WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 48 |

Особое место среди научных интересов В.М. Хаютина принадлежит истории физиологии. Он воскресил забытые имена учеников И.М. Сеченова – П.А. Спиро, открывше го задолго до Шеррингтона принцип реципрокной иннервации, и В.П. Михайлова, доказавшего существование рефлекторной функции спинно-мозговых вазоконстрикторных центров у лягушек, лишенных головного мозга. В этом же ряду находится глубокий анализ самой первой работы И.П. Павлова – его прозрения о бульбоспинальной организации центров регуляции кровообращения, а также работа (соавтор – В.С. Гурфинкель), осветившая пути поиска теоретических оснований физиологии первой половины XIX в. Именно глубокие знания истории физиологии, интерес к личности ее деятелей позволили В.М.

Хаютину не убояться покушения на такие, казалось бы незыблемо вошедшие в плоть физиологической науки, концепции как теория главного, единственного вазомоторного центра продолговатого мозга и метаболическая теория рабочей гиперемии скелетных мышц.

В 1965 г. В.М. Хаютин и В.С. Гурфинкель предложили создать в Московском Физико-Техническом Институте кафедру “Физики живых систем” и назначить ее заведующим проф. Л.Л. Шика. Профессором этой кафедры В.М. Хаютин работал более 20 лет.

К столетию со дня рождения В.Н. Черниговского (1907), академика АН СССР, В.М.

Хаютин объединил переданные ему неизданные воспоминания своего наставника и ряд других документов в книгу “В.Н. Черниговский – Страницы жизни”, снабдив их комментариями и обширными примечаниями. Эта книга – дань глубочайшего уважения и любви к учителю.

Для коллег и учеников Владимир Михайлович остается примером настоящего ученого, сочетающего в себе богатство идей с незаурядным трудолюбием, талантливым, преданным и бескорыстным служением науке, умением ценить мысли своих учеников – товарищей по общему труду в науке. Светлая память о нем навсегда сохранится в наших сердцах.

Лукошкова Е.В.

Рогоза А.Н.

КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ И ПАТОФИЗИОЛОГИЯ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ Лекция ОТ ИЗУЧЕНИЯ КОЛЕБАНИЙ ЧАСТОТЫ СЕРДЦЕБИЕНИЙ МЕТОДОМ СПЕКТРАЛЬНОГО АНАЛИЗА К НЕИНВАЗИВНОМУ НЕПРЕРЫВНОМУ – ЦИКЛ ЗА ЦИКЛОМ – ИССЛЕДОВАНИЮ ИНОТРОПНОЙ РЕГУЛЯЦИИ СЕРДЦА ЧЕЛОВЕКА Хаютин В.М., Лукошкова Е.В., Ермишкин В.В., Сонина Р.С.

Российский кардиологический научно-производственный комплекс, Москва Название этой лекции отражает путь, пройденный нами – вместе с Владимиром Михайловичем – за последние 16 лет, когда от традиционных для нашей лаборатории исследований физиологии кровообращения в опытах на животных мы обратились к изучению нервной регуляции сердца человека.

1. Спектры колебаний ЧСС В начале 90-х гг. прошлого века широко развернулись исследования колебаний частоты сокращений сердца (ЧСС) методом спектрального анализа. К этому направлению мы и примкнули, и одним из итогов работы, как показано ниже, оказалось значительное усовершенствование упомянутого метода. Особенность подхода Владимира Михайловича к любым научным исследованиям – начинать все с самого начала, а в данном случае, включая создание компьютерной программы, основы этого метода – сыграла здесь решающую роль. Дальше мы подробно рассмотрим те физиологические основания, которые заставляли нас совершенствовать метод, добиваясь приближения оценки мощности волн спектра к возможно более достоверной [2, 5-7, 9-12]. Сказанное относится и к высокочастотным (дыхательная аритмия) колебаниям ЧСС, открытых К. Людвигом (1847), и к низкочастотным (или 10 секундным) колебаниям, открытым Флейшем и Бекманом (1932).

Применение спектрального анализа для выявления этих колебаний ЧСС началось в конце 60-х гг. XX века [31]. Привлекательность такого подхода заключалась, прежде всего, в возможности количественной и, как полагали, раздельной оценки интенсивности симпатических и парасимпатических хронотропных влияний на сердце. Общий вид спектра колебаний ЧСС прост – всего три волны, достаточно четко отделенных друг от друга (рис. 1). Несложным, так считали, будет и понимание получаемых результатов. Однако, как показано ниже, простота эта оказалась кажущейся.

Во всяком случае, сказанное относится к широко распространенному суждению о том, что колебания ЧСС, сопряженные с дыханием (т.е. высокочастотные), отражают влияние на сердце парасимпатической нервной системы, а колебания низкой частоты – влияние симпатической нервной системы*). Соответственно, полагали, что метод спектрального анализа, выявляя колебания ЧСС в виде раздельных волн их частотного спектра, позволяет не только “заглянуть” в состояние вегетативной нервной системы человека, но и оценить “баланс” (соотношение) регулирующих влияний двух отделов этой системы на синусовый узел сердца. Для этого, будто бы, достаточно количественно определить отношение величин мощности (Р) высоко- и низкочастотных (ВЧ, НЧ) волн спектра, т.е.

найти численное значение показателя РВЧ/РНЧ. Критические замечания об этих суждениях сделаны ниже.

Лежа Стоя Лежа Стоя НЧ – Низкочастотные колебания НЧ – Низкочастотные колебания P, ( уд/мин) P, ( уд/мин) 1.1.0.0.0.0.0.0.0.0.0.0 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 Гц 0.0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 Гц 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 Гц ВЧ – Высокочастотные колебания ВЧ – Высокочастотные колебания (дыхательная аритмия) (дыхательная аритмия ) Рис. 1. Спектры мощности колебаний ЧСС Здоровый испытуемый, 30 лет. Регистрация ЭКГ в течение 5 минут в положениях лежа и стоя. При вставании интенсивность ВЧ колебаний резко падает, тогда как интенсивность НЧ колебаний значительно увеличивается. Обратите внимание, что на спектре справа (положение стоя) масштаб по оси ординат сжат в 6 раз по сравнению с масштабом этой оси на спектре слева (положение лежа).



*) Впервые высказано Маллиани [28, 30].

Высокочастотные колебания. По принятым с 1996 г. в США и Западной Европе [37], а с 2001 г. и в России [1] “Стандартам” диапазон ВЧ колебаний занимает полосу от 0.15 до 0.40 Гц, или, в пересчете на частоту дыхания, от 9 до 24 циклов/мин. Мощность ВЧ колебаний рассчитывается интегрированием площади волн спектра по всему указанному диапазону частот. Ошибочность этой рекомендации очевидна: у лежащего в покое человека частота дыхания не меняется в 2.7 раза, так что расчет ВЧ мощности во всей полосе, указанной в “Стандартах”, завышает оценку РВЧ.

Чтобы избежать этой ошибки, необходимо интегрировать дыхательные колебания ЧСС в полосе частот, определяемой частотой дыхания данного человека, т.е. индивидуально. Для ее определения мы воспользовались явлением Самойлова-Эйнтховена – закономерными малыми колебаниями амплитуды QRS комплексов ЭКГ, которые повторяются при каждом дыхательном цикле [2]. Именно повторяемость этих регулярных колебаний позволяет по их набору (временному ряду) определять индивидуальную частоту дыхания, не прибегая к специальному устройству для его регистрации. На начальном этапе компьютерной обработки ЭКГ программа измеряет не только длительности последовательных RR интервалов, но и размах соответствующих QRS комплексов, а затем рассчитывает оба спектра. В спектре амплитуд QRS комплексов хорошо выявляется и доминирующая частота дыхания, и пределы отклонений от нее, т.е. реальный диапазон ВЧ колебаний ЧСС у конкретного лица, в его конкретном состоянии. Именно в этом – индивидуальном – дыхательном диапазоне наша программа и рассчитывает мощность ВЧ колебаний.

Сопоставление значений мощностей ВЧ колебаний, полученных в индивидуальной полосе частот и определяемых по “Cтандартам”, показало, что в последнем случае значение мощности в среднем (n=32) превышает ее реальное значение на 33%, а у отдельных лиц – на 50, и даже на 75%. Кроме того, использование явления Самойлова-Эйнтховена позволяет уже на начальном этапе исследований выявлять лиц (вполне здоровых), отличающихся низкой частотой дыхания. В этих случаях определение значений РВЧ в стандартном “дыхательном” диапазоне просто некорректно, а значения РНЧ могут быть завышены именно из-за смещения в НЧ-диапазон дыхательных колебаний ЧСС. Наконец, индивидуальная оценка мощности ВЧ колебаний позволила выявить среди больных с нарушениями ритма сокращений сердца лиц, у которых при лечении классическими “кардиологическими” препаратами (хинидин, пропранолол) снижалась частота дыхания, и таким образом обнаружить ранее незамеченное побочное действие этих лекарственных веществ [4, 6, 9-12].

Низкочастотные колебания. Временной ряд RR интервалов содержит составляющие, не только близкие к регулярным, гармоническим, но и случайные, нерегулярные.

Последние при спектральном анализе колебаний ЧСС равносильны шумам и, значит, искажают его результаты. Математики предложили алгоритмы, которые позволяют выделять из временного ряда RR интервалов “достаточно стационарные” участки [22]. Более изощренные методы спектрального анализа позволяют выделять в спектре гармонические и негармонические составляющие [40]. Однако физиолога такие формальные методы не удовлетворяют, так как его задача – определить конкретные источники “случайных” составляющих кардиоинтервалограммы.

Мы обнаружили, что одним из таких источников, притом мощным, являются акты проглатывания слюны, накапливающейся во время записи ЭКГ [5], точнее – возникающие при каждом таком акте глотательно-сердечные реакции: тахикардия, иногда переходящая в кратковременную брадикардию. Эту реакцию в 1883 г. открыл Мельтцер*), но еще долго она оставалась изученной крайне недостаточно [3]. Применив полуавтоматическое “редактирование” участков записи интервалограмм, содержащих глотательно-сердечную реакцию, мы установили, что динамические характеристики этих реакций таковы, что они вносят очень большой вклад в НЧ диапазон спектра колебаний ЧСС. У лежащих в покое здоровых людей он составляет от 40 до 70% мощности НЧ колебаний [5, 17-18].

Чтобы устранить эту нерегулярную составляющую, необходимо выявить моменты, в которые происходит глотание. Для этого на шее испытуемого над щитовидным хрящом закрепляли датчик глотания – тонкостенную резиновую капсулу, соединенную с электроманометром. Специально созданная программа, используя сигнал датчика глотания, выделяла из последовательности RR интервалов участки (длительность 40 с), содержащие глотательно-сердечные реакции, и производила их когерентное (по началу сигнала глотания) усреднение. Этот метод позволил: 1) изучить амплитудно-временные характеристики хронотропной реакции сердца здоровых людей на одиночный акт глотания и динамику временной суммации этих реакций при повторных глотаниях, 2) исследовать эфферентные механизмы глотательно-сердечной реакции и выявить ее усиление агонистами холинорецепторов в малых дозах, 3) характеризовать зависимость проявления этой реакции от положения тела (лежа-стоя), и, как конечный результат, – рекомендовать использование глотательно-сердечных реакций для клинической оценки тонуса парасимпатической хронотропной регуляции сердца [17-18].

*) С. Мельтцер (1851-1920) – видный физиолог, родился в России, эмигрировал в США.





Определяются ли НЧ-колебания ЧСС только и исключительно симпатической нервной системой Мы уже упоминали о представлении, впервые высказанном Маллиани [30], которое способствовало широкому применению спектрального анализа колебаний ЧСС, особенно в клинических исследованиях. ВЧ колебания определяются, как широко признано, притоком к синусовому узлу только (или главным образом) парасимпатических сигналов, тогда как НЧ колебания – по Маллиани – исключительно симпатическими сигналами. Основанием для возрождения давнего представления о “симпато-вагусном равновесии” (Эппингер и Гесс, 1910), по словам Маллиани [28], послужила необходимость заменить суммарные, физиологически неопределенные показатели изменчивости ЧСС (в понятиях описательной статистики) раздельными и физиологически содержательными (вагус-симпатикус), а притом еще и количественными показателями: отношениями мощностей высоко или низкочастотных колебаний к их суммарной мощности (за вычетом мощности инфранизкочастотных волн).

Эти показатели, численные величины отношения мощностей ВЧ/НЧ, либо НЧ/ВЧ, есть количественные оценки степени смещения “тонуса” в сторону того либо другого отдела вегетативной нервной системы. Чтобы на получаемых показателях не сказывался большой индивидуальный разброс мощностей, измеряемых как площадь под соответствующими волнами спектра в абсолютных единицах, следует применять “нормализованные единицы” (н.е.). Для этого надо просто разделить мощность ВЧ (РВЧ) или НЧ (РНЧ) волны на их сумму, например, РВЧ/(РВЧ + РНЧ) либо РНЧ/(РВЧ + РНЧ).

Ясно, однако, что такое отношение однозначно определяется величиной РНЧ/РВЧ (по Маллиани [28] – это “соотношение реципрокности”). Допустим, например, что произошло только лишь ослабление притока сигналов по блуждающим нервам, т.е. уменьшение РВЧ. Уменьшение делителя (в случае отношения РНЧ/РВЧ) приведет к росту частного, но такой же результат дал бы и рост делимого – РНЧ, что равносильно усилению возбуждения симпатической нервной системы. Таким образом, мы попадаем в силки математической “манипуляции” (выражение Экберга [24]), основанной на постулате о функциональной реципрокности ВЧ и НЧ колебаний ЧСС.

По существу, этот постулат с самого начала не имел права на существование, так как еще до первого сообщения Маллиани [30] выяснили, что у бодрствующих собак фармакологическая блокада парасимпатического действия на синусовый узел не только устраняет ВЧ волну, но и сильно уменьшает волну НЧ [19-20], и что то же самое происходит у здоровых испытуемых [33]. Результаты пяти подобных исследований (1985-1998; см. [911]) таковы: атропин (в/в) уменьшает мощность НЧ волны в положении лежа на 91% (средние данные для 56 испытуемых; в возрасте 22-42 г.), а в положении стоя – на 86.6% (n=30; три исследования). По нашим данным (n=7), в результате действия атропина в положении лежа сохраняется лишь 2% исходной мощности НЧ колебаний, а стоя – 6.7% [10-11].

Следует ли, учитывая столь мощный эффект действия атропина на НЧ колебания ЧСС, продолжать поиск показателя, количественно отражающего действие на сердце симпатической нервной системы (СНС), используя при этом уже освоенный методический “инструмент” – спектральный анализ В принципе, не исключено, что для инотропного действия СНС такой показатель мог бы быть выявлен.

2. Поиск регулярных колебаний инотропного состояния левого желудочка методом спектрального анализа Одним из показателей действия СНС на инотропное состояние левого желудочка (ЛЖ) является длительность периода предызгнания (Д-ПП) [39]. При возбуждении СНС этот интервал – между Q зубцом ЭКГ и моментом открытия аортального клапана – становится короче. Изгнанию крови из ЛЖ в сигнале первой производной импедансной кардиограммы (ИКГ) соответствует наибольшая волна, названная волной С. К ее переднему фронту примыкает малая волна. Точку В, располагающуюся в ложбинке, разделяющей малую волну и волну С, принимают за момент открытия аортального клапана [35]. Чрезвычайная изменчивость волны, предшествующей точке В (например, по ходу дыхательного цикла), делает алгоритмическую идентификацию этой точки очень трудной задачей.

Подчеркнем, что для спектрального анализа ошибка в определении положения точки В по оси времени не должна превышать 0.5-1 мс (0.5-1% от величины Д-ПП). Отметим также, что при стандартном расположении электродов, принятом для тетраполярной импедансной кардиографии, идентифицировать точку В удается не у всех испытуемых.

В ряде случаев в спектре колебаний Д-ПП вблизи частоты 0.1 Гц, как и ожидалось, выявляется волна – свидетельство правильности исходного предположения о регулярных колебаниях Д-ПП с периодом порядка 10 с [8-9, 25]. Обнаруживается эта волна, однако, не у лежащего, а у стоящего испытуемого (рис. 2), отражая усиление симпатического инотропного влияния. Функция когерентности двух спектров – Д-ПП и длительности RR интервалов – в НЧ диапазоне близка к 1, что свидетельствует о тесной (и даже линейной), но не обязательно причинно-следственной связи этих колебаний. Пропранолол (в/в, 0.2 мг) снижает амплитуду “инотропной” волны до уровня шума (рис. 2) – свидетельство пра вильности еще одного предположения: колебания инотропии имеют нейрогенное, и притом только симпатическое происхождение. В отличие от этого, амплитуда волны “хронотропной” обычно увеличивается, скорее всего, благодаря центральному ваготоническому действию этого блокатора бета-адренорецепторов [4, 6, 8-11, 23, 25].

Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 48 |










© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.