Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова, 2019, T. 105, № 3, стр. 375-385

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

В исследование было включено 117 человек 15–17 лет (54 мальчика, 63 девочки), обследованных в ФГБУЗ СМКЦ им. Н.А. Семашко ФМБА России. В I группу (основную) вошли 89 человек (38 мальчиков, 51 девочка) с верифицированными диагнозами в рамках СВД – коды F45.3, F45.30 по МКБ-10, средний возраст 15.8 ± 1.2 лет. Во II группу (контрольную) вошли 28 практически здоровых лиц (14 мальчиков и 14 девочек), средний возраст 15.9 ± 1.0 лет. От всех обследованных лиц, их родителей получено информированное согласие на участие в исследовании. Исследование одобрено комиссией по биомедицинской этике Института физиологии природных адаптаций ФГБУН ФИЦКИА РАН. Критериями включения в выборку явились: возраст 15–17 лет, жалобы кардиального характера, признаки артериальной гипертензии (артериальное давление более 120–124/75–77 мм рт. ст. у мальчиков и более 115–119/70–72 мм рт. ст. у девочек) или гипотензии (артериальное давление менее 90/50–55 мм рт. ст.) [10], цефалгии, головокружения, наличие в анамнезе нейрокардиогенных синкопальных состояний без признаков эпилептической активности (код R55 по МКБ-10). Критериями исключения из исследования явились: черепно-мозговые травмы и пароксизмальные состояния эпилептического генеза в анамнезе, патоморфологические изменения внутренних органов, эндокринные нарушения, нарушения ритма сердца и проводимости, задержка возрастного морфофункционального, полового и психического развития, употребление табака, злоупотребление алкоголем, острые инфекционные заболевания на момент исследования. Этапы исследования включали запись ЭКГ покоя в положении лежа; запись ЭЭГ с проведением функциональных проб и анализом безартефактных записей; нагрузочную пробу (НП) на велоэргометре с записью исходной ЭКГ, на первой минуте и в конце восстановительного периода (ВП) в положении сидя; запись ЭКГ после НП в положении лежа (на 8-й минуте после окончания педалирования). ЭКГ регистрировали при помощи электрокардиографа “Сardimax FX-7102” (“Fucuda Denshi”, Япония) с записью 12 отведений по 5 ЭКГ-комплексов в каждом [11]. ЭЭГ регистрировали в положении сидя с помощью электроэнцефалографа “Нейрон-спектр-4/ВМП” (“Нейрософт”, г. Иваново) и фиксацией 16 электродов по стандартной схеме “10–20” монополярно с референтным ушным электродом в полосе частот 1–35 Гц. Фоновая запись ЭЭГ регистрировалась в течение трех минут с последующим проведением функциональных проб: реакция активации на открытие-закрытие глаз; фотостимуляция с частотой 4–24 Гц; гипервентиляция в течение 5 мин. В безартефактных записях ЭЭГ оценивали показатели дельта- (1–3 Гц), тета- (4–7 Гц), альфа- (8–13 Гц) и бета1- (14–22 Гц) видов активности. В затылочных (О1, О2) и лобных (F3, F4) областях определяли доминирующую частоту в каждом частотном диапазоне, среднюю и максимальную амплитуду и процент времени записи, во время которого фиксировалась активность соответствующего частотного диапазона по отношению ко всему времени записи (индекс, %). Также определяли локальную, межполушарную амплитудную асимметрию (в %), степень выраженности реакции активации, элементы пароксизмальной активности (“пик-волна”, “острая-медленная волна”, билатерально-синхронные разряды дельта-, тета- активности амплитудой, превышающей основную активность более чем в 1.5 раза) и реакции следования ритмам при фотостимуляции [12]. В подгруппу с 1 типом ЭЭГ вошли подростки с организованной, модулированной альфа-активностью, с максимальной амплитудой от 40 до 110 мкВ, с частотой от 8 до 13 Гц, с четкими зональными ее различиями и выраженной реакцией активации, альфа-индексом более 50% и индексом тета-активности не более 30%. В подгруппу с диффузными изменениями биоэлектрической активности (2 тип) вошли подростки, у которых преобладала дезорганизованная или дизритмичная альфа-активность со сниженной амплитудой (менее 40 мкВ), сглаженным ее зональным распределением и сниженной реакцией активации, альфа-индексом менее 50%, индексом тета- и дельта-активности более 30%. В подгруппу с пароксизмальными феноменами ЭЭГ (3 тип) вошли подростки, у которых на фоне доминирующего ритма альфа-активности с правильным зональным распределением и нормальными частотно-амплитудными характеристиками регистрировались элементы пароксизмальной активности как в фоновой записи, так и при проведении проб с гипервентиляцией и фотостимуляцией. Под пароксизмальной активностью подразумевалась пароксизмальная неэпилептиформная активность, состоящая из медленных волн тета-, дельта-диапазона, проявляющаяся билатерально-синхронными разрядами, латерализованными разрядами, а также разрядами медленных волн в различных отделах полушарий головного мозга, амплитудой, превышающей фоновую активность, более, чем в 1.5 раза. Значения среднего возраста во всех группах были статистически идентичными. В контрольную группу вошли подростки с 1 типом ЭЭГ. Нагрузочная проба проводилась на стресс-системе с велоэргометром фирмы “Sсhiller” (Швейцария) с программным обеспечением по протоколу ступенчатого, непрерывно возрастающего теста с синхронным мониторированием 12 общепринятых отведений, с записью исходной ЭКГ, на первой минуте и в конце ВП в положении сидя. Начальная интенсивность нагрузки составляла 30 Вт с последующими уровнями нагрузки кратными первоначальной по 3 мин. Пробу прекращали либо при достижении субмаксимальной частоты сердечных сокращений (ЧСС) – 75–80% от максимальной возрастной нормы, либо при появлении клинических или электрокардиографических показаний к ее завершению [11]. Оценивалась динамика абсолютных значений интервалов RR, PQ, QT, комплекса QRS, корригированного интервала QT (QTc), ЧСС на каждом этапе записи ЭКГ. Показатель QTc рассчитывался с использованием формул Bazett (BQTc = QT/√RR) и Fridericia (FQTc = QT/3√RR) [13, 14]. Артериальное давление (АД) измеряли осциллометрическим методом до нагрузки, в конце каждой ступени нагрузки, в восстановительном периоде и при возвращении ЧСС к исходному уровню покоя – систолическое (САД) и диастолическое (ДАД) артериальное давление [11]. Статистическую обработку данных проводили по программе Statistica 10.0 (StatSoft, USA) с использованием медианы (Ме) и межквартильного размаха от 25 до 75% уровня (Q1; Q3), непараметрических критериев Вилкоксона для зависимых выборок и критерия Манна–Уитни для независимых выборок при уровне значимости p < 0.05.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

У подростков с СВД (I группа, n = 89, средний возраст 15.8 ± 1.2 лет) выявлены следующие типы организации ЭЭГ: организованный тип (1 тип ЭЭГ) – у 27 (30%) человек, из них 14 (52%) мальчиков и 13 (48%) девочек, тип c диффузными изменениями (2 тип ЭЭГ) – у 30 (34%) человек, из них 13 (43%) мальчиков и 17 (57%) девочек и самая большая группа - тип с пароксизмальными феноменами (3 тип ЭЭГ), который был выявлен у 32 (36%), из них 11 (34%) мальчиков и 21 (66%) девочка. Анализ распределения типов ЭЭГ выявил большую долю девочек (66%) с пароксизмальными изменениями ЭЭГ. Группу контроля (II группа) составили здоровые подростки с организованным типом ЭЭГ (n = 28), средний возраст 15.9 ± 1.0 лет, из них 14 (50%) мальчиков и 14 (50%) девочек.

При анализе значений ЭКГ в покое в положении лежа не было выявлено статистически значимых различий между группами (p > 0.05).

Показатели значений исходной ЭКГ, на 1-й минуте отдыха и в конце ВП во время ВЭМ (положение сидя) представлены в табл. 1 и 2.

Как и в положении лёжа, в положении сидя исходные значения ЭКГ у лиц с различными типами организации ЭЭГ были идентичны. Однако на 1-й минуте ВП у девочек с СВД с пароксизмальными ЭЭГ феноменами (3 тип ЭЭГ) показатель BQTc был значимо выше, чем у девочек группы контроля (p < 0.05). Также у девочек с 3 типом ЭЭГ был значимо больше показатель FQTc по сравнению с девочками с СВД с 1 типом ЭЭГ (p < 0.05). Во всех четырех подгруппах на пике НП отмечалось достижение субмаксимальной ЧСС, что является показателем информативности нагрузочной пробы [11], а также статистически значимое увеличение ЧСС и показателей артериального давления (САД и ДАД). Независимо от типа ЭЭГ динамические изменения АД на высоте НП у подростков с СВД и контрольной группы были статистически идентичными. В среднем на высоте НП САД повышалось от 110 до 164 мм рт. ст., а ДАД от 70 до 83 мм рт. ст. с приближением к исходным значениям в конце ВП.

Во всех группах на 1-й минуте ВП отмечалось значимое увеличение ЧСС и укорочение абсолютных значений PQ и QT ЭКГ-интервалов относительно исходных значений. Сокращение всех временных показателей ЭКГ на физическую нагрузку обусловлено симпатическими влияниями на ритм сердца, а также уровнем циркулирующих в плазме крови катехоламинов [15].

На 1-й минуте ВП наиболее значимое укорочение PQ сравнительно с исходным значением отмечалось в I группе с 3 типом ЭЭГ (p < 0.01). При этом у 6 человек, преимущественно у девочек, зарегистрировано укорочение менее 120 мс. В I группе с 1 типом ЭЭГ у подростков также было укорочение интервала PQ, преимущественно у мальчиков. В конце ВП этот показатель удлинился и не отличался от фонового значения. В конце ВП у лиц с 1 типом ЭЭГ обеих групп (I и II) интервал PQ не отличался от исходных значений. Однако у девочек I группы c 3 типом ЭЭГ он остался укороченным (p < 0.05). При этом у 5 из них данный интервал был менее нормативных значений (менее 120 мс). У мальчиков I группы со 2 типом ЭЭГ интервал PQ также остался укороченным (p < 0.01), у 3 из них данный интервал был за пределами норматива. Формирование интервала PQ обусловлено временем проведения импульса по предсердиям и временем задержки импульса в атриовентрикулярном узле, что может быть следствием нарушений регуляции вегетативной нервной системы, электролитного баланса, нарушения клеточного метаболизма кардиомиоцитов. Выраженное укорочение интервала PQ отражает условия для возникновения внутрисердечного гемодинамического конфликта между предсердиями и желудочками во время их систолы, тем самым провоцируя возникновение угрожающих жизни нарушений ритма сердца [16].

На 1-й минуте ВП в большей степени у девочек I группы с 3 типом ЭЭГ и у мальчиков группы контроля зарегистрировано достоверное укорочение интервала FQTc сравнительно с исходным значением ЭКГ (p < 0.001) в пределах нормативных значений. В конце ВП у мальчиков группы контроля регистрируется статистически значимое увеличение интервалов BQТс и FQTc сравнительно с 1-й минутой ВП (p < 0.001) и в большей степени BQTc (p < 0.05) сравнительно с исходными значениями. Это может быть расценено как вариант физиологической нормы реакции проводящей системы сердца. В большей степени увеличение ЧСС и укорочение абсолютного интервала QT на 1-й минуте ВП также было выявлено у девочек I группы с 3 типом ЭЭГ и у мальчиков II (контрольной) группы (p < 0.001). У девочек I группы с 3 типом ЭЭГ в конце ВП не происходит возвращения интервала FQTc к исходному значению; данный интервал остается статистически укороченным сравнительно с фоновым значением (p < 0.05). У мальчиков I группы с 3 типом ЭЭГ на 1-й минуте ВП не выявлено закономерного укорочения интервалов BQTc и FQTc по сравнению с исходными значениями. При этом в конце ВП, напротив, регистрировалось достоверное увеличение BQTc по сравнению с исходным значением (p < 0.05), что может свидетельствовать о срыве адаптации процессов реполяризации к изменению ЧСС и приводить к развитию электрической нестабильности миокарда и появлению аритмий [13]. Реакция процессов реполяризации миокарда на физическую нагрузку у юных лиц, занимающихся спортом, и у нетренированных детей изучалась многими авторами. Наши результаты сопоставимы с результатами уже проведенных исследований [13, 14, 17]. Динамика интервала QTc на нагрузку у практически здоровых спортсменов и нетренированных детей была сходная: максимальные значения регистрировались в период врабатывания, а минимальные – на пике нагрузки с возвращением к исходному уровню в раннем восстановительном периоде. По нашим данным у всех подростков за исключением мальчиков и девочек с СВД с пароксизмальными феноменами ЭЭГ динамика интервала QTc во время нагрузки была аналогичной, что свидетельствует об эффективной адаптации процессов реполяризации к интенсивным нагрузкам [13].

Толерантность к физической нагрузке по данным ВЭМ расценивалась как низкая при достижении пороговой мощности нагрузки 50 Вт, средняя – от 75 до 100 Вт и высокая – 125 Вт выше [11]. Полученные результаты показали, что в большей степени толерантность к физической нагрузке снижена у девочек с пароксизмальными ЭЭГ-феноменами (пороговая мощность нагрузки 60 Вт).

Анализ показателей ЭКГ на заключительном этапе исследования после ВЭМ (в положении лежа) показал, что у подростков как I, так и II групп с 1 типом ЭЭГ комплекс QRS, интервалы PQ и QT были идентичны значениям ЭКГ в покое. Во всех группах на заключительном этапе после ВЭМ не было выявлено значимой динамики интервала QTc по сравнению со значениями ЭКГ в покое в положении лежа. Однако интервал PQ у девочек I группы с 3 типом ЭЭГ после ВЭМ остался укороченным [121 (113; 139) против 128 (120; 145)] мс, p < 0.01, при этом у 8 из них – за пределами норматива (менее 120 мс). У девочек I группы со 2 типом ЭЭГ комплекс QRS был значимо короче, чем в фоне [89 (86; 94) против 92 (88; 96)] мс, p < 0.05, а у мальчиков этой же группы и типа ЭЭГ сохранились укороченными абсолютные значения интервала QT [336 (322; 371) против 348 (337; 387)] мс, p < 0.01.

В настоящее время в мире сохраняется интерес к электрографическим феноменам активности головного мозга, не связанных напрямую с эпилептогенезом. Анализ литературы показал, что на ЭЭГ отражаются неэпилептические пароксизмальные расстройства сознания [18]. При этом неспецифические изменения электроэнцефалограммы включают дезорганизованный альфа-ритм, заостренные и медленные колебания с амплитудой в границах варианта нормы. Также на ЭЭГ можно выявить признаки “пароксизмального мозга”, а именно: повышение общей мощности спонтанной ЭЭГ с сохранением правильных зональных различий, увеличение спектра тета-активности с доминированием в правом полушарии, наличие фокальных, генерализованных и билатерально-синхронных разрядов [19]. Наличие десинхронного типа ЭЭГ свидетельствует о высокой активности восходящих активирующих влияний ретикулярных структур на кору головного мозга [20]. Можно предположить, что длительное сохранение после физической нагрузки частотно-зависимого укорочения интервала QТ и комплекса QRS у лиц с десинхронным типом ЭЭГ отражает состояние электрической нестабильности миокарда и, как следствие, риск нарушения сердечного ритма и гемодинамики. Установлено, что нейрональная активность определенных мозговых структур определяет автономную регуляцию сердечно-сосудистой системы. Например, активация симпатической нервной системы может происходить из-за изменения функционирования определенных структур головного мозга, в частности, за счет островка (insula Reili) [21]. При этом обнаруживается асимметрия кардиоваскулярных эффектов: симпатические обусловлены правосторонней, а парасимпатические левосторонней доминантой мозговой активности [22]. Есть сведения, что вегетативные стимулы правого полушария оказывают ведущее влияние на синоатриальный узел; стимуляция или подавление функции правой части продолговатого мозга и гипоталамуса отражаются в большей степени на эктопической активности сердца [23]. Поэтому очевидно полагать, что у лиц с вегетативными нарушениями и пароксизмальными изменениями ЭЭГ дисфункция нейронов в центрах, ответственных за вегетативную регуляцию сердечной деятельности, взаимосвязана с нарушением биоэлектрогенеза миокарда.

Таким образом, выявлены половые различия реактивности проводящей системы сердца в условиях велоэргометрии в зависимости от типов организации ЭЭГ. Независимо от наличия СВД у подростков с организованным типом ЭЭГ значения ЭКГ на этапах после ВЭМ минимально отличались от фоновых значений. У девочек с СВД и пароксизмальными феноменами ЭЭГ выявлена наименьшая толерантность к физической нагрузке. У девочек с подобными изменениями ЭЭГ в большей степени сохранялось укорочение интервалов PQ, QT и QTc относительно исходных значений в восстановительном периоде ВЭМ, а также укорочение интервала PQ в период отдыха после ВЭМ. У мальчиков с СВД наиболее характерные изменения были у лиц как с диффузными, так и с пароксизмальными изменениями ЭЭГ. У мальчиков с диффузными изменениями ЭЭГ выявлено укорочение интервала PQ в конце восстановительного периода ВЭМ относительно исходных значений, а также укорочение абсолютных значений интервала QТ в период отдыха после ВЭМ. У мальчиков с пароксизмальными феноменами ЭЭГ отсутствовало должное укорочение QTc на 1-й минуте ВП, а в конце восстановительного периода регистрировалось достоверное увеличение QTc по сравнению с исходными значениями в пределах нормальных значений. Результаты исследования показали, что подростков с диффузными и особенно с пароксизмальными изменениями биоэлектрической активности головного мозга следует относить к группе повышенного риска нарушений функции проводящей системы сердца в условиях физической нагрузки. Не умаляя значимости собственных находок, целесообразным является проведение дальнейших проспективных исследований на большей выборке пациентов для разработки практических рекомендаций адекватных индивидуальных программ физических нагрузок для подростков.