Анализ особенностей вегетативной регуляции и компенсаторных возможностей при ортостатической нагрузке у больных с нейрогенными обмороками по изменению спектральных показателей вариабельности ритма сердца

© МАРТЫНОВ И.Д. - 2014 УДК 616-008.63

анализ особенностей вегетативной регуляции и компенсаторных возможностей при ортостатической нагрузке у больных с нейрогенными обмороками по изменению спектральных показателей вариабельности ритма сердца

Илья Дмитриевич Мартынов (НИИ комплексных проблем гигиены и профессиональных заболеваний СО РАМН, Новокузнецк, директор - д.м.н., проф. В.В. Захаренков, лаборатория физиологии медленноволновых процессов,

руководитель - д.м.н., проф. А.Н. Флейшман)

Резюме. В работе представлен анализ изменений спектральных показателей вариабельности ритма сердца при выполнении активной ортостатической пробы у больных с нейрогенными обмороками. Обследовано 70 больных в возрасте от 14 до 60 лет. Отличительной чертой являлось снижение показателей LF и HF во время выполнения пробы более чем на 50% от исходных, что свидетельствует о вегетативной недостаточности. Более выраженное снижение HF обеспечивает относительное доминирование LF-показателей симпатической активности. Решающее значение для оценки компенсаторных возможностей имеет динамика показателя VLF. Исходные значения вариабельности ритма сердца могут определять характер возникновения обморока.

Ключевые слова: нейрогенные обмороки, вариабельность сердечного ритма, ортостатическая проба, вегетативная недостаточность, компенсаторные возможности.

THE ANALYSIS OF FEATURES OF AUTONOMIC REGULATION AND COMPENSATORY CAPACITIES IN ORTHOSTATIC LOAD IN THE PATIENTS WITH NEUROGENIC SYNCOPE ACCORDING TO THE CHANGES IN SPECTRAL

PARAMETERS OF HEART RATE VARIABILITY

I.D. Martynov

Summary. The work presents the analysis of changes in spectral parameters of heart rate variability during an active orthostatic test in patients with neurogenic syncope. Surveyed 70 subjects aged 14 to 60 years old. A distinctive feature was the decline of Low Frequency and High Frequency indices during the test by more than 50% from the initial, which indicates autonomic failure. A greater loss of High Frequency provides relative dominance of Low Frequency indices of sympathetic activity. A crucial meaning for the evaluation of compensatory capacity has the dynamics of Very Low Frequency indices. The initial indices of heart rate variability can determine the nature of the origin of syncope.

Key words: neurogenic syncope, heart rate variability, orthostatic test, autonomic failure, compensatory capacities.

Распространенность синкопальных состояний, высокая вероятность их повторения и травмирования во время потери сознания, снижение качества жизни больных обуславливают необходимость определения патофизиологических механизмов, лежащих в основе возникновения обмороков, а также оценки компенсаторных возможностей регуляции гемодинамики для выбора тактики лечения и мер профилактики. Согласно популяционным исследованиям, вазовагальные обмороки являются наиболее частым вариантом кратковременной потери сознания. Обращает на себя внимание тот факт, что в 20% случаев причина обморока не была выявлена [10].

Спектральный анализ вариабельности ритма сердца (ВРС) представляет собой современный инструментальный метод, позволяющий дать интегративную количественную оценку вегетативной регуляции в различных функциональных состояниях.

Проводимые исследования вариабельности ритма сердца в ходе тилт-теста не позволяют говорить об однонаправленности вегетативных сдвигов: в некоторых работах показано увеличение симпатического тонуса перед потерей сознания, в то время как в других отмечена выраженная индивидуальность ответа [6,8]. В большинстве исследований применялся пассивный ортостаз, тогда как активная ортостатическая проба является более физиологичной, не требует дополнительного оборудования.

Цель исследования - определение характерных изменений спектральных показателей вариабельности ритма сердца при выполнении активной ортостатиче-ской пробы у больных с нейрогенными обмороками, их патофизиологическая интерпретация.

Материалы и методы

Проанализированы результаты обследования 70

больных с нейрогенными обмороками в возрасте от 14 до 60 лет, обращавшихся за консультативной помощью в центр вегетативных нарушений «Нейромед» клиники ФГБУ «НИИ КПГПЗ» СО РАМН (г. Новокузнецк), а также 32 практически здоровых человек аналогичного возраста, не имевших обмороков в анамнезе, которые составили контрольную группу. Всем обследуемым проведено обследование, включающее клинико-анамнестический анализ данных, реоэнцефало- и электроэнцефалографию, осуществлено консультирование у невролога. ЭКГ, при необходимости холтеровское мониторирова-ние позволяли исключить аритмии как причину обмороков. Критерием включения в исследование являлась постановка диагноза нейрогенных обмороков согласно критериям Европейского общества кардиологов (ESC, 2009) [9]. Критерии исключения - физическая неспособность больного самостоятельно выполнить тест; отсутствие синусового ритма, частая экстрасистолия, а также синоаурикулярные или атриовентрикулярные блокады высокой степени во время проведения тестов; наличие искусственного водителя ритма сердца, прием бета-адреноблокаторов (снижают точность и чувствительность методики), эпилептиформная активность на электроэнцефалограмме. Работа одобрена локальным этическим комитетом, все пациенты подписали информированное согласие на участие в исследовании.

Выполнялась запись кардиоритма во II стандартном отведении при помощи электрокардиографа «Нейрософт-Полиспектр 8Е» (ООО «Нейрософт», г. Иваново), с последующей спектральной обработкой коротких пятиминутных участков методом быстрого преобразования Фурье и выделением волн в частотных диапазонах: Very Low Frequency (VLF) в диапазоне 0,0040,08 Гц, очень низкочастотные колебания, Low Frequency (LF) в диапазоне 0,09-0,16 Гц, низкочастотные колебания, и высокочастотные колебания High Frequency (HF) в диапазоне 0,17-0,5 Гц на этапах выполнения пациентом

активной ортостатической пробы. Использовались значения максимальной амплитуды спектральных пиков (абсолютные единицы спектральной плотности мощности, шс2/Гц). Диапазон HF-колебаний с длиной волны около 4 с отражает активность парасимпатического отдела вегетативной нервной системы, десятисекундные колебания LF связаны с симпатическим вазомоторным влиянием, околоминутные колебания VLF - многокомпонентный показатель с нелинейными характеристиками, имеет важное прогностическое значение [3]. В качестве дополнительных сведений вносились данные об артериальном давлении и частоте сердечных сокращений в начале и в конце каждого этапа.

Сравнивали изменения спектральных показателей ВРС с вычислением разницы между двумя значениями показателя (в горизонтальном положении и после перехода в вертикальное положение) в виде процентного отношения (П). Расчет П спектральных показателей ВРС проводили по формуле: П=100х(А2-А1)/А1, где А1 - значение показателя спектрального анализа ВРС в исходном горизонтальном положении, А2 - после перехода в вертикальное положение.

Все экспериментальные данные исследования были обработаны с использованием программы MS Excel 2003 и статистического пакета BIOSTAT 4.03. Определение значимости различий полученных данных (p) в сравниваемых группах проведено с применением Z-критерия (так как использовались расчетные данные, распределение признака отличалось от нормального), для анализа качественных признаков использовался хи-квадрат. Различия считали статистически значимыми при p<0,05.

Результаты и обсуждение

У обследуемых из контрольной группы при выполнении активной ортостатической пробы отмечался закономерный рост низкочастотной составляющей вариабельности ритма сердца, отражающей активность симпатического отдела ВНС, на фоне сохраняющегося влияния парасимпатического отдела (HF). Отмечалось умеренное повышение VLF. В таблице 1 суммированы данные в группах больных с обмороками и здоровых по динамике спектральных показателей при ортостатиче-ской нагрузке.

Таблица 1

Динамика спектральных показателей ВРС при выполнении активной ортостатической пробы в группе больных с нейрогенными обмороками и контрольной группе, %

Динамика показателей Группа больных с нейрогенными обмороками

VLF - 44,7

LF - 53,1

HF - 90,2

Примечание: данные представлены в виде медианы с нижним и верхним квартилями (25-й и 75-й процентили). Различия динамики спектральных показателей ВРС при выполнении активной ортостатической пробы в группах больных с нейрогенными обмороками и контрольной значимы по 2-критерию (р<0,03).

В группе больных с нейрогенными обмороками во время выполнения пробы наблюдалось выраженное, более чем на 50% от исходных в положении лежа, снижение показателей LF и НЕ Мы расцениваем данный феномен как проявление вегетативной недостаточности. Это функциональное нарушение вегетативной регуляции, характеризующееся, в первую очередь, дефицитом адренергических влияний, и приводит к неполноценной вазоконстрикции. Описано большое количество форм вегетативной недостаточности как идиопатических, так и возникающих на фоне обменных, эндокринных нарушений, при токсическом повреждении перифери-

ческих нервов [4]. Вероятность возникновения ортоста-тической гипотензии зависит от целого ряда факторов: возраста, приема различных лекарственных средств, питьевого и температурного режима, времени суток, степени физического и эмоционального напряжения, целого ряда заболеваний. Ортостатическая гипотен-зия носит преходящий характер; результаты ортоста-тической пробы могут быть нормальными и диагноз остается предположительным, основанным на данных анамнеза и исключении других причин потери сознания. Наличие в анамнезе больного данных о нарушении мочеиспускания, дефекации и потоотделения, запорах, эректильной дисфункции должно навести на мысль о вегетативной недостаточности.

Таким образом, именно вегетативная недостаточность лежит в основе возникновения нейрогенных обмороков. В патологических условиях нарушается адекватность вегетативной регуляции. При ортостати-ческих нагрузках неспособность обеспечить венозный возврат к сердцу провоцирует патологический кар-диоваскулярный рефлекс: барорефлекс обеспечивает симпатическую активацию, приводя к форсированному сокращению желудочков и раздражению механоре-цепторов в стенке левого желудочка. В ответ на фоне уменьшения объема наполнения левого желудочка тормозится активность симпатической системы и активируется блуждающий нерв, возникают гипотензия и бра-дикардия [2]. Возможность комбинации нейрогенных и ортостатических расстройств отмечалась ранее [1]. В патологический механизм по типу цепной реакции вовлекаются вначале периферические, а затем сегментарные и надсегментарные вегетативные образования. Вегетативный рефлекс способен вызывать диффузные многоэтажные реакции, в дальнейшем обрастая разнообразными, подвижными проявлениями. При этом клинически сложная игра автономных регуляторных механизмов затрудняет выделение первичного рефлекторного механизма.

Найденные нами изменения широко распространены среди больных с нейрогенными обмороками, это обуславливает важность определения компенсаторных механизмов регуляции гемодинамики. Поддерживать адекватную перфузию головного мозга позволяет местный метаболический и биохимический контроль, обеспечивающий церебральную вазодилатацию, индуцированное барорефлексом изменение показателей гемодинамики, а также нейрогуморальная регуляция вну-трисосудистого объема [5]. В зависимости от скорости развития компенсаторных процессов все механизмы регуляции гемодинамики можно разделить на кратковременные и длительного действия. Кратковременные преимущественно обеспечиваются вегетативными рефлексами, в частности барорефлексом, но при постоянном раздражении, что имеет место у больных с вегетативной недостаточностью, они либо полностью ослабевают, либо исчезают. Более длительно, требуются минуты, протекает релаксация стенок сосудов, активация ренин-ангиотензиновой системы.

Важное значение имеет показатель VLF спектра ВРС для оценки адаптационных возможностей [7]. В ранее проводимых исследованиях выявлена взаимосвязь околоминутных колебаний VLF с концентрацией ренина и ангиотензина в плазме крови, играющих основную роль в поддержании сосудистого тонуса у больных с вегетативной недостаточностью [4]. Снижение VLF во время ортостатической пробы свидетельствует о недостаточной активности ренин-ангиотензиновой системы, при этом увеличивается вероятность повторения обмороков. Метаболическое значение колебаний очень низкой частоты может служить маркером возможностей ауторегуляции церебральных сосудов. Снижение показателя VLF может свидетельствовать о том, что вазоди-латация становится неадекватной для поддержания артериального кровотока. В исследовании при снижении показателя VLF во время выполнения пробы у больных

возникал синдром постуральной тахикардии - учащение частоты сердечных сокращений более чем на 20 при перемещении в вертикальное положение. При повышении показателя УЪБ либо незначительных колебаниях значимых изменений ЧСС и АД не наблюдалось.

Обращает на себя внимание выраженное, более чем на 80% от исходных, снижение показателя ИБ, свидетельствующее об уменьшении парасимпатической активности. Парасимпатическое влияние на тонус сосудов незначительно, в то время как снижение постоянного тонического воздействия вагуса на сердце позволяет реализовать его резервные возможности за счет увеличения ЧСС. Кроме того, более выраженное снижение ИБ-показателей обеспечивает относительное доминирование ЪБ-колебаний, отражающих симпатическое влияние. Таким образом, реципрокность симпато-вагальных отношений у больных с нейроген-ными обмороками проявляется одновременным более выраженным снижением парасимпатической активности при ортостатических нагрузках.

Прогностическое значение имел исходный уровень показателей ВРС. Низкие показатели вариабельности, согласно разработанной А.Н. Флейшманом классификации, характерны для энергодефицитного состояния [7]. Адаптация относится к важнейшим процессам, осуществляемым на клеточном уровне. В энергетической основе процессов адаптации лежит универсальный источник энергии АТФ. Накопление энергии происходит в митохондриях в результате обмена веществ, а любые активирующие сигналы вызывают активацию генетического аппарата клетки в органах и тканях, осуществляющих адаптацию.

Низкие показатели ВРС характерны для лиц пожилого возраста и больных с хроническими соматическими заболеваниями, в исследовании наблюдались преимущественно у больных с многократными вазовагаль-ными обмороками в анамнезе.

Риск несостоятельности ауторегуляторных механизмов поддержания сосудистого тонуса значительно выше у пожилых людей и в случае хронического течения соматических заболеваний. Старение само по себе сопровождается уменьшением мозгового кровотока. При наличии же артериальных стенозов, препятствующих мозговому кровотоку, даже незначительная артериальная гипотензия способна привести к нарушению сознания. Это же относится к больным с длительно протекающей артериальной гипертензией, у которых происходит постепенное смещение диапазона ауторегуляции мозгового кровотока в сторону больших величин артериального давления. При сахарном диабете нарушается чувствительность барорецепторов. Снижение вариа-

бельности ритма сердца у больных с сахарным диабетом может быть связано с полинейропатией, повреждением вегетативных волокон, иннервирующих сердце, также увеличивая риск вазовагальных обмороков.

Повышение спектральных показателей характерно для гиперадаптивного состояния, свидетельствует о напряжении регуляторных механизмов. В исследовании гиперадаптивное состояние наблюдалось у больных преимущественного молодого возраста, обмороки в этом случае были ситуационно обусловленными (при эмоциональном напряжении, виде крови, медицинских манипуляциях, мочеиспускании, висцеральных болях). Типичные клинико-волновые синдромы, их распространенность среди больных с различными типами нейрогенных обмороков представлены в таблице 2.

Таблица 2

Клинико-волновые синдромы при различных типах нейрогенных обмороков, количество больных

Клинико-волновые синдромы Ситуационные обмороки, количество больных Вазовагальные обмороки, количество больных

Гиперадаптивный 16 2

Энергодефицитный 0 24

Барорецепторной дисфункции 13 15

Примечание: проверка различия групп больных с ситуационными и вазовагальными обмороками по исходным клинико-волновым синдромам с помощью критерия хи-квадрата показала значимость различия между группами (р<0,001).

Устойчивое доминирование низкочастотного компонента ЪБ, его значительное увеличение во время пробы с гипервентиляцией характерно для синдрома баро-рецепторной дисфункции. Среди больных с нейроген-ными обмороками барорецепторные нарушения часто определялись во всех возрастных группах.

Вегетативные реакции при повышении давления в каротидном синусе, давлении на глазные яблоки, стимуляции рецепторов верхних дыхательных путей, а также гипоксии обуславливаются вагусными влияниями. Тонус сердечных нейронов блуждающего нерва в существенной мере зависит от афферентации с барорцепто-ров, импульсация с которых направляется в продолговатый мозг, активируя дорсальное ядро блуждающего нерва. Вагус-опосредованная брадикардия сочетается с торможением сосудосуживающего центра, снижением симпатического тонуса сосудов и их дилатацией.

Вероятно, показатель ЪБ при синдроме барорецеп-торной дисфункции отражает напряженность афферентной импульсации с барорецепторов. У больных молодого возраста избыточная афферентация сопровождается снижением артериального давления; в дальнейшем снижение барорецепторной чувствительности приводит к раннему возникновению артериальной гипертензии. Нарушение барорецепции не позволяет обеспечить быстрый вегетативный ответ при ортоста-тических нагрузках, увеличивая вероятность возникновения обморока.

ЛИТЕРАТУРА

1. Богачев М.И., Киреенков И.С., Нифонтов И.М., Пыко С.А. Новый подход к дифференциальному диагнозу синко-пальных состояний // Вестник аритмологии. - 2008. - Т. 52. №52. - С.50-56.

2. Дупляков Д.В., Головина Г.А., Гаврилова Е.А. Спорные вопросы патогенеза нейромедиаторных синкопов // Вестник аритмологии. - 2008. - Т. 51. №51. - С.44-49.

3. Киселев А.Р., Гриднев В.И. Колебательные процессы в вегетативной регуляции сердечно-сосудистой системы (обзор) // Саратовский научно-медицинский журнал. - 2011. -Т. 7. №1. - С.34-39.

4. Меркулов Ю.А., Калашников А.А., Пятков А.А. и др. Кардиоваскулярные проявления вегетативной полиневропатии // Журнал неврологии и психиатрии. - 2011. - Т. 111. №9. - С.77-79.

5. Синкопальные состояния в клинической практике / Под ред. С.Б. Шутова. - СПб.: ЭЛБИ-СПб., 2009. - 336 с.

6. Тюрина Т.В. Вариабельность сердечного ритма у больных с кардиоингибиторными и вазодепрессорными нейро-генными обмороками // Вестник аритмологии. - 2004. - №35 (прил.). - С.70-72.

7. Флейшман А.Н. Вариабельность ритма сердца и медленные колебания гемодинамики: нелинейные феномены в клинической практике. - Новосибирск, 2009. - 194 с.

8. Furlan R., Piazza S., Dell'Orto S., et al. Cardiac autonomic patterns preceding occasional vasovagal reactions in healthy humans // Circulation. - 1998. - Vol. 98. - P.1756-1761.

9. Moya A., Sutton R., Ammirati F. Guidelines for the diagnosis and management of syncope (version 2009) // Eur. Heart J. - 2009. - Vol. 30. - P.2631-2671.

10. Soteriades E.S., Evans J.C., Larson M.G., et al. Incidence and prognosis of syncope // N. Eng. J. Med. - 2002. - Vol. 347. №12. - P.878-885.

REFERENCES

1. Bogachev M.I., Kireenkov I.S., Nifontov I.M., Pyko S.A. A new approach to differential diagnostics of syncope // Vestnik aritmologii. - 2008. - Vol. 52. №52. - P.50-56.

2. DuplyakovD.V., GolovinaG.A., GavrilovaE.A. Controversial aspects of pathogeny of neuromediator syncope // Vestnik aritmologii. - 2008. - Vol. 51. №51. - P.44-49.

3. KiselevA.R., Gridnev V.I. Oscillatory processes in autonomic regulation of cardiovascular system

4. Merkulov Iu.A., Kalashnikov A.A., Piatkov A.A., et al. Cardiovascular presentations of autonomous polyneuropathy // Zhurnal nevrologii i psihiatrii. - 2011. - Vol. 111. №9. - P.77-79.

5. Syncopal states in clinical practice / Ed. S.B. Shutov. - Sankt-Peterburg: ALBI-SPb., 2009. - 336 p.

6. Tyurina T.V. Heart rate variability in patients with cardioinhibitory and vasodepressor neurogenic syncope // Vestnik aritmologii. - 2004. - №35

7. Fleishman A.N. Heart rate variability and slow hemodynamic oscillations: Nonlinear phenomena in clinical practice. -Novosibirsk, 2009. - 194 p.

8. Furlan R., Piazza S., Dell'Orto S., et al. Cardiac autonomic patterns preceding occasional vasovagal reactions in healthy humans // Circulation. - 1998. - Vol. 98. - P.1756-1761.

9. Moya A., Sutton R., Ammirati F. Guidelines for the diagnosis and management of syncope (version 2009) // Eur. Heart J. - 2009. - Vol. 30. - P.2631-2671.

10. Soteriades E.S., Evans J.C., Larson M.G., et al. Incidence and prognosis of syncope // N. Eng. J. Med. - 2002. - Vol. 347. №12. - P.878-885.

Информация об авторах:

Мартынов Илья Дмитриевич - аспирант, 654041, г. Новокузнецк, ул. Кутузова, 23, ФГБУ «НИИ КПГПЗ» СО РАМН, лаборатория физиологии медленноволновых процессов, тел. (3843)796-614, e-mail: mart-nov@yandex.ru

Information About the Authors:

Martynov Ilya Dmitrievich - graduate student, 654041, Novokuznetsk, Kutuzov street, 23, FSBI "Research Institute for Complex Problems of Hygiene and Occupational Diseases" SB RAMS, laboratory for physiology of slow-wave processes,

phone (3843)796614, e-mail: mart-nov@yandex.ru

© ВЯТКИН В.А., БУТОЛИН Е.Г., ДАНИЛОВА О.В., САВИНОВА Н.В. - 2014 УДК 616.379 - 008.64: 612.015.39: 611.018.4: 611.08

характеристика метаболизма коллагена 1-го типа в губчатой и компактной костной ткани у крыс с аллоксановым диабетом

Василий Алексеевич Вяткин, Евгений Германович Бутолин, Ольга Владимировна Данилова, Наталья Вячеславовна Савинова (Ижевская государственная медицинская академия Минздрава России, ректор - д.м.н., проф. Н.С. Стрелков,

кафедра биохимии, зав. - д.м.н., проф. Е.Г. Бутолин)

Резюме. Проведено исследование метаболизма коллагена 1-го типа в компактной и трабекулярной кости у 48 крыс на 14 и 28 дни с момента моделирования аллоксанового диабета с применением твердофазного метода ИФА. С помощью специфического маркёра образования данного биополимера (P1NP) установлено снижение уровня синтеза коллагена на 47,61% в губчатой костной ткани по сравнению с контролем (р=0,01), а также обнаружено появление в гомогенатах компактной и губчатой костной ткани маркёра резорбции кости бета-кросс-лапс (P-O'ossLaps).

Ключевые слова: диабетическая остеопатия, аминотерминальный пропетид проколлагена 1-го типа, карбокси-терминальный телопептид коллагена 1-го типа, бета-кросс-лапс.

CHARACTERISTICS OF 1ST TYPE COLLAGEN METABOLISM IN THE SPONGY AND COMPACT BONE IN RATS

WITH ALLOXAN-INDUCED DIABETES

V.A. Vyatkin, E.G. Butolin, O.V. Danilova, N.V. Savinova

Summary. The study of 1st type collagen metabolism in spongy and compact bone have been performed in 48 rats with alloxan-induced diabetes on 14 and 28 days using ELISA. Decrease of collagen type 1 biosynthesis by 47,61% in trabecular bone compared to control (p=0,01) has been established via specific marker synthesis of this biopolymer (P1NP), and also P-OrossLaps as a marker of bone resorption has been detected in homogenate of spongy and compact bone.

Key words: diabetic osteopathy, procollagen I N-terminal propeptide, C-terminal telopeptide of type I collagen, P-QrossLaps.

Сахарный диабет (СД) - это группа метаболических заболеваний, характеризующихся гипергликемией, которая является результатом дефекта секреции инсулина, действия инсулина или обоих этих факторов. Хроническая гипергликемия при диабете сочетается с повреждением, дисфункцией и развитием недостаточности различных органов [3].

Очевидна высокая социально-экономическая значимость этого заболевания: уровень инвалидизации больных, несмотря на высокое качество используемых при лечении СД препаратов и создание системы диабетоло-гической помощи, существенно не снижается [15], при этом основная тяжесть прямых расходов, направлен-

ных на борьбу с СД, приходится на расходы, связанные с развитием его осложнений [4].

Диабетическая остеопатия является одним из хронических осложнений сахарного диабета [20] и может проявляться от умеренно выраженного остеопоро-за до спонтанных переломов трубчатых костей [8]. Патофизиологические механизмы развития диабетической остеопатии у больных с СД до конца не изучены [7], однако, в патогенезе развития данного осложнения установлено следующее: снижение выработки остеобластами коллагена и щелочной фосфатазы, необходимых для образования костного матрикса и его минерализации, вызванное абсолютным дефицитом инсулина; сни-