9 липня, 2015
Показники варіабельності серцевого ритму в оцінюванні адаптаційних процесів
На сьогодні одним із найпоширеніших методів оцінювання адаптації є її дослідження на підставі даних варіабельності серцевого ритму. У результаті численних фізіологічних і клінічних досліджень доведено можливість застосування даних вимірювання сукупності функціональних показників серцево-судинної системи як індикатора адаптивних реакцій цілісного організму і показника ризику розвитку захворювань. Використання такого підходу є можливим, оскільки система кровообігу слугує сполучною ланкою між усіма органами та системами організму, між «центрами керування» й «елементами керування».
Варіабельність серцевого ритму відображає ступінь напруження регуляторних систем, що виникає у відповідь на стресорний вплив.
Основні показники, які застосовують для аналізу варіабельності серцевого ритму, наведено в таблиці 1.
На підставі даних спектрального аналізу серцевого ритму розраховують два важливі показники: індекс централізації та індекс активації підкіркових нервових центрів. Індекс централізації відображає ступінь переважання недихальних складових синусової аритмії над дихальними. Фактично це кількісна характеристика співвідношень між центральним і автономним контурами регуляції серцевого ритму.
Індекс активації підкіркових нервових центрів характеризує активність серцево-судинного підкіркового центру щодо більш високих рівнів управління. Підвищена активність підкіркових центрів виражається його зростанням. За допомогою цього індексу можна оцінити процеси гальмування в корі головного мозку.
P.M. Баєвський запропонував проводити комплексне оцінювання варіабельності серцевого ритму за показником активності регуляторних систем (ПАРС). Показник розраховують у балах за алгоритмом, що враховує показники гістограми й дані спектрального аналізу кардіоінтервалів (табл. 2).
Розрахунковий алгоритм для ПАРС містить 5 критеріїв:
А. Сумарний ефект регуляції за показником частоти серцевих скорочень.
Б. Сумарна активність регуляторних механізмів за середнім квадратичним відхиленням – SD (або за сумарною потужністю спектра – ТР).
В. Вегетативний баланс за комплексом показників: ІН, RMSSD, HF, ІС.
Г. Активність вазомоторного центру, що регулює судинний тонус, за потужністю спектра повільних хвиль першого порядку (LF).
Д. Активність серцево-судинного підкіркового нервового центру або надсегментарних рівнів регуляції за потужністю спектра повільних хвиль другого порядку (VLF).
За сумою балів визначають величину ПАРС (табл. 3).
Так, P.M. Баєвський і А.П. Берсенева (1997) запропонували виокремити 3 зони функціональних станів за результатами ПАРС (рис.).
Рис. Зони функціональних станів за показниками ПАРСПерехід від одного функціонального стану до іншого відбувається в результаті змін однієї з трьох властивостей біосистеми: 1) рівня функціонування; 2) функціонального резерву; 3) ступеня напруження регуляторних механізмів.
Що більшим є функціональний резерв, то менше зусиль необхідно для адаптації до звичайних умов існування, умов спокою. Система кровообігу має резерв потужності, який активується в разі неадекватних впливів на організм, завдяки чому вихідний рівень її функціонування знижується. Ступінь напруження регуляторних систем, у тому числі тонусу симпатичного відділу вегетативної нервової системи, впливає на рівень функціонування кровообігу шляхом мобілізації необхідного функціонального резерву. Якщо рівень функціонального резерву достатній, несприятливий вплив навколишнього середовища може протягом тривалого часу не викликати порушень гемостазу, а лише призводити до незначного зсуву значень фізіологічних показників у межах норми. Це супроводжується відповідним напруженням регуляторних систем. Навпаки, якщо функціональний резерв невеликий, то незначне збільшення ступеня напруження регуляторних систем у відповідь на стресовий вплив навколишнього середовища може спричинити порушення гомеостазу. Цілком припустимою є думка про те, що функціональний резерв має прямий зв’язок із рівнем функціонування і зворотний – зі ступенем напруження регуляторних систем. Тож певного висновку щодо обсягу функціонального резерву можна дійти без безпосереднього його вимірювання, а лише за допомогою аналізу співвідношення між рівнем функціонування та ступенем напруження регуляторних систем (табл. 4).
У такому разі може бути використаний метод зіставлення показників міокардіально-гемодинамічного й вегетативного гомеостазу:
ФР=РФ/СН,
де ФР – функціональний резерв, РФ – рівень функціонування, СН – ступінь напруження.
Так, при стабільних або одночасно підвищених рівнях функціонування та ступенях напруження адаптаційних систем функціональний резерв залишається стабільним, адаптація – задовільною або перебігає з напруженням. Збільшення ступеня напруження адаптаційних систем, як і зменшення рівня функціонування, призводить до зниження функціонального резерву і тим самим до незадовільної адаптації або її зриву.
У відповідь на навантаження (стресорні фактори) можуть спостерігатися різні реакції ритму серця. При оптимальному регулюванні керування відбувається за мінімальної участі вищих рівнів організації, з мінімальною централізацією управління. У разі неоптимального керування необхідна активація вищих рівнів управління.
Що вищі рівні управління активуються, то тривалішим є період відповідних повільних хвиль серцевого ритму.
Керуючий, або центральний контур управління серцевим ритмом можна представити у вигляді трирівневої структури. Кожному рівню відповідає певна анатомо-фізіологічна структура системи управління фізіологічними функціями організму:
· підкіркові нервові центри, що забезпечують рівновагу різних параметрів усередині окремих систем, внутрішньосистемний, у тому числі вегетативний, гомеостаз (рівень В);
· вищі вегетативні центри, що врівноважують системи організму між собою, міжсистемний гомеостаз, у тому числі управління гіпоталамо-гіпофізарною системою, що забезпечує гормонально-вегетативний гомеостаз (рівень Б);
· центральна нервова система, включно з кірковими механізмами регуляції, що координує функціональну діяльність усіх систем організму відповідно до змін умов зовнішнього середовища, адаптаційна діяльність організму (рівень А).
Особливості варіабельності серцевого ритму для оцінки ступеня напруження адаптаційних систем у дитячому віці сьогодні частіше визначають за результатами холтерівського моніторингу ЕКГ із проведенням спектрального та часового аналізу серцевого ритму.
Так, В.М. Михайлов запропонував критерії оцінювання показників спектрального й часового аналізу серцевого ритму (табл. 5), за якими можна визначити високі, середні та низькі значення кожного з них. Дослідження базувалися на результатах обстеження 63 підлітків віком 14-15 років (середній вік 14,8±0,62 року) без хронічних і нещодавно перенесених гострих захворювань.
Показники варіабельності ритму серця вище 75-го процентиля слід вважати високими, а нижче 25-го процентиля– низькими. Середні значення знаходяться між 25-м і 75-м процентилями.
Автор зазначає, що в підлітків, порівняно з дорослими, спостерігається переважання спектральної складової варіабельності серцевого ритму повільних і дуже повільних коливань (LF і VLF компонентів), що відображає стан напруження регуляторних систем організму.
У роботі О.В. Казаєвої, Г.І. Стунєєвої проаналізовано варіабельність серцевого ритму в 92 підлітків віком 16-19 років. Функціональне напруження регуляторних систем (перша фаза стресу) виявлено в 53,3% пацієнтів, перенапруження регуляторних систем – у 10%, у стані виснаження та зриву адаптації перебували 16,7% підлітків.
В іншому дослідженні варіабельності ритму серця (В.В. Алтунін і співавт., 2012) показано, що найбільшою мірою змінюються ступінь і характер напруження процесів адаптації, аж до появи ознак зриву адаптації в дітей та підлітків з ожирінням.
Ми оцінювали варіабельність серцевого ритму за даними холтерівського моніторингу ЕКГ у дітей із різними захворюваннями (первинною артеріальною гіпертензією, гіпотензією, хронічною та функціональною патологією шлунково-кишкового тракту) і дійшли висновку, що в дітей препубертатного й пубертатного віку з будь-якою патологією спостерігається значне напруження адаптаційних систем із високим рівнем активності центральних контурів регуляції серцевого ритму.
Отримані результати збігаються з даними інших авторів, що також виявили переважання центральних контурів регуляції серцевого ритму над автономними на тлі артеріальної гіпотензії в дітей віком понад 8 років.
Таким чином, на сьогодні дані свідчать про можливість за показниками варіабельності серцевого ритму визначати функціональну активність різних ланок регуляції серцевого ритму та ступінь напруження загальних адаптаційних процесів у організмі людини, завдяки чому цей метод є інформативним і необхідним для характеристики адаптації в цілому.
Список літератури знаходиться в редакції.
За матеріалами монографії: Марушко Ю.В., Гищак Т.В. Системні механізми адаптації.
Стрес у дітей. – Київ, 2014. – 140 с.