CARDIORESPIRATORY SYSTEM’S INDICES IN YOUNG MEN WITH DIFFERENT BLOOD CIRCULATION TYPES

Full Text

Глобальные изменения в биосфере приводят к изменениям функций различных систем организма, негативно влияя на организм человека и истощая его адаптационные резервы [16, 29]. Известно, что универсальным индикатором компенсаторно-приспособительных функций организма, в том числе и при адаптации к новым условиям среды обитания, является кардиореспираторная система [1, 10, 16, 27]. Тесная взаимосвязь между дыхательной и сердечно-сосудистой системами связана с тем, что и система кровообращения, и система дыхания направлены на поддержание постоянства жестко регулируемых констант организма [6-8, 15, 20, 28, 30]. Вместе с тем, по мнению большинства авторов, при анализе адаптационного потенциала организма необходимо учитывать типы кровообращения, так как они связаны с различными вариантами границ нормальных значений. По вопросу, какой вариант гемодинамики является наиболее экономичным, имеются различные точки зрения [19, 25, 26]. Исходя из этого считаем актуальным сравнительный анализ меж-системных взаимоотношений в кардиореспираторной системе, способствующий выявлению взаимосвязей, сочетание которых оптимизирует функционирование организма юношей с различным гемодинамическим стереотипом. Методы Исследование состояния кардиореспираторной системы проведено у практически здоровых молодых людей трудоспособного возраста -(18,02 ± 0,18) года, родившихся и проживающих в условиях северного региона (г. Архангельск, Архангельская область) и являющихся на момент обследования студентами высшего учебного заведения. Проведено измерение гемодинамических показателей: частоты сердечных сокращений (ЧСС, уд./мин), пальпаторно; артериального давления (АД, мм рт. ст.), где АДс - систолическое, АДд - диастолическое артериальное давление, аускультативным методом по Н. С. Короткову. Рассчитывались показатели системной гемодинамики: среднее артериальное давление (АДср, мм рт. ст.) как АДср = АДд + 0,42 X АДп; пульсовое артериальное давление (АДп, мм рт. ст.) как АДп = АДс - АДд; систолический объем крови (СОК, мл) как СОК = 90,97 + 0,54 X АДп - 0,57АДд - 0,61 х возраст; минутный объем кровообращения (МОК, мл) как МОК = СОК х ЧСС; общее периферическое сопротивление сосудов (ОПСС, динхс/см3) как ОПСС = [(АДср X 1 333) / МОК X 60]; адаптационный потенциал (АП, балл) как АП = 0,011 х ЧСС + 0,014 х АДс + 0,008 х АДд + 0,014 х возраст + 0,009 х масса тела - 0,009 х рост тела - 0,27; двойное 28 Экология человека 2014.04 Экологическая физиология произведение по Робинсону (ДП, усл. ед.) как ДП = (АДс х ЧСС) / 100; индекс напряжения миокарда (ИНМ, усл. ед.) как ИНМ = (АДс χ ЧСС) / 1 000; показатель внешней работы миокарда (ВРМ, усл. ед.) как ВРМ = (АДср χ СОК) / 1 000. Исследование вариабельности сердечного ритма (ВСР) проведено с помощью устройства психофизиологического тестирования УПФТ-1/30 - «Психофизиолог». Оценивались временные параметры ритма сердца: среднеквадратичное отклонение динамического ряда R-R интервалов (SDNN, м^; медиана (МО, мс) ; наиболее часто встречающееся значение длительности кардиоинтервалов (Mo, мс); амплитуда моды, число значений интервалов, равных Мо в процентах к общему числу зарегистрированных кардиоциклов (АМо, %); индекс напряжения регуляторных систем (Stressindex - SI, усл. ед.); вариационный размах, отражает степень вариабельности или размах колебаний значений кардиоинтервалов (ВР, мс); вегетативный показатель ритма, отражает вегетативный баланс с точки зрения оценки активности автономного контура регуляции (ВПР, усл. ед.); индекс вегетативного равновесия, отражает соотношение между активностью симпатического и парасимпатического отделов ВНС (ИВР, усл. ед.); показатель адекватности процессов регуляции, отражает соотношение между активностью симпатического отдела ВНС и ведущим уровнем функционирования синусового узла (ПАПР, усл. ед.). Осуществлялась регистрация частотных параметров: суммарной мощности спектра на всех частотных диапазонах (ТР, мс2); мощности спектра высокочастотного компонента вариабельности сердечного ритма (ВСР) (HF, мс2); мощности спектра низкочастотного компонента ВСР (LF, мс2); мощности спектра сверхнизкочастотного компонента ВСР (VLF, мс2); отношения низкочастотной части спектра к высокочастотной (LF/HF, усл. ед.); нормированного индекса медленных волн первого порядка (LFnorm, %); нормированного индекса дыхательных волн (HFnorm, %); индекса централизации (IC, усл. ед.); индекса активации (IS, усл. ед.) [2, 3, 24]. Исследование функций внешнего дыхания проводилось на автоматическом спирометре «СПИРО С-100», («Альтоника», Москва, Россия), были изучены следующие показатели: жизненная емкость легких (ЖЕЛ, л); дыхательный объем (ДО, л); резервный объем вдоха (РОвд, л); резервный объем выдоха (РОвыд, л); емкость вдоха (Е л); форсированная жизненная емкость легких (ФЖЕЛ, л); объем форсированного выдоха за первую секунду (ОФВ1, л); время достижения пиковой объемной скорости (Тпос, с); пиковая объемная скорость выдоха (ПОС, л/с); мгновенная объемная скорость на 25 % от ФЖЕЛ (МОС25, л/с); то же на 50 % от ФЖЕЛ (МОС50, л/с); то же на 75 % от ФЖЕЛ (МОС75, л/с); средняя объемная скорость в диапазоне 25-75 % (СОС25-75, л/с); индекс Тиффно - ИТ (ОФВ/ЖЕЛ, %); индекс Генслера - ИГ (ОФВ/ФЖЕЛ, %). Для определения типа кровообращения использо вали показатель уровня минутного объема кровообращения (УМОК, %), в соответствии с типом были выделены три группы: 1 группа (n = 149 человек) - с гиперкинетическим типом кровообращения (ГрКТ) при УМОК > 110 %; 2 группа (n = 115 человек) - с эукинетическим (ЭуКТ) при УМОК = 90-110 %; 3 группа (n = 48 человек) - с гипокинетическим (ГпКТ) при УМОК < 90 % [11, 21, 23]. Статистическая обработка данных выполнена с использованием Microsoft Excel, пакета прикладных статистических программ StatSoftStatistica v 6.0 Rus. Все полученные данные проверялись на подчинение закону нормального распределения по критерию Колмогорова - Смирнова. При нормальном распределении результаты представлялись в виде среднего арифметического (М) и ошибки стандартного отклонения (m), при неподчинении закону нормального распределения - в виде среднего арифметического (Мd) и 25-го и 75-го перцентилей. Для оценки значимости независимых выборок исследования использовался t-критерий Стьюдента (для параметров с нормальным распределением) и U-критерий Манна - Уитни (для параметров, которые не подчиняются закону нормального распределения). Различия считали статистически значимыми при р < 0,05. Проведен корреляционный анализ с помощью коэффициентов корреляции Спирмена и факторный анализ с ротацией «варимакс» с использованием пакета прикладных статистических программ SPSS 13.0 [18]. Результаты Факторный анализ выявил у юношей с ГрКТ наличие четырех генеральных совокупностей с суммарным весом 81 % дисперсии (рис. 1). К первому фактору отнесены 9 показателей ВСР с общей долей в суммарной дисперсии 30 %, ко второму - 5 показателей (20 %) центральной гемодинамики. Третий фактор определили показатели системы внешнего дыхания с суммарным весом 16 %, состоящие из 4 показателей, отражающих бронхиальную проходимость в системе мелких, средних и крупных бронхов, и скоростных показателей выдоха на уровне крупных и средних бронхов (СОС25-75). Четвертый фактор также представлен респираторными показателями, характеризующими объемно-емкостные величины спокойного SDNN □ 1 фактор ■ 2 фактор ■ 3 фактор ■ 4 фактор Рис. 1. Внутриструктурные отношения в кардиореспираторной системе у юношей с гиперкинетическим типом кровообращения 29 Экологическая физиология Экология человека 2014.04 выдоха (ЖЕЛ и Евд) и показателем форсированного выдоха (ФЖЕЛ) с вкладом в общую дисперсию 15 %. У юношей с ЭуКТ определено наличие трех генеральных совокупностей с суммарным весом 79 % дисперсии (рис. 2). Первый фактор также представлен ВСР со вкладом 32 %. Во второй вошли 6 показателей (25 %) центральной гемодинамики. Третий фактор «Внешнее дыхание» имеет более расширенный вид по сравнению с предыдущей группой и состоит из 6 показателей, отражающих бронхиальную проходимость в системе мелких, средних и крупных бронхов, скоростную величину выдоха (СОС25-75, СОС75-85) и объемный показатель форсированного выдоха ОФВ; Рис. 2. Внутриструктурные отношения в кардиореспираторной системе у юношей с эукинетическим типом кровообращения Факторный анализ выявил у юношей с ГпКТ наличие пяти генеральных совокупностей с суммарным весом 88 % дисперсии (рис. 3). Первый фактор представлен 6 показателями ВРС со вкладом 27 %. Во второй (19 %) вошли показатели внешнего дыхания, отражающие бронхиальную проходимость в системе мелких и средних бронхов, скоростную величину выдоха (СОС25 75) и показатель пиковой объемной скорости (ПОС.) Третий фактор сформирован 3 величинами (17 %) ВСР (SI, ИВР и ПАПР). Четвертый с кумулятивным вкладом 15 % (ДП, ИНМ, АП) и пятый с суммой 10 % (АДс и АДд) состоят из величин, отражающих центральную гемодинамику. Рис. 3. Внутриструктурные отношения в кардиореспираторной системе у юношей с гипокинетическим типом кровообращения Обсуждение результатов Изучение внутриструктурных взаимосвязей у юношей с разными типами геодинамики дает возможность оценить степень сформированности функциональных отношений [9], раскрыть организацию биоэнергетического состояния организма и ее изменение в зависимости от уровня стрессовых воздействий [14], получить информацию об алгоритмах перестройки кардиореспираторной системы [4, 5, 12, 13, 17]. Владение данной информацией позволяет управлять адаптационным потенциалом организма, а следовательно, сохранять здоровье человека. Анализ особенностей межсистемных отношений в каждом типе показал, что у молодых людей с ГрТК функциональное состояние связано с потенциальными возможностями сердечно-сосудистой системы в целом с преобладанием ее хронотропного компонента, а в управлении сердечным ритмом ведущая роль отводится парасимпатическому спектру регуляции. У юношей данного типа отмечается зависимость функционального потенциала дыхательной системы от бронхиальной проводимости на уровне всего бронхиального дерева - крупных, средних, мелких бронхов и в меньшей степени от функционального состояния легочной системы в целом. В межсистемных связях у юношей с ЭуКТ относительно студентов с ГрКТ увеличивается вклад симпатической компоненты в управлении сердечным ритмом (показатели LF и VLF смещаются на более значимые позиции в факторной матрице относительно HF). Показатель АДср начинает занимать лидирующие позиции во втором факторе, что косвенно может указывать на напряжение адаптационных механизмов сердечно-сосудистой системы. Ряд авторов [22] отмечают, что при активизации симпатической компоненты в управлении сердечным ритмом нарушается кардио-респираторная синхронизация, тогда как активность парасимпатического отдела ВНС вызывает обратный эффект. Кроме того, третий фактор (внешнее дыхание) увеличивается на два показателя, что свидетельствует о возросшей нагрузке на респираторную систему. В первой факторной матрице, отражающей состояние внутриструктурных связей у юношей ГпТК, также присутствуют показатели ВРС. Тем не менее их количество значительно сократилось относительно такового у лиц ГрКТ и ЭуКТ, что свидетельствует о большем уровне свободы в выборе ответных реакций у юношей данного типа кровообращения. Наблюдается смещение показателей, информирующих о состоянии системы внешнего дыхания во второй фактор, что предполагает зависимость адаптационного потенциала кардиореспиратороной системы у молодых людей, входящих в данную группу, от дыхательного спектра. Третий, четвертый и пятый факторы, куда вошли показатели, отражающие состояние сердечно-сосудистой системы в целом (3 и 4 факторы) и ее инотропный потенциал (5 фактор), можно интерпретировать как большие возможности организма юношей ГпКТв ис 30 Экология человека 2014.04 Экологическая физиология пользовании различных вариантов ответных реакций для поддержания гомеостатической стабильности. Таким образом, при воздействии какого-либо стресс-фактора ответные реакции кардиореспиратор-ной системы у юношей с ГрКТ связаны с активацией хронотропного спектра центральной гемодинамики и зависят от состояния бронхиальной проводимости респираторной системы. У молодых людей с ЭуКТ зависимость от состояния бронхиальной проводимости респираторной системы происходит на фоне включение инотропной составляющей центральной гемодинамики. У лиц с ГпКТ, при менее значительной зависимости ответных реакций организма от управляющих факторов гемодинамического спектра, наблюдается выраженное включение системы внешнего дыхания в компенсаторно-приспособительную деятельность организма. Большая степень свободы в выборе различных вариантов ответных реакций на воздействия стресс-фактора повышает компенсаторные возможности кардиореспираторной системы у лиц с ГпКТ.

About the authors

N V Olyashev

Northern (Arctic) Federal University named after M. V. Lomonosov

I A Varentsova

Northern (Arctic) Federal University named after M. V. Lomonosov

V N Pushkina

Northern (Arctic) Federal University named after M. V. Lomonosov; Northern State Medical University

Email: taiss43@yandex.ru

References

Supplementary files