ФИЗИОЛОГИЯ ЧЕЛОВЕКА, 2015, том 41, № 1, с. 74-82
УДК 612.08:612.172.4:612.176.4
ОСНОВНЫЕ МЕХАНИЗМЫ, ОБУСЛОВЛИВАЮЩИЕ ИЗМЕНЕНИЯ АМПЛИТУДЫ ЗУБЦОВ КОМПЛЕКСА QRS НА ЭЛЕКТРОКАРДИОГРАММЕ ПРИ НАГРУЗОЧНОМ ТЕСТИРОВАНИИ
ПРАКТИЧЕСКИ ЗДОРОВЫХ ЛИЦ © 2015 г. М. М. Салтыкова
ФГБУНГосударственный научный центр Российской Федерации — Институт медико-биологических проблем Российской академии наук (ГНЦРФ — ИМБПРАН), Москва E-mail: marinams2002@mail.ru Поступила в редакцию 28.11.2013 г.
Электрокардиография (ЭКГ) является наиболее распространенной методикой для выявления индуцированной нагрузкой ишемии миокарда. Однако чувствительность ЭКГ-критериев не высока. Одна из основных проблем состоит в сложности дифференциации изменений ЭКГ, вызванных различными по своей природе факторами.
Целью данного исследования была оценка зависимости изменения вольтажных параметров комплекса QRS на ЭКГ при физической нагрузке от показателей центральной гемодинамики, анализ гендерных особенностей и выявление механизмов, обусловливающих эти изменения. Для исключения влияния на вольтажные параметры ЭКГ изменения трансмембранного потенциала кардиомиоцитов под действием медиаторов вегетативной нервной системы в условиях повышающейся физической нагрузки и/или вследствие дефицита аденозинтрифосфорной кислоты при недостаточном кровоснабжении миокарда в исследовании приняли участие только практически здоровые лица (7 мужчин и 7 женщин) в возрасте до 35 лет и в анализ включались только периоды деполяризации миокарда желудочков (комплекс QRS на ЭКГ). Было проведено сопоставление динамики амплитуды зубцов комплекса QRS на ЭКГ при нагрузочном тестировании двух верхних и одной нижней конечности у мужчин и женщин, в котором развиваемый момент силы при работе одной ногой двукратно превышал суммарный момент силы при работе двумя руками при сходном увеличении частоты сердечных сокращений и систолического давления. При нагрузочном тестировании как верхних, так и нижней конечности выявлено достоверное увеличение амплитуды зубца S в левых грудных отведениях, которое было сходным при обоих типах тестирования и не различалось в группах мужчин и женщин. При этом выявлена достоверная зависимость увеличения зубца S к концу тестирования от величины пикового систолического давления. Кроме того, для оценки влияния диастолического давления и изменения положения диафрагмы и сердца вследствие напряжения брюшного пресса на последних ступенях нагрузки было проведено сопоставление динамики ЭКГ-показателей при работе ногой при вертикальном и горизонтальном положении корпуса. Полученные результаты позволяют исключить влияние изменения положения и размеров сердца, а также величины физической нагрузки на выявленное увеличение зубца S и сделать вывод о зависимости этого показателя от величины систолического артериального давления.
Ключевые слова: ЭКГ, пробы с физической нагрузкой, индуцированные нагрузкой изменения вольтажа QRS.
Б01: 10.7868/80131164614060101
Анализ факторов и механизмов, обусловливающих изменения вольтажных показателей электрокардиограммы (ЭКГ), — это основа для создания новых, более информативных критериев электрокардиографической диагностики состояния миокарда. Несмотря на широкое использование в клинической диагностике и огромный фактологический материал, накопленный за более чем вековую историю электрокардиографии, ме-
ханизмы, обусловливающие изменение ЭКГ в различных условиях жизнедеятельности, остаются во многом невыясненными, а большинство ЭКГ-критериев — обоснованными только статистическими методами [1—6].
Электрокардиография является наиболее распространенной методикой для выявления индуцированной нагрузкой ишемии миокарда. Однако чувствительность ЭКГ-критериев не высока
[7—9]; при этом основной признак преходящей ишемии — это горизонтальная или косо-нисходящая депрессия сегмента ST на 1 мм и более. Одним из направлений увеличения информативности ЭКГ является использование для диагностики не только динамики сегмента ST, но и других показателей ЭКГ [8—15]. Наиболее известен критерий, предложенный группой ученых из Афинского университета (Athens QRSscore - Афинский счетчик [11—13]). Значение Афинского счетчика (QRS score) вычисляется по формуле QRSscore = = (AR - AQ - AS) aVF + (AR - AQ - AS) V5, где А обозначает разность между величиной амплитуды соответствующего зубца в покое и на пике нагрузки. Авторы проанализировали прогностическую значимость QRS score при различных его величинах [12, 13] и показали увеличение информативности при его использовании в диагностике ишемии помимо депрессии сегмента ST. Однако в других публикациях [16, 17] показана низкая информативность этого подхода. В большинстве исследований, посвященных ЭКГ-критериям ишемических изменений миокарда на нагрузке, констатируется низкая значимость показателей деполяризации, т.е. комплекса QRS на ЭКГ, поскольку, несмотря на значительную изменчивость амплитуды зубцов QRS, остаются неясными механизмы и закономерности этих изменений [8]. При этом влияние биофизических (механических) факторов, обусловливающих изменения электропроводящих свойств сердечной стенки и других органов и тканей грудной клетки, в большинстве исследований не анализируется. Однако, например, при проведении тестов с физической нагрузкой увеличение потребности миокарда в кислороде провоцируется увеличением его механической активности, что сопровождается изменением электропроводящих свойств сердечной стенки вследствие большего сдавливания коронарных сосудов в систолу при увеличении силы сокращения. При этом одна из основных проблем состоит в сложности дифференциации изменений ЭКГ, вызванных различными по своей природе факторами: 1) изменением собственно электрической активности кардиомиоцитов; 2) изменением расстояния от эпикарда до регистрирующих электродов (при дилатации камер и/или при сдвиге и ротации сердца); 3) изменением электропроводящих свойств сердечной стенки вследствие большего выдавливания биологических жидкостей в систолу при увеличении силы сокращения и снижения степени шунтирования внеклеточных токов в миокарде. У практически здоровых людей умеренное увеличение механической активности миокарда не влияет на электрическую активность кардиомиоцитов в период деполяризации (комплекс QRS на ЭКГ), поскольку кровоснабжение миокарда адекватно и нет дефицита аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ).
В связи с этим, анализ изменчивости вольтажных показателей ЭКГ при нагрузочных пробах в норме является первым и необходимым этапом разработки новых ЭКГ-критериев диагностики ишемии миокарда, индуцированной физической нагрузкой.
Ранее нами были выявлены основные закономерности изменения амплитуды зубцов комплекса на ЭКГ при перераспределении биологических жидкостей в условиях переменной гравитации, изменении общего количества жидкости в организме, изменении электропроводности крови и увеличении подкожного и эпикардиального жировых слоев [18—21]. В условиях переменной гравитации и при дегидратации организма наиболее устойчивые и значимые изменения регистрируются в конечной части желудочкового комплекса (зубец S на ЭКГ), приходящейся на фазу изоволюмического сокращения левого желудочка, что, видимо, является следствием компенсаторного изменения силы сокращения миокарда в этих условиях. Кроме того, были выявлены сходные изменения амплитуды зубцов комплекса на ЭКГ при велоэргометрической физической нагрузке, обусловливающей, с одной стороны, увеличение силы сокращения миокарда, которое приводит к большему выдавливанию биологических жидкостей из миокарда в фазу сокращения и уменьшению степени шунтирования внеклеточных токов, а с другой — изменение электропроводящих свойств органов и тканей грудной клетки вследствие изменения паттерна дыхания при нагрузке [22].
Выявленные закономерности позволяют предположить зависимость вольтажных показателей ЭКГ от изменения показателей центральной гемодинамики не только вследствие индуцированной ишемии миокарда, но и при отсутствии патологических изменений вследствие изменения степени шунтирования внеклеточных токов. Поэтому необходимо оценить возможное дополнительное влияние этих гемодинамических показателей на вольтажные параметры ЭКГ и, прежде всего, на те параметры, изменения которых потенциально могут служить основой для создания новых диагностических критериев ишемии миокарда, индуцированной нагрузкой.
Удобной моделью для оценки значимости влияния показателей центральной гемодинамики на вольтажные параметры ЭКГ являются парные тесты с физической нагрузкой, выполняемой при сходных изменениях гемодинамических показателей руками и ногами, при этом работа руками выполняется со значительно меньшей нагрузкой [23, 24]. Кроме того, парные тесты, выполняемые при разном положении корпуса, в свою очередь, могут позволить оценить значимость влияния изменения диастолического объема левого желу-
дочка и положения сердца на изучаемые параметры. При этом, поскольку адаптивные ответы на физическую нагрузку существенно зависят от пола обследуемых [24—27], то для оценки выявленных закономерностей необходимо сравнение их в группах мужчин и женщин.
Целью настоящего исследования была оценка зависимости изменения вольтажных параметров комплекса QRS на ЭКГ при физической нагрузке от показателей центральной гемодинамики, анализ гендерных особенностей и выявление механизмов, обусловливающих эти изменения.
МЕТОДИКА
Для исключения влияния на вольтажные параметры ЭКГ изменения трансмембранного потенциала кадиомиоцитов под действием медиаторов вегетативной нервной системы в условиях повышающейся физической нагрузки и/или вследствие дефицита АТФ при недостаточном кровоснабжении миокарда в исследовании приняли участие только практически здоровые лица в возрасте до 35 лет и в анализ включались только периоды деполяризации миокарда желудочков (комплекс QRS на ЭКГ).
Протоколы экспериментов были утверждены комиссией по биомедицинской этике ГНЦ РФ — ИМБП РАН. В исследование включены данные 14 физически активных добровольцев (7 мужчин и 7 женщин) в возрасте от 22 до 34 лет. Добровольцы дали информированное письменное
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.