PECULIARITIES OF CEREBRAL HEMODYNAMICS DEPENDING ON THE LOCALIZATION OF TRANSITION AREA IN CHEST LEAD OF ECG

Товмасян Л.А.¹, Севрюкова Г.А.², Исупов И.Б.³, Бочарова И.А.⁴, Герман Н.В.⁵

¹ ORCID: 0000-0002-3571-9694, лаборант-исследователь,

²ORCID: 0000-0002-7933-3523, доктор биологических наук,

Волгоградский государственный технический университет

³ORCID: 0000-0002-1272-4255, доктор медицинских наук,

⁴ORCID: 0000-0002-6907-584Х, кандидат биологических наук,

⁵ORCID: 0000-0002-5425-4378, кандидат биологических наук,

^1-5Волгоградский государственный университет

ОСОБЕННОСТИ ЦЕРЕБРАЛЬНОЙ ГЕМОДИНАМИКИ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ЛОКАЛИЗАЦИИ ПЕРЕХОДНОЙ ЗОНЫ В ГРУДНЫХ ОТВЕДЕНИЯХ ЭКГ

Аннотация

В статье рассматриваются результаты исследований особенностей церебральной гемодинамики в зависимости от локализации переходной зоны в грудных отведениях ЭКГ. Дана оценка функционального соотношения «церебральный приток – отток крови», величин суммарного пульсового кровенаполнения, уровня тонуса артерий сопротивления. Описаны возможные компенсаторные механизмы регуляции кровообращения головного мозга при проведении ортостатической пробы. Установлен факт избыточного реагирования резистивных мозговых артерий на ортостатическое воздействие у лиц с горизонтальным расположением сердца и с «неопределенной» локализацией переходной зоны в грудных отведениях.

Ключевые слова: кровоснабжение головного мозга, реоэнцефалография, электрокардиография, переходная зона в грудных отведениях ЭКГ.

Tovmasian L.A.¹, Sevriukova G.A.², Isupov I.B.³, Bocharova I.A.⁴, Herman N.V.⁵

¹ORCID: 0000-0002-3571-9694, research assistant,

²ORCID: 0000-0002-7933-3523, PhD in Biology,

Volgograd State Technical University;

³ORCID: 0000-0002-1272-4255, MD

⁴ORCID: 0000-0002-6907-584Х, PhD in Biology

⁵ORCID: 0000-0002-5425-4378, PhD in Biology

^1-5 Volgograd State University

PECULIARITIES OF CEREBRAL HEMODYNAMICS DEPENDING ON THE LOCALIZATION OF TRANSITION AREA IN CHEST LEAD OF ECG

Abstract

The article investigates the results of studies of the main features of cerebral hemodynamics depending on the localization of the transition zone in the chest leads of ECG. Functional relationship between “cerebral inflows – outflows of blood” is evaluated, as well as the values of total pulse blood filling, and the level of resistive arteries. The paper describes possible compensatory mechanisms for the regulation of cerebral circulation during orthostatic testing. We established excessive response of resistive cerebral arteries to orthostatic influence among individuals with horizontal cardiac localization or with “indeterminate” localization of the transition zone in chest leads.

Keywords: blood supply to the brain, rheoencephalography, electrocardiography, transitional zone in chest lead of ECG.

Введение. Системное и церебральное кровообращение организма человека и животных обусловлено электрофизиологическим потенциалом работы сердца, оптимальность которого зависит от направленности электродвижущей силы (электрической оси). Локализация переходной зоны в V₃ отражает равномерное распространение импульсной активности по отделам миокарда. Смещение локализации переходной зоны в грудных отведениях вправо или влево является начальным критерием донозологического отклонения в работе миокарда.

Целью исследования явилась оценка параметров церебральной гемодинамики в зависимости от локализации переходной зоны в грудных отведениях ЭКГ.

Материалы и методы исследования. Динамику параметров церебральной гемодинамики при проведении ортостатической пробы оценивали с помощью программного модуля «Реоэнцефалография» АПК «Валента». Локализацию переходной зоны в грудных отведениях определяли по ЭКГ (программный модуль «Электрокардиография» АПК «Валента»). Диагностический аппаратно-программный комплекс «Валента» имеет РУ № ФСР 2007/00259 от 26.03.2009; Санкт-Петербург, компания «Нео»; декларация о соответствии действительна до 13.04.2018. В исследовании приняли участие лица молодого возраста (86 человек) на добровольной основе с соблюдением принципов информированного согласия, средний возраст которых составил 19,7+1,4 лет. Распределение на группы было следующим: I – локализация переходной зоны в V₁-V₂; II – в V₃; III – в V₄-V₅; IV – локализация переходной зоны не определена (V_лн).

Результаты и обсуждение. В состоянии оперативного покоя наибольшие величины реографического индекса (РИ) во фронто- и окципито-мастоидальном отведениях левого полушария головного мозга (FMл, ОМл) регистрировались в группе I (V₁-V₂) (2,38±0,54 у.е.; 1,16±0,10 у.е., соотв.), в то время, как обследуемые группы III (V₄-V₅) имели наименьшие величины РИ в FMл и ОМл (1,63±0,15 у.е.; 0,86±0,26 у.е., соотв.). Группа V₄-V₅ также характеризовалась незначительным повышением уровня венозного оттока (ВО) в бассейне передней мозговой артерии слева (38,5± 2,95 у.е.) по сравнению с группой I (V₁-V₂) (28,5±3,39 у.е.).

В отведении (ОМл) РИ обследуемых группы IV (V_лн) имел наименьшие величины (0,71±0,08 у.е.). В данном отведении показатель ВО имел максимальные значения в группе III (V₄-V₅; 133,5±25,6 у.е.), а минимальные величины в группе II (V₃; 39,16±8,07 у.е.).

В бассейне правого полушария головного мозга, в отведении FMп, РИ не имел существенных групповых различий. В отведении OMп РИ имел наибольшие значения в группе I (V₁-V2; 1,35±0,15 у.е.) и наименьшие – в группе II (V₃; 0,66±0,11 у.е.). В последней группе (V₃) суммарное пульсовое кровенаполнение почти в два раза ниже, чем в I, III и IV группах (26,18±5,49 у.е.; 54,71±6,2 у.е.; 54,08±11,9 у.е.; 44,14±10,8 у.е. соотв.), что свидетельствует об оптимальных условиях венозного оттока крови из данной сосудистой области головного мозга.

Анализ данных РЭГ позволил установить, что на функциональное соотношение «церебральный приток-отток крови» оказывали влияние оба рассматриваемых фактора: принадлежность к той или иной группе сравнения и межполушарная асимметрия тонуса крупных церебральных артерий.

В состоянии оперативного покоя тонус мелких, резистивных артерий головного мозга, оцениваемый по индексу периферического сопротивления (ИПС), в отведениях FMл и ОМл наиболее высок в группе II (V₃; 1,86±0,13 у.е.; 1,54±0,07 у.е., соотв.). У обследуемых группы III (V₄-V₅) выявлено снижение тонуса артерий сопротивления в областях, снабжаемых кровью из бассейнов передней, средней, задней мозговыми артериями. Тонус артерий сопротивления правого полушария в отведении FM также наиболее высок в группе II (V₃; 1,95±0,23 у.е.) и минимален в группе I (V₁-V₂; 1,6±0,9 у.е.). В отведении ОМп тонус резистивных сосудов существенно повышен в группах II (V₃) и III (V₄-V₅). Однако в группе III (V₄-V₅) показатель ИПС имел большой разброс индивидуальных значений.

На основании полученных данных можно заключить, что в состоянии оперативного покоя уровень тонуса артерий сопротивления в большей степени взаимосвязан с групповой принадлежностью обследуемого, чем показатели суммарного пульсового кровенаполнения церебрального региона и венозного оттока крови из него. Функционально-топографические различия тонуса мелких артерий головного мозга выражены в группах незначительно.

В активной ортостатической пробе изменения важнейших параметров церебрального кровообращения существенно различались в группах сравнения. В группах I (V₁-V₂) и IV (V_лн) РИ несколько снижался во всех отведениях РЭГ. Причем в группе I (V₁-V₂) наиболее существенное снижение РИ отмечалось в отведениях FMл (на 0,62 у.е.) и OMп (на 0,48 у.е). В группе II (V₃) суммарное пульсовое кровенаполнение левого полушария оставалось на исходном уровне, однако, в обоих отведениях правого полушария РИ возрастал. В группе III (V₄-V₅) РИ в отведениях FMл, FMп изменялся незначительно; в отведениях OMл, OMп РИ имел выраженную тенденцию к уменьшению (до 0,65±0,3 у.е.; 0,85±0,1 у.е., соотв.). Показатель ВО уменьшался в ортостазе во всех группах сравнения, за исключением отведения OMл обследуемых группы II (V₃). Очевидно, данная динамика ВО была обусловлена почти исключительно гравитационным перераспределением масс крови в ортостазе.

В группе I (V₁-V₂), на фоне ортостатической пробы, тонус резистивных артерий (показатель ИПС) увеличивался на 0,48 у.е. В группе II (V₃) тонус мелких артерий снижался. В группе III (V₄-V₅) выявлен мозаичный, вариабельный характер изменений тонуса мелких артерий: наблюдалось умеренное повышение ИПС в ОМ отведении слева (на 0,87 у.е.), тенденция к повышению ИПС в FMл и FMп (на 0,07; 0,12 у.е., соотв.) и снижение в отведении OMп. В группе IV (V_лн) ИПС снижался лишь в отведении OMл (на 0,92 у.е.), имея слабую тенденцию к повышению в остальных отведениях.

Можно предположить, что в группах I и IV снижение притока крови в церебральный бассейн при переходе в вертикальное положение тела обусловлено уменьшением выброса крови левым желудочком сердца [1, 2]. В условиях ортостаза снижение перфузии ткани головного мозга кровью в группах I и IV, по-видимому, компенсируется миогенными механизмами ауторегуляции тонуса резистивных артерий головного мозга: развивается генерализованная констрикция мелких регионарных сосудов, транскапиллярное давление повышается, обеспечивая достаточность гисто-гематического обмена веществ в изменившихся условиях жизнедеятельности [3, 4]. На наш взгляд, это «избыточная» форма реагирования сосудистой системы, обусловленная относительным дефицитом регионарного кровотока.

Рассмотренный способ компенсации транзиторного ортостатического расстройства церебральной гемодинамики в группах II и III не востребован, поскольку пульсовой приток крови в церебральный бассейн в ортостатической пробе стабилен. В данных условиях тенденция к дилатации резистивных артерий является следствием оптимального способа регуляции мозгового кровотока.

Заключение. Церебральная гемодинамика лиц с горизонтальным расположением сердца и с «неопределенной» локализацией переходной зоны в грудных отведениях ЭКГ (группы I и IV) наименее адаптирована к активно реализуемым направленным гравитационным воздействиям. Указанное обстоятельство необходимо учитывать при проведении врачебного контроля, в практике диспансерных обследований студенческой молодежи, в физиологии физической культуры и спорта.

Список литературы / References

1. Заболотских, Н.В. Реакции центральной и церебральной гемодинамики во время активного ортостаза у здоровых лиц /Н.В. Заболотских //Физиология человека. – 2008. – № 5. – С. 71-77.
2. Зенков, Л.Р. Функциональная диагностика нервных болезней: руководство для врачей /Л.Р. Зенков, М.А. Ронкин. М.: МЕДпрессинформ, 2013. – 488 с.
3. Мозговое кровообращение здоровых людей с различными типами тонуса церебральных артерий в клино- и ортостазе /И.Б. Исупов, В.Б. Мандриков, Е.П. Горбанева [и др.] //Вестник Волгоградского государственного медицинского университета. – 2016. – № 2 (58). – С. 107-110.
4. Кузнецова, Д.В. Цереброваскулярная и кардиоваскулярная реактивность при артериальной гипертензии в юношеском возрасте: дис. …канд. мед. наук: 14.03.03: защищена 26.09.14 /Кузнецова Дарья Владимировна. – Томск, 2014. – 118 с.
5. Tan, C.O. The role of myogenic mechanisms in human cerebrovascular regulation /C.O. Tan, J.W. Hamner, J.A. Taylor //J. Physiol. 2013. – Vol. 591(20).– P. 5095-5105.

Список литературы на английском языке / Rreferences in English

1. Zabolotskikh N.V. Reaktsii tsentralnoy i tserebralnoy gemodinamiki vo vremya aktivnogo ortostaza u zdorovykh lits [The response of central and cerebral hemodynamics during active orthostasis in healthy individuals] /N.V. Zabolotskikh //Fiziologiya cheloveka [Human physiology]. – 2008. – № 5. – P. 71-77. [in Russian]
2. Zenkov L.R. Funktsionalnaya diagnostika nervnykh bolezney: rukovodstvo dlya vrachey [Functional diagnostics of nervous diseases: guide for physicians] /L.R. Zenkov, M.A. Ronkin. M.: MEDpressinform. 2013. – 488 p. [in Russian]
3. Mozgovoye krovoobrashcheniye zdorovykh lyudey s razlichnymi tipami tonusa tserebralnykh arteriy v klino- i ortostaze [Cerebral blood flow of healthy people with different types of tone of cerebral arteries in klino- and orthostasis] /I.B. Isupov, V.B. Mandrikov, E.P. Gorbaneva and others //Vestnik Volgogradskogo gosudarstvennogo meditsinskogo universiteta [Bulletin of the Volgograd state medical University]. – 2016. – № 2 (58). – P. 107-110. [in Russian]
4. Kuznetsova. D.V. Tserebrovaskulyarnaya i kardiovaskulyarnaya reaktivnost pri arterialnoy gipertenzii v yunosheskom vozraste [Cerebrovascular and cardiovascular reactivity in hypertension in adolescence]: dis. …of МD: 14.03.03: defense of the thesis 26.09.14 /Kuznetsova Daria Vladimirovna. – Tomsk, 2014. – 118 р. [in Russian]
5. Tan, C.O. The role of myogenic mechanisms in human cerebrovascular regulation /C.O. Tan, J.W. Hamner, J.A. Taylor //J. Physiol. 2013. – Vol. 591(20).– P. 5095-5105. [in UK]