Особенности вегетативной регуляции кровообращения у новорожденных в период ранней неонатальной адаптации

EDN: KNXBJQ

Введение. В последние годы в области педиатрии и неонатологии активно ведутся исследования, посвященные вегетативному гомеостазу. Это явление охватывает сложные механизмы регуляции различных физиологических процессов, обеспечивающих стабильность внутренней среды организма новорожденного. Изучение вегетативной регуляции сердечно-сосудистой системы включает анализ вариабельности сердечного ритма (ВСР), который служит индикатором функций автономной нервной системы и подсознательных реакций организма на изменения внешней среды [1-3]. Важность данных показателей подтверждается многочисленными исследованиями, которые связывают их с риском сердечно-сосудистых заболеваний, состоянием психического здоровья и общей адаптацией организма ребенка [4]. Oбщeизвecтныe пoкaзaтeли, кoтopыe иcпoльзуются ceгoдня пpи aнaлизe вapиaбeльнocти сepдeчнoгo pитмa, приняты Европейским обществом кардиологов и Североамериканским обществом электрокардиостимуляции и электрофизиологии еще в 1996 г. [5].

Особенности сердечно-сосудистого вегетативного контроля у новорожденных детей изучены гораздо хуже, чем у взрослых людей. Однако клиническая значимость вегетативной дисфункции у младенцев очень высока. Показатели вариабельности ритма сердца могут быть использованы для оценки вегетативной дисфункции у недоношенных детей [6]. Изменения вариабельности сердечного ритма могут быть использованы у недоношенных новорожденных для прогнозирования развития неврологических нарушений [7], а также риска ранних вегетативно обусловленных осложнений [8], клиническое значение которых у детей раннего возраста очень велико. Имеются данные о связи между изменением кардиоре-спираторного взаимодействия и внезапной детской смертью [9–11].

Известно, что низкочастотные колебания, характеризующие барорефлекторную вегетативную регуляцию отделов сердечно-сосудистой системы (например, основного ритма сердца и периферического кровотока), могут спорадически демонстрировать длительные участки фазовой синхронизации [12, 13], количественный анализ которых позволяет оценивать выраженность системной вегетативной дисфункции, что уже показало важное клиническое значение у взрослых людей. Применительно

к новорожденным работ по изучению особенностей взаимодействия низкочастотных колебаний в системе кровообращения в доступной литературе не выявлено.

Oпpeдeлить cocтoяниe нeйpoвeгeтaтивнoгo paвнoвecия мoжнo путeм aнaлизa вapиaбeльнocти сepдeчнoгo pитмa c применением временных или статистических (time domain) и частотных или спектральных (frequency domain) методов исследования [14, 15].

Учитывая возрастные и анатомо-физиологические особенности новорожденных, оценивание состояния вегетативной нервной системы, в частности проведение функциональных проб, затруднено. Наблюдение за вариабельностью сердечного ритма с помощью метода синхронной регистрации сигналов электрокардиограммы, фотоплетизмограммы и дыхания при помощи многоканального регистратора биологических сигналов может стать важным инструментом в клинической практике. Данный метод позволит выявлять кардиореспираторные нарушения (изменение ритма сердца, частоту сердечных сокращений [ЧСС], паузы ритма, жизнеугрожающие аритмии, нарушение проводимости, изменение ритма дыхания, периоды апноэ), у новорожденных детей в 1-й месяц жизни.

Цель — сравнить особенности вегетативной регуляции кровообращения у новорожденных различного гестационного возраста на основе ВСР и ФПГВ.

Материал и методы. В исследование включены 50 новорожденных детей, из них 1-ю группу младенцев составили 20 новорожденных детей (гестационный возраст 37-42 нед) с физиологическим течением периода ранней неонатальной адаптации и 2-ю группу — 30 новорожденных детей (34-42 нед) с патологическим течением периода ранней неонатальной адаптации, а именно 2а-подгруппу — 15 новорожденных детей (гестационный возраст 37–42 нед) с патологическим периодом ранней неонатальной адаптации и массой при рождении ≥2500 г — и 2б-подгруппу — 15 новорожденных детей гестационного возраста 34–36 нед 6 дней и массой ≤2500 г.

Единые критерии включения для всех групп: новорожденные дети (гестационный возраст 34– 42 нед), рожденные естественным путем в ГАУЗ «Энгельсский перинатальный центр» (с 2020 г. после реорганизации — ГАУЗ «Энгельсская городская клиническая больница № 1») с января 2018 по декабрь 2023 г. Критерием включения для 1-й группы является наличие физиологически протекавших беременностей у практически здоровых матерей; критерием включения для 2-й группы: наличие осложненных беременностей, родоразрешенных при сроке 34–42 нед гестации, у женщин имевших отягощенный гинекологический анамнез (раннее излитие околоплодных вод, аномалии и патологии матки, истмико-цер-викальная недостаточность, преждевременные роды в анамнезе, многоплодная беременность, аномалии плаценты, угроза прерывания беременности на разных сроках). Критерии невключения: новорожденные дети гестационный возраст которых был менее 34 нед; дети, рожденные путем кесарева сечения; наличие у младенцев генетических патологий, тяжелых и множественных пороков развития, хирургических патологий, задержки внутриутробного роста плода; новорожденные, имеющие при рождении оценку по шкале Апгар менее 4 баллов; младенцы с проявлениями внутриутробной инфекции и наличием инфекционного процесса в момент проведения данного исследования. Участие в исследовании было прекращено по добровольному желанию законных представителей и с окончанием запланированного срока проведения исследования.

Проведено 50 синхронных регистраций сигналов электрокардиограммы (ЭКГ), фотоплетизмограм-мы (ФПГ) и дыхания при помощи многоканального регистратора биологических сигналов «Реакор-Т» (Медиком-МТД, Таганрог, Россия) у всех детей длительностью 15 мин. Регистрация сигналов проводилась однократно, на 3-и сутки у новорожденных детей (гестационный возраст 37–42 нед) с физиологическим течением периода ранней неонатальной адаптации, у новорожденных детей, гестационный возраст которых составлял 34–36,6 нед и масса при рождении которых ≤2500 г и новорожденных детей гестационного возраста 37–42 нед с массой при рождении ≥2500 г, с патологическим течением неонатальной адаптации, регистрацию сигналов проводили после стабилизации состояния и при отсутствии инвазивных вмешательств (10–14-е сутки жизни).

Методы регистрации исходов включали комплексный анализ и оценку данных анамнеза, общеклинического обследования, антропометрии, вычисление спектральных оценок сигнала фотоплетизмограммы с использованием параметрического метода построения спектра и сравнительную оценку уровня синхронизации и когерентности низкочастотных колебаний в ритме сердца и периферическом кровенаполнении на основе анализа пары сигналов: фотоплетизмографии и RR -интервалы электрокардиографии. Для измерения силы синхронизации между низкочастотными колебаниями ВСР и ФПГВ был введен показатель общего процента фазовой синхронизации ( S -индекс), описанный в исследовании А. Р. Киселева и соавт. [16]. В ходе проведения работы использовали несколько вариантов границ высокочастотного (high frequency — HF) диапазона: HF1 0,15–0,40 Гц, HF2 0,2–2 Гц, HF3 0,15–0,8 Гц и HF4 0,24–1,04 Гц.

Статистический анализ полученных результатов проводили с использованием пакета специальных программ Microsoft Excel 2010 для Windows, Statistica 13.

Статистическая обработка результатов включала проверку соответствия числовых данных нормальному закону распределения с помощью критерия Шапиро — Уилка и равенства генеральных дисперсий в группах по F-критерию Фишера. Поскольку большинство переменных не были нормально распределены, дальнейший анализ был проведен с использованием непараметрических статистических методов. Мы использовали дисперсионный анализ Краскела — Уоллиса с апостериорными сравнениями средних рангов для множественных сравнений непрерывных переменных между группами испытуемых. Результаты считались статистически значимыми при р<0,05. Для оценки качественных признаков, значимости долей (процентов) использовался точный критерий Фишера с вычислением достоверности различий. При проведении множественных сравнений использовали поправку Бонферрони (различия считались статистически значимыми, если уровень значимости р<0,017).

Все стадии исследования соответствовали законодательству Российской Федерации, международным этическим нормам и нормативным документам исследовательских организаций, а также одобрены комитетами, в том числе этическим комитетом ФГБОУ ВО «Саратовский ГМУ им. В. И. Разумовского» Минздрава России.

Результаты. Антропометрические показатели (масса и длина тела) у новорожденных 1-й группы и 2а-подгруппы значимо отличались от показателей 2б-подгруппы ( p _1-3<0,001, p _2-3<0,001). Самые низкие показатели (масса при рождении — 2317,0±216,7 г, длина тела при рождении — 47,3±2,2 см) были выявлены у детей 2б-подгруппы.

Все дети из 1-й группы в ранний неонатальный период не имели соматических заболеваний, в то время как у всех младенцев из 2-й группы наблюдалось патологическое течение периода ранней неонатальной адаптации. Наиболее часто в 2а-подгруппе новорожденных детей встречались следующие заболевания: неонатальная желтуха — 33,3% ( р =0,184), транзиторное тахипноэ — 23,3% ( р =0,109), гемолитическая болезнь новорожденных (ГБН) по системе АВ0 — 10% ( р =0,119) и системе Rh — 3,3% ( р =0,5), полицитемия — 6,7% ( р =0,246), в то время как в 2б-подгруппе новорожденных не встречались такие патологии, как ГБН по системе АВ0 и системе Rh, полицитемия, но у 6,7% детей из данной подгруппы было выявлено апноэ недоношенного. Данные состояния затрудняют раннюю выписку младенцев из родовспомогательного учреждения, а также требуют дальнейшего нахождения и наблюдения в условиях стационара.

Для оценки центральной гемодинамики у наблюдаемых новорожденных в возрасте 2 сут жизни проводили допплер-эхокардиографическое исследование. При проведении данного метода исследования выявлены: дисфункции клапанного аппарата сердца, наличие функционирующих фетальных коммуникаций и была произведена оценка их состояния. Функционирующие фетальные коммуникации присутствуют у большинства новорожденных детей, включенных в исследование вне зависимости от гестационного возраста, а именно открытое овальное окно выявлено у 67,5% детей 1-й группы и чаще выявлялось у детей из 2-й группы (100%; p _1-2<0,001, p _1-3<0,001). Открытый артериальный проток чаще выявлялся у новорожденных 2а-подгруппы (56,7%; p 1-2 =0,012). У новорожденных детей из 2-й группы дисфункции клапанного аппарата сердца при проведении допплер-эхокардиографического исследования зарегистрированы чаще, чем у детей из 1-й группы: митральная регургитация незначительной степени обнаруживалась у 90% новорожденных 2б-подгруппы и у 70% новорожденных 2а-подгруппы ( p _1-2=0,455, p _1-3=0,006). Трикуспидальная регургитация 1–2-й степени также чаще была

Оценки некоторых показателей вариабельности сердечного ритма в группах исследуемых новорожденных, n =50, M ±σ

Показатель Группа новорожденных (гестационный возраст, масса тела при рождении) Критерий Краскела — Уоллиса 1-я (37–42 нед, ≥2500 г), n=20 2-я группа, n=30 подгруппа 2а (37–42 нед, ≥2500 г), n=15 2б (34–36,6 нед, ≤2500 г), n=15 ЧСС, уд/мин 131,1 [122,0; 139,7] 137,6 [126,1; 148,1]; z =1,4; p=0,469    1 151,8 [141,6; 160,1]; z =3,9; p<0,001; z2=2,4; p=0,1056 H=15,8; p=0,004 ВСР RMSSD 15,2 [10,3; 36,3] 13,3 [9,2; 21,1]; z =1,3; p=0,545 1 26,6 [22,5; 48,3]; z =3,9; p=0,004; z2=2,4; p=10,029 H=10,7; p=0,005 PNN50 0,99 [0,01; 4,65] 0,53 [0,01; 2,97]; z =0,4; p=0,975 1 7,65 [3,26; 16,43]; z =3,2; p=0,004; z2=3,1; p=01 ,006 H=12,3; p=0,002 HF2, ms2 116,6 [48,5; 353,0] 99,1 [51,4; 175,9] 194,2 [126,0; 336,7] H=4,4; p=0,111 LF2, % 22,8 [18,1; 31,2] 24,4 [20,2; 36,6] 22,5 [20,8; 26,7] H=1,0; p=0,601 HF2, % 21,3 [13,8; 45,3] 18,0 [11,2; 26,9]; zH„=1,5; p=0,375 HP 38,4 [25,3; 47,5]; zH=2,1; p=0,120; zPD=2,9; p=0,011 H=8,4; p=0,015 LF/HF2 1,2 [0,5; 2,1] 1,7 [0,8; 2,7]; z =1,6; p=0,354HP 0,69 [0,55; 0,80]; z =2,0; p=0,148; zPD=2,9; pH=P0,013 H=8,1; p=0,017 HF4, ms2 96,73 [33,13; 302,65] 60,40 [27,96; 123,61]; zHP=2,09; p=0,110 168,52 [102,17; 311,71]; z =1,45; p=0,443; zPD=2,78; p=0H,P016 H=8,24; p=0,016 LF4, % 24,58 [19,42; 31,28] 26,79 [21,61; 38,91] 23,84 [21,83; 27,94] H=1,55; p=0,461 HF4, % 20,64 [12,92; 40,63] 12,92 [6,40; 22,83]; zHP=2,73; p=0,019 35,09 [21,99; 45,58]; z =2,05; p=0,122; zPD=3,77; p2500 г при рождении, и 86,7% — у детей, рожденных при сроке гестации 34–36,6 нед с массой тела ≤2500 г (p1-2<0,001, p1-3<0,001).

Анализ вариабельности сердечного ритма у новорожденных, включенных в исследование, показал, что младенцы из 2б-подгруппы имели более высокие значения ЧСС и двух показателей ВСР во временной области: RMSSD — 26,6 ( p =0,005) и PNN50–7,65 ( p =0,002) относительно данных младенцев из других групп. S -индекс у новорожденных во всех изученных группах был низкий (14,4–18,5), что характеризует функциональную незрелость вегетативной регуляции кровообращения.

Различия показателей в частотной области ВСР между изучаемыми группами новорожденных зависели от используемых границ HF-диапазона. Группы не различались по всем показателям, сопряженным с HF1. При использовании диапазона HF2 и HF4 дети из 2б-подгруппы характеризовались более высокими значениями HF (в ms²) (HF2 p =0,111; HF4 p =0,016) и HF% (HF2% p =0,015; HF4% p <0,001) и меньшими значениями Lf/HF (LF/HF2 p =0,017; LF/HF4 p =0,001) (относительно показателей младенцев из других исследуемых групп). Использование диапазона HF3 сохраняло отличия новорожденных из 2б-подгруппы только от детей из 2а-подгруппы по HF% ( p =0,026) и LF/Hf ( p =0,022). LF (в ms²) был сопоставим во всех трех исследуемых группах новорожденных (таблица).

Показатели ФПГВ в частотной области показывали однотипные различия между группами, независимо от используемых границ HF-диапазона и места регистрации сигнала ФПГ (ФПГ с области большого родничка или ноги). Новорожденные из 2-й группы характеризовались однонаправленными различиями с детьми из 1-й группы. В частности, lF% и LF/HF имели более высокие значения, а HF% — более низкие.

Повышение симпатических влияний на периферический кровоток и снижение дыхательных влияний наблюдалось в следующей последовательности: новорожденные (гестационный возраст 37–42 нед) с физиологическим течением периода неонатальной адаптации → новорожденные дети гестационного возраста 34–36 нед 6 дней и массой менее 2500 г → новорожденные (гестационный возраст 37–42 нед) с патологическим течением периода ранней неонатальной адаптации и массой при рождении более 2500 г.

У детей из 1-й группы в нашем исследовании коэффициент LF/HF спектра ВСР в зависимости от используемых при вычислении границах HF-диапазона был равен 1,2 (LF/HF2) ( p =0,017) и 1,5 (LF/HF4) ( p =0,001), что свидетельствует о преобладании симпатического и барорефлекторного влияний на функцию сердца в норме у новорожденных. Применительно к регуляции периферического кровотока, оцениваемого по ФПГ-сигналу, у новорожденных в норме наблюдается значительное преобладание дыхательных влияний над симпатическими: LF/HF2 и LF/HF4=0,20 ( p <0,001).

Обсуждение. При проведении метода синхронной регистрации сигналов электрокардиограммы, фотоплетизмограммы и дыхания при помощи многоканального регистратора биологических сигналов и анализа вариабельности сердечного ритма, выявлено, что индекс фазовой синхронизации (S) у новорожденных во всех изученных группах был низкий (14,4–18,5), что характеризует функциональную незрелость вегетативной регуляции кровообращения и, как следствие, свидетельствует о нарушении адаптационных реакций в неонатальный период. Данное наблюдение подтверждает результаты исследований других авторов, указывающих на уменьшение чувствительности артериального барорефлекса у новорожденных [17].

Методы анализа частотно-зависимых характеристик вегетативной регуляции сердечно-сосудистой системы у новорожденных позволяют углубленно изучить механизм адаптации организма к условиям внешней среды. В рамках спектрального анализа ВСР многие ученые используют следующие пределы для низкочастотного диапазона (LF) — 0,04–0,15 Гц [18]. Этот диапазон рассматривается как индикатор симпатической и барорефлекторной активности. Для HF-диапазона, который служит показателем парасимпатической активности и воздействия дыхательного процесса, наиболее распространенными границами являются 0,2-2,0 Гц [18]. В связи с наличием у новорожденных повышенной ЧСС и частоты дыхательных движений в нашем исследовании мы использовали несколько вариантов границ HF-диапазона: HF1 0,15–0,40 Гц, HF2–0,2–2 Гц, HF3-0,15-0,8 Гц и HF4-0,24-1,04 Гц. Было выявлено, что показатели ВСР и ФПГВ, ассоциированные с HF1- и HF3-диапазонами, демонстрируют менее существенные различия, вплоть до их отсутствия, относительно аналогичных групп показателей, ассоциированных с HF2- и HF4-диапазонами.

Известно, что отношение LF/HF спектра ВСР прогрессивно уменьшается с постнатальным возрастом, что свидетельствует об усилении парасимпатического влияния на хронотропную регуляцию сердца [19, 20]. В ходе нашего исследования мы наблюдали значимо более низкие значения данного показателя для сигнала ФПГ на 3-й день после рождения у младенцев из 1-й группы относительно показателей детей из других исследуемых групп.

Заключение. Новорожденные дети в целом характеризуются функциональной незрелостью симпатической вегетативной регуляции кровообращения и преобладанием симпатического и барорефлекторного влияния на функцию сердца, тогда как в регуляции периферического кровотока у новорожденных с физиологическим течением ранней неонатальной адаптации преобладают дыхательные влияния над симпатическими, а у младенцев с патологическим течением ранней неонатальной адаптации — симпатические влияния.