Структура и функция медленноволновой вариабельности кровообращения в интеграции регуляторных процессов кардиогемодинамики студентов в период летних рекреаций

Физиология двигательной активности и спорта

СТРУКТУРА И ФУНКЦИЯ МЕДЛЕННОВОЛНОВОЙ ВАРИАБЕЛЬНОСТИ КРОВООБРАЩЕНИЯ В ИНТЕГРАЦИИ РЕГУЛЯТОРНЫХ ПРОЦЕССОВ КАРДИОГЕМОДИНАМИКИ СТУДЕНТОВ В ПЕРИОД ЛЕТНИХ РЕКРЕАЦИЙ

Р.У. Гаттаров, А.П, Исаев, Е.Ю. Горяева ЮУрГУ, г. Челябинск

Комплексно исследована система гемодинамики студенток 1-3 курсов в возрасте 17-20 лет во время пребывания в профилактории.

История вопроса информативна и имеет ряд направлений в интерпретации данных: первый подход рекомендован Европейской и Североамериканской кардиологическими ассоциациями с введением следующих диапазонов частотных характеристик медленноволновой регуляции сердеч-но-сосудистой системы (UVLV, VLF, LF, HF). В нашей стране, начиная с исследований А.Н. Флей-шмана, В.В. Ларина, P.M. Баевского и многих других, определены контуры регулирования сердечнососудистой системы, волны 1, 2, 3 порядков, влияющие на кардиогемодинамику.

Значительный вклад в разрешение проблемы внесли исследования А.А. Астахова и его последователей. Автор предложил дифференцировать спектр колебаний на четыре составляющие волн: самые низкочастотные (СНЧ), очень низкочастотные (ОНЧ), низкочастотные (НЧ) и высокочастотные. Исследователь предложил для интерпретации семи показателей кардиогемодинамики уровни регуляции кровообращения: центрально-нервный (надсегментарный): гуморально-гормональный и барорефлекторный (сегментарный); объемрегули-рующий с наличием дыхательных волн. Конечно же, система регуляции ССС более обширна и многогранна и охватывает систему хеморецепторов, гормонов (катехоламины, тироксин) и других воздействий [1].

Созданная А.А. Астаховым диагностирующая система «Кентавр» углубляет и расширяет возможности транслирования знаний об интегратив-ности регуляции медленноволновой активности системы кардиогемодинамики.

Профилакторий «Кошкуль» находится в горной местности (отроги Уральских гор) на высоте 400 м над уровнем моря. Озеро со средней температурой воды в июле 23-25 °С. Оздоровительные мероприятия включали ежедневное плавание (~ 46 мин), прогулки или кроссы вокруг озера (3 км),

игры на воздухе (волейбол), занятия в зале тренажеров, настольный теннис (30-40 минут ежедневно), загорание 3-4 часа (утро и вечер).

Результаты исследования представлены в табл. 1, 2. Анализ показателей мы начали с положения физиологического покоя. Систолическое АД у студентов в модельных значениях было в границах нормы. Однако у 2,4% обследованных оно было выше 130 мм рт. ст.

Общая мощность спектра (ОМС) была исключительно вариабельна, а середина спектра (СС) находилась в диапазоне низкочастотной составляющей. Вариабельность САД в порядке ранжирования включала очень низкочастотные гумо-рально-гормональные воздействия, низкочастотные барорефлекторные, ультранизкочастотные центрально-нервные регуляторные влияния на систему кардиогемодинамики. Лишь незначительный процент (0,05%) составили высокочастотные парасимпатические влияния.

Частота сердцебиений в средних значениях находилась в диапазоне возрастной нормы. Вариабельность ОМС была низкая, как и абсолютный показатель ЧСС. Середина спектра ЧСС была на уровне САД.

Процентное распределение регуляторных воздействий на ЧСС в порядке ранжирования распределило показатели: гуморально-гормональный (Р2), барорефлекторный (РЗ), центрально-нервный (Р1), и Р8 с дыхательными волнами (Р4). Значительно снизились парасимпатические воздействия. Известно, что в покое регуляция ЧСС осуществляется нервными, гормональными и внутрисердеч-ными факторами.

Абсолютные значения ударного объема (УО) находились в диапазоне невысоких значений, свидетельствующих об экономизации в системе кровообращения. Общая мощность спектра и вариабельность УО были выше, чем при ЧСС. Значи-

Физиология двигательной активности и спорта

тельно возросло барорефлекторное влияние, гуморально-гормональные и центрально-нервные воздействия и объемрегулирующие влияния. Включение механизмов гетерометрической саморегуляции силы сокращения миокарда, а также гомео-

в нижней половине туловища вследствие чего заметно уменьшается У О.

В наших исследованиях МОК находился в нижней границе нормы у нетренированных женщин. Общая мощность спектра медленноволновой

Таблица 1

Структура и функция медленноволновой активности кровообращения студенток - статистика спектр

Лежа

Показатели М-АД Power Fm PI P2 P3 P4

М±т 116,04 51,63 0,07 7,87 30,72 12,99 0,05

5,63 21,09 0,01 4,30 14,07 7,08 0,03

% - 15,24 59,50 25,15 0,10

Показатели м-чсс Power Fm PI P2 P3 P4

М±щ 67,84 8,80 0,07 1,26 4,93 1,97 0,63

1,54 1,15 0,01 0,26 0,90 0,41 0,17

% - 14,37 56,04 22,42 7,17

Показатели М-УД Power Fm PI P2 P3 P4

М±т 40,53 26,01 0,12 2,19 10,14 10,34 3,33

2,98 4,96 0,01 1,07 3,83 4,14 1,32

% - 8,44 38,98 39,76 12,82

Показатели М-МОК Power Fm PI P2 P3 P4

М±т 2,76 0,33 0,13 0,04 0,15 0,12 0,02

0,24 0,16 0,01 0,02 0,07 0,08 0,01

% - 12,35 43,46 36,90 6,82

Показатели М-ФВ Power Fm PI P2 P3 P4

М±т 66,16 2,48 0,14 0,09 0,43 1,04 0,92

0,35 0,51 0,01 0,05 0,15 0,30 0,17

% - 3,45 17,42 41,97 37,14

Показатели М-АРЛ Power Fm PI P2 P3 P4

М±т 200,55 212,91 0,21 9,79 37,69 67,25 98,18

6,32 18,63 0,02 2,83 10,78 11,90 12,43

% - 4,60 17,70 31,59 46,11

Показатели М-АРП Power Fm PI P2 P3 P4

М±т 22,50 1323,55 0,02 629,83 688,46 5,26 0,00

2,58 219,21 0001 109,20 110,98 1,93 0,00

% - 47,59 52,02 0,40 0,00

метрической саморегуляции, нервной, рефлекторной и гуморальной обеспечивают интегративную деятельность сердца.

Установлена зависимость УО от длины, массы тела и от объема сердца. УО у здоровых колеблется от 60 до 100 мл, а у спортсменов от 100 до 120 мл [3]. По данным В. Рааб, систолический выброс у спортсменов в покое снижен по сравнению с данными здоровых людей, не занимающихся спортом [4]. Время передвижения крови зависит от: функциональной активности органа, нервных влияний, интегративности обмена веществ, окружающей температуры и т.д.

Величина сердечного выброса (МОК) зависит не только от УО и ЧСС, но и от общего объема циркулирующей крови. В покое в позе лежа МОК женщин варьируется от 3 до 4,5 л/мин. В активном ортостазе МОК на 25-30% меньше, чем лежа. Это связано со скоплением в позе стоя объемов крови

активности была исключительно мала. На этом фоне середина спектра была относительно высокой. В порядке ранжирования уровни регуляции МОК находились в диапазоне гуморальногормональных и барорефлекторных воздействий. Очень малое влияние уделялось центральнонервным воздействиям и дыхательным волнам. Вполне очевидно, что регуляция МОК приоритетно осуществлялась внутрисосудистыми механизмами саморегуляции.

Как видно из табл. 1, низкие величины сердечного выброса сопровождались снижением частот медленноволнового спектра и общей вариабельности за счет основного вклада гуморальногормональных и барорефлекторных воздействий и меньшего симпатика-парасимпатических влияний.

Фракция выброса характеризует сократимость миокарда и находилась в диапазоне нормы. Общая мощность спектре повысилась относительно МОК. Несколько увеличилась середина спектра. Уровень

Гаттаров Р.У., Исаев А.П., Горяева Е.Ю.

Структурам функция медленноволновой вариабельности кровообращения в интеграции...

регуляторных воздействий сместился в сторону барорегуляции, парасимпатических воздействий, и в меньшей степени, гуморально-гормональных. Несмотря на низкую общую вариабельность, полученные данные свидетельствуют об уменьшении значимости интракардиальных механизмов регуляции инотропной функции сердца [5].

Амплитуда реоволны легких была исключительно вариабельна. Еще большая вариабельность наблюдалась в показателе ОМС при высоких значениях середины спектра. Отмечалось доминиро-

действий [6]. На периферическое кровообращение влияет ряд факторов, которые отражают особенности адаптации к условиям рекреации с повышенной двигательной активностью.

Результаты исследования спектральных характеристик кардиогемодинамики в позе стоя представлены в табл. 2.

Комментируя данные САД следует отметить, что оно несущественно повысилось. Это свидетельствует о хорошей адаптации системы кровообращения к гравитационным воздействиям. Уве-

Таблица 2

Результаты спектрального анализа системы кровообращения студенток при активном ортостазе

Стоя

Показатели М-АД Power Fm PI P2 P3 P4

М±т 120,61 76,18 0,05 3,21 37,40 34,87 0,70

2,95 24,34 0,00 1,34 14,77 10,67 0,70

% - 4,21 49,09 45,77 0,92

Показатели М-ЧСС Power Fm PI P2 P3 P4

М±ю 90,45 28,61 0,05 4,64 16,94 6,95 0,08

2,15 3,70 0,00 1,30 2,55 0,94 0,07

% - 16,21 59,23 24,28 0,28

Показатели М-УД Power Fm PI P2 P3 P4

М±т 26,45 10,46 0,10 1,43 3,80 3,91 1,32

1,97 2,45 0,01 0,60 0,96 1,17 0,34

% - 13,70 36,31 37,34 12,64

Показатели М-МОК Power Fm PI P2 P3 P4

М±ш 2,34 0,10 0,11 0,02 0,04 0,04 0,01

0,18 0,04 0,01 0,01 0,01 0,01 0,00

% - 14,81 34,94 35,94 12,65

Показатели М-ФВ Power Fm PI P2 P3 P4

М±т 58,57 4,46 0,11 0,71 1,78 0,93 1,04

1,16 0,49 0,01 0,20 0,30 0,17 0,22

% - 15,96 39,91 20,76 23,34

Показатели М-АРЛ Power Fm PI P2 P3 P4

М±ш 178,74 176,41 0,13 21,22 65,36 60,02 29,80

6,82 21,73 0,02 8,79 14,19 8,88 4,21

% - 12,03 37,05 34,03 16,89

Показатели М-АРП Power Fm PI P2 P3 P4

М±т 5,34 200,35 0,03 94,40 103,21 2,54 0,20

0,78 88,45 0,001 44,69 43,88 0,94 0,17

% - 47,12 51,52 1,27 0,10

вание объемрегулирующих и барорефлекторных воздействий. Значительно меньшая роль отводилась гуморально-гормональным и, особенно, центрально-нервным воздействиям.

Амплитуда реоволны пальца кисти была относительно невысокой и статически значима меньше данных литературы [2]. В тоже время мы отмечали очень высокие показатели ОМС и низкие середины спектра. Отмечалось доминирование гуморально-гормональных и центрально-нервных факторов регуляции периферического кровообращения. Выявлено усиление относительной доли низкочастотных и отсутствие высокочастотных, что свидетельствует об усилении метаболических факторов регуляции и росте симпатических воз-

личилась ОМС и снизилась середина спектра колебаний. Наблюдался наибольший вклад в регуляцию САД гуморально-гормональных и барорефлекторных воздействий, а роль центральнонервных - снизилась.

На этом фоне реакция ЧСС была высокой (повышение составило 22 уд./мин), повысилась ОМС, снизилась середина спектра. Явно доминировали в регуляции ЧСС гуморальногормональные воздействия, затем следовали барорефлекторные, а вклад центрально-нервных влия ний увеличился незначительно.

Произошло существенное снижение У О (Р<0,01), ОМС (Р<0,05), середины спектра (Р<0,001), Роль регуляторов УО сводится к при-

Физиология двигательной активности и спорта

оритету барорефлекторных и гуморально-гормональных воздействий. Почти одинаковый вклад в регуляцию внесли центрально-нервные симпатико-парасимпатические воздействия.

Сердечный выброс при активном ортостазе несколько уменьшался. На этом фоне достоверно снизилась ОМС (Р<0,01), а середина спектра снизилась (Р<0,001) по сравнению с покоем. Ведущее значение в регуляции МОК заняли барорефлекторные и гуморально-гормональные механизмы. Центрально-нервная симпатическая и объемрегу-лирующая регуляция имели меньшее значение.

Фракция выброса (ФВ) достоверно снизилась (Р<0,01) по сравнению с фоном. При этом ОМС существенно повысилась (Р<0,01). Середина спектра колебаний ФВ уменьшилась (Р<0,001).

В процентном отношении частотные характеристики регуляции ФВ по их вкладу расположились следующим образом: гуморально-

гормональные, объемрегулирующие парасимпатические влияния, барорефлекторные и центральнонервные симпатические воздействия. Это позволяло удерживать баланс различных звеньев регуляции ФВ.

Амплитуда реоволны легкого снизилась по сравнению с фоном (Р<0,05). Уменьшилась ОМС, а середина спектра существенно (Р<0,01). В порядке ранжирования механизмы регуляции кровообращения расположились в следующей последовательности: гуморально-гормональные, барорефлекторные, объемрегулирующие с дыхательными волнами и центральные.

Амплитуда реоволны пальца кисти (АППК) статистически значимо снизилась при активном ортостазе (Р<0,001). На этом фоне ОМС существенно уменьшилась (Р<0,01), а середина спектра увеличилась (Р<0,001). Регуляция АППК явно векторно сместилась к механизмам гуморальногормонального и центрального уровня. Барорефлекторные и объемрегулирующие воздействия упали. Вероятно, подъем тела столь значимо усилил центральную симпатическую активность и метаболические процессы.

Информация с бароцентров немедленно передается в вазомоторный центр, расположенный в продолговатом мозге, где она сравнивается с сигналами, поступающими от сосудистых рецепторов из разных участков тела. Например, при переходе в положении «стоя» вазомоторный центр дает «команду» на расширение сосудов головного мозга, чтобы предотвратить уменьшение его кровоснабжения от эффективности работы вазомоторного центра зависит результат регулярных влияний на СР и АД.

Отопроба позволяет измерить функциональные резервы вегетативной регуляции путем определения активности вазомоторного центра (АВЦ). Когда не хватает АВЦ, в процессе регулирования кровотока включается более высокие уровни управления. В данном случае можно говорить о

снижении функциональных резервов систем регуляции кровообращения. При этом растет более высокая степень напряжения регуляторных механизмов. Описанный механизм регуляции сосудистого тонуса является медленным компонентом хорошо известного барорефлекса, который возникает при всех гравитационных нагрузках. В последние годы большое внимание уделяется изучению быстрого компонента барорефлекса, который реализуется через 3-5 с после изменения положения тела через PS нервные волокна и бульбарные нервные центры. Это реакции перераспределения сосудистого тонуса, защищающие головной мозг от резких перепадов кровенаполнения.

Таким образом, интегральные изменения структуры и функций регуляции центрального и периферического кровообращения варьировали от фона к активному ортостазу под воздействием повышенной двигательной активности летних рекреаций.

Участие в регуляции медленноволновой активности МОК относится к интегративным процессам хроно- и инотропной функции миокарда и венозного возврата. Снижение МОК при ортостазе определяется отрицательным хронотропным влиянием оздоровительных технологий на увеличение зависимости У О, МОК от сократительной способности миокарда. Следовательно, в процессе рекреации и воздействия активным ортостазом вызваны существенные изменения медленноволновой вариабельности кровообращения.

Литература

1. Астахов А.А. Физиологические основы мониторинга гемодинамики в анестезиологии (с помощью системы «Кентавр»): в 2-х томах - Челябинск: Микролюкс, 1996. - Т.1. - 174 с.; Т.2. -162 с.

2. Епишев В.В. Функциональное состояние сердечно-сосудистой системы и структура медленноволновых колебаний ее показателей у студентов 18-21 года при занятиях гимнастикой Тай-Цуанъ: Дис. ... канд. биол. наук. — Челябинск, 2006.-23 с.

3. Карпман В.Л. Сердечная деятельность в условиях мышечной работы// Сердце и спорт. Очерки спортивной кардиологии. — М.: Медицина, 1968. - С. 40-59.

4. Рааб В. Достижения кардиологии. — М.: Медгиз, 1959. - С. 67-152.

5. Сабирьянов А.Р. Структура медленноволновой вариабельности показателей гемодинамики, как интегральная характеристика активности уровней регуляции системы кровообращения у детей младшего и среднего возраста: Дис. ... д-ра мед. наук. - Курган, 2005. -313 с.

6. Assessment of autonomic function in humans by heart rate spectral analysis /B.Pomeranz, R.J.B.Macaulay, M.A.Caudill et al. //Am J Physiol, 1985. — HI 51-H153.