Определение характера кардиоритмограммы при нагрузочном тестировании

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ХАРАКТЕРА КАРДИОРИТМОГРАММЫ ПРИ НАГРУЗОЧНОМ ТЕСТИРОВАНИИ

А. Л. Похачевский, Е. В. Пивунов, В. Н. Михалев

Аннотация: исследование различий ИИ-интервалов на 1-3 минутах нагрузочного и восстановительного периодов максимальной велоэргометрии определило физиологические закономерности изменчивости сердечного ритма. Установленные маркеры изменчивости — pNNx могут быть использованы для изучения и прогноза физической работоспособности и тренированности у школьников старшей возрастной группы и студенческой молодежи.

Изменчивость кардиоритмограммы на ранних этапах нагрузочного и восстановительного периодов имеет характерные особенности, связанные как со временем от начала периода, так и с выраженностью самой изменчивости. При этом у каждого исследуемого показателя есть свои диагностические амплуа: от бинарного отклика, характеризующего наличие адаптационных резервов или физического здоровья ^NN15), до уровня нагрузочной толерантности — количественного эквивалента здоровья (pNN5, 10) и критерия тренированности (аэробно-анаэробной выносливости), определенного по точке перегиба кривой pNNх и/или размерности (Х) изменчивости ИИ-интервалов ^NN10, 15).

Ключевые слова: лабильность сердечного ритма, изменчивость нагрузочной кардиоритмограммы, максимальное нагрузочное тестирование, критерии, маркеры сердечного ритма.

Введение. Изучение кардиоритмограммы (КРГ) при физической нагрузке акцентировано в связи с формированием аэробно-анаэробной выносливости и, как следствие, перекрестных эффектов адаптации, обусловливающих выживаемость [1, 2, 7]. Известно, что наиболее существенными прогностическими маркерами коронарных событий и общей смертности являются нагрузочная толерантность и хроно-тропная недостаточность — неспособность к адекватному изменению ЧСС в нагрузочный и восстановительный периоды [2, 6].

При обследовании молодежи (преимущественно здорового контингента) выявляется существенное превышение прогностических порогов коронарных событий. Очевидно, уровень этого превосходства может свидетельствовать и об адаптационных возможностях организма [4, 5]. В свою очередь, лабильность СР, обусловленная «обертонной» изменчивостью «Ы^оЫи» величины кардиоинтервалов, вероятно, лежит в основе их диагностики. При этом высокая чувствительность КРГ как к внешним нагрузочным, так и внутренним регуляционным воздействиям позволяет предположить существование маркеров, предопределяющих различные состояния сердечно-сосудистой системы и организма в целом.

Цель работы: изучить характер КРГ первых трех минут нагрузочного и восстановительного периодов, с тем что-

бы выявить закономерности ее изменчивости.

Материалы и методы. Обследована смешанная популяция (Б) практически здоровых школьников старшей возрастной группы и студенческой молодежи до 23 лет (41 человек), из которой выделены 2 составляющие. Первая (1)группа(22 человека) — действующие спортсмены, имеющие 1-й спортивный разряд, и кандидаты в мастера спорта (КМС) по легкой атлетике (средние дистанции) — 10 человек, лыжным гонкам — 12 человек. Вторая (2) группа: 19 человек, не имеющих отношения к систематическим физическим нагрузкам, занимающихся физической культурой 2-3 раза в неделю по плану учебного заведения.

Максимальное велоэргометриче-ское тестирование осуществлялось по индивидуальному протоколу. Мощность W1(Ватт) первой ступени длительностью три минуты рассчитывали исходя из величины должного основного обмена (ДОО) в килокалориях по формуле W1(Вт) = ДОО х 0,1 (ДОО определяется по таблице Гарриса — Бенедикта) [2]. В дальнейшем нагрузка ступенчато возрастала каждую минуту на 30 Вт до индивидуального максимума — снижения скорости педалирования ниже 30 оборотов в минуту, определяющего конец нагрузки и начало восстановительного периода длительностью 7 минут.

Нагрузочные пробы проводили в первой половине дня с 8 до 12 часов на велоэргометре е-В1кеЕпдот^еп (диапазон нагрузки 20-999 Вт). Изучение сердечного ритма (СР) в течение всего времени тестирования осуществлялось посредством кардиоанализа-тора «ПолиСпектр-12» (Нейрософт, ча-

стота квантования 1000 Гц). Из записи оцифрованной ЭКГ выделяли последовательный ряд R-R интервалов — КРГ

Разность длительностей RR-интервалов вычисляли с использованием MicrosoftExcel. Результаты исследования обрабатывали с помощью статистического пакета Statistics 6.0. Поскольку распределение полученных значений отличалось от нормального, данные представляли в виде перцен-тильного (Пц) ряда (10 — 90), а для статистической обработки использовали непараметрические методы: Mann -Whitney, Wilcoxon.

Результаты и обсуждение. Известно, что при исследовании изменчивости КРГ в покое применяется показатель pNN50 [8]. Это процент RR-интервалов длительностью 50 мс и более к общему числу кардиоинтервалов в массиве. Считается, что чем выше значение pNN50, тем активнее участие парасимпатической составляющей в регуляции СР. Кроме того, различие соседних пар RR-интервалов обусловливается длительностью самих кардио-интервалов. В частности, у новорожденных, характерной чертой СР которых является высокая ЧСС (в том числе) за счет незрелости вагуса, показатель pNN50 равен нулю, а диагностическую значимость приобретает pNN15 [3]. Известно также, что изменчивость ЧСС bittobit взрослого человека при возрастании ЧСС, связанной с увеличением физической нагрузки,—уменьшается [2].

В связи с тем что значение абсолютной разности соседних кардиоинтер-валов не превышает по медиане 15 мс (табл. 1), исследованы pNN5, 10 и 15 (табл. 2).

Таблица 1

Длительность РР-интервалов

Мин 1 2 3

Период Группы Пц ЯЯ <^ЯЯ ЯЯ <^ЯЯ ЯЯ <^ЯЯ

25 432 2 387 1 372 1

Б 50 488 3 419 3 396 2

75 597 6 577 5 577 5

X 25 572 2 564 2 565 1

о со > 1 50 604 4 580 4 581 4

р со 75 650 8 596 7 598 8

25 415 1 381 1 356 1

2 50 434 3 388 2 375 2

75 456 5 403 3 385 3

25 337 1 389 1 428 1

Б 50 365 2 414 2 442 3

15 н 75 471 5 650 7 752 9

с ш 25 445 2 644 4 747 5

^ ш о 1 50 505 4 698 11 788 13

н со 75 579 10 752 23 846 30

о о ш 25 329 1 381 1 421 1

2 50 340 2 396 2 432 2

75 356 3 412 3 441 4

В смешанной популяции рЫ1\115 плохо дифференцируется и имеет значение медианы, не равное нулю только на первой минуте нагрузочного и восстановительного периода, та же динамика акцентируется во 2-й группе. У спортсменов маркер остается весьма выраженным на всем протяжении анализа. Снижение показателя ко второй минуте нагрузки и стабильность на третьей свидетельствует о достижении устой-чивогоуровня срочной адаптации. Прогрессивный рост показателя в период восстановления характеризуется выраженным усилением (в 4 раза) на второй и лишь на 23 % — к третьей минуте.

Вскрытая динамика, вероятно, свидетельствует об особенностях активности вагуса и возможностях миокарда отвечать на его регуляционные влияния.

Существенность межгрупповых различий и выявленные особенности позволяют использовать данный показатель не только как критерий тренированности, но и как ее бинарный отклик.

При нагрузке в смешанной популяции и во 2-й группе р\\110 приближается к нулевому значению уже на второй минуте. В период восстановления он имеет положительные значения на всем промежутке в смешанной популяции и фактически отсутствует во 2-й

Таблица 2

Значение рШШх (5, 10, 15) в группах на 1-3-й минутах нагрузочного и восстановительного периодов

Мин 1 2 3

Период Гр Пц\ рЫЫх 5 10 15 5 10 15 5 10 15

25 30,9 3,9 0,2 14,4 0,0 0,0 6,5 0,0 0,0

э 50 34,5 7,2 1,5 18,8 1,3 0,0 16,5 0,0 0,0

75 51,7 22,6 7,0 52,1 17,3 3,9 60,2 25,5 3,9

15 X 25 34,5 7,2 1,0 18,2 0,0 0,0 9,7 1,0 0,0

о со > 1 50 49,2 20,2 6,7 51,7 16,1 2,9 59,3 24,8 2,9

р со 75 61,4 35,2 19,3 54,4 19,8 5,9 62,1 26,7 7,9

25 25,4 3,7 0,0 10,3 0,0 0,0 5,4 0,0 0,0

2 50 33,8 4,5 0,7 16,0 0,6 0,0 11,5 0,0 0,0

75 34,3 5,9 1,5 18,8 1,3 0,0 16,5 0,0 0,0

25 15,4 0,0 0,0 8,7 0,7 0,0 11,8 0,0 0,0

э 50 22,2 9,3 0,9 18,5 8,6 4,9 22,4 7,9 1,3

-0 н 75 55,9 24,6 13,2 81,3 64,8 44,0 85,5 75,0 59,2

с щ 25 45,5 22,8 5,7 77,5 55,1 40,4 80,8 61,5 40,5

^ ш о 1 50 51,1 24,3 10,4 80,0 61,2 43,2 83,3 70,6 53,3

н со 75 61,0 40,0 25,9 83,5 68,8 55,0 92,1 76,3 67,1

о о ш 25 11,9 0,0 0,0 2,0 0,0 0,0 9,0 0,0 0,0

2 50 15,4 0,0 0,0 8,7 0,7 0,0 11,8 0,0 0,0

75 17,1 1,3 0,0 9,4 0,7 0,0 17,8 0,7 0,0

группе. Спортсмены характеризуются прогрессивной динамикой показателя при восстановлении и условной стабильностью в нагрузочный период. Умеренное снижение на второй и возрастание, превышающее начальный уровень, на третьей минуте (2<1>3) обусловливаются закономерным снижением вариативности СР в поисковую фазу адаптации и последующим увеличением при достижении устойчивого состояния. Резкое увеличение показателя (в 2,5 раза) на второй и замедление роста к третьей минуте(+15%] имеют уже рассмотренные причины (рЫМб).

Показатель рЫЫб хорошо определяется во всех изучаемых группах на всем протяжении тестирования. Прогреди-ентная динамика нагрузочного показателя в смешанной популяции концентрируется во 2-й группе и свидетельствует о провале устойчивой адаптации. В группе спортсменов, напротив, рост показателя отмечается уже со 2-й минуты нагрузки. Изменчивость маркера в период восстановления подкупает разнообразием. Смешанная популяция демонстрирует фактическую стабильность, 2-я группа—прогредиентную, параболическую, а 1-я — прогрессивную динамику. В последней — рост ко второй

минуте достигает 60 % а на третьей — почти не изменяется (+0,5 %). Данное обстоятельство, вероятно, имеет ту же основу, что и для рШЮ, 15. Отрицательная динамика во 2-й группе определяется длительным периодом реф-рактерности миокарда, когда последний не может отвечать на регулятор-ные влияния в связи с перегрузочным недовосстановлением [5].

Выводы. Изменчивость КРГ на ранних этапах нагрузочного и восстановительного периодов имеет характерные особенности, связанные как со временем от начала периода, так и выраженностью самой изменчивости. При этом у каждого исследуемого показателя свои диагностические амплуа: от бинарного маркера адаптационных резервов и физического здоровья (рЫЫ15) до уровня нагрузочной толерантности — количественного эквивалента здоровья (рШ5, 10) и тренированности (аэробно-анаэробной выносливости), определенной по точке перегиба кривой рЫЫх и/или размерности (Х) уровня изменчивости ЯЯ-интервалов (рШ10, 15).

Литература

1. Меерсон Ф.З, Пшенникова М.Г. Адаптация к стрессовым ситуациям и физическим нагрузкам. М.: Медицина, 1988. 253 с.

2. Михайлов В.М. Нагрузочное тестирование под контролем ЭКГ: велоэргометрия, тредмилл-тест, степ-тест, ходьба. Иваново: Талка, 2008. 548 с.

3. Михайлов В.М,Харламова Н.В, Беликова М.Э. Показатель вариабельности сердечного ритма у новорожденных // Функциональная диагностика. 2006. № 1. С. 19-22.

4. Похачевский А.Л, Анкудинов Н.В, Крапивин О.В. Регуляция сердечного ритма в восстановительный период стресс-теста // Ученые записки университета имени П. Ф. Лесгафта. 2014. № 5 (111). С. 139-143.

5. Похачевский А.Л. Вегетативный контроль сердечного ритма в динамике нагрузочной толерантности // Вестник восстановительной медицины. 2013. № 1. С. 38-43.

6. 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.

7. beeper N.J., Dewey F.E., Ashley E.A. et all. Prognostic Value of Heart Rate Increase at Onset of Exercise Testing // Circulation. 2007. Vol. 115. P. 468474.

8. Mietus J.E, Peng C-K, Henry I. et all. The pNNx files: re-examining a widely used heart rate variability measure // Heart. 2002. Vol. 88. P. 378-380.