Вариабельность сердечного ритма
Одним из методов, позволяющий провести нейроэндокринная оценку, в частности симпатической нервной системы, является исследование вариабельности сердечного ритма (ВСР) с помощью статистического анализа (Н. И. Яблучанский и соавт, 2000). Показатели ВСР отражают жизненно важные параметры управления физиологическими функциями организма - вегетативный баланс и функциональные резервы механизмов его управления. Анализируя ВСС, можно не только оценить функциональное состояние организма, но и следить за его динамикой до патологических состояний с резким снижением ВСР и высокой вероятности смерти (Р. М. Баевский, 2004).
Состояние вегетативной нервной системы и механизмов ее регуляции оценивается с помощью статистических и спектральных показателей, которые рекомендованы как международные стандарты рабочей группой Европейского кардиологического общества и Североамериканского общества кардиостимуляции и электрофизиологии (1996).
Статистический анализ включает следующие показатели:
- Мо (мс) - мода. Значение кардиоинтервалов наиболее часто встречается в данном динамическом ряду.
- АМО (%) - амплитуда моды. Отражает стабилизирующий эффект централизации управления сердечным ритмом, который преимущественно обусловлен активацией симпатического отдела вегетативной нервной системы (ВНС).
- MxDMn (мс) - вариационный размах. Отражает степень вариативности значений кардиоинтервалов в данном динамическом ряду. Связан с активностью парасимпатического отдела нервной системы. Отражает нарушения сердечного ритма.
- SDNN (мс) - стандартное отклонение интервалов RR. Характеризует состояние механизмов регуляции: указывает на суммарный эффект влияния на синусовый узел симпатического и парасимпатического отделов ВНС.
- RMSSD (мс) - квадратный корень из среднего значения квадратов разностей величин последовательных интервалов RR. Показатель активности парасимпатического звена вегетативной регуляции.
- PNN50 (%) - процент последовательных интервалов RR, разница между которыми превышает 50 мс. Аналогично по содержанию RMSSD.
- SI (1/c2) - стресс-индекс. Позволяет оценить уровень функционирования синусового узла (за счет гуморальных воздействий) и отношения с активностью симпатического отдела ВНС. Позволяет оценить степень напряжения и централизации управления сердечным ритмом.
- PAPR - показатель адекватности процессов регуляции. Отражает соответствие между активностью симпатического отдела ВНС и ведущим уровнем функции синусового узла. Этот показатель позволяет путем сопоставления с ЧСС делать вывод о наличии избыточной или недостаточной централизации управления сердечным ритмом.
- ИС - индекс централизации. Степень централизации управления сердечным ритмом. Отношения значений высокочастотного и низкочастотного компонентов ВСР. Указывает, насколько выше активность центрального контура по автономному.
Основа временного анализа ВРС - статистическая оценка изменений продолжительности последовательных интервалов RR, происходящие на протяжении разных периодов времени. В частности, степень колебаний ЧСС в течение небольших промежутков времени лучше оценивать по показателям rMSSD (корень квадратный из суммы квадратов разностей величин последовательных пар интервалов RR) и pNN50 (процент соседних синусовый интервалов RR, отличающихся более чем на 50 мс). Считают, что величина этих показателей преимущественно определяется активностью парасимпатического отдела ВНС и отражает степень выраженности синусовой аритмии. Для оценки более медленных колебаний ЧСС наиболее распространенным является показатель SDNN (стандартное отклонение средней продолжительности всех интервалов RR), который зависит от активности парасимпатического и симпатического отделов ВНС и характеризует вегетативный баланс в целом. Оценка SDNN не позволяет дифференцировать влияние отдельных компонентов ВНС. Значение SDNN зависит от длительности мониторирования ЭКГ. Согласно рекомендациям Европейского общества кардиологов по исследованию ВРС, лучше воспроизводимым и наиболее ценным является показатель SDNN течение 24 ч. Используют также другие стандартизированные показатели ВРС: SDANN (стандартное отклонение средних длительностей интервалов RR течение 5хвилинних интервалов и SDNNindex (среднее из стандартных отклонений средних значений продолжительности интервалов RR течение 5хвилинних интервалов.
Особенно полезную информацию при анализе ВК дают просторовоспектральни методы. Важными характеристиками спектра являются его мощность и мощности его отдельных участков (зон, компонент, доменов. В спектре выделяют четыре характерных зоны:
- Ultra Low Friquency (ULF) - зона сверхнизких частот (0-0,0033 Гц).
- Very Low Friquency (VLF) - зона очень низких частот (0,0033-0,04 Гц).
- Low Friquency (LF) - зона низких частот (0,04-0,15 Гц).
- High Friequency (HF) - зона высоких частот (0,15-0,4 Гц).
Спектральный анализ ВРС позволяет дифференцировать активность отделов ВНС. Высокочастотный компонент спектра (HF) связан с фазами дыхания и преимущественно отражает активность парасимпатического отдела ВНС. Об этом свидетельствует резкое снижение мощности HF на фоне введения атропина.
Изменения частоты ритма сердца в связи с фазами дыхания тесно связаны с функционированием барорефлекторной системы стабилизации артериального давления. Экскурсия грудной клетки и диафрагмы при дыхании обусловливает колебания давления в грудной полости, что приводит к уменьшению сердечного выброса на вдохе и увеличение - на выдохе с соответствующими колебаниями артериального давления. Изменения ЧСС является одним из механизмов обеспечения стабильности уровня артериального давления. У больных после инфаркта миокарда наблюдают сильная связь амплитуды HF с показателями rMSSD и pNN50. Значительно сложнее осуществлять интерпретацию низкочастотного компонента ВРС (LF). Известно, что медленные колебания вызваны различными факторами и свидетельствуют об активности обоих отделов ВНС. И хотя при росте тонуса симпатического отдела ВНС возрастает мощность LF, у пациентов с тяжелой сердечной недостаточностью на фоне выраженной симпатической активации мощность LF существенно снижается. Эти изменения могут свидетельствовать о потере чувствительности рецепторов в миокарде к воздействиям ВНС, «вегетативную денервации сердца», формируемой вместе с усилением сердечной недостаточности. Мощность LF зависит от активности механизма поддержания барорефлексу. Впрочем, наиболее ценным показателем считают соотношение LF и HF, отражающий баланс активности симпатического и парасимпатического отделов ВНС. Предполагают, что колебания ЧСС, которые происходят с очень низкой и ультранизким частотой (VLF i ULF), связанные с процессами терморегуляции и прежде отражают активность симпатического отдела ВНС. Их мощность может определяться гуморальными влияниями на синусовый узел, тонусом высших симпатических центров и ренинангиотензиновои системы.
Управление функциональными ресурсами организма реализуется через нервные, эндокринные, гуморальные механизмы, условно делят на автономные и центральные. Влияние центральных механизмов управления на работу автономных осуществляется только в том случае, когда последние прекращают оптимально выполнять свои задачи. В табл. 5 отражена оценка состояния различных отделов и звеньев регуляторного механизма по показателям вариабельности сердечного ритма и их интерпретация (Р. М. Баевский, 2004).
Физиологические реакции нейрогуморальной регуляции на стресс позволяют определить характер реакции регуляторных систем на внешние и внутренние факторы, возмущают и дают возможность выбора лечебных вмешательств, которые оказывают необходимое влияние на регуляцию, оценки эффективности и правильности выбранной тактики ведения пациента.
Риск фатальных аритмий и состояний оценивается по общей мощностью спектра и соотношением мощностей, образующих его спектральные компоненты.
Стрестест (велоэргометрия, тредмил и др.) на частотах (HR) до 150 уд / мин определяется снижением общей мощности регуляции (ТР) за счет гуморального (VLF) и более - симпатичной (LFР) составляющей. Мощность парасимпатического звена регуляции (HFP) сохраняется. При дальнейшем увеличении частоты сердечных сокращений (HR) наблюдается заметное снижение уже и парасимпатического звена (HFP). Восстановление параметров ВК должно происходить уже через 10 минут от прекращения теста. Чем оно длиннее, тем меньше адаптируемость регуляторных систем к физическому стрессу.
У здоровых лиц адаптивные возможности сердца определяются преимущественно особенностями вегетативной нервной регуляции. Степень их повышение напрямую зависит от уровня активации парасимпатической регуляции, который развивается в ходе тренировки. Чем меньше возможности активации парасимпатической регуляции и чем больше симпатические влияния, тем меньше адаптивные возможности сердца.
Клиническое значение анализа ВСР у пациентов с ИБС (рабочая группа Европейского кардиологического общества и североамериканского общества кардиостимуляции и электрофизиологии, 1996):
1. Снижена ВСС является самостоятельным прогностическим фактором повышенного риска возникновения угрожающих жизни желудочковых аритмий и внезапной смерти у больных, перенесших инфаркт миокарда.
2. Для оценки прогноза ВСС целесообразно определять не ранее чем через 1 неделю после инфаркта миокарда или перед выпиской больного из стационара.
3. Прогностическая ценность ВСР возрастает при увеличении продолжительности записи ЭКГ, поэтому с целью стратификации больных по группам риска рекомендована 24годинна регистрация ЭКГ, анализ 5хвилинного записи ЭКГ может быть использован как скринингметод для выявления пациентов, нуждающихся более полного обследования.
4. Размер стандартного отклонения среднего значения всех синусовый интервалов RR за 24 ч (SDNN) меньше 50 мс или «индекс вариабельности» меньше 15 свидетельствует о высоком риске возникновения устойчивой желудочковой тахикардии и внезапной смерти.
5. Прогностическая значимость ВСР возрастает в сочетании с показателями сократимости левого желудочка, данным мониторирования ЭКГ и сигналусередненои ЭКГ.
Причиной уменьшения ВСС у большинства больных при наличии сердечной недостаточности является снижение парасимпатического тонуса, степень его прямо коррелирует с тяжестью дисфункции левого желудочка. Исследование зависимости между активностью парасимпатических влияний на сердце у больных ХСН (количество в час последовательных интервалов RR, разница между которыми превышает 50 мс) и функцией ЛЖ показало, что степень снижения ВСР достоверно связан с фракцией выброса. (В. А. Бобров и соавт, 1999). Именно этими причинами обычно объясняется высокий риск желудочковых аритмий и плохой прогноз. В одном из исследований (TG Farrell и соавт, 1991) показано, что снижение ВСР сильно связано с высоким риском внезапной аритмического смерти, тогда как снижение фракции выброса левого желудочка более связано с высоким риском неаритмичнои смерти.
ВСС является более чувствительным и надежным показателем риска смерти, чем такие параметры, как фракция выброса левого желудочка, давление заклинивания в легочных капиллярах, сердечный индекс и концентрация натрия в сыворотке крови. Вероятный связь между показателями ВСР и функциональным классом за NYНА позволил сделать вывод о возможности оценки тяжести сердечной недостаточности путем анализа ВСР. Низкие показатели ВСР (SDАNN <25 мс) свидетельствуют о повышении риска внезапной смерти в течение двух лет (в 2,6 раза), даже после исключения влияния таких факторов, как возраст, сердечная дисфункция, инфаркт миокарда в анамнезе.
Исследование ВСР показывает, что ухудшение регуляторных возможностей снижает устойчивость механизмов регуляции к воздействию внешних нагрузок - как физических, так и психоэмоциональных. При высокой степени угнетения вегетативной регуляции любое нагрузки (физическое, психоэмоциональное) выводит системы регуляции в зону нестабильности, то есть за пределы адаптационных возможностей. Чем выше вариабельность, тем устойчивей системы регуляции к воздействию внешних нагрузок. При выраженном снижении вариабельности, т.е. при «вегетативной денервации, ухудшается качество регуляторных механизмов и, как следствие, возрастает риск (В. В. Попов, Л.Н. Фрицше, 2006).