Показатели сердечно-сосудистой системы и кардиоритма у юношей г. Магадана с различными типами конституции

Среди современных методологических подходов к оценке состояния сердечно-сосудистой системы (ССС) и организма в целом существенное место принадлежит анализу вариабельности сердечного ритма (ВСР). По изменению кардиоритма судят о процессах регуляции всего организма [1]. Соотношение морфологического и функционального аспектов биологического статуса человека является одним из центральных вопросов конституциоло-гии, поскольку сама конституцио- нальная концепция основана на единстве формы и функции1. Учитывая, что ССС и показатели ВСР являются связующим звеном между всеми органами и системами организма, в данном исследовании рассматриваются особенности характеристик кардиоритма и ССС в зависимости от типа конституции обследуемых нами юношей.

Обзор литературы

Вариабельность – это свойство всех биологических процессов организма, связанное с необходимостью процессов приспособления к изменяющимся условиям окружающей среды [2]. Вариабельность, или изменчивость тех или иных показателей, в т. ч. кардиоритма, отражает воздействие сигналов управления, перенастраивающих системы для сохранения гомеостаза или для формирования адаптационных перестроек организма к новым условиям [3]. ВСР имеет сложную структуру, которую часто называют «хаотичной», обусловленную участием различных наложенных частот колебания, нелинейно связанных друг с другом [2–3]. Этот метод позволяет регистрировать изменение вегетативного баланса в сторону преобладания симпатических либо парасимпатических влияний на ССС, а также прогнозировать и оценивать степень его адаптационных возможностей2 [4–5].

В этом контексте ВСР является неинвазивным способом оценки вегетативной регуляции ССС путем анализа различий между последовательными сердцебиениями, связанными с влиянием вегетативной нервной системы (ВНС) на синусовый узел [6]. Высокий уровень состояния ВСР в состоянии покоя является показателем хорошей адаптации как у спортсменов, так и у людей с обычным режимом двигательной активности, в то время как снижение ВСР может указывать на поражение сердца [7–8]. В настоящее время ВСР является определенным индикатором функции парасимпатической нервной системы, и снижение ее активации связано с нарушениями физиологической, эмоциональной, когнитивной и поведенческой регуляции, многочисленными факторами риска для неблагоприятных исходов здоровья, а также снижением самооценки [8].

Важным интегральным показателем, отражающим состояние вегетатив- ного симпатически-парасимпатическо-го гомеостаза, является исходный вегетативный тонус (баланс)2 [5]. Известно, что исходный вегетативный тонус ССС в состоянии покоя определяет ее функциональное состояние [Там же].

Нарушение вегетативной регуляции ССС системы служит ранним признаком срыва адаптации организма, что, в свою очередь, ведет к снижению работоспособности [Там же]. Вегетативная неустойчивость, которая проявляется в преобладании тонуса симпатического или парасимпатического отделов ВНС, свойственна большинству современных детей и подростков [9], относящихся к группе условно здоровых, но имеющих исчерпанный лимит адаптации, а также риск развития вегето-сосуди-стых дистоний [10].

По мнению ряда авторов, при выраженной активации симпатического звена ВНС организм работает в условиях внутреннего стрессорного напряжения. Длительное и непрерывное функционирование организма в таком состоянии может через какое-то время привести к формированию органических нарушений, сначала обратимых, а затем малообратимых [11]. В то же время смещение равновесия ВНС в сторону влияния парасимпатического отдела обеспечивает оптимальное снабжение организма кислородом в покое, отражает экономизацию деятельности ССС и в целом характеризует функциональный резерв организма для адаптации к экстремальным условиям северо-востока Российской Федерации [12].

Несомненно, состояние ВНС у практически здоровых молодых людей в последние годы нередко является предметом исследования, однако при этом, на наш взгляд, недостаточно уде- ляется внимания изучению показателей вегетативного баланса организма в зависимости от конституциональных, габаритных параметров организма. Известно, что ведущими критериями здоровья являются физическое развитие и адаптационные возможности организма [13]. При этом необходимо отметить, что для оценки морфофункциональных характеристик организма в различные периоды онтогенеза целесообразным является конституционально-типологический подход [14]. Соматотипологические характеристики организма представляют собой форму проявления естественного биологического популяционного разнообразия, без которого не могут быть устойчивы ни одна популяция, ни один вид. При этом популяционное разнообразие дискретно, что определяет естественно складывающую типологию вариантов конституции (соматотипов)1 [Там же].

Материалы и методы

В исследовании приняли участие 558 юношей, которые на момент исследования являлись студентами ФГБОУ ВО «Северо-Восточный государственный университет» (г. Магадан). Обследование было выполнено на занятиях физической культуры до проведения нагрузок, что подразумевает наличие медицинского допуска и отсутствие хронических заболеваний в стадии обострения и жалоб на состояние здоровья, что и являлось непосредственным критерием включения в исследования. У испытуемых определяли основные соматометрические показатели: рост, массу тела и окружность грудной клетки, на основе которых были произведены расчеты индекса Пинье (ИП, усл. ед.) и индекса массы тела (ИМТ, кг/м2) как основных антропометрических индексов [13] Для выявления типологических особенностей морфофункциональных показателей все юноши были разделены на 3 соматоти-па: астенический (26 < ИП < 35 и более), нормостенический (10 < ИП < 25) и гиперстенический (ИП < 10)3.

Анализ характеристик ССС в состоянии покоя производился путем измерения показателей систолического (САД, мм рт.ст.), диастолического (ДАД, мм рт.ст.) артериального давления, а также частоты сердечных сокращений (ЧСС, уд./мин) с использованием автоматического тонометра «Nessei DS-1862» (Япония).

Кардиоритм записывался с помощью прибора «Варикард» (программное обеспечение VARICARD-KARDi, РФ) в положении сидя с учетом методических рекомендаций группы российских экспертов [15]. Общая суммарная мощность спектра кардиоритма (ТР) рассчитывалась без учета ультранизкочастотной составляющей (ULF) исходя из требований корректности применения анализа коротких временных рядов с использованием метода Фурье преобразования. В дальнейшем анализировались следующие показатели ВСР: мода (Мo, мс) – наиболее часто встречающиеся значение R-R интервала; разность между максимальным и минимальным значениями кардиоинтервалов (MxDMn, мс); число пар кардиоинтервалов с разницей более 50 мс в % к общему числу кардиоинтервалов (pNN50, мс); стандартное отклонение полного массива кардиоинтервалов (SDNN, мс); амплитуда моды при ширине класса 50 мс (AMо 50 %, мс); индекс напряжения регуляторных систем (SI, усл. ед.); суммарная мощность спектра сердечного ритма (TP, мс2), мощность спектра высокочастотного компонента вариабельности сердечного ритма в диапазоне 0,40– 0,15 гц (дыхательные волны) (HF, мс2);

Vol. 27, no. 3. 2017 мощность спектра низкочастотного компонента вариабельности сердечного ритма в диапазоне 0,15–0,04 гц (LF, мс²); мощность спектра очень низкочастотного компонента вариабельности ритма сердца в диапазоне 0,040–0,015 гц (VLF, мс²).

Тип исходного вегетативного тонуса определяли в состоянии покоя на основании значений следующих показателей: MxDMn, SI, TP, где диапазон (нормотонии для MxDMn мы учитывали равным от 200 до 300 мс, для SI – от 70 до 140 усл. ед., для TP – от 1 000 до 2 000 мс2. Если исследуемые показатели MxDMn и TP находились ниже данных диапазонов, то вегетативный уровень был оценен как симпатотонический, при повышении величин данного коридора – как ваго-тонический. Напротив, относительно показателей SI, при повышении его значений до > 140 усл. ед. (с учетом 2 других показателей) вегетативный баланс оценивался как имеющий симпа-тикотоническую направленность, а при понижении до < 70 усл. ед. – вагото-нической [16–17]. На основании значений кардиоритма все испытуемые были разделены на 3 группы: сим-патотоники (n = 70), нормотоники (n = 175) и ваготоники (n = 313).

Обследования проводились в помещении с комфортной температурой 19-21 ° С, в первой половине дня. Исследование было выполнено в соответствии с принципами Хельсинской Декларации Всемирной Медицинской Ассоциации. Протокол исследования был одобрен Этическим комитетом медико-биологических исследований при СВНЦ ДВО РАН (№ 004/013 от 10.12.2013). До включения в исследование у всех участников было получено письменное информированное согласие.

Результаты были подвергнуты статистической обработке с применением пакета прикладных программ «Statistica 7.0» Проверка на нормальность распределения измеренных переменных осуществлялась на основе теста Шапиро-Уилка. Результаты непараметрических методов обработки представлены в виде медианы (Me) и интерквартильного размаха в виде 25 и 75 процентилей, а параметрических – как среднее значение и его ошибка (М ± m).

Статистическая значимость различий определялась с помощью дисперсионного анализа с последующим попарным сравнением на основе критерия Штеффе для выборок с параметрическим распределением и непараметрического критерия Манна-Уитни для выборок с распределением, отличающимся от нормального. Для изучения зависимостей между распределением по исходному вегетативному типу и типу конституции был проведен анализ таблиц сопряженности с использованием критерия χ2. Критический уровень значимости (p) в работе принимался равным 0,054.

Результаты исследования

Поиск взаимосвязей между системами признаков является одним из центральных вопросов конституциональной антропологии1. В табл. 1 представлены показатели основных характеристик ССС в зависимости от типа конституции. Из представленных данных видно, что по мере повышения крепости телосложения, отмечается статистически значимое увеличение показателей САД и ДАД. При этом в группе юношей-гиперстеников уровень САД превышает границы нормы, характерные для нормального уровня артериального давления, что отражают наличие высокого нормального артериально- го давления (ВНАД) [18], и в целом может свидетельствовать о предрасположенности к формированию предгипертензивного состояния у представителей данного соматотипа [16]. В группе астеников отмечены статистически значимо более высокие показатели ЧСС относительно группы нормостеников и гиперстеников. Учи- тывая тот факт, что урежение сердцебиения дает возможность сохранять хронотропный резерв сердца, что, в свою очередь, расширяет диапазон ответных реакций ССС и способствует снижению энергетических трат сердцем [8], предположим менее эффективный уровень функционирования ССС у юношей-астеников.

Т а б л и ц а 1

T a b l e 1

Показатели сердечно-сосудистой системы у юношей с различным типом конституции Indices of cardiovascular system in young males with different types of constitution

Наименование показателя / Index	Тип конституции / Type of constitution			Уровень значимости различий между группами / Level of significance of differences between groups
	Астеники / Astenics (1)	Нормостеники / Normoste-nics (2)	Гиперстеники / Hyperste-nics (3)	1–2	2–3	1–3
САД, мм рт.ст. / Systolic pressure, mmHg	126,2 ± 0,6	128,2 ± 0,7	134,7 ± 0,9	p = 0,08	p < 0,001	p < 0,001
ДАД, мм рт.ст. / Diastolic pressure, mmHg.	75,2 ± 0,6	76,2 ± 0,6	79,2 ± 1,4	p = 0,25	p < 0,05	p < 0,001
ЧСС, уд./мин / Heart rate, bpm	75,9 ± 0,8	72,9 ± 0,8	73,6 ± 1,2	p < 0,001	p = 0,18	p < 0,05
ИП, усл. ед. / IP, units	35,7 ± 1,0	19,2 ± 0,4	-3,5 ± 1,2	p < 0,001	p < 0,001	p < 0,001

В настоящее время определение ВСР признано наиболее информативным неинвазивным методом количественной оценки вегетативной регуляции сердечного ритма. ВСР отражает жизненно важные показатели управления физиологическими функциями организма – вегетативный баланс и функциональные резервы механизмов его управления [15]. Анализ характеристик ВСР в зависимости от исходного типа конституции (табл. 2) показал, что для астеников характерны статистически зна- чимо более низкие показатели MxDMn и RMSSD, отражающие степень вариативности значений кардиоинтервалов, обусловленную физиологической дыхательной аритмией, что свидетельствует о снижении активности автономного регуляторного контура относительно нормостеников и гиперстеников. Величина RMSSD у гиперстеников превосходили аналогичную характеристику у представителей остальных соматотипов, что является отражением повышения активности механизмов саморегуляции.

Т а б л и ц а 1

T a b l e 1

Показатели вариабельности сердечного ритма в зависимости от типа конституции Indices of heart rate variability in dependence on types of constitution

Наименование показателя / Index	Тип конституции / Type of constitution			Уровень значимости различий между группами / Level of significance of differences between groups
	Астеники / Astenics (1)	Нормостеники / Normosten-ics (2)	Гиперстеники / Hypersten-ics (3)	1–2	2–3	1–3
n	205	232	121
MxDMn, мс	329,0 (243,0; 429,0)	346,0 (265,9; 458,2)	344,0 (259,6; 450,5)	p < 0,05	p = 0,86	p = 0,26
RMSSD, мс	39,5 (28,3; 59,9)	43,8 (31,8; 63,7)	48,6 (34,2; 67,1)	p < 0,05	p = 0,39	p < 0,05
pNN50, %	15,5 (6,7; 32,0)	18,5 (7,0; 36,3)	26,4 (11,0; 39,7)	p = 0,10	p = 0,26	p < 0,05
SDNN, мс	60,1 (43,9; 75,8)	61,5 (47,5; 77,6)	62,0 (49,0; 82,6)	p = 0,18	p = 0,62	p = 0,43
Mo, мс	780,1 (721,6; 878,4)	821,1 (725,3; 923,3)	804,8 (726,3; 880,8)	p < 0,05	p = 0,79	p < 0,05
AMo, мс	36,9 (28,3; 45,7)	33,7 (26,6; 43,2)	33,1 (26,0; 41,4)	p < 0,05	p = 0,62	p < 0,05
SI, усл. ед.	71,5 (35,1; 114,7)	53,8 (33,5; 98,3)	50,8 (33,2; 91,1)	p < 0,05	p = 0,77	p < 0,05
ТР, мс2	2487,3 (1377,5; 4181,5)	2784,0 (1728,6; 4338,7)	2748,8 (1748,3; 4515,1)	p = 0,33	p = 0,98	p = 0,41
HF, мс2	687,2 (317,6; 1711,6)	774,6 (378,6; 1558,4)	927,2 (473,9; 1615,1)	p = 0,45	p = 0,26	p < 0,05
LF, мс2	1132,1 (648,3; 1778,8)	1189,2 (706,0; 1948,5)	1012,2 (603,1; 1722,0)	p = 0,36	p = 0,31	p = 0,76
VLF, мс2	459,2 (241,5; 778,7)	496,7 (287,0; 805,0)	464,8 (255,6; 792,6)	p = 0,27	p = 0,67	p = 0,68
Мощность HF, % / Power of HF, %	29,1 (20,6; 41,1)	30,4 (20,2; 45,0)	34,5 (25,1; 48,2)	p = 0,91	p = 0,06	p < 0,05
Мощность LF, % / Power of LF, %	46,1 (37,8; 58,3)	46,7 (35,5; 58,7)	43,6 (33,1; 52,6)	p = 0,61	p = 0,08	p < 0,05
Мощность VLF, % / Power of VLF, %	18,5 (12,4; 25,9)	18,9 (12,5; 25,9)	17,5 (12,2; 26,1)	p = 0,84	p = 0,59	p = 0,76
LF/HF, усл. ед. / LF/HF units	1,7 (0,9; 2,7)	1,6 (0,8; 2,9)	1,3 (0,7; 1,9)	p = 0,87	p < 0,05	p < 0,01
IC, усл. ед. / IC units	2,4 (1,3; 3,8)	2,3 (1,3; 3,8)	1,9 (1,1; 3,1)	p = 0,91	p < 0,05	p < 0,05
ПАРС, усл. ед. / PARS units	4,0 (3,0; 6,0)	4,0 (3,0; 5,0)	4,0 (3,0; 5,0)	p = 0,65	p = 0,31	p = 0,61

Одним из важнейших показателей ВСР является показатель моды Mo, который указывает на доминирующий уровень функционирования синусового узла: при симпатикотонии значения Mo минимальны, при ваготонии, напротив, – максимальны [19]. Полученные результаты указывают на снижение данного показателя у астеников. Необходимо отметить, что показатель pNN50, отражающий относительную степень преобладания парасимпатического звена регуляции над симпатическим, возрастает в ряду от астеников к гиперстеникам, что указывает на смещение симпато-вагус-ного баланса в сторону активности парасимпатических влияний на регуляцию сердечного ритма с повышением крепости телосложения. На это же указывают и более низкие значения стресс-индекса и AMo у юношей-гиперстеников. В то же время анализ спектральных характеристик кардиоритма показал, что общая мощность спектра (TP) не имела статистически значимых различий у представителей различных сомато-типов. Тогда как наивысшие значения показателей HF мс2 были выявлены у гиперстеников с увеличением данной составляющей в % от общей мощности спектра, что является отражением увеличения активности автономного контура регуляции, связанного с дыхательными волнами и состоянием парасимпатического отдела ВНС.

В работе Н. И. Шлык делается акцент на том, что умеренное преобладание дыхательных волн (HF) в структуре спектра ВСР согласуется с представлениями об адаптационнотрофическом защитном действии блуждающих нервов на сердце и может рассматриваться как определенная физиологическая норма, отражающая высокие адаптационные возможности организма2. Необходимо отметить высокие значения мощности спектра низкочастотного компонента в % суммарной мощности колебаний (LF, %) у обследуемых групп, что с позиции

Том 27, № 3. 2017 физиологической интерпретации может быть расценено как повышенная активность симпатического сосудистого центра [15]. Анализируя особенности регуляции кардиоритма у обследуемых из группы с астеническим типом конституции, мы отметили достаточно высокие значения (LF/HF) и индекса централизации (IC), превышающие аналогичные показатели у представителей других соматотипов, но все же находящиеся в пределах нормативных значений (IC 0,3–2,5; LF/HF 1,5–2,0)².

Отсутствие межгрупповых различий вклада очень низкочастотной составляющей (VLF) в общей мощности спектра и соответствие их нормативным величинам свидетельствует об оптимальном уровне участия центрального контура регуляции в обеспечении вегетативного баланса и в целом может расцениваться как оптимальный режим функционирования [15]. Известно, что вмешательство центральных механизмов управления в деятельность автономных функций происходит только в тех случаях, когда последние перестают адекватно выполнять свои задачу, что происходит в процессе адаптации к новым условиям с целью сохранения гомеостаза [20]. Учитывая тот факт, что ПАРС позволяет выделить различные степени напряжения регуляторных систем и оценивать адаптационные возможности организма [15], мы провели оценку данного показателя у представителей 3 соматотипов. Полученные результаты выявили отсутствие межгрупповых различий, при этом числовая величина данного показателя (4 усл. ед.) рассматривалась как наличие определенного физиологического (рабочего) напряжения, но с достаточными уровнем функциональных резервов организма [Там же].

Резюмируя вышесказанное, отметим, что полученные в нашем исследовании данные свидетельствуют, что отличительной чертой в обеспечении вегетативного баланса у гиперстеников являются высокие показатели RMSSD, HF в абсолютных и относительных значениях на фоне самых низких нормированных величин LF и показателей вагосимпатического баланса (LF/HF) с наименьшей степенью централизации в управлении сердечным ритмом. Тогда как для астенического соматотипа в деятельности кардиоритма характерно снижение показателей, отражающих активность механизмов саморегуляции сердечного ритма (MxDMn, pNN50, RMSSD), что сопровождается более высокими показателями LF/HF и IC, превышающими аналогичные характеристики в остальных группах. Несмотря на то, что данные величины кардиоритма находятся в пределах нормативного коридора, необходимо отметить, что они вплотную приближаются к верхней границе.

Важно отметить, что большинство вышеописанных показателей у пред- ставителей 3 групп конституции находятся в диапазоне, характерном для состояния нормотонии (с незначительным преобладанием парасимпатической активности), однако большая степень выраженности преобладания парасимпатического звена в регуляции кардиоритма отмечается в группе гиперстеников, а симпатического – у астеников. В группе обследуемых нормостеников изученные показатели ВСР занимали промежуточное положение в обеспечении вегетативного баланса.

Ввиду наличия статистически значимых различий ВСР с учетом конституционально-типологической дифференциации лишь в пределах коридора, описывающего состояние нормотонии, нам представилось интересным провести анализ распределения обследуемых юношей с учетом исходного вегетативного тонуса в каждой конституциональной группе (табл. 3).

Т а б л и ц а 3

T a b l e 3

Частота встречаемости исходного вегетативного тонуса от типа конституции Frequency of initial autonomic tone in dependence on types of constitution

Исходный вегетативный тонус / Initial vegetative tone	Тип конституции / Type of constitution
	Астеники / Asthenics	Нормостеники / Normosthenics	Гиперстеники / Hypersthenics
Симпатотоники / Sympathotonics	13 ± 2 %	11 ± 2 %	15 ± 3 %
Нормотоники / Normotonics	38 ± 3 %	30 ± 3%	24 ± 4 %
Ваготоники / Vagotonics	49 ± 3 %	59 ± 3 %	61 ± 4 %

Анализ полученных результатов показал, что наименьший процент встречаемости симпатотоников был характерен для представителей всех типов конституции, тогда как преобладающим исходным вегетативным типом как для астеников, так и для нормостеников и гиперстеников оказался ваготонический исходный тонус. В целом констатируем аналогичное распределение в каждой конституциональной группе, как и в общей выборке, что может свидетельствовать об отсутствии Pediatrics взаимосвязи между типом исходного вегетативного тонуса и соматотипом при анализе выборки с ИМТ в пределах от 19,5 до 26,2 кг/м2.

Для подтверждения данного предположения был проведен анализ зависимости между исходным типом вегетативного баланса и типом конституции. Для этого был использован анализ таблиц сопряженности с использованием критерия хи-квадрат (χ2). Значение данного критерия составило 5,3 (при пороговом значении – 9,4 при p < 0,05), что свидетельствует об отсутствии влияния соматотипа на тип вегетативного баланса в регуляции кардиоритма.

Обсуждение и заключения

Таким образом, типы вегетативной регуляции напрямую не имеют зависимости от соматометрических характеристик и, в частотности, от принадлежности к тому или иному типу конституции. При этом наиболее эффективный тип функционирования кардиогемодинамики характерен для нормостеников, что проявляется оптимальными показателями САД и ДАД, нормокардией с одновременным сохранением баланса между симпатическим и парасимпатическим звеньями вегетативной регуляции. Тогда как у астеников в регуляции кардиоритма отмечается незначительное смещение баланса к симпатическому звену активации с проявлением признаков тахикардии. В группе ги- перстеников отмечается более выраженное преобладание парасимпатического звена в регуляции ВНС, что, по мнению исследователей2, является отражением более экономичного и эффективного режима функционирования организма и адаптационных процессов в целом и может рассматриваться как оптимальные функциональные возможности ССС. Но в данном случае мы должны подчеркнуть наличие более высоких цифровых величин САД и ДАД у представителей этого соматотипа. Данный факт дает нам основание расценить повышение показателей артериального давления как компенсаторно-приспособительный механизм и определенную цену адаптации системы кровообращения, направленную на достижение определенного уровня функционального состоянии в ответ на воздействие экстремальных природно-климатических факторов Магаданской обл-ти.

Об авторах:

Все авторы прочитали и одобрили окончательный вариант рукописи.

Pediatrics 407

Submitted 07.07.2017; revised 24.07.2017; published online 29.09.2017

All authors have read and approved the final version of the manuscript.