Реферат: Біологічні ритми серцево-судинної системи: механізми вікових змін та можливі шляхи їх корекції

Проведені нами дослідження також показали, що блокада β-адренорецепторів пропранололом мало впливає на спектральну структуру ритму серця у молодих людей і викликає достовірні зрушення у людей похилого віку (табл. 3). У них росте потужність високочастотних коливань (HF) ритму серця, а співвідношення LF/HF значно зменшується. Вегетативний баланс зміщується в напрямку домінування парасимпатичного відділу ВНС. Наявність такого ефекту пропранололу на ВРС у людей старших вікових груп пов'язане з перевагою у них активності симпатичного відділу ВНС.

Для оцінки барорефлекторної чутливості нами використана фармакологічна проба з вазопресорним препаратом мезатон (в/м 0,15 мг/кг маси тіла). Як показали проведені дослідження, після введення мезатону співвідношення змін ЧСС систолічного АТ на піку дії препарату, відоме як індекс чутливост барорефлексу, вірогідно зменшується з віком (1,01±0,11 у молодих і 0,45±0,09 у людей літнього віку, p<0,05). Це свідчить про зниження з віком чутливост барорефлексу до змін АТ.

Таблиця 3

Зрушення тривалості RR-інтервалів і спектральних показників ВРС під впливом атропіну та пропранололу у здорових людей різних вікових груп, %

Показник	Атропін (1 мл 0,1 % р-ну)		Пропранолол (20 мг)
	20-39 роки	60-79 роки	20-39 роки	60-79 роки
Δ RR	-12,4±5,3 *	-12,6±4,5 *	18,5±7,5 *	15,5±6,2*
Δ LF	-52,3±6,0 *	-33,3±6,1 *#	8,6±16,8	-3,8±9,4
Δ HF	-67,9±4,3 *	-38,6±5,1 *#	16,7±9,2	63,8±15,1 *#
Δ (LF/HF)	48,4±12,2 *	8,6±7,4 #	10,3±8,5	-41,3±11,4 *#

Примітка. * зрушення достовірні (р<0,05); # – p<0,05 у порівнянні з людьми 20-39 років.

Ортостатичн впливи на гемодинаміку. Проведені нами дослідження показали, що збільшення ЧСС у відповідь на зниження АТ при ортостатичному впливі з віком вірогідно знижується (від 30±3,2 % у молодих до 19±3,1 % у людей похилого віку; p<0,05). При цьому зменшується також зрушення потужності спектра серцевого ритму в діапазоні LF- і HF-коливань (табл. 4). Це свідчить про зниження з віком барорефлекторної реакції на ортостатичний вплив.

Варіабельність шкірного кровотоку при ортопробі змінюється аналогічно змінам ВРС (табл. 4). У людей похилого віку зрушення спектральних показників варіабельності шкірного кровотоку були вірогідно (p<0,05) менші у порівнянні з молодими людьми.

Таблиця 4

Зміни спектральних показників варіабельності ритму серця й шкірного кровотоку при пасивній ортопробі у здорових людей різного віку, %

Показник	20-39 роки		60-79 роки
	ВРС	ВШК	ВРС	ВШК
Δ LF	+ 21,1 ± 4,2	+ 30,3 ± 2,8	+ 4,6 ± 3,1*	+ 13,6 ± 6,2 *
Δ HF	- 54,3 ± 4,1	- 15,2 ± 2,5	- 39,1 ± 3,3*	- 11,2 ± 2,4

Примітка. * – р < 0,05 у порівнянні з людьми 20-39 років;

ВШК варіабельність шкірного кровотоку.

 

Отримані дан свідчать про зниження з віком реакції ВНС на ортостатичний стрес, що призводить до погіршення гемодинамічної компенсації зниження АТ і, таким чином, до ортостатичної нестійкості.

Дослідження показали, що при старінні змінюється й характер перехідного процесу при ортопробі. Він подовжується від (35,8±3,1) с у молодих до (49,2±3,3) с у людей похилого віку (p<0,05) і стає ригідним (зникають коливання). Все це свідчить про погіршення регуляторних характеристик барорефлекторної системи.

Дихання з різною частотою. Вивчено вплив частоти дихання на амплітуду дихальних хвиль ритму серця в людей різного віку – амплітудно-частотна характеристика барорефлекторно системи (рис. 3). Видно, що в області низьких частот дихання криві майже паралельні осі абсцис: зміна частоти дихання істотно не позначається на амплітуді коливань величини кардіоінтервалів (смуга пропущення системи). При подальшому зростанні частоти дихання відбувається швидке зниження амплітуди дихальних хвиль серцевого ритму. Показано, що у людей літнього віку амплітуда дихальних коливань ритму серця приблизно в 1,5 рази нижча (на всіх частотах дихання), ніж у молодих. Це також свідчить про зниження ефективності барорефлекторно стабілізації АТ при старінні.

Математичне моделювання системи барорефлекторної регуляції гемодинаміки. Аналіз системи барорефлекторної регуляції методами теорії автоматичного регулювання дозволив розрахувати динамічні параметри цієї системи як коливальної ланки 2-го порядку у людей різного віку (табл. 5). Аналіз показав, що при старінні істотно збільшується інерційність системи (постійна часу), знижуються її коливальн властивості (коефіцієнт згасання), зменшується ефективність регуляц (коефіцієнт динамічного посилення), збільшується період власних коливань системи.

Аналіз математичної моделі системи барорефлекторної регуляції гемодинаміки показав, що погіршення при старінні її регуляторних характеристик пов'язане з наступними причинами:

-   зменшенням чутливості барорецепторів;

-   зміною регуляторних характеристик вегетативних центрів;

-   зниженням чутливості синусового вузла серця до вегетативних впливів.

Усі ці чинники й призводять до зниження амплітуди HF- і LF-коливань ритму серця при старінні.

Рис. 3. Амплітудно-частотна характеристика системи барорефлекторно регуляції у здорових людей (молодий вік – суцільна лінія, літній вік пунктирна лінія). Адх – амплітуда дихальних хвиль серцевого ритму.

Таблиця 5

Вікові зміни динамічних параметрів системи барорефлекторної

регуляції

Параметр	20-39 роки	60-79 роки
Постійна часу, с	2,2±0,32	4,9±0,22*
Коефіцієнт згасання	0,25±0,11	0,55±0,09*
Коефіцієнт динамічного посилення	2,0±0,06	0,9±0,07*
Період власних коливань системи, с	14±6,0	31±3,1*

Примітка. * p<0,05 у порівнянні з людьми 20-39 років.

Вікові зміни добових ритмів ССС та їх механізми. Проведені дослідження показали, що при старінні значно знижується амплітуда добових ритмів ЧСС і АТ (табл. 6), спостерігається їх десинхронізація (в 30% випадків) та інверсія (в 7% випадків). Так, проведений нами крос-корреляційний аналіз показав, що у молодих людей має місце достовірний взаємозв'язок добових ритмів ЧСС і АТ, тобто їх синхронізація (r=0,4-0,5; p<0,05). При старінн цей взаємозв'язок значно слабшає (r=0,1-0,2; p>0,1). Такі зміни добових ритмів ССС у людей похилого віку можуть розцінюватися як розвиток десинхронозу. Крім того, як показав косінор-аналіз, у людей похилого віку відбувається зрушення фази добових ритмів показників ССС на більш ранній час доби (табл. 6).

Таблиця 6

Параметри добових ритмів у здорових людей різного віку

 (косінор-аналіз)

Показник	20-39 роки		60-79 роки
	Амплітуда	Акрофаза,  час доби	Амплітуда	Акрофаза, час доби
ЧСС, хв-1	11,8±1,2	14,0±0,9	7,08±1,5*	12,1±0,3*
АТс, мм рт.ст.	9,24±1,12	16,1±1,4	3,11±1,45*	17,2±1,2
LF, мс2	206±21	5,8±0,4	105±14*	5,6±0,4
HF, мс2	303±28	4,5±0,4	85±11*	4,1±0,3
LF/HF	0,38±0,03	15,1±0,8	0,11±0,04*	11,8±1,4*
T, °C	0,42±0,03	18, 2±0,4	0,18±0,08*	17, 3±0,3*

Примітка. * p<0,05 у порівнянні з людьми 20-39 років.

Відомо, що ЧСС АТ залежать, в основному, від рівня активності симпатичного й парасимпатичного відділів ВНС та концентрації катехоламінів у крові. Центральним ендокринним регулятором добових ритмів організму є епіфіз, що в нічний час доби продукує в кров свій гормон мелатонін. Цей гормон викликає вповільнення метаболічних процесів у клітинах та зниження активності симпатоадреналової системи. З огляду на вищевикладене, метою нашого дослідження було з'ясування зв'язку вікових змін добових ритмів ССС із віковими змінами добової динаміки симпатичного й парасимпатичного тонусу ВНС, секреції катехоламінів, мелатоніну та нтенсивності енергетичного метаболізму.

Вегетативна регуляція. Відомо, що адаптивні зміни гемодинаміки пов'язані з вегетативною регуляцією серцевої діяльності і тонусу судин. Тому вважається, що адаптація до змін активності організму протягом доби пов'язана із циркадіанними ритмами ВНС. Проведений нами крос-кореляційний аналіз показав виразний зв'язок добових коливань вегетативної активності й показників ССС у молодих людей (r=0,5-0,6; p<0,05) та істотне його зменшення у людей похилого віку (r=0,3-0,4; p<0,1). Крім того, при старінні значно зменшується амплітуда добових ритмів симпатичного і особливо парасимпатичного тонусу ВНС (рис. 4).

Рис. 4. Добова динаміка парасимпатичного (HF) і симпатичного (LF/HF) тонусу у здорових людей різного віку

 (молодий вік суцільна лінія, літній вік – пунктирна лінія).

Це дозволя припустити, що однією з причин вікових змін добових ритмів ССС є порушення циркадіанних ритмів ВНС.

Енергетичний метаболізм. Відомо, що рівень енергетичного метаболізму в тканинах визначає величину кровотоку, тому що ССС повинна забезпечити доставку кисню, адекватну потребам в ньому тканин. Збільшення кровотоку, у свою чергу, відбувається при зростанні ЧСС і АТ. Тому між показниками енергетичного метаболізму та гемодинамікою існу причинно-наслідковий зв'язок.

Дослідження показали, що при старінні вірогідно знижуються добові коливання показників дихання і енергетичного метаболізму (температура тіла, споживання О2, МОД). У людей похилого віку в нічний час доби зниження цих показників істотно менше, у порівнянні з молодими людьми. Так, споживання О2 вноч зменшується на 28 % у молодих і лише на 13 % – у людей похилого віку (p<0,05). При цьому має місце достовірна кореляція ступеню нічного зниження показників енергетичного метаболізму та гемодинаміки. Все це дозволяє вважати вікові зміни добових ритмів енергетичного метаболізму однією з важливих причин відповідних змін добових ритмів ССС.

Секреція катехоламінів. Відомо, що катехоламіни (адреналін і норадреналін), як гормони стресу, збільшують ЧСС і АТ. У денний час доби їх продукція й рівень у кров закономірно збільшуються, а вночі – зменшуються. Це викликає відповідні зміни гемодинаміки.

 Нами показано, що при старінні знижується екскреція адреналіну в денний час доби. При цьому циркадний індекс адреналіну при старінні вірогідно (p<0,05) зменшується (1,84±0,13 у молодих і 1,41±0,14 у людей похилого віку). Це свідчить про зниження амплітуди добового ритму секреції адреналіну у людей похилого віку.

Виявлені зміни добових ритмів симпатоадреналової активності можуть бути однією із причин зменшення з віком амплітуди добових ритмів показників ССС. Дійсно, як показав кореляційний аналіз, між екскрецією адреналіну в різний час доби й показниками гемодинаміки має місце достовірний зв'язок (r=0,37 у молодих і r=0,23 у людей похилого віку; p<0,05).

Секреція мелатоніну. Як відомо, основним гуморальним регулятором циркадіанних ритмів є гормон епіфіза мелатонін. У нічний час доби його продукція й рівень у кров багаторазово зростають, що призводить до зниження енергетичного метаболізму та симпатоадреналової активності й, в остаточному підсумку, ЧСС і АТ. Тому можна було припустити, що вікове зниження амплітуди добового ритму ССС пов'язане з ослабленням продукції мелатоніну при старінні.

Дійсно, проведен нами дослідження показали, що з віком значно зменшується концентрація мелатоніну в крові у нічний час доби –(128,7±30,9) нг/л у молодих і (46,8±13,5) нг/л – у людей похилого віку о 3-й год. ночі (p<0,001). В осіб з недостатньою нічною продукцією мелатоніну виявлена менша амплітуда добових ритмів ЧСС, АТс, АТд варіабельності серцевого ритму. Ці зміни корелювали у багатьох обстежених з зсувом акрофаз добових ритмів, десинхронізацією ритмів ССС і вегетативно регуляції. Характерним для людей похилого віку з низькою продукцією мелатоніну було менше зниження вночі АТ й ЧСС, що може бути наслідком недостатнього посилення парасимпатичних впливів на ССС. Це є підставою для проведення корекц порушень добового ритму концентрації мелатоніну в осіб з низькою нічною продукцією гормону.

Отже, механізми вікових змін добових ритмів ССС можна представити так: зниження мелатонінутворюючої функції епіфіза → зменшення амплітуди добових ритмів вегетативної нервової й ендокринної систем → зменшення амплітуди добових ритмів ССС.

З огляду на складність визначення концентрації мелатоніну в плазмі крові в клінічній практиці, нами розроблена формула для оцінки мелатонінутворюючої функц епіфіза, заснована на кореляції між нічною продукцією мелатоніну й амплітудою добових ритмів температури тіла та артеріального тиску. Для цього було використано метод покрокової лінійної регресії. Отримано наступну формулу, що дозволяє розрахувати концентрацію мелатоніну в крові о 3-й годині ночі і в такий спосіб оцінити функцію епіфізу:

М = 1856 Тці + 78,3 ATc_ці – 1921;         r=0,71; p<0,001.

Де: М – концентрація мелатоніну о 3-й год. ночі, нг/л;

Тці – циркадний ндекс оральної температури (відношення значень температури о 3-й год. дня і о 3-й год. ночі);

АТc_ці – циркадний індекс систолічного артеріального тиску (відношення значень систолічного артеріального тиску о 3-й год. дня і о 3-й год. ночі).

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6