Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Тахикардическая реакция при глотании: динамика, эфферентное звено и влияние на спектральную оценку вариабельности ритма сердца

ВАК РФ 03.00.13, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Тахикардическая реакция при глотании: динамика, эфферентное звено и влияние на спектральную оценку вариабельности ритма сердца"

На правах рукописи

ШерозияОльга Петровна

ТАХИКАРДИЧЕСКАЯ РЕАКЦИЯ ПРИ ГЛОТАНИИ: ДИНАМИКА, ЭФФЕРЕНТНОЕ ЗВЕНО И ВЛИЯНИЕ НА СПЕКТРАЛЬНУЮ ОЦЕНКУ ВАРИАБЕЛЬНОСТИ РИТМА СЕРДЦА

03.00.13 - Физиология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Москва-2004

Работа выполнена в лаборатории регуляции сердечно-сосудистой системы Научно-исследовательского института экспериментальной кардиологии Российского кардиологического научно-производственного комплекса МЗ РФ

Научный руководитель:

кандидат биологических наук В.В. Ермишкин

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук, профессор А.Н. Рогоза

доктор биологических наук И.А. Тараканов

Ведущая организация:

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова

Защита состоится 30 июня 2004 года в 11.00 на заседании диссертационного совета Д 208.073.01 в РКНПК МЗ РФ по адресу: 121552, Москва, 3-я Черепковская ул., д. 15а.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Российского кардиологического научно-производственного комплекса МЗ РФ

Автореферат разослан 28 мая 2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат биологических наук

Т. И. Венгерова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. Влияние вегетативной нервной системы на сердце находится в поле пристального внимания физиологов и кардиологов. Мозг непрерывно корректирует работу сердца, посылая после каждого его сокращения пачки импульсов по симпатическим и парасимпатическим нервам. В результате этого длительность кардиоциклов постоянно варьирует. Отсутствие колебаний ритма сердца или значительное снижение их амплитуды может свидетельствовать о нарушении вегетативной регуляции (Wheeler, 1973) или даже служить предиктором внезапной смерти кардиологических больных (Bigger, 1992). Изучение вариабельности ритма сокращений сердца (РСС) - одно из актуальных направлений современной кардиологии. Ее анализ служит незаменимым методом изучения хронотропной нервной регуляции у человека, так как регистрация разрядов в нервах, иннервирующих сердце, невозможна. Между тем опыты на животных, свидетельствуют о жесткой связи между длительностью последовательных RR-интервалов и частотой разрядов в симпатических и блуждающих нервах (Rosenbleuth, 1934; Warner, 1962; Katona, 1970; Parker, 1984). Кроме того, известно, что у людей с пересаженным и денервированным сердцем вариабельность РСС крайне мала (Saul, 1995).

Существует два подхода к изучению ритма сердца - временной и частотный. Первый сводится к определению статистических параметров, характеризующих вариации RR-интервалов (или ЧСС). Однако этот подход не позволяет различать симпатические или парасимпатические влияния на сердце. При помощи спектрального (частотного) удалось выделить три типа колебаний ритма сокращений сердца - высокочастотные (дыхательная аритмия), низкочастотные (10-секундные) и колебания сверхнизкой частоты. Дыхательные колебания определяются почти исключительно парасимпатическими, а низкочастотные -совместно симпатическими и парасимпатическими влияниями. Таким образом, спектральный подход позволяет, в определешюй мере, дифференцировать вклад каждой из этих систем в регуляцию сердечного ритма и давать их количественную оценку (Баевский, 1968; Penaz, 1973; Akselrod, 1981; Pomeranz, 1985; Хаютин, 2002). Для более полной оценки хронотропной регуляции сердца важно независимо определять ее фазические (динамические) и тонические показатели (подобно тому, как выделяют постоянную и переменную составляющую при измерении электрического тока). Однако спектральный анализ такой возможности не предоставляет.

Оценка спектральных показателей нередко осложняется появлением на кардио-ритмограмме резких скачкообразных изменений, обусловленных физиологическими явлениями нерегулярного характера. Такие "спонтанные" изменения ритма являются источником артефактов при оценке спектральным методом процессов, близких к периодическим. В частности, при анализе З^т^гньЙ.ШШШ ШЧМ в нашей лабо-

ратории обратили внимание на волны тахикардии сравнительно высокой амплитуды (до 20 уд/мин) и установили, что они связаны со спонтанными глотательными движениями. Появление такой волны во время регистрации ЭКГ приводит к значительному (в среднем на 42%) завышению мощности низкочастотных колебаний ЧСС, оцениваемой спектральным методом (Хаютин, Лукошкова, Бекбосынова, 1999).

Резкое ускорение сокращений сердца в момент глотания обнаружил С. Мельтцер в 1883 г. Затем Г. Я. Прийма (1959), анализируя записи ЭКГ у 70 здоровых лиц различного возраста, включая детей, пришел к выводу, что тахикардия при глотании — это нормальная физиологическая реакция. Обычно ее связывают с торможением импульсации в блуждающих нервах в ответ на глотание. Однако мы не обнаружили в литературе данных, впрямую подтверждающих это предположение. Лишь при изучении похожей, но более сложной хронотропной реакции, возникающей у собак во время приема пищи (Федоров, 1963), была применена блокада парасимпатических влияний атропином.

При клинических пробах (Вейн, 1978), применяемых для оценки состояния парасимпатической хронотропной регуляции (массаж каротидного синуса, холодовая проба, рефлекс Ашнера, проба Вальсальвы), используют однократные сильные воздействия. Их трудно дозировать, и они часто сопряжены с неприятными, нередко болевыми, ощущениями. Кроме того, результат этих проб скорее качественный, чем количественный. В этом они уступают спектральному анализу ритма сердца, и их все реже используют в клинике (Ва1т, 1990). Напротив, измерение глотательной тахикардии не предполагает сильных воздействий и его можно осуществлять многократно.

Глотательная тахикардия, как и дыхательная аритмия, является показателем динамическим, характеризующим отклонение хронотропной регуляции от ее базового, равновесного уровня. В опытах на животных установлено, что между амплитудой дыхательной аритмии и величиной вагусного тонуса есть тесная линейная связь (КаШпа, 1975). Амплитуду дыхательной аритмии предложили использовать как меру этого тонуса (Роиаё, 1984). Однако позднее были получены противоположные данные (Ко11а1, 1990; Иеёшап, 1995; ]^ао, 2000), что не позволяет прийти к окончательному суждению по этой проблеме. Что касается глотательной тахикардии, то вопрос о возможной зависимости ее величины от уровня тонических нервных влияний на сердце ранее вообще не ставился.

Необходимость изучения динамики глотательно-сердечной реакции, а также условий, при которых она приводит к значительным артефактам при спектральном анализе, послужила исходной предпосылкой нашего исследования. Устранение артефактов, связанных с глотанием, - необходимый этап предварительной подготовки данных для спектрального анализа. Однако, с другой стороны, редактирование (сглаживание) волны глотательной тахикардии равносильно исключению из рассмотрения ценпой ишформации, заключенной в самой реакции. Вопрос, нельзя ли

использовать эту реакцию для оценки состояния нервной регуляции сердца, составил вторую, не менее важную часть нашего исследования.

Цель исследования заключалась в изучении тахикардической реакции при глотании как "физиологической "нестационарности, приводящей к значительным ошибкам в оценке спектральных показателей изменчивости ритма сокращений сердца, и в то же время возможной пробы для исследованияхронотропнойрегуляции сердца. Задачи исследования:

1. Создать метод одновременной регистрации ЭКГ и глотательных движений, изучить динамику и величину хронотропных реакций при различном числе глотков в зависимости от исходного состояния хронотропной регуляции сердца - в положениях лежа и стоя.

2. Изучить роль парасимпатического и симпатического эфферентного звена в осуществлении хронотропной реакции сердца при глотании.

3. Исследовать связь между амплитудой волны глотательной тахикардии и исходным уровнем тонических нервных влияний на синусовый ритм сердца.

4. Исследовать эффективность коррекции артефактного завышения спектральной мощности, обусловленного глотанием, и выяснить, в какой степени вклад одиночных волн тахикардии зависит от состояния нервной регуляции сердца.

Научная новизна. Впервые для изучения хронотропных реакций сердца у человека применен метод когерентного усреднения фрагментов ритмограмм. Это позволило детально описать динамику глотательно-сердечной реакции и ее изменения в зависимости от числа глотков и от положения тела, а также при действии различных фармакологических препаратов. Впервые строго доказана ключевая роль парасимпатического звена в глотательно-сердечной реакции у человека. Впервые выявлена связь между учащением ритма сердца при глотании и уровнем тонических парасимпатических влияний на сердце. Обнаружено, что эта связь более тесная, чем между вагусным тонусом и дыхательной аритмией. Получены новые данные, подтверждающие ваготоническое действие антагонистов М-холинорецепторов в малых дозах, которое проявляется в брадикардии и усилении глотательной тахикардии и дыхательной аритмии.

Теоретическое и практическое значение работы. Тахикардическая реакция при

глотании - малоизученное физиологическое явление, механизмы которого пока не известны. Анализ ее проявления у людей при различных физиологических и фармакологических воздействиях расширяет знания об этой реакции и позволяет уточнить представления о ее возможных центральных и периферических механизмах.

Полученные данные позволяют разработать новую клиническую пробу для оценки состояния парасимпатической регуляции сердца у больных, страдающих сердечно-сосудистыми и другими заболеваниями.

Коррекция вклада одиночных волн глотательной тахикардии в спектр колебаний ритма сердца используется на практике. Впервые представлено статистическое обоснование существующего метода редактирования ритмограммы. Кроме того, предложен новый метод устранения вклада глотательной тахикардии в спектр колебаний РСС, который не требует "исправления" ритмограмм, и потому является более объективным.

Апробация работы состоялась 16 апреля 2004 г. на межлабораторном семинаре Института экспериментальной кардиологии РКНПК МЗ РФ. Диссертация рекомендована к защите.

Основные результаты и положения работы представлены на: Международной

конференции, посвященной 150-летию И.П. Павлова, - "Механизмы функционирования висцеральных систем" (Санкт-Петербург, 1999 г.); 1-ом Симпозиуме "Колебательные процессы гемодинамики" (Миасс, 2000 г.); УШ-ой Международной конференции "Центральные и периферические механизмы вегетативной нервной системы" (Донецк, 2003 г.); 1-ом Виртуальном Конгрессе по Вариабельности Сердечного ритма (2001 г.) (http://www.hrvcongress.org/russian) и научном семинаре факультета фундаментальной медицины, МГУ (2004 г.) Публикации: по теме диссертации опубликовано 12 работ.

Объем и структураработы: Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания используемых методов, 4-х глав результатов и их обсуждения, заключения, выводов, практических рекомендаций и списка литературы (193 источника). Работа изложена на 189 страницах, содержит 14 таблиц и 64 рисунка.

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

В исследовании участвовало 55 здоровых испытуемых (29 мужчин и 26 женщин, 15-62 года). Исследование проводили утром натощак или не менее чем через 2 часа после легкого завтрака; накануне испытуемые воздерживались от курения, приема тонизирующих напитков и физических нагрузок

Регистрация сигналов. Одновременно регистрировали (рис. 1, а) сигналы ЭКГ в 1рудных отведениях, соответствующих VI и У5 по Вильсону, датчика глотания (закрепленная на шее эластичная капсула, подключенная к манометру) и индукционного пневмографа (аналог "Respitrace" [Згйоп, 1988], реализованный на базе реографа РПЦ-01, «Медасс», Москва). Сипшлы оцифровывали с помощью 12-разрядного аналого-цифрового преобразователя ADC-12M ("Биола", Москва) с частотой дискретизации 1 кГц и записывали на жесткий диск персонального компьютера (ПК), используя авторское программное обеспечение (Е.В. Лукошкова, ИЭКРКНПК). Стандартные пробы и тесты:

1) Серия глотаний. Испытуемый совершал по команде одиночный глоток (5-6 раз с паузами 30 с), затем тройные глотки (4 раза с интервалом 1 мин) и пятикратное глотание (1 раз). Серию завершало питье воды (7-10 небольших глотков). При множественном глотании испытуемых просили глотать как можно чаще, но раздельно. Для облегчения глотания испытуемому давали воду через трубочку.

2) Ритмизированное дыхание (6 минут) — для последующего спектрального анализа колебаний РСС. Частоту дыхания (15/мин) и соотношение фаз вдох-выдох (1:2) задавали с помощью звуковых сигналов, генерируемых ПК.

Пробы (1) и (2) выпалнячи в положениях лежа и стоя.

3) Одиночный глоток в середине 6-минутной записи — для изучения вклада волны глотательной тахикардии (ГТ) в спектр колебаний РСС.

4) Дыхание под естественный паттерн (6 минут) - контроль частоты и глубины дыхания (только в исследовании с бекарбоном). Параметры естественного дыхания определялись компьютерной программой в ходе предварительного анализа индивидуальной пневмограммы испытуемого. Далее испытуемый продолжал дышать под заданный рисунок (паттерн) своего дыхания, выводимого на экран монитора.

5) Дыхание с частотой 6/мин в положении лежа (1.5-2 мин). Начало вдоха и выдоха задавали с помощью звуковых сигналов, генерируемых ПК; глубину дыханий не контролировали.

шяшв

Рис. 1. Регистрация сигналов (а) и использование метода когерентного усреднения для выявления формы глотательно-сердечной реакции (б)

а - непрерывная запись сигналов ЭКГ, датчика глотания и дыхания на компьютер (ПК);

6 - вверху - ритмограмма (последовательные Дй-интервалы) и запись глотаний (6 одиночных глотков); ниже — 40-секундные фрагменты ригмограммы для каждого из глотков, синхронизованные по началу глотания (вертикальная линия); жирная линия - усредненная реакция.

Исследование всегда сначала проводили в положении лежа, в обстановке, обеспечивающей испытуемому полный покой. Для изменения состояния хронотропной регуляции сердца использовали активную ортостатическую пробу или фармакологические воздействия: 1) атропин (0.015 мг/к, в/в); 2) пропранолол (0.15мг/кг, в/в); 3) препарат Бекарбон (2 табл. по 0.01 г экстракта красавки, пероралъно).

Влияние блокады парасимпатических (атропин) и симпатических (пропранолол) влияний на РСС и ГТ изучали у 16 человек (9 женщин и 7 мужчин, 17-50 лет) в положениях лежа и стоя. Исследования до (контроль) и после введения каждого препарата проводили в разные дни. Усиление вагусных влияний на сердце, вызванное бекарбоном, изучали у 19 человек (7 женщин и 12 мужчин, 16-46 лет). Протокол исследований одобрен Этическим комитетом РК НПК МЗ РФ.

Обработка сигналов. Записанные сигналы обрабатывали на ПК с помощью специальной программы, созданной в нашей лаборатории Е.В.Лукошковой. Программа позволяла строить по ЭКГ ритмограммы (ЛЛ-интервалограммы или кардиотахограммы), редактировать их и рассчитывать спектр мощности колебаний РСС, а также автоматически определять параметры ГТ и анализировать ее динамику.

Спектр мощности колебаний РСС рассчитывали по методу Уэлча (Марпл, 1990), используя алгоритм быстрого преобразования Фурье в комбинации с разбиением 6-мипутной ритмограммы на 100-секундные сегменты с 50%-перекрытием. Мощность спектров рассчитывали в стандартных диапазонах частот - НЧ (0.05-0.15 Гц) и ВЧ (0.15-0.4 Гц) (Camm, 19%), а также в индивидуальном "дыхательном" диапазоне. Эти мощности обозначали какРлч, Рвч и Рдыо соответственно. Кроме того, рассчитывали общую мощность спектра (Ре). Индивидуальный "дыхательный" диапазон определяли для каждой записи отдельно, ориентируясь на границы основной волны в спектре "дыхания", который рассчитывали по QRS-амплитудограмме (Лукошкова, 2000) или пневмограмме. Выявление формы ваты ГТ осуществляли методом когерентного усреднения (рис. 1, б). Фрагменты ритмограмм длиной по 40 с, содержащие ГТ, сортировали по числу совершенных глотков; после сглаживания (кубический сплайн) и переоцифровки с частотой 0.1 Гц их совмещали по началу глотания и усредняли по ансамблю (усредненная кривая показана жирной линией, рис. 1, б).

Ихиерение параметров ГТ. Амплитуду ГТ вычисляли как разность между средней (за 10 с) длительностью ./У?-интервалов перед глотком и минимальным /л-интервалом,

соответствующим пику реакции (RRmm). Кроме того, измеряли пара тЛШ^^р - наибольшее укорочение ЛК-интервалов в начале реакции за 2 последовательных кардиоцикла, а также величину медленного роста реакции (МР, рис. 3, б), т.е. разность между ГТ иДййгуд-Ихчерение дыхательной аритмии (ДА). Амплитуду дыхательной аритмии при дыхании б/мин (ДАб) определяли как разность между максимальной и минимальной длительностью Лйтервалов в пределах каждого дыхательного цикла Кроме того, измеряли длительность -интервалов в момент, соответствующий началу вдоха - . Полученные значения усредняли по 5-8 дыхательным циклам. При ритмизированном дыхании с частотой 75 раз/мин (ДАвч) и дыхании под естественный паттерн (ДАЕ) величину дыхательной аритмии оценивали по мощности спектра в дыхательном диапазоне -Статистический анализ. Для групп испытуемых вычисляли средние значения параметров, их стандартные ошибки и стандартные отклонения и/или их медианы и процентилли (25% и 75%). Для анализа групп данных использовали парный /-критерий Стьюдента и корреляцию по Пирсону, а при необходимости - непараметрические методы (критерий Вилкоксона и корреляция по Спирману).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ I. Изменение ритма сокращений сердца при глотании у здоровых испытуемых

Предметом исследования было изменение синусового ритма сердца при глотании. На рис. 2, а представлен типичный пример записи ЭКГ при совершении одиночного спонтанного глотка (сглатывание накопившейся слюны). Видно, что в процессе глотательного акта и нескольких секунд после него развивается значительная тахикардическая реакция. Отметим, что укорочение /Mi-интервалов не сопровождается изменением волн Р, QRS и Г на ЭКГ, а также интервалов между

ними (рис. 2, 6). Следовательно, глотательная тахикардия (ГТ) - явление, обусловленное нервной регуляцией синусового узла, а не результат нарушения проведения или возникновения дополнительных очагов возбуждения в сердце.

О 5 10 15 -400-200 0 200 400 600 800 10001200

Время, с Время, мс

Рис. 2. Учащение синусового ритма сердца при одиночном глотке

а - сверху вниз: ЭКГ, ритмограмма (длительность последовательных

ЙК-интервалов), сигнал датчика глотания; б - фрагменты ЭКГ, совмещенные по началу Л-зубца и расположенные в порядке появления 0ЛУ-комплексов на записи а (цифры слева—номера комплексов). Жирная линия в правой части рисунка проведена по верхушкам Я-зубцов следующих £)Л5-комплексов, т.е. показывает изменение длительности последовательных Л/?-ингервалов.

Хронотропнаяреакция при одиночньх глотках. У всех испытуемых (п=55) глотание сопровождалось учащением сокращений сердца в среднем на 12.3±5.4 (SD) уд/мин (соответствует укорочению ЛЯ-интервалов на 159±84 (SD) мс). Глотательно-сердечная реакция возникала независимо от фазы дыхательного цикла, на которую приходился глоток, и от того, глотал ли испытуемый твердую пищу, жидкость, или совершал, так называемые, "сухие" глотки.

Начало реакции практически совпадало с началом глотательных движений, а ее пик достигался вскоре после их завершения. Затем длительность ЛЯ-интервалов быстро восстанавливалась. Продолжительность тахикардии при одном глотке составляла обычно 5-7 с. У некоторых испытуемых за волной тахикардии следовала волна умеренной брадикардии, которая увеличивала длительность реакции до 9-15 с. В отличие от брадикардии, тахикардический компонент реакции присутствовал всегда, что и позволяет называть эту реакцию глотательной тахикардией.

В положении лежа форма и величина ГТ у разных испытуемых существенно отличалась, однако у каждого из них реакция хорошо воспроизводилась, если паузы между глотками были не менее 25-30 с. При меньших паузах исходная длительность кардиоциклов не успевала восстанавливаться, и реакции на последовательные глотания накладывались.

Реакции при множественном глотании. При очень коротких паузах между глотками отдельные волны ГТ сливались в одну общую тахикардическую реакцию.

Величина суммарной реакции плавно росла с числом глотков. При выполнении 5-ти глотков подряд она обычно достигала насыщения и была сопоставима с реакцией на питье (рис. 3, а).

Т У 5 П~~ ~1 3 5 Л

Рис 3. Зависимость динамики и величины ГТ от числа глотков и положения тела ■ а— увеличение амплитуды реакции с числом глотков в положении лежа. б - динамика изменения ^{-интервалов при глотании. Вверху - ритмограмма, внизу - сигнал датчика глотания. ГТ— амплитуда реакции; ЕР— быстрый рост за 2 удара; МР - медленный рост. в - изменение ГТ и БР с числом глотков в положении лежа. г- то же в положении стоя (медианы, 25 и 75%; * -/К0.001). 1,3 н 5- число глотков; П - питье

Характерная черта ГТ - резкое укорочение й/?-интервалов за 2-3 удара сердца в начале реакции (рис. 3, б). Эта фаза быстрого роста реакции (БР) определялась первым же глотком, и ее величина.. (Д^2уд) не зависела от числа и частоты следования остальных глотков (рис. 3, в и г). Как правило, именно за 2-3 удара сердца реакция при одиночном глотании (ГТ1) достигала пика. Между ее величиной и параметром ДОДгуд обнаружена тесная корреляция.

При множественном глотании за участком быстрого роста обычно следовал относительно медленный рост реакций до максимума (МР), и только затем начиналось восстановление (рис. 3, б).

Зависимость ГТ от положения тела. При смене горизонтального положения на вертикальное реакция замедлялась и время достижения максимума увеличивалось (рис. 4, а и б). Величина ГТ при этом значительно снижалась (р<0.01 при любом

числе глотков; рис. 3, в и г). Это происходило из-за сильного уменьшения быстрого компонента ГТ (в среднем в 2-2.5 раза,^<0.001). Медленный рост реакций при питье в обоих положениях достоверно не отличался (р>0.5), а при 3-5 глотках в вертикальном положении даже увеличивался (МР-ГТ-АКЯ^ рис. 3, г).

Значительные изменения /^-интервалов, происходящие за 2-3 удара сердца, обусловлены исключительно парасимпатической хронотропной регуляцией (Saul, 1990). Следовательно, уменьшение параметров ГТ1 и ДЛ/?2уд в положении стоя определяется ослаблением вагусной регуляции. В том же положении увеличивается медленный компонент ГТ, что указывает на возможное участие симпатической системы в глотательно-сердечной реакции. Действительно, при 5 глотках и питье время развития реакции достигает 10-20 с, что вполне достаточно для реализации симпатического воздействия на синусовый узел.

II. Эфферентное звено глотательной тахикардии

Для изучения эфферентного механизма ГТ применяли атропин (0.015 мг/кг, в/в) и пропранолол (0.15 мг/кг, в/в). Атропин вызывал в обоих положениях сильную тахикардию (уменьшение а пропранолол - умеренную брадикардию (увеличе-

ние RRcp, рис. 4, в и г). На протяжении исследования действие каждого из блокаторов на синусовый узел сохранялось стабильным.

Блокада М-холинорецепторов синусового узла сердца значительно снижала ГТ при любом числе глотков (рис. 4, а и б, пунктирная линия).

Положение лежа. Атропин в первую очередь устранял быстрые изменения RR-интервалов - средние значения ГТ1 и ARRгуд уменьшались в 15-20 раз. Все реакции становились существенно более медленными (рис. 4, а) — даже при одном глотке максимум реакции достигался не за 2-3, как в контроле, а за 6-10 ударов сердца. Медленный компонент ГТ уменьшался в среднем только вдвое. Поэтому реакции при 5 глотках и питье были по-прежнему отчетливо видны (рис. 4, а). Учитывая медленную динамику "остаточных" реакций, можно предположить, что они обусловлены усилением симпатических разрядов. Если это верно, то в положении стоя такие реакции должны увеличиваться.

Положение стоя. Оказалось, что величины ГТ в положениях лежа и стоя в условиях парасимпатической блокады практически не отличаются (р>0.1) при любом числе глотков (рис. 4, д и ё). Сходство глотателыю-сердечных реакций при активированном (стоя) и инактивированном (лежа) состояниях симпатической регуляции противоречит предположению о наличии симпатического компонента ГТ.

Более вероятно, что "остаточные" реакции обусловлены неполной парасимпатической блокадой. К тому же, эффект неполной блокады может усугубляться центральным ваготоническим действием атропина (Katona, 1977) в сочетании с усилением выброса ацетилхолина из окончаний эфферентных волокон

блуждающего нерва, благодаря блокаде пресинаптических М1 -ауторецепторов (М^Мет, 1988). Чтобы убедиться в вагусной природе "остаточных" реакций, одному испытуемому атропин ввели дважды: 1 мг, как обычно, в начале исследования и дополнительно 1 мг после пробы с глотанием. Повторное введение атропина привело к еще большему снижению Л/^р, двукратному уменьшению ГТ5 и к полному исчезновению ГТь Таким образом, степень уменьшения ГТ определялась дозой атропина. Следовательно, не только начальное быстрое укорочение интервалов, но и медленный компонент ГТ имеет парасимпатическую природу.

Блокада ß-адренорецепторов в положении лежа не вызывала уменьшения тахи-кардических реакций при глотании. Напротив, при 1-3 глотках ГТ увеличивалась (р<0.05, рис. 4, а - тонкая линия). В среднем рост ГТ с числом глотков почти не проявлялся (рис. 4, д - тонкая линия), и основное укорочение /^-интервалов происходило за первые 1-2 удара сердца. Таким образом, пропранолол усиливал проявление черт, характерных для вагусных реакций. Вероятно, это обусловлено присущим ему центральным ваготоническим действием (Сокег, 1984).

При блокаде хронотрогаюго симпатического влияния смена горизонтального положения на вертикальное сопровождалась, как и в контроле, достоверным уменьшением RRcp (рис. 4, в-г, Пр). Очевидно, это результат ослабления тонического вагусного влияния на синусовый узел. Одновременно, как и в контроле, ГТ замедлялась (рис. 4, б), а ее величина снижалась (рис. 4, ё). При этом проявлялся значительный рост реакции с увеличением числа глотков, которого не было в положении лежа. Следовательно, медленный компонент реакций, связанный с суммацией, может развиваться и в отсутствие симпатических влияний на сердце.

Блокада хронотропного симпатического действия практически не повлияла на величину ГТ в положении стоя - амплитуды реакций до и после введения пропранолола не отличались (р>0.4; рис. 4, е).

Таким образом, отсутствие явного влияния пропранолола на глотательно-сердечные реакции в положении стоя и практически полное их подавление атропином означает, что глотательная тахикардия определяется главным образом вагусными разрядами, а именно их ослаблением. Непосредственного влияния на развитие этой реакции симпатических разрядов не обнаружено.

III. Связь между величиной глотательной тахикардии и вагусным тонусом

Оценка состояния нервной регуляции сердца тесно связана с понятием о ее тонусе. Вопреки определению тонуса как длительного, стойкого возбуждения нервных клеток, не сопровождающегося утомлением, импульсация в обеих ветвях вегетативной нервной системы постоянно изменяется в зависимости от фаз дыхания, уровня активирования сосудистых баро- и хеморецепторов и т. д. В данном случае "тонус" следует понимать, скорее, как некоторую среднюю характеристику нервных разрядов или их влияния на РСС. Вагусиый тонус определяют как уменьшение средней длительностиRR-интерваловприустранении парасимпатического действия на синусовый узел сердца и неизменном уровне симпатических влияний (Katona, 1975).

В исследованиях на людях оценка вагусного тонуса с применением атропина является своего рода «золотым стандартом» (Bemston, 1997). Однако такой способ не всегда возможен. В качестве доступной, хотя и не вполне эквивалентной альтернативы используют амплитуду ДА, величина которой, как считают, тесно связана с вагусным тонусом (Fouad, 1984). О связи ГТ с вагусным тхмгусом ничего не известно. Исследуя эту связь, мы ограничились реакциями при одиночных глотках, амплитуда

которых в меньшей степени, чем при множественном глотании, зависит от их индивидуальных особенностей.

Ослабление парасимпатического хронотропного действия в положении стоя.

После введения пропранолола индивидуальные отличия RRcp у испытуемых (я=16) обусловлены, в основном, различным уровнем вагусного тонуса. В положении лежа величины и тесно коррелировали В положении стоя значения

обоих параметров пропорционально уменьшались, т.е. ослабление вагусного тонуса приводило к спижению амплитуды ГТ).

ВаготоническоедействиеМ-антагонистовв малыхдозах. Добиться длительного,

стабильного увеличения вагусного тонуса позволяет свойство блокаторов мускари-новых рецепторов (М-антагонистов) значительно усиливать действие блуждающих нервов на сердце, если применять их в относительно малых дозах (< 1 мкг/кг). Этот "парадоксальный" эффект малых доз атропиноподобных веществ (Raczkowska, 1983; Julu, 1992; Montano, 1998) связан с высокой чувствительностью к ним вагусных преганглионарных нейронов продолговатого мозга (Katona, 1977) или блокадой Мг рецепторов в периферических синапсах (Wellstein, 1988).

У 18 из 19 испытуемых однократный прием 2 таблеток бекарбона вызывал стабильное увеличение RRq, (в среднем на 119±64 мс,,р<0.001) и других параметров (табл. 1). Заметное ваготоническое действие бекарбона проявлялось через 30-60 мин после его приема и сохранялось в течение 1-2 часов. Лишь у одного испытуемого проявилось слабое ваголитическое действие бекарбона.

Изменение динамических показателей HTj, ДАе и ДАе и тонического показателя RRcp при усилении парасимпатических влияний. Величины хронотропных

реакций, обусловленных дыханием и глотанием, сопоставляли до (контроль) и после приема бекарбона. Об усилении вагусного тонуса судили по увеличению RRcp, полагая, что изменением симпатической хронотропной регуляции можно пренебречь - у молодых здоровых людей, находящихся в состоянии покоя лежа, вклад данного фактора невелик.

Таблица 1

Значения параметров, отражающих состояние парасимпатической хронотропной регуляции сердца, до и после приема бекарбона, мс

(п=Л 8, среднее ± стандартная ошибка)

Контроль Бекарбон Р

RRcp (мс) 934 ±36 1052 ±37 <0,0001

I"Ti(mc) 164 ±26 238 ±31 <0,0001

ДА» (мс) 273 ±27 301 ±26 0.27

ДАе (мс) 21 ±4 31±6 0.04

М-антаго нисты в малых дозах увеличивали как тонические (RR^), так и динамические показатели (табл. 1). Параметры RRCp и ГТ| увеличивались у всех

испытуемых, тогда как дыхательная аритмия у одних испытуемых усиливалась, а у других уменьшалась. При этом ее амплитуда при естественном (ДАЕ) И замедленном (ДАб) дыхании нередко изменялась у одних и тех же испытуемых в разных направлениях. В целом по группе увеличение ГТ] и ДАе было достоверным, а изменение ДАй- недостоверным (табл. 1).

Дыхательная аритмия при дыхании б раз/мин и ее изменение при усилении парасимпатического влияния. На ритмограмме (рис. 5, а) видно, что колебания РСС при дыхании 6 раз/мин состоят из инспираторного тахикардического компонента (ТК) и брадикардического компонента (БК). Граница между ними соответствует длительности кардиоциклов которая устанавливается к началу

каждого вдоха. Величина ЛЯо фактически совпадала со значениями ИКср, измеренными в покое при естественном дыхании и во время проб с глотанием.

Форма дыхательных волн у разных испытуемых значительно отличалась (рис. 5, б). Так, у испытуемого А преобладал инспираторный тахикардический компонент, а у испытуемого Б — наоборот, брадикардический компонент, обусловленный выраженным вагусным "перерегулированием". У большинства испытуемых уровень 1Шо делил амплитуду ДАб в равной пропорции: ТК-БК (рис. 5, а).

ЯЯмс 1200-

800-

30 40 Время, с

200 Амер. мс

Время, е

Рис 5. Динамика изменений ритма сердца при дыхании 6 раз/мин

а - изменения длительности /У?-ингервалов в течение одного дыхательного цикла. Верхняя кривая - ритмограмма, нижняя - гтневмограмма (вверх - вдох, вниз -выдох) Вертикальные линии - начало дыхательных циклов. ЯЛц - длительность /{/{-интервала в начале вдоха. ДА«- амплитуда дыхательной аритмии, ТК -тахикардический компонент; БК - брадикардический компонент.

6 - типы дыхательной аритмии: величина ДА« у испытуемых АкБ практически одинакова, но в первом случае она определяется в основном ТК, а во втором БК; вертикальная линия - начало дыхательного цикла; горизонтальные кривые -изменение /У?о.

в - тесная связь между изменениями ТК и ЛКф при усилении парасимпатических влияний на сердце; отсутствие связи между изменениями БК и /?Яф.

Бекарбон вызывал увеличение ЛЛО И измените соотношения ТК и БК. В среднем амплитуда ТК возрастала от 169+94 до 225+93 мс (р<0.01), а БК умень-

шалея от 105±80 до 78±58 мс (р<0.05). Изменения ТК тесно коррелировали с изменениями RRtр (/^.М, /7=0.001), а между изменениями БК и RR^p связь отсутствовала (г=0.001,/т=0.99; рис. 5, в). Таким образом, основной причиной слабой корреляции амплитуды ДА« с уровнем RRcp у испытуемых в контроле (г=0.46) и отсутствия значимых изменений при усилении тонических парасимпатических влияний явилось, вероятно, наличие в ее составе выраженного БК.

Таким образом, полученные данные свидетельствуют о тесной связи ТК с уровнем вагусных влияний на сердце. Вероятно, это объясняется тем, что ТК - результат центрального торможения вагусных преганглионарных нейронов («воротная»теория — Lopes, 1976; Eckberg, 2003), эффект которого тем сильнее, чем выше исходный уровень их возбуждения. И, наоборот, БК - не просто восстановление исходного тонуса, а следствие усиления вагусных разрядов во время выдоха, интенсивность которых может значительно превышать их тонический уровень.

Соотношение мемеду величинойТу и оценкой парасимпатического тонуса. Сопоставление с дыхательной аритмией (Ptm). Связь между динамическими

параметрами ГТ] и ДА (оценка по PdJ) и вагусным тонусом изучали в 4-х состояниях, включающих как ослабление, так и усиление вагусных влияний, уровень которых оценивали по разности величины в данном состоянии и среднего значения Л/?-интервалов после введения атропина в положении лежа (RRa). Чтобы свести к минимуму возможное влияние симпатического фактора на оценку вагусного тонуса, мы ограничились анализом только тех состояний (будем называть их «вагусными»), в которых симпатические хронотропные влияния выражены слабо (покой лежа) или отсутствуют (ß-адреноблокада): «бекарбон_лежа», «пропранололлежа», «контроль_лежа» и «пропранолол_стоя» (рис. 6, а, сверху вниз). Все сопоставления проведены для одной и той же группы здоровых добровольцев («=16; 16-48 лет).

Усиление вагусного тонуса при переходе от одного состояния к другому (снизу вверх на рис. 6, а) сопровождалось увеличением внутригруппового разброса величин и (облако значений на графиках вытягивалось вдоль линии регрессии) и смещением средних значений обоих параметров в сторону их увеличения. Между и обнаружена тесная связь как по всей совокупности «вагусных состояний» (г=0.89; /?<0.01; рис. 6, 6), так и в пределах каждого из них (г=0.62-0.87; рис. 6, а). Таким образом, величина не только отражает изменение вагусного тонуса при переходе от состояния к состоянию, но и выявляет различия в уровне тонических вагусных влияний у разных испытуемых в пределах одного состояния.

Между величинами Р^ и ВТА относительно тесная связь выявлена лишь по всей совокупности состояний (r=ö.66, ¿K0.001; рис. 6, г) и в условиях действия бекарбона (г=0.71, />=0.05; рис. 6, в - вверху). В остальных состояниях - «лежа_контроль», «лежа_пропранолол» и «стоя_пропранолол» - коэффициенты корреляции не превышали 0.48. Случайный характер разброса значений Р,^ в каждом из состояний не

позволяет по мощности дыхательных колебаний РСС (в отличие от ГТ1) достоверно судить о величине вагусного тонуса у разных испытуемых. В то же время, при переходе от одного состояния к другому изменение Р^ с достаточной степенью определенности показывает усиление или ослабление вагусного хронотропного влияния на сердце (рис. 6, г; г=0 66,р<0.001).

Рис 6. Связь величин ГТ| (а, 6) и ДА (в, г) с парасимпатическим тонусом в различных состояниях

а - 1Т] и уровень вагусного тонуса в состояниях (сверху вниз)

«бекарбонлежа», «лропранололлежа», «контроль_лежа» и «пропранололсгоя», б - ГТ| и ВТд по совокупности состояний,

в - мощность дыхательных колебаний (Рдых) и ВТА в тех же состояниях, что и на

графиках а, г- Рдш и ВТА по совокупности состояний.

Мы предполагаем; что разный характер изменений Р,^ и ГТ1 в зависимости от ВТА объясняется различием механизмов этих двух проявлений парасимпатической хронотропной регуляции сердца. Если ГТ - результат ослабления вагусных разрядов, то ДА имеет двойственную природу: ее тахикардический компонент, как и ГТ, обусловлен торможением, а брадикардический - резким усилением этих разрядов в фазу выдоха.

Таким образом, в отличие от дыхательной аритмии, величина ГТ1 выявляет не только изменение вагусного тонуса при переходе от одного состояния к другому, но иразличия вуровне тонических парасимпатических влияний у разных людей, находящихся в одинаковых состояниях.

IV. Оценка и коррекция влияния глотательной тахикардии на спектр колебаний ритма сокращений сердца

Обязательное условие корректности применения методов спектрального анализа - стационарность исследуемых процессов. Возникающие при глотании изменения РСС (рис. 7, стрелка на верхней ритмограмме), нарушая стационарность колебаний, существенно завышают рассчитываемые спектральные мощности, особенно в НЧ диапазоне (Хаютин, 1999). Анализ 32 ритмограмм продолжительностью по 5-6 минут показал, что спонтанные глотки повторяются в среднем через ПО с, что согласуется с известными результатами (Cuevas, 1995).

Ранее для устранения влияния волн ГТ на спектр колебаний РСС был предложен метод редактирования ритмограмм (Хаютин, 1999). Этот метод реализован в виде специального модуля компьютерной программы, который позволяет устранять одиночные волны, сохраняя как дыхательные колебания, так и более медленные изменения РСС (рис. 7,1 метод).

Обоснование метода редактирования. Чтобы оценить эффективность и правомочность применения этого метода, мы провели статистический анализ 16 ритмограмм. ЭКГ записывали в течение 6 мин при положении испытуемых лежа, и примерно в конце 3-ей минуты испытуемый делал один глоток. Сопоставляли усредненные спектры двух участков каждой ритмограммы. Один из них -комбинированный: его составляли из всех 100 секундных сегментов, не содержащих волну ГТ. Второй состоял только из тех двух сегментов, в которые эта волна попадает. Для второго участка спектр рассчитывали до и после редактирования. Степень различия тех и других спектров оценивали по методу Бланда-Альтмана (Bland, Altman, 1990), т.е. для каждой пары измерений - спектральные мощности, рассчитанные по двум участкам ритмограммы, - вычисляли их разности, нормированные на их же полусуммы. Статистически достоверное отличие средней величины этих разностей от нуля, согласно самой сути метода Бланда-Альтмана, должно рассматриваться как указание на существенное различие сопоставляемых пар измерений.

Вычисления показали, что на участках ритмограмм, которые содержат волну ГТ, до применения редактирования спектральные мощности (как суммарная, так и в НЧ и ВЧ диапазонах) действительно завышены. После редактирования статистически значимые различия не выявляются.

Таким образом,редактированиеритмограммкорректноустраняет измене-нияритма сокращений сердца, связанныес глотанием.

Напомним, что принятый нами метод расчета спектров предполагает разбиение всей риг-мограммы на сегменты продолжительностью по 100 секунд с перекрытием 50%, расчет спектра для каждого сегмента и последующее усреднение спектров по ансамблю.

Отметим; что для колебаний РСС, которые происходят именно с частотой дыхания, а не во всем ВЧ диапазоне, статистически значимые различия не выявляются и до редактирования участков ритмограммы, содержащих волну ГГ. Это соответствует опубликованным ранее результатам (Хаютин, 1999) и позволяет в последующем изложении останавливаться в основном на анализе вклада волны ГТ в низкочастотный диапазон спектра колебаний РСС.

Недостаток рассмотренного метода - его субъективность: исследователь весьма свободен в выборе конечного вида редактируемого участка ритмограммы. Альтернативный метод предполагает не "исправление" артефактной волны (волны ГТ или любой другой одиночной волны), а непосредственное определение ее вклада в рассчитываемый спектр колебаний. Согласно теории спектральных преобразований (Харкевич, 1962), всякий одиночный импульс или всплеск сигнала (равно как и одиночная волна) может быть представлен набором синусоидальных колебаний, которые и составляют его спектр. Иными словами, одиночная волна как бы

имитирует колебания, и в спектральном представлении их мощность просто добавляется к мощности остальных колебаний на всем анализируемом участке ритмограммы. Корректное определение этой "добавочной мощности" по спектру самой артефактной волны позволило бы оценить мощность стационарных колебаний как разность спектральных мощностей, рассчитанных для всей ритмограммы и только для этой волны.

Критерий корректности нового метода - совпадение результатов расчета абсолютного вклада волны ГТв спектр колебаний РСС новым методом и методом редактирования. Последний из них позволяет определять этот вклад как разность спектральных мощностей, рассчитанных по одним и тем же ритмограммам (или их участкам) до и после их редактирования.

Абсолютный вклад волны ГТв спектр колебаний РСС-расчет с использованием метода редактирования и по спектру самой волны ГТ. На первом этапе мы использовали упомянутые выше 16 ритмограмм с волной ГТ в конце 3-ей минуты. Для расчета спектра волны ГТ на ритмограмме удаляли все колебания слева и справа от этой волны (рис. 7, справа). Результат оказался неожиданным: спектральные мощности самой волны ГТ, как суммарная, так и в НЧ и ВЧ диапазонах, значительно превысили оценки ее вклада в спектр колебаний РСС, рассчитанные методом редактирования (табл. 2, две верхние строчки). Это завышение проявилось и на корреляционном графике на рис. 7 (в центре, внизу).

Таблица 2

Абсолютный вклад волны ГТ (мс1) в спектр колебаний FCC, рассчитанный методом редактирования ритмограмм и с использованием спектра волны ГТ

(среднее ± стандартная ошибка, п=16)

Способы расчета Рг Рнч Рвч

Спектр волны ГТ 1346 ± 227** 538 ±80" 455 ±119"

Редактирование волны ГТ 908 ±144 419 ±77 231 ±60

Спектр ваты ГТе коррекцией 1055 ±238 510 ± 81 274 ±109

Спектр усредненной ваты ГТ 985 ±124 499 ±61 258 ± 50

**-р<0.01%, в остальных случаях различие статистически недостоверно.

Причина этого различия очевидна: на участке ритмограммы, который охватывает волна ГТ, существуют также и "обычные" колебания РСС, и их мощность оказалась включена в оценку мощности имитируемых этой волной колебаний. Результаты расчетов, выполненных с учетом этого обстоятельства (третья строка таблицы 2), вполне удовлетворительны - их отличие от оценок, полученных методом редактирования, статистически не значимо.

Преимущество нового метода - возможность оценки вклада в спектр колебаний РСС типичной (для конкретного состояния конкретного испытуемого) волны ГТ, полученной в результате усреднения 4-6 реакций при одиночных глотках (рис. 1, б). Подчеркнем, что одиночные акты глотания должны, в принципе, попадать в

разные фазы "обычных" колебаний РСС. Поэтому при усреднении вклад этих колебаний в реальную форму волны ГТ должен нивелироваться, и следовательно, спектральную мощность усредненной волны можно рассматривать как независимую оценку ее абсолютного вклада в спектр стационарных колебаний РСС. Результаты расчета спектров усредненных одиночных волн ГТ для тех же 16 испытуемых (табл. 2, нижняя строка) подтверждают справедливость наших рассуждений: рассчитанные таким способом величины абсолютного вклада волны ГТ в спектр колебаний РСС практически не отличаются от оценок, полученных методом редактирования.

Используя параметры самой волны ГТ, оценку ее вклада в спектр колебаний РСС можно даже несколько упростить. Как показано на рис. 8, а, между амплитудой усредненной волны ГТ и ее вкладом, например, в НЧ диапазон спектра колебаний РСС существует достаточно тесная связь. Поэтому можно предложить следующую процедуру оценки вероятного вклада волны ГТ в спектр колебаний РСС. До или после проведения записи ЭКГ для спектрального анализа РСС испытуемому предлагают сделать несколько глотков. Определив амплитуду усредненной волны ГТ по графику (рис. 8, а), можно оценить ожидаемый абсолютный вклад этой волны в мощность колебаний РСС.

Сопоставив абсолютный вклад волны ГТ с реальным значением мощности колебаний РСС в том или ином диапазоне, можно оценить целесообразность учета этого вклада, и, при необходимости, рассчитать мощность стащонарных колебаний РСС или относительный вклад такой одиночной волны в полную мощность колебаний. Насколько важным может оказаться учет относительного вклада волны ГТ в спектр колебаний РСС иллюстрирует следующий простой пример.

Ортостатическая проба - изменение трактовки ее результата одиночной

волной ГТ. Эта проба используется обычно для оценки симпатической хронотропной регуляции. При переходе из горизонтального положения в вертикальное на ритмограмме особенно сильно проявляются характерные 10-секундные волны, и мощность колебаний в НЧ диапазоне резко увеличивается. На рис. 8 б показана достаточно частая ситуация, которую мы наблюдали у 6 испытуемых из 14. У этих испытуемых в положении лежа относительный вклад единственной (за 6 минут регистрации ЭКГ) волны глотательной тахикардии в НЧ диапазон спектра был близок к 100 %, т.е. одиночная волна ГТ практически удваивала мощность стационарных колебаний. Увеличение мощности НЧ колебаний при переходе в положение стоя оказалось меньшим, чем вклад волны ГТ в положении лежа, в результате мощность НЧ колебаний в положении стоя, даже вместе с волной ГТ, оказалась меньше, чем в положении лежа. Таким образом, если не учитывать вклад волны ГТ, то можно сделать ошибочный вывод об ослаблении симпатической регуляции в положении стоя.

О 100 200 300 400 Г Т1, мс Лежа Стоя

Рис 8. Соотношение амплитуды усредненной волны ГТ и мощности ее спектра в 114 диапазоне (в)

Пример возможной ошибочной интерпретации результатов спектрального анализа (б) без учета артефактного вклада глотания при переходе в положение стоя мощность НЧ-колебаний уменьшается, тогда хак реально она увеличивается Приведены средние данные по б испытуемым

а - приведены данные по 58 ритмограммам, полученным для положений лежа и стоя, при отсутствии фармакологических препаратов и на фоне действия пропранолола. б — полная высота столбиков — полная мощность НЧ-колебаний, вместе с глотанием, светлая область столбиков - реальная мощность стационарных колебаний, заштрихованная область - вклад одиночной волны ГТ, все величины нормированы на мощность стационарных НЧ-колебаний в положении лежа)

Вклад волны ГТ в оценку мощности НЧ колебаний РСС при различных состояниях нервной регуляции сердца. Пример с ортостатической пробой иллюстрирует также и важность оценки именно относительного вклада волны ГТ в спектр колебаний РСС. Мы рассчитывали этот вклад как процентное отношение абсолютного вклада к значениям мощности стационарных колебаний РСС, т е. к мощности колебаний, остающихся после редактирования ритмограммы, либо к ее оценке по разности мощностей полного спектра и спектра усредненной волны ГТ. Это позволило сопоставить относительный вклад одиночной волны ГТ в НЧ диапазон спектра колебаний РСС (продолжительность ритмограмм 5-6 минут) у 16 испытуемых в положениях лежа и стоя, при отсутствии фармакологических воздействий (контроль) и на фоне блокады вагусного (атропин) или симпатического (пропранолол) звена хронотропной регуляции сердца.

В положении лежа этот вклад составил (среднее ± стандартная ошибка): 61±16% (контроль, п=16), 37±9% (пропранолол, п=15) и 27±13% (атропин, и=13). Максимальные значения достигали, соответственно, 266, 121 и 168 %. Почти двукратное снижение относительного вклада волны ГТ при блокаде бета-адрено-рецепторов было связано не с уменьшением самой этой волны, а с таким же, почти двукратным, увеличением мощности стационарных колебаний РСС в

НЧ диапазоне. Такое парадоксальное увеличение мощности НЧ колебаний объясняют центральным ваготоническим действием пропранолола (Coker, 1984). Еще большее снижение относительного вклада волны ГТ при действии атропина отражает реальное уменьшение амплитуды этой волны (см. раздел И).

В положении стоя средние значения относительного вклада волны ГТ снизились до 13±4% (контроль, п=14), 12±3% (пропранолол, п=13) и 3.5±2.3% (атропин, п=4). Максимальные значения достигали 48, 38 и 10%.

Вклад волны ГТ в спектр колебаний ритма сокращений сердца при его представлении в RR-интервалах и ЧСС. Чтобы выяснить, в какой мере выбор способа измерения РСС может сказываться на результатах оценки вклада в спектр его колебаний одиночной волны ГТ, кардиоритмограммы представляли не только в виде интервалограмм, но и в виде тахограмм. Значения "мгновенной частоты" сокращений сердца рассчитывали по общепринятой формуле: ЧСС[УдЛшн)= 60000/RR[MCV Затем рассчитывали спектры колебаний РСС и значения относительных вкладов одиночной волны ГТ в НЧ и ВЧ диапазонах этих спектров.

Расчеты показали, что как при отсутствии фармакологических вмешательств, так и при блокаде бета-адренорецепторов и в НЧ и в ВЧ диапазонах относительный вклад волны ГТ в спектр колебаний ' 1СС может превышать относительный вклад той же волны в спектр колебаний длительности ЯЯ-интервалов, рассчитанный по той же записи ЭКГ, приблизительно на 70%. Подчеркнем, что это заключение справедливо для нормального состояния вагусной регуляции сердца. При резком ослаблении ее (например, при действии атропина) нелинейность преобразования длительности КК-интервалов в частоту не проявляется, и оба способа дают практически одинаковый результат.

Таким образом, с точки зренияуменьшения влияния на спектры колебаний РСС одиночныхволн тахикардии, в частности, обусловленныхактами глотания, расчет спектров по значениям длительности ЯЯ-интервалов предпочтительнее, чем по соответствующим "мгновеннымзначениям "ЧСС.

ВЫВОДЫ

1. У здоровых людей глотание вызывает резкое учащение синусового ритма сердца. Для реакции при одиночных глотках характерны быстрое (за 2-3 удара сердца) достижение ее максимума и короткая длительность (5-7 с). При нескольких глотках начальное быстрое учащение ритма сердца определяется первым глотком. Дальнейший сравнительно медленный рост глотательной тахикардии, обусловленный временной суммацией, зависит от частоты и числа последующих глотков. Соотношение медленного и быстрого компонентов реакции определяется состоянием хронотропной регуляции сердца. В положении стоя, при ослаблении парасимпатических влияний, величина быстрого роста реакции уменьшается, а доля медленного компонента увеличивается.

2. Блокада парасимпатического влияния на синусовый узел атропином практически полностью устраняет глотательную тахикардию, а блокада Р-адренергических влияний пропранололом не уменьшает ее ни в положении лежа, ни стоя, когда симпатическое хронотрогаюе действие усилено. Таким образом, глотательно-сердечная реакция определяется, главным образом, ослаблением парасимпатической хронотропной регуляции сердца.

3. Антагонисты М-холинорецепторов в малых дозах усиливают парасимпатическое влияние на сердце. Увеличивается как средняя длительность кардиоциклов, так и динамические показатели - глотательная тахикардия и дыхательная аритмия. Величина глотательной тахикардии в этих условиях теснее связана с вагусным тонусом, чем амплитуда дыхательной аритмии.

4. При дыхании 6 раз/мин, на ряду с тахикардической волной на вдохе, выявляется сильно выраженный брадикардический компонент во время выдоха. При усилении вагусного тонуса инспираторный компонент увеличивается, тогда как экспираторный меняется случайным образом. Поэтому амплитуда дыхательной аритмии при этой пробе не является адекватной оценкой вагусного тонуса.

5. Достоверная, хотя и невысокая, корреляция между величинами глотательной тахикардии и спектральной мощности дыхательных колебаний длительности ЯЯ-интервалов (при дыхании 15/мин) свидетельствует о принципиальном сходстве этих показателей. Однако, в отличие от дыхательной аритмии, величина глотательной тахикардии при одном глотке позволяет выявлять не только изменения вагусного тонуса при смене физиологических состояний, но и различия его уровня при одинаковом состоянии у разных испытуемых.

6. Игнорирование вклада одиночных волн глотательной тахикардии в спектр колебаний ритма сокращений сердца значительно (в среднем на 70% ) завышает

оценку мощности стационарных 10-секундных колебаний в положении лежа. Доказана корректность и эффективность устранения артефактного вклада волны глотательной тахикардии в спектр колебаний ритма сокращений сердца как методом редактирования исходной ритмограммы, так и методом расчета спектра одиночной нестационарной волны.

Практические рекомендации

1. Глотательную тахикардию можно использовать в качестве пробы при оценке состояния парасимпатической хронотропной регуляции у людей. Уровень тонического влияния блуждающих нервов на сердце рекомендуется оценивать по величине реакции при одиночном глотании.

2. При 5-минутной записи ЭКГ для спектрального анализа волны глотательной тахикардии значительно искажают спектральные показатели мощности периодических процессов в широкой полосе частот. Необходимо учитывать вклад этих волн, особенно в 114-диапазоне (0.05-0.15 Гц), так как это может приводить к серьезным ошибкам в трактовке результатов спектрального анализа. Для уменьшения влияния волны ГТ на оценку мощности стационарных колебаний ритма сердца рекомендуется рассчитывать их спектр по значениям длительности ЯЯ-интервалов, а не по соответствующим мгновенным значениям ЧСС. Для устранения этого влияния рекомендуется применять разработанный нами способ расчета спектра усредненной волны глотательной тахикардии.

Список опубликованных работ по теме диссертации

1. Ермишкин В.В., Починок OIL, Лукошкова ЕВ. Тахикардия при глотании: новая клиническая проба? Ш Научно-практаческая конференция "Неинвазивное мониторирование состояния сердечно-сосудистой системы в клинической практике". Москва: Главный клинический госпиталь МВД РФ, 22 марта 2001 г., с. 101-105.

2. Ермишкин ВВ., Шерозия OIL, Лукошкова ЕВ., Мазыгула E.IL Тахикардия при глотании - ключ к изучению хронотропной вегетативной регуляции сердца. Диагностика и лечение нарушения регуляции сердечно-сосудистой системы. Москва: Главный клинический госпиталь МВД РФ, 20 марта 2002 г., с. 93-99.

3. Починок ОЛ., Бекбосынова М.С., Лукошкова Е.В., Ермишкин В.В. Влияние глотания на мощность низкочастотных колебаний сердечного ритма. Вестник аритмологии, № 15. Программа и тезисы. IV Международный славянский конгресс по электростимуляции и клинической электрофизиологии сердца. П Международный симпозиум "Электроника в медицине. Мониторинг, диагностика, терапия". Кардиостим 2000, Санкт-Петербург, 10-12 февраля 2000 г., с. 530.

4. Починок О П., Ермишкин В.В. Влияние нерегулярных волн тахикардии, вызванных глотанием, на спектральную мощность низкочастотных колебании сердечного ритма. Материалы I симпозиума "Колебательные процессы гемодинамики" Миасс, 31 мая - 1 июня 2000 г., с. 100-103.

5. Починок ОЛ., Ермишкин В.В. Парасимпатический и симпатический компонент хронотропной реакции сердца при глотании. Материалы D Российского конгресса по патофизиологии, Москва, 9-12 октября 2000 г., с. 152.

6. Починок О.П., Ермишкин В.В., Лукошкова Е.В. Влияние тахикардии при глотании на оценку вариабельности ритма сердца. Тезисы докладов Российского национального конгресса кардиологов "Кардиология, основанная на доказательствах", Москва, 10-12 октября 2000 г., с. 241.

7. Починок O-П, Ермишкин ВВ., Хаютин ВМ. Изменчивость сердечного ритма при глотании. Материалы Международной конференции, посвященной 150-летию И.П Павлова "Механизмы функционирования висцеральных систем", Санкт-Петербург, 23-25 сентября 1999 г., с. 299.

8. Хаютин В.М., Лукошкова Е.В., Ермишкин В.В., Бекбосынова М.С., Мазыгула Е.П., Шерозия О. П., ВознякМВ., Вабниц А.В., Голицын СП. Исследованиехроно- и инотропной регуляции сердца человека спектральным методом. Анализ вариабельности ритма сердца в клинической практике. Материалы I международной научной конференции, Киев, 24-25 октября 2002 г., с. 116-118.

9. Шерозия О. П., Ермишкин В. В., Лукошкова Е.В. Динамика хронотропной реакции сердца при глотании у здоровых лиц. Бюлл. экса биол. и мед. 2003, Т. 135 №4, с. 377-381.

10. Шерозия О.П., Ермишкин В. В., Лукошкова ЕВ., Мазыгула Е.П., Рыбьякова В.Б., Чепетова Т.В. Изменения глотательной тахикардии и дыхательной аритмии при модуляции тонических парасимпатических влияний. Нейрофизиология. 2003, Т. 35, № 6, с. 476-486.

11. Шерозия О.П., Ермишкин В. В., Чепетова ТВ., Рыбьякова В.Б, ЛукошковаЕ.В. Влияние малых доз мускариновых антагонистов на величину тахикардии при глотании и дыхательной аритмии, V Научно-практическая конференция "Диагностика и лечение нарушений регуляции сердечно-сосудистой системы". Москва: Главный клинический госпиталь МВД РФ, 19 марта 2003 г., с. 387-391.

12. Шерозия O-П, Рыбьякова В.Б., Чепетова ТВ, Ермишкин ВВ., Лукошкова Е.В. Изменение тахикардии при глотании и дыхательной аритмии при активации парасимпатической хронотропной регуляции сердца малыми дозами мускариновых антагонистов. Архив клинической и экспериментальной медицины. Материалы VUI Международной конференции "Цешральные и периферические механизмы вегетативной нервной системы", Т. 12. Донецк, 3-6 июня 2003 г., с. 83.

Принято к исполнению 26/05/2004 Исполнено 28/05/2004

Заказ № 241 Тираж-100 экз

ООО «11-й ФОРМАТ» ИНН 7726330900 Москва, Балаклавский пр-т, 20-2-93 (095)747-64-70 (095) 318-40-68 www autoreferat ru

ЩЗ 926

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Шерозия, Ольга Петровна

Список используемых сокращений;.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 11 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

АНАЛИЗ КОЛЕБАНИЙ РИТМА СЕРДЦА ЧЕЛОВЕКА: ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ.

1.1. Два способа количественного представления изменчивости PGC.

1.2. Тахикардия при глотании.

112ЛI Открытие реакции.13;

1.2.2. Предполагаемый механизм реакции:.

1.3. Дыхательная аритмия:.

1.3.1. Основополагающие исследования Анрепа и соавторов.

113 21 Продвижение за следующие 50 лет.

1.3.3. Основной механизм дыхательной аритмии и влияния на него.

1.3.4. Участвует ли симпатическая нервная система; в дыхательной аритмии?.

1.4. Вагусный тонус.

1.5. Медленные, или 10-секундные, колебания ритма сокращений сердца.

1.6. Заключительные замечания.

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1. Общая характеристика испытуемых.

2.2. Регистрация сигналов.

2.2.1. Регистрация электрокардиограммы:.

2.212. Регистрация глотательных движений:.

212.31 Регистрация дыхательных движений.

2.3. Стандартные пробы и тесты.

213.11 Серия глотаний.

2.3.21 Ритмизированное дыхание:.

2.3:31 Дыхание под "естественный паттерн".

2.3.4. Дыхание с частотой 6 раз в минуту.

2.3;51 Одиночный глоток в середине 6-минутной записи.

2.4. Протоколы исследований.

2.5. Обработка данных.

2.5.1: Предварительная обработка данных.

215.2. Редактирование кардиоинтервалограммы:.

2.5:31 Расчет спектра мощности колебаний РСС.

215.41 Оценка вклада ГТ спектральную мощность колебаний РСС.

215.5. Измерение параметров FT и ДА.

2.5.5.1 Оценка ГТ.

2.5:5.2. Оценка ДА.

2.6. Статистический анализ результатов.

ГЛАВА 3. ХРОНОТРОПНАЯ РЕАКЦИЯ СЕРДЦА ПРИ ГЛОТАНИИ.

3.1. Общая характеристика глотательно-сердечлой реакции:.

3.1.1. Разнообразие форм волны глотательной тахикардии и факторы, влияющие на нее.

3.1.1.1. Вторичная волна тахикардии.

3.1.1.2; Глотание в различные фазы дыхания

3.1.1.3. Изменения параметров дыхания после глотания.

3.1.1.4. Нарушение механики глотательных движений.

3.1.1.5. Зависимость ГТ от длительности пауз между глотками

3.1.1.6. Реакции при множественном глотании.

3.1.2. Воспроизводимость волны глотательной тахикардии.

311.3: Общее описан ие динамики глотательной тахикардии. и измеряемые параметры.

3.1.4. Два подхода к измерению быстрых изменений ритма сердца при глотании.

3:2. Особенности глотательно-сердечной реакции в положении лежа.

3.3: Особенности глотателъно-сердечпой реакции в положении стоя.

3.4: Общие черты глотательной тахикардии и других вагуспых реакций.

3.5. Обсуждение:.

ГЛАВА 4. ИЗУЧЕНИЕ ЭФФЕРЕНТНОГО ЗВЕНА

ТАХИКАРДИИ ПРИ ГЛОТАНИИ.

4.1. Эффективность фармакологической блокады при исследовании ГТ.

4.21 Действие М-холино- и fi-адреноблокаторов на тахикардию при глотании с учетом исходного состояния хронотропной регуляции сердца.

4.2.1. Изменение ГТ при блокаде парасимпатических хронотропных влияний на сердце.

412:111; Изменение ГТ в положении лежа.984:2:1.2: Изменение ГТ в положении стоя-.

4.2.1.3. Изменение ГТ при увеличении дозы антагониста М-холинорецепторов^.

4.2.2: Изменение ГТ при блокаде симпатических хронотропных влияний.

4.2:2.1. Изменение ГТ в положении лежа.

4.2.2.2. Изменение ГТ в положении стоя

4.3: Обсуждение.

ГЛАВА 5. ТАХИКАРДИЯ ПРИ ГЛОТАНИИ - СПОСОБ НЕИНВАЗИВ

НОЙ ОЦЕНКИ ПАРАСИМПАТИЧЕСКОЙ ХРОНОТРОПНОЙ РЕГУЛЯЦИИ СЕРДЦА.

5.1. Изменение глотательной тахикардии при ослаблении парасимпатических влияний в положении стоя.

5.2. Изменение глотательной тахикардии и дыхательной аритмии при усилении тонических парасимпатических влияний.

5.2.1. Ваготонический эффект антагонистов

М-холинорецепторов в малых дозах.

5.2.2. Изменение динамических показателей ГТ], ДАр. и ДАе и тонического показателя RRq, при усилении парасимпатических влияний.

5.2.3. Взаимосвязь между абсолютными величинами динамических вагусных реакций ГТ] и ДА и тоническим показателем RR^, до и после приема бекарбона: межиндивидуальное сравнение. 121 5.2.4. Взаимосвязь между увеличением динамических (ГТ и ДА) и тонических (RRq)) показателей при усилении парасимпатических хронотропных влияний.

5.2.5. Структура дыхательной аритмии при замедленном дыхании 6/мин и ее изменение при усилении парасимпатических влияний.

5.3. Связь между /7/ и парасимпатическим тонусом.

5.3.1. Величина ГТ] лежа и оценка парасимпатического тонуса с использованием пропранолола.

5.3.2. Величина ГТ] лежа и оценка парасимпатического тонуса с использованием атропина.

5.4. Характеристика величины ITj в зависимости от исходного состояния парасимпатической регуляции в широком диапазоне ее изменений: сопоставление со спектральной оценкой мощности ВЧ-колебаний.

5.4.1. Соотношение между величиной ГТ] и оценкой парасимпатического тонуса» («ПТатро»).

5.4.2. Сравнение ГТ] и RRq, до и после блокады симпатических хронотропных влияний в положении стоя.

5.4.3. Сопоставление величины ГТ] и мощности дыхательных колебаний RR-интервалов при изменении парасимпатического тонуса».

5.5. Обсуждение.

ГЛАВА 6. ОЦЕНКА И КОРРЕКЦИЯ ВЛИЯНИЯ ВОЛН

ГЛОТАТЕЛЬНОЙ ТАХИКАРДИИ НА СПЕКТР КОЛЕБАНИЙ РИТМА СОКРАЩЕНИЙ СЕРДЦА.

6.1. Спектр изменений ритма сокращений сердца при одиночном глотке.

6.1.1. Методика получения частотного спектра одиночной волны ГТ.

6.1.2. Общая характеристика частотного спектра волнььГТ.

6.2. Способы устранения волны ГТ из кардиоритмогралшы.

6.3. Излгенение спектра колебаний РСС при одиночном глотке и в результате редактирования ритмограммы.

6.3:li Статистический анализ изменений спектра колебаний РСС в результате редактирования ритмограммы.

6.3:2. Определение абсолютного и относительного вклада/ одиночной волны ГТ в спектр колебаний РСС.

6.3.3. Зависимость вклада волны ГТ в спектр колебаний РСС от длины анализируемого отрезка ритмограммы и разбиения его на сегменты.

6.4. Относительный вклад волны ГТ в спектр колебаний РСС при различных состояниях нервной регуляции сердца - оценка методом редактирования ритмограмм.

6.4.1. Вклад FT в полную мощность колебаний РСС.

6.4.2. Вклад волны ГТ в оценку мощности колебаний РСС в НЧ диапазоне.

6.4.3. Вклад ГТ в оценки мощности дыхательных колебаний РСС и мощности колебаний во всем ВЧ диапазоне.

6.5. Новый метод оценки вероятного вклада одиночной волны ГТ в спектр колебаний РСС - использование спектра волны ГТ.

6.5.1. Описание и обоснование метода*.

6.5.2: Использование спектра усредненной волны ГТ для оценки ее вероятного относительного вклада в спектр низкочастотных колебаний РСС.

6.6. Обсуждение:.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Тахикардическая реакция при глотании: динамика, эфферентное звено и влияние на спектральную оценку вариабельности ритма сердца"

Актуальность исследования. Влияние вегетативной нервной системы на сердце находится в поле пристального внимания физиологов и кардиологов. Мозг непрерывно корректирует работу сердца, посылая- после каждого его сокращения пачки импульсов по симпатическим и парасимпатическим нервам. В результате этого длительность кардиоциклов постоянно варьирует. Отсутствие колебаний ритма сердца или значительное снижение их амплитуды может свидетельствовать о нарушении вегетативной регуляции [1] или даже служить предиктором внезапной смерти кардиологических больных [2-4]. Изучение вариабельности ритма сокращений сердца (РСС) — одно из актуальных направлений современной кардиологии. Ее анализ служит незаменимым методом изучения хронотропной нервной регуляции у человека, так как регистрация разрядов) в нервах, иннервирующих сердце, невозможна. Между тем опыты на животных, свидетельствуют о жесткой связи между длительностью последовательных /^-интервалов и частотой разрядов в симпатических и блуждающих нервах [5-8]. Кроме того, известно, что у людей с пересаженным и денервированным сердцем вариабельность РСС крайне мала

9].

Существует два подхода к изучению ритма сердца - временной и частотный. Первый сводится к определению статистических параметров, характеризующих вариации /?/?-интервалов (или ЧСС). Однако этот подход не позволяет различать симпатические или парасимпатические влияния на сердце. При помощи спектрального (частотного) удалось выделить три типа колебаний ритма сокращений сердца — высокочастотные (дыхательная аритмия), низкочастотные (10-секундные) и колебания сверхнизкой частоты. Дыхательные колебания определяются почти исключительно парасимпатическими, а низкочастотные — совместно симпатическими и парасимпатическими влияниями. Таким образом, спектральный подход позволяет, в определенной мере,- дифференцировать вклад каждой из этих систем в регуляцию сердечного ритма и давать их количественную оценку [1014]. Для более полной оценки хронотропной регуляции сердца важно независимо определять ее фазические (динамические) и тонические показатели (подобно тому, как выделяют постоянную и переменную составляющую при измерении: электрического тока). Однако спектральный анализ такой возможности не предоставляет.

Оценка спектральных показателей нередко осложняется появлением на кардиоритмограмме резких скачкообразных изменений, обусловленных физиологическими явлениями нерегулярного характера. Такие "спонтанные" изменения- ритма являются источником артефактов при оценке спектральным методом процессов, близких к периодическим. В частности, при анализе 5минутных ритмограмм в нашей лаборатории обратили внимание на волны тахикардии сравнительно высокой амплитуды (до 20 уд/мин) и установили, что они связаны со спонтанными глотательными движениями. Появление такой волны во время регистрации ЭКГ приводит к значительному (в среднем на 42%) завышению мощности низкочастотных колебаний 4GC, оцениваемой спектральным методом [15].

Резкое ускорение сокращений сердца в момент глотания< обнаружил С. Мельтцер в 1883 г. [16]. Затем Г. Я; Прийма (1959), анализируя записи ЭКГ у 70 здоровых лиц различного возраста, включая детей, пришел к выводу, что тахикардия- при глотании; - это нормальная физиологическая реакция [17]. Обычно ее связывают с торможением импульсации в блуждающих нервах в ответ на глотание. Однако мы не обнаружили в литературе данных, впрямую подтверждающих это предположение. Лишь при изучении похожей,. но более сложной хронотропной реакции; возникающей у собак во время приема пищи [18], была применена блокада парасимпатических влияний атропином.

При клинических пробах [19], применяемых для оценки состояния парасимпатической хронотропной регуляции (массаж: каротидного синуса, холодовая проба, рефлекс Ашнера, проба Вальсальвы), используют однократные сильные воздействия. Их трудно дозировать, и они часто сопряжены с неприятными, нередко болевыми, ощущениями. Кроме того, результат этих проб скорее качественный, чем количественный; В1 этом они уступают спектральному анализу ритма сердца, и их все, реже используют в клинике [20]. Напротив, измерение глотательной тахикардии не предполагает сильных воздействий и его можно осуществлять многократно.

Глотательная тахикардия, как и дыхательная; аритмия; является показателем динамическим, характеризующим отклонение хронотропной регуляции от ее базового, равновесного уровня. В опытах на животных установлено, что между амплитудой дыхательной аритмии и величиной вагусного тонуса есть тесная линейная? связь [21]. Амплитуду дыхательной аритмии: предложили; использовать как меру этого тонуса [22]. Однако позднее были получены противоположные данные [23-25], что не позволяет прийти к окончательному суждению по этой проблеме. Что касается: глотательной тахикардии, то вопрос о возможной зависимости ее величины от уровня тонических нервных влияний на сердце ранее вообще не ставился.

Необходимость изучения динамики глотательно-сердечной реакции, а также условий; при которых она приводит к значительным артефактам при спектральном анализе,, послужила исходной предпосылкой: нашего исследования. Устранение артефактов,.связанных с глотанием, - необходимый этап предварительной подготовки данных для спектрального анализа. Однако, с другой стороны, редактирование (сглаживание) волны глотательной тахикардии равносильно исключению из рассмотрения ценной информации, заключенной в самой реакции. Вопрос, нельзя ли использовать эту реакцию для оценки состояния, нервной регуляции сердца,, составил вторую, не менее важную часть нашего исследования.

Цель исследования заключалась в изучении тахикардической реакции при; глотании как; "физиологической" нестационарности, приводящей к значительным ошибкам в оценке спектральных показателей изменчивости ритма со краще ний« сердца, ив то же время возможной пробы для «исследования хронотропной регуляции сердца.

Задачи исследования:

Г. Создать метод одновременной регистрации ЭКГ и глотательных движений; изучить, динамику и величину хронотропных реакций; при; различном; числе глотков в зависимости от исходного состояния хронотропной регуляции сердца - в положениях лежа и стоя.

2. Изучить роль парасимпатического и симпатического эфферентного звена в осуществлении хронотропной реакции сердца при глотании;

3. Исследовать связь между амплитудой волны глотательной тахикардии и исходным уровнем тонических нервных влияний на синусовый ритм сердца.

4. Исследовать эффективность коррекции артефактного завышения спектральной' мощности; обусловленного глотанием; и выяснить, в какой степени вклад одиночных волн тахикардии зависит от состояния, нервной регуляции сердца.

Научная «овизна. Впервые для изучения хронотропных реакций сердца у человека применен метод когерентного усреднения; фрагментов ритмограмм. Это позволило детально описать динамику глотательно-сердечной реакции и ее изменения в зависимости от числа глотков и от положения тела, а также при действии различных фармакологических препаратов. Впервые строго доказана ключевая роль парасимпатического звена в глотательно-сердечной; реакции у человека; Впервые выявлена связь между учащением ритма сердца при глотании и уровнем' тонических парасимпатических влияний на сердце. Обнаружено, что эта связь более тесная, чем между вагусным тонусом и дыхательной аритмией; Получены новые данные, подтверждающие ваготоническое действие антагонистов М-холинорецепторов в малых дозах, которое проявляется в брадикардии и усилении глотательной тахикардии и дыхательной аритмии;

Теоретическое и практическое значение работы. Тахикардическая реакция при глотании - малоизученное физиологическое явление, механизмы которого пока, не известны. Анализ ее проявления у людей при различных физиологических и фармакологических воздействиях расширяет знания об этой реакции и позволяет уточнить представления о ее возможных центральных и периферических механизмах.

Полученные данные позволяют разработать новую клиническую пробу для оценки состояния» парасимпатической регуляции сердца у больных, страдающих сердечно-сосудистыми и другими заболеваниями.

Коррекция, вклада одиночных волн глотательной тахикардии в спектр колебаний? ритма сердца используется: на практике. Впервые представлено статистическое обоснование существующего метода редактирования ритмограммы. Кроме того, предложен новый' метод устранения вклада глотательной тахикардии в, спектр колебаний PGC, который не требует "исправления" ритмограмм, и потому является более объективным.

Апробация работы состоялась. 16 апреля 2004 г. на; межлабораторном семинаре: Института экспериментальной кардиологии РКНПК. МЗ РФ. Диссертация рекомендована к защите.

Основные• результаты^ и положения работы< представлены на: Международной конференции, посвященной 150-летаю И.П. Павлова, — "Механизмы функционирования висцеральных систем" (Санкт-Петербург, 1999 г.); 1-ом Симпозиуме "Колебательные процессы гемодинамики" (Миасс, 2000 г.); VIII-ой Международной конференции "Центральные и периферические механизмы вегетативной нервной системы" (Донецк, 2003 г.); 1-ом Виртуальном Конгрессе по Вариабельности Сердечного ритма (2001 г.) (http://www.hrvcongress.org/russian) и научном семинаре факультета фундаментальной медицины, МГУ (2004 г.)

Публикации: по теме диссертации опубликовано 12 работ.

Заключение Диссертация по теме "Физиология", Шерозия, Ольга Петровна

Выводы

1. У здоровых людей глотание вызывает резкое учащение синусового ритма сердца. Для реакции при одиночных глотках характерны быстрое (за 2-3 удара сердца) достижение ее максимума и короткая длительность (5-7 с). При нескольких глотках-начальное быстрое учащение ритма сердца определяется первым глотком. Дальнейший сравнительно медленный рост глотательной тахикардии, обусловленный временной суммацией, зависит от частоты и числа последующих глотков. Соотношение медленного и быстрого компонентов реакции определяется состоянием хронотропной регуляции сердца. В положении стоя, при ослаблении парасимпатических влияний, величина быстрого роста реакции уменьшается, а доля медленного компонента увеличивается.

2. Блокада парасимпатического влияния на синусовый узел атропином практически полностью устраняет глотательную тахикардию, а блокада (3-адренергических влияний пропранололом не уменьшает ее ни в положении лежа, ни стоя, когда симпатическое хронотропное действие усилено. Таким образом, глотателыю-сердечная реакция определяется, главным образом, ослаблением парасимпатической хронотропной регуляции сердца.

3. Антагонисты М-холинорецепторов в малых дозах усиливают парасимпатическое влияние на сердце. Увеличивается как средняя длительность кардиоциклов, так и динамические показатели — глотательная тахикардия и дыхательная аритмия. Величина глотательной тахикардии в этих условиях теснее связана с вагусным тонусом, чем амплитуда дыхательной аритмии.

4. При дыхании 6 раз/мин, наряду с тахикардической волной на вдохе, выявляется сильно выраженный брадикардический компонент во время выдоха. При усилении вагусного тонуса инспираторный компонент увеличивается, тогда как экспираторный меняется случайным образом. Поэтому амплитуда дыхательной аритмии при этой пробе не является адекватной оценкой вагусного тонуса.

5. Достоверная, хотя и невысокая, корреляция между величинами глотательной тахикардии и спектральной мощности дыхательных колебаний длительности /?/?-интервалов (при дыхании 15/мин) свидетельствует о принципиальном сходстве этих показателей. Однако, в отличие от дыхательной аритмии, величина глотательной тахикардии при одном глотке позволяет выявлять не только изменения вагусного тонуса при смене физиологических состояний, но и различия его уровня при одинаковом состоянии у разных испытуемых.

6. Игнорирование вклада одиночных волн глотательной тахикардии в спектр колебаний ритма сокращений сердца значительно (в среднем на 60%) завышает оценку мощности стационарных 10-секундных колебаний в положении лежа.

Доказана корректность и эффективность устранения артефактного вклада волны глотательной тахикардии в спектр колебаний ритма сокращений сердца как методом редактирования исходной ритмограммы, так и методом расчета спектра одиночной нестационарной волны.

Практические рекомендации

1. Глотательную тахикардию можно использовать в качестве пробы при оценке состояния парасимпатической хронотропной регуляции у людей. Уровень тонического влияния блуждающих нервов на сердце рекомендуется оценивать по величине реакции при одиночном глотании.

2. При 5-минутной записи ЭКГ для спектрального анализа волны глотательной тахикардии значительно искажают спектральные показатели мощности периодических процессов в широкой полосе частот. Необходимо учитывать вклад этих волн, особенно в НЧ-диапазоне (0.05-0.15 Гц), так как это может приводить к серьезным ошибкам в трактовке результатов спектрального анализа. Для уменьшения влияния волны ГТ на оценку мощности стационарных колебаний ритма сердца рекомендуется рассчитывать их спектр по значениям длительности /^-интервалов, а не по соответствующим мгновенным значениям ЧСС. Для устранения этого влияния рекомендуется применять разработанный нами способ расчета спектра усредненной волны глотательной тахикардии.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Шерозия, Ольга Петровна, Москва

1. Bigger J, Fleiss J, Steinman R; Rolnitzky L, Kleiger R, Rottman J. Frequence domain measures of heart period' variability and mortality after myocardial infarction. Circulation. 1992; 85: 164-171.

2. Rosenblueth A, Simeone F. Interrelationship of vagal accelerator affects on the cardiac rate. Am. J. Physiol. 1934; 110: 42-46.

3. Parker P, Potter E, McCloskey D. Vagal'Stimulation andcardiac slowing. J Auton Nerv System■ 1984; 11: 226-231.

4. Saul J; Berger R, Albrecht P, Stein S, Chen M, Cohen R. Transfer runction analysis of the circulation: unique insights into cardiovascular regulation. Лm. J. Physiol. 1991; 261: H1231-H1245.

5. Баевскиш P.M., Нидеккер И.К. Спектральный анализ функции сердечного автоматизма. В кн. Статистическая электрофизиология. Часть 1. Вильнюс, 1968, с. 49-54.

6. Penaz J, Roukenz J, VanEder Waal H. Spectral5 analysis of some spontaneous rhythms in: the circulation, in Biokyhernetik. 1 Intern Symp /. Leipzig: K. Marx University, 1968, pp. 233-2411

7. Akselrod S, Gordon D, Ubel F, Shannon D, Barger A, Cohen R: Power spectrum analysis of heart rate fluctuation: a quantitative probe of beat-to-beat cardiovascular control: Science. 1981; 213: 220-222.

8. Pomeranz B- Macaulay R, Caudill M, Adam D^ Gordon D, Kilborn K, Barger A, Shannon D; Cohen R; Benson H: Assessment of autonomic function in humans by heart rate spectral analysis. Am J Physiol. 1985; 248: H151-H153.

9. Хаютин B.M., Лукошкова E.B. Хроно- и инотропная регуляция деятельности сердца человека:-исследования,методом спектрального анализа. В Сб. трудив научной• сессии- "Фундаментальные исследования и прогресс кардиологии". Москва 4-5 июля, 2002, с. 76-95.