Критерии изменчивости кардиоритмограммы при нагрузочном тестировании

А. Л. Похачевский

КРИТЕРИИ ИЗМЕНЧИВОСТИ КАРДИОРИТМОГРАММЫ ПРИ НАГРУЗОЧНОМ ТЕСТИРОВАНИИ

Научно-исследовательская лаборатория экстремальной и спортивной медицины ФГОУВПО «Вологодский институт права и экономики»

Введение. В настоящее время наиболее признанной методологической основой изучения и количественной оценки системы нейрогуморальной регуляции является математический анализ вариабельности ритма сердца (ВРС) [1, 2, 3]. Волновые колебания длительности интервалов между кардиоциклами, обусловленные нейрогуморальными влияниями, адекватно отражают общее функциональное состояние организма [4, 5].

На данный момент известно несколько способов исследования ВРС от визуального контроля сердечной ритмограммы до спектрального анализа по международному Стандарту 1996 года [6].

Недостатком указанных способов является возможность их применения только в статическом состоянии обследуемого (лежа, сидя, стоя) в условиях стационарности кардиоритмограммы, что препятствует их использованию в динамических нагрузочных исследованиях, информативность которых гораздо более существенна [7].

Цель работы. На основании определения изменчивости кардиоритмограммы при нагрузочном тестировании разработать способ оценки функционального состояния организма при физической нагрузке.

Методика. Поставленная цель достигается тем, что ритмограмму, построенную по последовательному ряду длительностей И-И интервалов кардиограммы велоэргомет-рического обследования, анализируют путем создания математической модели скорости изменчивости кардиоинтервалов методом численного дифференцирования с последующим анализом статистической изменчивости скорости. На интервале стабильности ЧСС изменчивость скорости характеризуется средним квадратичным отклонением (нормальным отклонением). На интервале вариабельности ЧСС изменения скорости моделируются на прямой, параметры которой определяются по методу наименьших квадратов. Момент, для которого значение совокупной изменчивости, определяемой построенной прямой, входит в интервал трех стандартных отклонений, дает значение моментальной ЧСС (длительность кардиоинтервала), которая характеризует ускользание сердечной мышцы от вегетативного контроля и обусловливает начало ригидного ритма.

Методика осуществляется следующим образом. Обследуемому проводят велоэрго-метрическое обследование по Иатр-протоколу [8, 9] в условиях записи ЭКГ. Протокол включает в себя субмаксимальное или максимальное многоступенчатое нагрузочное тестирование с длительностью каждой ступени (кроме первой) — 1 минута и последовательным возрастанием нагрузки последующей ступени по отношению к предыдущей на 30 ватт. Нагрузка (Н) первой ступени определяется в ваттах и рассчитывается исходя из величины долженствующего основного обмена (ДОО) в килокалориях и вычисляется по формуле Н(Вт) = ДООхО,1. ДОО определяется по таблице Гарриса—Бенедикта.

© А. Л. Похачевский, 2010

Длительность первой ступени 3 минуты. Общая длительность нагрузочного тестирования (7-12 минут) лимитируется достижением индивидуального стабильного максимума ЧСС в течение 2-3 последовательных ступеней. Далее ритмограмму анализируют путем создания математической модели скорости изменчивости кардиоинтервалов методом численного дифференцирования с последующим анализом статистической изменчивости скорости.

Таблица. Моментальная ЧСС ускользания

Перцентиль (Пц) 1 группа ЧСС 2 группа ЧСС

Медиана 128,5* 142,3

25Пц 121,2* 135,4

75Пц 135,2* 152,1

Примечание. Достоверность межгрупповых различий выявлена по непараметрическому критерию Мапп-Whitney в связи с отличным от нормального распределением признака: *р < 0,001.

Нами обследовано 2 группы практически здоровых курсантов Вологодского института права и экономики возраста 17±1 лет.

1-я группа — курсанты, занимающиеся физической культурой по учебному плану вуза (2 полуторачасовых занятия в неделю) и не имеющие отношения к систематическим физическим нагрузкам. В этой группе обследовано 33 человека.

2-я группа — курсанты-спортсмены циклических видов спорта (35 человек), тренирующие преимущественно выносливость (лыжные гонки, легкая атлетика, плаванье), различной квалификации (1-й спортивный разряд — 27 человек, кандидаты в мастера спорта — 8 человек).

Результаты и обсуждение. Моментальная ЧСС ускользания сердечного ритма от вегетативного контроля представлена в таблице.

ЧСС ускользания в первой группе статистически существенно и равномерно на всем интерквартильном промежутке ниже таковой, чем в группе сравнения.

Изменчивость последовательных кардиоинтервалов ритмограммы при физической нагрузке претерпевает по меньшей мере две тенденции. Первая — последовательное уменьшение длительности до стабильного (неизменного) уровня, определяющего максимальную ЧСС; вторая — уменьшение вариабельности, характеризующей переход к ригидному ритму при сохранении первой тенденции.

Известно, что в покое волновые колебания длительности интервалов между кардиоциклами обусловлены нейрогуморальными влияниями и косвенно отражают адаптационные резервы организма [10]. Однако до настоящего времени неизвестно, каким образом расходуется этот потенциал при стрессе, в частности, при физической нагрузке. По данным настоящего исследования ВРС снижается по мере нарастания мощности переносимой физической нагрузки, однако время ее полной депрессии (точки ускользания) от начала нагрузки различно. Тренировка на выносливость приводит к миграции данной точки вправо (в сторону увеличения ЧСС ускользания), выраженность которой определяется толерантностью индивидуума к физической нагрузке или его тренированностью (выносливостью).

Поскольку именно вегетативные влияния определяют ВРС [11], точка ускользания должна характеризоваться уменьшением вегетативного контроля, выражающимся снижением модулирующего влияния парасимпатической нервной системы и вазомоторной

активности (собственного ритма сосудодвигательного центра) на соответствующую активность синусового узла как водителя ритма. С одной стороны, действительно, после точки ускользания частота сердечных сокращений еще несколько возрастает, но уже не проявляясь на ритмограмме волновой формой. С другой — физиологический смысл этой точки, миграция которой зависит от степени выносливости или тренированности, состоит в таком напряжении вегетативного контроля, когда у сердечной мышцы не остается резервов вариабельности, проявляющейся волновой структурой ритма. При этом сердечный ритм, вероятно, определяется максимальным воздействием симпатического и минимальным — парасимпатического отдела вегетативной нервной системы. В свою очередь, последовательность включений (степень участия) регулирующих систем может быть проанализирована по взаимоотношениям динамики спектральных составляющих (ЬР, ИР) при физической нагрузке и является предметом дальнейших исследований.

Таким образом, точка ускользания сердечного ритма определяет начало максимума вегетативного контроля, а не ухода от него. Физиологический смысл уменьшения ВРС в период физической нагрузки, проявляющегося в апогее феноменом ускользания и формированием ригидного ритма, — не переход сердечной мышцы на автономное функционирование, как при денервации, а проявление максимума вегетативного контроля, когда миокард исчерпал хронотропные резервы адаптации.

Значение ЧСС ускользания в диапазоне 121 — 135 ударов в минуту определяет удовлетворительное, менее 121 — плохое, более 135 — хорошее функциональное состояние.

Выводы. 1. Реакция сердечного ритма на вегетативный контроль в нагрузочный период проявляется увеличением частоты и снижением вариабельности.

2. Депрессия вариабельности и переход к ригидному ритму проявляется феноменом ускользания и осуществляется в одноименной точке.

3. Моментальная ЧСС в точке ускользания имеет существенные индивидуальные различия, определяемые толерантностью к физической нагрузке, тренированностью, выносливостью.

4. ЧСС, определяющая ускользание сердечного ритма от вегетативного контроля, является одним из объективных критериев функционального состояния во время вело-эргометрического тестирования.

5. Предлагаемый способ дает возможность не только объективно определять функциональное состояние обследуемого, но и вести его динамический мониторинг, так как сдвиг точки ускользания вправо (в сторону увеличения ЧСС) будет свидетельствовать об улучшении функционального состояния, влево — об ухудшении. Это позволяет применять данный способ [7] при мониторинге функциональных возможностей здоровых лиц, а также в спортивной медицине и при нагрузочном тестировании кардиологических больных.

Литература

1. Баевский Р. М. Концепция физиологической нормы и критерии здоровья // Российский физиологический журнал. 2003. Т. 4(89). С. 473-487.

2. Всемирная декларация по здравоохранению: Здоровье-21. Основы политики достижения здоровья для всех. Европейская серия по достижению здоровья для всех, № 5: 44 с.; Отраслевая программа «Охрана и укрепление здоровья здоровых на 2003-2010 гг.» Приказ № 114 от 21.03.2003 Министерство здравоохранения Российской Федерации.

3. Михайлов В. М, Харламова Н. В., Беликова М. Э. Показатели вариабельности сердечного ритма pNNx // Функциональная диагностика. 2006. № 1. С. 19-23.

4. Михайлов В. М. Нагрузочное тестирование под контролем ЭКГ, Иваново: ООО ИИТ «А-Гриф», 2005. С. 199.

5. 36th Bethesda Conference Eligibility Recommendations for competitive Athletes With Cardiovascular Abnormalities // J. American College of Cardiology. 2005. Vol. 8(45).

6. Task Force of the European of Cardiology and the North American Society of Pacing and Electrophysiology. Heart Rate Variability. Standarts of Measurements, Physiological Interpretation, and Clinical Use // Circulation. 1996. Vol. 93. P. 1043-1065.

7. Perini R., Orizio C., Baselli., Cerutti S., Veicsteinas A. The influence of exercise intensity on the power spectrum of heart rate variability // Eur. J. Appl. Physiol. 1990. Vol. 61. P. 143-1488.

8. Balady J., Collins E., Fletcher G., et all. Assessment of Functional Capacity in Clinical and Research Settings: A Scientific Statement from the American Heart Association Committee on Exercise, Rehabilitation, and Prevention of the Council on Clinical Cardiology and the Council on Cardiovascular Nursing // Circulation. 2007. Vol. 116. P. 329-343.

9. Minkkinen M., Kahonen M., Viik J., et all. Enhanced Predictive Power of Quantitative TWA During Routine Exercise Testing in the Finnish Cardiovascular Study // J. Cardiovascular Electrophysiology. 2009. Vol. 20, N 4. P. 408-415.

10. Ноздрачев А. Д., Щербатых Ю. В. Современные способы оценки функционального состояния вегетативной нервной системы // Физиология человека. 2001. T. 6. С. 95-101.

11. Михайлов В. М. Вариабельность ритма сердца: опыт практического применения. Иваново: Иван. гос. мед. академия, 2002. С. 9-119.

Статья поступила в редакцию 22 января 2010 г.