Peculiarities of cardiac rhythm variability in children with bronchial asthma

© Коллектив авторов, 2003

Е. М. Гурьянова \ А. Н. Игишева \ А. Р. Галеев **

ОСОБЕННОСТИ ВАРИАБЕЛЬНОСТИ СЕРДЕЧНОГО РИТМА У ДЕТЕЙ С БРОНХИАЛЬНОЙ АСТМОЙ

* Кемеровская государственная медицинская академия, '* Кемеровский государственный университет, РФ

Для изучения особенностей вариабельности сердечного ритма (ВСР) при бронхиальной астме (БА) были проанализированы кардиоритмограммы 244 здоровых и больных детей с учетом исходного вегетативного тонуса. Выявлено, что больным БА свойственен парасимпатический исходный вегетативный тонус с большим холинергическим эффектом влияния на ВСР. Установлено, что спектральные характеристики ВСР (HF, MLF) являются маркерами патологичной вегетативной регуляции. При нагрузке регуляция у больных БА характеризовалась повышенной активацией симпатического отдела вегетативной нервной системы независимо от исходного тонуса. Продемонстрирована эффективность кардиаритмографии для диагностики вегетативных нарушена при БА»

Е. М. Гурьянова, JI. Н. Игишева, А. Р. Галеев

33

Authors studied peculiarities of cardiac rhythm variability (CRV) in cases of bronchial asthma (BA). Cardiorhythmograms of 244 healthy and ill children were analyzed counting initial autonomic tone. Authors showed that patients with bronchial asthma had in prevalence parasympathetic initial autonomic tone with significant cholinergic influence upon CRV. It was proved that spectral characteristics of CRV (HF, MFL) were markers of pathologic autonomic regulation. Regulation in patients with BA after loading was characterized by increased activation of sympathetic branch independently on initial autonomic tone. Efficacy of cardiorhythmography for diagnosis of autonomic regulation disorders in cases of BA was demonstrated.

Анализ вариабельности сердечного ритма (ВСР) является современной методологией оценки состояния регуляторных систем организма. Изменение функционального состояния вегетативной нервной системы (ВНС) сопровождает различные кардиологические и некардиологические заболевания. Общеизвестна роль дисбаланса между возбуждающими и тормозящими отделами ВНС в патогенезе бронхиальной астмы (БА) [5]. Наиболее значительный вклад в развитие бронхоспазма отводят холинерги-ческому компоненту вследствие повышения центрального вагусного тонуса и активации холинерги-ческих рецепторов [6]. БА является одним из самых распространенных хронических заболеваний, которому подвержены от 2% до 15% детского населения и 5% взрослых [2, 5]. БА часто приводит к ранней инвалидизации и является причиной преждевременной смерти. Поэтому несомненна важность оценки вегетативных взаимодействий у больных БА с учетом исходного тонуса ВНС для понимания патогенетических механизмов развития и прогноза течения болезни. В то же время в литературе содержится мало информации об оценке вегетативных взаимодействий с помощью оценки ВСР у больных БА, особенно в детском возрасте.

В связи с этим мы исследовали ВСР с учетом исходного тонуса ВНС у детей, больных БА, для изучения вегетативных регуляторных механизмов при этой патологии.

Материалы и методы исследования

Были обследованы 90 детей в возрасте 7—15 лет, страдающих БА легкой и средней степени тяжести, в период ремиссии болезни. Группа сравнения состояла из 122 детей 1—2-й группы здоровья. По полу и возрастному распределению исследуемые группы были идентичны. Поскольку у детей, больных БА, как правило, наблюдалась исходная ваготония, то дополнительно была изучена группа, состоящая из 32 практически здоровых детей с ваготонией, которая развилась в результате высокой двигательной активности. Дети этой группы занимались бегом 5 раз в неделю на дистанцию до 2 км в течение 2 лет. По полу и возрасту эта группа была идентична первым двум.

Кардиоритмографическое обследование и математическую обработку кардиоритмограмм проводили с помощью кардиоритмографического комплекса ORTO (www.or-to.ru/science) [4]. В настоящее время определение ВСР признано наиболее информативным неинвазивным методом количественной оценки вегетативной регуляции [7].

Кардиоритмограммы записывали в утренние часы, после 10-минутного отдыха, регистрировали 200 RR-интервалов в положении лежа и 220 после выполнения ортостатичес-кой пробы. Для анализа ВСР использовали параметры, рекомендованные Стандартами [7].

Стандартное отклонение SDNN

— разность между длительностью наибольшего и наименьшего RR-интервала. Данные показатели описывают влияние ВНС на структуру сердечного ритма [1]. При этом АМо в большей степени характеризует симпатические влияния, аХ — парасимпатические. SI (стресс индекс) —индекс напряжения, предложенный Р. М. Ба-евским, для описания степени напряжения механизмов регуляции сердечного ритма. HF — мощность высокочастотной компоненты спектра ВСР (0,15—0,4 Гц) — связана с дыхательными движениями и отражает вагус-ный контроль сердечного ритма. LF — мощность низкочастотной компоненты (0,04—0,15 Гц) — имеет смешанное происхождение и связана как с вагусным, так и с симпатическим контролем ритма сердца. TF — общая мощность спектра — отражает суммарную активность вегетативных воздействий на сердечный ритм. LF/HF

— отношение мощностей низких частот к мощности высоких. MLF — частота, на которой наблюдался максимум в спектре LF.

При анализе параметров ВСР у детей исследованных групп учитывали исходный вегетативный тонус (ваготония, симпатикотония, эйтония), который определяли по статистическим параметрам ритмограмм (ЧСС, АМо, X) с учетом возрастно-половых особенностей [4]. Данные показатели описывают влияние ВНС на структуру сердечного ритма. Выбор указанных параметров обусловлен их достаточностью для определения исходного вегетативного тонуса [1].

Статистическую обработку полученных результатов проводили с использованием вычисления средних значений и ошибки среднего, U-критерия Mann — Whitney, Kruskall — Wallis ANOVA тест. Выбор непараметрических методов был обусловлен отсутствием нормального распределения в изученных выборках по тексту Колмогорова — Смирнова.

Таблица 1

Параметры ВСР у здоровых и больных детей с ваготонией

Показатели Больные БА Здоровые P

SDNN, с 0,092 ± 0,004 0,074 ± 0,002 <0,001

SI, у. е. 41,13 ± 2,59 49,99 ± 1,64 c0,05

X, с 0,41 ± 0,02 0,36 ± 0,01 <0,01

RMSSD, с 0,103 ± 0,006 0,076 ± 0,003 <0,001

TF, мс~ 8910 ± 730 6595 ± 313 <0,05

LF, мс- 3379 ± 335 2496 ± 169 <0,05

HF, MC* 3585 ± 435 1789 ± 154 <0,001

LF/HF 1,24 ± 0,14 1,74 ± 0,15 <0,05

MLF, Гц 0,103 ± 0,006 0,081 ± 0,004 <0,01

Результаты и их обсуждение

При диагностике исходного вегетативного тонуса у детей в исследуемых группах было выявлено, что среди больных БА лиц с исходной эйтонией было 21 %, а среди здоровых — 38%. Исходная ваготония встречалась у 51% больных и 30% здоровых. Симпа-тикотония имела место у 28% больных детей и у 32% здоровых. При этом симпатикотонический исходный вегетативный тонус встречался преимущественно у больных детей старше 11 лет. Эти данные согласовывались с результатами других исследований об общей ваготонической направленности вегетативной регуляции при БА [6].

При изучении показателей ВСР у лиц с исходным ваготоническим тонусом нами было обнаружено, что больные отличались от здоровых большими значениями параметров ЗВЫЫ, ИМввВ, характеризующих парасимпатическую регуляцию (табл. 1). Изучая спектральные характеристики ритмограмм, мы выявили, что суммарная мощность спектра (ТЕ) у детей с БА была больше. Также у этих детей большую мощность имели волны в диапазонах (низкочастотная составляющая спектра отражает влияние как симпатического, так и парасимпатического отделов ВНС) и ШГ (высокочастотная составляющая, характеризующая парасимпатические влияния). Отличалось и соотношение 1ЛГ/ЮГ — у больных оно было меньше. Поскольку различия были более выражены в диапазоне ШГ, то мы предположили, что увеличение ТР было в бблыпей степени за счет ВОТ. Частота (МЫ1), на которой наблюдался максимум в спектре Ц? у больных, имела более короткий период по сравнению со здоровыми. Известно, что диапазон ЬР имеет смешанное происхождение и связан как с ва-гусным, так и с симпатическим контролем ритма

сердца [7]. Поскольку парасимпатические влияния характеризуются более короткими волнами, то сдвиг максимума в спектре LF в более коротковолновую часть свидетельствовал о большей доле парасимпатической составляющей в этом диапазоне у детей, больных БА.

Вместе с тем у больных детей SI имел меньшее значение чем у здоровых. Так как SI отражает степень напряжения регуляторных механизмов, то в данном случае возникло противоречие — у больных детей напряжение регуляции не могло быть меньше, чему здоровых. Поэтому при данной патологии физиологическая интерпретация этого параметра должна быть иной.

Параметры ВСР у детей описываемых групп при выполнении ортостатической пробы не отличались между собой. Увеличение влияния симпатического отдела ВНС при нагрузке нивелировало различия, имевшиеся в покое. Это позволило предположить о большей активации симпатического отдела ВНС у детей с БА для обеспечения регуляции в ортостазе.

В целом эти данные свидетельствовали о большей степени парасимпатических влияний на ВСР у больных БА в покое и повышенном адренергическом влиянии при нагрузке.

Известно, что высокая двигательная активность приводит, как правило, к увеличению парасимпатических регуляторных влияний, способствует развитию «спортивной ваготонии». Поэтому мы дополнительно сравнили больных детей с исходной ваготонией со здоровыми детьми, которые имели режим с высокой двигательной активностью и аналогичный исходный вегетативный тонус. При сравнении этих групп детей выяснилось, что значения статистических параметров ВСР (SI, X, RMSSD, SDNN) (табл. 2) у детей с высокой двигательной активностью были ближе к значениям аналогичных параметров больных детей. В то же время такие спектральные характеристики, как HF и MLF, имели промежуточное значение между больными и здоровыми детьми. Значения соотношения LF/HF у здоровых детей и детей с высокой двигательной активностью оказались близки между собой и достоверно отличались от величины этого параметра больных Б А. Таким образом, качественные различия ВСР у детей разных групп с парасимпатическим исходным вегетативным тонусом выявлялись только по спектральным характеристикам. Это позволило дифференцировать пато-логические регуляторные влияния от физиологических.

При анализе ВСР у больных БА с исходной эйтонией и здоровых детей с таким же исходным тонусом ВНС было обнаружено, что значение LF у ; больных было меньше (табл. 3). Это, вероятно,озна- • чало, что симпатическая составляющая в регуляция ; у детей, больных БА, была меньше, чем у здоровых, I В то же время у больных детей мы обнаружим . смещение максимума мощности в диапозоне LF Щ [ более низкие частоты. Поскольку симпатически» ;

Е. М. Гурьянова, JI. Н. Игишева, А. Р. Галеев

35

Таблица 2

Параметры ВСР у здоровых, с высокой двигательной активностью и больных БА детей с ваготонией

Показатели Больные БА Здоровые С высокой двигательной активностью Р

БОКИ, с 0,092 ± 0,004 0,074 ± 0,002 0,090 ± 0,004 <0,001

у. е 41,13 ± 2,59 49,99 ± 1,64 41,054 ± 2,393 <0,05

X, с 0,41 ± 0,02 0,36 ± 0,01 0,402 ± 0,013 <0,01

КМвББ, с 0,103 ± 0,006 0,076 ± 0,003 0,107 ± 0,007 <0,001

НЕ, мс2 3585 ± 435 1789 ± 154 2740 ± 371 <0,01

МЫТ, Гц 0,103 ± 0,006 0,081 ± 0,004 0,091 ± 0,006 <0,05

Таблица 3

Параметры ВСР у здоровых и больных детей с эйтонией

Показатели Больные БА Здоровые Р

и, мс2 1357 ± 216 1575 ± 117 <0,05

МЫ?, Гц 0,072 ± 0,006 0,094 ± 0,006 <0,05

БОШ ортостаз, с 0,031 ± 0,002 0,048 ± 0,004 <0,01

АМо ортостаз, с 59,9 ± 3,9 46,7 ± 2,8 <0,05

в! ортостаз, у. е. 421,6 ± 61,4 218,5 ± 34,9 <0,01

X ортостаз, с 0,149 ± 0,010 0,227 ± 0,019 <0,01

имзв ортостаз, с 0,022 ± 0,002 0,034 ± 0,005 <0,05

влияния проявляются в более низкочастотном диа-позоне, чем парасимпатические, то это свидетельствовало о большем отражении симпатического влияния на ВСР этой части спектра. Такие разнонаправленные проявления вегетативной регуляции еще раз подтвердили данные других исследователей о ее дисбалансе у больных БА [6].

При анализе параметров ВСР, полученных при выполнении ортостатической пробы, было обнаружено, что у больных с эйтонией значения АМо иБ1 в ортостазе были достоверно выше, чему здоровых. Это указывало на большую активацию симпатического отдела ВНС при обеспечении нагрузки у больных детей

Таблица 4

Параметры ВСР у здоровых и больных детей с симпатикотонией

Показатели Больные БА Здоровые Р

SDNN ортостаз, с 0,029 ± 0,003 0,034 ± 0,002 <0,05

АМо ортостаз, с 68,9 ± 4,25 55,8 ± 2,8 <0,01

SI ортостаз, у. е. 767,6 ± 124,9 377,7 ± 43,5 <0,05

X ортостаз, с 0,131 ± 0,015 0,160 ± 0,010 <0,05

по сравнению со здоровыми. Параметры, отражающие парасимпатическую регуляцию (X, вБМЫ, ИМЗвО), в ортостазе у больных были, напротив, меньше.

Таким образом, дети, больные БА, с эйтонией существенно отличались от здоровых детей с подобным исходным тонусом ВНС. Поскольку под эйтонией (нормотонией) понимают физиологическую, нормальную регуляцию, обеспечивающую организму оптимальную адаптивность [3], то эйтонию у детей с БА логичнее обозначать как смешанный исходный вегетативный тонус.

При исследовании параметров ВСР у детей исследуемых групп с симпатикотоническим исходным тонусом ВНС мы не обнаружили различий. Анализ параметров ВСР в ортостазе выявил, что значения АМо и у больных были больше (табл. 4). Параметры, отражающие парасимпатическую регуляцию (вБЫН, X) у больных детей, напротив, имели меньшие значения. Это указывало на большую активацию симпатического отдела ВНС при обеспечении

нагрузки у больных детей по сравнению со здоровыми, так же как и у больных детей с эйтонией и ва-готонией.

Заключение

Больным БА свойственен парасимпатический исходный вегетативный тонус с большим холинерги-ческим эффектом влияния на ВСР. Показано, что спектральные характеристики ВСР у больных БА (1ЛГ, МЪР) являются маркерами патологической вегетативной регуляции. При нагрузке регуляция у больных БА характеризовалась повышенной активацией симпатического отдела ВНС независимо от исходного тонуса. Выявляемые с помощью кардиоритмографии регуляторные взаимодействия при БА позволят наряду с другими данными индивидуализировать тактику вмешательств и прогнозировать течение болезни.

ЛИТЕРАТУРА

1. Баевский Р. М. Прогнозирование состояний на грани нормы и патологии. — М., 1979. — 298 с.

2. Балаболкин И. И. //Рос. пед. журнал. — 1998. — № 2. — С. 49—52.

3. Вейн А. М., Вознесенская Т. Г., Голубева В. Д. Заболевания вегетативной нервной системы. — М., 1991.

— 624 с.

4. ГалеевА. Р. Использование показателей сердечного ритма для оценки функционального состояния школьников с учетом их возрастных особенностей и уровня двигательной активности: Автореф. дисс. ... канд. биол. наук.

— Новосибирск, 1999.— 20 с.

5. Марченко В. Н., Потоцкий А. Ю., Ловицкий С. В. // Механизмы воспаления бронхов и легких и противовоспалительная терапия. / Под ред. Г. Б. Федосеева. — СПб., 1998. — С. 410—429.

6. Boomsma J. В., Said S. J. // Chest. — 1992. — Vol. 101, № 6. — Suppl. — P. 389—392.

7. Task Force of the European Society of Cardiology and the North American Society of Pacing and Electrophysiology. Heart Rate Variability. Standards of Measurements, Physiological Interpretation and Clinical Use. // Circulation.

— 1996. — Vol. 93. — P. 1043—1065.

© Коллектив авторов, 2003