CC BY
46
БИОЛОГИЯ
УДК 612.1:612.839
ОЦЕНКА ВЕГЕТАТИВНОГО СТАТУСА ОРГАНИЗМА ПО КОЭФФИЦИЕНТУ СУММАРНОЙ СТЕПЕНИ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА СЕРДЕЧНЫЙ РИТМ
© 2011 г.
М.М. Фатеев, Е.В. Сальников Ярославская государственная медицинская академия
Поступила в редакцию 15.11.2010
На основании экспериментальных данных по изучению вариабельности сердечного ритма у крыс, находящихся в различных состояниях (наркоз, иммобилизационный стресс, экспериментальная хроническая сердечная недостаточность) при кратковременном и длительном воздействии в-адрено-блокаторов и кратковременном в-адреномиметика предложено использовать показатель суммарной степени воздействия на сердечный ритм. Он значительно облегчает анализ полученных данных и наглядно демонстрирует, какое из изучаемых веществ действует на вариабельность сердечного ритма сильнее в данных условиях.
Ключевые слова: вариабельность сердечного ритма, стресс, сердечная недостаточность, в-адрено-блокаторы и в-адреномиметики.
В настоящее время в клинической практике и экспериментальных исследованиях для оценки состояния сердечно-сосудистой системы, являющейся главным индикатором нормального функционирования организма, широко применяется анализ вариабельности сердечного ритма (ВСР) [1—7]. Нами был использован этот метод при выяснении роли Р-адренореактивных структур на регуляцию системы кровообращения у крыс, находящихся в различных состояниях: наркоз, иммобилизационный стресс, экспериментальная хроническая сердечная недостаточность (ХСН) [8-13]. В качестве Р-адренергических веществ были выбраны представители различных классов
Р-адреноблокаторов, широко применяемых в нашей стране: из неселективных (действующих на р1- и р2-адренорецепторы) без внутренней симпатомиметической активности (ВСМА) -пропранолол и пиндолол с ВСМА, из кардиосе-лективных (действующих преимущественно на Р1-адренорецепторы) - атенолол, бисопролол, метопролол, обладающие различными физикохимическими свойствами, и небиволол с вазо-дилатирующей активностью, а также селективный р1-адреномиметик - добутамин.
При изучении ВСР определяли следующие показатели временного анализа: минимальная -Мп (мс) и максимальная - Мх (мс) длительности всех интервалов Я-Я, частота сердечных
сокращений (ЧСС), среднее квадратичное отклонение - БОМЫ (мс), коэффициент вариации - СУ (%), квадратный корень из суммы квадратов разности величин последовательных пар интервалов Я-Я - ЯМБББ (мс); геометрического анализа: вариационный размах - МхОМп (мс), мода — Мо (мс), амплитуда моды - АМо (%), стресс-индекс - Б1 (усл. ед.); корреляционной ритмографии: площадь скаттерограммы -EllSq (мс2), отношение ширины к длине скаттерограммы - Е11Л8 (%); и спектрального анализа: мощность волн низкой частоты - ЬБ (мс2), мощность волн высокой частоты - НБ (мс2), общая мощность спектра ТР (мс2), относительное значение мощности волн высокой НБ (%) и
низкой ЬБ (%) частот, индекс вагосимпатиче-ского взаимодействия - ЬР/НР (усл. ед.) [1, 2]. При расчете геометрических показателей шаг гистограммы был равен 2 мс. У наркотизированных крыс диапазон ЬБ составлял 0.02-
0.15 Гц, у бодрствующих стрессированных животных 0.02-0.75 Гц. Диапазон НБ - 0.15-2.0 Гц у наркотизированных крыс и 0.75-3.0 Гц у бодрствующих [11].
Результаты наших исследований выявили неоднозначные изменения в показателях ВСР при воздействии р-адреноблокаторов и р-адре-номиметика на сердечный ритм у крыс, находящихся в вышеуказанных состояниях [9-12]. Если у наркотизированных животных показате-
Рис. 1. Динамика изменений основных показателей вариабельности сердечного ритма (ВСР) у бодрствующих стрессированных крыс при воздействии бисопролола по отношению к исходному уровню (все показатели достоверно отличаются от исходного уровня,р < 0.05)
Рис. 2. Динамика изменений основных показателей вариабельности сердечного ритма (ВСР) у бодрствующих стрессированных крыс при воздействии добутамина по отношению к исходному уровню. * р < 0.05 - по сравнению с исходным уровнем
ли всех видов анализа ВСР изменялись однона-правлено и влияние Р-адреноблокаторов свидетельствовало о повышении тонуса парасимпатического отдела автономной нервной системы (АНС) и уменьшении активности ее симпатического отдела, добутамин практически не влиял на ВСР наркотизированных крыс, то у стресси-рованных животных направленность изменений показателей временного и геометрического анализов не совпадала с таковой при изучении данных спектрального анализа.
Так, у бодрствующих иммобилизированных животных во всех изученных состояниях при воздействии вышеуказанных Р-адреноблокато-ров по данным временного и геометрического
анализов происходило возрастание тонуса парасимпатического отдела АНС и уменьшение симпатического, а по данным спектрального анализа резко возрастали не только мощность волн НБ, но еще в большей степени мощность волн ЬБ, а, следовательно, и индекс вагосимпа-тического взаимодействия ЬЕ/НБ смещался в сторону увеличения активности симпатического отдела АНС (рис. 1). Добутамин же, наоборот, у стрессированных животных привел к более сильному уменьшению мощности волн ЬБ по сравнению с мощностью волн НБ (рис. 2). На основании этого был сделан вывод о том, что в показателе мощности волн ЬБ отражается активность не только симпатического отдела
Контроль
Бисопролол
Пропранолол
Метопролол
Пиндолол
Небиволол
Атенолол
Добутамин
3.5
6 і ° 5. га її о. .
2.5
2
т
С) ш 1.5 ф у
ЗІ £ 1
ш
т
0.5
-0.5
</&
л>/<&
+#>
Наркоз
Стресс
ХСН
*
4
3
*
0
Рис. 3. Изменения суммарной степени воздействия (ССВ) препаратов на сердечный ритм у животных по отношению к исходному состоянию. Достоверные отличия (р < 0.05): * - по сравнению с интактными, + - по сравнению с ХСН (контроль), Л - пропранолол с остальными препаратами, # - пиндолол с остальными препаратами, > - атенолол с остальными препаратами, < - бисопролол с остальными препаратами, / -метопролол с остальными препаратами, & - небиволол по сравнению с добутамином
АНС, но и других нервно-гуморальных звеньев регуляции сердечно-сосудистой системы.
Исходя из вышеизложенного, трудно оценить степень влияния каждого из изучаемых веществ на сердечный ритм, его суммарный эффект. Поэтому мы пришли к целесообразности введения показателя суммарной степени воздействия (ССВ) того или иного вещества на сердечный ритм. ССВ складывается из суммы показателей RRNN, БОт, СУ, RMSSD, MxDMn, АМо, SI, ЕИБг EИAs, LF и HF, выраженных в относительных единицах к одноименным показателям в исходном состоянии (принятых за единицу), деленной на число используемых для определения ССВ показателей минус единица:
_ кя™ + 50™ + СУ + ЯМЗЗО + МхОМп + АМо + 31 + Е113ч + ЕНАг + ЬР + Щ ^
Из расчета ССВ исключим показатели Мп и Мх, ЧСС и Мо, ЬБ% и ЫБ%, потому что они отражают разнонаправленные изменения; ТР (сумму ЬБ и ЫР), ЬР/ЫР, потому что они являются коэффициентами.
Мы пришли к выводу, что значение показателя меньше нуля соответствует активации симпатического отдела АНС и катехоламинер-гической системы, а больше нуля - активации парасимпатического отдела и, возможно, высших отделов ЦНС.
Итак, на основании изменения показателя ССВ можно более точно сделать вывод о том,
какое вещество в большей степени изменяет сердечный ритм и в какой степени (рис. 3). Так, при длительном применении Р-адреноблокаторов влияние на сердечный ритм отличается от влияния при однократном их воздействии на организм как стрессированных, так и наркотизированных животных. Если при однократном воздействии высокоселективные препараты бисопролол и ме-топролол больше, чем другие р1-адрено-блокаторы, влияли на сердечный ритм, то при длительном применении те же высокоселективные препараты минимально изменяли сердечный ритм у дезадаптированных крыс. Тогда как неселективный пиндолол с ВСМА и среднеселективный водорастворимый атенолол вызывали наибольшие изменения в ВСР.
В спектральном анализе ВСР у человека в зависимости от длительности записи добавляются мощности волн очень низкой частоты (УЬБ) и ультранизкой частоты (ИЬБ), отражающие активность центральных эрготроп-ных и гуморально-метаболических механизмов (УЬБ), и высших центров регуляции сердечного ритма (иЬБ) [1, 3]. Точное происхождение их пока не известно. Они никак не влияют на вагосимпатический баланс, поэтому для расчета ССВ на сердечный ритм у человека эти показатели можно не учитывать и использовать предложенную выше формулу ССВ для анализа ВСР как у животных, так и у человека.
Список литературы
1. Бабунц И.В., Mириджанян ЭМ., Mашаеx Ю.A. Aзбука вариабельности сердечного ритма. Ставрополь: Принт-Mастер, 2002. 152 с.
2. Баевский P.M. Aнализ вариабельности сердечного ритма в космической медицине // Физиология человека. 2002. Т. 28. № 2. С. 70-S2.
3. Баевский P.M., Иванов Г.Г., Чирейкин Л.В., Г авилушкин A.^ и др. Aнализ ВСP при использовании различных электрокардиографических систем (методические рекомендации) // Вестн. аритмологии. 2001. № 24. С. 65-S7.
4. Фатеев M.M., Николаева Т.Н., Дашичев К.В., Олендарь Н.В. Вариабельность сердечного ритма у котят в раннем постнатальном онтогенезе // Бюлл. эксперимент. биол. и мед. 2009. Т. 147. № 6. С. 609612.
3. Cook S., Togni M., Schaub M. et al. High heart rate: a cardiovascular risk factor? // Eur. Heart J. 2QQ6. V. 27. P. 23S7-2393.
6. Lin J.L., Chan H.L., Du C.C. et al. Long term be-ta-blocker therapy improves autonomic nervous regulation in advanced congestive heart failure; a longitudinal heart rate variability study // Amer. Heart J. 1999. V. 137. P. 63S-663.
7. Sato Y., Ichihashi K., Kikushi Y. et al. Autonomic function in adolescents with orthostatic dysregulation measured by heart rate variability // Hypertens. Res. 2QQ7. V. 3Q. No 7. P. 6Q1-6Q3.
5. Pумянцева ТА., Фатеев M.M., Федоров
В.Н., Сальников E^. и др. Mорфологические до-
казательства наличия хронической сердечной недостаточности, индуцированной у крыс методом дробного дозированного олеоторакса // Вестн. Нижегородского ун-та им. Н.И. Лобачевского. 2009. № 5. С. 123-127.
9. Сальников Е.В. Вариабельность сердечного ритма у крыс с экспериментальной хронической сердечной недостаточностью, длительно получавших бета-адреноблокаторы // Бюлл. эксперимент. биол. и мед. 2009. Т. 147. № 2. С. 139-143.
10. Сальников Е.В., Сидиров А.В., Ноздрачев А.Д., Фатеев М.М. Вариабельность сердечного ритма у крыс, находящихся в различных состояниях // Вестн. С.-Петерб. ун-та. 2008. Сер. 3. Вып. 4. С. 137142.
11. Сальников Е.В., Фатеев М.М., Сидоров А.В., Федоров В.Н. и др. Вариабельность сердечного ритма у бодрствующих и наркотизированных крыс при воздействии Р-адреноблокаторов // Бюлл. эксперимент. биол. и мед. 2007. Т. 144. № 10. С. 372-375.
12. Сальников Е.В., Фатеев М.М., Федоров В.Н., Сидоров А.В. Влияние кардиоселективности и внутренней симпатомиметической активности в реализации эффектов бета-адреноблокаторов на вариабельность сердечного ритма бодрствующих и наркотизированных крыс // Вестн. ВолГМУ. 2009. Вып. 2 (30). С. 52-55.
13. Федоров В.Н., Ноздрачев А.Д., Сальников Е.В., Сидоров А.В. и др. Динамическая модель тотальной хронической сердечной недостаточности у крыс // Вестн. С.-Петерб. ун-та. 2006. Сер. 3. Вып. 2.
С. 103-107.
ESTIMATION OF THE VEGETATIVE STATE OF THE ORGANISM USING THE INDICATOR OF TOTAL DEGREE OF INFLUENCE ON THE HEART RATE
M.M. Fateev, E. V. Sal’nikov
Based on the experimental data on heart rate variability (HRV) in rats in different conditions (anesthesia, immobilization stress, an experimental chronic heart failure) at short-term and long-term exposure to P-adrenoblockers and short-term exposure to P- adrenomimetics, an indicator of total degree of influence (ITDI) on the heart rate has been proposed. ITDI considerably facilitates data analysis and clearly demonstrates which of the test substances acting on HRV are stronger under given conditions. If ITDI is less than zero, the sympathetic and catecholaminergic system influences dominate in the heart rate activity. If ITDI is more than zero, the activity of the parasympathetic part of the autonomic nervous system prevails.
Keywords: heart rate variability, heart failure, P-adrenoblockers, P-adrenomimetics.
