Адаптивные реакции регуляции сердечного ритма на функциональные пробы с задержкой дыхания

Полный текст

ОБОСНОВАНИЕ

Исследование синхронизации биологических ритмов в живых организмах, жизнедеятельность которых обусловлена взаимодействием большого числа сложных ритмических процессов, в том числе с участием внешних пульсационных эффектов, вызывает особый интерес исследователей с позиций теории адаптации [1]. Взаимосвязь функциональных систем, осуществляющих кислород-транспортную функцию, синхронизация их деятельности используется биологическими объектами с целью оптимизации адаптационных механизмов в экстренных ситуациях, что позволяет организму настроить деятельность физиологических систем на приспособление к изменившимся условиям среды. Примером такого взаимодействия между различными физиологическими ритмами является функционирование сердечно-сосудистой системы человека как результирующий эффект регуляторных процессов. Наиболее значимым колебательным процессом, определяющим её динамику, является вариабельность сердечного ритма и дыхания [2, 3]. Разнообразие типов реагирования сердечно-сосудистой системы на различные средовые воздействия закономерно привлекает внимание исследователей, предпринимающих попытки систематизации и классификации типов реакций. Заслуживает внимания предложенная Н.И. Шлык [4] оценка функционального состояния регуляторных систем организма у здоровых людей по данным вариабельности сердечного ритма, в которой выделено 4 типа его регуляции.

Периодическая физиологическая гипоксия/гиперкапния развивается не только при интенсивной деятельности любой физиологической системы, но и в условиях относительного покоя, о чём свидетельствует постоянное наличие молочной кислоты в крови [5]. Периодические колебания напряжения кислорода и углекислого газа характерны для многих форм деятельности (трудовой, спортивной и др.), что, возможно, играет роль рефлекторного раздражителя и в зависимости от меры и скорости развития может вызывать как возбуждение, так и торможение нервных центров [6–8]. Принято считать, что гипоксический и гиперкапнический стимулы в процессах регуляции физиологических функций в определённых пределах усиливают друг друга [9]. Известно, что умеренная гипоксия стимулирует хеморецепторы каротидных зон и повышает симпатоадреналовые воздействия на сердце, что отражает модулирующее влияние вегетативной нервной системы на механизмы адаптации к гипоксии/гиперкапнии [10, 11]. В литературе известно много работ, посвящённых особенностям вариабельности ритма сердца в изменённой газовой среде [12, 13], у спортсменов [14–16] и т.д.

Цель исследования. Выявление особенностей реагирования регуляторных влияний на ритм сердца при пробах с произвольной задержкой дыхания на вдохе и на выдохе.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ

Методом случайного выбора в исследование включили 21 студента Рязанского ГМУ в возрасте 20,64±1,14 года, массой тела 67,19±12,98 кг, ростом 172,29±7,63 см, из них 9 юношей и 12 девушек. Все участники дали информированное согласие на проведение исследования, на момент обследования все были практически здоровы, не имели хронических заболеваний. Исследование одобрено этическим комитетом РязГМУ, соответствовало этическим стандартам, разработанным в соответствии с Хельсинкской декларацией Всемирной медицинской ассоциации «Этические принципы проведения научных медицинских исследований с участием человека» с поправками 2000 г. и «Правилами клинической практики в Российской Федерации», утверждёнными Приказом Минздрава России от 19.06.2003 г. № 266.

Проводили пятикратную последовательную регистрацию ЭКГ аппаратно-программным комплексом «Варикард 3.0» в положении испытуемого сидя после пятиминутного отдыха: 1 — исходное состояние; 2 — произвольная задержка дыхания на вдохе; 3 — состояние покоя; 4 — произвольная задержка дыхания на выдохе; 5 — состояние покоя. С использованием аппаратно-программного комплекса «Варикард 3.0» провели математический анализ ритма сердца, в анализе учитывали статистические параметры ритма сердца: HR, уд/мин — частота сердечных сокращений; Меаn, мс — среднее значение всех R-R интервалов в выборке; SDNN, мс — среднее квадратичное отклонение всех R-R интервалов; CV, % — коэффициент вариации; RMSSD, мс — квадратный корень суммы разностей последовательных R-R интервалов; pNN50, % — процентная представленность эпизодов различия последовательных интервалов более чем на 50 мс; Mo, мс — мода, наиболее вероятный уровень функционирования сердечно-сосудистой системы; AMo50, %/50 м — амплитуда моды, условный показатель активности симпатического звена регуляции; SI — стресс-индекс, степень напряжения регуляторных систем; показатели спектрального частотного анализа: TP, мс² — суммарная мощность спектра; HF, % — относительная мощность высокочастотной составляющей спектра (дыхательные волны); LF, % — относительная мощность низкочастотной составляющей спектра; VLF, % — относительная мощность очень низкочастотной составляющей спектра; LF/HF — индекс вагосимпатического взаимодействия; VLF/HF — индекс соотношения VLF к HF; IC — индекс централизации, IC=(HF+LF)/VLF.

РЕЗУЛЬТАТЫ

Проведённый анализ полученных данных в целом по группе не выявил статистически значимых различий между этапами исследования. Следующим шагом был анализ различий в группах, ранжированных по полу. Однако и эта попытка не увенчалась успехом. Следовательно, возникла необходимость поиска критерия, позволяющего выявить особенности реагирования ритма сердца на изменения функционального состояния. За основу ранжирования взяли оценку функционального состояния регуляторных систем организма у здоровых людей по данным вариабельности сердечного ритма в исходном состоянии. Оценку преобладающего типа вегетативной регуляции проводили по показателям SI и VLF [4]. Умеренному преобладанию центральной регуляции (I тип) соответствовали значения SI >100 усл. ед., VLF >240 мс², выраженному преобладанию центральной регуляции (II тип) — SI >100 усл. ед., VLF <240 мс², умеренному преобладанию автономной регуляции (III тип) — SI <70 усл. ед., VLF >240 мс², выраженному преобладанию автономной регуляции (IV тип) — SI <25 усл. ед., VLF >240 мс², ТР >8000 мс². Было выделено 3 группы испытуемых: I тип — 7 человек (4 юноши и 3 девушки), II тип — 8 человек (4 юноши и 4 девушки), III тип — 6 человек (2 юноши и 4 девушки). Весь дальнейший анализ проводили исходя из данного ранжирования.

В группе с I типом результирующий эффект функционирования сердечно-сосудистой системы (HR) не имел статистически значимых различий между пробами, однако поддерживался различными механизмами. В исходном состоянии эта группа по всем статистическим показателям находилась в пределах нормативных значений для здоровых людей данной возрастной группы. Статистически значимые различия были получены по параметру SDNN между исходным состоянием и пробой задержки дыхания после вдоха (р=0,043) и коэффициентом вариации (р=0,028). Изменения других статистических и временны́х параметров между пробами носили характер тенденции и вследствие индивидуального разброса имели волнообразный вид повышения (SDNN, CV, SI) и снижения (RMSSD, pNN50) во время задержки дыхания и фаз покоя после дыхательных проб (табл. 1).

 

Таблица 1. Параметры вариабельности сердечного ритма в зависимости от типа регуляции по Н.Н. Шлык, Me [Q₁; Q₃] — I тип (N=7)

Table 1. Characteristics of heart rate variability across types of regulation according to N.N. Shlyk, Me [Q1; Q3] — type I (N=7)

Параметры Parameters	Исходное состояние Initial state	Задержка дыхания на вдохе Breath hold on inspiration	Покой 2 Rest 2	Задержка дыхания на выдохе Breath hold on exhalation	Покой 3 Rest 3	р
	1	2	3	4	5
Среднее значение всех R-R интервалов в выборке, мс Mean value of all R-R intervals in the sample, ms	756,80 (638,65; 888,83)	743,00 (619,92; 788,96)	742,32 (657,65; 877,11)	672,24 (645,13; 934,65)	772,61 (667,44; 907,19)	—
Частота сердечных сокращений, уд/мин Heart rate, bpm	79,28 (67,50; 93,94)	80,75 (76,05; 96,79)	80,83 (68,41; 91,23)	89,25 (64,19; 93,01)	77,66 (66,13; 89,89)	—
Квадратный корень суммы разностей последовательных R-R интервалов, мс Square root of the sum of the differences of consecutive R-R intervals, ms	26,91 (23,89; 43,34)	20,06 (18,79; 30,11)	31,81 (25,72; 43,56)	24,84 (17,65; 42,40)	34,23 (26,88; 43,22)	—
Представленность эпизодов различия последовательных интервалов более чем на 50 мс, % Representation of episodes of difference of consecutive intervals by more than 50 ms, %	6,57 (2,75; 19,26)	3,70 (1,39; 11,94)	11,65 (4,99; 21,55)	6,06 (0,00; 9,62)	10,64 (3,32; 19,27)	—
Среднее квадратичное отклонение всех R-R интервалов, мс Mean square deviation of all R-R intervals, ms	46,85 (39,61; 49,27)	59,88 (50,58; 83,77)	57,75 (44,73; 63,92)	56,19 (30,05; 101,61)	60,94 (49,97; 67,16)	1-2: 0,043
Коэффициент вариации, % Coefficient of variation, %	6,34 (4,94; 6,76)	9,77 (6,64; 10,83)	6,59 (6,49; 9,72)	5,76 (4,19; 15,11)	7,28 (6,21; 7,89)	1-2: 0,028
Мода, мс Mode, ms	742,86 (638,16; 884,99)	719,38 (567,75; 854,72)	723,67 (674,67; 894,66)	670,99 (636,97; 948,62)	732,46 (665,09; 900,58)	—
Амплитуда моды, %/50 мс Mode amplitude, %/50 ms	44,90 (41,58; 47,30)	44,56 (30,09; 76,74)	39,96 (31,55; 48,94)	47,32 (24,34; 93,15)	37,29 (31,50; 43,93)	—
Стресс-индекс Stress index	119,44 (104,78; 143,09)	167,79 (60,25; 237,09)	81,88 (62,63; 137,69)	127,27 (42,10; 307,17)	71,13 (57,90; 131,31)	—

 

Оценка изменений спектрального анализа в I группе показала аналогичную волнообразную динамику: во время задержки дыхания на вдохе и на выдохе повышался уровень LF, LF/HF, IC, затем снижался в период покоя после дыхательных проб. Снижение показателей во время дыхательных проб наблюдалось для HF, VLF с последующим повышением в периоды покоя. Статистически значимые изменения представлены в табл. 2. Во всех пробах, за исключением последней (покой после задержки дыхания на выдохе), наблюдалось доминирование низкочастотной составляющей — LF.

 

Таблица 2. Параметры спектрального анализа и интегральные параметры вариабельности сердечного ритма в зависимости от типа регуляции по Н.Н. Шлык, Me [Q1; Q3] — I тип (N=7)

Table 2. Parameters of spectral analysis and integral parameters of heart rate variability across types of regulation according to N.N. Shlyk, Me [Q1; Q3] — type I (N=7)

Параметры Parameters	Покой 1 Rest 1	Задержка дыхания на вдохе Breath hold on inspiration	Покой 2 Rest 2	Задержка дыхания на выдохе Breath hold on exhalation	Покой 3 Rest 3	р
	1	2	3	4	5
Суммарная мощность спектра, мс2 Total power of the spectrum, ms2	1677,85 (1280,41; 22142,88)	1538,11 (763,52; 3405,71)	2621,73 (1758,22; 3562,55)	979,61 (647,46; 2597,23)	2542,02 (1437,99; 3327,19)	—
Относительная мощность высокочастотной составляющей спектра (HF), % Relative power of high-frequency spectrum component (HF), %	25,62 (21,69; 49,32)	16,99 (10,31; 19,74)	27,25 (22,75; 33,88)	13,45 (10,83; 34,89)	33,24 (17,02; 49,95)	1-2: 0,028
Относительная мощность низкочастотной составляющей спектра, % Relative power of low-frequency spectrum component, %	51,72 (37,17; 56,94)	67,68 (48,73; 78,48)	42,03 (34,12; 51,59)	54,79 (46,79; 69,96)	34,49 (32,43; 60,50)	—
Относительная мощность очень низкочастотной составляющей спектра (VLF), % Relative power of the very low-frequency component of the spectrum (VLF), %	20,12 (13,63; 23,99)	15,32 (11,78; 40,96)	31,48 (13,51; 37,38)	6,70 (2,32; 40,18)	21,50 (15,55; 36,82)	—
Индекс вагосимпатического взаимодействия Index of vagosympathetic interaction	2,22 (0,75; 2,38)	3,98 (3,05; 4,72)	1,39 (1,13; 3,05)	1,86 (1,21; 8,17)	1,82 (0,69; 3,46)	2-3: 0,023
Индекс соотношения VLF к HF Index of VLF to HF ratio	0,68 (0,27; 1,05)	0,90 (0,09; 3,97)	1,31 (0,29; 1,55)	0,16 (0,01; 4,58)	0,89 (0,31; 2,11)	—
Индекс централизации Centralisation index	2,90 (1,03; 3,61)	4,88 (4,07; 8,69)	2,67 (1,95; 3,39)	6,43 (1,23; 8,23)	2,01 (1,01; 4,88)	1-2: 0,028

 

В группе II в исходном состоянии HR была выше нормативных значений, после дыхательных проб снизилась на уровне тенденции, тем не менее оставаясь на верхней границе нормы. По всем остальным параметрам наблюдалась волнообразная динамика, аналогичная группе I. Количество статистически значимых отличий параметров между пробами представлено в табл. 3. Кроме того, следует обратить внимание на более высокий SI по сравнению с группой I (р=0,046) в исходном состоянии, его снижение во время пробы с задержкой дыхания на вдохе и статистически значимое повышение (р=0,049) во время пробы с задержкой дыхания на выдохе.

 

Таблица 3. Параметры вариабельности сердечного ритма в зависимости от типа регуляции по Н.Н. Шлык, Me [Q₁; Q₃] — II тип (N=8)

Table 3. Characteristics of heart rate variability across types of regulation according to N.N. Shlyk, Me [Q1; Q3] — type II (N=8)

Параметры Parameters	Покой 1 Rest 1	Задержка дыхания на вдохе Breath hold on inspiration	Покой 2 Rest 2	Задержка дыхания на выдохе Breath hold on exhalation	Покой 3 Rest 3	р
	1	2	3	4	5
Среднее значение всех R-R интервалов в выборке, мс Mean value of all R-R intervals in the sample, ms	633,05 (620,97; 734,16)	703,76 (586,21; 772,17)	682,76 (654,61; 734,19)	703,95 (641,86; 736,35)	671,90 (648,34; 719,34)	—
Частота сердечных сокращений, уд/мин Heart rate, bpm	94,79 (81,74; 96,63)	85,36 (77,83; 102,38)	87,89 (81,82; 91,69)	85,26 (81,51; 93,55)	89,29 (83,47; 92,55)	—
Квадратный корень суммы разностей последовательных R-R интервалов, мс Square root of the sum of the differences of consecutive R-R intervals, ms	28,09 (16,30; 33,91)	22,64 (15,36; 36,34)	35,45 (20,19; 51,35)	20,98 (15,89; 33,26)	26,57 (20,26; 33,56)	2-3: 0,049 3-4: 0,025
Представленность эпизодов различия последовательных интервалов более чем на 50 мс, % Representation of episodes of difference of consecutive intervals by more than 50 ms, %	6,72 (4,62; 13,14)	4,39 (2,27; 11,71)	14,61 (2,72; 25,88)	2,28 (0,8; 8,4)	4,87 (2,43; 9,17)	3-4: 0,025
Среднее квадратичное отклонение всех R-R интервалов, мс Mean square deviation of all R-R intervals, ms	43,63 (31,30; 47,46)	59,29 (45,53; 70,56)	64,39 (37,16; 68,95)	52,03 (45,65; 74,79)	41,69 (32,94; 54,69)	1-2: 0,041
Коэффициент вариации, % Coefficient of variation, %	5,94 (5,04; 7,50)	8,43 (7,41; 9,54)	8,81 (5,74; 9,47)	7,24 (6,98; 10,16)	6,17 (4,90; 7,69)	1-2: 0,012
Мода, мс Mode, ms	632,36 (611,58; 710,94)	709,56 (568,25; 807,32)	701,36 (636,09; 710,40)	661,72 (618,54; 725,69)	667,86 (650,16; 701,83)	—
Амплитуда моды, %/50 мс Mode amplitude, %/50 ms	55,96 (44,85; 72,62)	39,70 (34,62; 57,70)	38,58 (32,55; 58,74)	57,21 (46,69; 65,18)	51,77 (44,52; 62,81)	—
Стресс-индекс Stress index	175,90 (132,26; 326,41)	108,83 (81,02; 267,97)	88,33 (60,61; 228,56)	235,69 (131,16; 312,89)	164,52 (118,91; 268,92)	3-4: 0,049

 

Оценка волновой структуры группы II в исходном состоянии принципиально отличалась от группы I. Вклад волн HF и LF был практически равным (47,54% и 40,39%), в то время как в группе I доминировали волны LF (51,72% против 25,62% HF). Динамика показателей спектрального анализа не имела принципиальных отличий от группы I, различаясь лишь большим количеством статистически значимых отличий между пробами (табл. 4). Особенности паттерна волновой структуры вариабельности сердечного ритма продемонстрировали значительное увеличение вклада LF во время задержки дыхания после вдоха и после выдоха.

 

Таблица 4. Параметры спектрального анализа и интегральные параметры вариабельности сердечного ритма в зависимости от типа регуляции по Н.Н. Шлык, Me [Q1; Q3] — II тип (N=8)

Table 4. Parameters of spectral analysis and integral parameters of heart rate variability across types of regulation according to N.N. Shlyk, Me [Q1; Q3] — type II (N=8)

Параметры Parameters	Исходное состояние Initial state	Задержка дыхания на вдохе Breath hold on inspiration	Покой 1 Rest 1	Задержка дыхания на выдохе Breath hold on exhalation	Покой 2 Rest 2	р
	1	2	3	4	5
Суммарная мощность спектра, мс2 Total power of the spectrum, ms2	1331,65 (666,19; 2021,41)	2091,17 (1621,49; 2890,1)	2453,25 (1216,36; 4322,62)	1730,68 (913,75; 2796,68)	1546,27 (981,37; 2306,40)	—
Относительная мощность высокочастотной составляющей спектра (HF), % Relative power of the high-frequency component of the spectrum (HF), %	47,54 (29,74; 60,54)	14,38 (8,78; 19,26)	50,73 (24,79; 62,74)	16,12 (11,83; 23,37)	34,28 (21,71; 58,78)	1-2: 0,017 2-3: 0,012 3-4: 0,035 4-5: 0,017
Относительная мощность низкочастотной составляющей спектра, % Relative power of low-frequency spectrum component, %	40,39 (30,64; 61,36)	55,98 (39,36; 64,46)	34,68 (27,75; 45,23)	76,82 (57,24; 83,23)	43,51 (32,48; 61,50)	2-3: 0,012 3-4: 0,025
Относительная мощность очень низкочастотной составляющей спектра (VLF), % Relative power of very low-frequency component of the spectrum (VLF), %	9,97 (7,49; 12,32)	25,55 (21,44; 35,69)	15,43 (6,33; 24,54)	5,32 (2,63; 16,34)	13,19 (7,73; 19,26)	1-2: 0,013
Индекс вагосимпатического взаимодействия Index of vagosympathetic interaction	0,85 (0,51; 2,39)	4,11 (2,77; 8,58)	0,65 (0,46; 2,43)	4,43 (2,23; 7,03)	1,35 (0,56; 3,05)	1-2: 0,036 3-4: 0,049 4-5: 0,049
Индекс соотношения VLF к HF Index of VLF to HF ratio	0,20 (0,15; 0,39)	1,74 (1,19; 2,85)	0,35 (0,11; 1,72)	0,45 (0,17; 0,75)	0,57 (0,16; 0,85)	1-2: 0,012
Индекс централизации Centralisation index	1,10 (0,66; 2,74)	6,47 (4,20; 10,56)	0,98 (0,59; 4,21)	5,24 (3,48; 7,63)	1,92 (0,72; 3,95)	1-2: 0,011

 

В группе III HR в исходном состоянии и во всех пробах была на порядок ниже по сравнению с группой II (на уровне тенденции). Кроме того, в данной группе SI статистически значимо (р=0,002) был ниже, чем в группе II, и на уровне тенденции по сравнению с группой I. Напротив, CV в исходном состоянии был статистически значимо (р=0,008) выше по сравнению с группами II и III, в состоянии покоя после задержки дыхания на выдохе (р=0,023) — по сравнению с группой II. Динамика изменения показателей между пробами носила характер, аналогичный группам I и II (табл. 5).

 

Таблица 5. Параметры вариабельности сердечного ритма в зависимости от типа регуляции по Н.Н. Шлык, Me [Q₁; Q₃] — III тип (N=6)

Table 5. Characteristics of heart rate variability across types of regulation according to N.N. Shlyk, Me [Q1; Q3] — type III (N=6)

Параметры Parameters	Покой 1 Rest 1	Задержка дыхания на вдохе Breath hold on inspiration	Покой 2 Rest 2	Задержка дыхания на выдохе Breath hold on exhalation	Покой 3 Rest 3	р
	1	2	3	4	5
Среднее значение всех R-R интервалов в выборке, мс Mean value of all R-R intervals in the sample, ms	791,82 (720,64; 844,41)	717,44 (700,62; 832,06)	781,86 (726,27; 847,54)	749,11 (647,65; 773,83)	795,54 (763,98; 826,40)	—
Частота сердечных сокращений, уд/мин Heart rate, bpm	75,776 (71,06; 83,26)	83,64 (72,11; 85,64)	76,74 (70,79; 82,61)	80,11 (77,54; 92,64)	75,42 (72,60; 78,54)	—
Квадратный корень суммы разностей последовательных R-R интервалов, мс Square root of the sum of the differences of consecutive R-R intervals, ms	52,275 (38,57; 73,18)	30,77 (28,27; 57,87)	70,30 (44,78; 81,97)	43,93 (22,58; 59,54)	60,99 (44,06; 66,90)	2-3: 0,041 3-4: 0,028
Представленность эпизодов различия последовательных интервалов более чем на 50 мс, % Representation of episodes of difference of consecutive intervals by more than 50 ms, %	32,27 (17,41; 47,71)	9,68 (3,57; 14,00)	35,28 (22,45; 49,75)	13,46 (5,79; 18,18)	32,42 (22,99; 40,64)	1-2: 0,041 2-3: 0,041
Среднее квадратичное отклонение всех R-R интервалов, мс Mean square deviation of all R-R intervals, ms	80,79 (67,72; 98,21)	70,93 (57,18; 164,79)	89,51 (64,08; 103,84)	94,45 (67,49; 139,28)	85,00 (61,00; 92,08)	—
Коэффициент вариации, % Coefficient of variation, %	9,45 (8,02; 13,63)	10,65 (7,41; 20,24)	11,22 (7,97; 14,30)	12,74 (10,22; 15,39)	10,04 (7,65; 11,61)	—
Мода, мс Mode, ms	791,61 (691,48; 866,59)	716,30 (553,23; 855,78)	800,25 (694,60; 840,99)	742,72 (660,69; 793,93)	781,46 (725,08; 803,44)	—
Амплитуда моды, %/50 мс Mode amplitude, %/50 ms	26,19 (22,11; 31,14)	37,64 (22,57; 42,58)	28,25 (20,35; 32,35)	38,56 (26,04; 39,34)	26,10 (24,12; 29,81)	—
Стресс-индекс Stress index	47,71 (32,81; 53,21)	86,18 (40,61; 110,16)	41,45 (29,53; 64,11)	96,48 (28,21; 119,63)	41,38 (32,17; 54,80)	—

 

Спектральный анализ в группе III (табл. 6) выявил отличительную особенность вклада HF и LF в исходном состоянии: доминирование HF в 1,4 раза. Во время задержки дыхания на вдохе данное соотношение изменилось диаметрально противоположно. В трёх последующих пробах соотношение менялось, но не так кардинально. В состоянии покоя после задержки дыхания на выдохе вклад HF и LF приближался к исходному состоянию.

 

Таблица 6. Параметры спектрального анализа и интегральные параметры вариабельности сердечного ритма в зависимости от типа регуляции по Н.Н. Шлык, Me [Q1; Q3] — III тип (N=6)

Table 6. Parameters of spectral analysis and integral parameters of heart rate variability across types of regulation according to N.N. Shlyk, Me [Q1; Q3] — type III (N=6)

Параметры Parameters	Покой 1 Rest 1	Задержка дыхания на вдохе Breath hold on inspiration	Покой 2 Rest 2	Задержка дыхания на выдохе Breath hold on exhalation	Покой 3 Rest 3	р
	1	2	3	4	5
Суммарная мощность спектра, мс2 Total power of the spectrum, ms2	3881,79 (3429,27; 5897,59)	2903,19 (2032,30; 10935,78)	5726,99 (3226,22; 10485)	1840,21 (965,20; 3524,57)	4728,37 (3436,93; 6705,96)	—
Относительная мощность высокочастотной составляющей спектра (HF), % Relative power of high-frequency spectrum component (HF), %	48,09 (30,82; 64,90)	15,17 (8,44; 19,08)	47,41 (32,15; 61,15)	33,03 (19,99; 43,59)	49,19 (30,06; 57,01)	—
Относительная мощность низкочастотной составляющей спектра, % Relative power of low-frequency spectrum component, %	33,74 (25,97; 48,98)	63,67 (44,44; 73,77)	40,14 (25,87; 46,82)	53,65 (39,67; 70,75)	38,06 (20,69; 52,45)	—
Относительная мощность очень низкочастотной составляющей спектра (VLF), % Relative power of the very low-frequency component of the spectrum (VLF), %	11,29 (9,13; 13,53)	17,95 (15,79; 24,07)	14,44 (9,01; 18,21)	7,86 (1,69; 19,76)	18,58 (12,25; 22,30)	—
Индекс вагосимпатического взаимодействия Index of vagosympathetic interaction	0,91 (0,40; 1,40)	4,58 (2,35; 8,74)	0,86 (0,42; 1,54)	1,64 (0,96; 3,92)	0,77 (0,36; 1,92)	—
Индекс соотношения VLF к HF Index of VLF to HF ratio	0,28 (0,14; 0,36)	1,73 (1,26; 1,93)	0,27 (0,20; 0,57)	0,32 (0,07; 0,75)	0,37 (0,33; 0,41)	2-3: 0,041
Индекс централизации Centralisation index	1,19 (0,54; 2,24)	6,03 (4,24; 10,84)	1,12 (0,64; 2,11)	2,16 (1,29; 4,00)	1,04 (0,75; 2,37)	—

 

ОБСУЖДЕНИЕ

По данным литературы, повседневные проблемы, которые увеличивают стресс и снижают вариабельность ритма сердца, оказывают негативное влияние на физическое и психологическое благополучие, ухудшая здоровье сердечно-сосудистой системы и снижая качество жизни [17]. Следует подчеркнуть, что при оценке вариабельности ритма сердца мы можем говорить только о вегетативной регуляции сердца, не экстраполируя на весь организм [18]. Высокая вариабельность ритма сердца является признаком хорошей адаптивности сердечно-сосудистой системы, что позволяет человеку приспосабливаться к внутренним и внешним изменениям; напротив, снижение вариабельности ритма сердца указывает на ухудшение приспособительных механизмов [19–21]. В нашем исследовании с учётом ранжирования групп на основе оценки функционального состояния регуляторных систем организма у здоровых людей по данным вариабельности сердечного ритма в исходном состоянии получены данные, указывающие на однонаправленность реагирования регуляторных механизмов на пробы с задержкой дыхания во всех трёх группах. В период задержки дыхания вариабельность ритма сердца снижалась, в состоянии покоя — повышалась. Однако следует заметить, что паттерны регуляции ритма сердца отличались. В группе I (с умеренным преобладанием симпатической и центральной регуляции сердечного ритма) пробы с задержкой дыхания в конечном итоге к периоду покоя привели к эутонии по данным спектрального анализа (HF=LF). Данные статистического и временнÓго анализа в этой группе также демонстрировали повышение вклада парасимпатической составляющей в вариабельность ритма сердца (RMSSD, pNN50, SDNN, CV), что создавало предпосылки для её усиления.

В группе II с выраженным преобладанием симпатической регуляции сердечного ритма, даже с признаками вегетативной дисфункции по Н.И. Шлык, после проб с задержкой дыхания наблюдалось некоторое снижение симпатической активности. В то же время обращает на себя внимание напряжённый паттерн вегетативной регуляции во время пробы с задержкой дыхания на выдохе, что может указывать на сниженное функциональное состояние регуляторных систем.

Для группы III (с умеренным преобладанием парасимпатической активности) было характерно резкое повышение симпатической активации в пробе с задержкой дыхания на вдохе (LF — 63,67% против HF — 15,17%) с последующей мягкой коррекцией (LF — 53,65% против HF — 33,03%) во время задержки дыхания на выдохе, что можно расценивать как адекватную реакцию организма на нагрузку. В состоянии покоя после проведённой пробы с задержкой дыхания на выдохе вегетативный паттерн регуляции вернулся к исходному с умеренным преобладанием парасимпатической активности и, соответственно, с более благоприятным для организма уровнем вариабельности ритма сердца. Преобладание HF-компонента в структуре вариабельности ритма сердца согласуется с представлениями об адаптационно-трофическом защитном действии блуждающих нервов на сердце и является показателем индивидуальной устойчивости здорового организма к физическим нагрузкам и другим стресс-факторам [15].

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проведённое исследование подтвердило, что вегетативная регуляция ритма сердца реагирует на стрессорное воздействие — пробы с произвольной задержкой дыхания, вызывающие гипоксию и гиперкапнию. Адаптивные реакции вариабельности ритма сердца проявляются повышением симпатической активации, которые в последующем, при обычном дыхании, сменяются компенсаторным включением парасимпатического отдела вегетативной нервной системы. Несмотря на однонаправленный характер, выраженность реакций различается в зависимости от группы принятого ранжирования. В группе II наблюдался напряжённый паттерн вегетативной регуляции во время пробы с задержкой дыхания на выдохе, что может указывать на сниженное функциональное состояние регуляторных систем. В группах I и II адаптивные реакции целесообразны, что указывает на имеющиеся функциональные резервы кардиореспираторной системы. Несмотря на то что дыхательная система функционирует в основном автоматически, не требуя сознательного контроля со стороны человека, она также может быть поставлена под волевой контроль [22]. Техники медленного дыхания способствуют вегетативным изменениям, увеличивая вариабельность сердечного ритма, что, вероятно, более приемлемо для группы II [23]. Полученные данные указывают на необходимость применения дифференцированных дыхательных практик в зависимости от типа регуляции вариабельности ритма сердца.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Вклад авторов. Л.Е. Дерягина — концепция и дизайн исследования, анализ полученных данных, написание текста; С.В. Булатецкий — сбор и обработка материалов, анализ полученных 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 проведено за счёт собственных средств авторов.

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

Информированное согласие на публикацию. Пациенты подписали информированное согласие на участие в исследовании и публикацию медицинских данных.

ADDITIONAL INFO

Authors’ contribution. L.E. Deryagina —concept and design of the study, analysis of the data, writing of the text; S.V. Bulatetsky — collection and processing of materials, analysis of the received data. All authors confirm that their authorship meets the international ICMJE criteria (all authors made a substantial contribution to the conception of the work, acquisition, analysis, interpretation of data for the work, drafting and revising the work, final approval of the version to be published and agree to be accountable for all aspects of the work).

Funding source. The study was conducted at the authors’ own expense.

Competing interests. The authors declare no obvious or potential conflicts of interest associated with the publication of this article.

Consent for publication. The patients who participated in the study signed an informed consent to participate in the study and publish medical data.

Об авторах

Лариса Евгеньевна Дерягина

Московский университет Министерства внутренних дел Российской Федерации им. В.Я. Кикотя

Email: lderyagina@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-5522-5950
SPIN-код: 6606-6628

д-р мед. наук, профессор

Россия, Москва

Сергей Владиславович Булатецкий

Рязанский государственный медицинский университет им. акад. И.П. Павлова

Автор, ответственный за переписку.
Email: dr_bsv@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-6023-7523
SPIN-код: 2756-9179

д-р мед. наук, доцент

Россия, Рязань

Список литературы

Дополнительные файлы