Отправить статью по E-mail 
Адаптивные реакции регуляции сердечного ритма на функциональные пробы с задержкой дыхания
- Авторы: Дерягина Л.Е.1, Булатецкий С.В.2
-
Учреждения:
- Федеральное государственное казенное образовательное учреждение высшего образования «Московский университет Министерства внутренних дел Российской Федерации имени В.Я. Кикотя»
- Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Рязанский государственный медицинский университет имени академика И.П. Павлова» Министерства здравоохранения Российской Федерации
- Раздел: ОРИГИНАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
- Статья получена: 08.04.2024
- Статья одобрена: 15.07.2024
- Статья опубликована: 10.09.2024
- URL: https://hum-ecol.ru/1728-0869/article/view/630114
- DOI: https://doi.org/10.17816/humeco630114
- ID: 630114
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Синхронизация биоритмов в живых организмахвызывает особый интерес исследователей с позиций теории адаптации.Целью работы было выявление особенностей реагирования регуляторных влияний на ритм сердца при пробах с произвольной задержкой дыхания на вдохе и на выдохе.Материалы и методы. В исследовании принимали участие 21 студент в возрасте 20,64 ±1,14 лет, масса тела 67,19±12,98 кг, рост 172,29±7,63см, из них 9 юношей и 12 девушек. В исследовании проводилась пятикратная последовательная регистрация ЭКГ аппаратно-программным комплексом «Варикард 3.0» в положении испытуемого сидя после пятиминутного отдыха. С использованием аппаратно-программного комплекса «Варикард 3.0» проведен математический анализ ритма сердца, в анализе учитывались статистические параметры ритма сердца (HR; Меаn; SDNN; CV; RMSSD; pNN50;Mo; AMo50,;SI), показатели спектрального частотного анализа (TP; HF; LF; VLF; LF/HF; VLF/HF; IC). Результаты.В период задержки дыхания ВРС снижалась, в состоянии покоя повышалась во всех типах групп (по Шлык Н.И.,2009). Отличия: в группе I типа послепробы с задержкой дыханияв период покоя наблюдаласьэутония по данным спектрального анализа (HF = LF). Данные статистического и временного анализа в этой группе демонстрировали повышение вклада парасимпатической составляющей в ВРС (RMSSD, pNN50, SDNN, CV), создающее предпосылки для усиления вариабельности ритма сердца. В группе II типа после проведения проб с задержкой дыхания наблюдалось некоторое снижение симпатической активности. В то же время, наблюдался напряженный паттерн вегетативной регуляции во время проведения пробы с задержкой дыхания на выдохе, что может указывать на сниженное функциональное состояние регуляторных систем.Для группы III типа было характерно резкое повышение симпатической активации в пробе с задержкой дыхания на вдохе с последующей мягкой коррекцией во время задержки дыхания на выдохе, что можно расценивать как адекватную реакцию организма на нагрузку. В состоянии покоя после проведенной пробы паттерн регуляции вернулся к исходному с умеренным преобладанием парасимпатической активности и, соответственно, с более благоприятным для организма уровнем вариабельности ритма сердца. Заключение.Адаптивные реакции ВРС проявляются повышением симпатической активации, которая, в последующем, при обычном дыхании, сменяются компенсаторным включением парасимпатического отдела ВНС. Несмотря на однонаправленный характер, выраженность реакций различается в зависимости от группы принятого нами ранжирования.
Полный текст
Исследование синхронизации биологических ритмов в живых организмах, жизнедеятельность которых обусловлена взаимодействием большого числа сложных ритмических процессов, в том числе, и с участием внешних пульсационных эффектов, вызывает особый интерес исследователей с позиций теории адаптации [1]. Взаимосвязь функциональных систем, осуществляющих кислородтранспортную 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 условия среды. Примером такого взаимодействия между различными физиологическими ритмами является функционирование сердечно-сосудистой системы человека, как результирующий эффект регуляторных процессов. Наиболее значимыми колебательными процессами, определяющими ее динамику, являются 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 регуляции сердечного ритма.
Периодическая физиологическая гипоксия/гиперкапния развивается не только при интенсивной деятельности любой физиологической системы, но и в условиях относительного покоя, о чем 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, 7, 8]. Принято считать, что гипоксический и гиперкапнический стимулы в процессах регуляции физиологических функций в определенных 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 доступной литературе известно много работ, посвященных особенностям вариабельности ритма сердца в измененной газовой среде [12, 13], у спортсменов [14, 15, 16] и т.д.
Целью нашей работы было выявление особенностей реагирования регуляторных влияний на ритм сердца при пробах с произвольной задержкой дыхания на вдохе и на выдохе.
Материалы и методы. В исследовании принимали участие 21 студент ФГБОУ ВО РязГМУ Минздрава России в возрасте 20,64 ±1,14 лет, масса тела 67,19±12,98 кг, рост 172,29±7,63см, из них 9 юношей и 12 девушек. Все обследованные дали информированное согласие на проведения исследования, на момент обследования были практически здоровы, не имели хронических заболеваний. Исследование одобрено Этическим комитетом ФГБОУ ВО РязГМУ Минздрава России, соответствовало этическим стандартам, разработанным в соответствии с Хельсинской декларацией Всемирной медицинской ассоциации «Этические принципы проведения научных медицинских исследований с участием человека» с поправками 2000 года и «Правилами клинической практики в Российской Федерации», утвержденными Приказом Минздрава РФ от 19.06.2003 г. № 266.
В исследовании проводилась пятикратная последовательная регистрация 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» проведен математический анализ ритма сердца, в анализе учитывались 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 мс – 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. Проведенный 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 была взята оценка функционального состояния регуляторных систем организма у здоровых людей по данным вариабельности сердечного ритма [4] в исходном состоянии. Было выделено три группы испытуемых: I тип – 7 человек, II тип – 8 человек, III тип – 6 человек. Испытуемых с IV типом не было. Весь дальнейший анализ проводился исходя из данного ранжирования.
Таблица 1
Статистические и временные параметры вариабельности сердечного ритма в зависимости от типа регуляции по Шлык Н.Н. (Me [Q1; Q3]) – I тип (N=7)
| Исх. сост. | ЗД вдох | Покой 2 | ЗД выдох | Покой 3 | р |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| |
Mean, мс | 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) |
|
HR, уд/мин | 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) |
|
RMSSD, мс | 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) |
|
pNN50, % | 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) |
|
SDNN, мс | 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 |
CV, % | 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 |
Mo, мс | 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) |
|
AMo50, %/50 мс | 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) |
|
SI | 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) |
|
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 временных параметров между пробами носили характер тенденции вследствие индивидуального разброса имели волнообразный вид повышения (SDNN, CV, SI) и снижения (RMSSD, pNN50, %) во время задержки дыхания и фаз покоя после дыхательных проб.
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)
| Покой 1 | ЗД вдох | Покой 2 | ЗД выдох | Покой 3 | р |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| |
TP, мс2 | 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) |
|
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 |
LF, % | 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) |
|
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) |
|
LF/HF | 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 |
VLF/HF | 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) |
|
IC | 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 |
Оценка изменений спектрального анализа в I группе показала аналогичную волнообразную динамику: во время задержки дыхания, как на вдохе, так и на выдохе, повышался уровень LF%, LF/HF, IC, затем снижался в периоды покоя после дыхательных проб. Снижения показателей во время проведения дыхательных проб наблюдалось для HF %, VLF, % с последующим повышением в периоды покоя. Статистически значимые изменения представлены в табл.2. В целом, во всех пробах, за исключением последней (покой после задержки дыхания на выдохе), наблюдалось доминирование низкочастотной составляющей – LF.
Таблица 3
Статистические и временные параметры вариабельности сердечного ритма в зависимости от типа регуляции по Шлык Н.Н. (Me [Q1; Q3]) – II тип (N=8)
| Покой 1 | ЗД вдох | Покой 2 | ЗД выдох | Покой 3 | р |
Mean, мс | 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) |
|
HR, уд/мин | 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) |
|
RMSSD, мс | 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 |
pNN50, % | 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 |
SDNN, мс | 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 |
CV, % | 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 |
Mo, мс | 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) |
|
AMo50, %/50 мс | 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) |
|
SI | 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 |
В группе II типа в исходном состоянии HR была выше нормативных значений, затем, после проведения дыхательных проб, снизилась на уровне тенденции, тем не менее, оставаясь на верхней границе нормы. По всем остальным параметрам наблюдалась волнообразная динамика, аналогичная группе I типа. 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 типа (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 4
Параметры спектрального анализа и интегральные параметры вариабельности сердечного ритма в зависимости от типа регуляции
по Шлык Н.Н. (Me [Q1; Q3]) – II тип (N=7)
| Исх. сост. | ЗД вдох | Покой 1 | ЗД выдох | Покой 2 | р |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | ||
TP, мс2 | 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) |
|
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 |
LF, % | 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 |
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 |
LF/HF | 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 |
VLF/HF | 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 |
IC | 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 |
Оценка волновой структуры группы II типа в исходном состоянии принципиально отличалась от группы I типа. Вклад волн HF и LF был практически равным (47,54% и 40,39%), в то время как в группе I типа доминировали LF волны (51,72% против 25,62% HF). Динамика показателей спектрального анализа не имела принципиальных отличий от группы I типа, различаясь лишь большим количеством статистически значимых отличий между пробами (табл.4). Особенности паттерна волновой структуры ВРС продемонстрировал значительное увеличение вклада LF во время задержки дыхания, как после вдоха, так и после выдоха.
Таблица 5
Статистические и временные параметры вариабельности сердечного ритма в зависимости от типа регуляции по Шлык Н.Н. (Me [Q1; Q3]) – III тип (N=6)
| Покой 1 | ЗД вдох | Покой 2 | ЗД выдох | Покой 3 | Р
|
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | ||
Mean, мс | 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) |
|
HR, уд./мин. | 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) |
|
RMSSD, мс | 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 |
pNN50, % | 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 |
SDNN, мс | 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) |
|
CV, % | 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) |
|
Mo, мс | 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) |
|
AMo50, %/50 мс | 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) |
|
SI | 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) |
|
В группе III типа HR в исходном состоянии и во всех пробах была на порядок ниже по сравнению с группой II типа (на уровне тенденции). Кроме того, в данной группе SI статистически значимо (р=0,002) был ниже, чем в группе II типа и на уровне тенденции по сравнению с группой I типа. Напротив, CV в исходном состоянии был статистически значимо (р=008) выше по сравнению с группами II и III типов, в состоянии покоя после задержки дыхания на выдохе (р=0,023) по сравнению с группой II типа. Динамика изменения показателей между пробами носила характер, аналогичный группам I и II типов.
Таблица 6
Параметры спектрального анализа и интегральные параметры вариабельности сердечного ритма в зависимости от типа регуляции
по Шлык Н.Н. (Me [Q1; Q3]) – III тип (N=6)
| Покой 1 | ЗД вдох | Покой 2 | ЗД выдох | Покой 3 | р |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | ||
TP, мс2 | 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) |
|
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) |
|
LF, % | 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) |
|
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) |
|
LF/HF | 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) |
|
VLF/HF | 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 |
IC | 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) |
|
Спектральный анализ в группе III типа (табл.6) выявил отличительную особенность вклада HF% и LF% составляющих в исходном состоянии: доминирование HF% в 1,4 раза. Во время задержки дыхания на вдохе данное соотношение изменилось диаметрально противоположно. В трех последующих пробах соотношение менялось, но не так кардинально. В состоянии покоя после задержки дыхания на выдохе вклад HF% и LF% приближался к исходному состоянию.
Обсуждение результатов. Литература, посвященная вариабельности ритма сердца (ВРС), указывает на то, что повседневные проблемы, которые увеличивают стресс и снижают ВРС, оказывают негативное влияние на физическое и психологическое благополучие, ухудшая здоровье сердечно-сосудистой системы и снижая качество жизни [17]. Следует сразу оговориться, что, оценивая вариабельность ритма сердца, мы можем говорить только о вегетативной регуляции сердца, не экстраполируя на весь организм [18]. Высокая ВСР является признаком хорошей адаптивности сердечно-сосудистой системы, что позволяет человеку приспосабливаться к внутренним и внешним изменениям, напротив, снижение ВСР указывает на ухудшение приспособительных механизмов [19, 20, 21]. В нашем исследовании, с учетом 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 трех типах групп. В период задержки дыхания ВРС снижалась, в состоянии покоя повышалась. Однако следует заметить, что паттерны регуляции ритма сердца отличались. В группе I типа (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 временного анализа в этой группе также демонстрировали повышение вклада парасимпатической составляющей в ВРС (RMSSD, pNN50, SDNN, CV), что создавало предпосылки для усиления вариабельности ритма сердца.
В группе II типа (с выраженным преобладанием симпатической регуляции сердечного ритма, даже с признаками вегетативной дисфункции по Н.И. Шлык (2009) после проведения проб с задержкой дыхания наблюдалось некоторое снижение симпатической активности. В то же время, обращает на себя внимание, напряженный паттерн вегетативной регуляции во время проведения пробы с задержкой дыхания на выдохе, что может указывать на сниженное функциональное состояние регуляторных систем.
Для группы III типа (с умеренным преобладанием парасимпатической активности) было характерно резкое повышение симпатической активации в пробе с задержкой дыхания на вдохе (LF% 63,67 против 15,17 HF %) с последующей мягкой коррекцией (LF% 53,65 против 33,03HF %) во время задержки дыхания на выдохе, что можно расценивать как адекватную реакцию организма на нагрузку. В состоянии покоя после проведенной 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 ВСР, 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. Проведенное исследование подтвердило, что вегетативная регуляция ритма сердца реагирует на стрессорное воздействие - пробы с произвольной задержкой дыхания, вызывающие гипоксию и гиперкапнию. Адаптивные реакции ВРС проявляются повышением симпатической активации, которая, в последующем, при обычном дыхании, сменяются компенсаторным включением парасимпатического отдела ВНС. Несмотря на однонаправленный характер, выраженность реакций различается в зависимости от группы принятого нами ранжирования. В группе II типа наблюдался напряженный паттерн вегетативной регуляции во время проведения пробы с задержкой дыхания на выдохе, что может указывать на сниженное функциональное состояние регуляторных систем. В группах I и II типа 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 типа [23]. Полученные данные указывают на необходимость применения дифференцированных дыхательных практик в зависимости от типа регуляции вариабельности ритма сердца.
Об авторах
Лариса Евгеньевна Дерягина
Федеральное государственное казенное образовательное учреждение высшего образования «Московский университет Министерства внутренних дел Российской Федерации имени В.Я. Кикотя»
Автор, ответственный за переписку.
Email: lderyagina@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-5522-5950
SPIN-код: 6606-6628
Scopus Author ID: 6506233281
ResearcherId: N-5766-2015
Профессор, доктор медицинских наук, профессор кафедры психологии
Россия, 117997, г. Москва, ул. Академика Волгина, д. 12.Сергей Владиславович Булатецкий
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Рязанский государственный медицинский университет имени академика И.П. Павлова» Министерства здравоохранения Российской Федерации
Email: dr_bsv@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-6023-7523
SPIN-код: 2756-9179
ResearcherId: S-1631-2016
Доцент, доктор медицинских наук, профессор кафедры патофизиологии
Россия, 390026 г. Рязань, ул. Высоковольтная, д. 9Список литературы
- 1. Зенченко Т.А. Синхронизации сердечного ритма человека с геомагнитными пульсациями РС5 на разных широтах / Зенченко Т.А., Йорданова М., Поскотинова Л.В., Медведева А.А., Аленикова А.Э., Хорсева Н.И. // Биофизика, 2014, №6, стр. 1186-1194.
- 2. Сердечно-дыхательный синхронизм: новые методологические и методические возможности оценки уровня адаптации / В. М. Покровский, С. В. Полищук, Р. В. Горбунов, Э. В. Гурская // Физиологические проблемы адаптации: Сб. науч. ст. - Ставрополь, 2008. - С. 141-143.
- 3. Одегов А.К., Булатецкий С.В., Присакару М.Н Управляемое дыхание как способ коррекции функционального состояния организма человека посредством управления вариабельностью сердечного ритма //В сборнике: Физиология - актуальные проблемы фундаментальных и прикладных исследований. материалы Всероссийской с международным участием научно-практической конференции, посвященной 125-летию со дня рождения академика Петра Кузьмича Анохина. Волгоградский государственный медицинский университет. Волгоград, 2023. С. 268-271.
- 4. Шлык Н.И. Сердечный ритм и тип регуляции у детей, подростков и спортсменов. — Ижевск: Изд-во «Удмуртский университет», 2009. — 259 с.
- 5. Гридин Л. А. Современные представления о физиологических и лечебно-профилактических эффектах действия гипоксии и гиперкапнии //Медицина, 2016, №3. С.45-68.
- 6. Табаров М.С. Особенности реакций органных артерий и вен на гуморальные стимулы при сочетанном действии на организм гипоксии и гипотермии: Автореф. дис…. д-ра мед. наук. СПб.,2003. 45 с.
- 7. Чижов А.Я., Потиевская В.И. Нормализующий эффект нормобарической гипоксической гипоксии // Физиология человека. 1997. Т.23, № 1. С.108-112.
- 8. Чуб И.С., Милькова А.В., Елисеева Н.С. Состояние кардиореспираторной системы у студентов с различной степенью устойчивости к гипоксии //Бюллетень физиологии и патологии дыхания. 2014. № 52. С. 8-11.
- 9. Агаджанян Н.А., Полунин И.Н, Степанов В.К., Поляков В.Н. Человек в условиях гипокапнии и гиперкапнии. Астрахань Москва.: Изд. АГМА, 2001. 340 с.
- 10. Устойчивость к гипоксии и вестибулярная устойчивость воспитанников и воспитанниц 6-14 лет социально-реабилитационного центра / А.В.Ненашева [и др.] // Вестник ЮУрГУ. Серия: Образование, здравоохр., физ. культура. 2007. №2(74). С.120–124.
- 11. Диверт В.Э., Кривощеков С.Г., Водяницкий С.Н. Индивидуально-типологическая оценка реакций кардиореспираторной системы на гипоксию и гиперкапнию у здоровых молодых мужчин //Физиология человека. 2015. Т. 41. № 2. С. 64-73.
- 12. Агаджанян Н.А., Двоеносов В.Г. Физиологические особенности сочетанного влияния на организм острой гипоксии и гиперкапнии //Вестник восстановительной медицины. 2008. № 1 (23). С. 4-8.
- 13. Диверт В. Э. Кардиореспираторные реакции на гипоксию и гиперкапнию у пловцов / В. Э. Диверт, Т. Г. Комлягина, Н. В. Красникова, А. Б. Мартынов, С. И. Тимофеев, С. Г. Кривощеков // Вестник Новосибирского государственного педагогического университета 2017, том 7, № 5, С.207-224.
- 14. Михайлова А.В. Особенности показателей вариабельности ритма сердца у спортсменов с перенапряжением сердечно-сосудистой системы //Российский кардиологический журнал. 2020. Т. 25. № S2. С. 34.
- 15. Шаханова А.В., Коблев Я.К., Гречишкина С.С. Особенности адаптации сердечно-сосудистой системы спортсменов разных видов спорта по данным вариабельности ритма сердца //Вестник Адыгейского государственного университета. Серия 4: Естественно-математические и технические науки. 2010. № 1. С. 105-111.
- 16. Шлык Н.И. Управление тренировочным процессом спортсменов с учетом индивидуальных характеристик вариабельности ритма сердца // Физиология человека. 2016. Т. 42. № 6. С. 81-91.
- 17. Davila M.I., Lewis G.F., Porges S.W. PhysioCam: a new non-contact sensor for measuring heart rate variability in clinical and field settings.Public Health Front. 2017 Nov 22;5:300. doi: 10.3389/fpubh.2017.00300.
- 18. Hayano J, Yuda E. Pitfalls of assessing autonomic function using heart rate variability. J Physiol Anthropol. March 13, 2019; 38(1):3. doi: 10.1186/s40101-019-0193-2. PMID: 30867063; PMCID: PMC6416928.
- 19. Быков Е.В. Особенности миокардиально-гемодинамического и вегетативного гомеостаза у спортсменов циклических видов спорта с разной квалификацией /Быков Е.В., Балберова О.В., Сабирьянова Е.С., Чипышев А.В. //Человек. Спорт. Медицина. 2019. Т. 19. № 3. С. 36-45.
- 20. Schneider, M, Schwerdtfeger, A. Autonomic dysfunction in posttraumatic stress disorder indexed by heart rate variability: a meta-analysis. Psychol Med. 2020 September; 50(12):1937-1948. doi: 10.1017/S003329172000207X.
- 21. McCraty, R., and Schaffer, F. Heart rate variability: new insights into physiological mechanisms, assessment of self-regulatory capacity, and health risk. Global Advances in Health and Medicine, 2015, 4(1), 46–61. DOI: 10.7453.
- 22. Zaccaro A, Piarulli A, Laurino M, Garbella E, Menicucci D, Neri B, Gemignani A. How Breath-Control Can Change Your Life: A Systematic Review on Psycho-Physiological Correlates of Slow Breathing. Front Hum Neurosci. 2018 Sep 7;12:353. doi: 10.3389/fnhum.2018.00353.
- 23. Malhotra V., Bharshankar R., Ravi N., Bhagat O.L. Acute effects on heart rate variability during slow deep breathing. Mymensingh Med J. 2021 Jan; 30(1):208-213. PMID: 33397876.
Дополнительные файлы
