://doi.org/10.22363/2313-0245-2023-27-3-305-317
- EDN: https://elibrary.ru/QIFSOU
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Актуальность. Постуральные изменения сопровождаются формированием адаптивного ответа сердечно-сосудистой системы. Это проявляется изменением вариабельности сердечного ритма. Особенности реакции во многом зависят от возбудимости (реактивности) вегетативных центров. Цель: выявить индивидуальные особенности регуляции сердечного ритма при постуральных изменениях в зависимости от реактивности симпатических и парасимпатических вегетативных центров у студентов. Материал и методы. У 50 мужчин определяли временные, частотные, геометрические и расчетные показатели вариабельности сердечного ритма в горизонтальном положении, при активном ортостазе, пассивном ортостазе и пассивном антиортостазе. Реактивность симпатической системы оценивали по изменению частоты сердечных сокращений при активном ортостазе. Реактивность парасимпатической системы определяли по К30:15. Результаты и обсуждение. При нормальной и высокой симпатической реактивности активный ортостаз вызывает увеличение низкочастотной мощности спектра, стресс-индекса, частоты сердечных сокращений, уменьшение высокочастотного компонента и длительности кардиоинтервалов. Изменения более выражены при высокой симпатической реактивности. При пассивном ортостазе высокая симпатическая реактивность проявляется большим увеличением частоты сердечных сокращений, укорочением кардиоинтервалов и уменьшением доли высокочастотного компонента в спектрограмме. Пассивный антиортостаз при нормальной симпатической реактивности вызывает снижение показателя адекватности процессов регуляции и расширение скаттерограммы. У испытуемых с высокой парасимпатической реактивностью при активном ортостазе увеличение индекса напряжения меньше, чем при нормальной и низкой реактивности. При низкой парасимпатической реактивности показатель адекватности процессов регуляции больше, чем при нормальной и высокой реактивности, а увеличение частоты сердечных сокращений и укорочение минимального кардиоинтервала больше, чем при нормальной. При пассивном ортостазе уменьшается доля высокочастотного компонента, увеличивается доля сверхнизкочастотного компонента, укорачивается модальный кардиоинтервал, что более выражено при низкой парасимпатической реактивности, чем при нормальной. При пассивном антиортостазе у лиц с нормальной реактивностью снижается сверхнизкочастотный компонент. При высокой реактивности возрастает максимальное значение высокочастотного компонента и снижается показатель адекватности процессов регуляции. Выводы. Активный и пассивный ортостаз сопровождается активацией симпатических центров. Это более выражено при высокой реактивности симпатического отдела и низкой реактивности парасимпатического. Пассивный антиортостаз стимулирует деятельность парасимпатических кардиальных центров у испытуемых с нормальной, высокой парасимпатической реактивностью и нормальной симпатической реактивностью.
Ключевые слова
Полный текст
Введение
Изменения положения тела являются неотъемлемым компонентом повседневной жизни человека. Особое значение они приобретают при спортивных тренировках, в том числе выполнении упражнений йоги. Различные постуральные положения используются в диагностических, лечебных и реабилитационных мероприятиях [1]. Изменение положения тела в пространстве активирует комплекс тонических рефлексов, направленных на фиксацию центра тяжести человека и сохранение устойчивой позы [2]. Это достигается за счёт интеграции биомеханических процессов и афферентной сенсорной информации с широкого спектра источников, включая рецепторные зоны соматосенсорного, зрительного и вестибулярного анализаторов [3]. Активируемые механизмы постурального контроля сопровождаются развитием адаптивных реакций со стороны различных физиологических систем с участием вегетативной нервной системы (ВНС), что направлено на поддержание адекватного уровня функциональной активности организма и сохранение гомеостаза [4]. Изменение степени активности симпатических и парасимпатических центров регуляции оказывает влияние на сердечную деятельность, модулируя периодические колебания продолжительности R-R интервалов [5, 6]. В связи с этим объективным индикатором сдвига вегетативного равновесия является изменение вариабельности сердечного ритма (ВСР) [7, 8]. Временные, спектральные, нелинейные, геометрические и расчетные параметры ВСР позволяют дать наиболее точную количественную оценку вклада симпатических и парасимпатических влияний в регуляцию деятельности сердца [9, 10]. При этом степень отклонения показателей ВСР при постуральных изменениях зависит от индивидуальных особенностей реактивности (возбудимости) вегетативных центров, что на сегодняшний день изучено недостаточно, чем и определяется актуальность настоящего исследования [11].
Цель исследования — выявить индивидуальные особенности регуляции сердечного ритма при постуральных изменениях в зависимости от реактивности симпатических и парасимпатических вегетативных центров у студентов.
Материалы и методы
Работа выполнена на базе научно-исследовательской лаборатории кафедры нормальной физиологии Ивановской государственной медицинской академии. Было обследовано 50 практически здоровых студентов мужского пола с индексом массы тела 22,55 ± 0,39 кг/м2 [12]. Средний возраст участников исследования составил 19,35 ± 0,21 лет. Критериями исключения были острые инфекционные и неинфекционные заболевания, хронические заболевания в стадии обострения, а также индекс массы тела менее 18,5 кг/ м2 и более 25 кг/м2. Предварительно все участники исследования были ознакомлены с протоколом исследования (утвержден этическим комитетом ФГБОУ ВО ИвГМА Минздрава России, протокол № 5 от 16.11.2020 г.) и дали добровольное письменное информированное согласие на участие. Работа выполнена в соответствии с этическими принципами Хельсинской декларации по проведению биомедицинских исследований с участием человека [13]. Вариабельность сердечного ритма оценивали с помощью АПК «Поли-спектр» («Нейрософт», г. Иваново). У испытуемых регистрировали ЭКГ в I стандартном отведении в течение 5 минут в горизонтальном положении тела (контроль), а также в течение 5 минут при следующих постуральных изменениях: активный ортостаз, пассивный ортостаз (угол наклона 25°) и пассивный антиортостаз (угол наклона 15°) [14].
Определяли временные, частотные, геометрические и расчётные показатели: частоту сердечных сокращений (ЧСС, уд/мин), среднюю продолжительность кардиоинтервалов (RRNN, мс), долю кардиоинтервалов, отличающихся между собой на 50 и более мс (pNN50, %), минимальную продолжительность кардиоинтервала (R-Rmin, мс), максимальную продолжительность кардиоинтервала (R-Rmax, мс), мощность спектра в диапазоне низких частот в нормализованных единицах (LFnorm, n.u), мощность спектра в диапазоне высоких частот с нормализованных единицах (HFnorm, n. u.), индекс симпатовагального взаимодействия (LF/HF, у. е.), долю мощности спектра в диапазоне высоких частот (HF, %), долю мощности спектра в диапазоне низких частот (LF, %), долю мощности спектра в диапазоне сверхнизких частот (VLF, %), максимальное значение мощности спектра в диапазоне высоких частот (HFmx, мс²/Гц*1000), продолжительность медианного кардиоинтервала (Me, с), продолжительность модального кардиоинтервала (Mo, с), амплитуду модального кардиоинтервала (АМо, %), ширину эллипса скаттерограммы (ell_w, мс), длину эллипса скаттерограммы (ell_L, мс), отношение длины эллипса скаттерограммы к её ширине (L/w, у. е.), индекс напряжения регуляторных систем (SI, у. е.), показатель адекватности процессов регуляции (ПАПР, у. е.). Рассчитывали отклонение показателей ВСР (∆) при постуральных изменениях у испытуемых с разной симпатической и парасимпатической реактивностью.
Реактивность симпатических вегетативных центров оценивали по степени изменения ЧСС в результате активного ортостаза. При увеличении ЧСС на 6–24 уд/мин реактивность симпатической нервной системы считали нормальной, при увеличении ЧСС более чем на 24 уд/мин — высокой, при увеличении менее чем на 6 уд/мин — низкой. На основании этого было выделено 2 группы испытуемых: с нормальной (n = 21) и высокой (n = 29) симпатической реактивностью. Реактивность парасимпатических вегетативных центров оценивали по величине коэффициента К30:15 [15]. При значении К30:15, составляющем 1,25–1,75 единиц, реактивность парасимпатической нервной системы считали нормальной, при значении К30:15 более чем 1,75 — высокой, при значении К30:15 менее чем 1,25 — низкой. На основании этого испытуемые были разделены на 3 группы: с нормальной (n = 33), низкой (n = 9) и высокой (n = 8) парасимпатической реактивностью.
Статистический анализ полученных результатов проводили с помощью электронных таблиц Microsoft Excel 2007 и программы Statistica 12.0. Проверка гипотезы о нормальности распределения экспериментальных данных производилась с помощью критерия Шапиро–Уилка (при n < 50). Принимая во внимание то, что результаты не подчинялись закону нормального распределения, для описания количественных переменных рассчитывали медиану и интерквартильный размах Me [Q1; Q3]. Для оценки достоверности различий показателей ВСР были использованы непараметрический критерий Вилкоксона для зависимых групп и U-критерий Манна–Уитни для независимых групп [16]. Различия считали статистически значимыми при p ≤ 0,05.
Результаты и обсуждение
Анализ ВСР при активном ортостазе показал, что в спектрограмме испытуемых с нормальной и высокой реактивностью симпатических центров увеличивается мощность в диапазоне низких частот при снижении высокочастотного компонента, что сопровождается возрастанием индекса симпатовагального взаимодействия (табл. 1).
Таблица 1. Вариабельность ритма сердца при активном ортостазе у мужчин в зависимости от реактивности симпатической нервной системы, Me [Q1; Q3]
Положение тела | Показатель ВСР | |||
LFnorm, n. u. | HFnorm, n. u. | LF/HF, у. е. | SI, у. е. | |
Нормальная реактивность | ||||
Контроль (n = 21) | 41,50 | 58,50 | 0,71 | 41,17 |
Активный ортостаз (n = 21) | 77,00 * (p = 0,0001) | 23,00 * (p<0,0001) | 3,25 * (p = 0,0008) | 99,89 * (p = 0,0003) |
Высокая реактивность | ||||
Контроль (n = 29) | 36,40 | 63,60 | 0,57 | 55,73 |
Активный ортостаз (n = 29) | 82,65 * (p < 0,0001) # (p = 0,05) | 17,35 [11, 20; 25, 23] * (p < 0,0001) # (p = 0,05) | 4,75 * (p < 0,0001) # (p = 0,05) | 205,49 * (p < 0,0001) # (p = 0,03) |
Примечание: * — статистически значимые различия с контролем (p ≤ 0,05); # — статистически значимые различия отклонения показателей ВСР у испытуемых с нормальной и высокой симпатической реактивностью (p ≤ 0,05).
Table 1. Heart rate variability with active orthostasis in men depending on the reactivity of the sympathetic nervous system, Me [Q1; Q3]
Body position | HRV indicator | |||
LFnorm, n. u. | HFnorm, n. u. | LF/HF, c. u. | SI, c. u. | |
Normal reactivity | ||||
Control (n = 21) | 41.50 [33.30; 55.40] | 58.50 [44.60; 67.70] | 0.71 [0.50; 1.24] | 41.17 [34.59; 56.97] |
Active orthostasis (n = 21) | 77.00 [67.50; 82.90] * (p = 0.0001) | 23.00 [17.10; 32.50] * (p<0.0001) | 3.25 [2.08; 4.84] * (p = 0.0008) | 99.89 [70.60; 216.69] * (p = 0.0003) |
High reactivity | ||||
Control (n = 29) | 36.40 [30.40; 49.35] | 63.60 [50.65; 69.60] | 0.57 [0.44; 0.97] | 55.73 [38.60; 72.75] |
Active orthostasis (n = 29) | 82.65 [74.78; 88.80] * (p<0.0001) # (p = 0.05) | 17.35 [11.20; 25.23] * (p<0.0001) # (p = 0.05) | 4.75 [2.96; 7.96] * (p<0.0001) # (p = 0.05) | 205.49 [145.30; 265.42] * (p<0.0001) # (p = 0.03) |
Note: * — statistically significant differences with control (p ≤ 0.05); # — statistically significant differences in the deviation of HRV indicators in subjects with normal and high sympathetic reactivity (p ≤ 0.05).
Это свидетельствует об отклонении вегетативного равновесия в сторону симпатических влияний [17, 18]. Изменения в большей степени выражены у студентов с высокой симпатической реактивностью, чем с нормальной.
При высокой симпатической реактивности в результате активного ортостаза отмечается прирост индекса напряжения регуляторных систем. ЧСС увеличивается до 98,65 [91, 95; 103, 48] уд/мин по сравнению с контрольным значением, составляющим 63,20 [58, 73; 70, 25] уд/мин (p < 0,0001). Также происходит укорочение средней продолжительности кардиоинтервалов, которая в горизонтальном положении соответствует 949,00 [853, 75; 1022, 25] мс, а при активном ортостазе — 608,00 [580, 00; 652, 50] мс (p < 0,0001).
У студентов с нормальной симпатической реактивностью изменения выражены в меньшей степени. Так, ЧСС в контроле составляет 65,80 [56, 60; 74, 60] уд/мин, а при активном ортостазе увеличивается до 86,30 [78, 20; 91, 90] уд/мин (p < 0,0001). Средняя продолжительность кардиоинтервала укорачивается до 695,00 [653, 00; 767, 00] мс по сравнению с 913,00 [805, 00; 1059, 00] мс в горизонтальном положении (p < 0,0001). То есть у испытуемых с высокой симпатической реактивностью ЧСС увеличивается на 31,60 [29, 10; 34, 90] уд/мин, RRNN уменьшается на 341,00 [–361,75; –265,00] мс, что больше, чем у лиц с нормальной реактивностью, при которой увеличение ЧСС составляет 20,50 [18, 00; 22, 10] уд/ мин, а снижение RRNN — 218,00 [–290; –156] мс (p < 0,0001, p = 0,0001 соответственно).
Пассивный ортостаз также у всех испытуемых приводит к активации симпатических механизмов регуляции ритма сердца. У студентов отмечается увеличение ЧСС, укорочение среднего и медианного значения кардиоинтервала, что при высокой реактивности симпатического отдела ВНС выражено в большей степени, чем у испытуемых с нормальной реактивностью, как и снижение доли высокочастотного компонента в суммарной мощности спектра ВСР (табл. 2). Кроме того, у лиц с высокой реактивностью симпатических центров в результате пассивного ортостаза отмечается уменьшение pNN50 до 20,50 [15, 30; 36, 20] % при фоновом значении показателя, составляющем 33,70 [24, 30; 40, 50] % (p = 0,005). Индекс симпатовагального взаимодействия увеличивается до 1,17 [0, 56; 1, 60] у. е. по сравнению с 0,64 [0, 39; 0, 87] у. е. в контроле (p = 0,0009).
Пассивный антиортостаз у студентов с нормальной реактивностью симпатического отдела ВНС сопровождается уменьшением показателя адекватности процессов регуляции, который в горизонтальном положении составляет 41,70 [36, 80; 55, 30] у. е., а при пассивном антиортостазе — 36,70 [29, 60; 47, 60] у. е. (p = 0,01). Это указывает на снижение активности пейсмекерных клеток синоатриального узла проводящей системы сердца. В связи с этим наблюдается увеличение вариативности временных рядов кардиоинтервалов, о чём говорит уменьшение амплитуды моды и расширение эллипса скаттерограммы. Амплитуда модального R-R интервала в горизонтальном положении равна 35,00 [30, 50; 40, 20] %, а при пассивном антиортостазе она уменьшается до 33,40 [27, 10; 43, 70] % (p = 0,04). Ширина эллипса скаттерограммы увеличивается до 91,00 [50, 00; 114, 00] мс по сравнению с 79,00 [49, 00; 96, 00] мс в контроле (p = 0,04).
Таблица 2. Вариабельность ритма сердца при пассивном ортостазе у мужчин в зависимости от реактивности симпатической нервной системы, Me [Q1; Q3]
Положение тела | Показатель ВСР | |||
ЧСС, уд/мин | RRNN, мс | Me, с | HF, % | |
Нормальная реактивность | ||||
Контроль (n = 21) | 62,95 | 939,00 | 0,94 | 46,30 |
Пассивный ортостаз (n = 21) | 64,00 * (p = 0,01) | 941,00 * (p = 0,04) | 0,95 * (p = 0,03) | 39,10 * (p = 0,04) |
Высокая реактивность | ||||
Контроль (n = 29) | 61,70 | 973,00 | 0,98 | 40,10 |
Пассивный ортостаз (n = 29) | 65,40 * (p = 0,0001) # (p = 0,0002) | 918,00 * (p<0,0001) # (p = 0,0004) | 0,92 * (p = 0,0001) # (p = 0,002) | 24,50 * (p = 0,001) # (p = 0,03) |
Примечание: * — статистически значимые различия с контролем (p ≤ 0,05); # — статистически значимые различия отклонения показателей ВСР у испытуемых с нормальной и высокой симпатической реактивностью (p ≤ 0,05).
Table 2. Heart rate variability in passive orthostasis in men depending on the reactivity of the sympathetic nervous system, Me [Q1; Q3]
Body position | HRV indicator | |||
HR, bpm | RRNN, ms | Me, s | HF, % | |
Normal reactivity | ||||
Control (n = 21) | 62.95 [58.90; 66.90] | 939.00 [889.00; 1010.00] | 0.94 [0.89; 1.00] | 46.30 [31.70; 54.70] |
Passive orthostasis (n = 21) | 64.00 [61.10; 70.00] * (p = 0.01) | 941.00 [869.00; 1027.00] * (p = 0.04) | 0.95 [0.86; 1.02] * (p = 0.03) | 39.10 [29.10; 44.40] * (p = 0.04) |
High reactivity | ||||
Control (n = 21) | 61.70 [59.30; 69.60] | 973.00 [862.00; 1012.00] | 0.98 [0.86; 1.02] | 40.10 [30.00; 52.40] |
Passive orthostasis (n = 21) | 65.40 [63.60; 71.30] * (p = 0.0001) # (p = 0.0002) | 918.00 [841.00; 944.00] * (p<0.0001) # (p = 0.0004) | 0.92 [0.84; 0.96] * (p = 0.0001) # (p = 0.002) | 24.50 [18.00; 44.50] * (p = 0.001) # (p = 0.03) |
Note: * — statistically significant differences with control (p ≤ 0.05); # — statistically significant differences in the deviation of HRV indicators in subjects with normal and high sympathetic reactivity (p ≤ 0.05).
Подобные изменения ВСР свидетельствует об увеличении парасимпатических влияний на сердечный ритм у испытуемых с нормальной симпатической реактивностью. У студентов с высокой симпатической реактивностью ВСР при пассивном антиортостазе не изменяется.
Анализ особенностей ВСР в зависимости от реактивности парасимпатической нервной системы показал, что при активном ортостазе у испытуемых с высокой реактивностью парасимпатических центров индекс напряжения регуляторных систем увеличивается в меньшей степени, чем у студентов с нормальной и низкой реактивностью (табл. 3).
Максимальный прирост показателя адекватности процессов регуляции отмечается у лиц с низкой парасимпатической реактивностью по сравнению с испытуемыми других групп. Возбуждение симпатических кардиальных центров у испытуемых с низкой парасимпатической реактивностью сопровождается увеличением ЧСС до 106,80 [101, 00; 108, 70] уд/мин по сравнению с фоновым значением, равным 73,50 [67, 60; 82, 40] уд/мин (p = 0,007). Отклонение составляет 33,30 [31, 40; 37, 00] уд/ мин. Это больше, чем у студентов с нормальной парасимпатической реактивностью, у которых ЧСС увеличивается на 28,35 [20, 63; 29, 80] уд/мин (p = 0,004). В контроле при нормальной реактивности сердце сокращается с частотой 63,45 [56, 73; 69, 75] уд/мин, а при активном ортостазе — 91,80 [82, 83; 98, 50] уд/ мин (p < 0,0001).
Таблица 3. Вариабельность ритма сердца при активном ортостазе у мужчин в зависимости от реактивности парасимпатической нервной системы, Me [Q1; Q3]
Положение тела | Показатель ВСР | |
SI, у. е. | ПАПР, у. е. | |
Нормальная реактивность | ||
Контроль (n = 33) | ||
Активный ортостаз (n = 33) | * (p<0,0001) | * (p<0,0001) |
Низкая реактивность | ||
Контроль (n = 9) | ||
Активный ортостаз (n = 9) | * (p = 0,01); # (p = 0,03) | * (p = 0,01); ^ (p = 0,04); # (p = 0,05) |
Высокая реактивность | ||
Контроль (n = 8) | ||
Активный ортостаз (n = 8) | * (p = 0,01); « (p = 0,01) | * (p = 0,01) |
Примечание: * — статистически значимые различия с контролем (p ≤ 0,05); ^ — статистически значимые различия отклонения показателей у испытуемых с нормальной и низкой реактивностью; « — статистически значимые различия отклонения показателей у испытуемых с нормальной и высокой реактивностью; # — статистически значимые различия отклонения показателей у испытуемых с низкой и высокой реактивностью (p ≤ 0,05).
Table 3. Heart rate variability with active orthostasis in men depending on the reactivity of parasympathetic nervous system, Me [Q1; Q3]
Body position | HRV indicator | |
SI, c. u. | PAPR, c. u. | |
Normal reactivity | ||
Control (n = 33) | 47.63 [36.50;72.75] | 35.80 [30.75;42.50] |
Active orthostasis (n = 33) | 193.57 [102.89; 257.50] * (p<0.0001) | 72.25 [49.88; 85.73] * (p<0.0001) |
Low reactivity | ||
Control (n = 9) | 58.22 [43.06; 59.51] | 53.90 [38.00; 57.50] |
Active orthostasis (n = 9) | 295.30 [107.34; 366.44] * (p = 0.01); # (p = 0.03) | 95.60 [90.50; 107.40] * (p = 0.01); ^ (p = 0.04); # (p = 0.05) |
High reactivity | ||
Control (n = 8) | 42.47 [31.63; 53.11] | 37.15 [29.38; 41.40] |
Active orthostasis (n = 8) | 133.83 [78.22; 160.62] * (p = 0.01); « (p = 0.01) | 67.40 [48.85; 81.75] * (p = 0.01) |
Note: * — statistically significant differences with control (p ≤ 0.05); ^ — statistically significant differences in the deviation of indicators in subjects with normal and low reactivity; « — statistically significant differences in the deviation of indicators in subjects with normal and high reactivity; # — statistically significant differences in the deviation of indicators in subjects with low and high reactivity (p ≤ 0.05).
У лиц с высокой реактивностью ЧСС увеличивается до 90,55 [83, 90; 97, 15] уд/мин по сравнению с 64,15 [61, 10; 68, 15] уд/мин в горизонтальном положении (p = 0,01). Отклонение составляет 26,40 [20, 23; 30, 73] уд/мин, что достоверно ниже, чем при низкой парасимпатической реактивности (p = 0,02). У испытуемых с низкой парасимпатической реактивностью отмечается укорочение минимального кардиоинтервала. В контроле он составляет 631,00 [614, 00; 733, 00] мс, при активном ортостазе — 493,00 [470, 00; 508, 00] мс (p = 0,007). Это изменение более выражено, чем у лиц с нормальной реактивностью, у которых R-Rmin в горизонтальном положении равен 709,00 [648, 25; 788, 50] мс, а при активном ортостазе — 570,00 [522, 25; 599, 75] мс (p = 0,0003). Отклонение R-Rmin составляет –233,50 [–265,75; –149,50] мс при низкой реактивности и –155 [–210,00; –95,75] мс при нормальной (p = 0,02).
В результате пассивного ортостаза в спектрограмме испытуемых с низкой парасимпатической реактивностью отмечается снижение доли мощности спектра в диапазоне высоких частот до 18,80 [16, 50; 24, 62] % по сравнению со значением в контроле, равным 43,50 [36, 50; 48, 63] %, (p = 0,01), увеличение доли сверхнизкочастотного компонента, которая в горизонтальном положении составляет 28,85 [21, 00; 34, 80] %, а при пассивном ортостазе — 46,20 [40, 32; 59, 00] % (p = 0,01). Также происходит уменьшение модального кардиоинтервала от 0,85 [0, 79; 0, 98] с до 0,79 [0, 77; 0, 92] с (p = 0,01). Изменение этих показателей при низкой парасимпатической реактивности выражено в большей степени, чем у лиц с нормальной реактивностью, у которых доля мощности HF компонента в контроле составляет 39,35 [30, 35; 51, 98] %, а при пассивном ортостазе — 34,70 [20, 50; 46, 78] % (p = 0,01). Доля мощности VLF составляющей спектра в контроле — 28,60 [22, 53; 43, 65] %, а при пассивном ортостазе — 37,10 [25, 88; 50, 90] % (p = 0,006). Величина модального кардиоинтервала у испытуемых с нормальной реактивностью парасимпатических центров уменьшается до 0,95 [0, 88; 1, 03] с по сравнению с фоновым значением, составляющим 0,99 [0, 90; 1, 05] с (p = 0,007). Пассивный ортостаз у всех испытуемых сопровождается увеличением частоты сердечных сокращений и укорочением продолжительности кардиоинтервалов, при этом отношение длины эллипса скаттерограммы к её ширине становится больше (L/w) (табл. 4).
При пассивном антиортостазе у испытуемых с нормальной парасимпатической реактивностью отмечается снижение доли сверхнизкочастотного компонента в общей мощности спектра ВСР до 28,05 [17, 13; 41, 33] % по сравнению с контрольным значением, равным 30,15 [22, 65; 43, 65] %, (p = 0,03). Это указывает на снижение активности симпатических регуляторных механизмов. У студентов с высокой парасимпатической реактивностью при пассивном антиортостазе возрастает максимальное значение мощности спектра в диапазоне высоких частот, которое в горизонтальном положении составляет 46,25 [21, 35; 86, 60] мс²/Гц*1000, а при пассивном антиортостазе — 61,10 [44, 23; 112, 95] мс²/Гц*1000 (p = 0,04).
Таблица 4. Вариабельность ритма сердца при пассивном ортостазе у мужчин в зависимости от реактивности парасимпатической системы, Me [Q1; Q3]
Положение тела | Показатель ВСР | ||
ЧСС, уд/мин | RRNN, мс | L/w, у. е. | |
Нормальная реактивность | |||
Контроль (n = 33) | 60,90 | 985,50 | 1,67 |
Пассивный ортостаз (n = 33) | * (p = 0,0006) | 939,00 * (p = 0,005) | 1,97 * (p = 0,01) |
Низкая реактивность | |||
Контроль (n = 9) | 71,50 | 839,50 | 1,55 |
Пассивный ортостаз (n = 9) | * (p = 0,01) | * (p = 0,03) | |
Высокая реактивность | |||
Контроль (n = 8) | 953,50 | ||
Пассивный ортостаз (n = 8) | * (p = 0,01) | 914,50 * (p = 0,01) | * (p = 0,01) |
Примечание: * — статистически значимые различия с контролем (p ≤ 0,05); ^ — статистически значимые различия отклонения показателей у испытуемых с нормальной и низкой реактивностью; « — статистически значимые различия отклонения показателей у испытуемых с нормальной и высокой реактивностью; # — статистически значимые различия отклонения показателей у испытуемых с низкой и высокой реактивностью (p ≤ 0,05).
Table 4. Heart rate variability in passive orthostasis in men depending on the reactivity of the parasympathetic system, Me [Q1; Q3]
Body position | HRV indicator | ||
HR, bpm | RRNN, ms | L/w, c. u. | |
Normal reactivity | |||
Control (n = 33) | 60.90 [57.45; 66.63] | 985.50 [901.00; 1044.00] | 1.67 [1.26; 2.08] |
Passive orthostasis (n = 33) | 63.95 [58.78; 68.65] * (p = 0.0006) | 939.00 [874.25; 1020.75] * (p = 0.005) | 1.97 [1.64; 2.76] * (p = 0.01) |
Low reactivity | |||
Control (n = 9) | 71.50 [61.98; 73.08] | 839.50 [811.50; 968.50] | 1.55 [1.48; 2.26] |
Passive orthostasis (n = 9) | 75.30 [66.52; 78.35] * (p = 0.01) | 797.00 [766.25; 902.25] * (p = 0.04) | 2.36 [2.19; 2.79] * (p = 0.03) |
High reactivity | |||
Control (n = 8) | 62.95 [61.10; 68.05] | 953.50 [882.00; 982.75] | 1.51 [1.32; 1.72] |
Passive orthostasis (n = 8) | 65.70 [63.45; 69.83] * (p = 0.01) | 914.50 [859.25; 945.00] * (p = 0.01) | 1.80 [1.72; 2.31] * (p = 0.01) |
Note: * — statistically significant differences with control (p ≤ 0.05); ^ — statistically significant differences in the deviation of indicators in subjects with normal and low reactivity; « — statistically significant differences in the deviation of indicators in subjects with normal and high reactivity; # — statistically significant differences in the deviation of indicators in subjects with low and high reactivity (p ≤ 0.05).
Также при высокой реактивности увеличивается ширина эллипса скаттерограммы до 111,00 [74, 00; 138, 75] мс при фоновом значении 95,00 [64, 50; 131, 50] мс (p = 0,01). Показатель адекватности процессов регуляции у испытуемых этой группы снижается до 32,10 [24, 98; 47, 03] у. е. по сравнению с контрольным значением 44,65 [31, 25; 53, 37] у. е. (p = 0,01). Это свидетельствует об активации парасимпатических механизмов регуляции. У испытуемых с низкой реактивностью пассивный антиортостаз изменений ритма сердца не вызывает.
Анализ результатов проведенного исследования показал наличие индивидуальных особенностей реагирования испытуемых на различные постуральные изменения, что в значительной степени определяется уровнем возбудимости центров вегетативной нервной системы. Это согласуется с результатами работ ряда ученых [19, 20], что позволяет не только обосновать возможные варианты приспособительной реакции сердечно-сосудистой системы человека при изменении положения тела, но и использовать материалы настоящей работы в области спортивной медицины и реабилитологии.
Данное исследование имеет ряд ограничений: узкий возрастной диапазон (19,35 ± 0,21 лет) и один пол (мужской) участников исследования.
Выводы
Таким образом, активный и пассивный ортостаз сопровождается возбуждением симпатических структур, участвующих в регуляции сердечного ритма, что в большей степени проявляется у лиц с высокой реактивностью симпатического отдела вегетативной нервной системы и низкой реактивностью парасимпатического. В результате пассивного антиортостаза у испытуемых с нормальной и высокой парасимпатической реактивностью, а также с нормальной реактивностью симпатической системы возрастает роль парасимпатических кардиальных центров в регуляции сердечного ритма. У лиц с высокой симпатической реактивностью и низкой парасимпатической реактивностью пассивный антиортостаз не приводит к изменению активности вегетативных кардиальных центров.
Об авторах
Д. А. Скорлупкин
Ивановская государственная медицинская академия
Автор, ответственный за переписку.
Email: sk_dmit96@mail.ru
ORCID iD: 0009-0001-2586-6711
SPIN-код: 5232-5682
г. Иваново, Российская Федерация
Е. К. Голубева
Ивановская государственная медицинская академия
Email: sk_dmit96@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-0664-4742
SPIN-код: 1750-0121
г. Иваново, Российская Федерация
Л. Л. Ярченкова
Ивановская государственная медицинская академия
Email: sk_dmit96@mail.ru
SPIN-код: 3228-3480
г. Иваново, Российская Федерация
Список литературы
- Ермаков М.А., Казарцев В.В., Марченко А.Ю., Гаврилова Е.С., Астахов А.А. Ортостаз и антиортостаз как маркеры оценки регуляции гемодинамики тяжело больных // Современные проблемы науки и образования. 2015. № 3.
- Курникова А.А., Потехина Ю.П., Филатов А.А., Калинина Е.А., Первушкин Э.С. Роль опорно-двигательного аппарата в поддержании постурального баланса: обзор литературы // Российский остеопатический журнал. 2019. Т. 46-47. № 3-4. С. 135-149. doi: 10.32885/2220-0975-2019-3-4-135-149.
- Garg A., Xu D., Laurin A., Blaber A.P. Physiological interdependence of the cardiovascular and postural control systems under orthostatic stress // American journal of physiology. Heart and circulatory physiology. 2014. V. 307. № 2. P. 259-264. doi: 10.1152/ajpheart.00171.2014.
- Тишутин Н.А., Кисель А.Д., Рубченя И.Н. Взаимосвязь постурального баланса и вегетативной регуляции сердечного ритма спортсменов при выполнении двигательно-когнитивных тестов // Ученые записки Белорусского государственного университета физической культуры. 2021. № 24. С. 328-333.
- Fadel P.J., Raven P.B. Human investigations into the arterial and cardiopulmonary baroreflexes during exercise. // Experimental Physiology. 2012. V. 97. № 1. P. 39-50. doi: 10.1113/expphysiol.2011.057554.
- Иржак Л.И., Дерновой Б.Ф. Изменения кардиогемодиамики человека при постуральных пробах // Известия Коми научного центра УрО РАН. 2015. T. 21. № 1. С. 44-47.
- Fois M., Maule S.V., Giudici M., Valente M., Ridolfi L., Scarsoglio S. Cardiovascular Response to Posture Changes: Multiscale Modeling and in vivo Validation During Head-Up Tilt // Frontiers in Physiology. 2022. № 13. doi: 10.3389/fphys.2022.826989.
- Whittle R.S., Keller N., Hall E.A., Vellore H.S., Stapleton L.M., Findlay K.H., Dunbar B.J., Diaz-Artiles A. Gravitational Dose-Response Curves for Acute Cardiovascular Hemodynamics and Autonomic Responses in a Tilt Paradigm // Journal of the American Heart Association. 2022. V. 14. № 11. doi: 10.1161/jaha.121.024175.
- Плетнев А.А., Быков Е.В., Зинурова Н.Г., Чипышев А.В. Оценка переходных процессов гемодинамики спортсменов при ортопробе на основании анализа спектральных характеристик // Современные проблемы науки и образования. 2014. № 1.
- Анисимов А.А., Белов А.В., Новикова Т.В., Сергеев Т.В., Суворов Н.Б., Шабров А.В. Комплекс инструментальных средств для регистрации показателей сердечно-сосудистой, нервной и дыхательной систем при постуральных воздействиях // Вестник новых медицинских технологий. 2022. Т. 29. № 1. С. 67-71. doi: 10.24412/1609-2163-2022-1-67-71.
- Лесова Е.М., Самойлов В.О., Филиппова Е.Б. Зависимость сосудистых реакций от баланса регуляторных влияний на сердечный ритм при выполнении ортостатической пробы // Вестник Российской военно-медицинской академии. 2017. N. 57. № 1. С. 101-104.
- Ильютик А.В., Комарова А.А., Зубовский Д.К., Асташова А.Ю. Вариабельность сердечного ритма у студентов в зависимости от индекса массы тела // Мир спорта. 2018. N. 70. № 1. С. 77-82.
- Shrestha B., Dunn L. The Declaration of Helsinki on Medical Research involving Human Subjects: A Review of Seventh Revision // Journal of Nepal Health Research Council. 2020. V. 17. № 4. P. 548-552. doi: 10.33314/jnhrc.v17i4.1042.
- Скорлупкин Д.А., Голубева Е.К., Ярченкова Л.Л. Влияние положения тела на вариабельность ритма сердца в зависимости от особенностей тонуса центров вегетативной нервной системы // Современные вопросы биомедицины. 2023. Т. 7. № 2. doi: 10.51871/2588-0500_2023_07_02_.
- Сурина-Марышева Е.Ф., Епишева А.А., Ермолаева Е.Н. Индивидуально-типологический подход в анализе вариабельности сердечного ритма хоккеистов 7-16 лет // Человек. Спорт. Медицина. 2022. Т. 22. № 3. С. 70-79. doi: 10.14529/hsm220309.
- Караулова Л.В. О разработке алгоритма по выбору статистических критериев в медико-биологических исследованиях // Медицинское образование сегодня. 2019. N. 5. № 1. С. 61-71.
- Sannino G., Melillo P., Stranges S., De Pietro G., Pecchia L. Short term Heart Rate Variability to predict blood pressure drops due to standing: a pilot study. BMC Medical Informatics and Decision Making. 2015. № 15. doi: 10.1186/1472-6947-15-S3-S2.
- Mohammadyari P., Gadda G., Taibi A. Modelling physiology of haemodynamic adaptation in short-term microgravity exposure and orthostatic stress on Earth // Scientific reports. 2021. V. 11. № 1. doi: 10.1038/s41598-021-84197-7.
- Турманидзе А.В., Турманидзе В.Г., Калинина И.Н. Кардиоваскулярные тесты в оценке срочной адаптации сердечно-сосудистой системы бадминтонистов // Современные проблемы науки и образования. 2015. № 1.
- Кальсина В.В., Кудря О.Н., Реуцкая Е.А. Оценка функционального состояния биатлонисток высокой квалификации по показателям вариабельности ритма сердца // Ученые записки университета имени П.Ф. Лесгафта. 2021. T. 198. № 8. С. 111-118.
