Введение

Сердечно-сосудистые заболевания (ССЗ) продолжают доминировать в глобальной статистике смертности уже два десятилетия [1]. Современные данные свидетельствуют о том, что ССЗ составляют 16% общемировой смертности [2]. С 2000 г. количество смертей, связанных с ССЗ, возросло на 2 млн и к 2019 г. достигло отметки 9 млн [2]. В Российской Федерации более полумиллиона людей ежегодно умирают от ССЗ, при этом вызывает озабоченность явная тенденция к «омоложению» заболеваний сердечно-сосудистой системы и смертности среди трудоспособного населения [3—5]. В этом аспекте одним из ключевых направлений в борьбе с ССЗ является ранняя диагностика доклинических изменений в функциональном состоянии сердца и своевременное внедрение мер первичной профилактики на индивидуальном уровне.

До настоящего времени основным инструментом скрининга ССЗ является электрокардиография (ЭКГ), которая благодаря своей научной обоснованности и высоким диагностическим возможностям стала стандартным методом клинического обследования. Однако ЭКГ основана на регистрации уже сформировавшейся патологии и не представляет возможности для выявления функциональных изменений, предшествующих патологическим отклонениям миокарда.

Революционным шагом в изучении электрических характеристик сердца стало внедрение дисперсионного картирования (ДК) и создание программного обеспечения «Кардиовизор», которое использует новый метод оценки ЭКГ-сигнала, основанный на анализе случайных низкоамплитудных колебаний (дисперсий) в течение всего кардиоцикла [6—9]. Микропроцессорные технологии, которые анализируют низкоамплитудные (10—20 мкВ) колебания ЭКГ-сигнала, обычно не регистрируемые в случайных флуктуациях линии ЭКГ, существенно расширили функциональность метода.

Дисперсионное картирование обеспечивает специалистам доступ к новым инструментальным данным о микроизменениях в электрической активности миокарда, которые невозможно определить другими методами. Следует отметить, что даже при нормальной физиологии миокарда колебания амплитуды измеряемых микроальтернаций точно и объективно отражают изменения в других физиологических системах организма, участвующих в регуляции деятельности сердца. Анализ микроальтернаций ЭКГ позволяет обнаружить подпороговые метаболические изменения, нарушающие синхронность электрического возбуждения желудочков миокарда, микроизменения ионного баланса в кардиомиоцитах, незначительные сдвиги в активации симпато-адреналовой системы и другие метаболические отклонения, которые из-за их незначительности не проявляются в морфологии электрокардиографии или сигналах ЭКГ [6—9]. Тем самым метод ДК ЭКГ направлен не на диагностику патологии, а на выявление ранних электрофизиологических изменений, которые могут привести к тому или иному отклонению от нормы или развивающейся патологии.

Цель исследования — установить особенности функционального состояния сердечно-сосудистой системы студентов по данным дисперсионного картирования ЭКГ и вариабельности сердечного ритма.

Материал и методы

Из 219 студентов 4—6-го курсов (123 девушки и 96 юношей) проведено одномоментное исследование с соблюдением принципов Хельсинкской декларации Всемирной медицинской ассоциации (Форталеза, 2013). Исследование выполнено на базе центра детского здоровья и университетской медицины при кафедре профилактической медицины ФГБОУ ВО «ОрГМУ» Минздрава России в период учебной деятельности 2022—2023 гг. Обследование производилось в утренние часы, не ранее чем через 2 часа после приема пищи и физической активности. Перед началом исследования испытуемые находились в покое в положении лежа с приподнятым изголовьем в течение 5—10 мин. Во время проведения исследования исключались все раздражители, способные вызвать эмоциональное возбуждение, включая разговоры и телефонные вызовы. Запись регистрировалась в течение трех минут. Условиями включения в исследование были: I—II группы здоровья и письменное информированное добровольное согласие на участие в исследовании. Студенты, отказавшиеся от участия, с острыми заболеваниями в активной фазе или перенесшие острые заболевания за последние 2 нед, исключены из исследования.

Функциональное состояние сердечно-сосудистой системы (ССС) студентов оценено с помощью аппаратно-программного комплекса «Здоровье-экспресс». Скрининговая оценка функционального состояния миокарда студентов выполнена методом ДК ЭКГ с использованием программного обеспечения «Кардиовизор» [9]. Числовые значения дисперсионных характеристик состояния миокарда представлены интегральным индексом «Миокард» и индексами «Ритм», T-альтернация, электрической нестабильностью миокарда (ЭНМ) и девятью показателями кода «Детализации» (G1-G9).

Оценка вегетативной регуляции ССС проведена методом вариационной пульсометрии, включающей определение статистических параметров: частоты сердечных сокращений (ЧСС), амплитуды моды (АМо), вариационного размаха (ΔX), среднеквадратичного отклонения (SDNN), квадратного корня из среднего квадратов разностей величин последовательных пар интервалов (RMSSD) и стресс-индекса (SI). Определены также спектральные характеристики вариабельности сердечного ритма (ВСР): общая мощность спектра ВСР (TP), мощность волн высоких (HF), низких (LF) и очень низких (VLF) частот, процентное соотношение мощности спектра низкочастотного и высокочастотного компонентов вариабельности от общей мощности колебаний (LF и HF соответственно), на основе которых рассчитаны индексы централизации (IC) и вагосимпатического взаимодействия (LF/HF).

Для выявления особенностей формирования электрофизиологических отклонений в миокарде у студентов двух групп: 1-я группа (64 девушки и 24 юноши) — обследуемые, не имеющие отклонений в миокарде, и 2-я группа (96 девушек и 35 юношей) — обследуемые с пограничными изменениями в миокарде, — проведен сравнительный анализ показателей ДК и ВСР.

Необходимый размер выборки предварительно не рассчитывался. Статистический анализ полученных результатов выполнен в программе Statistica 13.0 StatSoft. Исходя из соответствия количественных показателей нормальному распределению по критерию Колмогорова—Смирнова, результаты описывали с помощью средних арифметических величин (M) и ошибки среднего (m). Категориальные данные описывали с указанием процентных долей (%). Выявление статистически значимых различий выполнялось с помощью t-критерия Стьюдента для независимых выборок. Значения считались статистически значимыми при p≤0,05. Связи между количественными непрерывными признаками оценивали с помощью корреляционного анализа с расчетом коэффициента Пирсона.

Результаты

У исследуемых студентов выявлены умеренные отклонения от физиологической нормы только вариабельности ритма сердца (20,5±0,75%), тогда как средние значения остальных показателей ДК ЭКГ были в границах физиологической нормы (табл. 1).

Таблица 1. Показатели дисперсионного картирования электрокардиограммы студентов

Примечание. * — p<0,05 при сравнении данных у девушек с данными у юношей; ** — p<0,05 при сравнении данных у студентов с данными физиологической нормы.

В то же время при распределении студентов в зависимости от выраженности отклонений дисперсионных индексов, помимо нарушения регуляции сердечного ритма (65,6%), у каждого второго обследуемого регистрировались пограничные изменения в миокарде (63,2%) за счет значимых электрофизиологических нарушений миокарда желудочков (G9) (16,7%), а также умеренных отклонений в миокарде правого (G1) (14,9%) и левого предсердия (G2) (10,7%), правого желудочка (G3) (13,5%) в фазе деполяризации (рисунок). У 48,2% студентов выявлены пограничные изменения морфологии зубца T, а у 24,5% обследуемых — начальные признаки электрической нестабильности миокарда.

Распределение студентов в зависимости от выраженности отклонений дисперсионных индексов, %.

Установлены гендерные особенности функционального состояния миокарда студентов. Показано, что у юношей были статистически значимо выше, чем у девушек дисперсионные индексы «Миокард», «Ритм», G9, Т-альтернация и ЭНМ. Пограничные изменения в миокарде выявлены у 63,3% юношей и 63,1% девушек, а значимые электрофизиологические отклонения в миокарде определены у 8,2% юношей и всего у 1,4% девушек (табл. 2). У каждого четвертого юноши (9,2 и 17,0%) регистрировались различной степени выраженности отклонения индекса детализации G9, характеризующего нарушения процесса деполяризации миокарда, тогда как доля девушек со значимыми отклонениями параметра G9 не превышала 16,3%. Вероятно, более выраженные отклонения в функциональном состоянии миокарда юношей обусловлены выраженными нарушениями в состоянии системы регулирования сердечной деятельности, которые выявлены у 10,2% юношей и у 2,1% девушек.

Таблица 2. Распределение девушек и юношей в зависимости от выраженности отклонений дисперсионных индексов, %

В связи с этим проанализированы показатели вариабельности сердечного ритма обследуемых студентов. Так, у юношей относительно девушек установлена повышенная активность центрального контура регуляции вследствие преобладания симпатической ВНС, на что указывали более высокие значения AMo, LF, LF/HF, IC и более низкие значения SDNN, RMSSD и HF (табл. 3).

Таблица 3. Показатели вариабельности сердечного ритма студентов

Примечание. * — p<0,05 при сравнении данных у девушек с данными у юношей.

Для выявления физиологических процессов, лежащих в основе формирования электрофизиологических отклонений в миокарде студентов, проведен сравнительный анализ показателей ДК ЭКГ и вариабельности сердечного ритма у студентов, не имеющих отклонений в миокарде (1-я группа) и с пограничными изменениями в миокарде (2-я группа). Как у юношей, так и у девушек группы с пограничными изменениями в миокарде (2-я группа) увеличены все показатели ДК ЭКГ в сравнении с данными студентов, не имеющих отклонений в миокарде (1-я группа) (табл. 4). Показано, что у студентов 2-й группы индекс «Миокард» был выше в 1,4 раза, индекс «Ритм» — в 1,2 раза, индекс T-альтернации в 2,5 раза, а также все индексы детализации и в первую очередь G1 в 4,5 раза и G9 в 2,8 раза по сравнению со студентами 1-й группы.

Таблица 4. Показатели дисперсионного картирования электрокардиограммы у студентов без отклонений и с пограничными изменениями в миокарде

Примечание. Здесь и в табл. 5: * — p<0,05 при сравнении данных у студентов 1-й и 2-й групп; ** — p<0,05 при сравнении данных у девушек с данными у юношей каждой группы.

При сравнении данных юношей и девушек, не имеющих отклонений в миокарде (1-я группа), установлено, что у юношей значения индекса «Миокард» превышали данные девушек в 1,2 раза, индекса «Ритм» и T-альтернации в 1,3 раза, G1 в 2,7 раза и G9 в 1,7 раза. В то же время у студентов 2-й группы с пограничными изменениями миокарда гендерных различий не было.

Анализ вариабельности сердечного ритма у всех обследуемых студентов 1-й и 2-й групп не выявил статистически значимых различий (табл. 5). Однако у девушек 2-й группы в сравнении с данными девушек 1-й группы SI был выше в 1,4 раза, тогда как у юношей 2-й группы относительно юношей 1-й группы определены более высокие значения показателей, характеризующих активность симпатического контура ВНС, — VLF (в 3,8 раза), LF/HF (в 1,8 раза), IC (в 1,7 раза), и SI (в 1,5 раза).

Таблица 5. Показатели вариабельности сердечного ритма у студентов без отклонений и с пограничными изменениями в миокарде

У юношей 1-й группы в сравнении с девушками также выявлено преобладание активности симпатической ВНС, на что указывали более высокие значения AMo и LF (в 1,2 раза), VLF (в 2,9 раза), LF/HF (в 2,4 раза) и IC (в 2,0 раза), SI (в 1,8 раза).

Функциональные отклонения в миокарде студентов, вероятно, были связаны с изменениями баланса ВНС. В целях подтверждения наличия связи между показателями ДК ЭКГ и данными вариабельности сердечного ритма студентов проведен корреляционный анализ (табл. 6). Установлена сильная связь между индексом «Миокард» и индексом T-альтернации (r=0,710), а также средней силы зависимость индекса «Миокард» от индекса «Ритм» (r=0,468), SI (r=0,626), LF (r=0,602), LF/HF (r=0,428), Amo (r=0,427) и IC (r=0,687). Выявлена средней силы зависимость от SI таких дисперсионных показателей, как G1 (r=0,432), G2 (r=0,406), G9 (r=0,485) и индексов T-альтернации (r=0,587) и электрической нестабильности миокарда (r=0,549). Определена обратная зависимость индекса T-альтернации и индекса электрической нестабильности миокарда от _ΔX (r= –0,428—0,576), HF (r= –0,411—0,424), RMSSD (r= –0,464—0,552), SDNN (r= –0,421—0,482) и прямая зависимость от LF (r=0,444—0,516) и Amo (r=0,483—0,500).

Таблица 6. Показатели корреляционной зависимости между параметрами дисперсионного картирования и показателями вариабельности сердечного ритма студентов

Обсуждение

В результате настоящего исследования установлено, что более чем у 50% студентов на фоне пограничных изменений в функциональном состоянии миокарда регистрировались нарушения вегетативной регуляции сердечного ритма. Причем у юношей в сравнении с девушками выявлены более выраженные электрофизиологические изменения миокарда, которые, вероятно, обусловлены повышенной активностью симпатической вегетативной регуляции и централизацией управления сердечным ритмом. Показано, что пограничные изменения в деятельности миокарда (среди студентов 2-й группы) как у девушек, так и у юношей характеризовались повышением вариабельности ритма сердца в 1,2—1,3 раза, увеличением индексов детализации G1—G9 в 1,2—9,3 раза и T-альтернации в 2,1—2,7 раза, что, по всей видимости, обусловлено доминированием симпатической ВНС и увеличением напряжения регуляторных систем в 1,4—1,5 раза. При этом у студентов, не имеющих изменений в функциональном состоянии миокарда (1-я группа), выявлены гендерные различия, обусловленные изменениями баланса ВНС. Так, у юношей относительно девушек на фоне отклонений в миокарде за счет компенсаторных изменений желудочков, правого и левого предсердий и морфологии зубца T выявлено преобладание активности симпатической ВНС с ростом напряжения регуляторных систем.

Доказана зависимость дисперсионных отклонений миокарда от уровня вегетативной регуляции ритма сердца. Установлено, что с увеличением симпатических влияний и повышением напряжения регуляторных систем у студентов увеличивались отклонения в миокарде за счет формирования изменений в предсердиях (r=0,406—0,432), компенсаторных изменений желудочков миокарда (r=0,485) и альтернации зубца T (r=0,587).

ДК ЭКГ используется в повседневной практике для оценки электрической нестабильности миокарда, выступающей в качестве предиктора внезапной сердечной смерти. К широко известным маркерам электрической нестабильности миокарда относят альтернацию зубца T, определяющую риск формирования спонтанных желудочковых аритмий. Согласно полученным данным, в результате настоящего исследования у каждого второго (48,2%) студента выявлены пограничные изменения морфологии зубца T, а у каждого четвертого (24,5%) — начальные признаки электрической нестабильности миокарда, что, вероятно, связано с формированием высокого уровня стресса и увеличением напряжения регуляторных систем. В результате корреляционного анализа подтверждена прямая зависимость индексов T-альтернации и электрической нестабильности миокарда от уровня активности симпатического отдела ВНС (r=0,444—0,516) и SI (r=0,549—0,587).

До настоящего времени исследования функциональных нарушений миокарда с использованием метода ДК ЭКГ у студентов ограничены. Научные данные об особенностях изменения электрофизиологических характеристик миокарда в зависимости от состояния симпатического и парасимпатического звеньев вегетативной регуляции немногочисленны и противоречивы [10—16]. Данные настоящего исследования в подавляющем большинстве случаев согласуются с результатами предыдущих работ. Так, в работах И.А. Погонышевой и соавт. [11], Ю.Г. Солонина и соавт. [12] выявлены гендерные особенности в различных возрастных группах, в которых индекс миокард был выше у лиц мужского пола. Вместе с тем исследованиями Г.Г. Иванова и соавт. [10] показано, что индекс «Миокард» не имеет половых различий. По данным исследований Ю.Г. Солонина и соавт. [12], не установлены зависимости индекса «Миокард» ни с одним из показателей ВСР, тогда как в работах А.Н. Лоскутовой и соавт. [13—16] подтверждена корреляционная зависимость индекса «Миокард» от уровня напряжения регуляторных систем, определена обусловленность микроамплитудных колебаний (в основном в группах G1—G2 и G9) изменениями баланса ВНС. Установлено, что показатель G9, отражающий динамику компенсаторных изменений, увеличивается при активации симпатической нервной системы и, напротив, снижается при стимуляции парасимпатической ВНС [13—16].

Полученные данные о том, что к молодому возрасту более чем у 50,0% студентов сформированы пограничные изменения в функциональном состоянии миокарда, означает необходимость проведения в рамках профилактических медицинских осмотров и диспансеризации взрослого населения ДК ЭКГ и вариабельности сердечного ритма. Обусловленность формирования дисперсионных отклонений миокарда влиянием вегетативной регуляции ритма сердца подчеркивает необходимость совместного применения ДК ЭКГ и ВСР, что позволит комплексно оценить как функциональные изменения в миокарде, так и систему регуляции ритма сердца, и провести коррекцию функциональных отклонений в миокарде путем нормализации вегетативного баланса.

Заключение

Установлено, что отклонения в функциональном состоянии сердца студентов формировались за счет смещения вегетативного баланса в сторону преобладания симпатического отдела вегетативной нервной системы и повышения напряжения регуляторных систем, что определяет необходимость проведения профилактических здоровьесберегающих мероприятий, направленных на коррекцию функциональных отклонений миокарда и может быть достигнуто путем нормализации баланса вегетативной нервной системы.

Участие авторов: концепция и дизайн исследования — Н.П. Сетко, А.Г. Сетко; сбор и обработка материала — О.М. Жданова; статистический анализ данных — О.М. Жданова; написание текста — О.М. Жданова, А.Г. Сетко; редактирование — Н.П. Сетко.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.