РЕГУЛЯЦИЯ КРОВООБРАЩЕНИЯ У ЗДОРОВЫХ ЖЕНЩИН

Известия Челябинского научного центра, вып. 1 (27), 2005
МЕДИКО–БИОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ
УДК 618.17–008.8–005.–053
РЕГУЛЯЦИЯ КРОВООБРАЩЕНИЯ У ЗДОРОВЫХ ЖЕНЩИН
ФЕРТИЛЬНОГО ПЕРИОДА В РАЗНЫХ ВОЗРАСТНЫХ ГРУППАХ
ВО ВТОРУЮ ФАЗУ МЕНСТРУАЛЬНОГО ЦИКЛА
А.А. Астахов (1), О.В. Пешиков (2), Е.В. Брюхина (2)
e–mail: kent@chel.surnet.ru (1), valdai4@mail.ru (2)
(1) Проблемная научно–исследовательская лаборатория
«Медленно–волновые процессы гемодинамики» Южно–Уральского Научного Центра РАМН,
г. Челябинск, Россия
(2) ГОУ ДПО Уральская государственная медицинская академия дополнительного образования,
г. Челябинск, Россия
Статья поступила 9 марта 2005 г.
Введение
Изучение регуляторных механизмов кровообращения у здоровых женщин фертильного периода в возрастном аспекте представляет не только теоретический, но и практический интерес
для самого широкого круга специалистов: кардиологов, анестезиологов, акушеров–гинекологов.
Учитывая, что система кровообращения является универсальным индикатором адаптации, такие данные, могли бы послужить своевременному выявлению осложнений в течении последующей беременности и родов. Однако практически отсутствуют работы с использованием современных неинвазивных технологий (биоимпедансометрии) и комплексной оценки состояния
колебательной активности сердечно–сосудистых сигналов обеспечивающих количественную
информацию нового уровня о состоянии регуляции кровообращения у здоровых женщин фертильного периода в возрастном ракурсе. Вместе с тем при изучении регуляторных механизмов
гемодинамики у женщин фертильного периода, как правило, не учитывается фаза менструального цикла
Основной целью работы явилось изучение особенностей абсолютных значений гемодинамики и данных спектрального анализа у здоровых женщин фертильного периода в разных возрастных группах (21—25 и 31—35 лет) во вторую фазу менструального цикла в горизонтальном
положении тела. Именно на эти возрастные группы приходится наибольшая частота вынашивания беременности, что, как известно, сопровождается повышением напряжения регуляторных механизмов системной гемодинамики [2].
1. Методика исследования
Работа проводилась в проблемной научно–исследовательской лаборатории ЮУНЦ РАМН
(проф. Астахов А.А.). Гемодинамика регистрировалась неинвазивным способом по компьютерной
технологии проф. А.А. Астахова. При каждом мониторинге мы получали 9 основных показателей
(среднее из 500 сердечных циклов): ритм сердца — РС (уд/мин), артериальное давление — АД
(мм. рт. ст.), ударный объем — УО (мл), минутный объем крови — МОК (мл\уд\мин), фракция
выброса — ФВ (%), амплитуда пульсации микрососудов пальца ноги — ПАЛ (мОм) и пульсации
аорты — Аорта (мОм), дыхательная волна микрососудов пальца ноги ДВМ и аорты — ДВА.
Регуляция кровообращения у здоровых женщин фертильного периода
131
Из каждого показателя с помощью быстрого преобразования Фурье получали еще 11 спектральных характеристик. В результате рассчитывались не только абсолютные значения (что уже само по себе давало возможность получить среднее арифметическое значение и медиану более
корректно, чем за меньшее число ударов сердца), но и проводился расчет вариабельности (отклонения от среднего значения за эти пятьсот ударов) в виде дисперсии (S) или ее квадрата,
что позволяло получить спектральную плотность мощности спектра, обозначаемую как общую
мощность (P — power). Она говорила о выраженности колебательного процесса вообще. Анализу подвергались четыре спектральных составляющих путем разделения спектра на 4 диапазона частот (Р1—Р4), являющиеся маркерами регуляции кровообращения, где: Р1 — Ultra Low
Frequency (ULF) — очень низкочастотная составляющая соответствует частотному диапазону
от 0,003 до 0,025 Гц основная частота — 0,0015 Гц. Р2 — Very Low Frequency (VLF) — очень
низкочастотная составляющая — соответствует частотному диапазону от 0,025 до 0,075 Гц основная частота — 0,05 Гц, отражает степень активации церебральных эрготропных систем. Р3 —
Low Frequency (LF) — низкочастотный диапазон — связан с медленными 10 с. колебаниями
0,075—0,15 Гц. Основная частота 0.01 Гц. Р4 — High Frequency HF — высокочастотный диапазон — формируется дыхательными волнами в диапазоне 0,15—0,4 Гц. Выделение таких значений в четырех диапазонах спектра позволяла анализировать разные виды регуляторной активности, ведя расчет мощности (P) на четырех общепризнанных частотах: метаболической (Р1),
гуморальной (Р2), симпатической (Р3), парасимпатической (связанной с дыханием) (Р4). Анализ
проводился со следующими допущениями, что колебания артериального давления отражают
роль барорегуляции, колебания ударного объема связаны с регуляцией объема. Доказательства этому в литературе имеются. С барорегуляцией связывают преимущественно диапазон Р3,
с объемной регуляцией диапазон спектра Р4. для удобства понимания мы так эти процессы и
называли. Нами отслеживались не только абсолютные значения Р1, Р2, Р3, Р4, но и их процентное отношение к общей величине мощности колебаний (Р). Кроме этого рассчитывалась
середина спектра (Fm — frequency median) каждого параметра в герцах. Он отражал состояние
своеобразного «качания» процесса колебания по шкале частот. Если это происходило вправо —
больше высокочастотных значений, влево — наоборот. Наконец, мы использовали известный
прием, обозначая сдвиги каждого из мощностей диапазона в виде активности самостоятельного
регулятора. То есть мощность спектра в каждом из четырех диапазонов (Р1, Р2, Р3, Р4) рассматривались нами как состояние определенного регулятора. Это отвечает общей тенденции
анализа регуляции с позиции вариабельности: «вариабельность как мера регуляции».
Таким образом, за основу анализа взята вариабельность как мера регуляции системной гемодинамики. Дисперсия и общая мощность колебаний в рамках всего спектра отражала общие
затраты энергии на колебания, частота середины спектра указывала на затраты энергии на
частоту. Диапазоны частот отражали, соответственно метаболическую, гуморальную, вегетативную (автономную) систему симпатических и парасимпатических влияний [1].
Общее количество параметров подвергнутых статистической обработке составило 3960.
Данные обработаны методами вариационной статистики, выражая в виде средней арифметической и стандартного отклонения — (М ± σ). Сравнения между одинаковыми этапами групп
проводились по точному методу Фишера (двусторонний метод). Отличия считали достоверными при р > 1,96. Статистическая обработка материала выполнена на PC. Вычисления при статистической обработке проводились в программе электронных таблиц «Microsoft Excel 7.0»,
а также с помощью статистической программы «БИОСТАТ». Представленные цифровые данные в большинстве были округлены до второго десятичного знака.
В исследование включено 20 женщин (1 группа) с регулярным овуляторным менструальным
циклом в возрасте от 21 до 25 лет. Средний возраст (M ± σ) обследуемых составил 23,05 ± 1,67
года, медиана и мода — 23 и 21 год соответственно. Рост от 156 см до 178 см, в среднем —
164,75 ± 6,38 см. Масса от 50 до 78 кг, в среднем 56,7 ± 7,19 кг. Средний возраст наступления
менархе — 12,4 ± 0,94 лет. Продолжительность менструального цикла 28,7±1,56, с модой и медианой — 28 дней, длительность менструаций — 5 ± 1,03 дней. Начало половой жизни с 17 до
24 лет, в среднем с 19,38±1,82 лет. Беременности были у 5 (25 %) женщин, из них у 1 — только
роды, у 2 — роды и аборты, у 2 — только аборты.
В исследование включено 20 женщин (2 группа) с регулярным овуляторным менструальным
циклом в возрасте от 31 до 35 лет. Средний возраст (M ± σ) обследуемых составил 32,5 ± 1,79 года,
132
А.А. Астахов, О.В. Пешиков, Е.В. Брюхина
медиана и мода — 31 год. Рост от 156 см до 175 см, в среднем — 166,5 ± 4,61 см. Масса от 50
до 79 кг, в среднем 63,85±8,38 кг. Средний возраст наступления менархе — 13,15 ± 0,67 лет.
Продолжительность менструального цикла 28,9 ± 1,45, с модой и медианой — 29 дней соответственно, длительность менструаций — 4,8 ± 1,06 дней. Начало половой жизни с 18 до 23 лет,
в среднем с 19,2 ± 1,29 лет. Беременности были у 18 (90 %) женщин, из них у 8 — только роды,
у 9 — роды и аборты, у 1 — только аборты.
Показатели центральной и периферической гемодинамики регистрировались в горизонтальном положении тела.
2. Результаты и обсуждение
Для удобства обсуждения результатов все статистически достоверные данные представлены в виде отношения (рисунок) абсолютных значений гемодинамики и данных спектрального
анализа женщин в возрастной группе 31—35 лет к группе 21—25 лет во вторую фазу менструального цикла в горизонтальном положении.
Отношение достоверных абсолютных значений гемодинамики
и данных спектрального анализа женщин в возрастной группе 31—35 лет к группе 21—25 лет
во 2 фазу менструального цикла в горизонтальном положении
Нами установлено, что колебательная активность медленноволновых диапазонов (Р1%,
Р2, Р2%) в группе 31—35 лет выше чем в группе 21—25 лет, а высокочастотные диапазоны (Р3,
Р3%, Р4, Р4%) — ниже. Середина спектра ритма сердца сдвинута влево. Амплитуда пульсации
периферических сосудов в медленноволновом диапазоне Р1 — ниже, а в диапазоне Р1% —
выше, чем в группе 21—25 лет. Ударный объем ниже в группе 31—35 лет, при этом ниже и дисперсия, за счет снижения активности высокочастотных диапазонов (Р3%, Р4, Р4%), и повышения активности медленноволновых диапазонов (Р1, Р1%, Р2%). Середина спектра ударного
Регуляция кровообращения у здоровых женщин фертильного периода
133
объема сдвинута влево. Общая мощность фракции выброса выше в группе 31—35 лет, за счет
повышения активности диапазона Р2%, даже при снижении диапазона Р3%. Середина спектра
фракции выброса сдвинута влево. Минутный объем крови ниже в группе 31—35 лет, при этом
происходит снижение активности общей мощности, за счет снижения высокочастотных диапазонов (Р3, Р4, Р4%), и повышения медленноволновых диапазонов (Р1%, Р2%). Середина спектра минутного объема крови перемещается влево. Амплитуда пульсации аорты ниже в старшей
возрастной группе 31—35 лет, а так же ниже общая мощность амплитуды пульсации аорты,
и снижается активность диапазона Р3, и выше в диапазоне Р1%. Дисперсия и общая мощность
дыхательной волны аорты ниже старшей группе. Середина спектра дыхательной волны микрососудов пальца ноги перемещена влево, при этом снижена активность объемной регуляции
(Р4, Р4%) и барорегуляции (Р3%), а гуморальная и метаболическая активность повышена
(Р1%, Р2%).
В группе 31—35 происходит снижение объемной пульсации крови в сосудах центра, при
этом преобладают явления децентрализации (ниже ударный (М УО), минутный объем кровообращения (М МОК), пульсация аорты (М Аорта)). Анализируя показатели колебательной активности всего спектра, мы отметили, что общая дисперсия и середина спектра ударного объема
(S, Fm УО), в возрасте 31—35 лет, равно как и спектральная плотность общей мощности и середина спектра минутного объема крови (Power, Fm МОК) были достоверно ниже в старшей
возрастной группе. Фракция выброса при этом действовала разнонаправлено (Power, Fm ФВ).
Амплитуда пульсации аорты (М, Power Аорта), дыхательная волна аорты (S, Power ДВА), дыхательная волна микрососудов (Fm ДВМ) так же достоверно ниже в старшей возрастной группе.
Следует отметить, что спектральная плотность мощности (мощность колебаний) в возрастной группе 31—35 лет уменьшена, причем у МОК произошло замедление частоты середины
спектра. В абсолютных значениях обнаружено, что основная характеристика изменения регуляции зависимой от состояния объема — это увеличение самых медленных колебаний самой
медленной волны ударного объема и уменьшение в высокочастотном диапазоне. Как видно на
рисунке остальные достоверные отличия характеризуют снижение регуляции в большей степени высокочастотного диапазона (Р3 РС, Р3 МОК, Р3 Аорта, Р4 РС, Р4 УО, Р4 МОК, Р4 ДВМ).
На рисунке имеется изменение мощности в четырех диапазонах внутри спектра по отношению к каждому из показателей. Это дало нам возможность нормировать сдвиги и сравнивать их
между параметрами кровообращения. На рисунке отчетливо видно, что большая часть параметров повысилась только в спектре Р1% (РС, УО, МОК, Аорта, ПАЛ, ДВМ) и Р2% (РС, УО,
МОК, ФВ, ДВМ), что подтверждает высказанное соображение о том, что медленноволновые
сдвиги преобладают в сосудистом и объемном звене кровообращения у женщин в возрасте
31—35 лет во 2 фазу менструального цикла по отношению к более молодым женщинам. Достоверные отличия произошли у 31—35–и летних женщин по сравнению с группой 21—25–и летних в мощности основных параметров кровообращения РС, УО, МОК, Аорта, ПАЛ. Много показателей у этих женщин были снижены в диапазонах Р3%, Р4%.
Менструальный цикл сводит воедино различные процессы: периодическую подготовку эндометрия к имплантации эмбриона, созревание яйцеклетки и овуляцию, изменение активности
тропных структур в мозге и гипофизе, контролирующих соотношение гонадотропинов и изменение вторичных половых признаков, связанное с размножением. Важно, что координация перечисленных процессов во многом достигается строго регламентированными по времени колебаниями скоростей продукции и секреции ряда гормонов. Дж.Теппермен и Х.Теппермен (1989)
приводят экспериментальные данные о наличии тонического и циклического «центров» гипоталамуса, что определяет периодический выброс большого количества ЛГ и ФСГ в середине цикла.
На уровне целостного организма здоровой женщины менструальный цикл представляют как
колебания концентрации гормонов в крови и морфологические изменения в эндометрии. «Главным режиссером» цикла является программа овариального фолликула, а все остальное — реакция на последовательные изменения в нем.
Во вторую фазу цикла наблюдается резкий прирост прогестерона и эстрадиола (секретируемых в фолликулах яичника) и снижение пика содержания в крови фоликуллинстимулирующего и лютеинизирующего гормонов гипофиза. Можно думать, что найденные нами прирост
медленных колебаний внутри диапазонов спектра отражает эту гормональную активность
у женщин 31—35 лет по сравнению с возрастом в 21—25 лет. Важно, что медленные колебания
имели в основном параметры, отражающие состояние объемной регуляции (ударный и сердечный
134
А.А. Астахов, О.В. Пешиков, Е.В. Брюхина
выброс крови, пульсация крови в аорте, дыхательные волны микрососудов). Прирост медленных волн ритма сердца подчеркивает доминанту объемной регуляции над барорегуляцией.
Меньшие колебания более высокочастотных регионов спектра у женщин более старшей возрастной группы свидетельствует о меньшей активности нервной автономной регуляции кровообращения.
Это совпадает с известными предположениями о малом влиянии нейрогенных регуляторов
и преобладании гормональных — гуморальных и тканевых [4]. Меньшая величина абсолютных
значений УО и МОК, пульсации крови в аорте и общей колебательной активности (всего спектра) у более старших женщин вероятно является сопутствующим и побудительным мотивом
большей медленноволновой их регуляции на фоне высокого содержания прогестерона и эстрадиола во вторую фазу цикла. Наоборот, у молодых женщин высокий гормональный фон второй фазы менструального цикла имела место доминанта преобладания автономной нервной
регуляции на фоне более высоких значений параметров перемещения объемов крови в сердечно–сосудистой системе. Кроме того, есть данные о том, что эстрадиол влияет на текучесть
крови [3]. Не исключено, что у женщин 31—35 лет медленные волны объемных процессов крови
связаны с воздействием эстрадиола на текучесть крови.
Полученные нами данные важны для анестезиолога, подбирающего анестезиологическое
пособие у женщин разной возрастной группы во вторую фазу менструального цикла.
В целом можно сказать, что у здоровых женщин с увеличением возраста (31—35 лет) во
вторую фазу менструального цикла происходит смещение регуляции кровообращения в сторону медленноволновых процессов, за счет сосудистого и объемного звена системы кровообращения, а так же ритма сердца, при одновременно меньших колебаниях высокочастотных (барорегуляция, дыхательная, парасимпатическая регуляция). У молодых же женщин в возрасте
21—25 лет, предменструальный период протекает с преобладанием колебаний параметров гемодинамики в высокочастотных диапазонах спектра, что говорит о более благоприятном течении этого периода.
Список литературы
1. Астахов А.А. Физиологические основы биоимпедансного мониторинга гемодинамики в анестезиологии
(с помощью системы «Кентавр»), Челябинск, 1996. Т. 1, 2.
2. Астахов А.А., Астахов Ал.А., Байшев Ф.К. Два уровня комплексной оценки состояния гемодинамики
при нормальной беременности, преэклампсии и эклампсии // Материалы II Всероссийской междисциплинарной научно–практической конференции «Критические состояния в акушерстве и неонатологии»
Петрозаводск, 7–10.06.04. С. 218—222.
3. Мельников А.А., Викулов А.Д. Реологические свойства крови, половые гормоны и кортизол у спортсменов // Физиология человека, 2004, Т. 30, № 5, С. 110—120.
4. Теппермен Дж., Теппермен Х. Физиология обмена веществ и эндокринной системы. «Мир» М., 1989,
654 с.