Cardiohemodynamic responses and heart rate variability following an active orthostatic test among male residents of the North with different NOS3 (rs2070744) genotypes

Full Text

ВВЕДЕНИЕ

Среди всех физиологических функций оксида азота (NO), известных до сих пор, NO-зависимая регуляция сосудистого тонуса является одной из наиболее важных. В физиологических условиях образование NO регулируется посредством изменений в экспрессии или активности фермента эндотелиальной NO-синтазы (eNOS). Вырабатываемый в эндотелиальных клетках сосудов NO проявляет сложную физиологическую активность, которая считается вазопротекторной, а также вносит значительный вклад в изменение регионарного кровотока в органах, например, в ответ на физическую нагрузку [1]. В сосудистой системе NO выполняет различные важные физиологические функции, такие как регуляция артериального давления (АД), местная вазомоторная активность [1]. Ген эндотелиальной NO-синтазы NOS3 является высокополиморфным. Достаточно хорошо изучен SNP-полиморфизм -786T>C (rs2070744) в промоторной области гена, который влияет на важные функциональные характеристики сердечно-сосудистой системы [2].

Активная ортостатическая проба (АОП), являясь способом воздействия на венозный возврат крови к сердцу, позволяет изучать компенсаторные гемодинамические и вегетативные сдвиги и тем самым судить о функции системы кровообращения.

Дизайн АОП, при которой обследуемый из положения лёжа перемещается в положение стоя, создаёт большую гемодинамическую нагрузку на сердечно-сосудистую систему [3]. У здоровых людей нейрогуморальные рефлекторные механизмы, в частности артериальный барорефлекс, поддерживают кровяное давление в положении стоя [4]. Гемодинамические реакции, вызванные АОП, обеспечивают простое средство оценки краткосрочной вегетативной функции сердечно-сосудистой системы. Активный ортостатический тест клинически используется для выявления неадекватной реакции симпатической нервной системы на ортостаз [5].

Считается, что спектральный анализ вариабельности сердечного ритма предоставляет важную информацию о симпатовагальных взаимодействиях и применяется для оценки вегетативной функции при проведении АОП [6]. Сердечно-сосудистые реакции во время и после нагрузочного тестирования (частота сердечных сокращений (ЧСС), АД) предсказывают сердечно-сосудистое здоровье у лиц без явных сердечных заболеваний [7]. В регуляции сердечно-сосудистой реакции во время физической нагрузки участвуют несколько физиологических путей, включая вегетативную нервную систему, и вазоактивные вещества эндотелиального происхождения, но вклад генетических вариаций этих систем в межиндивидуальные реакции во время физических упражнений не так хорошо документирован [7].

Одним из медиаторов вегетативной регуляции сердечно-сосудистой системы является NO, синтезируемый eNOS. Кроме того, ранее нами выявлены различия в обеспечении вегетативной регуляции сердца в зависимости от наличия полиморфизма -786T>C (rs2070744) гена NOS3. Таким образом, можно было бы ожидать, что у людей с различными генотипами по локусу NOS3 также наблюдается изменённая вегетативная регуляция и различные характеристики кардиогемодинамики при проведение АОП.

Цель исследования. Изучение влияния генетического полиморфизма -786T>C (rs2070744) гена NOS3 на основные показатели системной гемодинамики и вариабельности ритма сердца при выполнении АОП у мужчин-северян.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ

Дизайн исследования

Одноцентровое выборочное наблюдательное поперечное исследование.

Критерии соответствия

В исследование отбирали мужчин-европеоидов, являющихся постоянными жителями Магаданской области. Принадлежность к данному этносу оценивали на основе самоидентификации. В силу того, что геногеографические паттерны полиморфизмов зависят от этнической принадлежности, включение в выборку преимущественно европеоидов было необходимым условием для проведения исследования. Выборку формировали сплошным методом из числа жителей-северян, удовлетворяющих критериям включения.

Критерии включения: 1) мужской пол; 2) условно здоровые, относящиеся к 1–2-й группе здоровья; 3) неродственные мужчины, проживающие или рождённые на территории Магаданской области; 4) добровольное подписание формы информированного согласия на участие в исследовании.

Критерии невключения: 1) наличие подтверждённых хронических или инфекционных заболеваний; 2) наличие жалоб на состояние здоровья в период исследования.

Описание медицинского вмешательства

В рамках исследования участникам измеряли основные характеристики состояния сердечно-сосудистой системы: систолическое (САД, мм рт.ст.) и диастолическое (ДАД, мм рт.ст.) АД, а также частоту сердечных сокращений (ЧСС, уд./мин) автоматическим тонометром Nessei DS-1862 (Япония). Полученные показатели использовали для расчёта индексов функционального состояния сердечно-сосудистой системы: общего периферического сопротивления сосудов (ОПСС, дин²×с×см^-5) по формуле Пуайзеля; ударный объем кровообращения (УОК, мл, по Старру), минутный объём кровообращения (МОК, л/мин) [8].

Анализ основных показателей вариабельности сердечного ритма (ВСР) проводили на основе методических рекомендаций группы Российских и иностранных экспертов с использованием прибора «Варикард» с дальнейшим анализом ВСР на основе программного обеспечения VARICARD-KARDi.

Для оценки кардиогемодинамического ответа на функциональную нагрузку использовали АОП. Во время выполнения АОП испытуемый не менее 5 мин лежал на твёрдой кушетке (фон), затем по команде быстро вставал. Во время фона и ортостаза проводили запись кардиоритма не менее 5 мин. При анализе показателей ВСР значения R–R интервалов за первую минуту (переходный процесс) исключали. Показатели АД и расчётные гемодинамические индексы регистрировали и в положении лёжа (фон), и после выполнения АОП (на первой минуте).

Для проведения SNP-генотипирования у добровольцев брали кровь из локтевой вены в пробирки с консервантом (ЭДТА) в лаборатории ООО «Юнилаб-Хабаровск». Экстракцию геномной ДНК осуществляли с применением фенол-хлороформа. Для определения концентрации выделенной ДНК в образцах использовали спектрофотометр NanoDrop 2000c (Termo Scientific, USA). Последующее генотипирование -786T>C (rs2070744) полиморфизма гена NOS3 методом полимеразной цепной реакции в режиме реального времени осуществляли на базе лаборатории молекулярной генетики человека кафедры медико-биологических дисциплин НИУ БелГУ (руководитель — проф., д-р мед. наук М.И. Чурносов) с использованием набора реагентов «SNP-Скрин» («Синтол», Россия).

Условия проведения и основные конечные точки исследования

Исследования проведены в осенне-зимний период 2022 г. В силу того, что на показатели ВСР оказывает влияние множество различных факторов (режим двигательной активности, пол, возраст, приём лекарственных средств, сопутствующие заболевания и пр.), особое и тщательное внимание было уделено формированию репрезентативных выборок. Обследование добровольцев проводили в первой половине дня в помещении с комфортной температурой 19–21 ℃; все лица, входящие в выборку, были постоянными жителями области и характеризовались сопоставимыми условиями жизни, в том числе одинаковым режимом двигательной активности. У всех обследуемых взяли письменное информированное согласие до включения в исследование, а также провели анкетирование, направленное на установление семейного анамнеза. Обследуемые, принимавшие лекарства, которые могут изменять ЧСС, употреблявшие никотин, алкоголь или любые другие запрещённые вещества, имеющие в анамнезе диабет, гипертонию, заболевания щитовидной железы, любые сердечные расстройства, а также заболевания, потенциально связанные с вегетативными расстройствами, были исключены из исследования.

В работе анализировали следующие показатели ВСР: ЧСС (уд./мин); мода (Мo, мс) — наиболее часто встречающиеся значение R–R интервала; вариабельность кардиоритма — разность между его максимальным и минимальным значениям (MxDMn, мс); число пар кардиоинтервалов с разницей более 50 мс в процентах к общему числу кардиоинтервалов (pNN50, мс); квадратный корень из суммы разностей последовательного ряда кардиоинтервалов (RMSSD, мс); стандартное отклонение полного массива кардиоинтервалов (SDNN, мс); амплитуда моды при ширине класса 50 мс (AMо 50%, мс); индекс напряжения регуляторных систем (SI, усл. ед.); мощность спектра высокочастотного компонента ВСР в диапазоне 0,4–0,15 Гц (HF, мс²); мощность спектра низкочастотного компонента ВСР в диапазоне 0,15–0,04 Гц (LF, мс²); мощность спектра очень низкочастотного компонента ВСР в диапазоне 0,04–0,015 Гц (VLF, мс²); TP (мс²) — суммарная мощность спектра временных значений R–R интервалов сердечного ритма без ультранизкочастотных составляющих, определяемая как сумма HF (мс²), LF (мс²) и VLF (мс²).

Способы представления и обработки данных

Результаты подвергли статистической обработке с применением пакета прикладных программ «Statistica 7.0» (StatSoft, США). Проверку на нормальность распределения измеренных переменных осуществляли на основе теста Шапиро–Уилка. Результаты непараметрических методов обработки представлены в виде медианы (Me) и межквартильного диапазона [Q₁ 25%; Q₃ 75%], а параметрических — как среднее значение и его ошибка (М±m). В случае сравнения связанных выборок статистическую значимость различий определяли с помощью t-критерия Стьюдента для зависимых выборок с нормальным распределением и непараметрического критерия Уилкоксона для выборок с распределением, отличающимся от нормального. При сравнении несвязанных выборок статистическую значимость различий определяли с помощью t-критерия Стьюдента для независимых выборок с параметрическим распределением и непараметрического критерия Манна–Уитни для выборок с распределением, отличающимся от нормального. При этом критический уровень статистической значимости (р) принимали равным 0,05; 0,01; 0,001. Частоты генотипов и аллелей рассчитывали с использованием онлайн-калькулятора равновесия Харди–Вайнберга, представленного на сайте medstatistic.ru. Частоты генотипов сравнивали с применением критерия Пирсона χ² (при p >0,05 равновесие выполняется).

Соблюдение норм этики

Протокол исследования одобрен локальным этическим комитетом Научно-исследовательского центра «Арктика» Дальневосточного отделения Российской академии наук (заключение № 002/021 от 26.11.2021 г.). В соответствии с законом персональные данные были деперсонизированы.

РЕЗУЛЬТАТЫ

Участники исследования

Выборка участников состояла из 83 мужчин-европеоидов 21–47 лет (средний возраст — 33,5±1,5 года).

Основные результаты исследования

На основании молекулярно-генетического тестирования локуса -786Т>C (rs2070744) NOS3 популяции мужчин-северян установлено следующее распределение генотипов: -786ТТ — 40,78%, -786ТС — 46,16% и -786СС — 13,06%. Данное распределение соответствует закону равновесия Харди–Вайнберга (χ²=0,01; р=0,94). В генофонде популяции жителей-северян в результате генотипирования были выявлены два аллельных варианта гена NOS3 (rs2070744): NOS3*Т и NOS3*С. Аллельный вариант NOS3*С являлся минорным и встречался с частотой 36,14%, как и гомозиготный генотип СС. Частота встречаемости аллельного варианта NOS3*Т преобладала и составила 63,86%.

Для последующего анализа исследуемую когорту разделили на 2 группы в соответствии с наличием в генотипе аллельного варианта NOS3*С: 1-я группа – гомозиготы ТТ (n=34), 2-я группа – носители аллельного варианта NOS3*С с генетически обусловленной сниженной продукцией NO эндотелием сосудов — генотипы ТС+СС (n=49).

В табл. 1 представлены основные показатели сердечно-сосудистой системы в состоянии покоя и при проведении АОП у мужчин-северян в группах исследования.

 

Таблица 1. Показатели кардиогемодинамики в состоянии покоя и при выполнении активной ортостатической пробы у мужчин-северян в группах исследования, М±m

Table 1. Indicators of cardiohemodynamics at rest and during an active orthostatic test in male residents of the North across the studied groups, M±m

Анализируемые показатели Indicators	Группа 1 (ТТ) Group 1 (TT)	Группа ٢ (ТС+СС) Group 2 (TC+CC)	p
Фон | Baseline
САД, мм рт. ст. | SBP, mm Hg	119,2±1,0	121,8±0,9	0,043
ДАД, мм рт. ст. | DBP, mm Hg	67,7±0,7	73,6±0,9	<0,001
ЧСС, уд./мин | HR, bpm	60,1±0,9	62,6±1,1	0,071
УОК, мл | SV, ml	67,3±1,1	60,6±1,5	0,006
МОК, л/мин | CO, l/min	4071,9±96,4	3826,7±100,5	0,038
ОПСС, дин2×с×см-5 | TPR, din2×c×cm-5	1870,2±55,6	2157,6±57,5	0,007
Активная ортостатическая проба | Active Orthostatic Test
САД, мм рт. ст. | SBP, mm Hg	125,5±1,6	130,4±1,4	0,028
ДАД, мм рт. ст. | DBP, mm Hg	76,8±0,7	84,4±0,9	<0,001
ЧСС, уд./мин | HR, bpm	72,0±1,2	73,7±1,3	0,350
УОК, мл | SV, ml	61,6±1,1	53,6±1,4	<0,001
МОК, л/мин | CO, l/min	4411,2±129,4	4005,0±142,8	0,033
ОПСС, дин2×с×см-5 | TPR, din2×c×cm-5	1928,1±68,4	2317,4±74,9	0,008

 

Следует отметить, что обследуемая выборка жителей-северян характеризуется более высокими показателями ОПСС, находящимися на верхней границе нормы как в состоянии покоя, так и после проведения функционального теста вне зависимости от генотипа, что, по мнению авторов, может являться региональной особенностью данного показателя. Кроме того, исследуемые группы значимо различаются практически по всем проанализированным показателям (за исключением ЧСС), причем во 2-й группе (гомозиготные и гетерозиготные носители аллеля NOS3*С) значимо более высокие значения САД, ДАД, ОПСС с одновременно более низкими показателями УОК и МОК как в состоянии покоя, так и после АОП.

В табл. 2 приведены основные статистические и спектрально-волновые характеристики показателей ВСР в состоянии покоя и при выполнении АОП в группах исследования.

 

Таблица 2. Основные показатели вариабельности сердечного ритма в состоянии покоя и при выполнении активной ортостатической пробы у мужчин-северян в группах исследования, Me [Q₁25%; Q₃75%]

Table 2. Main indicators of heart rate variability at rest and during an active orthostatic test (AOT) in male residents of the North across the studied groups, Me [Q₁25%; Q₃75%]

Анализируемые показатели Indicators	Группа 1 (ТТ) Group 1 (TT)	Группа ٢ (ТС+СС) Group 2 (TC+CC)	p
Фон | Baseline
MxDMn, мс | MxDMn, ms	341,6 [236, 0; 485, 0]	273,0 [206, 3; 346, 0]	<0,001
RMSSD, мс | RMSSD, ms	59,5 [32, 9; 82, 8]	46,2 [26, 8; 60, 0]	0,009
pNN50, % | pNN50, %	29,8 [10, 7; 51, 3]	21,6 [4, 0; 35, 5]	0,006
SDNN, мс | SDNN, ms	65,6 [45, 4; 93, 4]	47,9 [37, 7; 63, 5]	<0,001
Mo, мс | Mo, ms	998,0 [916, 0; 1091, 0]	953,0 [834, 0; 1070, 8]	0,037
AMo 50%, мс | AMo50, ms	37,1 [26, 3; 47, 8]	45,0 [35, 2; 61, 0]	<0,001
SI, усл. ед. | SI, units	61,5 [27, 0; 107, 1]	124,0 [52, 7; 162, 7]	<0,001
TP, мс2 | TP, ms2	3602,8 [1395, 5; 5727, 7]	2249,4 [1018, 3; 3109, 3]	<0,001
HF, мс2 | HF, ms2	1317,0 [371, 4; 2031, 7]	1030,2 [489, 2; 1458, 2]	0,045
LF, мс2 | LF, ms2	1576,9 [649, 7; 1955, 6]	782,4 [352, 8; 944, 5]	<0,001
VLF, мс2 | VLF, ms2	784,2 [385, 6; 928, 1]	455,5 [212, 8; 611, 7]	<0,001
Активная ортостатическая проба | Active Orthostatic Test
MxDMn, мс | MxDMn, ms	287,1 [230, 0; 348, 0]	247,8 [203, 3; 279, 5]	0,008
RMSSD, мс | RMSSD, ms	30,7 [20, 7; 37, 7]	26,1 [17, 9; 30, 1]	0,044
pNN50, % | pNN50, %	9,4 [2, 2; 13, 9]	6,4 [0, 9; 7, 2]	0,028
SDNN, мс | SDNN, ms	57,4 [45, 3; 69, 3]	47,8 [37, 7; 58, 3]	0,000
Mo, мс | Mo, ms	788,8 [712, 0; 874, 0]	777,7 [702, 5; 841, 3]	0,681
AMo 50%, мс | AMo50, ms	43,4 [29, 2; 45, 6]	50,7 [35, 8; 64, 9]	0,033
SI, усл. ед. | SI, units	161,1 [65, 5; 196, 5]	173,4 [98, 7; 220, 2]	0,702
TP, мс2 | TP, ms2	2962,3 [1557, 1; 3730, 1]	1937,6 [834, 1; 2646, 6]	0,000
HF, мс2 | HF, ms2	433,2 [158, 5; 697, 4]	304,8 [92, 4; 339, 2]	0,045
LF, мс2 | LF, ms2	1568,9 [756, 6; 1945, 6]	1057,5 [393, 0; 1358, 1]	0,000
VLF, мс2 | VLF, ms2	960,2 [357, 3; 1106, 8]	517,3 [265, 9; 769, 5]	0,000

 

Полученные данные свидетельствуют о значимом межгрупповом различии двух обследованных групп мужчин-северян по всем показателям ВСР как в состоянии покоя, так и после активного ортостаза. При этом фоновые значения ВСР у мужчин 1-й группы (гомозиготы ТТ) свидетельствуют о большей парасимпатической активности вегетативной нервной системы (более высокие показатели мощности спектра TP, которые обеспечиваются более высоким уровнем всех компонентов спектра HF на фоне более высоких величин MxDMn, RMSSD, SDNN и, напротив, более низкими показателями SI и AMo; все различия значимые).

Уровень значимости различий основных показателей кардиогемодинамики фон-АОП у мужчин-северян в выделенных группах представлен в табл. 3.

 

Таблица 3. Уровень значимости различий (p) основных показателей кардиогемодинамики в состоянии покоя и при активной ортостатической пробе у мужчин-северян в группах исследования

Table 3. Level of significance (p) of the differences and the degree of reactivity of main cardiohemodynamic indicators at baseline-AOT in male residents of the North across the studied groups

Анализируемые показатели Indicators	Группа 1 (ТТ) Group 1 (TT)	Группа ٢ (ТС+СС) Group 2 (TC+CC)
САД, мм рт. ст. | SBP, mm Hg	0,003	0,002
ДАД, мм рт. ст. | DBP, mm Hg	<0,001	<0,001
ЧСС, уд./мин | HR, bpm	<0,001	<0,001
УО, мл | SV, ml	<0,001	<0,001
МОК, л/мин | CO, l/min	0,037	0,231
ОПСС, дин2×с×см-5 TPR, din2×c×cm-5	0,650	0,044
MxDMn, мс | MxDMn, ms	0,005	0,028
RMSSD, мс | RMSSD, ms	<0,001	<0,001
pNN50, % | pNN50, %	<0,001	0,004
SDNN, мс | SDNN, ms	0,003	0,231
Mo, мс | Mo, ms	<0,001	<0,001
AMo50, мс | AMo50, ms	0,140	0,230
SI, усл. ед. | SI, units	0,004	0,002
TP, мс2 | TP, ms2	0,038	0,162
HF, мс2 | HF, ms2	<0,001	<0,001
LF, мс2 | LF, ms2	1,000	0,002
VLF, мс2 | VLF, ms2	0,033	0,271

 

Полученные данные позволяют выделить особенности перестроек анализируемых показателей в зависимости от генотипа обследуемых лиц. Во-первых, в двух группах в ответ на ортостатические воздействия проявляются гипертензивные реакции, характеризующиеся значимым увеличением САД на 6% в 1-й группе (ТТ) и 7% — во 2-й (ТС+СС), ДАД на 13% — в 1-й группе (гомозиготы ТТ) и 15% — во 2-й (генотипы ТС+СС) и ЧСС на 20% в 1-й группе (гомозиготы ТТ) и 17% — во 2-й (генотипы ТС+СС). Во-вторых, важно отметить принципиально различный характер ответных реакций системной гемодинамики у представителей различных обследованных групп в условиях ортостаза. Так, в ответ на АОП в 1-й группе (гомозиготы ТТ) значимо возрастал показатель МОК — на 8% на фоне отсутствия статистически значимой динамики параметров ОПСС, тогда как у носителей аллеля NOS3*С (2-я группа) наблюдалось значимое увеличение ОПСС (на 7%) при неизменной величине МОК.

Анализ показателей ВСР позволил установить, что в процессе АОП активность парасимпатического звена вегетативной нервной системы уменьшается у представителей двух групп, что проявляется статистически значимым снижением MxDMn (на 16% у ТТ и 9% у ТС+СС), RMSSD (на 48% у ТТ и 42% у ТС+СС), SDNN (на 13% только в группе ТТ ), Mo (на 21% у ТТ и 18% у ТС+СС).

Анализ вариабельности уровня ТР показал, что его снижение на 18% в ответ на активный ортостаз наблюдается только в 1-й группе (гомозиготы ТТ), что обусловлено разнонаправленной динамикой компонентов спектра: на фоне снижения HF на 67% наблюдается значимое возрастание VLF-составляющей спектра на 22%. Тогда как во 2-й группе (генотипы ТС+СС) выявлено уменьшение мощности дыхательных высокочастотных волн (HF) на 70% с одновременным увеличением низкочастотной составляющей кардиоритма (LF) на 35%.

Необходимо указать на различную степень реактивности показателя SI в ответ на тестирующую нагрузку у представителей двух групп, величина которой составила 162% в 1-й группе (гомозиготы ТТ), тогда как во 2-й группе (генотипы ТС+СС) лишь 40%.

ОБСУЖДЕНИЕ

Вегетативная нервная система играет ключевую роль в гомеостазе АД. Как сердечная, так и сосудистая вегетативные регуляции имеют важное значение для поддержания АД, следовательно, было бы физиологически значимым измерять сердечные и сосудистые вегетативные реакции отдельно и одновременно во время функционального теста в виде АОП [4]. Нарушение компенсаторных механизмов регуляции АД при изменении положения тела является фенотипом вариабельности АД и возникающим фактором риска сердечно-сосудистых исходов [9]. Показано, что при высоких резервах организма изменение ЧСС является ведущим механизмом в обеспечении адекватного уровня функционирования системы кровообращения, в меньшей мере изменяется АД [10]. Следует отметить, что ортостатическое повышение САД ≥20 мм рт.ст., расцениваемое в данный момент как повышенная ортостатическая прессорная реакция, а также ортостатическая гипертензия, определяемая как повышенная реакция ортостатического давления, связанная с САД не менее 140 мм рт.ст. в положении стоя [4], не была характерна для представителей двух анализируемых групп. При этом прессорная реакция по САД отмечена у 14% обследуемых гомозигот с генотипом ТТ и у 18% обследуемых во 2-й группе (генотипы ТС+СС), что значительно превышает аналогичную величину в исследованиях других авторов — 0,6–1,2% [11], 0,74% [4], а ортостатическая гипертензия фиксировалась у 15% и 16% в 1-й и 2-й группах соответственно.

В последние годы ведутся активные дискуссии по поводу механизмов и особенностей формирования ответных реакций на АОП. Так, в исследованиях R.V. Torres и соавт. [12] показано, что повышенная реакция АД при активном ортостазе имеет клиническое значение, поскольку может быть связана с субклиническими цереброваскулярными заболеваниями и заболеваниями периферических артерий, а также со скрытой гипертензией и будущим развитием артериальной гипертензии [13]. В литературных источниках неоднозначно трактуется прогностическая значимость изменения АД в ответ на изменение положения тела. Некоторые исследователи установили, что неблагоприятные последствия для здоровья наиболее выражены у лиц, у которых АД снижается при АОП, результаты других же исследований свидетельствуют о том, что риск наиболее высок у лиц, у которых АД, напротив, повышается в ответ на перемещение положения тела при АОП [4, 13, 14], кроме того, имеются сведения, что у здоровых людей в ответ на ортостаз преобладает именно гипертонический тип реакции [15].

Следует отметить, что в наших исследованиях ортостатическая реакция САД на активный ортостаз, определяемая как разница между средним значением показателей САД в вертикальном положении и средним значением САД в положении лёжа, в 1-й группе (гомозиготы ТТ) составила 6,7 мм рт.ст, а во 2-й группе (генотипы ТС+СС) — 8,6 мм рт.ст. Как известно, увеличение АД более чем на 5 мм рт. ст. при изменении положения тела является повышенным риском развития гипертонии в течение 8 лет, что характерно для обследуемых двух анализируемых групп. Согласно P. Palatini и соавт. [11], реакция ДАД не имеет достаточной прогностической ценности, однако отчетливое повышение ДАД примерно на 10 мм рт.ст. при АОП считается нормальной реакцией [16, 17], что в полной мере соответствует результатам наших исследований, полученных для представителей двух групп.

Полученные результаты свидетельствуют о том, что у носителей аллельного варианта NOS3*С (2-я группа) как в состоянии покоя, так и при АОП отмечены значимо более высокие показатели ОПСС с наличием значимой постуральной динамики данного показателя, отсутствующие в 1-й группе (гомозиготы ТТ). Важно отметить, что недостаточное увеличение периферического сопротивления в ответ на ортостатический стресс в 1-й группе (гомозиготы ТТ) не приводит к венозному депонированию в нижних конечностях, что свидетельствует об отсутствии снижения венозного возврата к сердцу (МОК), и, по-видимому, компенсируется за счёт возрастания ЧСС (на 20%) и не столь значительным снижением УОК (на 8%). Совершенно иной механизм ответных реакций на предъявление ортостатической нагрузки наблюдался в группе носителей аллельного варианта NOS3*С (2-я группа). В данном случае отмечено значительное снижение УОК на 12%, при этом возрастание ЧСС на 1%, видимо, не компенсирует оптимальный уровень МОК, что наблюдается на фоне вазоконстрикторной реакции сосудистого сопротивления в виде увеличения ОПСС на 7%.

Изменение ЧСС после АОП незначительно и, по мнению ряда авторов [18, 19], действует только дополнительно для поддержания оптимального уровня АД. В наших исследованиях степень возрастания данного показателя составила 20% в 1-й группе и 17% во 2-й.

Результаты нашего исследования свидетельствуют о влиянии аллельного варианта NOS3*С на позиционные изменения в перестройках показателей системной гемодинамики и вегетативного ответа в выборке мужчин-северян. В 1-й группе (гомозиготы ТТ) в ответ на АОП отмечалась умеренная гипертензивная реакция со стороны АД на фоне большего возрастания ЧСС, что обусловило, в свою очередь, увеличение МОК. Совершенно иная — парадоксальная — реакция в ответ на активный ортостаз наблюдалась в группе носителей аллельного варианта NOS3*С (2-я группа), проявляющаяся вазоконстрикцией с одновременной умеренной гипертензивной перестройкой АД. Проведённые исследования позволили установить, что присутствие аллельного варианта NOS3*С оказывает влияние на формирование периферической вазоконстрикции в ответ на активный ортостаз.

В целом, АОП клинически используется для выявления неадекватной реакции симпатической нервной системы на ортостаз [5]. При перемещении положения тела первоначальное падение АД инициирует компенсаторный вегетативный ответ, направленный на быстрое восстановление АД в ответ на изменение активности барорецепторов, который может быть связан с увеличением симпатической и снижением парасимпатической активности [9]. При этом во время пробы наблюдается торможение вагусной активности и умеренно активируется симпатическое звено вегетативной регуляции, что направлено на предупреждение возможности развития негативных процессов в гемодинамике и снижение вероятности возникновения ортостатического коллапса. Необходимо подчеркнуть, что достаточное снижение парасимпатического звена вегетативной регуляции в ответ на вертикализацию положения тела является необходимой составляющей, направленной на обеспечение относительного увеличения симпатической активации, так как при АОП афферентация от барорецепторных зон магистральных артерий уменьшается, снижается их ингибирующее влияние на вазомоторный центр ствола мозга, что приводит к увеличению симпатической активности и снижению эфферентного тонуса блуждающих нервов, при этом основной функцией симпатической нервной системы остаётся поддержание адекватного кровообращения [20].

Симпатическая активация, повышение САД в сочетании с парасимпатическим снижением (снижение ВСР) интерпретируется как режим взаимной активации и рассматривается как мобилизация ресурсов при тестирующем воздействии на организм [21].

В наших исследованиях отмечается различная степень перестроек как парасимпатической, так и симпатической активности у мужчин в двух исследуемых группах. Независимо от носительства полиморфизма -786T>C гена NOS3, следует отметить практически схожий паттерн реагирования частотных характеристик ВСР у обследуемых двух групп, проявляющийся значимым снижением MxDMn, RMSSD, pNN50 и Mo, а также спектральных показателей в виде уменьшения HF-составляющей общей вариабельности, наблюдаемой на фоне различной степени увеличения показателя SI, отражающего симпатический вегетативный сдвиг, который в большей степени характерен для обследуемых 1-й группы (гомозиготы ТТ). В целом уменьшение парасимпатической активности во время активного ортостаза у обследуемых мужчин с учётом основных положений теории акцентированного антагонизма [22] направлено на обеспечение адекватной симпатической активации для поддержания оптимального уровня кровообращения. В наших исследованиях в большей степени это характерно для обследуемых 1-й группы (гомозиготы ТТ), тогда как в выборке носителей полиморфизма NOS3*С (2-я группа) некоторая симпатическая недостаточность при предъявлении ортостатической нагрузки обусловила незначительное компенсаторное возрастание ЧСС для увеличения МОК.

Одним из медиаторов вегетативной регуляции сердечно-сосудистой системы является NO, синтезируемый в эндотелии сосудов. Это происходит потому, что NO действует не только аутокринно в эндотелии, но и паракринно, поскольку он диффундирует из эндотелия в близлежащие ткани, модулируя, например, периферические вегетативные рецепторы и центральные вегетативные нейроны. Кроме того, ген NOS3 конститутивно экспрессируется в синусовом узле и кардиомиоцитах, где способствует автономной регуляции сердца. Следовательно, NO действует как симпатолитический агент, уменьшая центральный симпатический отток и ослабляя сердечный ответ на симпатическую стимуляцию, а также увеличивая активность центральных нейронов блуждающего нерва и усиливая сердечный ответ на стимуляцию блуждающего нерва [23].

Следует указать на значимо более высокие величины VLF-волн в спектре ВСР как в положении лёжа, так и на пике проведения АОП с наличием значимой динамики (на 22%) лишь в 1-й группе (гомозиготы ТТ), что даёт основание предположить о биомаркерной роли данного показателя эндотелиальной функции продукции окиси азота. Тогда как во 2-й группе (носители аллельного варианта NOS3*С) выявлено увеличение низкочастотной составляющей кардиоритма (LF) на 35%. Показано, что волны LF в спектре ВСР в настоящее время рассматриваются в виде активатора колебаний ритма АД, реализуемого через барорефлекторные механизмы, которые возникают вследствие генерализованных вспышек симпатической вазомоторной активности подкоркового сосудистого центра [24], что в полной мере согласуется с вазоконстрикторной реакцией в виде возрастания ОПСС у обследуемых 2-й группы. При этом следует отметить, что увеличение низкочастотной составляющей общей ВСР некоторыми авторами рассматривается как парадоксальная реакция регуляторных систем на АОП и свидетельствует о сниженных резервах организма, а также вегетативной недостаточности [25].

Известно, что активность NO и его уровень в плазме крови генетически детерминированы. Установлено, что носители хотя бы одного аллеля NOS3*С (rs2070744) имеют меньшее количество мРНК и сниженный уровень NO в крови по сравнению с носителями предкового аллеля NOS3*Т (rs2070744) [26]. Из литературных данных известно, что продукция вазоактивных эндотелиальных факторов играет важнейшую роль в механизмах формирования тонуса периферических сосудов. Ключевую роль в системе локальных вазодилататоров/вазоконстрикторов играет соотношение NO и эндотелина-1. Снижение продукции NO приводит к изменению реологических свойств крови, нарушению NO-зависимого расслабления артерий, провоцируя тем самым формирование периферической вазоконстрикции [27]. Острая физическая нагрузка повышает активность эндотелиальной синтазы NO и его выработку, способствуя расширению сосудов скелетных мышц во время физической нагрузки [28].

Изучение взаимосвязи полиморфизма -786T>C гена NOS3, особенностей гемодинамики и уровня производных NO в крови при действии аэробной нагрузки показало, что у гомозигот ТТ наблюдается более высокий уровень NO в плазме крови в сравнении с лицами, имеющими генотип СС и гетерозиготами ТС [29]. Функциональные тесты увеличивают выработку, высвобождение и биодоступность NO, способствуя сохранению или снижению периферического сосудистого сопротивления, которое происходит во время и после физической нагрузки [30].

Анализ литературных данных позволяет сделать вывод о том, что механизм вазодилатации, опосредованной симпатоадреналовой системой, может быть частично обусловлен активацией продукции эндотелиальных сосудорасширяющих факторов, прежде всего NO. Данный эффект может реализовываться через различные подтипы адренорецепторов: α-2, β-1, β-2 и β-3 [31].

Результаты нашей работы в полной мере согласуются с представлениями о NO как о второй после барорефлексов системе регуляторных механизмов [32], направленных на поддержание оптимального уровня АД путём воздействия на систему сосудистого сопротивления, при этом NO-зависимая регуляция артериального тонуса за счёт препятствия вазоконстрикции играет важную роль при проведении АОП.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В выборке мужчин-северян мы исследовали взаимосвязь полиморфизма -786T>C (rs2070744) гена NOS3 и постурального изменения АД, показателей гемодинамики, вариабельности сердечного ритма. Установлено, что паттерн перестроек показателей гемодинамики и вариабельности сердечного ритма в ответ на активный ортостаз ассоциирован с носительством полиморфизма -786T>C (rs2070744) гена NOS3. Наше исследование продемонстрировало, что вертикализация тела из положения лёжа вызвала значимое возрастание средних величин САД, ДАД, ЧСС на фоне снижения УОК в двух группах обследуемых мужчин, при этом значимые различия при дифференцировании выборки по генотипу позволили установить принципиальные отличия в постуральных перестройках, которые проявлялись увеличением МОК у мужчин 1-й группы (гомозиготы ТТ), а во 2-й группе (генотипы ТС+СС) значимым возрастанием ОПСС. Также необходимо отметить, что носители аллеля NOS3*C (2-я группа) имели более выраженную степень реактивности САД, ДАД на фоне меньшего возрастания ЧСС, чем мужчины 1-й группы (гомозиготы ТТ), у которых более высокая степень увеличения ЧСС была направлена на более значимое увеличение МОК. Также полученные результаты свидетельствуют об отсутствии ортостатической прессорной реакции (ортостатической гипертензии) у обследуемых двух групп на фоне выявления ортостатической дисрегуляции АД, проявляющейся в возрастании САД на ٦,٧ мм рт. ст. в ١-й группе (гомозиготы ТТ) и на ٨,٦ мм рт. ст — во ٢-й (генотипы ТС+СС).

В целом у всех обследуемых мужчин 1-й группы (генотип ТТ) в момент проведения активного ортостаза выявлено достаточное снижение холинергической HF-составляющей сердечного ритма, позволяющее усилить активность симпатической системы, но при этом во 2-й группе (генотипы ТС+СС) на фоне аналогичного снижения парасимпатической активации симпатическая активность была выражена в меньшей степени (увеличение SI на 40% во 2-й группе против 162% в 1-й), что свидетельствует о симпатической недостаточности при предъявлении ортостатической нагрузки, что, в свою очередь, обусловливает незначительное компенсаторное возрастание ЧСС для увеличения МОК.

При этом в ответ на АОП снижение на 18% TP было характерно лишь для мужчин 1-й группы (гомозиготы ТТ), что обусловлено разнонаправленной динамикой компонентов спектра, где на фоне снижения HF на 67% отмечено значимое возрастание VLF-составляющей спектра на 22%, что подтверждает наше предположение о неинвазивной биомаркерной функции данного показателя эндотелиальной функции продукции NO. Тогда как во 2-й группе на фоне уменьшения мощности дыхательных высокочастотных волн (HF) зафиксировано увеличение низкочастотной составляющей кардиоритма (LF) на 35%, что на фоне возрастания ОПСС в ответ на ортостатическое тестирование подтверждает роль данного показателя как активатора колебаний ритма АД, реализуемого через барорефлекторные механизмы.

Таким образом, полученные результаты выявили влияние экспрессии гена NOS3 на показатели кардиогемодинамики. Кроме того, SNP-генотипирование полиморфизма -786T>C (rs2070744) гена NOS3 является достаточно информативным, а носительство данного полиморфизма можно рассматривать в качестве типизационного маркёра при оценке состояния кардиогемодинамики и вегетативных перестроек при проведении функциональных тестов, в частности АОП.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Вклад авторов. О.Н. Рагозин — существенный вклад в концепцию и дизайн исследования, редактирование и окончательное утверждение рукописи; А.Б. Гудков — существенный вклад в концепцию и дизайн исследования, редактирование первого варианта статьи; Е.Ю. Шаламова — подготовка первого варианта статьи; И.А. Погонышева — анализ данных, составление электронной базы; Э.Р. Рагозина — набор первичного материала; Д.А. Погонышев — анализ данных. Все авторы подтверждают соответствие своего авторства международным критериям ICMJE (все авторы внесли существенный вклад в разработку концепции, проведение исследования и подготовку статьи, прочли и одобрили финальную версию перед публикацией).

Источник финансирования. Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда и правительства ХМАО-Югры № 22–15–20023, https://rscf.ru/project/22-15-20023/

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией настоящей статьи.

ADDITIONAL INFORMATION

Author contribution. O.N. Ragozin — a significant contribution to the concept and design of the study, editing and final approval of the manuscript; A.B. Gudkov — a significant contribution to the concept and design of the study, editing the first version of the article; I.A. Pogonysheva — data analysis, compilation of the electronic database of the study; E.Y. Shalamova — a set of primary material, preparation of the first version of the article; E.R. Ragozinа — a set of primary material. D.A. Pogonyshev — data analysis; All authors confirm that their authorship meets the international ICMJE criteria (all authors have made a significant contribution to the development of the concept, research and preparation of the article, read and approved the final version before publication).

Funding source.The study was carried out at the expense of the grant of the Russian Science Foundation and the Government of Khanty-Mansi Autonomous Okrug-Yugra No. 22-15-20023, https://rscf.ru/project/22-15-20023/

Competing interests. The authors declare that they have no competing interests.

About the authors

I. N. Bezmenova

Scientific Research Center “Arktika”, Far East Branch of the Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: lependina_bel@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-3251-5159
SPIN-code: 9123-7361

Cand. Sci. (Biology), Associate Professor

Russian Federation, 24 avenue Karl Marx, Magadan, 685000

I. V. Averyanova

Scientific Research Center “Arktika”, Far East Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: Inessa1382@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-4511-6782
SPIN-code: 9402-0363

Dr. Sci. (Biology)

Russian Federation, Magadan

References

Supplementary files