SEX DIFFERENCES OF HEART RATE VARIABILITY IN CROSS-COUNTRY SKIERS

Full Text

ВВЕДЕНИЕ

Сердечно-сосудистая система участвует в процессах адаптации организма к условиям жизнедеятельности и является одним из важнейших индикаторов функционального состояния организма. Известно, что данная система, активно подвергается существенному влиянию вегетативной нервной системы. Анализ вариабельности сердечного ритма (ВСР) является популярным неинвазивным методом оценки состояния механизмов регуляции физиологических функций в организме человека и животных, в частности, общей активности регуляторных механизмов, нейрогуморальной регуляции сердца, соотношения между симпатическим и парасимпатическим отделами вегетативной нервной системы. Текущая активность симпатического и парасимпатического отделов является результатом реакции многоконтурной и многоуровневой системы регуляции кровообращения, изменяющей во времени свои параметры для достижения оптимального приспособительного ответа, который отражает адаптационную реакцию целостного организма [1]. ВСР зависит от ряда факторов: возраста [2], частоты дыхания [3] и др. Многими авторами также выявлены половые особенности ВСР [4, 5]. Тем не менее, вопрос влияния пола остается все еще открытым и дискуссионным. Также актуальным является изучение половых особенностей ВСР у различных групп населения, в том числе и спортсменов.

Цель исследования – изучить особенности вариабельности сердечного ритма у лыжников-гонщиков обоего пола.

 

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Проведено проспективное продольное неконтролируемое исследование. В общеподготовительный тренировочный период (май-июль 2012-2022г.) обследовано 289 мужчин и 113 женщин из сборных команд Республики Коми по лыжным гонкам. Критерии включения: возраст 18-32 лет; наличие спортивного разряда не ниже первого; отсутствие острых и хронических заболеваний на момент и за две недели до обследования; стресс-индекс менее 150 усл. ед.

Регистрация электрокардиограммы (ЭКГ) и анализ ВСР проведены с помощью аппаратно-программного комплекса «Экосан-2007» («Медицинские компьютерные системы», г. Зеленоград). В начале исследования спортсмены проходили период адаптации к окружающим условиям помещения в течение 5-10 минут, затем в течение 5 минут в положении лежа регистрировали ЭКГ в одном из стандартных отведений.

Анализ ВСР проводили в соответствии с рекомендациями группы Российских экспертов [6]. Определяли частоту сердечных сокращений и ряд временных и геометрических показателей ВСР: среднее значение длительности кардиоинтервалов, максимальное (Max) и минимальное (Min) значения кардиоинтервалов, разность Max-Min (MxDMn), отношение Max/Min (MxRMn), мода (Mo), амплитуда моды при ширине класса 50 мс (AMo50), квадратный корень суммы разностей последовательного ряда кардиоинтервалов (RMSSD), число пар кардиоинтервалов с разностью более 50 мс, в % к общему числу кардиоинтервалов в массиве (pNN50), стандартное отклонение полного массива кардиоинтервалов (SDNN), стресс-индекс (SI). Спектральный анализ ВСР включал такие параметры как: суммарная мощность спектра (TP), абсолютная (мс²) и относительная (%) мощность спектра высокочастотного (HF), низкочастотного (LF), очень низкочастотного (VLF) компонентов ВСР, симпато-вагальный индекс (LF/HF) и индекс централизации (IC).

Исследование выполнено в соответствии с Хельсинской Декларацией (2013). Одобрено локальным комитетом по биоэтике при Институте физиологии Коми научного центра Уральского отделения РАН. Все спортсмены подписали добровольное согласие на участие в исследовании.

Статистическая обработка полученных данных проведена с помощью программы Statistica 6.0. Вследствие асимметричного распределения ряда параметров ВСР результаты анализа ВСР представлены в виде медианы (Me) и 25-го и 75-го персентилей. Статистическую значимость различий между группами оценивали с помощью критерия Манна–Уитни. Различия считали значимыми при p<0,05.

 

РЕЗУЛЬТАТЫ

В табл. 1 представлены данные параметров ВСР у лыжников обоего пола. Выявлены существенные различия между группами по ряду показателей. У мужчин по сравнению с женщинами статистически значимо ниже ЧСС, среднее значение длительности кардиоинтервалов, MxRMn и выше - Max и Min значения кардиоинтервалов, мода. Спектральный анализ ВСР показал значимые различия по относительной мощности спектра HF и индексам LF/HF и IC.

Таблица 1. Параметры вариабельности сердечного ритма у спортсменов обоего пола, Me (25%-75%)

Table 1. Heart rate variability parameters in athletes of both sexes, Me (25%-75%)

Параметры | Parameters	Мужчины | Men n=289	Женщины | Women n=113	Z	p
Возраст, лет | Age, years	20,00 (19,00-25,00)	21,00 (19,00-26,00)	1,122	0,262
ЧСС, в минуту | Heart rate, per minute	56,00 (50,00-60,25)	59,00 (53,00-68,00)	4,370	0,001
Среднее значение длительности интервалов, мс | Average interval duration, ms	1073,00 (991,50-1189,50)	1010,00 (882,00-1132,00)	-4,425	0,001
Максимальное значение (Max), мс  | Maximum value (Max), ms	1306,50 (1190,75-1397,50)	1246,00 (1123,00-1313,00)	-3,363	0,001
Минимальное значение (Min), мс  | Minimum value (Min), ms	865,50 (797,50-951,50)	798,00 (736,75-856,00)	-4,843	0,000
Разность Max–Min (MxDMn), мс  | Max–Min difference (MxDMn), ms	411,50 (356,75-475,50)	409,00 (363,00-476,00)	-0,110	0,913
Отношение Max/Min (MxRMn) | Max/Min ratio (MxRMn)	1,48 (1,37-1,55)	1,51 (1,46-1,58)	2,319	0,020
RMSSD, мс | RMSSD, ms	71,50 (54,75-84,00)	62,00 (51,00-104,00)	-1,054	0,292
pNN50, % | pNN50, %	48,00 (31,68-58,20)	38,30 (32,40-62,28)	-1,058	0,290
SDNN, мс | SDNN, ms	66,53 (59,66-84,37)	66,63 (55,13-89,11)	-0,126	0,899
Мода, мс | Mode (Mo), ms	1076,00 (976,75-1224,25)	1025,00 (874,00-1176,00)	-3,731	0,001
Амплитуда моды (AMo50), % Mode amplitude (AMo50), %	29,40 (25,98-34,28)	31,70 (23,00-39,50)	0,813	0,416
SI, усл.ед. | SI, arb. units	32,00 (24,00-46,75)	36,00 (23,00-56,00)	0,860	0,390
TP, мс2 | TP, ms2	3789,77 (2926,34-5462,30)	3379,13 (2372,85-7217,44)	-0,582	0,561
HF, мс2 | HF, ms2	1515,47 (982,50-2297,41)	1402,66 (823,64-2414,92)	-1,121	0,262
LF, мс2 | LF, ms2	1109,96 (759,23-1798,59)	1167,37 (532,57-1902,17)	0,405	0,686
VLF, мс2 | VLF, ms2	458,42 (316,95-701,07)	485,33 (242,62-930,94)	0,455	0,649
HF, % | HF, %	48,15 (36,73-57,45)	41,70 (30,60-56,93)	-2,280	0,023
LF, %| LF, %	35,40 (26,15-44,60)	37,80 (29,95-49,10)	1,606	0,108
VLF, % | VLF, %	15,05 (9,95-20,98)	14,60 (10,48-21,80)	1,045	0,296
LF/HF, усл. ед. | LF/HF, arb. units	0,72 (0,47-1,26)	0,95 (0,55-1,66)	2,078	0,038
IC, усл.ед. | IC, arb. units	1,08 (0,74-1,72)	1,40 (0,75-2,27)	2,293	0,022

Примечание: расшифровки см. в тексте в разделе «Материалы и методы».

 

ОБСУЖДЕНИЕ

Не смотря на большое количество исследований посвященных изучению половых особенностей ВСР до настоящего времени нет четкой общепризнанной позиции отражающей факт наличия или отсутствия половых различий. В большей части работ, посвященных изучению данной проблематики, выявлены половые особенности ВСР как при использовании холтеровского мониторирования ЭКГ [7-9], так и классических 5 минутных записей ЭКГ [10-11]. Так Fürholz et al. [7] показали, что у мужчин при холтеровском мониторировании ЭКГ выше LFms² и LFnu, чем у женщин, но при этом параметры SDNN, RMSSD, TP, HFms² не различались между группами. При обследовании 1287 жителей Бразилии выявлено, что временные показатели ВСР (SDNN, SDANN и pNN50) имели более высокие значения у мужчин, по сравнению с женщинами практически во всех возрастных группах [8]. Sammito, Böckelmann [9] установили, что у мужчин выше SDNN, RMSSD, pNN50, SDANN, LFnu, LF/HF и ниже HFnu, чем у женщин. При анализе 5 минутных записей ЭКГ Hnatkova et al. [10] выявили, что в положении лежа у женщин средняя ЧСС была примерно на 5 ударов в минуту быстрее и HF на 7% выше, чем у мужчин. Схожие данные показаны Zhang [11]: среднее значение длительности интервалов RR, LF norm, LF/HF значимо выше, чем у женщин, тогда как ЧСС, абсолютное значение HF и HF norm были  ниже. Не выявлено значимых различий по TP, абсолютным значениям LF и VLF. Kiss et al. [12] в ходе холтеровского мониторирования ЭКГ не выявили половых различий ни по одному параметру ВСР. Схожие данные показаны у лыжников [13]. Таким образом, исходя из данных литературы, следует, что у мужчин выше временные параметры ВСР и мощность LF, LF/HF и ниже мощность HF.

У обследованных лыжников отмечено смещение вегетативного баланса в сторону парасимпатического звена вегетативной нервной системы. Известно, что тренировки на выносливость повышают активность блуждающего нерва у спортсменов [14]. ЧСС, как конечный продукт многофакторного влияния на ритм сердца, был значимо ниже у мужчин, чем у женщин. Аналогичные различия были установлены как у обычных лиц, так и спортсменов.  В ходе обследования 92457 человек показано, что у 95% мужчин ЧСС в покое варьировала от 50 до 80 уд/мин, у женщин – от 53 до 82 уд/мин [15]. Во всех возрастных группах ЧСС было значимо выше у женщин.

Выявленные нами половые различия по ряду параметров ВСР согласуются с данными литературы. Однако у обследованных мужчин лыжников-гонщиков значимо выше относительная мощность HF волны, при этом абсолютные значения существенно не различались. Известно, что у мужчин имеется связь двигательной активности с ВСР: с увеличение уровня активности повышаются SDNN, HF, LF и снижается ЧСС, при этом у женщин такой зависимости не выявляется [16]. Кроме того, у лыжниц и биатлонисток в период предсезонных тренировок отмечен более сильный уровень стресса, чем у мужчин [17]. Таким образом, у лыжников по сравнению с лыжницами в общеподготовительный тренировочный период наблюдается большее смещение вегетативного баланса в сторону парасимпатического звена нервной системы.

 В мировой литературе достаточно часто можно видеть, что обследуемая группа лиц состоит из представителей разного пола, однако как показывает данное и другие исследования, это ошибочная практика и необходимо дифференцировать группы по полу.

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

У лыжников-гонщиков обоего пола выявлен ряд особенностей в вегетативной регуляции ритма сердца. Показаны значимые половые различия по таким показателям ВСР как: ЧСС (p<0,001), среднему значению длительности кардиоинтервалов (p<0,001), MxRMn(p<0,02), Max (p<0,001) и Min (p<0,001) значениям кардиоинтервалов, моде (p<0,001), относительной мощности спектра HF (p<0,023) и индексам LF/HF (p<0,038) и IC(p<0,022). Таким образом, у мужчин по сравнению с женщинами наблюдается более экономный механизм вегетативной регуляции ритма сердца и большее смещение вегетативного баланса в сторону парасимпатического звена нервной системы.

При анализе вариабельности сердечного ритма необходимо обязательно учитывать фактор «пол» для интерпретации полученных результатов.

Полученные данные позволяют расширить представления об особенностях вариабельности сердечного ритма у спортсменов.

About the authors

Alexander Markov

Institute of Physiology of Komi Science Centre of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences, FRC Komi SC UB RAS, Syktyvkar, Russia

Author for correspondence.
Email: volkarb@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-3987-5686
SPIN-code: 3705-2140
Scopus Author ID: 36721486100

кандидат биологических наук

Russian Federation, 50 Pervomajskaja street, 167982, Syktyvkar, Respublika Komi, Russia

References

Supplementary files