Heart rate variability in spinal chronic tetraplegic patients

Full Text

Введение Частота встречаемости спинномозговой травмы составляет 10,4-83,0 случаев на миллион мирового населения в год. Одна треть пострадавших имеют шейный уровень повреждения, а из них около половины -полное повреждение спинного мозга. При этом наблюдается тенденция к увеличению пациентов с шейным уровнем и полным повреждением спинного мозга, средний возраст пострадавших - 33 года, соотношение мужчин и женщин составляет 3,8/1,0 соответственно [22]. В результате спинальной травмы на шейном уровне (СТШУ) происходит повреждения соответствующих нисходящих спинальных путей, что приводит к снижению супраспинальной симпатической активности и денервации симпатических преганглионарных нейронов на уровне С8-1_2 [20], с развитием артериальной гипотензии, брадикардии и ортостатической гипотензии [15], а постденервационная гиперчувствительность преганглионарных нейронов и периферических α-адренорецепторов приводит к появлению синдрома вегетативной дизрефлексии [12]. Оценка вариабельности ритма сердца (ВРС) с помощью спектрального анализа является высоко информативным инструментом оценки функционального состояния человека и сбалансированности работы вегетативной нервной системы [2, 3]. Широко известно, что в основе формирования высокочастотной колебательной составляющей ВРС лежит преимущественно вагальная активность [14, 17], в то время как низкочастотная составляющая имеет более гетерогенную природу, и обусловлена вагальными осцилляциями, моделируе мыми барорефлекторным рефлексом и симпатической активностью [6, 8]. Глубокое дыхание с частотой 5-6 дыхательных движений в минуту, также в максимальной степени стимулирует вагальный стволовой центр [18]. В остром периоде СТШУ (1 месяц) низкочастотная колебательная составляющая ВРС вообще может не выявляется [5, 10] или иметь более низкую частоту, амплитуду [11]. Целью работы является изучить ВРС у пациентов с СТШУ в позднем периоде, и зависимость от уровня и полноты повреждения спинного мозга. Материалы и методы: В исследовании приняло участие 52 пациентов с СТШУ (8 женщин, 44 мужчин); медиана возраста составила 27,0 (22,50; 37,00) лет; давность повреждения составила - 3,5 (2,0; 5,0) года, которые были госпитализированы в «Реабилитационный центр для инвалидов «Преодоление» (Москва) в период 20014-2016 года. Отбор пациентов производился методом случайной выборки. Все пациенты давали письменно информированное согласие на обследование. Оценка неврологического статуса выполнялась в соответствии с международным стандартом неврологической классификации травмы спинного мозга (International Standards for Neurological and Functional Classification of Spinal Cord Injury, ISCSCI) Американской Ассоциации Спинальной Травмы (American Spinal Cord Injury Association, ASIA) [13]. Согласно которому, под неврологическим уровнем понимался самый каудальный сегмент спинного мозга с сохранной чувствитель Технологии восстановительной медицины и медицинской реабилитации 55 Вестник восстановительной медицины № 6· 2017 ной и двигательной функцией, а неполным повреждение (НП) спинного мозга считалось в случае наличия тактильной и/или болевой чувствительности в периа-нальной области (S4-5 сегменты спинного мозга [7], Полное повреждение (ПП) спинного мозга было -у 46 (77%), неполное у 14 (23%) пациентов. По уровню повреждения спинного мозга пациенты распределились следующим образом: 16 (27%) пациентов имели неврологический уровень (НУ) С5 сегмент спинного мозга (ССМ), 16 (27%) пациентов - С6 ССМ, 16 (27%) пациентов - С7 ССМ, 12 (20%) пациентов - С8 ССМ. Контрольную группу составили 17 относительно здоровых испытуемых (медиана возраста 29,0 (26,0; 35,50) лет), из них - 3 пациента были женского пола. Обе группы были сопоставимы по половому (критерий Персона χ2 - P=0,83), и возрастному составу (критерий Манн-Уитни - P=0,72). При применении метода ВРС основывались на клинико-экспериментальном подходе. Сущность, которого состоит в функционально-динамическом исследовании вегетативного тонуса, реактивности и обеспечения деятельности. Рис. 1.Вид испытуемого в пассивной ортостатической пробе. Методика оценки вариабельности ритма сердца включала в себя спектральный анализ ВРС на коротких участках в покое (5 минутная запись), и пассивной ортостатической пробе (проба с одномоментным изменением положения тела с помощью поворотного стола на 70о) (Tilt table test, TTT, см. рис. 1) (6 минутная запись), оценку синусовой аритмии в пробе с глубоким управляемым дыханием (1 минутная запись, 6 дыхательных движений в минуту) с расчетом дыхательного коэффициента, и выполнялась с помощью электрокардиографа «Поли-Спектр 8-EX» (ООО «Нейрософт», Россия). (см. ниже, рис. 2), Нами учитывались индивидуальные особенности паттерна дыхания каждого пациента. В тех случаях, когда частота дыхания была менее 9 дыхательных движений в минуту (0,15 Гц), мы производили уточнение границы между диапазонами высокочастотных и низкочастотных колебаний ВРС [3]. Обследование проводили после катетеризации или рефлекторного мочеиспускания, на следующие сутки после дефекации. в Рис. 2. Ритмограмма комплексного исследования ВРС (три пробы). середине менструального цикла (для женщин), утром, не ранее одного часа после легкого завтрака, с отменой сердечно-сосудистых лекарств за 24 часа; кофеина, курения, алкоголя за 12 часов до обследования. Оценку проб проводили в соответствии с рекомендациями А.Б. Данилова с соавт. [2]. В исследование не включались пациенты с пролежнями, острыми и обострением хронических заболеваний, выраженными контрактурами нижних конечностей, нарушениями ритма сердца, тяжелыми заболеваниями сердечно-сосудистой системы. Обязательным являлось соблюдение условий стационарности при проведении записи ВРС. В помещении, где проводилось исследование, поддерживалась температура воздуха 22оС, влажность 70%. Динамических изменений количественных данных оценивали по отношению их прироста к исходному уровню (dA%). При этом использовали следующую формулу: [(А1-А0)/А 0] х 100%, где А0 - исходное значение параметра, А1 - последующее его значение. Результаты исследования обрабатывались общепринятыми методами статистического анализа при помощи статистического пакета Statistica 7,0. В большинстве наблюдений распределение вариант было ненормальным (критерий Колмогорова-Смирнова), что заставило нас использовать непараметрические статистические критерии Манн-Уитни и Крускуал-Уолисса. Данные представлены в виде медианы и интерквар-тильного размаха в виде 25% и 75% процентилей. Уровень значимости принятия нулевой гипотезы < 5%. Результаты: При сравнительной оценке ВРС в основной и в контрольной группах (см. табл.1) отмечались статистически значимые различия по всем показателям, за исключением: суммарной мощности в покое (TPa rest мс2), доли очень низкочастотных колебаний в покое (VLFrest %), прироста нормализованного симпато-вагального индекса в ортопробе (ТТТ) (dLFn/HFn%). На основании полученных данных можно сделать вывод, что у пациентов основной группы наблюдается выраженные изменения ВРС. Общая мощность спектра нейрогуморальной модуляции умеренная. Состояние нейрогуморальной регуляции характеризуется низким уровнем симпатической и парасимпатических влияний с преобладанием последних, и относительно сохранным вегетативным балансом; погранично низкой 56 Технологии восстановительной медицины и медицинской реабилитации Вестник восстановительной медицины № 6·2017 Таблица 1. Комплексная оценка состояния вегетативной нервной системы*. Примечание: 1 - абсолютная мощность ВРС в покое; 2 - нормализованный симпатовагальный индекс в покое, 3 - доля очень низкочастотных колебаний ВРС в покое; 4 - дыхательный коэффициент в пробе с ГУД; 5 - прирост абсолютной мощности ВРС в III; 6 - прирост симпатовагального индекса в III; 7 - абсолютная мощность ВРС в III, 8 - доля очень низкочастотных колебаний ВРС в III; 9 - нормализованный симпатовагальный индекс в ортопробе. симпатической и парасимпатической реактивностью; удовлетворительным вегетативным обеспечением с избыточностью церебральных эрготропных и/или гуморально-метаболических влияний. Таким образом, у пациентов с СТШУ отмечаются статистически значимо выраженные различия с контрольной группой по показателям функционирования сегментарного отдела (вегетативный тонус и реактив ность), и стертые отличия в супрасегментарном отделе ВНС (вегетативное обеспечение деятельности) с учетом закона «исходного уровня». Для анализа результатов показателей ВРС в подгруппах с разным уровнем повреждением шейного отдела спинного мозга использовались непараметрический дисперсионный анализ (критерий Kruskal-Wallis) (см. таб. 2). Таблица 2. Показатели ВРС в зависимости от неврологического уровня. Параметры С5 С6 С7 P 1TP t мс2 а rest 3318 (1225,0; 4565,5) 3101 (2148,5; 4161,5) 2259 (1679,5; 3991,5) 0,47 3LF/HF t ед. n' n rest M 0,6 (0,38; 0,93) 0,7 (0,49; 1,19) 0,8 (0,44; 1,49) 0,78 4VLF t% rest 30,9 (16,20; 40,10) 25,0 (18,20; 45,40) 28,3 (17,45; 34,00) 0,79 5RR . i ед. max/min M 1,17 (1,09; 1,23) 1,16 (1,15; 1,23) 1,16 (1,13; 1,23) 0,92 6dTP % 86,9 (26,08; 194,92) 127,9 (18,12; 264,32) 131,2 (34,23; 195,81) 0,79 7dLF /HF % nn 260,1 (72,73; 546,76) 187,4 (101,76; 434,19) 178,5 (72,17; 333,33) 1,00 ^а « мс2 5071 (2031,5; 8505,5) 7468 (4053,0; 9535,5) 6574 (3699,5; 8867,5) 0,47 9VLF « % 70,3 (57,10; 84,85) 79,0 (72,15; 87,20) 71,4 (59,40; 78,50) 0,12 10LFn/HFn ,il, ед. 2,7 (1,27; 4,18) 2,4 (1,46; 3,94) 1,5 (0,91; 2,46) 0,26 Примечание: см. обозначения табл. 1; P - напараметрический дисперсионный анализ (Kruskal-Wallis Anova by Ranks), Ме (25%; 75%). Технологии восстановительной медицины и медицинской реабилитации 57 Вестник восстановительной медицины № 6·2017 Приведенные результаты показывают на отсутствие статистически значимых отличий состояния ВНС пациентов в зависимости от неврологического уровня. Для анализа результатов непрерывных переменных пациентов с полным и неполным повреждением спинного мозга и контрольной группой использовались критерий непараметрического множественного сравнения Kruskal-Wallis, для их сравнения с контрольной группой критерий Манн-Уитни. Значения показатели ВРС у пациентов с НП наиболее близко приближались к значениям контрольной группы (см. табл. 2.9) Так, нормализованный симпатовагальный индекс LFyi-^ статистически значимо различается между контрольной группой (1,2 (0,68; 1,75) и пациентами только с ПП (0,6 (0,36; 0,93), дыхательный коэффициент (RRmax/ min) не имеет статистически значимого различия в подгруппах с полным 1,18 (1,11; 1,25) и неполным повреждением (1,16 (1,14; 1,20), и значительно выше в контрольной группе 1,34 (1,27; 1,46). Характер вегетативного обеспечения деятельности недостаточен в обеих подгруппах основной группы, с более выраженной активацией в виде увеличения общей мощности спектра нейрогумораль-ной модуляции TPtilt = 6056 (4053,0; 9325,5), избыточным участием гуморально-метаболических влияний VLFtilt = 76,3 (64,45; 86,35)% в подгруппе с ПП. Таким образом состояние ВНС у пациентов с ПП характеризуется умеренной общей мощностью спектра нейрогуморальной модуляции. Состояние нейрогумо-ральной регуляции характеризуется низким уровнем симпатической и парасимпатических влияний с преобладанием парасимпатического отдела и относительно сохранным вегетативным балансом; патологическим снижением симпатической и пограничным снижением парасимпатической реактивности, вегетативное обеспечением недостаточное с дефицитом симпатической активации и избыточностью церебральных эрготропных и/или гуморально-метаболических влияний. Состояние ВНС у пациентов с НП характеризуется умеренной общей мощностью спектра нейрогуморальной модуляции. Состояние нейрогуморальной регуляции характеризуется сбалансированным типом регуляции с преобладанием парасимпатического отдела, симпатическая реактивность нормальная, пограничное снижение парасимпатической реактивности, вегетативное обеспечение удовлетворительное с умеренным дефицитом симпатической активации. Обсуждение Состояние вегетативной нервной системы (ВНС) у пациентов с нижнегрудным и поясничным с одной стороны и шейным уровнем повреждения с другой стороны имеет выраженные различия [16]. Наши результаты, указывают на отсутствия сегментарного различия в пределах С5-С8 сегментов спинного мозга в состоянии ВНС. Это отражает патогенетическую концепцию о ведущем влиянии топографии спинального сердечнососудистого центра (ϋ,-ϋ5) (уровень повреждения спинного мозга), и степени его денервации (полнота повреждения спинного мозга) на выраженности вегетативной дисфункции в сердечнососудистой системе у пациентов с повреждением спинного мозга. Следует отметить, что регуляция ритма сердца у пациентов ТШМ с полным повреждением спинного мозга осуществляется преимущественно парасимпатическим отделом ВНС [14]. Так, S.C. Aslan, D.C. Randall et al. [4] нашли дефицит парасимпатической регуляции у пациентов с ТПШУ во время ортостатического стресса, В.В. Бутуханов также обнаружил ее дефицит в виде уменьшения дыхательной аритмии [1], а M. Takahashi et al. обнаружили отсутствие ее дефицита при выполнении статической работы до отказа [19]. Таблица 3. Показатели ВРС в зависимости от полноты повреждения спинного мозга. Примечание: обозначения см. табл., непараметрический дисперсионный анализ* (Kruskal-Wallis Anova by Ranks), непараметрическое множественное сравнение (Манн-Уитни)**, Ме (25%; 75%). 58 Технологии восстановительной медицины и медицинской реабилитации Вестник восстановительной медицины № 6·2017 В состоянии покоя у пациентов ТПШУ с ПП вегетативный тонус в позднем периоде не отличается от здоровых субъектов [21] и пациентов с неполным повреждением спинного мозга (НП) [9], а вегетативная реактивность: рефлекторная (синокаротидная), фармакологическая - выше у пациентов с ПП [14]. У пациентов с ТШМ и ПП определяется дефицит реактивности и обеспечения деятельности в ортопробе [21], а также в пробах с физической нагрузкой [19] по сравнению со здоровыми испытуемыми, и пациентами с НП. Следует отметить один важный факт. Дефиниция «полное повреждение спинного мозга» у пациентов с ТПШУ несет в себе информацию о состоянии спинальных проводников соматической нервной системы и не всегда сопровождается полным повреждением симпатических проводников спинного мозга. Применение методики вызванных кожных симпатических потенциалов и ВРС на коротких участках является достоверными методами оценки полноты повреждения симпатических спинальных волокон [7]. Обращает на себя внимание умеренное нарушение парасимпатической реактивности у пациентов с ТШМ вне зависимости от полноты повреждения спинного мозга, что заставляет пересмотреть роль стволовых структур у этих пациентов в общей системе вегетативной дисфункции. Выводы: При комплексной оценке состояния ВНС у пациентов с ТПШУ в хроническом периоде с помощью оценки ВРС сохраняется грубое нарушение вегетативной регуляции в сердечно-сосудистой системе на сегментарном уровне, и минимальное - на супрасегментарном уровнях. Выраженность указанной вегетативной дисфункции более выражена при полном повреждении спинного мозга и не зависит от уровня повреждения шейного отдела спинного мозга.

About the authors

F. A Bushkov

Rehabilitation center «Overcoming»

Email: bushkovfedor@mail.ru

G. E Ivanova

Rehabilitation center «Overcoming»

References

Supplementary files