Статьи по медицинским темам
  • Регистрация
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Рейтинг 4.50 (1 Голос)

Еще на заре исследований по вариабельности сердечного ритма (ВСР) была предпринята попытка использовать анализ ВСР для изучения реакции организма на стрессовые воздействия и оценки выраженности этой реакции. Результаты исследований были опубликованы в монографии Р. М. Баевского и соавт. “Математический анализ изменений сердечного ритма при стрессе” [1]. В последующем эти и другие исследователи неоднократно возвращались к данной проблеме. Была показана высокая информативность изучения ВСР для оценки стрессовых реакций сердечно-сосудистой системы при физических и эмоциональных нагрузках [2-9]. В то же время в литературе недостаточно освещены возрастные аспекты изменений ВСР при стрессе. В связи с этим целью наших исследований явилось изучение изменений ВСР при различных видах стрессовых нагрузок у здоровых людей пожилого возраста.

Материал и методы исследования

В исследованиях приняли участие 110 пожилых (60-74 лет) и 35 молодых людей (20-34 лет), которые состояли на учете в поликлиническом отделении Института геронтологии АМН Украине как практически здоровые лица. По результатам тщательного клинического, лабораторного и инструментального обследования у них были исключены органические заболевания сердечно-сосудистой, дыхательной, эндокринной и центральной нервной системы.

Распределение обследованных в группы в зависимости от вида стрессовой нагрузки приведено в таблице 1.

Вид стрессовой нагрузки

молодые

пожилые

Дозированная субмаксимальная физическая нагрузка длительностью 10 мин

15

30

Дозированная психоэмоциональная нагрузка

длительностью 10 мин

20

80

Модели стрессовых воздействий.

В качестве моделей использовали два вида стрессовых воздействий:

1) дозированную физическую нагрузку (ФН) на велоэргометре мощностью 110 Вт продолжительностью 10 мин (субмаксимальная нагрузка),

2) дозированную психоэмоциональную пробу длительностью 10 мин.

Психоэмоциональное стрессовое воздействие.

Для воспроизведения состояния психоэмоционального стрессорного напряжения у молодых людей наиболее часто используется арифметический счет в условиях дефицита времени [10-14]. Однако для пожилых такая модель психоэмоционального воздействия является достаточно сложной и трудно выполнимой. Поэтому совместно с сотрудниками института геронтологии И. А.Антонюк-Щегловой и А. В.Писаруком разработана лабораторная модель психоэмоционального напряжения – компьютерное задание выбора, которое позволяет воспроизвести состояние психоэмоционального напряжения у обследуемых любого возраста [15].

Задание состояло в том, чтобы максимально быстро погасить появляющееся на экране монитора изображение квадрата зеленого цвета путем нажатия определенной клавиши. Компьютерная программа автоматически выводила на экран квадрат заданных размеров (1 см х 1см) зеленого или красного цвета в случайной последовательности, в различных (случайных) позициях экрана. Скорость предъявления квадратов увеличивалась с каждым этапом теста, которые следовали друг за другом без перерыва, причем продолжительность этапов была одинакова (2 мин), а количество предъявлений увеличивалось от 70 ( на 1-м этапе) до 120 ( на 5-м этапе). Таким образом, испытуемому приходилось работать в условиях нарастающего дефицита времени. Нажатие на клавишу при появлении изображения красного квадрата расценивалось как ошибка. При ошибках подавался звуковой сигнал, и на экране появлялась вспышка красного цвета.

Условия проведения психоэмоциональной пробы были одинаковыми. Исследование проводили в первой половине дня в положении сидя в изолированном от посторонних звуков помещении. За сутки до исследования испытуемый получал подробную инструкцию по выполнению теста, после чего в течение 10 мин он адаптировался к работе с компьютером. Пациенту также объясняли, что проводимое исследование имеет важное значение для уточнения диагноза, выбора адекватного медикаментозного лечения и установления прогноза состояния здоровья. Этим вызывали заинтересованность в успешном выполнении психоэмоциональной пробы, так как известно, что одним из условий воспроизведения состояния психоэмоционального напряжения является наличие достаточной мотивации [16].

В исходном состоянии и сразу же после прекращения психоэмоциональной пробы определяли показатели гемодинамики: ударный объем (УО), минутный объем кровообращения (МОК), периферическое сосудистое сопротивление (ПСС). В исходном состоянии и через каждые две минуты во время теста определяли ЧСС, систолическое и диастолическое АД. Показатели вариабельности сердечного ритма изучали в исходном состоянии и на 8-10-й мин психоэмоциональной пробы.

Методы исследования.

Спектральный анализ вариабельности сердечного ритма.

Для спектрального анализа использовались стационарные участки сердечного ритма, состоящие из 200 последовательных сердечных циклов (интервалов R-R). Длительность R-R интервалов измеряли при помощи компьютера с точностью до 0,01 с. Обработку проводили на ПЭВМ IBM PC AT. Спектральный анализ ВСР осуществлялся с использованием программного обеспечения, переданного сотрудником Каунасского НИИ кардиологии Й. К. Каукенасом. Выявление спектральных компонент ВСР и количественную оценку их параметров проводили с помощью авторегрессионной модели.

При физиологической интерпретации показателей ВСР учитывались как литературные данные, так и результаты собственных исследований [17-24]. Так изменения (модуляции) парасимпатической активности оценивали по количественным значениям мощности высокочастотной компоненты ВСР (HF, диапазон 0,2-0,4 Гц) [17,18,22,24]. О барорефлекторных влияниях на сердечно-сосудистую систему судили по показателю мощности низкочастотной компоненты ВСР (LF, диапазон 0,08-0,12 Гц [18,21,25]. Модуляции симпатической активности оценивали по показателю мощности очень низкочастотной компоненты ВСР (VLF, диапазон 0-0,05 Гц) [18-20,22]. Наряду с этим вычисляли относительный вклад отдельных компонент ВСР в общую мощность спектра RR интервалов (в % ), на основании чего судили о преобладании симпатических или парасимпатических влияний на ССС.

Гемодинамические исследования. Артериальное давление измеряли аускультативным методом по Короткову. Параметры центральной гемодинамики определяли методом тетраполярной реографии [26] с использованием реоплетизмографа 4РГ-2М (СССР), а при проведении психоэмоциональной пробы – при помощи аппарата «Медиана-1» (СССР).

Электрокардиографический контроль. При проведении физической и психоэмоциональной нагрузки регистрировали электрокардиограмму в 12 общепринятых отведениях на электрокардиографе 6-NEK-4. Во время нагрузки осуществляли постоянное мониторирование ЭКГ путем регистрации отведения МС5 на телеэлектрокардиографе “ Sirecust” фирмы “Siemens”.

Статистический анализ результатов. Полученные результаты обработаны методами вариационной статистики с использованием компьютерной программы «EXEL». Рассчитывали средние арифметические величины показателей (М), их среднеквадратическое отклонение и ошибки средних величин (m), средние арифметические величины сдвигов показателей и ошибки средних величин сдвигов. Достоверность различий показателей между группами и достоверность сдвигов оценивали с использованием критерия t Стьюдента.

Результаты и обсуждение

1. Вариабельность сердечного ритма при дозированной физической нагрузке субмаксимальной интенсивности

Данные табл. 2, показывают, что во время стрессовой физической нагрузки пожилые мужчины имеют большие значения амплитуды моды R-R интервалов и меньшие значения общей вариабельности сердечного ритма (ТР), мощности высокочастотной (HF) и низкочастотной (LF) компонент ВСР по сравнению с группой мужчин молодого возраста.

Таблица 2 - Показатели ВСР у здоровых людей разного возраста в исходном состоянии и во время стрессовой физической нагрузки 110 Вт

 

В покое

На 10-й мин нагрузки

Показатели

молодые

пожилые

молодые

пожилые

Амплитуда моды

R-R интервалов, %

36±3

61±3 **

91±2

100±1 *

Мощность HF, мс

25±2

9±2 **

5,5±0,3

3,5±0,3 *

Мощность LF, мс

23±2

10±2 **

3,4±0,5

0,4±0,1 **

Примечания: 1. * - достоверность различия между группами, p<0,05; 2. ** - то же, p<0,01.

Это свидетельствует о более значительной активации симпатической нервной системы на фоне существенного ослабления парасимпатических и барорефлекторных влияний на сердечно-сосудистую систему во время ФН.

В зависимости от прироста артериального давления на субмаксимальную нагрузку пожилые люди распределены на две подгруппы: у лиц 1-й подгруппы систолическое АД во время нагрузки достигало 220 мм рт. ст. (гиперреакторы, 30 чел.), у лиц 2-й подгруппы систолическое АД не превышало 200 мм рт. ст. (нормореакторы, 33 чел.).

Анализ показателей ВСР в исходном состоянии показал достоверные различия между этими подгруппами. У пожилых гиперреакторов в покое ниже мощность LF и HF компонент ВСР. В то же время у 24-ти из 30-ти гиперреакторов в структуре ВСР превалирует мощность VLF. Это свидетельствует о том, что в исходном состоянии у пожилых гиперреакторов значительно снижены барорефлекторные и парасимпатические влияния на ССС. Большинство гиперреакторов (78 %) имеют преобладание симпатических влияний на ССС.

2. Вариабельность сердечного ритма при дозированной психоэмоциональной стрессовой нагрузке.

При психоэмоциональной нагрузке у молодых людей наблюдались более значитель­­­ные, чем у пожилых, абсолютные изменения ЧСС и минутного объема кровообращения. Повышение систолического и диастолического АД, наоборот, было более значительным у пожилых испытуемых. Так, максимальный относительный прирост систолического АД у молодых составил (9±2) %, а у пожилых (23±3) % (p<0,05).

Направленность изменений ВСР при психоэмо­­­циональной нагрузке у молодых и пожилых людей характеризуется ростом мощности очень низкочастотной компоненты (VLF), что свидетельствует о повышении активности симпатической системы. Одновременно уменьшается мощность низкочастотной компоненты ВСР (LF), что отражает ос­­­лабление барорефлекторных влияний на сердечно-сосудистую систему.

Однако у пожилых людей при психоэмоциональном напряжении происходит более значительное усиление модуляций симпатической активности (повышение мощности VLF) на фоне большего ослабления барорефлекторных влияний (уменьшение мощности LF). При корреляционном анализе на высоте стрессовой нагрузки у пожилых людей найдена достоверная обратная зависимость между мощностью LF и систолическим АД у молодых r = - 0,24, p>0,05, у пожилых r = - 0,57, p<0,05), а также прямая связь между мощностью VLF и систолическим АД (у молодых r = 0,32, p>0,05, у пожилых r = 0,52, p<0,05).

Итак, избыточное повышение АД является главной отличительной особенностью гемодинамической реакции на психоэмоциональное воздействие у людей пожилого возраста. В определенной степени это связано с изменениями вегетативной регуляции – более значительным повышением симпатической активности и ослаблением барорефлекторных влияний на сердечно-сосудистую систему.

В зависимости от степени прироста АД пожилые здоровые люди имеют два типа реакции на психоэмоциональную нагрузку. У гиперреакторов (подгруппа 1, 43 чел.) на 10-й мин теста прирост систолического АД составлял более 20 мм рт. ст., а диастолического АД - более 10 мм рт. ст. У нормореакторов (подгруппа 2, 37 чел.) прирост систолического и диастолического АД составлял соответственно менее 20 мм рт. ст. и менее 10 мм рт. ст. Таким образом, более половины пожилых здоровых людей (53 %) являются гиперреакторами. В группе молодых людей избыточное повышение АД выявлено у 7 % обследованных.

Из данных, представленных в табл. 3, следует, что у пожилых гиперреакторов при психоэмоциональной нагрузке происходит увеличение мощности VLF и уменьшение мощности LF.

Таблица 3 - Исходные значения и абсолютные изменения показателей ВСР при дозированной психоэмоциональной нагрузке у пожилых нормореакторов (1) и гиперреакторов (2)

Показатели

исходный уровень

абсолютный сдвиг

Мощность 1

VLF, мс 2

18,4 ± 2,0

17,8 ±1,8

2,7 ± 3,9

2,3 ± 2,1

Мощность 1

LF, мс 2

9,2 ±1,6

7,6 ±1,6

- 1,0 ± 2,0

- 2,3 ± 2,0

1 Мощность

HF, мс 2

16,0 ± 1,8

14,2 ±1,8

4,0 ± 2,0 #

1,2 ± 2,0

Примечание. # - достоверность сдвига показателя от исходного уровня, p<0,05.

Изменения показателей свидетельствуют о повышении симпатической активности и ослаблении барорефлекторных влияний на сердечно-сосудистую систему. В то же время у пожилых нормореакторов во время стрессового воздействия не наблюдалось достоверного увеличения мощности VLF (показателя симпатической активности) и уменьшения мощности LF (показателя барорефлекторных влияний на ССС). Кроме этого, у нормореакторов имела место тенденция к росту мощности HF, что можно трактовать как компенсаторное повышение парасимпатической активности.

Таким образом, особенностью изменений вегетативной регуляции при психоэмоциональной пробе у пожилых гиперреакторов является более значительное повышение активности симпатической системы, существенное ослабление барорефлекторных влияний на ССС и отсутствие компенсаторного повышения тонуса парасимпатического звена вегетативной регуляции. Эти регуляторные механизмы определяют развитие чрезмерной прессорной сосудистой реакции, которая приводит к неадекватному повышению АД.

Индивидуальные особенности исходного состояния вегетативной регуляции ССС. Индивидуальный тип вегетативной регуляции ССС определяли у пожилых лю­­­дей с нормальной (подгруппа 1, 37 чел.) или избыточ­­­ной реакцией АД на дозированную психоэмоциональную пробу (подгруппа 2, 43 чел.). Для этого использовали предложенные нами критерии (табл. 4).

Таблица 4 - Диагностические критерии типов вегетативной регуляции ССС

Вариант вегетативной регуляции

Критерий

Величина

Преобладание симпатических влияний

удельный вес VLF

> 70

Преобладание парасимпатических влияний

удельный вес HF

>50

Нормальный баланс между симпатическими и парасимпатическими влияниями

удельный вес HF

30-50

В соответствии с этими критериями, большинство пожилых гиперреакторов имели преобладание симпатических влияний на ССС. И лишь только у 20 % гиперреакторов выявлено нормальное соотношение симпатических и парасимпатических влияний на ССС (табл. 5).

В то же время большинство пожилых нормореакторов имели нормальное соотношение активности симпатического и парасимпатического отделов вегетативной нервной системы или преобладание парасимпатических влияний на сердечно-сосудистую систему.

Таблица 5 - Структура вариантов вегетативной регуляции в состоянии покоя у пожилых людей с различной устойчивостью сердечно-сосудистой системы к психоэмоциональной стрессовой нагрузке, %

Подгруппы

пожилых

людей

Преобладание симпатических влияний

Преобладание парасимпатических влияний

Нормальный баланс симпатических и парасимпатических влияний

Нормореакторы

Гиперреакторы

20

80

p<0,05

22

0

p<0,05

58

20

p=0,05

Как следует из данных табл. 6, пожилые гиперреакторы в исходном состоянии имеют меньшие значения общей вариабельности СР, что связано с ослаблением парасимпатических и уси­­­лением симпатических влияний на ССС. О повышении симпатической актив­­­ности также свидетельствует более высокий процентный вклад мощности VLFC вариабельности СР в общую вариабельность СР - (75±3) % у гиперреакторов и (68±4) % у нормореакторов. У ги­­­перреакторов, по сравнению с нормореакторами, отмечено уменьшение мощности LFC вариа­­­бельности СР, что свидетельствует о значительном ослаблении ба­­­рорефлекторного контроля за состоянием ССС. Гиперреакторы отличались от нормореакторов еще тем, что имели меньшую мощность HFC вариабельности СР, что характеризует снижение парасимпатических влияний на ССС.

Таблица 6 - Показатели вариабельности сердечного ритма в состоянии покоя у пожилых людей с различной устойчивостью сердечно-сосудистой системы к психоэмоциональной стрессовой нагрузке

Показатели

Нормореакторы

Гиперреакторы

Мощность VLF, мс

17,8 + 1,3

17,1 + 0,9

Мощность LF, мс

8,5 + 0,6

6,3 + 0,6 *

Мощность HF, мс

15,1 + 1,0

12,3 + 0,8 *

Общая мощность спектра, мс

27 + 1

23 + 1*

Примечание. * - достоверность различия между группами, p < 0,05.

Результаты определения исходного состояния вегетативной регуляции могут быть использованы при отборе пожилых людей, предрасположенных к избыточным гемодинамическим реакциям на психоэмоциональный стресс. Эти люди уже в покое имеют относительно низкие показатели парасимпатической (мощность HFC менее 12 мс) и барорефлекторной активности (мощность LFC менее 7 мс), у них превалируют симпатические влияния на ССС (относительный вклад мощности VLFC более 70 %). С другой стороны, индивидуумы с преобладанием па­­­расимпатических влияний на ССС (относительный вклад мощности HFC более 50 %), как правило, имеют меньшую вероятность развития избыточной реакции АД при психоэмоциональных нагрузках.

Таким образом, ослабление барорефлекторных и парасимпатических влияний на ССС и относительное повышение сим­­­патической активности являются отличительными особенностями исходного состояния вегетативной регуляции у пожилых людей, имеющих сниженную устойчивость сердечно-сосудистой системы к психоэмоциональной стрессовой нагрузке.

Выводы

1. При различных видах стрессовых воздействий у молодых и пожилых людей происходит уменьшение мощности LF и HF компонент вариабельности сердечного ритма, что свидетельствует об ослаблении барорефлекторных и парасимпатических влияний на сердечно-сосудистую систему. Повышение амплитуды моды кардиоинтервалов при физической нагрузке и относительное увеличение мощности VLF компоненты ВСР при психоэмоциональной нагрузке отражает повышение симпатической активности.

2. Отличительной особенностью изменений ВСР при стрессовых нагрузках у пожилых людей является более значительное уменьшение мощности VL и HF компонент ВСР, преобладание на этом фоне мощности VLF. Это свидетельствует о более существенном снижении парасимпатических и барорефлекторных влияний на сердечно-сосудистую систему и повышении влияний симпатического отдела вегетативной нервной системы.

3. Индивидуальный тип вегетативной регуляции ССС определяет устойчивость сердечно-сосудистой системы к стрессовым нагрузкам. Ослабление барорефлекторных и парасимпатических влияний на ССС и возникающее на этом фоне повышение сим­­­патической активности характерны для пожилых людей со сниженной устойчивостью сердечно-сосудистой системы в условиях стрессовых нагрузок.

Литература

1. Баевский Р. М., Кириллов О. И., Клецкин C. Э. Математический анализ изменений сердечного ритма при стрессе.- М.: Наука, 1984.- 214 с.

2. Cacioppo J. T. , Berntson G. G., Malarkey W. B. et al. Autonomic, neuroendocrine, and immune responses to psychological stress: the reactivity hypothesis // Ann. NY Acad. Sci. – 1998.-V.840.-P.664-673.

3. Stoney C. M., Matthews K. A., McDonald R. H. Sex differences in lipid, lipoprotein, cardiovascular, and neuroendocrine responses to acute stress // Psychophysiology.- 1988.- V.25, N 6.- P.645-656.

4. Bernardi L., Wdowczyk-Szulc J., Valenti C. et al. Effects of controlled breathing, mental activity and mental stress with or without verbalization on heart rate variability // J. Am. Coll. Cardiol.- 2000.- V.35, N 6.-P.1462-1469.

5. Tanaka G., Sawada Y., Fujii R. Cardiac vagal withdrawal during stressful tasks estimated by the baroreflex sensitivity and respiratory sinus arrhythmia] // Japanese Journal of Psychology. – 1994.-V.65, N 1.-P.9-17.

6. Данилова Н. Н., Астафьев С. В. Изменения вариабельности сердечного ритма при информационной нагрузке // Журн. высш. нерв. деятельности им. Павлова.- 1999.- Т.49, N 1.-C.28.

7. Станкус А. И., Соколов Е. Н. Вариабельность сердечного ритма при информационных нагрузках // Физиол. человека.- 1984.- Т.10, N 5.-C.852-857.

8. Madden K., Savard G. K. Effects of mental state on heart rate and blood pressure variability in men and women // Clinical Physiology.- 1995.-V.15, N 6.-P.557-569.

9. Sloan R. P. Shapiro P. A. Bagiella E. et al. Effect of mental stress throughout the day on cardiac autonomic control // Biological Psychology.- 1994.-V.37, N 2.-P.89-99.

10. Ведяев Ф. П., Воробъева Т. М. Модели и механизмы эмоциональных стрессов.- К.: Здоров’я, 1983.- 135 с.

11.Stoney C. M., Niaura R., Bausserman L. Temporal stability of lipid responses to acute psychological stress in middle-aged men // Psychophysiology.- 1997.-V.34, N 3.-P.285-291.

12. Steptoe A. Methodology of mental stress testing in cardiovascular research // Circulation. - 1991.- V.83, N 4, Suppl.: Mental stress as a trigger of cardiovascular events.- P. II14-II25.

13. Tanaka G., Sawada Y., Fujii R. Cardiac vagal withdrawal during stressful tasks estimated by the baroreflex sensitivity and respiratory sinus arrhythmia // Japanese J. of Psychology.- 1994.-V. 65, N 1.-P.9-17.

14. Sloan R. P., Shapiro P. A., Bagiella E. et al Temporal stability of heart period variability during a resting baseline and in response to psychological challenge // Psychophysiology.- 1995.- V.32, N 2.-P.191-198.

15. Антонюк-Щеглова И. А., Шатило В. Б., Писарук А. В. Особенности реакции сердечно-сосудистой системы на кратковременное экспериментальное психоэмоциональное стрессорное воздействие // Проблемы старения и долголетия.- 1994, Т. 4, N 2.- C.220-226.

16. Боднар Э. Л., Зараковский Г. М., Гайнова Л. Д. Мотивация как фактор формирования функционального состояния напряженности оператора // Физиол. человека.- 1999.- Т.25, N 3.- C.71-78.

17. Hedman A. E., Hartikainen J., Tahvanainen K., Hakumaki M. The high frequency component of heart rate variability reflects cardiac parasympathetic modulation rather than parasympathetic 'tone' // Acta Physiologica Scandinavica.-V. 155, N 3.-P.267-273.

18. Коркушко О. В., Шатило В. Б., Шатило Т. В., Короткая Е. В. Анализ изменений вегетативной регуляции сердечного ритма на различных этапах индивидуального развития // Физиология человека.- 1991.- N 2.- C.31-40.

19. Weise F., Heydenreich F., Runge U. Contributions of sympathetic and vagal mechanisms to the genesis of heart rate fluctuations during orthostatic load: a spectral analysis // J. Auton. Nerv. Syst.- 1987.- V.21, N 2.-P.127-134.

20. Bootsma M., Swenne C. A., Vanbolhuis H. H. Heart rate and heart rate variability as indexes of sympathovagal balance // Am. J. of Physiol.- 1994.- V.266, N 4, Pt. 2.-P. H1565-H1571.

21. Sleight P., Larovere M. T., Mortana A. et al. Physiology and pathophysiology of heart rate and blood pressure variability in humans: Is power spectral analysis largely an index of baroreflex gain? // Clinical Science.- 1995.- V.88, N 1.- P.103-109.

22. Akselrod S., Gordon D., Andrew F. et al. Power spectrum analysis of heart rate fluctuation: A quantitative probe of beat-to-beat cardiovascular control // Science.- 1981.-V.213, N 4504.-P.220.

23. Pomeranz D., Macaulay R. J., Candill M. A. et el. Assessment of autonomic function in humans by heart rate spectral analysis // Am. J. Physiol.-1985.- V.248, N 1.-P. H151-H153.

24. Malliani A., Pagani M., Lombardi F. Physiology and clinical implications of variability of cardiovascular parameters with focus on heart rate and blood pressure // Am. J. Cardiol.- 1994.-V.73, N 10.-P.3-9.

25. Коркушко О. В., Шатило В. Б., Гирина О. Н. Изменения барорефлекторной регуляции сердечно-сосудистой системы при старении // Український кардіологічний журнал.- 1994.- N 5-6.- C.10-15.

26. Пушкарь Ю. Т., Большаков В. М., Елизаров Н. А. и др. Определение сердечного выброса методом тетраполярной грудной реографии и его методологические возможности // Кардиология.- 1977.- N 7.-C.85-90.

ВАРИАБЕЛЬНОСТЬ СЕРДЕЧНОГО РИТМА ПРИ СТРЕССЕ:

ВОЗРАСТНЫЕ АСПЕКТЫ

Шатило В. Б., Коркушко О. В., Шатило Т. В.

Институт геронтологии АМН Украины, г. Киев

Вариабельность сердечного ритма при стрессе - 4.0 out of 5 based on 1 vote

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить