Возрастные особенности механизмов регуляции кардиоритма женского организма в условиях Ставрополья

удк: 612.171.1 О. А. Бутова [O. A. Butova ]

А. С. Ермакова [A. S. Ermakova]

возрастные особенности

механизмов регуляции кардиоритма женского организма

в условиях Ставрополья

Age features of the mechanisms of regulation of heart rate of the female body in terms of Stavropol

В статье представлены результаты исследования вариабельности и спектральной мощности сердечного ритма женского организма. Выявлены возрастные различия, свидетельствующие о разной степени адаптационных возможностей организмов в исследуемые периоды онтогенеза.

The article presents the results of a study of variability and heart rate spectral power of the female body. The age differences, showing varying degrees of adaptation capabilities of organisms studied periods of ontogenesis.

Ключевые понятия: вариационная пульсометрия, вариабельность сердечного ритма, спектральный анализ кардиоритма. Key words: Variation pu^m^^a, heart rate variability, spectral analysis of heart rate.

Одной из актуальных проблем современной физиологической науки и возрастной биологии человека является изучение вариабельности сердечного ритмаи спектрального анализа кардиоритма женского организма в возрастном аспекте с целью изучения уровней и эффектов адаптации и выявления резервных возможностей систем жизнеобеспечения.

Существенные возрастные различия в реализации биологических и социальных функций женского организма в разных периодах онтогенеза в значительной мере обусловлены морфофункциональными особенностями организма [Филимонова, Кравец, 2010]. В рамках теории индивидуального развития человека в юношеском периоде онтогенеза морфофунк-циональные изменения обусловливают статус функционирования систем жизнеобеспечения - «физиологическая норма». В то время как в зрелом

возрасте второго периода онтогенеза начинают происходить возрастные изменения систем организма, что ведет к манифестации заболеваний, в том числе, болезней сердца и кровообращения [Захарова, Михайлов, 2008].

Исходя из вышесказанного, поставленная для рассмотрения физиологическая проблема по оценке механизмов регуляции кардиоритма женского организма в указанные периодыонтогенеза является актуальной.

Следует отметить, что интенсивное развитие средств для математической обработки и анализа ритма сердца обусловлено углублением теоретических представлений о том, как осуществляется регуляция сердечного ритма, работу каких физиологических механизмов отражают те или иные показатели вариабельности ритмасердца.

Важен и ещё один аспект: поиск возрастных особенностей механизмов регуляции кардиоритма и спектральной мощности ритма сердца,имеющий первостепенное значение для оценки адаптивных возможностей организма человека.

Целью исследования являлась характеристика вариабельности и спектральной мощности кардиоритма у женщин юношеского и зрелого возраста в условиях Ставрополья.

В соответствии с разработанной программой исследования оценены и проанализированы вариационно-пульсометрические и мощностные характеристики сердечного ритма у 29 девушек юношеского периода онтогенеза, являющихся студентами ФГАОУ ВПО «Северо-Кавказский федеральный университет» и 27 женщин зрелого возраста второго периода онтогенеза, относящиеся к работникам умственного труда (учителя, библиотекари). Исследование проводилось на базе кафедры анатомии и физиологии и лаборатории патологической физиологии центра «Инновационные образовательные и научные технологии в медицине и фармации» института живых систем ФГАОУ ВПО «Северо-Кавказский федеральный университет».

При анализе ритма сердца были использованы методы вариационной пульсометрии и спектрального анализа с использованием клиноор-тостатической пробы на диагностическом приборе «Варикард 2.5» производства ООО «Институт Внедрения Новых Медицинских Технологий. Рамена, г. Рязань», с применением специализированного программного обеспечения «Иским 6.1», позволяющего рассчитать до 40 показателей, соответствующих стандартам по измерению [Губкина, Кайко, 2009; Андросова, 2010].

Статистическая и биометрическая обработка материала осуществлена при помощи пакета анализа МюгоБойОШсеЕхсе12003 и STATISTIKA6.0.

При анализе показателей вариационной пульсометрии на групповом уровне в условиях физиологического покоя в группе девушек выявлено умеренное (ИН = 426,6 ± 44,2 усл. ед.) а в группе женщин - выраженное (ИН = 538,1 ± 64,6 усл. ед.) преобладание симпатических влияний на кардиоритм.

Анализ вариационных пульсограмм в клиноположении выявил, что в механизме регуляции кардиоритма у девушек доминируют гуморальные влияния, а у женщин возрастает роль вагусных воздействий.

Справедливо полагать, что в организме девушек доминирует гуморальный канал регуляции, отражающий наиболее вероятный уровень функционирования синусового узла, а в женском организме выявлен вегетативный дисбаланс.

Выполнение девушками клино-ортостатической пробы привело к снижению роли гуморального канала регуляции, но не вызвало дополнительного подключения симпатического отдела вегетативной нервной системы. Таким образом, выполнение нагрузочной пробы в юношеском периоде онтогенеза по данным вариационной пульсометрии выразилось в регуляции ритма сердца импульсами синусового узла, что подтверждает достоверное увеличение ЧСС (рис. 1).

Выполнение нагрузочной пробы у женщин зрелого возраста второго периода вызвало снижение роли вагусных воздействий, но без дополнительного подключения симпатического отдела вегетативной нервной системы, что указывает на дисбаланс звеньев регуляторного механизма кардиоритма (рис. 2).

В ходе анализаспектральной мощности ритма сердцав клинополо-жении, общая мощность спектра (ТР), отражающая суммарный эффект воздействия на сердечный ритм всех уровней регуляции, у девушек составила 3217,3 ± 756,2мс2, а у женщин -5216,72 ± 501,2 мс2. С учетом имеющихся в литературе сведений, что среднее абсолютное значение ТР, составляющее 3446 ± 102,4 мс2, характерно для здоровых людей и отражает оптимальный уровень функционирования сердечнососудистой системы [Бабунц, Мириджанян, 2010], полагаем, что обнаруженное нами увеличение этого параметра в 1,5 раза у женщин зрелого возраста свидетельствует о повышении функциональной активности звеньев регуляторного механизма в женском организме зрелого возраста.

Рис. 1. Показатели вариационной пульсометрии у девушек юношеского периода ортогенеза.

Рис. 2. Показатели вариационной пульсометрии женщин зрелого возраста.

Анализ параметров волновых характеристик кардиограмм выявил у девушек в регуляции кардиоритма в условии физиологического покоя одинаковую степень влияния высокочастотных (HighFrequency [HF]) волн,характеризующих автономный контроль регуляции и низкочастотных (LowFrequency-LF) волн, отражающих регуляторную активность 3-го уровня центрального контура (см. табл.):

СПЕКТРАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ КАРДИОРИТМА

Группы Тр, мс2 Н^ мс2 LF, мс2 VLF, мс2

1 группа

клино 3217,3 ± 756,2 1266 ± 105,82 1269,5 ± 102,71 681,7 ± 54,01

орто 3123,7 ± 269,3 497,6 ± 33,78 1801,7 ± 104,14 824 ± 53,68

Р > 0,1 < 0,01 < 0,01 > 0,1

2 группа

клино 5216,7 ± 501,2 2085,1 ± 204,3 2060,6 ± 226,6 1242,1 ± 120,5

орто 5883,9 ± 493,1 1363,9 ± 135 2448,3 ± 244,8 2104,7 ± 252,6

Р > 0,1 < 0,05 < 0,01 < 0,05

Р1 < 0,01 > 0,01 > 0,01 > 0,01

Р2 > 0,01 > 0,01 < 0,01 > 0,01

Примечание: 1 группа - девушки юношеского периода онтогенеза;

2 группа - женщины зрелого возраста;

Р - уровень достоверности между клино- и ортоположением в каждой группе; Р1 - уровень достоверности клино/клино между группами; Р2 - уровень достоверности орто/орто между группами.

Выполнение клиноортостатической пробы девушками привело к возрастанию роли 3-го уровня центрального контура регуляции кардио-ритма в 1,4 раза за счет снижения автономного контура (вагусного воздействия) в 2,5 раза. В организме женщин сохраняется ведущая роль 3-го уровня центрального контура (LF волн) на фоне снижения роли автономного контура регуляции кардиоритма (ОТ). Подобная реакция на нагрузочную пробу с физиологической точки зрения представляется адекватной испытываемым нагрузкам [Яблучанский, Мартыненко, 2010].

Сравнительный анализ спектральной плотности мощности колебаний ритма сердца в условиях физиологического покоя выявил в женском организме зрелого возраста возрастания роли автономного контура, 3-го и 2-го уровней центрального контура регуляции.

%

90

80

70

60

50

40

30

20

10

22 22  36 41 23

28

39 39 39 39

57

1 группа 2 группа клиноположения

1 группа 2 группа ортостаз

VLF

LF

HF

Рис. 3. Спектральная мощность колебаний ритма сердца.

0

При этом если роль автономного контура и 3-го уровня ценрального контура возросла в 1,6 раза, то роль 2-го уровня - в 1,8 раза.

Таким образом, в организме женщин выявлена максимальная степень влияния на кардиоритм центральных эрготропных влияний, позволяющих судить о функциональном состоянии коры головного мозга и определенной степени психоэмоционального напряжения.

Оценка спектральной мощности плотности колебаний ритма сердца, дающая информацию о распределении мощностей в зависимости от частот колебаний, отражает активность звеньев регуляторного механизма (рис. 3).

В условиях физиологического покоя как в организме девушек, так и в организме женщин зрелого возраста ведущую роль в регуляции кардио-

ритма играют автономный контур (39 % - у девушек, 39 % - у женщин) и 3-й уровень центрального контура (39 % - у девушек, 39 % - женщин зрелого возраста).

То есть в изучаемых периодах онтогенеза рабочими контурами, обеспечивающими регуляцию кардиоритма являются: синусовый узел, n. Vagus и его ядра продолговатого мозга и вазомоторный центр, осуществляющий афферентный синтез и посылающий в сосудистую систему эфферентную импульсацию.

Справедливо полагать, что в условиях физиологического покоя у девушек и женщин зрелого возраста в ведущих рабочих структурах контуров управления сердечным ритмом половых различий не выявлено.

При выполнении нагрузочной пробы в организме девушек доминирует 3-й уровень центрального контура, обусловленный симпатической модуляцией сердечного ритма и характеризующий состояние системы регуляции сосудистого тонуса.

В организме женщин зрелого возраста на фоне симпатической модуляции кардиоритма (3-й уровень центрального контура) существенную роль играют церебральные эрготропные воздействия и влияния гипотала-мо-гипофизарной системы.

Подводя общий итог проведенному исследованию, можно заключить, что при выполнении физиологически адекватной нагрузочной пробы выявлены половые отличия в звеньях регуляторного механизма сердечного ритма.

В женском организме юношеского периода онтогенеза ведущим в регуляции кардиоритма является 3-й уровень центрального контура, -маркер симпатической модуляции с обратной связью контроля сосудистого тонуса.

В женском организме зрелого возраста на фоне симпатической модуляции проявляются церебральные воздействия и влияния гипоталамо-гипофизарной системы, в совокупности характеризующих активность 2-го уровня центрального контура регуляции кардиоритма.

Однако в организме женщин зрелого возраста для адекватной реакции на нагрузочную пробу подключения только вазомоторного центра оказалось не достаточным и обусловило включение коркового и гипотала-мо-гипофизарного уровней.

Сравнительный анализ спектральной плотности мощности колебаний ритма сердца в условиях физиологического покоя выявил в женском

организме зрелого возраста возрастание роли автономного контура, 3-го и 2-го уровней центрального контура.

При этом если роль автономного контура и 3-го уровня центрального контура возросла в 1,6 раза, то роль 2-го уровня - в 1,8 раза.

Таким образом, в организме женщин выявлена максимальная степень влияния на кардиоритм центральных эрготропных влияний, позволяющих судить о функциональном состоянии коры головного мозга и психоэмоциональном напряжении.

При выполнении нагрузочной пробы в женском организме наряду сохранения установленной активации и автономного, и двух уровней центрального контура изменилась степень их влияний на кардиоритм. А именно, возросла в 2,7 раза роль вагусных воздействий и в 2,5 раза -воздействий церебральных и гипоталамо-гипофизарных воздействий.

ЛИТЕРАТУРА 1. Адельшина Г. А., Гавриков К. В., Радышевская Т. Н., Лущик И. В., Полеткина И. И., Балуева В. А. Экспертная оценка применимости метода вариационной пульсометрии для диагностики типов вегетативных регуляций // Современные наукоемкие технологии. 2009. № 3. 34 с.

2. Андросова Д. А. Статистическая обработка данных, полученных ПАК «Варикард 2.5», в электронных таблицах MICROSOFTEXCEL для оценки состояния здоровья человека // Биоразнобразие, биоресурсы, новые материалы и здоровье населения региона. Ставрополь. 2010. С. 191-192.

3. Бабунц И. В., Мириджанян Э. М., Мшаех Ю. А. Азбука вариабельности сердечного ритма. Ставрополь. 2010. С. 68-73.

4. Губкина Д. Г., Кайко С. А., Сеттарова З. С., Павленко В. Б. Изменение показателей вариационной пульсометрии под влиянием сеансов обратной связи по ЭЭГ // Ученые записки Таврического национального университета им. В. И. Вернадского. Серия «Биология, химия». 2009. № 4. С. 36-40.

5. Захарова Н. Ю., Михайлов В. П. Физиологические особенности вариабельности ритма сердца в разных возрастных группах // Вестник аритмологии. № 23. 2008. С. 78.

6. Миронова Т. Ф., Давыдова Е. В., Соколова Т. А. Вариабельность сердечного ритма при профессиональных заболеваниях. Клиническая информатика и телемедицина. 2010. Т. 6. Вып. 7. 200 с.

7. Филимонова Н. Б., Кравец Т. В. Определение индивидуальных особенностей динамики кардиоритма при тестировании оперативной памяти человека // Ученые записки Таврического национально-

го университета им. В. И. Вернадского. Серия «Биология, химия». Том 23 (62). 2010. № 3. С. 176-187.

8. Яблучанский Н. И., Мартыненко А. В. Вариабельность сердечного ритма. 2010. 256 с.

9. Biger J. T., Fleiss J. L., Steinman R. C. et al. RR variability in healthy, middle-aged persons compared with patients with chronic coronary heart disease or recent acute myocardial infarction // Circulation. 2007. Р. 56-70.

ОБ АВТОРАХ Бутова Ольга Алексеевна, ФГАОУ ВПО «Северо-Кавказский федеральный университет», Институт живых систем, кафедра анатомии и физиологии, доктор медицинских наук, профессор, заведующий кафедрой. Почтовый адрес: 355009 г. Ставрополь, ул. Пушкина, 1. Телефоны: 8 (8652) 353-465, 8-928-304-43-67, e-mail: olga_butova@mail.ru

Ермакова Анна Сергеевна, ФГАОУ ВПО «Северо-Кавказский федеральный университет», Институт живых систем, аспирант. Телефон: 8961-475-38-22. E-mail: gerberanet@rambler.ru

Butova Olga Alekseevna, FGAOU VPO «North Caucasian Federal University», Institute «Living Systems», Department of Anatomy and Physiology Doctor of Medical sciences, Professor, Head of Department. Mailing address: 355009, Stavropol, st. Pushkina, 1. Phone: 8 (8652) 353-465, 8-928-304-43-67, e-mail: olga_butova@mail.ru

Ermakova Anna S., FGAOU VPO «North Caucasian Federal University», Institute «Living Systems», graduate student. Phone: 8961-475-38-22. E-mail: gerberanet@rambler.ru