Анализ изменений показателей вариабельности сердечного ритма в условиях 21-суточной антиортостатической гипокинезии

Язык труда и переводы:
УДК:
612.176.4
Дата публикации:
13 декабря 2022, 14:48
Категория:
Секция 20. Космическая биология и медицина
Авторы
Яхья Юсеф Джамалович
ГНЦ РФ – ИМБП РАН
Стулова Лидия Сергеевна
ГНЦ РФ – ИМБП РАН
Лучицкая Елена Сергеевна
ГНЦ РФ – ИМБП РАН
Аннотация:
На сегодняшний день одно из важных направлений космической физиологии составляют исследования влияний невесомости на деятельность различных систем организма. Антиортостатическая гипокинезия является одной из моделей, воспроизводящей эффекты невесомости. Показано, что в условиях 21-суточной антиортостатической гипокинезии с участием шести допущенных врачебно-экспертной комиссией к проведению испытаний мужчин-добровольцев в наибольшей степени наблюдали снижение парасимпатических модулирующих влияний, нежели увеличение симпатических.
Ключевые слова:
антиортостатическая гипокинезия, вариабельность сердечного ритма, сердечно-сосудистая система, вегетативная нервная система
Основной текст труда

Введение

Одной из наиболее популярных моделей, воспроизводящей эффекты микрогравитации на сердечно-сосудистую систему (ССС) человека является модель антиортостатической гипокинезии (АНОГ). Известно, что пребывание в условиях АНОГ сопровождается развитием компенсаторно-адаптивных реакций, характеризующихся, главным образом, уменьшением объема циркулирующей плазмы и перемещением объемов внеклеточной жидкости и крови из брюшной полости и нижних конечностей в краниальном направлении [1]. Так же, как и в космическом полете, после АНОГ наблюдаются признаки сердечной недостаточности, характеризующиеся ортостатической непереносимостью и снижем работоспособности [2]. Несмотря на многочисленные исследования влияния АНОГ на ССС, несколько вопросов, связанных, в первую очередь, с особенностями регуляторных процессов, остаются мало изученными.

Цель проведенного исследования заключалась в анализе изменений процессов вегетативной регуляции сердечно-сосудистой системы в условиях 21-суточной АНОГ.

Методы

В исследовании приняли участие 6 здоровых мужчин-добровольцев. Все добровольцы были допущены врачебно-экспертной комиссией к проведению испытаний. Процедуры и методики исследований были одобрены комиссией по биомедицинской этике ГНЦ РФ – ИМБП РАН.  Каждый участник подписал добровольное информированное согласие, в соответствии с положениями Хельсинской декларации прав человека 1964 г. и ее последующими обновлениями после разъяснения ему потенциальных рисков и преимуществ, а также характера предстоящего исследования.

В качестве интегральной характеристики для оценки текущего функционального состояния и физиологической однородности группы мы использовали анализ вариабельности сердечного ритма (ВСР), который отражает модулирующие эффекты вегетативной регуляции и вегетативный гомеостаз системы кровообращения [3, 4]. Математический алгоритм метода главных компонент позволил разделить участников на группы.  Однородную группу составили 5 испытателей, а показатели одного из участников значительно отклонялись, что позволило нам проанализировать его как отдельно выделенный случай.

Исследования проводились за 5 и 1 сутки до начала воздействия, во время эксперимента на 2, 7, 13 и 20-е сутки и после окончания воздействия на +1, +7, +14 сутки. В состоянии покоя после 15-минутного отдыха регистрировалась электрокардиограмма (ЭКГ) с последующим анализом ВСР.

Результаты и обсуждение

Наиболее информативными показателями, отражающими баланс вегетативных влияний, в первую очередь, активность парасимпатического звена регуляции и степень его преобладания над симпатическим модулирующим вегетативным влиянием, являются RMSSD (квадратный корень суммы разностей последовательного ряда кардиоинтервалов, мс), pNN50 (процент различий между соседними интервалами NN, превышающий 50 мс, %) и HF (суммарная спектральная мощность всех интервалов NN от 0,15 до 0,4 Гц, мс2). Анализ данных показателей ВСР проводился по 5-минутным участкам записи ЭКГ. Кроме того, были проанализированы показатели, характеризующие активность симпатического звена регуляции, такие как SI (стресс-индекс, у.е) и LF (суммарная спектральная мощность всех интервалов NN от 0,04 до 0,15 Гц, связан с вагусным, симпатическим и барорефлексным механизмами, мс2).

При анализе показателей RMSSD (мс), pNN50 (%) и HF (мс2) было выявлено снижение парасимпатических модулирующих влияний, которое наиболее выражено с 7‑х суток воздействия. Показатели, характеризующие активность симпатического звена регуляции, такие как SI (у.е.) и LF (мс2) имеют незначительную тенденцию к увеличению, также выраженную с 7-х суток воздействия.

Наиболее значимо «включался» и увеличивался сразу на 3-е сутки воздейстия сверхнизкочастотный компонент спектра (VLF), что свидетельствует о доминировании в этот период центральной нервной системы, гуморальных и метаболических механизмов в регуляции ритма сердца. Этот компонент чуть снижается в середине эксперимента и снова доминирует с 13-х суток и до конца воздействия, а также на +1 сутки, но возвращается к «фоновым» показателям на 7 и 14-е сутки. 

Заключение

Таким образом, в группе добровольцев, принимавших участие в эксперименте с 21-суточной АНОГ, в дневной период суток в большей степени выражено снижение парасимпатических модулирующих влияний, по сравнению с симпатическими.

Грант
Исследования выполнены в рамках базовой темы РАН № 64.1 на 2013–2023 гг.
Литература
  1. Lobachik V.I., Abrosimov S.V., Zhidkov V.V., Endeka D.K. Hemodynamic effects of microgravity and their ground-based simulations. Acta Astronaut, 1991, vol. 23, pp. 35–40. DOI: https://doi.org/10.1016/0094-5765(91)90097-O
  2. Platts S.H., Martin D.S., Stenger M.B., Perez S.A., Ribeiro C.L., Summers R., Meck J.V. Cardiovascular adaptations to long-duration head-down bed rest. Aviat Space Environ Med, 2009, vol. 80, no. 5. pp. 29–36. DOI: https://doi.org/10.3357/asem.br03.2009
  3. Heart rate variability. Standarts of measurement, physiological interpretation, and clinical use. Task Forse of The European Society of Cardiology and The North American Society of Pacing and Electrophysiology (Membership оf the Task Force listed in the Appendix). European Heart Journal, 1996, vol. 17 (3), pp. 334–381.
  4. Thayer J.F., Ahs F., Fredrikson M. et al. A meta-analysis of heart rate variability and neuroimaging studies: implications for heart rate variability as a marker of stress and health. Neurosci Biobehav Rev, 2012, vol. 36 (2), pp. 747–756. DOI: https://doi.org/10.1016/j.neubiorev.2011.11.009
Ваш браузер устарел и не обеспечивает полноценную и безопасную работу с сайтом.
Установите актуальную версию вашего браузера или одну из современных альтернатив.