На протяжения года ежеквартально с помощью медицинской диагностической системы “Валента” исследовали вариабельность сердечного ритма (БСР) у 11—13-летних девочек. Установлено, что БСР максимальна в зимний период года и минимальна в летний (у 12-летних) или в осенний (у 11- и 13-летних девочек) периоды. Косвенно это указывает на сезонные изменения выраженности β-адренергических влияний на сердце (она минимальна зимой и максимальна летом и/или осенью), которые наиболее отчетливо проявляются у 11-летних девочек, т. е, в начале полового созревания. Сезонные особенности ВСР объясняются изменением содержания в крови эндогенных модуляторов хемореактивности прямого и косвенного действия и рассматриваются как один из механизмов адаптации организма человека к условиям внешней среды.
Оценка вариабельности сердечного ритма (ВСР) у здоровых и больных людей широко используется в клинической практике и в физиологических исследованиях [1—3]. Однако до сих пор остается проблематичной трактовка природы ВСР, а также вопрос о нормативных показателях БСР. Последнее во многом обусловлено тем, что до настоящего времени отсутствует единая унифицированная система обработки параметров, характеризующих ВСР. Кроме того, в литературе мало данных, касающихся зависимости параметров ВСР от пола, возраста и хронобиологических факторов. В частности, в отношении сезонных особенностей БСР Лавровой Н. Ю и соавт.[4] показало, что у 7—9-летних девочек и мальчиков г. Ижевска, как правило, осенью ВСР ниже, чем весной; это означает, что тонус симпатической системы осенью выше, чем весной. Целью данной работы являлось изучение зависимости БСР у 11—13-летних девочек от сезона года.
МЕТОДИКА
В лонгитудинальных исследованиях приняло участие 9О девочек 11- (п = 31), 12- (п = 28) и 13- (п =31) летнего возраста, у которых с интервалом в З месяца в зимний, весенний, летний и осенний периоды регистрировали параметры БСР и одновременно оценивали степень полового созревания (по выраженности вторичных половых признаков и становлению менструальной функции).
Регистрацию электрокардиограммы во II стандартном отведении с последующим анализом 500 кардиоциклов в положении исследуемых “лежали на спине” проводили с помощью медицинской диагностической системы “Валента” (СП6., ПО “НЕО”), совмещенной с компьютером. Система предусматривала автоматическую обработку замеров длительности RR-интервалов электрокардиограммы с расчетом 23 показателей ВСР (детально изложенных Березным Е. А. и Рубинным А. М. [2]), которые во многом соответствуют рекомендациям рабочей группы Европейского кардиологического общества и Североамериканского общества кардиостимуляции и электрофизиологии по измерению, физиологической интерпретации и клиническому использованию методов анализа вариабельности сердечного ритма “Standards of Measurement, Physiological Interpretation and Clinical Use, 1996” [1, 2].
Нами оценивались такие показатели как математическое ожидание (М, Мс); максимальные (RR) И минимальные RR,) Значения интерваловRR (мс); дисперсия (мс2); среднеквадратичное отклонение (мс); коэффициент вариации (%), мо - да (Мо, мс), амплитуда моды (АМо, %), вариационный размах (БР, мс2), мощность быстрых (Н1) Волн, т. е. мощность колебаний в высокочастотном (0.5—0.1 Гц) диапазоне спектра волн; нормированная мощность НF-волн, Т. е. процентное отношение мощности HF-волн к сумме мощности (HF) и медленных (LF) Волн, т. е. абсолютная (мс2) мощность очень медленных (VLF) волн, т. е. мощность колебаний в HF
Волн, т. е. мощность колебаний в
Очень низкочастотных (менее 0.03Гц диапазоне спектра волн,
отношения LF \HF, VLF\ И (VLF+LF)\’НF, Или -
Индекс централизации; коэффициент корреляции HF волн и дыхательных волн (%); коэффициент монотонности [2], индекс напряжения (ИН) регуляторных систем, рассчитываемый по формуле ИН = АМо1(2ВР Х Мо) ; триангулярный Индекс, отношения общего числа RR-интервалов к количеству интервалов с наиболее часто встречающейся длительностью, выраженное в технических единицах [2]; дифференциальный индекс
(ДИ) ритма, рассчитываемый по формуле:
ДИ = 1/√∑(RRi+l – RRilRRi+i)2/n
где i —номер текущего интервала, низкие значения которого свидетельствуют о высокой вариабельноси сердечного ритма [2]; процентное отношение числа последовательных RR-интервалов различие между которыми превышает 50 мс, влияний к общему числу кардиоинтервалов (pRR50,%).
Результаты исследования подвергнуты статистической обработке. Различия между показателями оценивали по критерию Фишера—Стьюдента считая их достоверными при р <0.05.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
При исследовании 11-летних девочек установлено
(таблица, рисунок), что параметры ВСР у них зависят от сезона года. Основная часть достоверных (р <0.05) различий (12 показателей) свидетельствует о повышении выраженности β-адреногических влияний на сердце в летний и, особенно, в осенний период и о снижении этой выраженности в зимний период (аналогично можно говорить о снижении выраженности М – холинергических влияний на сердце в летний и осенний периоды и её повышении в зимний период).Это такие показатели как нормированная мощность HF-волн, нормированная мощность LF-волн, отношения LF/HF и (VLF+LF)/HF, коэффициент монотонности, ИН, триангулярный индекс и значения pRR50 . Например нормированная мощность HF-волн зимой, весной, летом и осенью составила соответственно 83.97 ± 1.47, 79.97 ± 1.75, 75.86 ± 2.95 и 77.76 ± 1.86% (P1-3,4 <0.05), значения pRR50 составили соответственно 35.81 ± 3.78, 26.81 ± 3.37, 27.48 ± 3.50 и 18.07 ± 3.56% (P1-4 <0.05), а величина отношения LF/HF – соответственно 0.196 ± 0.027, 0.261 ± 0.030, 0.282 ± 0.031 и 0.300 ± 0.034 (P1-3,4 <0.05). Достоверные различия таких показателей как M и АМо свидетельствуют о повышение выражения β-адренергических влияний на сердце преимущественно в осенний период и ее снижения в зимний период, а достоверные различия двух других показателей (RRmax, ВР) свидетельствуют о повышении выраженности β-адренергических влияний на сердце в осенний период и о его снижении в весенний период. Таким образом, наиболее вероятно, что у 11-летних подростков выраженность β-адренергических воздействий на сердце возрастает летом и (особенно заметно) осенью и снижается зимой.
При исследовании 12-летних девочек установлено (таблица), что параметры ВСР у них тоже зависят от сезона года. При этом все выявляемые достоверные различия (9 показателей) указывают на то, что выраженность β-адренергических
Влияний на сердце в летний период максимальна, а в зимний — минимальна. Об этом свидетельствуют такие показатели как М,RRmax,,АМо, ВР. коэффициент вариации, ИН, триангулярный индекс и значение PRR50. Например, значения PRR50 3и мой, весной, летом и осенью составили соответственно 37.39 3.71,26.46 4.29,23.86 4.24 и 30.50 3.98% (Р1-,2,3 <0.05). Следовательно, 12-летние девочки отличаются от 1 1-летних тем, что у них максимальная выраженность β-адренергических влияний на сердце наблюдается в летний сезон, а не в осенний. Не исключено, что такое изменение биоритма обусловлено предстоящим наступлением менархе.
При исследовании 13-летних девочек установлено (таблица), что нормированная мощность НЕ-волн, нормированная мощность LF-волн и отношение LЕ/НЕ Зависят от сезона года, а характер этой зависимости свидетельствует о более высокой эффективности β-адренергических влияний на сердце в летний и, особенно, в осенний период По Сравнению с зимним периодом. Например, нормированная мощность НЕ-волн зимой, весной, летом и осенью составила соответственно
80.26 1.3,75.94 2.01,76.00 1.54 и 74.67 1.90% (Р13,4 < 0.05). а отношение IЕ1НЕ — соответственно 0.25 0.02; 0.34 0.04; 0.33 0.03 и 0.34 0.03; Р1..4 < 0.05).
Таким образом, можно заключить, что у 11-, 12- и 13-легких девочек минимальная выраженность β-адренергических влияний на сердце отмечена в зимний период. В последующие сезоны она постепенно возрастает и достигает максимальных значений у 11-летних девочек преимущественно осенью, у 12-летних — летом, а у 13-летних — осенью. При этом наиболее ярко сезонные колебания параметров ВСР выражены у 11-летних девочек, т. е. в начальный период полового созревания.
Вместе с тем показано, что амплитуда зубцов Р, Q, R, S И Т Электрокардиограммы, зарегистрированной во II стандартном отведении, а также значения интервалов РQ, QRS, И QRST Не зависели от сезона года и возраста исследуемых. Например, амплитуда зубца R У 11-летних девочек зимой, весной, летом и осенью составила соответственно 1.11 ± 0.08, 1.11 ± 0.08, 1.11 ± 0.08 и 1.08 ± 0.09 мВ, а длительность интервала Р — соответственно 0.133 ± 0.004, 0.132 ± 0.001, 0.131 ± 0.004 и 0.134 ± 0.003 с.
ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
Как известно, сезонные биоритмы — явление достаточно широко распространенное [4—14]. Так, показано, что максимальная активность антиоксидантной системы в слюне здоровых людей наблюдается в зимний период [10], максимальное значение натрия — в зимний период, калия и кальция — в осенний, а магния — в весенний периоды [11]. Согласно данным, полученным Прокашко И. Ю. [8], у студенток кемеровских вузов уровень соматического здоровья летом выше, чем зимой. По данным Хетагуровой Л. Г. и соавт. [12], многие психические процессы у студентов 3—4 курсов владикавказских вузов весной и летом выражены лучше, чем в зимний период. По данным Коротаева Ж. Е. в соавт. [7], эмоциональный статус 7—17- летних детей Республики Коми зависел от сезона:
зимой повышалась склонность к умственной деятельности, весной — к агрессивному поведению, а осенью — к депрессии. Согласно данным Лавровой Н. Ю. и соавт. [4], у 7—9-летних девочек и мальчиков г. Ижевска ВСР осенью ниже, чем весной. Косвенно это означает, что эффективность β-адренергяческих влияний на сердце осенью выше, чем весной, что соответствует результатам наших исследований, согласно которым максимальная ВСР (а следовательно, минимальная выраженность β-адренергвческих влияний) наблюдается в зимний период года, а минимальная ВСР
— в летний и осенний периоды. Важно отметить, что, согласно нашим наблюдениям [6], ежемесячная скорость роста большинства антропометрических показателей у 11-, 12- и 13-летних девочек максимальна в весенний период, а минимальна — в летний период (т. е. в период максимальной эффективности β-адренергических воздействий на сердце). Это обстоятельство позволяет предположить, что максимальная скорость роста антропометрических показателей приходится на период, при котором имеет место средняя (оптимальная) эффективность 3-адренергвческих воздействий на сердце.
Принято считать, что ВСР отражает взаимоотношение между “автономными” и “центральными” механизмами регуляции деятельности сердца [1—3]. С этих позиций представленные данные можно интегрировать как отражение наличия сезонных колебаний взаимоотношений между “автономными” и “центральными” механизмами регуляция деятельности сердца. Однако с нашей точки зрения, выявленные сезонные изменения ВСР являются следствием изменения эффективности β-адренергических в/или М-холинергических влияний на миокард, что в свою очередь обусловлено, вероятно, изменением содержания в крови эндогенных модуляторов 3-адрено — и М-холинореактнвности, в том числе эндогенного сенсибилизатора β-адренорецепторов (ЭСБАР) и эндогенного блокатора М-холинорецепторов (ЭБМХР), или/и изменением содержания в миокарде 3-адренорецепторов и М-холниорецепторов, а также уровня катехоламинов.
Наличие ЭСБАР и ЭБМХР в крови у человека (у обоих полов в разные возрастные периоды) установлено в работах нашей лаборатории [13, 15 – 18]. При этом в экспериментах с изолированным сердцем лягушки при исследовании сыворотки пуповинной крови и крови беременных женщин Трухиным А. Н. [18] показано, что ЭСБАР и его аналог гистидин способны повышать β-адренореактивность миокарда, а ЭВМХР, компонентом которого, вероятно, является лизофосфатидилхолин [19], способен снижать М-холинореактивность миокарда. С этих позиций можно допустить, что содержание ЭСВАР и ЭБМХР в крови у девочек достигает минимальных значений в зимний период. Это приводит к снижению выраженности β-адренергических и росту выраженности М-холинергических влияний на сердце. При этом не исключается, учитывая природу ЭСБАР и ЭБМХР, что сезонные изменения их содержания в крови могут быть следствием сезонных изменений метаболизма. В нашей лаборатории в работах Сизовой Е. Н. и соант. [161 и Трухина А. Н. [18] при исследовании беременных женщин выявлена связь между их ВСР и содержанием в крови эндогенных модуляторов хемореактивности прямого действия, в том числе ЭСБАР, ЭБМХР, а также экдогенного сенсибилизатора М-холинорецепторов (ЭСМХР), наличие которого было недавно установлено в опытах с миометрием крысы и человека. Действительно, у женщин с высоким уровнем ЭСБАР и/или ЭБМХР и/или низким уровнем ЭСМХР вариабельность сердечного ритма была достоверно ниже, чем у женщин, имеющих противоположные уровни эндогенных модуляторов хемореактивности [18]. Хотя в нашей работе не изучалось влияние на ВСР содержания в крови 11—13-летних девочек ЭСВАР и ЭБМХР, тем не менее, можно предположить, что и в отношении этого возраста справедлива закономерность, выявленная при исследования крови беременных женщин.
Предположение о сезонных изменениях β-адрено - и М-холинореактквности миокарда как основе сезонных колебаний ВСР базируется на данных о сезонных изменениях М-холинореактявности миокарда лягушки [5] и миометрия крысы [13]. Так, согласно Бойко О. В. и соавт. [5], М-холинореактввность Миокарда лягушки осенью я зимой выше, чем весной и летом. По данным Циркина В. И. и Дворянского С. А. [13], β2-адренореактявность продольной мускулатуры рога матки небеременных крыс в холодный период года существенно выше, чем в теплый. Наиболее вероятно, что сезонные изменения хемореактявности органов и тканей, в том числе миокарда могут быть обусловлены сезонными изменениями уровня гормонов, контролирующих синтез β-адренорецепторов в/или М-холинорецепторов, т. е. эндогенных модуляторов хемореактивности косвен - ного действия. К ним относятся йодсодержащие гормоны щитовидной железы, глюкокортикоиды, половые гормоны [20, 21]. Согласно данным работ [9, 14], для большинства гормонов характерны сезонные колебания их содержания в крови, В частности, это отмечено для эстрогенов, прогестерона [14], кортизола, тироксина и трийодтиронина [9].
В целом, представленные результаты исследования позволяют утверждать, что у 11-,12- и 13- летних девочек имеют место сезонные колебания ВСР, свидетельствующие о том, что в зимний период выраженность 1-адренергвческих влияний на сердце снижается (и/или возрастает выраженность М-холинергических влияний). В основе этого феномена, вероятно, лежат два процесса — изменение содержания в крови эндогенных модуля - торов хемореактивности, в том числе ЭСБАР и ЭБМХР и изменение содержания эндогенных модуляторов хемореактивности косвенвого действия (гормонов, контролирующих синтез 1-адрено — и/или М-холинорецепторов). Не исключено, что выявленная закономерность отражает одни из механизмов сезонных адаптаций организма человека в животных. Кроме того, результаты исследования позволяют утверждать, что ВСР зависят не только от взаимоотношения между “автономными” и “центральными” механизмами регуляции деятельности сердца, как это принято считать [1—3], но и от содержания в крови эндогенных модуляторов хемореактивности прямого и косвенного действия.
ВЫВОДЫ
1. Вариабельность сердечного ритма (ВСР), оцениваемая с помощью диагностической медицинской системы “Валента”, у 11-, 12-и 13-летних девочек максимальна в зимний период года и минимальна в летний (у 12-летних) или в осенний (у 11- и 13-летних девочек) периоды. Косвенно это указывает на сезонные изменения выраженности β-адренергических влияний на сердце (она минимальна зимой и максимальна летом я/или осенью), которые особенно отчетливо проявляются у 1 1-летних девочек, т. е. в начальный период полового созревания.
2. Сезонные изменения ВСР, обусловленные, вероятно, изменением содержания в крови эндогенных модуляторов хемореактивности прямого и косвенного действия, можно рассматривать как одни из механизмов адаптация организма человека к условиям внешней среды.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Баевский РМ. Анализ вариабельности сердечного ритма в космической медицине /1 Физиология человека. 2002. Т. 28. З’й 2. С, 70.
2. Березный ЕЛ., Рубин АМ. Практическая кардиоритмография. СП6.: НПП “НЕС”, 1997. 143 с. –
3. Котельников СА., Ноздрачев Ад., Одинак ММ.
и др. Вариабельность ритма сердца: представления
о механизмах 1/ Физиология человека. 2002. Т. 28.
1. с. 130.
4. Лаврова НЮ., Шлык НИ., Синяк ЕЛ. Особенности вариабельности сердечного ритма у школьников при умственной нагрузке в различное время года. 1/ Матер. междунар. конференция. Ижевск:
УдГУ, 1998. С. 70.
5. Бойко ОВ., Данилова ВИ., Нистратова СН. Сезонная изменчивость холинергической реакции сердца лягушки!! Физиол. журн. СССР. 1988. Т. 74. №1. С. 64.
6. Кайсина ИГ., Циркин ВИ., Трухина СИ. и Др. Зависимость ежемесячного прироста антропометрических показателей от возраста и сезона года у 11— 12-летвнх девочек // Матер. ХI междунар. симп. “Эколого-физиологические проблемы адаптации”.
М.: РУДЫ, 2003. С. 222.
7. Коротаева ЖЕ., Кеткина О. А., Бойко ЕЛ. Влияние сезонности на эмоциональную сферу детей, проживающих в условиях Крайнего Севера // Ма - тер. ХI междунар. симп. “Эколого-физиологические проблемы адаптации”. М.: РУДЫ, 2003. С. 662.
8. Прокашко ИЮ. Хронобиологические аспекты соматического здоровья девушек// Матер. ХI междунар. симп. “Эколого-физиологические проблемы адаптации”. М.: РУДЫ, 2003. С. 434.
9. Раменская ЕБ. Влияние сезонности и фотопериодизма на гормональный профиль жителей Севера// Труды Коми Научного центра УрО АН СССР. 1990. №115. С. 35.
10. Фирсов д. В. Сезонная динамика показателей системы “ПОЛ-антиоксиданты” у больных деструктивными формами верхушечных периодонтов // Матер. ХI междунар. симп. “Эколого-физиологические проблемы адаптации”. М.: РУЩ-I, 2003. С. 581.
11. Фирсов ‚(В. Сезонная вариабельность электролитного баланса у взрослого населения Нижнего Поволжья 1! Матер. ХI междунар. симп. “Эколого-физиологичесие проблемы адаптации”. М.: РУДЫ, 2003. С. 582. 12. ХетагуроваЛ. Г., Салбиев Кд., УрумоваЛ. Т. и др. Сезонные особенности хроноадаптации психофизиологических функций у студентов СОГМА //
Матер. ХI междунар. симп. “Эколого-физиологические проблемы адаптации”. М.: РУДЫ, 2003.
С. 592.
13. Циркин ВИ., Дворянский СА. Сократительная деятельность матки (механизмы регуляция). Кв - ров: КГМИ, 1997.270 с.
14. НIkiТ F.. АMrador., Woolf A. ЕT АL. Seasonal variations in circulating lеvеls of progesterone аnd еstradijl in unmated adult female woodchucks (marmota nonax) in captivity. // Lifе Sсi. 1991. V.49. №5. Р. 353.
15. Сизова Е. Н., Циркин ВИ., Дворянский СА. Изучение роли эндогенных модуляторов хемореактивности в регуляции коронарного кровотока// Росс. физиол. жури. ям. И. М. Сеченова. 2002. Т. 88. №7. С. 856.
16. Сизова Е. Н., Циркин ВИ.. Трухин АН. Эндогенный М-холиносенсибилизатор как компонент системы эндогениых модуляторов хемореактивности// Матер. научн. конф. “Физиологические проблемы адаптации”. Ставрополь: СТУ, 2003. С. 124.
17. Циркин ВИ, Дворянский СА., Ноздрачев Ад. Ц Др. Адреномодулирующие эффекты крови, ликвора, мочи, слюны и околоплодных вод человека!’ Доклады РАН. 1997. Т. 352. №1. С. 124.
18. Трухин АН. Влияние эндогенных модуляторов β- адрено - и М-холинорецепторов на хемореактивность миометрия, миокарда и вариабельность сердечного ритма: Автореф. дис. . . канд. биол. наук. Киров: КГМА, 2003. 20 с.
19. Проказова Н. В., Звездина ИЛ., Суслова И. В. и др. Влияние лизофосфатидилхолина на чувствительность сердца к ацетилхолину и параметры связывания хинуклидинилбензилата с мембранами миокарда // Росс. физиол. журн. им. ИМ. Сеченова. 1998. Т. 84. № 10. С. 969.
20. Дыгало Н. Н., Шишкина Г. Т.. Сурнина НЮ, и др. Различия эффектов глюкокортикоидов на плотвость β-адренорецепторов в легких я коре головного мозга крыс // Бюлл. эксперим. биология и медицины. 1995. Т. 119. №3. С. 328.
21. Сазанов АВ., Циркин ВИ., Дворянский СА. Возможное участие тироксина в регуляции 1-адрено - реактивности миометрия//Акушерство и гинекология. 2001. №. С. 45.
ФИЗИОЛОГИЯ ЧЕЛОВЕКА, 2005, Том 31, .№ 4, С. 43-49
2005 г. И. Г. Кайсина*, Е. Н. Сизова**, В. И. Циркин***, С. И. Трухина*
*Вятский государственный гуманитарный университет
**Вятский социально-экономический институт
***Кировская государственная Медицинская академия
Поступила в редакцию 29.07.2003 г.