Особенности вегетативной регуляции вариабельности ритма сердца у молодых лиц при профилактике сердечно-сосудистой патологии

По данным Росстата, в 2010 г. заболеваемость болезнями системы кровообращения составила 3734 тыс., а к 2021 г. возросла до 4456 тыс., т.е. увеличилась в 1,2 раза [1]. При этом сердечно-сосудистые заболевания (ССЗ) традиционно занимают лидирующую позицию среди десяти ведущих причин смерти в мире, согласно данным Всемирной организации здравоохранения [2]. Гипертоническая болезнь (ГБ) по-прежнему остается важнейшей проблемой медицины. Наряду с широкой распространенностью и отсутствием адекватного контроля уровня артериального давления (АД), ГБ значительно увеличивает риск развития сосудистых катастроф. Начальные дизрегуляторные явления при ГБ заключаются в функциональной реорганизации механизмов нервной регуляции системы кровообращения, что осуществляется вследствие патологически измененного уровня функционирования вегетативной нервной системы (ВНС) [3]. Синусовый и атриовентрикулярный узлы находятся под влиянием в большей степени блуждающего нерва, а желудочки контролируются симпатическими нервами, парасимпатическая же иннервация желудочков выражена слабо. Наряду с наследственностью и эндокринно-метаболическим дисбалансом нарушение функционирования ВНС является важным фактором развития ГБ [4]. В Российской Федерации увеличивается число молодых людей с выявленной артериальной гипертензией (АГ), причем у пациентов данной группы часто выявляют «АГ на рабочем месте», ведущую роль в развитии которой играет гиперактивация симпатического отдела ВНС [5].

У молодых людей большинство ССЗ выявляется во время профилактических медицинских осмотров в рамках диспансеризации. Электрокардиография (ЭКГ) широко используется в клинической практике и является достоверным методом исследования нарушений электрической активности миокарда и анализа сердечного ритма. На сегодняшний день перед современной кардиологией стоит актуальная задача совершенствования методов суточного мониторирования ЭКГ и способов математического анализа ЭКГ-сигналов [6].

Структуру ритма сердца как диагностическую единицу начали использовать в 60-х годах XX века в СССР. Впервые анализ вариабельности ритма сердца (ВРС) применен для оценки состояния организма и вегетативной регуляции в космической медицине Р.М. Баевским и В.В. Париным [6]. На сегодняшний день выявлено 40—60 индексов, активно используемых для анализа ВРС [7]. Индексы ВРС традиционно рассчитываются и интерпретируются только при синусовом ритме [8]. Несмотря на многолетнюю апробацию метода в научных исследованиях, актуальной остается проблема референсных значений ввиду вариабельности физиологических нормативов ВРС [9, 10], которую можно решить путем анализа ВРС в зависимости от пола, возраста, уровня тренированности и длительности записи [9].

Анализируя данные литературы, мы обнаружили описания исследований, посвященных анализу ВРС не только у спортсменов (лыжницы-гонщицы, хоккеисты 9—16 лет), но и у пациентов с различной патологией (например, у больных с хронической ревматической болезнью сердца) [11—13]. Параметры ВРС изучены у здоровых жителей Кореи, Финляндии, Японии [10].

Малочисленные исследования у здоровых людей молодого возраста свидетельствуют об ограничении применения ВРС в качестве скринингового метода выявления вегетативной дисфункции как начального компонента патогенеза сердечно-сосудистой патологии.

Цель исследования — провести анализ ВРС у молодых людей с различными резервами адаптации сердечно-сосудистой системы и выявить статистически значимые параметры.

В исследовании приняли участие 257 студентов ФГБОУ ВО «МГУ им. Н.П. Огарева», среди которых 173 женщины и 84 мужчины. Все участники исследования дали информированное добровольное согласие. Средний возраст участников составил 20,3±0,1 года, варьируя от 17 до 26 лет. Всем участникам неинвазивным способом измеряли уровни систолического (САД) и диастолического (ДАД) АД, частоту сердечных сокращений (ЧСС) в утренние часы с трехкратным повтором на каждой из верхних конечностей с помощью автоматического тонометра Omron M2 Basic («Omron Healthcare Co., Ltd.», Япония). Каждому участнику исследования измерения проводили 1 раз в неделю на протяжении 6 нед. Критерии границ нормального уровня АД принимали с учетом клинических рекомендаций 2022 г. [14]. Измеряли рост, массу тела, на основании чего рассчитывали индекс массы тела (ИМТ) и адаптационный потенциал (АП) по формуле Р.М. Баевского [15].

Осуществляли 5-минутную запись ЭКГ, что соответствует Международному стандарту [16], выполняли пробу с гипервентиляцией на протяжении 3 мин. Анализ ВРС проводили на основании линейных ритмограмм и столбчатых гистограмм статистическим методом и методом гистограмм. У всех обследуемых отсутствовали ЭКГ-признаки гипертрофии левого желудочка.

У всех участников рассчитали показатели Р.М. Баевского (индекс вегетативного равновесия (ИВР), вегетативный показатель ритма (ВПР), индекс напряжения регуляторных систем (ИН), показатель адекватности процессов регуляции (ПАПР) и индексы А.Я. Каплана (индекс дыхательной модуляции (ИДМ), индекс симпато-адреналового тонуса (САТ), индекс медленноволновой аритмии (ИМА)) [17].

На основании значений АП всех участников разделили на 3 группы: 1-ю группу (АП1, контроль) составили молодые люди с удовлетворительной адаптацией (АП ≤2,6), n=148; 2-ю группу (АП2) — лица с напряжением механизмов адаптации (2,6<АП<3,10), n=72; 3-ю группу (АП3) — лица с неудовлетворительной адаптацией (АП ≥3,1), n=37. Однако для исключения ограничения исследования по количественной разнице между выборками из каждой группы методом рандомизации отобраны 42, 40 и 32 человека соответственно в 1-ю, 2-ю и 3-ю группы со значениями АП в соответствии с первоначальными группами. В последующем анализ ВРС проводился по средним значениям у участников данных групп.

Статистический анализ проведен с помощью программ Microsoft Excel 2010, StatTech 4.0.4. Непрерывные параметры представлены в виде среднего и стандартного отклонения (M±SD). Визуальный анализ параметров показал, что распределение параметров симметрично и близко к нормальному, а выбросы отсутствуют. Для параметрического анализа использовали непарный и парный t-критерий Стьюдента, для сравнительной оценки распределения относительных величин использовали χ². Различия считались статистически значимыми при p<0,05. Поправка на множественные сравнения не использовалась.

Оценка антропометрических и гемодинамических параметров позволила выявить параметры характеристики участников групп (табл. 1). Расчет ИМТ показал неравномерное распределение молодых людей в каждой из выделенных групп, снижение АП сердечно-сосудистой системы сопряжено с увеличением ИМТ. Среднее значение САД у лиц 2-й группы было больше на 11,2%, а 3-й группы — на 23,5% (p<0,001) относительно лиц группы контроля (1-я группа). Относительно ДАД мы наблюдали аналогичную тенденцию (p<0,001). При этом в 3-ю группу (с неудовлетворительной адаптацией) вошли молодые люди с впервые выявленной АГ (на основании многократного офисного измерения уровня АД согласно действующим клиническим рекомендациям). Выявлено увеличение ЧСС у лиц 2-й группы на 19,5% и у лиц 3-й группы — на 26,1% (p<0,001) меньше по сравнению с лицами 1-й группы.

Таблица 1. Распределение изучаемых показателей у обследованных лиц в зависимости от значения адаптационного потенциала

Примечание. Данные представлены в виде M±SD. АП — адаптационный потенциал; ИМТ — индекс массы тела; САД — систолическое артериальное давление; ДАД — диастолическое артериальное давление; ЧСС — частота сердечных сокращений.

Показатели ВРС представлены в табл. 2. Среднее арифметическое продолжительности интервалов NN (RRNN) во 2-й и 3-й группах было меньше относительно показателей у участников 1-й группы на 15,06 и 20,6% соответственно (p<0,001). Показатель SDNN (стандартное отклонение интервалов NN от среднего) во 2-й и 3-й группах был ниже такового у участников 1-й группы на 25,8 и 35,4% соответственно (p<0,001). Количество пар исследованных интервалов NN, отличающихся более чем на 50 мс (NN50), и количество пар исследованных интервалов NN, отличающихся более чем на 20 мс (NN20), было наибольшим в 1-й группе и наименьшим в 3-й группе. Так, значение NN50 и NN20 за 1 мин у участников 2-й группы было меньше, чем у участников 1-й группы на 46,8 и 31,2% соответственно, в 3-й группе значение изучаемых показателей было меньше на 71,2 и 45,05% соответственно (p<0,001).

Таблица 2. Вариабельность ритма сердца у молодых людей с различными резервами адаптации

Примечание. Здесь и в табл. 3: данные представлены в виде M±S. АП — адаптационный потенциал; RRNN — среднее арифметическое продолжительности интервалов NN; SDNN — стандартное отклонение интервалов NN от среднего; Mo — мода; AMo — амплитуда моды; NN50 — количество пар исследованных интервалов NN, отличающихся более чем на 50 мс; NN20 — количество пар исследованных интервалов NN, отличающихся более чем на 20 мс; ИВР — индекс вегетативного равновесия; ВПР — вегетативный показатель ритма; ПАПР — показатель адекватности процессов регуляции; ИН — индекс напряжения регуляторных систем; ИДМ — индекс дыхательной модуляции; САТ — индекс симпатоадреналового тонуса; ИМА — индекс медленноволновой аритмии.

Определение индексов Р.М. Баевского показало, что ИВР у лиц 2-й и 3-й групп превышали соответствующий показатель у лиц 1-й группы на 52 и 66,8% соответственно (p<0,001). Относительно ВПР и ИН мы наблюдали аналогичную тенденцию. ПАПР у лиц 2-й и 3-й групп был больше на 52,03 и 83,1% (p<0,001), чем у лиц 1-й группы. А индексы А.Я. Каплана показали, что ИДМ у лиц 2-й и 3-й групп в среднем был меньше, чем у лиц 1-й группы на 35,4 и 45,3% соответственно. Индекс САТ у обследуемых 2-й и 3-й групп превышал таковой показатель у лиц 1-й группы на 128,4 и 207,5% (p<0,001). Относительно ИМА также отмечалась тенденция к увеличению при снижении уровня АП: у лиц 2-й и 3-й групп среднее значение было больше на 13,7 и 17,4% соответственно, чем у лиц 1-й группы (группы контроля).

Изменения показателей ВРС после проведения пробы с гипервентиляцией представлены в табл. 3. На фоне дыхательной модуляции RRNN в 1-й группе по сравнению с исходными показателями стало меньше на 4,85% (p<0,001), во 2-й группе значение RRNN также уменьшилось на 0,94%, однако во 2-й группе различия до и после гипервентиляции оказались статистически незначимыми (p=0,16). В 3-й группе данный показатель, напротив, увеличился на 4,54% (p=0,035). Среднее значение SDNN увеличилось во всех трех группах на 82,4; 38,08 и 89,9% соответственно (p<0,001). Среднее значение Mo в 1-й группе уменьшилось на 4,5%, во 2-й группе — на 3,53% и в 3-й — на 1,65%. ИВР и ИН в 1-й группе снизились на 17,6 и 10,2% соответственно, во 2-й группе — на 22,9 и 20,1%, в 3-й группе — 27,8 и 36,1%. ПАПР снизился во всех трех группах на 16,4 (p=0,0046), 20,1 и 30,5% соответственно (p<0,001). Средний ИДМ в 1-й группе увеличился на 21,6% (p=0,0018), во 2-й группе — на 20,9% (p=0,0026) и в 3-й группе — на 67,2% (p=0,01). Индекс САТ в 1-й группе увеличился на 37,3%, во 2-й и 3-й группах — на 44,35 и 67,9% соответственно (p<0,001). ИМА в 1-й группе увеличился на 12,68% (p<0,001), а во 2-й и 3-й группах уменьшился на 4,79% (p=0,0014) и 0,38% (p=0,1) соответственно.

Таблица 3. Изменение показателей вариабельности ритма сердца после пробы с гипервентиляцией

Примечание. Полужирным шрифтом выделены показатели, различия которых при сравнении «до-после» статистически незначимы (p>0,05).

Полученные данные показали, что у обследуемых 1-й группы в большей степени преобладал парасимпатический тип регуляции деятельности сердечно-сосудистой системы. Снижение влияний парасимпатического звена регуляции, выявленное по уменьшению уровня ВРС, коррелировало (r= –0,67, p<0,05) с повышением уровня САД, что согласуется с данными исследования, в котором снижение парасимпатических влияний выявлено у лиц с изолированной офисной АГ [18].

Статистически значимое снижение уровня ВРС выявлено у молодых людей 2-й группы (напряжение механизмов адаптации). Корреляционный анализ выявил статистически значимую зависимость SDNN и АП (r= –0,78, p<0,05), это означает, что ВРС коррелирует со значением АП [19]. Следует отметить, что данные ВРС исследуемых 2-й группы несущественно отличались от таковых у исследуемых 3-й группы, что свидетельствует о наличии вегетативной дисфункции уже при напряжении механизмов адаптации и отсутствии клинически значимых маркеров ССЗ. Данный факт имеет принципиальное значение с позиций преморбидной диагностики и своевременного начала профилактического мониторирования.

Выявлена зависимость ВРС от уровня АД. По данным проведенного нами исследования, установлено увеличение значений АП у молодых людей с АГ 1-й степени (3-я группа). При этом зарегистрировано снижение ВРС у молодых людей 3-й группы. Полученные данные сопоставимы с результатами В.В. Горбань и соавт., констатирующими особенности ВРС у молодых лиц с АГ [20]. Показатели RRNN, SDNN, AMo у молодых людей 3-й группы исследуемых с нарушением адаптации сердечно-сосудистой системы сопоставимы с аналогичными показателями, полученными в исследовании А.П. Спицина и соавт. у больных с АГ [21].

В процессе анализа изучаемых показателей после 3-минутной пробы с гипервентиляцией замечено, что ВРС возросла у участников всех групп исследования. Причем у молодых лиц с напряжением и нарушением механизмов адаптации увеличение ВРС было более выражено, что свидетельствует о значимости вегетативной дисфункции в формировании признаков дезадаптации сердечно-сосудистой системы у лиц молодого возраста. По данным N. Sheiko и V. Feketa, дыхательные упражнения способствуют росту ВРС за счет подавления центрального звена регуляции сердечного ритма и повышения активности парасимпатических влияний. Кроме того, имеет значение перераспределение регуляторной активности центральной нервной системы между центральными и периферическими звеньями регуляции сердечного ритма в пользу последних [22]. А регулярная практика медленного глубокого дыхания благотворно влияет на вегетативную регуляцию сердечно-сосудистой системы у здоровых людей и при ССЗ [23].

У молодых людей с напряжением механизмов адаптации и неудовлетворительной адаптацией сердечно-сосудистой системы зарегистрировано снижение влияния парасимпатического звена регуляции, что коррелировало с повышением уровня АД. Так, у лиц 3-й группы (исследуемые с АГ) зафиксировано статистически значимое (p<0,001) снижение всех изучаемых показателей ВРС по сравнению с лицами 1-й группы.

У молодых людей с напряжением механизмов адаптации сердечно-сосудистой системы (2-я группа) и неудовлетворительной адаптацией (3-я группа, наличие АГ) по показателям ВРС практически не выявлены статистически значимые различия, что делает возможным рекомендовать определение ВРС в качестве метода преморбидной диагностики патологии сердечно-сосудистой системы.

После проведения пробы с гипервентиляцией ВРС увеличивается у лиц всех групп исследования, в большей степени данный эффект заметен у пациентов группы с патологическим изменением АП, свидетельствуя о наличии у лиц молодого возраста резервов вегетативной регуляции, пролонгирующих латентный период ССЗ.

Участие авторов: концепция и дизайн исследования — Т.И. Власова; сбор и обработка материала — В.В. Чаткин, А.П. Безбородова, О.А. Дмитриева; статистическая обработка данных — М.В. Шутов, А.В. Рыжов; написание текста — А.П. Безбородова; научное редактирование — А.В. Рыжов, Т.И. Власова.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.