СРАВНИТЕЛЬНОЕ ИЗУЧЕНИЕ ВАРИАБЕЛЬНОСТИ СЕРДЕЧНОГО РИТМА ПРИ ЮВЕНИЛЬНОЙ АРТЕРИАЛЬНОЙ ГИПЕРТЕНЗИИ И ГИПЕРТОНИЧЕСКОЙ БОЛЕЗНИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ФАКТОРНОГО АНАЛИЗА

Ключевые слова гипертоническая болезнь, вариабельность сердечного ритма, активная ортостатическая проба, ювенильная артериальная гипертензия, факторный анализ

Key words essential hypertension, heart rate variability, active orthostatic test, juvenile arterial hypertension, factorial analysis

Аннотация Динамика показателей вариабельности ритма сердца при активной ортостатической пробе изучена с использованием метода факторного анализа у 22 больных ювенильной артериальной гипертензией, 33 пациентов гипертонической болезнью и 31 практически здорового подростка

Annotation The dynamics of the heart rate variability indices during the active orthostatic test was studied with the aid of factor analysis in 22 patients with juvenile arterial hypertension, 33 patients with essential hypertension, and 31 healthy teenagers.

Автор Уткин, И. В., Воробьева, Е. В., Жданова, Л. А., Мясоедова, С. Е., Ярченкова, Л. Л., Уткина, М. Н.

Номера и рубрики ВА-N29 от 15/12/2002, стр. 41-46 /.. Оригинальные исследования

Версия для печати PDFs

В настоящее время установлено, что между нарушениями вегетативной регуляции синусового ритма и дестабилизацией артериального давления имеется определенная функциональная взаимосвязь [4, 6, 14]. В этом отношении изучение вариабельности ритма сердца (ВРС) у больных артериальной гипертонией (АГ) привлекает все большее внимание исследователей в плане возможности выделения вегетативных состояний, предшествующих или сопутствующих этой патологии [8, 9, 12]. Так, дебют гипертонической болезни (ГБ) сопровождается снижением ВРС и выраженной активацией симпато-адреналовой системы (САС) при проведении активной ортостатической пробы (АОП) [2, 3, 7, 10, 13].

По мере прогрессирования заболевания, при переходе от одной стадии к другой, ВРС закономерно снижается, симпатические влияния на пейсмекерную активность синусового узла (СУ) постепенно ослабевают, уступая место церебральным эрготропным и гуморально-метаболическим модуляциям. Значительное снижение ВРС при ГБ нередко ассоциируется с пессимистическим прогнозом [8, 11]. Наименее изученными являются изменения ВРС в зависимости от генеза АГ и возрастных особенностей становления и развития этой патологии [2, 6]. Особое внимание привлекает АГ у подростков - ювенильная АГ (ЮАГ) в связи с широкой распространенностью в популяции (до 12%), своеобразной клинической картиной, в которой видную роль играют вегетативные расстройства [1].

Однако множество расчетных параметров ВРС, нередко дублирующих друг друга, скорее запутывает исследователя, нежели проясняет ситуацию о состоянии вегетативной регуляции деятельности сердца при той или иной патологии. Проведение факторного анализа (ФА) дает возможность сгруппировать полученные данные по уровню их статистической значимости, редуцировав излишние. Все это и предопределило цель нашей работы: оценить динамические изменения ВРС при АОП у больных ЮАГ и ГБ, используя метод ФА. Полагаем, что статистически обоснованное выделение наиболее значимых показателей ВРС позволит лучше понять роль вегетативной нервной системы (ВНС) в патогенезе этих заболеваний.

Обследовано 86 человек. Все обследуемые были разбиты на три группы: 22 больных ЮАГ (средний возраст - 17,0±0,2 года), 33 пациента с ГБ 2-й стадии (средний возраст - 44,6±2,8 года) и контрольная группа из 31 практически здорового подростка (средний возраст 14,7±0,5 года). Всем обследуемым проводился анализ ВРС исходно в положении лёжа и в условиях АОП на аппарате «ВНС-спектр» (фирма «НейроСофт ЛТД», Россия) по стандартной методике. Исследовались временные и спектральные характеристики сердечного ритма.

Из временных параметров для анализа были взяты:

ЧСС - среднее число сердечных сокращений в 1 минуту;

RRmin и RRmax - минимальные и максимальные значения интервалов между нормальными кардиоциклами;

RRNN - средняя длительность интервалов RR, отражающая суммарное воздействие симпатических и парасимпатических влияний на синусовый ритм;

SDNN - стандартное отклонение величин нормальных RR-интервалов за весь рассматриваемый период, отражающее интегральное влияние вегетативных механизмов регуляции на синусовый ритм;

RMSSD - квадратный корень из суммы квадратов разностей величин последовательных пар RR – интервалов;

pNN50% - процент пар последовательных интервалов, различающихся более, чем на 50 миллисекунд;

сV% - коэффициент вариации (SDNN/RRNNх100%), показатель характеризующий, как и SDNN, интегральное влияние симпатических и парасимпатических механизмов регуляции на синусовый ритм, но позволяющий учитывать и влияние ЧСС.

При проведении спектрального анализа учитывались следующие величины:

TP (total power) - общая мощность спектра нейрогуморальной регуляции, характеризующая суммарное воздействие всех спектральных компонентов на синусовый ритм;

НF (high frequency) - высокочастотные колебания при частоте 0,15 – 0,40 Гц, отражающие активность парасимпатического отдела вегетативной нервной системы;

LF (low frequency) - низкочастотные колебания в диапазоне частот 0,04 – 0,15 Гц, отражающие преимущественно активность симпатического отдела ВНС;

VLF (very low frequency) - колебания самой низкой частоты в диапазоне 0,003 – 0,04 Гц, представляющие собой часть спектра нейрогуморальной регуляции, в состав которой входит комплекс различных факторов, влияющих на сердечный ритм (церебральные эрготропные, гуморально-метаболические влияния и др.);

HFnorm - мощность в диапазоне высоких частот, выраженная в нормализованных (относительных) единицах, что позволяет исключить влияние VLF-компонента:

HFnorm = HF/(TP-VLF)х100;

LFnorm - мощность в диапазоне низких частот, выраженная в нормализованных единицах:

LFnorm = LF/(TP-VLF)х100;

LF/HF – показатель, отражающий баланс симпатических и парасимпатических влияний, измеренных в нормализованных единицах.

VLF%, LF%, HF% - относительные показатели, отражающие вклад каждого спектрального компонента в спектр нейрогуморальной регуляции.

Все вышеуказанные параметры фиксировались как в покое, так и при АОП. Полученные данные обработаны методом математической статистики с применением ФА с использованием пакета прикладных статистических программ «STATISTICA 5.0. StatSoft, Inc. (2001)» [5]. Суть метода ФА состоит в том, что вычисляются взаимные корреляции всех исследуемых параметров с тем, чтобы объединить наиболее скоррелированные из них в существенно меньшее число наиболее значимых факторов.

Временные показатели ритмограмм в клинических группах и в контроле в целом изменялись, отражая симпатостимулирующее воздействие АОП (табл. 1). Наиболее рельефные сдвиги со стороны этих параметров отмечены у больных ЮАГ. В этой выборке при проведении АОП наблюдался наибольший прирост ЧСС (на 31,4%), при ГБ он составил 16,9% и в контроле – 20,4 %. Средние значения R-R min, RRNN и pNN50% в исходном состоянии были достоверно выше по сравнению с контролем. Однако при АОП эти статистически значимые различия нивелировались. Вместе с тем со стороны ряда параметров зафиксирована «парадоксальная» реакция в группе ЮАГ. Вместо ожидаемого уменьшения значений RRmax и SDNN, как это и происходило в контроле (на 14,8% и 9,8% соответственно) и в группе ГБ (на 13,3% и 17,9% соответственно), эти показатели обнаружили отчетливую тенденцию к росту. RRmax увеличился на 4,4%, а SDNN – на 8,1%.

здесь и далее * - достоверность различий c контрольной группой при р<0,05-0,001.

В группе ЮАГ на воздействие АОП неожиданно слабо отреагировал такой параметр как RMSSD, редуцировавшись всего на 10,6%, в то время как в контроле и в группе ГБ степень его уменьшения составила 48,4% и 35,4% соответственно. Такого рода сдвиги со стороны временных критериев ритмограммы при ЮАГ могут показаться парадоксальными лишь на первый взгляд. Необходимо иметь в виду, что большинство временных показателей ВРС являются интегральными, т.е. отражают влияние как симпатического, так и парасимпатического отдела ВНС на автоматизм СУ. Формирование ЮАГ происходит, по-видимому, на фоне весьма неустойчивого баланса между различными уровнями вегетативной регуляции сердечного ритма. Симпатикотония может быстро сменяться ваготонией и наоборот. Такие фазные изменения могут происходить неоднократно во время регистрации ритмограммы при проведении АОП, затем они интегрируются при анализе и в итоге получаются «парадоксальные» данные.

Динамика абсолютных значений cV (%) в условиях АОП не имела достоверных различий между клиническими группами и контролем. У больных ЮАГ и ГБ cV при АОП незначительно снижался (на 3,4% и 4,8% соответственно), а в контрольной группе возрастал на 8,2%. Различия в процентных изменениях этого параметра носили статистически значимый характер между группами контроля и ГБ (p<0,05). Исходя из этого можно заключить, что ВРС, оцениваемая по сV, в клинических группах имеет тенденцию к снижению, особенно у больных ГБ.

При анализе спектрограммы выявлено, что при фоновой записи в группе ЮАГ ТР достоверно не отличалась от контроля, а при ГБ была резко (более чем в 2 раза) снижена (табл. 2). При проведении АОП наиболее рельефные изменения обнаружены у больных ЮАГ, где снижение ТР составило 869 мс2 или 34,4% от исходных значений. При ГБ абсолютные значения ТР снижались в гораздо меньшей мере - всего на 349 мс2, однако относительное убывание этого параметра было почти таким же как в группе ЮАГ (30%).

В контрольной группе «потери» ТР были минимальными – 295 мс2 (всего лишь 12,2%). Наблюдая такую динамику этого важнейшего интегрального показателя в клинических группах, логично предположить, что столь резкое снижение этого критерия при АОП можно отнести к характерным изменениям ВРС при АГ. Вместе с тем необходимо иметь в виду, что исходно нормальные значения ТР при ЮАГ свидетельствуют о превалировании функциональных расстройств вегетативной регуляции сердечного ритма над органическими. При ГБ значительное снижение этого параметра в покое и при проведении АОП являются, по-видимому, проявлением выраженного ремоделирования сердечно-сосудистой системы.

В группе ЮАГ в покое по ряду параметров спектрограммы (HF мс2, HFnorm и HF%) обнаружено небольшое, но статистически значимое усиление вагусных влияний на ВРС по сравнению с контролем и группой ГБ. Проведение АОП, активизируя САС, устраняло эту легкую исходную ваготонию. Степень снижения этих показателей, отражающих парасимпатическую активность, в контроле и при ЮАГ была почти одинаковой. HF в контрольной группе уменьшился на 80% и у больных ЮАГ - на 81%, HFnorm - на 71,4% и 62,5%, а HF% - 77% и 73%, соответственно. У больных ГБ степень снижения этих параметров была менее выражена по сравнению с другими группами. HF снизился на 65%, HFnorm – на 34% и HF% - на 48,5%.

У пациентов обеих клинических групп при проведении АОП отмечено уменьшение церебральных эрготропных и гуморально-метаболических воздействий на синусовый ритм. В абсолютных цифрах эти сдвиги были более выражены при ЮАГ – «потеря» VLF cоставила 151 мс2, в то время как при ГБ эти изменения были менее весомыми – лишь 97 мс2. Однако относительное снижение этого параметра в клинических группах было практически одинаковым – 16,9%. Напротив, в контрольной группе наблюдалось отчетливое усиление центральных влияний, что проявлялось приростом VLF на 192 мс2 или на 24,3%. Следует отметить, что в клинических группах обнаружены общие закономерности и по динамическим изменениям ультранизкочастотной составляющей спектра синусового ритма. Отрицательная динамика со стороны этих параметров ВРС также может считаться патогномоничным признаком для АГ.

Наиболее выраженная тенденция к снижению со стороны абсолютных значений низкочастотной составляющей (LF, мс2) спектрограммы наблюдалась у больных ГБ по сравнению с ЮАГ (на 21,5% против 4,2% соответственно). При этом в контрольной группе замечен небольшой прирост LF, составивший 8%.

Относительные параметры низких частот спектра (LFnorm и LF%) реагировали на АОП по-иному. Они имели отчетливую тенденцию к росту во всех исследуемых группах, указывая на повышение тонуса САС при переходе из горизонтального в вертикальное положение. При этом между контролем и группой ЮАГ не отмечено существенной разницы. Так, в контрольной группе вышеуказанные показатели возросли на 46,7% и 25,1% соответственно. При ЮАГ динамика роста LFnorm и LF% составила 53,7% и 21,7% соответственно. У больных ГБ реакция этих параметров на АОП оказалась более сдержанной: LFnorm возрос на 27%, а LF% - на 17,7%. Наивысшая степень прироста симпатико-парасимпатического соотношения (LF/HF) отмечена в контрольной группе – 419%. У больных ЮАГ она была заметно ниже – 317 %, а при ГБ резко снижена –142%. По-видимому, прирост этих параметров, отражающих степень усиления симпатических влияний на синусовый ритм при выполнении АОП, также зависит от выраженности процессов ремоделирования в сердечно-сосудистой системе.

Проведение ФА позволило сгруппировать различные числовые параметры ВРС в зависимости от их взаимной корреляции, распределив их на пять независимых групп, определивших пять новых наиболее существенных факторов, статистическая значимость которых соответствует убыванию их дисперсий (дисперсия фактора 1 вдвое больше дисперсии фактора 2, которая в свою очередь вдвое больше, чем для факторов 3 и 4, рис. 1). Каждый новый фактор в действительности является линейной комбинацией нескольких исходных переменных. На рис. 1 показано, как наиболее значимые факторы, распределяясь по принципу «каменистой осыпи», формируют подобие скалистого склона, а малозначимые представляются в виде осыпи из обломков горных пород у подножия скалы. При проведении ФА между контролем и группой ГБ обнаружена высокая степень совпадения по числу наиболее значимых параметров ВРС, составивших 1-й и 2-й факторы, среди которых временные и спектральные характеристики ВРС имели почти одинаковый удельный вес (табл. 3).

В группе ЮАГ набор главных независимых факторов был совершенно иным. В исходном состоянии среди наиболее значимых факторных нагрузок фигурировали исключительно показатели спектрограммы, отражающие как симпатические, так и парасимпатические влияния на ВРС. Однако при проведении АОП все, что касалось парасимпатики, было вытеснено на второй план. В число приоритетных показателей вошли VLFмс2, LFмс2 и ряд временных параметров. Такое изменение факторных нагрузок может служить еще одним доказательством неустойчивости процессов симпато-парасимпатической регуляции пейсмекерной активности СУ в группе ЮАГ, т.к. при АОП изменилась корреляция и дисперсии переменных, вошедших в наиболее значимые факторы.

У больных ГБ и здоровых вегетативную регуляцию сердечного ритма можно считать более стабильной, поскольку при АОП абсолютные значения переменных, составивших 1-й и 2-й факторы, безусловно, изменились, но их корреляционные взаимосвязи и дисперсии остались на прежнем уровне. Проведение ФА подтвердило, что у больных ЮАГ в состоянии покоя в регуляции хронотропной функции сердца прослеживается участие как симпатического, так и парасимпатического отделов ВНС, а при выполнении АОП вагусные воздействия ослабевают.

При манифестных формах ГБ исходно и в условиях АОП преобладают симпатические влияния, что согласуется с современной концепцией о необратимой гиперактивации САС, инициирующей процессы ремоделирования при хронических сердечно-сосудистых заболеваниях. Очевидно, что патогенетические механизмы вегетативной поддержки АГ в исследуемых группах развиваются по различным «сценариям», с неодинаковой степенью заинтересованности различных отделов ВНС.

1. Нарушения ВРС у больных ЮАГ и ГБ имеют ряд общих закономерностей: значительное снижение общей мощности спектра при АОП с одновременным усилением симпатических и ослаблением церебральных эрготропных и гуморально-метаболических влияний на пейсмекерную активность СУ.

2. Отличительными особенностями для ЮАГ являются сохраненная общая мощность спектра в покое и легкая исходная ваготония, нивелируемая при АОП. Для ГБ характерны исходно низкие значения общей мощности спектра и большинства показателей ВРС, менее выраженные их динамические изменения при АОП.

3. При проведение ФА выявлена неустойчивость процессов вегетативной регуляции пейсмекерной активности СУ у больных ЮАГ в условиях АОП и их относительная стабильность при ГБ и у здоровых.

1. Александров А.А. Повышенное артериальное давление в детском и подростковом возрасте (ювенильная артериальная гипертония). //Русский Медицинский Журнал. 1997.- № 9.- с.559-569.

2. Михайлов В.М..- Вариабельность ритма сердца. - Иваново, 2000.- 200 с.

3. Рябыкина Г.В., Соболев А.В. Вариабельность ритма сердца.- М., 1998.- 200 с.

4. Conway J., Boon N., Floras J. et al. Impaired control of heart rate leads to increased blood pressure variability. //J. Hypertens. Suppl. 1984 Dec;2(3):S395-6

5. Электронный учебник по промышленной статистике. Москва, StatSoft, Inc. 2001. WEB: http://www.statsoft.ru/home/portal/textbook_ind/default.htm.

6. Fluckiger L., Boivin J.M., Quilliot D. et al. Differential effects of aging on heart rate variability and blood pressure variability. //J. Gerontol. A. Biol. Sci. Med. Sci. – 1999.- Vol. 54.- P. 219-224

7. Furlan R., Porta A., Costa F. et al. Oscillatory patterns in sympathetic neural discharge and cardiovascular variables during orthostatic stimulus. //Circulation –2000.- Vol. 29.- P. 886-892.

8. Kaftan A.H., Kaftan O. QT intervals and heart rate variability in hypertensive patients. //Jpn Heart J. – 2000.- Vol. 41.- P. 173-182.

9. Kerut E.K., McKinnie J.J., Giles T.D. Modern evaluation of the hypertensive patient: autonomic tone in cardiovascular disease and the assessment of heart rate variability. //Blood Press. Monit. –1999.- Vol.4.- P. 7-14.

10. Singh J.P., Larson M.G., Tsuji H. et al. Reduced heart rate variability and new-onset hypertension: insights into pathogenesis of hypertension: the Framingham Heart Study. //Hypertension –1998.- Vol. 32.- P. 293-297.

11. Sredniawa B., Musialik-Lydka A., Herdynska-Was M., Pasyk S. The assessment and clinical significance of heart rate variability. //Pol. Merkuriusz Lek. – 1999.- Vol. 7.- P. 283-288.

12. Raymond B., Taverner D., Nandagopal D., Mazumdar J. Classification of heart rate variability in patients with mild hypertension. //Australas Phys. Eng. Sci. Med. –1997.- Vol. 20.- P. 207-213.

13. Takalo R., Korhonen I., Sorsa H.., Majahalme S. et al. Wide-band spectral analysis of blood pressure and RR interval variability in borderline and mild hypertension. //Clin. Physiol. – 1999.- Vol.19.- P. 490-496.

14. Valimaki I., Rantonen T. Spectral analysis of heart rate and blood pressure variability. //Clin. Perinatol. – 1999.- Vol. 26.- P. 967-980.

Наверх

Российский Научно-Практический
рецензируемый журнал
ISSN 1561-8641

Санкт-Петербургское общество кардиологов им Г. Ф. Ланга
НИИК: www.almazovcentre.ru
ИНКАРТ: www.incart.ru