КЛЮЧОВІ СЛОВА: серцева недостатність хронічна, ритм серця, варіабельність, циркадні коливання

Методологія аналізу варіабельності ритму серця (ВРС) упродовж доби, як складової частини холтерівського моніторування, використовується для оцінки вегетативної регуляції серця, прогнозування характеру перебігу захворювання та контролю за медикаментозним лікуванням, зокрема у хворих з хронічною серцевою недостатністю (ХСН) [3, 6, 7, 18].

Відомо, що у хворих із ХСН спостерігають стійке зниження добових показників ВРС [4, 18]. У той же час, існує думка, що оцінка середньодобових значень параметрів ВРС нівелює деякі суттєві реакції ритму серця на зміну режимів активності протягом доби [4, 11].

Для оцінки циркадного профілю добового ритму найчастіше використовують так званий циркадний індекс (ЦІ) – відношення середньої денної до середньої нічної частоти скорочень серця (ЧСС). За результатами багатьох робіт, його значення в нормі – 1,24–1,44. Він не залежить від рівня автоматизму інтракардіального водія ритму, наявності повної атріовентрикулярної блокади, дисфункції синусового вузла і є стабільним у хворих з компенсованою патологією серця. Припускають, що в основі патогенезу зниження ЦІ лежить так званий феномен вегетативної денервації серця [2, 4]. Зниження ЦІ, яке асоціюється з несприятливим клінічним прогнозом, виявляють у хворих з діабетичною вегетопатією, серцево-судинною патологією при її ускладненні серцевою недостатністю, при синдромі подовженого інтервалу Q-T. Хворі з трансплантованим серцем, як клінічна модель повної вегетативної блокади, мають критично низький ЦІ (менше 1,1) [2, 5].

Показано, що додаткову інформацію можна одержати при аналізі не тільки показників ВРС у цілому за добу, а і їх динаміки у короткотривалих (п’ятихвилинних) проміжках при добовому моніторуванні. При аналізі ВРС у коротких записах протягом доби було з’ясовано, що у здорових осіб діапазон коливань ЧСС та ВРС за добу досить широкий: вночі реєструють меншу ЧСС та більші показники загальної ВРС, удень – протилежні зміни [1, 3, 5, 7, 13]. Найвищих значень часові показники ВРС досягають у передранкові часи з різким зниженням перед пробудженням та більш повільним – у другій половині дня [11, 13]. Також значно вищим уночі виявляється високочастотний спектральний показник – (HF), що пов’язано з посиленням парасимпатичних впливів на серце та більш регулярним глибоким диханням [1, 3, 7]. Відомості щодо інших спектральних компонент не одностайні. Існують дані, що вдень більшими є загальна потужність спектра (TP), її гуморальна (VLF) та симпатична (LF) ланки [4]. За результатами інших досліджень, вночі зростає загальна потужність спектра та поряд зі зростанням високочастотної складової спектра зростає (хоча і менше) і низькочастотна (LF) складова, з відповідним зменшенням співвідношення LF/HF [1, 3].

У хворих з ХСН спостерігають зменшення ам-плітуди добових ритмів та ЦІ. При аналізі досліджень, проведених у хворих з ХСН, виявляють більш “ригідний” циркадний ритм у пацієнтів, які померли за час спостереження, порівняно з тими, які вижили [4, 10, 14]. Існують дані, що ці зміни прогресують при наростанні клінічної тяжкості серцевої недостатності [8].

Таким чином, оцінка часових та спектральних показників у денний та нічний період та їх співвідношення можуть надати додаткову інформацію про порушення вегетативної регуляції ритму серця при серцевій недостатності. В той же час, практично не досліджували циркадні зміни широкого спектра показників ВРС при ХСН.

Метою дослідження стало вивчення циркадних коливань показників ВРС та їх можливого взаємозв’язку з клініко-функціональним станом хворих, показниками гемодинаміки та прогнозом виживання пацієнтів з ХСН.

Матеріал і методи

У дослідження було включено 110 пацієнтів з клінічно маніфестованою ХСН, у яких був збережений синусовий ритм, фракція викиду (ФВ) лівого шлуночка (ЛШ) становила 40 % і менше. Середній вік хворих становив (50,00±1,26) року. У 54 пацієнтів в діагнозі була дилатаційна кардіоміопатія, у 56 – ішемічна хвороба серця та нормальний рівень артеріального тиску. У дослідження не включали пацієнтів з частими пароксизмами фібриляції передсердь, частою екстрасистолією, синдромом слабкості синусового вузла, атріовентрикулярною блокадою ІІ–ІІІ ступеня, пацієнтів з вадами клапанів серця, ендокринними захворюваннями та термінальною ХСН. На момент включення в дослідження стан пацієнтів був компенсованим за допомогою адекватних доз загальноприйнятої терапії, яка обов’язково включала інгібітор ангіотензинперетворюючого ферменту та фуросемід. У контрольну групу включено 25 практично здорових осіб. Групи були зіставними за середньодобовою ЧСС. Усім пацієнтам проводили загальні клініко-інструментальні обстеження. Толерантність до фізичних навантажень у хворих з ХСН визначали за допомогою тесту з 6-хвилинною ходьбою.

Добове моніторування ВРС проводили за допомогою системи добового моніторингу і аналізу ВРС “HRV” (“Сольвейг”, Україна). Серед показників добової ВРС вивчали статистичні (SDNN-i, SDANN, rMSSD, pNN50, ТІ), загальну потужність коливань ритму серця (ТР) і спектральні показники (VLF, LF, HF), обчислювали відношення LF/HF. Показники розраховувалися автоматично за кожні 5 хв запису. П’ятихвилинні проміжки, які включали нестаціонарні процеси, артефакти та часті екстрасистоли, були виключені із розрахунку при безпосередньому аналізі запису. Аналізували записи тривалістю не менше 18 год, які включали нічний період. Для дослідження циркадних коливань показників ВРС всі показники розраховували в денний (з 7-ї до 22-ї години) та нічний (з 24-ї до 6-ї години) періоди доби. Розраховували ЦІ ЧСС та індекси циркадності показників ВРС (ІЦ) – відношення денних значень до нічних всіх досліджуваних параметрів ВРС – SDNN, SDANN, rMSSD, pNN50, TI.

Результати обробляли на ПК з використанням пакету прикладних програм Statistica 6.0 (Statsoft, США). Оскільки розподіл отриманих даних виявився непараметричним, результати представлені у вигляді медіани (Ме) та інтерквартильного розмаху. Оцінку значущості розбіжностей у групах проводили за критерієм Манна–Уітні, різницю показників вважали достовірною при Р<0,05. Для оцінки кореляційних зв’язків використовували метод рангової кореляції Спірмена. Виживання хворих вивчали за методикою Каплана–Мейєра.

Результати та їх обговорення

У хворих з ХСН ВРС виявилася значно нижчою, ніж у практично здорових осіб контрольної групи із зіставною ЧСС (табл. 1).

Таблиця 1 Показники добової варіабельності ритму серця у хворих з хронічною серцевою недостатністю та у практично здорових осіб

Примітка. * – різниця показників достовірна порівняно з такими в осіб контрольної групи (Р<0,001).

Також вірогідно нижчими були показники часового аналізу, які відображають загальну ВРС (SDNN-i, SDАNN, TI). Параметри ВРС, які відображають вплив на ритм серця парасимпатичної частини вегетативної нервової системи (rMSSD, pNN50, HF), достовірно не відрізнялися у групах. У хворих з ХСН значно нижчими були загальна потужність спектра (TP), дуже низькочастотна складова спектра (VLF), яка, за даними більшості дослідників, відображає гуморально-метаболічні впливи на ритм серця, та низькочастотна (LF) складова, зниженняякої, як вважають, свідчить про порушення барорефлекторної регуляції [3, 4, 6, 18]. Достовірно меншим у хворих з ХСН виявилося відношення LF/HF.

Зменшення ВРС у хворих із систолічною серцевою недостатністю, яке виявляли у багатьох дослідженнях, свідчить про послаблення вегетативного забезпечення діяльності серця [1–4, 7, 8, 10, 17, 18]. Багато дослідників відзначали при ХСН порушення впливів на ритм серця парасимпатичної нервової системи [10, 15, 17]. Але найбільш прогностично несприятливим виявилося зниження низькочастотних (LF) коливань (добових та денних) при спектральному аналізі ритму серця, що може свідчити про редукцію симпатичної складової регуляції ритму серця [12, 16]. Ці дані узгоджуються із доведеним феноменом десенситизації b-адренорецепторів декомпенсованого міокарда по відношенню до перманентної гіперстимуляції катехоламінами [9].

Аналіз добової структури показників ВРС у практично здорових осіб виявив значну різницю між денними та нічними параметрами: вночі – достовірно менша ЧСС, більші показники загальної ВРС (SDNN-i, SDANN, TP), більші показники rMSSD, pNN50, HF, тобто ті, які свідчать про активність парасимпатичної нервової системи, та низькочастотна (LF) складова спектра, яка, на думку багатьох дослідників, свідчить переважно про ступінь симпатичних впливів (табл. 2). Уночі найбільше зростали високочастотні спектральні коливання з відповідним зменшенням співвідношення LF/HF, що свідчить про переважання вночі парасимпатичної регуляції ритму серця у здорових осіб.

Таблиця 2 Циркадні зміни показників варіабельності ритму серця у практично здорових осіб та хворих з хронічною серцевою недостатністю

Примітка. * – різниця показників достовірна порівняно з такими у осіб контрольної групи (Р<0,05).

Порівняно з контрольною групою хворі з ХСН мали значно менші коливання ВРС протягом доби (див. табл. 2). Параметри загальної ВРС (NN, SDNN-i, SDANN, TP), розраховані окремо за денний та нічний відрізки часу, також як і за всю добу, були значно нижчими у хворих з ХСН.

Показники парасимпатичної активності вдень суттєво не відрізнялися у групах, на відміну від нічних, які були меншими (pNN50 – достовірно) у хворих з ХСН. Якщо розглядати нічний відрізок доби як чинник активації парасимпатичного відділу вегетативної нервової системи, то з огляду на отримані дані можна вважати, що у хворих з ХСН функціональні резерви активації парасимпатичної ланки вегетативної нервової системи значною мірою вичерпані. Барорефлекторна регуляція ритму серця, судячи з величини LF, достовірно знижена рівною мірою як удень, так і вночі у пацієнтів з серцевою недостатністю. Окрім того, спостерігається інверсія добової структури найбільш довготривалих коливань: якщо в контрольній групі протягом доби їх рівень практично однаковий, то у групі хворих з ХСН нічний показник VLF значно більший, ніжденний. У хворих з ХСН ЦІ виявився достовірно меншим, ніж у групі контролю. Це теж може свідчити про знижену чутливість ритму серця до вегетативних впливів (“вегетативну денервацію серця”), що відповідає результатам інших дослідників [5, 8, 10, 14, 17].

У пацієнтів з ХСН суттєво відрізнялися від таких у здорових осіб не тільки ЦІ ЧСС, а й ІЦ показників ВРС (див. табл. 2). ІЦ ВРС, які були відносно стабільними впродовж доби (ІЦ SDNN-i, ІЦ TP, ІЦ VLF) та наближалися до одиниці у обстежених контрольної групи, у пацієнтів з ХСН були достовірно меншими. ІЦ показників ВРС, які в осіб контрольної групи демонстрували суттєву різницю між зазначеними показниками вдень і вночі (ІЦ SDANN, ІЦ rMSSD, ІЦ pNN50, ІЦ HF), у хворих з ХСН навпаки наближалися до одиниці в результаті “згладженості” циркадних ритмів цих параметрів. ІЦ показника симпато-парасимпатичного балансу LF/HF, який у контрольній групі дорівнював 1,32 (за рахунок активації парасимпатичної нервової системи вночі), у пацієнтів з ХСН виявився навіть меншим за одиницю. Наведені дані у цілому свідчать про наявність у хворих з ХСН своєрідного феномену інверсії циркадного профілю ВРС, в основі якого лежить неспроможність до реалізації відповідних регуляторних впливів, властивих денному та нічному періодам.

При аналізі кореляційної залежності ІЦ від клініко-функціональних показників виявлена зворотна достовірна залежність ЦІ ЧСС від віку пацієнтів, тяжкості серцевої недостатності, середньотижневої дози фуросеміду, гіпертрофії ЛШ за даними ехокардіографії і прямий достовірний зв’язок з ФВ ЛШ та переносністю фізичного навантаження за даними тесту з 6-хвилинною ходьбою (табл. 3).

Таблиця 3 Залежність циркадного індексу від клініко-функціональних показників за результатами кореляційного аналізу за Спірменом

Примітка. R – коефіцієнт кореляції Спірмена, Р – показник достовірності; ЛП – ліве передсердя, ТМШП – товщина міжшлуночкової перегородки, ТЗС – товщина задньої стінки, ММ – маса міокарда, ІММ – індекс маси міокарда, ІОМ – відношення КДО ЛШ до ММ ЛШ.

При дослідженні виживання хворих з ХСН методом Каплана–Мейєра спостерігали його залежність від ЦІ. Хворі, ЦІ яких був більшим 1,14 характеризувалися достовірно (Р=0,01) кращим виживанням протягом трьох років (рисунок). Отримані дані свідчать про доцільність дослідження циркадності показників ВРС як прогностичних маркерів ХСН.

Кумулятивне співвідношення виживання

Рисунок. Залежність виживання хворих із хронічною серцевою недостатністю від циркадного індексу.

Висновки

1. У хворих із систолічною хронічною серцевою недостатністю (фракція викиду 40 % і менше) спостерігали суттєве зниження як загальнодобових, так і денних та нічних показників варіабельності ритму серця, що може свідчити про знижену чутливість серця при декомпенсації до регуляторних впливів.
2. У хворих з хронічною серцевою недостатністю частково зберігалися циркадні коливання варіабельності ритму серця: вночі реєстрували сповільнення частоти скорочень серця, підвищення показників загальної варіабельності ритму серця (SDNN-i, SDANN, TP) і показників, які відповідають за парасимпатичні впливи на ритм серця (rMSSD, pNN50, HF) та барорефлекторну регуляцію (LF). У той же час порівняно зі здоровими особами у хворих з хронічною серцевою недостатністю були значно меншими коливання показників варіабельності ритму серця протягом доби, достовірно менший циркадний індекс частоти скорочень серця, менші величини нічних показників активності парасимпатичної нервової системи.
3. Для хворих з хронічною серцевою недостатністю є характерним феномен інверсії циркадного профілю варіабельності ритму серця, що свідчить про неспроможність адекватної реалізації відповідних регуляторних впливів у денний та нічний періоди.
4. У хворих з хронічною серцевою недостатністю виявлено достовірний зворотний кореляційний зв’язок величини циркадного індексу частоти скорочень серця із показниками вираженості клініко-гемодинамічних порушень (клінічна стадія, функціональний клас, доза фуросеміду), ремоделювання лівого шлуночка (товщина міжшлуночкової перегородки, маса міокарда, індекс маси міокарда, розмір лівого передсердя) та прямий достовірний зв’язок з толерантністю до фізичного навантаження (дистанція 6-хвилинної ходьби). Низькі значення циркадного індексу асоціюються з гіршим виживанням хворих з хронічною серцевою недостатністю.

1. Бобров В.О., Чубучний В.М., Жарінов О.Й. та ін. Дослідження варіабельності серцевого ритму у кардіологічній практиці: Метод. рекомендації. – К., 1999. – 26 с.
2. Дабровски А., Дабровски Б., Пиотрович Р. Суточное мониторирование ЭКГ. – М.: Медпрактика, 2000. – 208 с.
3. Коркушко О.В., Писарук А.В., Шатило В.Б. и др. Анализ вариабельности ритма сердца в клинической практике (возрастные аспекты). – К., 2002. – 192 с.
4. Макаров Л.М. Холтеровское мониторирование. – М.: Медпрактика, 2000. – 216 с.
5. Макаров Л.М. Структура циркадного ритма сердца при холтеровском мониторировании // Кардиология. – 1999. – № 11. – С. 34-37.
6. Методы анализа и возрастные нормы вариабельности ритма сердца: Метод. рекомендации. – К., 2003. – 25 с.
7. Яблучанский Н.И., Мартыненко А.В., Исаева А.С. Основы практического применения неинвазивной технологии исследования регуляторных систем человека. – Х.: Основа, 2000. – 88 с.
8. Bilge A.R., Gobin E., Gerard P.L. et al. Circadian variation of autonomic tone assessed by heart rate variability analysis in healthy subjects and in patients with chronic heart failure // Eur. Heart J. – 1998. – Vol. 19 (Suppl.). – P. 369.
9. Bristow M.R., Hershberger R.E. et al. b-adrenergic pathways in nonfailing and failing human ventricular myocardium // Circulation. – 1990. – Vol. 82 (Suppl. I). – P. 12-25.
10. Casolo G., Balli E., Taddei T. et al. Decreased spontaneous heart rate variability in congestive heart failure // Amer. J. Cardiology. – 1989. – Vol. 64. – P. 1162-1167.
11. Cornelissen G., Bakken E., Delmore P. et al. From various kinds of heart rate variability to chronocardiology // Amer. J. Cardiology. – 1990. – Vol. 66. – P. 863-868.
12. Galinier M., Pathak A., Fourcade J. et al. Depressed low frequency power of heart rate variability as an independent predictor of sudden death in chronic heart failure // Eur. Heart J. – 2000. – Vol. 21. – P. 475-482.
13. Huikuri H.V., Kessler K.M., Terracall E. et al. Reproducibility and circadian rhythm of heart rate variability in healthy subjects // Amer. J. Cardiology. – 1990. – Vol. 65. – P. 391-393.
14. Molnar J., Rosenthal J., Weiss S., Somberg C. QT interval dispersion in healthy subjects and survivors of sudden cardiac death: circadian variation and twenty four-hour assessment // Amer. J. Cardiology. – 1997. – Vol. 79, № 1. – P. 1190-1193.
15. Nolan J., Flapan A., Capewell S. et al. Decreased cardiac parasympathetic activity in chronic heart failure and its relation to left ventricular function // Brit. Heart J. – 1992. – Vol. 67. – P. 482-485.
16. Ponikowski P., Anker S.D., Chua T.P. et al. Depressed heart rate variability as an independent predictor of death in chronic congestive heart failure secondary to ischemic or idiopatic dilated cardiomyopathy // Amer. J. Cardiology. – 1997. – Vol. 79. – P. 1645-1650.
17. Saul J.P., Arai Y. et al. Assessment of autonomic regulation in chronic congestive heart failure by the heart rate spectral analysis // Amer. J. Cardiology. – 1988. – Vol. 61. – P. 1292-1299.
18. Task Force of the European Society of Cardiology and the North American Society of Pacing and Electrophysiology, Heart Rate Variability: standarts of measurement, physiological interpretation, and clinical use // Circulation. – 1996. – Vol. 93. – P. 1043-1065.

Circadian fluctuations of heart rate variability in patients with chronic heart failure

L.G. Voronkov, N.V. Bogachova

In order to evaluate circadian deviations of heart rate variability (HRV) parameters we examined 110 patients (pts) with clinically manifested chronic heart failure (CHF), left ventricular (LV) systolic dysfunction (ejection fraction < 40 %) and 25 healthy controls. In CHF significant decrease of 24-hour, daily, and night HRV parameters was observed. Simultaneously, in contrast to controls, CHF pts demonstrated much less circadian deviations of HRV, as well as “inverse” circadian patterns of HRV. Circadian heart rate index (CI) negatively correlated with variables of CHF severity (NYHA status), LV remodeling (LV mass, left atria size), and positively correlated with exercise tolerance (6-minute walk test). Low CI associated with less survival rate of CHF pts.