Механизмы регуляции сердечного ритма
Основная информация о состоянии систем, регулирующих ритм сердца, заключена в длительности кардиоинтервалов. Синусовая аритмия отражает сложные процессы взаимодействия разных уровней регуляции сердечного ритма. Текущая активность симпатического и парасимпатического отделов вегетативной нервной системы является результатом реакции многоконтурной системы регуляции [19].
Наиболее наглядной моделью является двухконтурная система регуляции сердечного ритма. Она основывалась на кибернетическом подходе, при котором система управления синусовым узлом представляется в виде двух взаимосвязанных контуров: центрального и автономного, управляющего и управляемого с каналами афферентной и эфферентной связи. Если представить систему управления ритмом сердца в виде двух контуров, как показано на рис. 1, то на основе данных о дыхательной и недыхательной составляющих сердечного ритма можно рассмотреть следующие положения [27].
Рис 1. Двухконтурная модель регуляции сердечного ритма
Синусовый узел, блуждающие нервы и их ядра в продолговатом мозгу являются рабочими органами управляемого (автономного) контура регуляции. Показателем работы автономного контура является дыхательная аритмия. Данный контур характеризуется быстрыми волнами (длительность кардиоинтервалов меняется в зависимости от дыхания). Управляющий (высший, центральный) контур регуляции характеризуется различными медленноволновыми составляющими сердечного ритма. Его индикатором является недыхательная аритмия. Прямая связь между управляющим и управляемым контурами осуществляется через нервные (в основном симпатические) и гуморальные каналы. Обратная связь обеспечивается нервным и гуморальным путем, но при этом важную роль играют сигналы, поступающие с барорецепторов сердца и сосудов, с хеморецепторов и с рецепторных зон других органов и тканей [21, 28].
|
|
|
Управляемый контур в покое работает в автономном режиме, который характеризуется наличием выраженной дыхательной аритмии. Автономный контур увеличивает свое влияние во время сна или, когда человек прибывает в спокойном, расслабленном состоянии. При этом уменьшаются центральные влияния на автономный контур регуляции. Физические и психические нагрузки активируют центральный контур регуляции. Таким образом, более высокие уровни управления угнетают активность более низких уровней. Автономный контур связан с парасимпатической системой. Центральный контур связан с симпатической и гуморальной нервной регуляции. Управляющий контур отражает влияния, исходящие из продолговатого мозга, гипоталамуса, гипофиза и коры мозга. Центральный контур можно представить в виде трех уровней. Этим уровням соответствуют функциональные системы, которые формируются в процессе управления физиологическими функциями организма. Уровень «В» обеспечивает внутрисистемный гомеостаз в кардиореспираторной системе. Ведущую роль занимают подкорковые нервные центры, в частности вазомоторный, оказывающий стимулирующее и ингибиторное действие на сердце через симпатический нервные волокна. Уровень «Б» обеспечивает согласованную работу систем организма и межсистемный баланс. Основное участие в работе уровня управления принимают высшие вегетативные центры (гипоталамо-гипофизарная система), обеспечивающие гормонально-вегетативный гомеостаз. Уровень «А» обеспечивает взаимодействие организма с внешней средой. К этому уровню относится центральная нервная система. Главенствующая роль принадлежит гипоталамо-гипофизарной системе [19, 20, 21].
|
|
|
При оптимальном состоянии организма управление ритмом сердца происходит с минимальным участием высших уровней управления, централизация минимальна. При нарушении гомеостаза централизация ритмом сердца увеличивается. Это проявляется в виде ослабления дыхательной аритмии и усилении недыхательного компонента. На ритмограмме появляются медленноволновые колебания. [29].
|
|
|
Дыхательная (синусовая) аритмия была открыта в прошлом веке. Единого мнения о ее происхождении нет, хотя большинство исследователей считают, что она связана с дыханием и работой блуждающего нерва. Торможение и возбуждение с этого нерва передается синусовому узлу, вызывая укорочение продолжительности кардиоинтервалов на вдохе и удлинение на выдохе. Дыхание влияет на длительность кардиоциклов через интерплевральное давление и активность барорецепторов [41]. Зарубежными авторами была разработана модель дыхательной регуляции частоты сердечных сокращений. Эта модель основывается на положении теории автоматического регулирования и отражает зависимость между дыханием и величиной "вагусного" торможения сердца [41,42].
Недыхательная синусовая аритмия представляет собой колебания сердечного ритма с периодами выше 6-7 секунд (ниже 0,15 Гц). Медленные (недыхательные) колебания сердечного ритма коррелируют с аналогичными волнами артериального давления и плетизмограммы. Различают медленные волны 1-го, 2-го и более высоких порядков.
|
|
|
Современный уровень знаний не позволяет точно указать источник происхождения каждого из видов медленных волн. Орбели считает, что медленные волны сердечного ритма первого порядка (с периодом от 7 до 20 секунд) связаны с деятельностью системы регуляции артериального давления, а волны второго порядка (с периодом от 20 до 70 секунд) - с системой терморегуляции. Предполагается, что колебания с периодом более 20 секунд определяются механическими характеристиками гладких мышц сосудов. Подчеркивается нелинейность этой механической системы и возможность перекрестного действия медленных колебаний с дыхательными, особенно при большой глубине дыхания, в частности, при умственной и физической нагрузках [19].
Короткие записи длительностью до 5 минут позволяют выявить только ритмы с периодами не длиннее 1,5-2 минут. Однако при более продолжительной регистрации сердечного ритма наблюдаются колебания с периодами в минуты и десятки минут, что говорит о наличии взаимосвязи между ритмом сердца и структурами системы управления, которые ответственны за генерацию соответствующих колебаний.
Структура сердечного ритма включает не только колебательные компоненты в виде дыхательных и не дыхательных волн, но и непериодические процессы. Происхождение этих компонентов сердечного ритма связывают с многоуровневым и нелинейным характером процессов регуляции сердечного ритма и наличием переходных нестационарных процессов. С различной постоянной во времени. Традиционные методы анализа ВСР в виде ритмограмм и спектрального анализа не дают возможность их исследования. Вместе с тем, нелинейные феномены, несомненно, являются одной из причин ВСР. Они обусловлены комплексными взаимодействиями гемодинамических, электрофизиологических, гуморальных факторов, а также влияниями центральной и автономной вегетативной нервной системы. Анализ ВСР, базирующийся на методах нелинейной динамики, дает важную информацию для физиологической интерпретации вариабельности. Параметры, применяющиеся для описания нелинейных свойств вариабельности включают масштабирование спектра Фурье, кластерный спектральный анализ [7,32,40]. Ритм сердца не является стационарным случайным процессом, что подразумевает повторяемость его статистических характеристик на любых произвольно взятых отрезках. При использовании коротких записей искусственно ограничивается число изучаемых регуляторных механизмов, сужается диапазон изучаемых воздействий на сердечный ритм. Это упрощает анализ данных, но не упрощает трактовку результатов, так как изменения ритма сердца отражают этапы адаптации организма к условиям среды [10,29].
Наиболее близок и понятен физиологам подход к анализу вариабельности сердечного ритма, основанный на представлениях о механизмах нейрогормональной регуляции. Парасимпатическая и симпатическая нервные системы находятся во взаимодействии. К механизмам экстракардиального регулирования ритма сердца относятся 3 механизма. Механизмы кратковременного действия (барорефлексы, хеморефлексы, действие гормонов адреналина, норадреналина, вазопресина). Механизмы промежуточного действия (изменения транскапиллярного обмена, релаксация напряжения сосудов, ренин-ангиотензиновая система). Механизмы длительного действия (регуляция внутрисосудистого объема крови и емкости сосудов) [1].
Влияние на ритмическую деятельность сердца вегетативной нервной системы называют модулирующим. Вегетативная иннервация различных отделов сердца неоднородна и несимметрична. У человека деятельность желудочков находится в большей мере под контролем симпатического отдела ВНС, а предсердий и синусового узла - как под симпатическим, так и парасимпатическим влиянием. Парасимпатические влияния характеризуются быстрым эффектом и возвращением измененных показателей к исходному уровню, большей избирательностью действия [4].
Непрерывное воздействие симпатических и парасимпатических влияний происходит на всех уровнях сегментарного отдела вегетативной нервной системы. Сущность воздействий заключается в разной степени активности одного из отделов сегментарной вегетативной системы при изменении активности другого. Поэтому, реальный ритм сердца может временами являться простой суммой симпатической и парасимпатической стимуляции. Иногда, при достижении полезного приспособительного результата (адаптации), снижается активность в одном отделе вегетативной нервной системы и возрастает в другом. Например, возбуждение барорецепторов при повышении артериального давления приводит к снижению частоты и силы сердечных сокращений. Этот эффект обусловлен одновременным увеличением парасимпатической и снижением симпатической активности. Такое взаимодействие соответствует принципу “ функциональной синергии ”.
Таким образом, изложенные выше подходы к анализу ВСР являются взаимодополняющими. Текущая активность симпатического и парасимпатического отделов вегетативной нервной системы является результатом реакции механизмов многоконтурной и многоуровневой регуляции [20].
Дата добавления: 2021-11-30; просмотров: 41; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!