Статья: Оценка баланса вегетативной регуляции сердечного ритма при выполнении ортостатической пробы

Сочинский государственный университет

Центр медицинской профилактики

ОЦЕНКА БАЛАНСА ВЕГЕТАТИВНОЙ РЕГУЛЯЦИИ СЕРДЕЧНОГО РИТМА ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ ОРТОСТАТИЧЕСКОЙ ПРОБЫ

Шутов Анатолий Борисович преподаватель,

Корней Кирилл Васильевич врач по спортивной медицине

Мацканюк Алексей Алексеевич канд. тех. наук,

доцент кафедры информационных технологий

г. Сочи

Abstract

Shutov A.B. Sochi state university, Russian Federation, Sochi city, the teacher

Korney C. V. Center of medical preventive maintenance, rEY3 M3KK, Russian Federation, Sochi city, the doctor on sports medicine

Matskanjuk A.A. Sochi state university, Russian Federation, Sochi city, cand.tech.sci., the senior lecturer offaculty of information technologies

ESTIMATION OF BALANCE OF VEGETATIVE REGULATION OF THE INTIMATE RHYTHM AT PERFORMANCE ORTHOSTATIC OF TEST

The balance of vegetative reactions of cardiovascular system in active orthostatic to test was defined by a method of share tendencies. At the third level of hierarchy in dynamics time of some R-R intervals of an electrocardiogram it has been revealed, that in orthostatic to test the sympathetic department of vegetative nervous system is the starting mechanism for reactions pair-sympathetic a department. Thus, the share of participation pair-sympathetic a department in tendencies adaptive reactions of cardiovascular system on orthostatic test is prevailing.

Keywords: orthostatic test, adaptive reactions, intervals R-R, transformations of the information, a memory principle, dynamic hierarchy, the share tendency, cumulative capacity, dynamic interface.

Аннотация

Баланс вегетативных реакций сердечнососудистой системы в активной ортостатической пробе определялся методом долевых тенденций. На третьем уровне иерархии в динамике временного ряда кардиоинтервалограммы было выявлено, что в ортостатической пробе симпатический отдел вегетативной нервной системы является запускающим механизмом для реакций парасимпатического отдела. При этом, доля участия парасимпатического отдела в тенденциях адаптивных реакциях сердечнососудистой системы на ортостатическую пробу является преобладающей.

Ключевые слова: ортостатическая проба, адаптивные реакции, интервалы R-R, преобразования информации, накопительный принцип, динамическая иерархия, долевая тенденция, кумулятивная емкость, динамическое сопряжение

Основная часть

При проведении активной ортостатической пробы (О.п.) обследуемый самостоятельно переходит из положения лежа в положение стоя; при этом участие скелетных мышц в гемодинамической адаптации достаточно выражено [8,10].

Изменение положения тела при О.п. само по себе не представляет заметной нагрузки, однако, если регуляторные механизмы не обладают достаточным функциональным резервом, ортостатическое воздействие оказывается для организма стрессорным [4,5,12].

В медицинской практике проведение ортостатических проб используют при диагностировании: дисфункций деятельности вегетативной нервной системы, гипертонической болезни, ишемической болезни сердца. Также данное обследование способствует установлению контроля за состоянием здоровья при медикаментозной терапии, которая способна вызвать ортостатические нарушения кровотока [6,10].

Гипо- и асимпатико-тонический типы реакций при О.п. характеризуются значительным снижением и систолического, и диастолического АД, малым учащением пульса или даже его урежением; сердечный индекс в этих случаях снижается выражено и очень быстро. У лиц с ортостатическим расстройствам кровообращения (ОРК), связанными с патологией исполнительных звеньев сердечнососудистой системы, результаты О.п. не полностью соответствуют какому-либо из перечисленных типов реакций, отражающих нарушение регуляции [4].

Особенности выявляемого несоответствия имеют значение для диагностики природы ОРК. Ортостатическая проба при диагностике используется в двух случаях. В одних случаях с помощью ее пытаются прогнозировать вероятность «отказа» функционирования систем организма в условиях, связанных с интенсивным перераспределением крови в сосудистом русле, которое происходит при динамических и статических нагрузках субмаксимальной и максимальной мощности [11]. Ортостатическая проба используется так же в качестве функциональной тестовой нагрузки, с целью выявления направленности и выраженности адаптационных реакций организма, как, впрочем, и основная масса других нагрузочных тестов [4].

В многочисленных публикациях по поводу оценки резервных возможностей организма встречаются попытки найти с помощью О.п. некий универсальный показатель, который бы адекватно отражал функциональное состояние и резервы кардио-респираторной системы в целом [7].

Большое многообразие изменений параметров кровеносной системы обнаруживается при индивидуальной оценке результатов применения ортостатической пробы. Такое многообразие вызвано тем, что в компенсационных реакциях сердечнососудистой системы принимают участие механизмы местного, регионального и системного уровней. Совокупность динамических свойств сердечнососудистой системы в случаях ортостатического повышения давления, или понижения пульса, находится в явной зависимости от исходных значений этих параметров в покое и может отражать нарушение баланса регуляторных механизмов [7,13].

На результаты систолического и диастолического АД, на частоту пульса при О.п. могут влиять так же и биоритмы, очевидно, что в утренние часы на фоне повышенной работоспособности результаты будут отличаться от вечернего времени [2].

В зависимости от ранжирования Я-Я интервалов ЭКГ находится индекс напряжения по Р.М. Баевскому [1]. В спектральных методах Я-Я интервалы сортируются по частотному признаку [17,18]. В этих методах, к сожалению, не рассматриваются накопительные свойства признака (см.Рис.3), а сам временной ряд динамических показателей перекраивается под статистические законы вариационного распределения [15,20].

Для определения величины влияния тех или иных уровней вегетативной нервной системы в регуляции адаптивных реакций сердечнососудистой системы после выполнения О.п., нами был предложен метод долевых тенденций [19,21, 23].

Методы исследования. В активной ортостатической пробе обследуемый активно вставал из горизонтального положения в положение вертикальное. В вертикальном положении, у обследуемого, с помощью электрокардиографа Би САЯЭЮ§и№^ С300, во втором отведении велась запись, со скоростью 50 мм/сек.. Я-Я интервалы электрокардиограммы (ЭКГ) измерялись прибором автоматически. График кардиоинтервалограммы (КИГ) представлен на Рис. 1.

Рис. 1 График КИГ после выполнения ортостатической пробы

В оценке структурных изменений долевых тенденций. Долевые тенденции динамической иерархии [14] временного ряда динамических различий в уровневой иерархии Я-Я кардиоинтервалограммы использовался метод интервалов ЭКГ, определялись в двумерных вычислительных таблицах, составленных в программе Excel [19]. В динамике временного ряда КИГ были выделены 4 уровня иерархии (Рис.2).

Рис. 2 Уровни иерархии в динамике временного ряда [21]

Ряд натуральных величин является 1 уровнем в иерархии, амплитуды гармоник 2-го уровня определены из разницы последующего от предыдущего показателя натуральных величин:

(1)

Выделенные из гармоник в отдельные динамические ряды положительные и отрицательные амплитуды представляют 3-й уровень иерархии. В исследованиях использовались статистические методы накопления частотей [15] показателей амплитудной динамики, а так же тригонометрические преобразования сторон прямоугольных треугольников и их перемещений в системе координат [22].

Нарастающий итог долевой тенденции показателей опыта и стандарта всегда равен 2,0, а характер тенденции опыта определяется стандартом [19]. Чтобы показать динамику условной долевой тенденции (В_у) горизонтально, возрастающий стандарт (к&) выбирается:

By= hst -- Bi, (2)

hst= Pх+ Pх+1, где hst - кумулята динамического стандарта, Pх - частость, Bi - доля прироста;

(3)

Показатель резерва динамического сопряжения (РДС) позволяет определить структурную связь в динамике кумулятивных тенденций между различными уровнями иерархии:

где, ДУУ і - доля условного участия, ДУу = Ву + Ву+1,.

Показатель кумулятивной емкости (КЕ), отражает структурные характеристики кумулятивных тенденций (см. Рис.3):

КЕ = ДУУ Х ДУА, (5)

где, ДУА - доля условной активности,

ортостатический парасимпатический сердечнососудистый проба

Рис. 3 Структурные характеристики кумулятивных тенденций

Примечание: выпуклая дуга - активная, прямая линия - равномерная, прогнутая дуга - пассивная.

Результаты исследований и их обсуждение. Каждый столбик гистограммы представляет определенный R-R интервал ряда показателей между сердечными сокращениями, а тенденция ряда представлена уравнением третьей степени (Рис.1). Между структурой динамики R-R интервалов и структурой данных полиномиального тренда большие различия. Можно предположить, что при «сглаживании» ряда динамики полиномиальным уравнением теряется основная информация об адаптивных реакциях, а это: крутизна подъема и спуска волн, их протяженность, величина амплитуды прироста, структурные тенденции в динамики различных уровней иерархии.

Для расшифровки всех структурных изменений в динамике временного ряда использовался метод долевых тенденций, в основе которого лежит измерение амплитуды показателя. В результате структуры динамики измеренных долевых тенденций на различных уровнях иерархии дают новые определения изменениям, которые произошли в отделах и звеньях системы в результате взаимодействия ее с внешней средой. В структурах динамики проявляется формы: накопительного итога, кумулятивной емкости, доли активности, доли условных тенденции. Между уровнями иерархии существует связь, величина которой может зависеть от роли в адаптивных реакциях того или иного отдела, или звена системы. Для анализа этих структур могут привлекаться показатели вариации и статистические сравнения [15]. Сама амплитуда показателя временного ряда является базовой и обладает информационными свойствами, а это характеристики внешних влияний, или внутренних взаимодействий, которые характерны для сложно организованных систем [14,16]. Дальнейшее выделение амплитуд из временного ряда предполагает получение дополнительных динамических рядов в уровневой иерархии и позволяет выделить основные и второстепенные признаки адаптации по доле участия того или иного уровня [21].

В таблице 1 приведены структурные характеристики кумулятивных тенденций различных уровней иерархии по показателю КЕ (формула 5). Отрицательная величина КЕ характеризует пассивную форму структуры накопительного итога, а положительная величина - активную (см. Рис. 3).

Таблица 1

КУМУЛЯТИВНАЯ ЕМКОСТЬ (КЕ) НА РАЗЛИЧНЫХ УРОВНЯХ ИЕРАРХИИ.

Динамическая структура 1 -го уровня иерархии отражает равновесие между активными и пассивными характеристиками кумулятивных тенденций (0,06). Показатель КЕ динамического ряда 2-го уровня иерархии, в отличие от 1 -го уровня имеет высокую активную форму (28,4). Основным «возмутителем спокойствия» в динамике равновесия, как показывает 3-й уровень иерархии, является ряд положительных амплитуд (см.Рис.4 а) и б)), который примерно в три раза больше активности отрицательных амплитуд (60,7 и 17,9).

а) тенденции 2-го (ОР инт) и 3-го уровней иерархии

Рис. 4 Условные долевые тенденции 3-го уровня иерархии

Удаление тенденции гармоник из динамики положительных и отрицательных амплитуд (формула 2) позволило рассмотреть активность положительных амплитуд, которая оказалась примерно в шесть раз выше отрицательных (6,18 и -1,15).

Можно предположить, что ряд из положительных амплитуд является показателем симпатических реакций, а отрицательных - показателем парасимпатических реакций. По предлагаемой нами формуле в ортостатической пробе между звеньями ВНС можно определить диапазон между системными антагонистами (САД - системный адаптивный диапазон):

(6)

Где хi - наибольшее значение реакций (6,18) по показателю КЕ в подуровне 3 уровня иерархии (см.Табл.1), уi - наименьшее значение реакций (1,15). Таким образом, величина САД между симпатическим и парасимпатическим звеном составила 6,37 единиц. Из представленного графика (Рис.5) мы видим, что симпатические реакции в ортостатической пробе являются ведущими, и их величина в 5,4 раза превышает накопительный итог парасимпатических реакций.