Міністерство освіти і науки України

Львівський національний університет імені Івана Франка

Ківежді Клара Бартолонівна

УДК: 616.12:008.331.612.1

Взаємозв’язок типів гемодинаміки із станом вегетативної нервової системи у здорових людей.

03.00.13 – фізіологія людини і тварин

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата біологічних наук

Львів – 2006

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Ужгородському національному університеті МОН України

Науковий керівник: доктор біологічних наук, професор

Фекета Володимир Петрович

Ужгородський національний університет

Міністерства освіти і науки України

Офіційні опоненти: доктор біологічних наук

Янчук Петро Іванович,

старший науковий співробітник відділу загальної фізіології Інституту фізіології імені академіка Петра Богача Київського національного університету імені Тараса Шевченка

доктор медичних наук, професор

Кононенко Віталій Степанович,

завідувач кафедри анатомії Львівської національної академії ветеринарної медицини імені С.Г.Гжицького Міністерства аграрної політики України

Провідна установа: Національний медичний університет імені О.О.Богомольця, кафедра нормальної фізіології, м.Київ

Захист відбудеться “ 29 ” вересня 2006 року о 14 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради К 35.051.14 Львівського національного університету імені Івана Франка за адресою: 79005, м.Львів, вул. Грушевського, 4, біологічний факультет.

Поштова адреса: 79005, м.Львів, вул. Грушевського, 4.

З дисертацією можна ознайомитись у науковій бібліотеці Львівського національного університету імені Івана Франка МОН України за адресою: 79005, м.Львів, вул. Драгоманова, 17.

Автореферат розісланий “ 22 ”_серпня__ 2006 року

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради К 35.051.14

кандидат біологічних наук, доцент В.В. Манько

ЗАгальна характеристика роботи

Актуальність теми. Одним з найбільш перспективних напрямків фізіології кровообігу є типологічний підхід до оцінки гемодинамічних реакцій організму людини на різноманітні впливи. Встановлено, що різні типи гемодинаміки характеризуються різними адаптаційними можливостями (Ведяєв, 2000; Грищенко, 2001; Дзизинський, 2002). Ряд авторів вважає, що існують різні для кожного типу шляхи досягнення оптимального стану серцево-судинної системи, і для кожного з них характерним є специфічне протікання патологічних процесів (Гулько, 1998; Оганов,2002; Дармцелія,2003). Типологічний підхід широко використовується в спортивній медицині, клінічній кардіології, фізіології спорту та екстремальних станів. Однак, висновки різних авторів щодо напряму адаптивних змін центральної гемодинаміки є суперечливими. Однією із причин цього є відсутність чітких даних стосовно механізмів формування типів гемодинаміки (ТГ). Виконані за останні роки на кафедрі нормальної та патологічної фізіології медичного факультету УжНУ дослідження (Цяпець, 2003; Фекета, 2002, 2004; Савка, 2004, 2005) дають підстави вважати одним із найбільш суттєвих факторів формування ТГ особливості вегетативної регуляції серцево-судинної системи. Однак ця гіпотеза вимагає експериментального обгрунтування. Вирішення даної проблеми гальмується відсутністю єдиної методики визначення типів гемодинаміки та трактовки отриманих з її допомогою даних. Більшість авторів справедливо критикують класичну концепцію типів гемодинаміки по Sannerstedt (1970) , згідно з якою критерієм гіпер-, гіпо- чи еукінетичного типу кровообігу є тільки серцевий індекс. На наш погляд, найбільш фізіологічно обгрунтованою методикою визначення типів гемодинаміки в нинішній час є методика М.І.Арінчина (1978). Основними її перевагами порівняно з іншими методиками є тонка індивідуалізація гемодинамічних параметрів, яка досягається використанням інтегральних відносних показників, а також - прив’язкою цих показників до величини основного обміну. Однак, у літературі недостатньо висвітленими є типологічні особливості реакції серцево-судинної системи на різноманітні впливи у зв’язку з особливостями вегетативної нервової системи. Це не дозволяє широко використовувати типологічну класифікацію М.І.Арінчина для вирішення практичних проблем фізіології спорту, оздоровчої фізичної культури та фізичної реабілітації хворих кардіологічного профілю. З іншого боку, протягом останніх десятиріч завдяки швидкому прогресу інформаційних технологій в арсеналі дослідників з’явився такий потужний неінвазивний метод дослідження вегетативної нервової системи, як аналіз варіабельності серцевого ритму (ВСР). Відомо, що показники ВСР не тільки характеризують стан серцевої регуляції, але є високоінформативним індикатором регуляторної активності всіх відділів автономної нервової системи, включаючи її надсегментарні відділи (Баєвський,1999; Михайлов, 2001). Особливої інформативності дослідження ВСР набуває в комбінації з різними дозованими навантажувальними пробами, що дозволяє дати об’єктивну характеристику участі вегетативної системи у адаптації організму до цих проб.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами.

Вибраний напрямок досліджень є частиною комплексної тематики з досліджень фізіології та патофізіології серцево-судинної системи ДБ – 376 “Клініко-фізіологічне обгрунтування уніфікованої класифікації центральної гемодинаміки за типами саморегуляції кровообігу (номер державної реєстрації 0198Г007791), якою займається кафедра нормальної та патологічної фізіології медичного факультету Ужгородського національного університету.

Мета і задачі дослідження

Метою дослідження було встановити взаємозв’язок між типами гемодинаміки та показниками стану вегетативної нервової системи у здорових людей в стані спокою та при виконанні дозованих навантажень.

Відповідно до мети було визначено наступні завдання:

1.

2.

3.

4.

Об’єкт дослідження – центральна гемодинаміка та автономна нервова система здорових осіб чоловічої статі.

Предмет дослідження - характеристики стану автономної нервової системи у осіб з різними типами кровообігу, типологічні особливості реакцій серцево-судинної системи на різні типи навантажень.

Методи дослідження.

Для отримання показників центральної гемодинаміки використовувалася методика диференціальної грудної тетраполярної реографії. Типи гемодинаміки визначались за модифікованою схемою Н.І.Арінчина (Ківежді, 2004). Стан автономної нервової системи (АНС) оцінювався з допомогою методу кардіоінтервалографії (КІГ). У якості показників АНС використовувалися статистичні і спектральні характеристики варіабельності серцевого ритму. Всі дані отримувалися в стані спокою досліджуваних та при виконанні ними функціональних проб (тілт-тест, арифметичний тест та тривалі фізичні навантаження різної спрямованості)

Наукова новизна отриманих результатів. В роботі отримано нові дані стосовно участі різних відділів автономної нервової системи у формуванні типів гемодинаміки. Вперше показано, що обстежені гемодинамічні типи з превалюванням серцевого або судинного компоненту гемодинаміки– виражений гіперкінетичний та виражений гіпокінетичний– характеризуються переважною активністю надсегментарних відділів автономної нервової системи як у стані спокою, так і при виконанні функціональних проб. У представників збалансованих гемодинамічних типів – еукінетичного, гіперкінетичного та гіпокінетичного – переважну активність проявляють периферичні відділи автономної нервової системи. Вперше проведено дослідження реакцій автономної нервової системи на активну ортостатичну пробу та арифметичний тест залежно від вихідного типу кровообігу. Показано, що особливості реакцій кровообігу у представників різних типів гемодинаміки визначаються не тільки співвідношенням активності симпатичного та парасимпатичного відділів вегетативної нервової системи в стані спокою, а, головним чином, реактивністю цих відділів та активністю надсегментарних рівнів регуляції серцевого ритму. Вперше виявлено особливості динаміки функціонального стану вегетативної нервової системи у осіб з вираженим гіпокінетичним та гіпокінетичним типами гемодинаміки під впливом психофізіологічного навантаження. Встановлено, що у цієї категорії осіб характерним є суттєве пригнічення парасимпатичного відділу з незначною активацією симпатичного відділу автономної нервової системи, а у осіб з еукінетичним, гіперкінетичним та вираженим гіперкінетичним типами гемодинаміки – суттєве підвищення активності симпатичної ланки з незначним зниженням активності парасимпатичного відділу автономної нервової системи.

Практичне значення роботи. Отримані в роботі результати поглиблюють уявлення про фізіологічні механізми адаптаційних реакцій системи кровообігу до різних типів навантажень з урахуванням стану та реактивності вегетативної нервової системи. Отримано нормативні показники ВСР в стані спокою та при виконанні тестових дозованих навантажень у представників різних типів гемодинаміки, які можуть бути використані в клінічних та фізіологічних дослідженнях. Удосконалена класифікація за типами кровообігу може бути використана для уточненої діагностики передпатологічних станів у пацієнтів кардіологічного профілю, для відбору у спортивній та екстремальній медицині.

Відомості про особливості змін вегетативної нервової системи під впливом різних типів навантажень у представників різних типів кровообігу з урахуванням її вихідного стану дозволяють проводити донозологічну діагностику осіб з ризиком виникнення артеріальної гіпер- та гіпотензії для проведення профілактики цих захворювань немедикаментозним шляхом.

Результати наукового дослідження впроваджені у роботу кардіологічного відділення Ужгородської міської клінічної лікарні та використовуються у навчальному процесі на кафедрі нормальної та патофізіології УжНУ. Усі матеріали досліджень опубліковані у фахових наукових виданнях.

Особистий внесок здобувача. Автором особисто виконано увесь обсяг експериментальних досліджень на базі кафедри нормальної та патологічної фізіології Ужгородського національного університету, проведено статистичне опрацювання одержаних результатів, самостійно підібрана та проаналізована наукова література за темою дисертації, описані результати досліджень та їх обговорення. У виконанні окремих фрагментів експериментального дослідження автору надавали допомогу співробітники кафедри нормальної та патологічної фізіології УжНУ С.В.Цяпець та Ю.М.Савка.

Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертації доповідались та обговорювались на: Міжнародній конференції присвяченій пам’яті професора Шостаковської І.В., (Львів , 2002); Міжнародній науково-практичній конференції „Динаміка наукових досліджень” (Дніпропетровськ , 2003); IV Національному конгресі патофізіологів України „Клінічна та експериментальна патологія” (Одеса,2004); Міжнародній конференції „Нейронауки: теоретичні та клінічні аспекти” (Донецьк, 2005); 5-ій підсумковій конференції професорсько-викладацького складу УжНУ (Ужгород, 2005).

Публікації. За результатами досліджень опубліковано 11 наукових праць, в т.ч. 5 статей у фахових наукових виданнях України та 6 тез у матеріалах вітчизняних та міжнародних конференцій.

Структура та обсяг дисертації. Дисертація складається із вступу, огляду літератури, опису матеріалів та методів досліджень, 2 розділів з викладом отриманих результатів, розділу, присвяченого аналізу і узагальненню результатів, висновків, списку використаної літератури, який складається із 277 найменувань. Матеріали дисертаційної роботи викладені на 143 сторінках ( основна частина 110 сторінок), ілюстровані 20 рисунками та 24 таблицями.

Основний зміст роботи

Характеристика досліджуваного контингенту. Обстежено 208 практично здорових студентів медичного та біологічного факультетів УжНУ чоловічої статі віком від 17 до 22 років. На момент обстеження суб’єкти не пред’являли скарг на стан здоров’я. До обстеження не залучали осіб із спортивним розрядом та осіб, які регулярно займалися спортом. Перед обстеженням студентів опитували про самопочуття (наявність головного болю, запаморочення при переході у положення стоячи, фізичну стомленість), вживання медикаментів, алкоголю, кави за попередню добу з метою виключення таких осіб із дослідження.

Реєстрація показників центральної гемодинаміки. Параметри центральної гемодинаміки визначались методом тетраполярної грудної реографії за Kubicek в модифікації Ю.Т.Пушкаря (1989). Для реалізації методу в роботі використовували апаратно-програмний комплекс “Варіокард”(ВДМА). В результаті обробки грудної тетраполярної реограми та її першої похідної прилад автоматично визначав систолічний (СО), хвилинний об’єм крові (ХОК) та загальний периферичний опір судин (ЗПО). Для отримання розрахункових показників у прилад вводились антропометричні параметри та показники артеріального тиску, отримані методом Короткова.

Методика визначення типу кровообігу. В якості критеріїв, що визначають належність людини до певного гемодинамічного типу, використовували індекс хвилинного об’єму крові (ХОК%), індекс периферичного опору судин (ІПО%), та індекс середнього артеріального тиску (САТ%). Всі ці індекси відображають співвідношення фактичних величин певного показника з їх належними величинами На основі різних комбінацій цих трьох параметрів виділяли 5 типів гемодинаміки

Таблиця 1

Критерії типів гемодинаміки

№ | Тип гемодинаміки | ХОК% | ІПО% | САТ%

1 | Еукінетичний | 90 - 110 | 90 - 110 | 81 – 121

2 | Гіперкінетичний | 110 - 135 | 60 - 90 | 81 - 121

3 | Гіпокінетичний | 60 - 90 | 110 – 135 | 81 - 121

4 | Виражений гіперкінетичний | > 135 | < 60 | 81 - 121

5 | Виражений гіпокінетичний | < 60 | > 135 | 81 - 121

Аналіз варіабельності серцевого ритму (ВСР). Варіабельність R-R-інтервалів ЕКГ вважається одним із найбільш інформативних показників автономної нервової системи (Баєвський, 2001; Миронов, 2002; Malani et al., 2005). Для отримання показників ВСР була використана методика 5-хвилинної реєстрації ЕКГ. Дослідження проводилося в приміщенні, віддаленому від можливих потужних електромагнітних випромінювань. Пацієнт знаходився в положенні лежачи на спині. Перед реєстрацією йому давався 10-15 хвилинний відпочинок для адаптації до умов обстеження. Для реєстрації був використаний електрокардіографічний модуль приладу “Варіокард”. В результаті обробки приладом кардіосигналу визначалися статистичні і спектральні показники ВСР, які характеризують різні ланки АНС: мода - Мо(мс); амплітуда моди - АМо(%); варіаційний розмах - ВР(мс); стандартне відхилення тривалості нормальних R-R інтервалів в запису ЕКГ(standart deviation of the R-R interval) - SDNN(мс); коефіцієнт варіації - Cvar(%); число пар послідовних інтервалів R-R, що відрізняються, за тривалістю більш, ніж на 50 мс - NN50; відсоток NN50 від числа всіх проаналізованих кардіоінтервалів - pNN50(%); квадратний корінь із середнього значення квадратів різниць величин послідовних пар кардіоінтервалів (the square root of the mean squared differences of successive NN intervals) - RMSSD(мс); відношення тривалості максимального інтервалу R-R до його мінімального значення - RRmax/RRmin; індекс вегетативної рівноваги – ІВР; індекс напруження регуляторних систем – ІН; потужність хвиль високої частоти у діапазоні 0.15-0.4 Гц - HF(мс2); потужність хвиль низької частоти у діапазоні 0.04-0.15 - LF (мс2); потужність хвиль наднизької частоти у діапазоні 0.003-0.04 Гц - VLF (мс2); сумарна енергія спектру (Total Power) частот серцевого ритму - TP(мс2); відсоток HF у ТР - HF%; відсоток LF у ТР - LF%; відсоток VLF у ТР - VLF%; симпато-парасимпатичний баланс - LF/HF.

Функціональні проби.

У якості функціональних тестів були використані активна ортостатична проба за стандартним протоколом (Михайлов, 2001) та арифметична проба. В ході цієї проби суб’єкту пропонувалося усно виконувати математичну дію віднімання числа 13 або 17 від тризначного числа на протязі 2 хвилин. Враховувалася кількість арифметичних операцій та відсоток неправильних відповідей. До проведення проби та відразу після її завершення реєструвался ритмокардіограма на протязі 5 хвилин для отримання показників варіабельності серцевого ритму.

Результати дослідження та їх обговорення. Порівняння статистичних характеристик серцевого ритму у осіб з різним типом гемодинаміки дозволило встановити, що ряд показників демонструють статистично вірогідні відмінності, які свідчать про певні типологічні закономірності вегетативного статусу цих осіб у стані спокою. Це стосувалося, перш за все, представників гіпокінетичного, еукінетичного та гіперкінетичного ТГ. В той же час особи з вираженим гіпокінетичним та вираженим гіперкінетичним ТГ статистично вірогідно не відрізнялись від сусідніх типів. Достатньо чітку динаміку у представників перших трьох типів продемонстрували такі показники, як коефіцієнт варіації, RMSSD та HF, які відображають стан парасимпатичної ланки АНС (рис.1).

Рис.1. Показники стану парасимпатичної ланки АНС та симпато-парасимпатичного балансу у здорових осіб з різними типами гемодинаміки.

Менш чітку динаміку виявили показники симпатичного відділу АНС. Так, статистично вірогідно не змінювалася амплітуда моди (AMo), хоча й спостерігалася тенденція до її зниження в напрямку вираженого гіпокінетичного типу. Мало інформативними виявилися абсолютні значення показників VLF та LF, за якими вірогідних відмінностей між різними ТГ не виявлено, хоча й спостерігалась тенденція до їх зростання у напрямку від вираженого гіперкінетичного до вираженого гіпокінетичного ТГ. Аналогічним чином змінювався симпато-парасимпатичний баланс, що оцінювався за відношенням LF/HF.

Додаткову інформацію щодо особливостей вегетативної регуляції ритму серця дають такі розрахункові показники, як індекс вегетативної рівноваги (ІВР) та вегетативний показник ритму (ВПР). Співставлення цих показників у осіб з різними ТГ підтверджує наростання симпатичних впливів від еукінетичного до вираженого гіперкінетичного типів. В той же час у представників вираженого гіперкінетичного та гіперкінетичного ТГ ці показники статистично вірогідно не відрізнялися ні між собою, ні від представників інших ТГ. Індекс напруження продемонстрував найвищі значення у представників крайніх типів гемодинаміки – вираженого гіпокінетичного та вираженого гіперкінетичного. Однак, статистично вірогідні відмінності мали місце лише між представниками кожного із цих ТГ та осіб з еукінетичним ТГ.

Рис.2. Енергетична структура спектру серцевого ритму

у здорових осіб з різним типами гемодинаміки.

Достатньо інформативною виявилася енергетична структура спектру серцевого ритму, яка оцінювалася за відносними показниками HF%, LF% та VLF%. (рис.2.) Найбільш суттєві зміни структури спектру серцевого ритму стосувалися показника VLF%, який виявив чітку тенденцію до наростання в напрямку від гіпокінетичного ТГ до вираженого гіперкінетичного ТГ. Однак, у цю закономірність не вписувався виражений гіпокінетичний ТГ, який вірогідно не відрізнявся від вираженого гіперкінетичного та гіперкінетичного і перевищував аналогічні показники гіпокінетичного та еукінетичного ТГ. Окремі статистично вірогідні відмінності між різними ТГ були виявлені і для показників HF% та LF%.

Узагальнюючи виявлені відмінності, можна відзначити наростання напруженості вегетативної регуляції функцій в напрямку від гіпокінетичного ТГ до вираженого гіперкінетичного ТГ, про що свідчать зниження загальної варіабельності серцевого ритму та збільшення в структурі спектру серцевого ритму енергії наднизькочастотних хвиль, які відображають перехід регуляції серцевого ритму від периферичних ланок АНС до її вищих відділів. В той же час, особи з вираженим гіпокінетичним ТГ також характеризуються напруженістю вегетативної регуляції серцевого ритму.

При аналізі показників ВСР у осіб з різними ТГ нас, перш за все, зацікавила їх відповідність досить розповсюдженій точці зору про превалювання активності симпатичного відділу АНС у представників гіперкінетичного типу гемодинаміки та її парасимпатичного відділу у представників гіпокінетичного ТГ(Калугіна, 1996; Кузнєцов, 1998). Ряд часових показників ВСР (time domain) дійсно продемонстрував досить чітку динаміку наростання симпатичних впливів від гіпокінетичного до гіперкінетичного ТГ і реципрокне зниження парасимпатичних впливів у представників цих ТГ. Однак особи з крайніми варіантами типів – вираженим гіперкінетичним та вираженим гіпокінетичним ТГ не підпорядковуються цій закономірності. Подібні результати отримані також при дослідженні спектральних показників ВСР. Перевагою спектральних показників серцевого ритму є те, що вони поряд із периферичним відділом АНС характеризують і її центральний відділ. Особливо інформативним параметром є абсолютне значення показника VLF та його відсотковий вклад у загальну варіабельність серцевого ритму. З’ясувалося, що цей показник у осіб з вираженими гіпокінетичним та гіперкінетичним ТГ статистично вірогідно вищий, ніж у представників інших ТГ. Це свідчить про збільшення напруженості вегетативної регуляції у цієї категорії осіб та її зміщення в бік центрального відділу. Отже, крайні варіанти ТГ – гіперкінетичний і гіпокінетичний — вимагають особливої інтерпретації у зв’язку із пригніченням активності периферичних відділів АНС. Виходячи із сучасних уявлень про механізми ВСР, особи із зазначеними ТГ мають звужений адаптаційний резерв і можуть розглядатися, як передпатологічні. Цей висновок узгоджується із даними інших дослідників, які вивчали адаптаційні реакції здорових осіб в залежності від їх гемодинамічного типу (Александров, 2001; Ситдіков, 1999; Мозжухін, 2002; Іманалієв, 1998, Ларікова, 1996).

Особливий характер взаємовідносин вегетативної нервової системи та центральної гемодинаміки у осіб з вираженим гіпокінетичним та вираженим гіперкінетичним ТГ випливає також із аналізу розрахункових показників ВСР, запропонованих Р.М. Баєвським, — індексу вегетативної рівноваги та вегетативного показника ритму, які статистично вірогідно не відрізнялися між собою. В той же час індекс напруження у цих осіб був статистично вірогідно вищим від аналогічного показника осіб із еукінетичним, гіпокінетичним та гіперкінетичним ТГ.

Суттєво важливим для з’ясування ступеня та характеру взаємовідносин між показниками центральної гемодинаміки і станом АНС є результати кореляційного аналізу. Цей аналіз дозволив встановити, що серцевий компонент у представників гіперкінетичного ТГ визначається, перш за все, тонусом симпатичного відділу АНС, а судинний компонент центральної гемодинаміки пов’язаний, головним чином, із тонусом парасимпатичного відділу АНС. У представників гіпокінетичного ТГ найбільша кількість статистично вірогідних коефіцієнтів кореляції мала місце між показниками судинного компоненту та параметрами парасимпатичної ланки АНС. У представників цього ж типу показники серцевого компоненту центральної гемодинаміки корелювали із параметрами симпатичної ланки. Але найбільша кількість статистично вірогідних кореляційних зв’язків мала місце між показниками ВСР та центральної гемодинаміки у осіб з еукінетичним ТГ, який виглядав найбільш збалансованим порівняно з іншими типами.

В той же час, була відсутня статистично вірогідна кореляція між цими показниками у всьому контингенті досліджуваних осіб без розподілу їх за типами гемодинаміки. Це, на нашу думку, є додатковою аргументацією доцільності типологічного підходу до оцінки центральної гемодинаміки у різних категорій досліджуваних, оскільки ціла низка суттєвих закономірностей виявляється тільки в рамках окремих типологічних груп.

Комплексна оцінка стану вегетативної нервової системи у осіб з різними типами гемодинаміки за показником активності регуляторних систем (ПАРС). В контексті задач даного дослідження значний інтерес становила комплексна оцінка стану вегетативної регуляції, основи якої були теоретично обгрунтовані Р.М.Баєвським (1999,2001) і знайшли своє втілення у методиці визначення ПАРС. Комплексна оцінки ВСР за цим показником передбачає визначення 4–х функціональних станів організму, кожний з яких характеризується певним адаптаційним потенціалом. Зміни вегетативного балансу у вигляді активації симпатичного відділу у цій методиці розглядаються як неспецифічний компонент адаптаційної реакції у відповідь на дію різноманітних стресорних факторів. ПАРС дозволяє диференціювати різні ступені напруження регуляторних систем і оцінити адаптаційні можливості організму. У відповідності з методикою, ПАРС оцінювався за бальною системою. Отримані дані свідчать, що у осіб з гіперкінетичним, еукінетичним та гіпокінетичним ТГ ні усереднені дані ПАРС, ні проміжні показники не показали вірогідних відмінностей і оцінювалися як такі, що відповідають першій групі за класифікацією Р.М. Баєвського (стан оптимального напруження регуляторних систем, необхідного для пристосування організму до зовнішнього середовища). Цікаво відмітити, що цей показник досягався різними шляхами у представників цих трьох ТГ. Так, основою для оптимального значення ПАРС у осіб з гіперкінетичним ТГ була загальна варіабельність серцевого ритму (TP), вегетативний баланс (ІН) та активність надсегментарних рівнів регуляції (VLF). Менш збалансованими були сумарний ефект регуляціі за показниками ЧСС та активність вазомоторного центру (LF). У осіб з еукінетичним ТГ збалансованими виглядали всі складові ПАРС. Особи з еукінетичним ТГ мали найоптимальніші показники активності надсегментарних рівнів регуляції (VLF) та активності вазомоторного центру (LF) і відносно менш збалансовані значення решти параметрів. Що ж стосується осіб з вираженим гіперкінетичним та вираженим гіпокінетичним ТГ, то у них середні значення ПАРС і більшості його компонентів відповідали 2 функціональній групі за класифікацією Р.М. Баєвського (стан помірного напруження регуляторних систем, при якому для адаптації до умов зовнішнього середовища організму потрібні додаткові функціональні резерви) і статистично вірогідно відрізнялися від представників трьох інших типів гемодинаміки. Спільним для представників вираженого гіперкінетичного та вираженого гіпокінетичного ТГ було те, що основні відхилення, які й зумовили високі бальні значення ПАРС, стосувалися активності надсегментарних рівнів регуляції за показником VLF. Як відомо, перехід регуляції серцевого ритму від сегментарних до надсегментарних рівнів регуляції відображає зростання напруженості регуляції функцій і обмеження функціональних резервів. Але для пояснення цього висновку щодо представників указаних ТГ необхідно провести функціональні проби, реакція на які є інформативною для оцінки функціональних резервів. При аналізі не усереднених, а індивідуальних показників ПАРС у представників різних ТГ звертає на себе увагу той факт, що навіть у групах осіб з еукінетичним, гіперкінетичним та гіпокінетичним ТГ зустрічаються особи 2 функціональної групи. Тому ми вважаємо, що використання ПАРС повинно бути індивідуалізованим.

Реакція автономної нервової системи здорових осіб на функціональні тести в залежності від типу гемодинаміки. Функціональний резерв системи кровообігу традиційно визначається шляхом застосування функціональних проб. Чим вищий функціональний резерв, тим менше зусиль необхідно для адаптації до звичайних умов існування, умов спокою. Резервні “потужності” системи кровообігу створюють запас стійкості на випадок неадекватних впливів на організм і завдяки цьому її вихідний рівень функціонування знижується. Поточна діяльність організму завжди пов’язана з витрачанням резервів, але разом з тим відбувається їх поповнення. Тому важливе значення має не тільки своєчасна мобілізація резервів, але і відповідна стимуляція процесів відновлення і захисту. Ось чому в питанні функціонального резерву системи кровообігу необхідно комплексно розглядати і гемодинамічний гомеостаз і вегетативний гомеостаз. Останній має пряме відношення до регуляції функціональних резервів організму і системи кровообігу. Ступінь напруження регуляторних систем, в тому числі симпатичного відділу вегетативної нервової системи, впливає на рівень функціонування кровообігу шляхом мобілізації тієї чи іншої частини функціонального резерву.

Активна ортостатична проба. У нашому дослідженні в якості моделі для вивчення інформативності показників ВСР з метою оцінки функціональних резервів організму була використана активна ортостатична проба. Навіть для організму здорової людини вона є потужним фізіологічним подразником. Так на протязі перших 30 секунд після переходу у вертикальне положення подразнюються барорецептори основних рефлексогенних зон, що викликає послідовну активацію спочатку симпатичної ланки АНС, а згодом – її парасимпатичної ланки. Інформацію про реактивність цих відділів надає перехідний період ритмокардіограми. Однак нестаціонарність цього періоду не дає можливості використовувати загальноприйняті показники ВСР. Тому єдиним адекватним кількісним критерієм оцінки цього періоду є коефіцієнт реакції (Кр). Якісною оцінкою може слугувати крива ритмокардіограми (рис.3.).

Детальний аналіз перехідного періоду показав, що існують значні типологічні відмінності у реактивності різних ланок вегетативної нервової системи у відповідь на ортостаз. Так, у більшості представників вираженого гіперкінетичного типу гемодинаміки реєструвалася низька відносно інших ТГ реактивність з боку симпатичного і практично була відсутньою реактивність

Рис.3. Динаміка серцевого ритму у осіб еукінетичного ТГ

під час активної ортостатичної проби

А – ритмокардіограма в перехідному періоді ортостазу;

Б – гістограма та скатерограма серцевого ритму;

В – спектрограма серцевого ритму.

парасимпатичного відділів АНС. Коефіцієнт реакції склав у середньому 14,3+0,4% і статистично вірогідно відрізнявся від аналогічного показника інших ТГ, за винятком вираженого гіпокінетичного ТГ.

У представників гіперкінетичного ТГ спостерігалася висока реактивність симпатичного відділу АНС і реципрокно знижена реактивність парасимпатичного відділу. Коефіцієнт реакції склав у цієї категорії осіб у середньому 17,3+0,3% і статистично вірогідно відрізнявся від аналогічного показника вираженого гіперкінетичного та вираженого гіпокінетичного ТГ.

У осіб з еукінетичним ТГ спостерігалася висока реактивність як симпатичного, так і парасимпатичного відділів АНС, що свідчить про збалансованість та адекватність вегетативної регуляції серцево-судинної системи. Середнє значення Кр у представників цього типу склало 24,8+0,2% і статистично вірогідно відрізнялося від аналогічного показника вираженого гіперкінетичного та вираженого гіпокінетичного ТГ.

У групі осіб з гіпокінетичним ТГ здебільшого реєструвалася знижена реактивність з боку симпатичного відділу АНС та підвищена реактивність парасимпатичного відділу. При цьому, як правило, зберігалися реципрокні взаємовідносини між симпатичним і парасимпатичним контурами регуляції серцевого ритму. Коефіцієнт реакції в цій групі в середньому склав 28,7+0,2% і статистично вірогідно відрізнявся від аналогічного показника вираженого гіперкінетичного та вираженого гіпокінетичного ТГ. Можна припустити, що у представників цього ТГ на фоні високого загального периферичного опору судинного русла, зумовленого вищим, ніж у представників інших ТГ тонусом периферичних артеріальних судин, ефекти перерозподілу крові внаслідок ортостазу, були виражені найменше. Це в свою чергу зумовило зниження реактивності симпатичного відділу АНС.

У групі осіб з вираженим гіпокінетичним ТГ спостерігалася відносно низька реактивність як парасимпатичного, так і симпатичного відділів АНС, але ЧСС після переходу у вертикальне положення змінювалася в сторону вираженої тахікардії. Це дозволяє припустити, що все ж таки у цієї категорії осіб мала місце активація симпатичної нервової системи, але не її периферичного відділу, а надсегментарних відділів. Це припущення підтверджують описані нижче спектральні показники серцевого ритму у стаціонарному періоді ортостазу. Коефіцієнт реакції в цій групі в середньому склав 12,4+0,3% і був статистично вірогідно меншим, ніж у представників гіперкінетичного, еукінетичного та гіпокінетичного ТГ. В той же час відсутня реципрокна активація парасимпатичного відділу, яку можна було б прогнозувати за аналогією із попереднім гіпокінетичним ТГ. Ця обставина дозволяє зробити припущення, що вегетативний статус осіб з цим ТГ, якісно відрізняється від інших ТГ за своїм адаптаційним потенціалом.

Арифметична проба. Арифметична проба є стандартизованим лабораторним тестом для вивчення психофізіологічних реакцій організму людини на розумове психо-емоційне навантаження. При виконанні проби у здорових осіб виникає фізіологічний стрес, який перш за все проявляється зміною стану АНС та центральної гемодинаміки. Під час виконання завдання на арифметичний підрахунок в умовах дефіциту часу у представників усіх вивчених типів кровообігу відбулися виражені зміни центральної гемодинаміки. Обстежені представники усіх типів кровообігу реагували на арифметичний тест вірогідним збільшенням частоти серцевих скорочень, але це досягалося за рахунок активації різних відділів АНС.

Аналіз динаміки спектральних показників ВСР під впливом арифметичного тесту підтвердив суттєві типологічні відмінності у реакції АНС (табл.2). Так, у осіб з вираженим гіпокінетичним ТГ статистично вірогідно зменшилася загальна варіабельність серцевого ритму за даними ТР, дуже суттєво зменшилася активність парасимпатичного відділу АНС за даними HF і статистично невірогідно змінилася активність симпатичного відділу за даними LF. Проте симпато-парасимпатичний баланс (LF/HF) статистично вірогідно змінився на користь симпатичного відділу. Незважаючи на зниження абсолютних значень усіх спектральних компонентів серцевого ритму, статистично вірогідно збільшився відносний вклад у структуру спектру VLF%, що свідчить про відносно більшу участь у регуляції серцевого ритму надсегментарних рівнів.

У осіб з гіпокінетичним ТГ загальний характер змін спектральних показників серцевого ритму був схожим до попереднього ТГ. Спостерігалося зниження загальної варіабельності серцевого ритму за рахунок зменшення абсолютного значення всіх спектральних компонентів, але різною мірою. Найбільш суттєво і статистично вірогідно зменшувалися значення HF та VLF%, що призвело до зростання показника симпато-парасимпатичного балансу (LF/HF). При цьому не відбулося, як у представників вираженого гіпокінетичного ТГ, суттєвих змін у співвідношенні процентних показників спектральних складових.

Таблиця 2

Динаміка спектральних показників ВСР у здорових осіб з різними

ТГ(M±m) під впливом арифметичної проби

Показник | Тип гемодинаміки

Виражений гіпокінетич-ний ТГ

n=28 | Гіпокіне-тичний ТГ

n=45 | Еукінети-чний ТГ

n=58 | Гіперкіне-тичний ТГ

n=43 | Виражений гіперкіне-тичний ТГ

n=34

ТP, мс2 | -524+26* | -382+56* | -252+36* | -418+69* | -435+146*

VLF, мс2 | -122+23* | -47+35 | -212+48* | -89+81 | -498+79*

LF, мс2 | -54+29 | -87+22* | 132+37* | 187+30* | 77+25*

HF, мс2 | -276+80 | -251+36 | -188+38 | -53+26 | -86+39*

LF/HF | 4,5+0,3* | 3,0+0,8* | 4,4+0,6* | 5,2+0,2* | 8,4+0,3*

VLF% | 12,52+1,5* | 4,91+3,1 | 5,46+2,1 | 3,66+1,9 | 17,99+2.8*

LF% | 3,23+3,5 | 47,13+2,6* | 40,1+3,9* | 63,17+4,9* | 19,94+3,4*

HF% | -4,26+2,4 | -23,96+2,9* | -8,4+3,2 | -13,17+6,7 | -2,07+1,6

* - статистично вірогідна різниця з показником в стані спокою(р< 0,05)

Ця обставина свідчить про участь у адаптації до арифметичної проби переважно периферичних ланок АНС.

Представники еукінетичного ТГ відреагували на арифметичний тест статистично вірогідним збільшенням активності симпатичного відділу за даними динаміки LF та статистично вірогідним зменшенням активності парасимпатичного відділу за даними HF, що свідчить про реципрокні взаємовідносини у сегментарних відділах АНС. Загальне зменшення варіабельності серцевого ритму у осіб цієї групи досягалося переважно за рахунок зменшення абсолютних значень VLF. Однак його відносний вклад у структуру спектру серцевого ритму в ході арифметичної проби статистично вірогідно не змінився.

У представників гіперкінетичного типу найбільш суттєвих змін зазнав периферичний відділ симпатичної нервової системи, про що свідчать вірогідне збільшення абсолютних та відносних значень LF. Активність парасимпатичного відділу вірогідно не змінювалася, але симпато-парасимпатичний баланс все ж статистично вірогідно змінився на користь симпатичної ланки вегетативної нервової системи. Абсолютне значення VLF статистично вірогідно зменшувалося, але його відносний вклад у структуру спектру вірогідно не змінився.

У осіб з вираженим гіперкінетичним ТГ характер змін показників ВСР був подібним до попереднього ТГ. Вірогідно зменшувалась загальна варіабельність серцевого ритму за показником ТР, що свідчило про зростання напруженості регуляції. Але найбільш суттєві зміни стосувались зростання в структурі спектру відносного вкладу VLF%. В той же час абсолютне значення цього показника, а також показника парасимпатичного відділу (HF) статистично вірогідно зменшувалось.

Тривалі фізичні навантаження. Згідно з результатами попередніх досліджень, найвужчі адаптаційні можливості мають особи з вираженим гіперкінетичним та вираженим гіпокінетичними ТГ. Тому з метою виявлення залежності довготривалих ефектів фізичних навантажень різної спрямованості на гемодинаміку та АНС у цієї категорії осіб нами був проведений фізіологічний експеримент з участю 26 добровольців чоловічої статі у віці від 18 до 22 років. Всі вони раніше не займались оздоровчою фізкультурою та спортом і на момент початку експерименту не пред’являли скарг на стан здоров’я. В залежності від вихідного типу гемодинаміки учасники експерименту були розділені на дві групи. І групу склали 16 чоловік із вираженим гіперкінетичними ТГ , а ІІ – 10 чоловік із вираженим гіпокінетичним ТГ. В кожній із цих груп на протязі 3-х місяців проводилися заняття із фізичної підготовки з різною спрямованістю. У I-й групі учасники експерименту займались переважно вправами на розвиток витривалості (біг у повільному темпі на довгі та середні дистанції, плавання на довгі дистанції, їзда на велосипеді); у II-й групі основною формою занять були тренування швидкісно-силових якостей (атлетична гімнастика, штанга, елементи спортивної гімнастики та акробатики).

Заняття фізичними вправами на розвиток витривалості призвели до суттєвих змін серцевого ритму та вегетативного статусу організму. Так, у осіб І-ої групи статистично вірогідно збільшилась загальна варіабельність серцевого ритму за показником ТР та абсолютні і відносні показники активності парасимпатичного відділу АНС, що призвело до суттєвого зсуву симпато-парасимпатичного балансу (LF/HF) на користь периферичної ланки парасимпатичного відділу АНС. В той же час спектральні показники симпатичного відділу АНС (LF та LF%) статистично вірогідно не змінились. Вірогідно зменшився вклад низькочастотних компонентів (VLF%) у загальну енергію спектру, що і призвело до статистично вірогідного зменшення індексу напруження (ІН). У осіб ІІ-ої групи загальна варіабельність серцевого ритму за даними ТР статистично вірогідно не змінилася, однак її структура зазнала суттєвих зсувів у напрямку посилення активності симпатичної ланки. Про це свідчать вірогідне збільшення LF, LF% та LF/HF. Реципрокно відреагували показники парасимпатичного відділу HF та HF%, які вірогідно зменшувалися. Позитивним було те, що у структурі спектру вірогідно зменшилася активність центрального контуру регуляції за даними абсолютного значення VLF. Проте відносний вклад цього показника у ТР статистично вірогідно не змінився. Загальний позитивний ефект від перебудови вегетативної регуляції знайшов своє відображення у динаміці індексу напруження (ІН), який статистично вірогідно зменшився на 35+2,2 ум.од. (р< 0,05).

Комплексна оцінка адаптаційних можливостей учасників експерименту за показником активності регуляторних систем (ПАРС) в обох групах показала, що вони суттєво підвищилися після завершення експерименту У осіб з вираженим гіперкінетичним ТГ ПАРС статистично вірогідно зменшився з 3,23+ 0,33 до 1,87+ 0,27 (р< 0,05), що відповідає переходу з ІІ до І функціональної групи за класифікацією Р.М.Баєвського (2001). Аналогічно у осіб з вираженим гіпокінетичним ТГ цей показник статистично вірогідно зменшився з 3,14+ 0,31 до 1,77+ 0,25 (р< 0,05), що також відповідає переходу з ІІ до І функціональної групи за класифікацією Р.М.Баєвського.

ВИСНОВКИ

У дисертації, відповідно до поставленої мети, вирішене актуальне наукове завдання, що стосується взаємозв’язку між типами гемодинаміки та показниками функціонального стану автономної нервової системи у здорових людей в стані спокою і при виконанні дозованих фізичних і психофізіологічних навантажень та зроблено наступні висновки:

1. Функціональний стан автономної нервової системи здорових осіб молодого віку в стані фізіологічного спокою характеризується наростанням активності парасимпатичного відділу у напрямку від вираженого гіперкінетичного до вираженого гіпокінетичного типу гемодинаміки.

2. У представників вираженого гіперкінетичного та вираженого гіпокінетичного типу гемодинаміки в стані фізіологічного спокою домінуючий вплив мають надсегментарні рівні автономної нервової системи, про що свідчать відносно високі значення енергії наднизькочастотних хвиль серцевого ритму (VLF%), які склали відповідно 55,87 ± 2,43% та 42,84 ± 3,78%.

3. При виконанні активної ортостатичної проби у осіб з вираженим гіперкінетичним типом гемодинаміки спостерігається знижена реактивність парасимпатичного відділу автономної нервової системи та зміщення її активності до надсегментарних рівнів за даними коефіцієнта реакції (Кр) та приросту індексу напруження (ІН), які склали відповідно 14,3+0,4% та 34,18 ± 5,16 ум.од.

4. У осіб з вираженим гіпокінетичним типом гемодинаміки при виконанні активної ортостатичної проби виявлено зниження реактивності симпатичної ланки з одночасним зміщенням активності до надсегментарних рівнів автономної нервової системи, про що свідчать низькі значення коефіцієнта реакції (Кр=12,4+0,3%) та значний приріст індексу напруження ( ІН= 32,49 ± 6,31 ум.од.).

5. Найбільш збалансовану реакцію на ортостатичну пробу продемонстрували представники еукінетичного типу гемодинаміки. У осіб з гіперкінетичним та гіпокінетичним типами гемодинаміки превалювала реактивність відповідно симпатичного та парасимпатичного відділів автономної нервової системи.

6. Психофізіологічне навантаження при виконанні арифметичної проби призводить до суттєвого зсуву симпато-парасимпатичного балансу на користь симпатичної ланки автономної нервової системи в представників всіх