Показатели центральной гемодинамики при стабилографических пробах вертикальной позы человека

Орел В.Р., Шестаков М.П.

ПНИЛ, РГАФК.

Стабилографические пробы используются при исследовании условий устойчивости вертикальной позы человека [1]. Такие методы применяются как в клинике для выявления у пациентов патологических изменений, так и при нейрофизиологических исследованиях для количественной оценки регуляции позы в плане изучения свойств системы управления движениями.

При помощи ортостатической пробы [4] выявляются нарушения в системной регуляции кровообращения при смене ориентации тела по отношению к направлению силы тяжести. При этом исследуются изменения показателей центральной гемодинамики и артериального давления после перехода испытуемого в вертикальное стояние из сравнительно кратковременного пребывания в горизонтальном положении лежа.

При переходе испытуемых из положения лежа в вертикальное положение происходит [4] перераспределение жидких масс в полостях и в кровеносных сосудах. Подобные внутренние изменения в организме, в свою очередь, оказывают прямое влияние на процессы поддержания равновесия человека в вертикальном положении. Однако динамика стабилографических показателей вертикального стояния после относительно кратковременного пребывания в горизонтальном положении лежа как, в свою очередь, и реакции центральной гемодинамики в экспериментах по позному равновесию человека исследованы совершенно недостаточно.

Методика исследования.

В настоящее время для исследования степени устойчивости вертикальной позы получил широкое применение метод стабилографии [1], с помощью которого осуществляется точный пространственно-временной анализ устойчивости стояния. В наших исследованиях использовался компьютерный комплекс “Статокинезиметр” (ОКБ “Ритм”, г.Таганрог). Частотный диапазон колебаний центра давления (ОЦД) человека, представляющего собой проекцию центра тяжести тела на опорную горизонтальную плоскость (тензометрическая платформа стабилографа), в саггитальном и фронтальном направлениях измерений составлял 0 - 25 Гц. Единичное измерение параметров процесса стояния длилось 30 с.

Процедура эксперимента заключалась в стоянии испытуемого без обуви на стабилографической платформе в свободной стойке с закрытыми глазами. Дополнительно оказывалось воздействие на сенсорный вход испытуемого заменой твердой опорной плоскости на мягкую опору (два слоя поролона толщиной по 15 см). Анализировались параметры стабилографии, связанные с колебаниями ОЦД испытуемого: амплитуды отклонений в саггитальной (D Х) и фронтальной (D У) плоскостях, а также модуль скорости (V) перемещения ОЦД.

Показатели центральной гемодинамики определялись с помощью программно-измерительного комплекса “РЕОДИН” (Медасс, г. Москва), основанного на методе тетраполярной реографии центрального пульса [2]. Обработка дифференциальной реограммы (ДР), регистрируемой комплексом “РЕОДИН”, производилась на ПК программой “Импекард” в автоматическом режиме. Величины ЧСС и УО определялись в результате программной обработки и усреднения данных, полученных обычно на 10 кардиоциклах из выделенного отрезка ДР. Время проведения единичной регистрации фрагмента ДР и получения соответствующих средних результатов составляло около 10 секунд.

Артериальное давление измерялось по методу Короткова и вводилось в режиме диалога в память комплекса перед записью фрагмента ДР. Вместе с фрагментом кривой ДР и данными об артериальном давлении в базе данных комплекса “РЕОДИН” сохранялось также и точное время их регистрации.

В условиях вертикального стояния испытуемого на твердой опоре до и после 10-минутного лежания производилось не менее 3 - 4-х измерений показателей центральной гемодинамики (в каждом режиме). Последующее стояние испытуемого на мягком покрытии стабилографа длилось 6 - 8 минут. За это время производилось не менее 5 регистраций показателей кровообращения. Примерно такое же число регистраций показателей центральной гемодинамики производилось и в положении лежа.

Представленные ниже результаты получены в эксперименте с участием 12 здоровых мужчин - студентов и аспирантов Академии физической культуры.

Результаты и обсуждение.

В табл.1 представлены средние данные о стабилографических и гемодинамических показателях, полученные в соответствующих режимах программы исследований.

Величины показателей гемодинамики в положении лежа (табл.1) резко отличаются от соответствующих значений этих показателей при вертикальном стоянии. В среднем наблюдается выраженная брадикардия, при которой несколько повышенный минутный объем крови достигается за счет увеличенного почти в два раза ударного объема по сравнению (табл.1) с его средними величинами в режимах стояния. Отметим, что различия между средними величинами (табл.1) при стояниях на твердой опоре статистически недостоверны (р > 0,1) для всех показателей.

Таблица 1.

Основные показатели центральной гемодинамики во всех режимах эксперимента и стабилографические показатели при вертикальных стояниях ().

Примечание: значок (*) отвечает статистической значимости различий (р<0,01) с данными 1-й и 3-й колонок; значок (**) отвечает статистической значимости различий (р<0,001) с данными всех других колонок.

При вертикальных стояниях на твердой опоре и на поролоне наблюдаются статистически значимые различия (р < 0,01) между соответствующими средними величинами как УО, так и ЧСС (табл.1).

У каждого испытуемого уже на первых 10 секундах стояния величина УО достигала некоторого индивидуального максимума в данном режиме эксперимента. Далее происходило снижение УО до некоторого значения, вокруг которого затем наблюдались малые колебания этого показателя. Наиболее интенсивным снижение УО было в случае стояния на твердой опоре. При этом коэффициенты корреляции величин УО с соответствующими моментами времени регистрации ДР были статистически значимыми как при первоначальном стоянии ( r = - 0,574; p < 0,01), так и при стоянии сразу после 10-минутного расслабления лежа (r = - 0,494; p < 0,01). Менее выраженным было снижение УО в ходе стояния на поролоне (r = - 0,327; p < 0,05).

Данные о снижениях УО, происходивших при стояниях, напрямую связаны с процессом поддержания вертикальности позы. Комплекс мышц ног, обеспечивающих вертикальность стояния, производит квазистатическое обжимающее воздействие на крупные мышцы голени, что существенно ослабляет действие глубинного “мышечного насоса”, призванного способствовать венозному возврату крови к сердцу от нижних конечностей.

Изменения ЧСС в соответствующих условиях вертикального стояния испытуемых реципрокны с описанными выше изменениями величины УО. Именно, процесс снижения УО на первых трех минутах каждого стояния сопряжен с одновременным ростом ЧСС. За счет чего минутный объем крови (МО), циркулирующей в организме, остается на некотором сравнительно неизменном уровне (табл.1). Коэффициенты корреляции ЧСС с моментами времени регистрации данных оказались положительными и статистически достоверными, описывая тенденцию роста ЧСС с увеличением времени стояния (p < 0,05).

Отметим, что практически никакого уменьшения УО не наблюдалось в положении лежа. Напротив, УО в этом случае выражено возрастал, опережая темпы определенного снижения ЧСС. За счет чего в положении лежа МО оказался достоверно выше, чем в остальных случаях (табл.1).

В табл.1 также представлены усредненные стабилографические данные: амплитуда плоских колебаний ОЦД (АПК) и модуль скорости перемещения ОЦД (МСП), характеризующие устойчивость вертикального стояния в трех режимах программы эксперимента.

Отсутствие статистически значимых различий (р > 0,1) между средними величинами этих стабилографических показателей, отвечающих двум стояниям на твердой опоре (табл.1), говорит о том, что 10-минутное расслабленное лежание практически не влияет у здоровых людей на качество работы системы управления позным равновесием.

Об этом также можно судить по результатам статистического анализа (пакет STATISTICA) динамики кривых изменений амплитуды колебаний и скорости перемещения ОЦД в ходе 30-секундных проб. На этих кривых практически не обнаружено каких-либо заметных трендов, что говорит о квазистационарности наблюдавшихся процессов.

Однако средние величины (табл. 1) стабилографических показателей при стояниях на твердой опоре не полностью описывают соответствующие мышечные реакции. Гармонический анализ соответствующих фрагментов кривых смещений ОЦД показал, что основная частота колебаний человека при стоянии до 10-минутного лежания выше частоты колебаний сразу после вставания в среднем на 20%. Следовательно, даже 10-минутное расслабленное лежание в горизонтальном положении снижает тонус комплекса мышц, отвечающих за вертикальность стояния человека.

Сложные позно-тонические реакции являются гравитационно-зависимыми процессами, запускающимися проприоцептивными афферентациями и нормально осуществляемыми только при наличии гравитационных сил [3]. Для демонстрации роли афферентных сигналов при поддержании позы использовалась мягкая опора в виде поролона. Выявлено значительное увеличение амплитуды колебательных движений ОЦД при значительном росте модуля соответствующей скорости перемещения (табл.1). Отметим, что такое возрастание энергетики колебаний человека при стоянии на мягкой опоре связано с более интенсивными сокращениями мышц, поддерживающих вертикальное равновесие. В свою очередь, усиление сократительной деятельности позных мышц приводит к увеличению венозного возврата к сердцу, что документировано (табл.1) статистически достоверным ростом УО крови при стоянии на поролоне по сравнению с твердой опорой.

Литература

Гурфинкель В.С., Коц Я..М., Шик М.Л. Регуляция позы человека. - М.: Наука, 1965. - 256 с.

Инструментальные методы исследования в кардиологии (Руководство)/ Ред.: Сидоренко Г.И. - Минск, 1994. - 272 с.

Козловская И.Б. Афферентный контроль произвольных движений. - М.: Наука, 1976. - 296 с.

Осадчий Л.И. Положение тела и регуляция кровообращения. - Л.: Наука, 1982. - 143 с.