Влияние табачной интоксикации на вегетативную регуляцию сердечной деятельности у мужчин при однократном табакокурении

Введение. В настоящее время проблема табакокурения приобретает уровень пандемии. Употребление табака фиксируется у каждого третьего респондента от всего взрослого населения планеты и приводит к каждому 10 летальному исходу, так ежегодно умирает более 2 млн. человек при общей смертности в 5 миллионов в год [1]. Среди молодежи (1830 лет) 65% употребляют табак в форме сигарет, вейпов и смеси для кальяна, при 100% осведомлённости о влиянии, которое оказывают на организм никотин и продукты, его содержащие [2]. По основным показателям здорового образа жизни Россия выделяется по сравнению с развитыми и развивающимися странами. По разным данным, от 60 до 65% российских мужчин и от 17 до 25% женщин являются курильщиками. Отмечается, что впервые пробуют курить в возрасте до 18 лет около 80% мужчин и 50% женщин [3].

Сигарета в среднем содержит 1-3 мг никотина, таким образом при выкуривании одной пачки в день организмом поглощается 2040 мг никотина. [4]. Никотин – бесцветная маслянистая жидкость, которая распадаясь в легких, поступает в кровь и клетки, после чего в печени превращается в котинин, который, в свою очередь, концентрируется в почках, легких, грудной железе и выделяется с мочой, а также грудным молоком. Никотин является сильнодействующим парасимпатомимети-ческим алкалоидом, который увеличивает высвобождение дофамина в мезолимбиче-ской системе, особенно в мезолимбическом пути, что служит основной причиной формирования никотиновой физической и психи- ческой зависимости, более стойкой, чем при приёме марихуаны, кофеина, этанола, кокаина и героина [4]. Способность никотина вызывать зависимость появляется при синтезе ингибитора моноаминоксидазы, на фоне которого происходит закрепление поведенческого фактора [5, 6].

Необходимо отметить, что горящая сигарета вырабатывает более 400 ядовитых веществ (в том числе 13 проканцерогенов и 30 канцерогенов, среди которых – бензол, кадмий, мышьяк, никель, хром, бериллий, катехол и другие), а табачный дым имеет главный поток и побочный. В главном потоке при затяжке происходит пиролиз табака, бумаги и возгонка компонентов табака, его твердых частиц (окиси углерода, смолы, радиоактивных вещества, свинца, висмута, полония-210. Побочный поток содержит аэрозольные соединения, в том числе деготь.

Для организма, находящегося в стадии физиологического роста и развития, табакокурение приобретает форму серьёзной опасности для состояния здоровья, о чем свидетельствуют изменения в функционировании сердечно-сосудистой, дыхательной систем, а также вегетативной нервной системы [7]. Так при длительном курении повышается частота сердечных сокращений (ЧСС) и артериальное давление на фоне снижения кислородной емкости крови, усиливается вазоконстрикция и снижается прочность стенок кровеносных сосудов.

Под влиянием компонентов курения происходит активация симпатической нервной системы (высвобождение катехоламинов, вазопрессина), что приводит к повышению артериального давления, учащению ЧСС, увеличению потребности миокарда в кислороде, развитию его ишемии [4]. Никотин действует на холинерические рецепторы нервной ткани, эндотелиальных клеток и гладкомышечной мускулатуры сосудов, которые в физиологических условиях активируются ацетилхолином [4, 8]. Ослабляя баррорефлексы, курение снижает противодействие на чрезмерную симпатическую активацию [9].

Представляют интерес работы о ионотропных рецепторах нейромидиаторов или ли-ганд-управляемых ионных каналах, активация которых может непосредственно приводить как к развитию и передаче нервного импульса, так и его подавлению. Как указывает Шелухина И. В., известными представителями лиганд-управляемых ионных каналов является семейство Cys-петельных рецепторов, к которому относятся никотиновые ацетилхолиновые рецепторы. Функциональная роль данных рецепторов не ограничивается участием в синаптической передаче, так как Cys-петельные рецепторы часто располагаются на нервных клетках вне синаптических контактов, выполняя регуляторные функции. Клеточная сигнализация с использованием таких молекул как ацетилхолин объясняет широкое распространение Cys-петельных рецепторов на невозбудимых клетках, как в нервной системе, так и за ее пределами [10, 11]. Длительное воздействие сигнальных молекул на рецепторы клеток снижает их чувствительность, что способствует развитию толерантности (у никотинового рецептора наблюдается явление десентизации).

Отмечается, что нарушение вегетативной регуляции сердечной деятельности является важным фактором в обеспечении оптимальной работы сердечно-сосудистой системы или возникновении патологического функционирования [12].

Для количественной оценки состояния симпатического и парасимпатического тонуса используют различные методы, наиболее информативным из которых является анализ вариабельности сердечного ритма (ВСР). Он позволяет судить о состоянии механизмов регуляции физиологических функций в организме человека, в частности общей активности регуляторных механизмов, нейрогу-моральной регуляции сердца, соотношения между симпатическим и парасимпатическим отделами вегетативной нервной системы. Использование данного метода неинвазивных функциональных исследований позволяет прогнозировать общие тенденции в развитии различных процессов в организме, в том числе адаптационных механизмов в условиях напряженной мышечной деятельности, а также риск развития патологического и компенсаторного процессов [13].

В доступной литературе имеется информация о влиянии на ВСР различных факторов. Однако данные о влиянии табакокурения на ВСР требуют уточнения.

Цель исследования: изучить влияние однократного выкуривания сигареты у мужчин разного возраста на вариабельность сердечного ритма.

Материалы и методы: В исследовании приняли участие 40 мужчин в возрасте от 18 до 45 лет. Критерии включения в исследование: 1) регулярное выкуривание не менее 4 сигарет в день; 2) информированное согласие. Критерии исключения: 1) возраст старше 50 лет; 2) наличие тяжелой соматической патологии.

Этапы исследования и распределения пациентов на группы представлены на общем дизайне исследования (рисунок 1).

Испытуемые были распределены в группы в зависимости от стажа курения. Первую группу составили мужчины с курительным стажем 1,5±0,3 года и средним возрастом по группе 20±1,1 лет; во вторую группу вошли мужчины со стажем курения более 15 лет. Средний возраст мужчин во второй группе составил 42±1,3 года.

Регистрацию и анализ ЭКГ в фазовом пространстве проводили с помощью про-

Рисунок 1. Дизайн исследования

граммно-технического комплекса ФАЗА-ГРАФ® (Свидетельство о гос. регистрации в государственной службе лечебных способов и изделий медицинского предназначения № 8398/2008 от 3.12.2008, №14006/2014 от 27.06.2014, Распоряжение Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии (Росстандарт) № СГ-101-32/881 от 15.02.2015 г., поверка от 23.02.2020 г.). Измерения производились непосредственно до выкуривания сигареты и не более чем через 10 секунд после.

Анализировали параметры вариабельности сердечного ритма: частоту сердечных сокращений (ЧСС, уд/мин); стандартное отклонение кардиоинтервалов (SDNN, мс) – показатель, характеризующий вариабельность сердечного ритма в целом и зависящий от активности парасимпатического отдела регуляции; квадратный корень из суммы квадратов разности величин последовательных пар RR – интервалов (RMSSD, мс); процент количества пар последовательных кардиоинтервалов в кардиограмме, отличающиеся более чем на 50 мс (pNN50, %); амплитуду моды (Amo, %) – рост значения которого характеризуется снижением вариабельности и централизации управления ритмом сердца; индекс напряжения по А. Р. Баевскому (ИН, ед.) рассчитывали по формуле ИН = АМо/(2ВР х Mo), вклад низкочастотной составляющей v=0.04-0.15 Гц (LFn, %); вклад высокочастотной составляющей v=0,15-0,4 Гц (HFn, %), коэффициент ваго-симпатического баланса (LF/HF).

Статистическую обработку полученных результатов проводили с помощью программного пакета STATISTICA 6.0 (StatSoft, Inc., USA). Оценки расхождения распределений признаков проводились с помощью критерия согласия Колмогорова-Смирнова. Достоверность различий между одноименными показателями в независимых выборках оценивали с помощью непараметрического U-критерия Mann-Whitney. При условии нормального распределения применяли параметрический t-критерий Стьюдента.

Результаты и их обсуждение. При изучении влияние однократного выкуривания сигареты у мужчин разного возраста с различным стажем курения на ВРС были выявлены особенности их вегетативной регуляции.

Первый параметр, который мы оценивали в ходе нашего исследования после выкуривания одной сигареты в покое, была ЧСС.

В целом по первой группе ЧСС составляет 78 уд/мин, а во второй группе 75 уд/мин (рисунок 2).

Отмечается рост количества сердечных сокращений на 20% в первой группе курильщиков относительно курильщиков второй группы (р<0,05), что на наш взгляд отражает значительную активацию симпатического звена вегетативной регуляции у обследованных первой группы.

I группа           II группа

■ До выкуривания ■ После выкуривания

Рисунок 2. Динамика частоты сердечных сокращений до и после выкуривания сигареты, уд/мин.

* - различия достоверны по сравнению со II группой после курения, (p<0,05)

Следующим этапом нашего исследования было изучение стандартного отклонения кардиоинтервалов (рисунок 3).

80 --------------------------------

I группа           II группа

■ До выкуривания ■ После выкуривания

Рисунок 3. Динамика стандартного отклонения кардиоинтервалов до и после выкуривания сигареты, уд/мин.

* - различия достоверны по сравнению с I группой после курения, (p<0,05)

Анализ полученных данных после выкуривания одной сигареты, позволил установить, что показатель SDNN в первой группе досто- верно снизился с 54 мс до 38 мс, что в среднем составило 25% (р<0,05).

Тогда как SDNN во второй группе оставался стабильным (62 мс и 63 мс, соответственно). Снижение значений SDNN у обследуемых первой группы, с нашей точки зрения, свидетельствовало об уменьшении вариабельности сердечного ритма и неоптимальной регуляции деятельности сердечно-сосудистой системы.

На следующей стадии нашей работы мы оценивали показатели Amo (мс), pNN50 (%) и ИН (ед.) (таблица 1). Полученные данные указывают на увеличение (р<0,05) показателя Amo более чем на 40% после выкуривания сигареты у испытуемых I группы. Эти изменения свидетельствуют о повышении ригидности сердечного ритма. Тогда как во II группе значимых изменений не зарегистрировано.

Оценка парасимпатического показателя pNN50, % выявила, что у испытуемых I группы отмечалось его снижение более чем на 25% (р<0,05), с 25% до 18%. Данные изменения подтверждают значительную централизацию управления сердечным ритмом, напряжение механизмов регуляции и снижение приспособительных возможностей кардиогемодинамики. Во II группе достоверно значимых изменений не зафиксировано.

Дисбаланс центральных и периферических звеньев приводил к росту напряжения механизмов регуляции. Так, ИН, характеризуя активность механизмов симпатической регуляции и состояние центрального контура регуляции у представителей первой группы по отношению к покою увеличился почти вдвое (р<0,05): с 112 ед. до 216 ед. У испытуемых II группы ИН изменился с 134 ед. до 142 ед. Повышенные значения ИН, выявленные при первичном обследовании говорили в пользу преобладания симпатического тонуса вегетативной нервной системы.

Спектральный анализ в оценке вклада периодических составляющих в динамику изменения ЧСС у испытуемых первой группы также позволил выявить регуляторные различия

Рисунок 4. Динамика коэффициента вагосимпатического баланса до и после выкуривания сигареты, уд/мин.

Изменение ВСР у мужчин c различным стажем курения до и после однократного табакокурения, Ме (Q 1 ;Q₃)

Таблица 1

Показатель	Условие	Стаж		Достоверность (1-2)
		<1,5 лет	˃15 лет
		1	2
АМо, мс	До	31 (28; 45)	46 (24; 64)	р<0,05
	После	45 (33; 59)*	39 (31; 62)
pNN50, %	До	25 (8; 32)	25 (23; 56)
	После	18 (8; 26)*	32 (26; 65)
ИН, ед	До	112 (56; 189)	134 (87; 216)	р<0,05
	После	216 (117; 236)**	142 (98; 200)	р<0,05

Примечания: достоверность различий на уровне * – р<0,05; ** – р<0,01

* - различия достоверны по сравнению с I группой после курения, (p<0,01)

в начале и в конце выкуривания (рисунок 4).

Для этого анализировали отношение сравнительного вклада модуляций симпатического и парасимпатического отделов ВНС в регуляцию ритма сердца по мощности колебаний ЭКГ, соответствующей каждому выявленному периоду по показателю LF/HF.

У обследованных испытуемых I группы выявлено изменение LF/HF с 1,2 ед. (до выкуривания) до 3,5 ед. после выкуривания сигареты. Увеличение значения LF/HF более чем в два раза (р<0,01) отражало снижение центральных парасимпатических модуляций в первой группе после однократного табакокурения. Во второй группе не выявлено достоверно значимых изменений LF/HF. Однако значения коэффициента вагосимпатического баланса LF/HF 2,3, зарегистрированные при первичном обследовании, указывали на преобладание симпатического тонуса вегетативной нервной системы. Достоверных изменений в регуляции после выкуривания сигареты выявлено не было.

Результаты исследования позволяют предположить, что, вероятно, по причине некоторого различия патогенеза влияния никотина – последствия для организма у мужчин с различным стажем табакокурения отличаются. В первой группе смещение вегетативной регуляции в сторону симпатикотонии приводило к напряжению механизмов регуляции при централизации управления сердечной деятельности. У обследуемых второй группы вегетативная нервная система за счет сформировавшейся рецепторной системы более инертна, что объясняется десенситизацией никотиновых ацетилхолиновых рецепторов в связи с длительным воздействием на них сигнальных молекул. У курильщиков со ста- жем 15 лет и более вероятны атерогенные и тромбогенные патологические эффекты.

Выводы: Результаты проведенного исследования показывают, что ввиду некоторого различия патогенеза влияния никотина у мужчин с различным стажем табакокурения последствия его влияния на организм отличаются.

В первой группе рост количества сердечных сокращений на 20% относительно обследуемых второй группы (р<0,05), увеличение ригидности сердечного ритма по показателю Амо более чем на 40% (р<0,05), уменьшение значения парасимпатического показателя pNN50, % на 30% (р<0,05), рост ИН вдвое (р<0,05), увеличение LF/HF более чем в два раза (р<0,01) после однократного табакоку-

ЛИТЕРАТУРА рения подтверждало значительную централизацию управления сердечным ритмом, напряжение механизмов регуляции и снижение приспособительных возможностей кардиогемодинамики молодых курильщиков.