Содержание к диссертации
Введение
Глава I. Обзор литературы 9
1.1. Физиологические основы сна 9
1.1.1. Организация ночного сна 9
1.1.2. Функциональное назначение сна 11
1.1.3. Биохимические факторы инициации NREM сна 13
1.1.4. Механизмы регуляции ЫЯЕМсна 17
1.1.5. Регуляция REM сна 19
1.2. Регуляция сердечного ритма во время сна у здоровых людей 22
1.2.1. Вариабельность сердечного ритма как метод оценки регуляторных влияний на ритм сердца 22
1.2.2. Факторы, влияющие на регуляцию сердечного ритма 25
1.2.3. Вариабельность сердечного ритма во время ночного сна 29
Глава II. Материалы и методы 34
Глава III. Результаты собственных исследований 46
3.1. Исследование регуляции сердечного ритма во время ночного сна 46
3.1.1. Структурная организация сна и его основные характеристики 46
3.1.2. Электрокардиографические особенности различных стадий сна 50
3.1.3. Особенности вариабельности сердечного ритма в разных стадиях ночного сна 51
3.2. Половые различия вариабельности сердечного ритма во время сна 72
3.3. Влияние однократной физической нагрузки на вариабельность сердечного ритма во время сна и характеристики сна 76
3.4. Влияние 40-часовой депривации сна на вариабельность сердечного ритма и характеристики сна 82
Глава IV. Обсуждение результатов 87
Выводы 99
Библиографический список использованной
Литературы 100
- Биохимические факторы инициации NREM сна
- Факторы, влияющие на регуляцию сердечного ритма
- Структурная организация сна и его основные характеристики
- Влияние однократной физической нагрузки на вариабельность сердечного ритма во время сна и характеристики сна
Введение к работе
Актуальность исследования
Вариабельность сердечного ритма (ВСР) в настоящее время считается одним из чувствительных методов количественной оценки вегетативного обеспечения сердца (Task, Force of..., 1996). Данный метод исследования получил широкое распространение в физиологии и медицине, так как оценка активности вегетативных влияний на сердечный ритм (СР) имеет важное значение в определении резервов адаптационных механизмов организма.
Но, как правило, ВСР оценивается во время спокойного бодрствования или при холтеровском мониторировании (ХМ) электрокардиограммы (ЭКГ) на протяжении суток. Работ, изучающих ВСР в различные стадии сна существенно меньше, они разноречивы и содержат больше вопросов, чем ответов (Berlad I. et al., 1993; Sommers V., 1993; Parmeggiani P. et al., 1994; Umali M.U. et al., 2000).
He менее актуальной физиологической проблемой является функциональное обеспечение сменной ночной работы, которая имеет многочисленные негативные последствия для здоровья работающих, включая заболевания сердечно-сосудистой системы (Boggild Н. et al., 1999; Horowitz Т. et al, 2001). Наиболее патогенные воздействия при этом оказывают физическая нагрузка (ФН) в ночное и вечернее время и депривация сна (ДС). Вместе с тем, в настоящее время вопрос влияния этих факторов на регуляцию сердечного ритма в научной литературе освещен недостаточно.
Цели и задачи исследования.
Цель настоящей работы состояла в изучении вариабельности сердечного ритма в разных стадиях сна и их зависимости от функциональных нагрузок в предшествующем бодрствовании у людей юношеского возраста.
Исходя из поставленной цели, были определены следующие задачи исследования:
1. Изучение особенностей вариабельности ритма сердца в разных стадиях сна.
Выявление половых различий механизмов вегетативной регуляции сердечного ритма во время ночного сна.
Исследование влияния однократной вечерней физической нагрузки на показатели вариабельности сердечного ритма и характеристики сна
Выявление эффектов 40-часовой депривации сна на регуляцию сердечного ритма и архитектуру сна.
Научная новизна результатов исследования
Впервые установлено, что смена стадий сна и переход от сна к бодрствованию взаимосвязаны с предшествующими изменениями соотношения симпатических и парасимпатических модуляций сердечного ритма.
Показано существование половых различий в активности симпатических и парасимпатических влияний в IV стадии NREM сна и REM сне.
Впервые изучены эффекты однократной вечерней физической нагрузки на вегетативное обеспечение сердечного ритма во время ночного сна.
Выявлено, что 40-часовая депривация сна увеличивает длительность глубоких стадий сна и усиливает активацию парасимпатического звена регуляции ритма сердца.
Основные положения, выносимые на защиту
Во время ночного сна происходит увеличение в среднем парасимпатического тонуса.
Активность симпатического звена регуляции сердечного ритма в разных стадиях сна изменяется разнонаправленно: в I, III, IV стадиях NREM сна уменьшается, а повышается во II стадии NREM сна и REM сне.
Увеличение симпатических влияний предшествует переходу к REM сну и бодрствованию. Рост парасимпатических модуляций на сердечный ритм сопровождается переходом к более глубоким стадиям NREM сна.
Юноши, по сравнению с девушками, характеризуются более высокими показателями активности симпатического отдела вегетативной нервной системы во время сна.
Однократная вечерняя ФН способствует усилению активности симпатических модуляций на сердечный ритм во сне, особенно во II стадии NREM сна.
40-часовая ДС вызывает увеличение парасимпатических регуляторных влияний на ритм сердца.
Теоретическое и практическое значение работы
Теоретическая значимость работы заключается в расширении имеющихся представлений о вегетативном обеспечении сердечного ритма во время сна и его зависимости от условий предшествующего бодрствования. Выявленные закономерности о согласованном изменении стадий сна и регуляторных влияний на ритм сердца углубляют знания о механизмах регуляции сна и бодрствования.
Практическая значимость работы состоит в разработке подхода к прогнозированию эффектов влияния негативных факторов, сопутствующих сменному труду, на регуляторные механизмы сердечного ритма во время сна с учетом исходного вегетативного статуса и индивидуального уровня адаптации регуляторных систем к нагрузкам. Результаты исследования применяются в учебном процессе института естествознания Тамбовского госуниверситета, ГОУ ПУ №36 Пичаевского района Тамбовской области, а также при организации работы молодых людей в ночную смену на Байловском спиртовом заводе Пичаевского района Тамбовской области.
Апробация работы
Основные положения диссертации доложены и обсуждены на III Всероссийской конференции с международным участием «Актуальные проблемы сомнологии» (С.-Пертербург, 2002), Всероссийской конференции с международным участием «Достижения биологической функциологии и их место в практике образования» (Самара, 2003), IV конгрессе молодых ученых и специалистов «Науки о человеке» (Томск, 2003), Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Бехтеревские чтения» (Киров, 2003), конференциях «Державинские чтения» (Тамбов, 2002 - 2004).
Публикации. По теме диссертации имеется 14 публикаций, в том числе 1 учебно-методическое пособие.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы (глава I), методов исследования (глава II), результатов исследования и их обсуждения (главы III, IV), выводов и списка литературы. Работа изложена на 124 страницах машинописного текста, содержит 20 рисунков и 21 таблицу. Библиография включает 16 отечественных и 235 зарубежных источников литературы.
Биохимические факторы инициации NREM сна
И.Г. Карманова (1977) выдвинула гипотезу о роли быстрого сна в предотвращении чрезмерного углубления медленного сна. Согласно этой теории парадоксальный сон можно рассматривать как своеобразный клапан, предохраняющий головной мозг человека от наступающего во время NREM сна недостатка кислорода и избытка двуокиси углерода. Некоторые авторы (Feinber I., Floyd Т.С., 1978; Feinberg I., 1991) считают функцией быстрого сна выработку химического вещества, необходимого для оптимального развития медленного сна.
М. Жуве (1980, 1990) предположил, что REM сон является механизмом реализации генетически запрограммированных личностных особенностей и представляет особое состояние сознания.
Таким образом, назначение ночного сна и отдельных его стадий в настоящее время остается спорным вопросом. В то же время большинство авторов приходят к выводу о ведущей роли NREM сна в поддержании гомеостаза, а основной функцией REM сна считается участие в механизмах памяти и обучения.
Каскад физиологических и биохимический реакций, связанных с переходом от состояния бодрствования ко сну, инициируется и регулируется рядом нейротрансмиттеров.
Основным нейрохимическим медиатором циркадианной регуляции сна является мелатонин. Этот гормон может действовать как модулятор клеточной трансдукции нервного импульса, увеличивая или подавляя чувствительность разных клеток к поступающим сигналам (Tarquini В. et.al., 1998). Ритм продукции мелатонина эпифизом носит циркадианный характер: уровень мелатонина начинает повышаться в вечернее время, достигая максимума к середине ночи, а затем прогрессивно снижается, достигая минимума в утренние часы (Arendt J., 1995). Этот гормон доносит информацию о ритмах, генерируемых супрахиазматическим ядром гипоталамуса (основной водитель биологических ритмов), до органов и тканей. Мелатонин может модулировать
ВНС, так как он вызывает увеличение парасимпатической активности (Ferini-Stramboly L. et al., 1995), которая повышается параллельно с ростом концентрации мелатонина перед началом сна (Burgess Н. et al., 1997; Umali M.U. et al., 2000).
К эндогенным факторам сна относят также аденозин (Sinton СМ., McCarley R.W., 2000). Это вещество секретируется большинством клеток, включая нейроны и глию, и является модулятором нейронной активности. Активация разных аденозиновых рецепторов (А1 и А2) аденозином может ингибировать или, напротив, облегчать нейронные взаимодействия. Через А1-рецепторы аденозин тормозит связанные с бодрствованием холинергические и нехолинергические нейроны и терминали. Посредством этих же рецепторов он вызывает пресинаптическое торможение ГАМК-ергических нейронов, которые тормозят активные во сне нейроны, в результате чего последние растормаживаются. Дальнейшая активация нейронов «центров бодрствования» сопровождается увеличением аденозина, что стимулирует А2-рецепторы. В результате происходит растормаживание активных во сне нейронов в преоптической области переднего гипоталамуса. По некоторым данным, аденозин участвует в регуляции орексинергической системы (Thakkar М.М. et al., 2002).
В модуляции активности аденозинергических нейронов участвует простагландин D2, который содержится в мозговых оболочках и сосудистом сплетении четвертого желудочка. Он стимулирует секрецию аденозина, который через А2-рецепторы действует на активные во сне нейроны (McGinty D., Szymusiak R., 2001).
Важными сомногенными факторами признаны цитокины: интерлейкин -1, интерлейкин - 2, фактор некроза опухолей, гамма-интерферон (Born J, Fehm. H.L., 1994; Fincher E.E. et al., 1994). Согласно гипотезе J.M. Krueger и F. Jr. Obal. (1993), в ответ на стимуляцию нейротрансмиттеров клетки продуцируют такие факторы, как интерлейкин-1 и антагонист рецептора интерлейкин-1, которые затем начинают локально модулировать «склонность ко сну» и синхронизировать ЭЭГ с помощью усиления синаптических связей нейрональных групп, недостимулированных во время бодрствования. Выброс интерлейкина-1 может происходить как в нейронах, так и в глиальных клетках различных структур мозга. Интерлейкин-1 непосредственно стимулирует активные во сне нейроны в преоптической области переднего гипоталамуса и регулирует соматотропинергическую систему. Также он тормозит механизмы бодрствования и увеличивает продолжительность NREM сна (Manfridi A. et al., 2003). Это может быть результатом повышения серотонинергической активности в дорсальном ядре шва и уровня аденозина. Фактор некроза опухолей стимулирует продукцию простагландина D2, запуская связанные с ним механизмы сна, а также тормозит норадренергический механизм активации в голубом пятне. Интерферон-а изменяет структуру сна при вирусных заболеваниях: снижает длительность REM сна (Spath-Schwalbe Е. et al., 2000).
По данным F. Obal, J.M. Krueger (2003), в регуляции цикла «сон-бодрствование» участвует соматотропинергическая система. Соматотропный рилизинг-гормон (соматолиберин) стимулирует ГАМК-ергические нейроны преоптической области переднего гипоталамуса. Соматостатин ингибирует выработку соматотропного рилизинг-гормона и, таким образом, оказывает противоположное действие (рис. 1.1.).
В последнее время выделяют еще один возможный нейромодулятор, участвующий в регуляции цикла сна-бодрствования — вазоактивный интестинальный пептид (Lee S.H., Сох C.L., 2003). По данным Н. Murck с соав. (1996), этот медиатор увеличивает соотношение длительности REM сна к продолжительности NREM сна. Однако, механизмы подобных эффектов неизвестны.
Факторы, влияющие на регуляцию сердечного ритма
Даже в пределах индивидуальной нормы отдельно взятого человека значения ВСР довольно вариативны. Для корректной оценки ВСР необходимо учитывать зависимость характеристик ритма сердца от целого ряда демографических, социальных, психологических и физиологических факторов. Например, индивидуальные и групповые отличия ВСР могут быть обусловлены различным возрастом. С возрастом уменьшаются вариабельность ритма сердца и ее реакции на различные пробы. Так, Н. Molgaard с соавт. (1991) и V.K. Yeragani (1994) показано, что у детей по сравнению со взрослыми значительно выше ЧСС и ниже АД в положении лежа и стоя, выше SDNN - стандартное отклонение NN-интервалов, мощность VLF и HF в положении лежа и HF в положении стоя. Авторы отмечали более низкие значения LF/HF в положении стоя у детей по сравнению со взрослыми, а у последних наблюдали значительное увеличение LF при переходе из горизонтального положения в вертикальное, в то время как у детей изменения были несущественными.
В целом, в детстве и после 50 лет в регуляции сердечного ритма преобладает симпатическая нервная система на фоне невысокой активности парасимпатической, а в младенчестве - парасимпатическая на фоне достаточно высокой симпатической (Korkushko O.V. et al., 1991). Таким образом, возрастная динамика ВСР у здоровых лиц состоит в ослаблении парасимпатических и симпатических влияний на сердце при относительном преобладании симпатического звена. Причиной этого считается возрастное снижение синтеза ацетилхолина и истощение депо норадреналина, уменьшение количества холино- и адренорецепторов, уменьшение сродства рецепторов к норадреналину, ослабление реактивности холинергической системы (Narayanan N., Derby J.A., 1983; Lakatta E.G., 1987). У пожилых это проявляется снижением ВСР во время бодрствования (Shannon D.C. et.al., 1987; Yo Y. et.al., 1994).
Мнения относительно связанных с полом различий ВСР крайне разнообразны. В основополагающей работе J.T. Bigger et al. (1995) при суточном мониторировании ЭКГ было показано, что мужчины в среднем за сутки имеют более высокую мощность LF и одинаковые с женщинами значения HF. По данным Н. Huikuri (1996) мужчины также имеют большую мощность LF, меньшую HF, выраженные в нормализованных единицах, и более высокие значения LF/HF. Это совпадает с результатами исследования Т. Кио (1999) относительно женщин в возрасте до 50 лет, согласно которым, у женщин в большей степени доминирует парасимпатическая нервная система. Однако К. Umetani (1998) при суточном мониторировании ЭКГ сообщил о меньшей ВСР у женщин, особенно в возрасте до 50 лет.
Причины указанных несоответствий пока не ясны. Но во всех перечисленных исследованиях отмечалось исчезновение половых отличий по мере увеличения возраста женщин, что наталкивает на мысль о стимулирующем действии эстрогенов на парасимпатическую иннервацию (Du XJ. et al., 2002).
Еще одним фактором, влияющим на ВСР, могут быть психофизиологические особенности личности. Установлено, что даже у здоровых людей снижение настроения, повышенная тревожность и депрессия ассоциируются со снижением парасимпатической составляющей ВСР во время бодрствования (Lehofer М. et al., 1997; Hughes J.W., Stoney M.A., 2000).
Существенное влияние на ВСР оказывает изменение массы тела: при увеличении веса более, чем на 10% отмечается значительное уменьшение активности парасимпатической нервной системы, а при снижении веса - ее увеличение. Активность симпатического отдела ВНС в данном случае не меняется (Hirsch J. et al., 1991). Физиологическое падение веса тела способствует повышению общей мощности спектра СР.
Изучению влияния вредных привычек на регуляцию сердечного ритма посвящены единичные исследования. В исследовании R. Fagard с соавт. (1999) показано значительное влияние курения на вариабельность сердечного ритма. Уже через 3 мин. после первой сигареты общая мощность спектра СР падала, мощность LF заметно возрастала и уменьшалась мощность HF. Эти изменения более существенными были в положении стоя. К исходному уровню показатели возвращались не ранее, чем через 10 мин. При длительном курении указанные изменения в ВСР стойко закрепляются (Sega S. et al., 1993). Кокаин увеличивает ЧСС и уменьшает тонус вагуса (Billman G.E., Lappi M.D., 1993). Прием алкоголя сопровождается некоторым уменьшением ВСР с одновременным ростом VLF и HF и уменьшением LF. Наиболее резкие изменения претерпевает мощность LF через 20-30 мин после приема алкоголя (Gonzalez J. et al., 1992). У непьющих через час после приема алкоголя обнаруживаемые изменения ВСР и ЧСС более значительны, чем у регулярно принимающих алкоголь. В целом алкоголь воздействует на оба, симпатическое и парасимпатическое, звенья ВНС. Рост ЧСС под влиянием алкоголя объясняется снижением парасимпатической активности (Murata К. et al., 1994).
На временных и спектральных характеристиках ВСР отражаются особенности образа жизни и профессиональной деятельности. По многочисленным данным, физическая культура и спорт имеют своими следствиями урежение ЧСС и повышение вариабельности ритма сердца, причем, что, особенно важно, за счет HF. У спортсменов дневые и ночные показатели SDNN и HF значительно больше соответствующиех показателей нетренированных (Molgaard Н., 1991). В положении лежа при управляемом дыхании у спортсменов SDNN больше, чем в положении стоя за счет HF и LF. Значительной разницы в отношениях LF/HF между спортсменами и нетренированными не выявлено (Puig J. et al., 1993). Считается, что большая ВСР у спортсменов отражает преобладание парасимпатической активности без снижения симпатической (Costa О. et al., 1993). Этими авторами показано, что под влиянием небольших физических упражнений происходит увеличение LF, а постоянные упражнения снижают его. Степень и направленность изменений ВСР под влиянием физической нагрузки определяется ее характером и интенсивностью (Breuer H.W. et al., 1993; Nakamura Y. et al., 1993). Во время физических упражнений парасимпатическая активность (мерой которой является мощность зоны HF) заметно снижена вплоть до достижения максимального уровня потребления кислорода, активность симпато-адреналовой системы (LF) возрастает на всех этапах нагрузки, а после достижения максимального уровня потребления кислорода скорость этого процесса становится большей. Физическая работа на протяжении всего дня без сна повышает содержание в крови катехоламинов и тем самым снижает ВСР (Nakanishi Т, Yoshimura М, 1993).
Психологический стресс индуцирует заметные изменения вегетативного баланса с увеличением симпатического компонента (Pagani М. et al., 1991; Redondo М. et al., 1992). В условиях тревоги показатели кардиореспираторной аритмии и амплитуда LF выше, чем в покое (Fuller B.F., 1992). Лица с большей LF демонстрируют и более быструю адаптацию сердечно-сосудистой системы к стрессу (Lane J.D., 1992). Профессиональный стресс вызывает нарушения функций ВНС, которые исчезают под влиянием ежедневного расслабления (ToivanenH. etal., 1993).
Структурная организация сна и его основные характеристики
Полученные результаты подтвердили известное ранее смещение вегетативного обеспечения сердечного ритма во время сна в сторону парасимпатикотонии и активацию симпатической нервной системы во II стадии NREM сна и, особенно, в REM сне. Наиболее показательна в этом плане динамика LFH.e., HFH.e. и отношения LF/HF.
Представленные данные в целом соответствуют большинству работ, изучавших динамику ВСР во время сна (Berlad I. et al., 1993; Parmeggiani P. et al., 1994; Umali M.U. et al., 2000), а также классической работе V. Sommers и соавт. (1993). В ней методом микронейрографии изучалось состояние автономной нервной системы во время сна. Авторы исследования сообщили о прогрессирующем снижении симпатической активности в NREM сне с максимумом в IV стадии, ее росте во II стадии NREM сна и REM сне. В представленной работе отношение LF/HF в зависимости от стадий также менялось за счет LF, а мощность HF в различные фазы и стадии сна изменялась мало. Это противоречит данным некоторых исследователей, сообщивших о стабильности LF и динамичности HF в различные стадии сна (Berlad I. et аЦ 1993; Parmeggiani P. et al., 1994). Хотя имеются результаты, подобные нашим (Baharav A. et al., 1995; Umali M.U. et al., 2000).
Обсуждая механизмы формирования ВСР во время сна, следует признать их комплексный и взаимосвязанный характер. Согласно литературным данным, потенциально главное влияние на ВСР и, прежде всего, на HF и LF могут оказывать изменения дыхания во время сна (Bernardi L. et al., 1989; Brown Т. E., et al., 1993; Van De Borne P. et al., 2001). Известно, что в NREM сон наблюдается уменьшение минутной вентиляции, частоты дыхательных движений, среднего.инспираторного потока и дыхательного объема, а во время REM сна данные показатели, наоборот, возрастают и становятся вариабельными (Krieger J., 1994). Изменение параметров дыхания во сне модулируется специфическими нейромедиаторами. Центральная серотонинэргическая активация, регулирующая NREM сон, повышает активность мотонейронов и элементов центрального генератора паттерна дыхания, расположенных в стволе мозга и спинном мозге. В результате этого дыхание в NREM сон становится более регулярным (Lindsay A., Feldman J., 1993), что может увеличивать HF. Уменьшение минутной вентиляции в медленном сне связывают с увеличением ГАМКергической активности, так как возбуждение ГАМК-рецепторов в моторном ядре подъязычного нерва подавляет тонус языкоглоточных мышц и уменьшает их активность при гиперкапнии (Liu X. et al., 2003). Во время REM сна в изменение параметров дыхания вносят вклад холинергические нейроны. С их активностью связана депрессия минутной вентиляции и вентиляторного ответа на химические стимулы (Joseph V. et al., 2002). Было показано, что ацетилхолин подавляет тонус дыхательных мышц (Lai Y.Y. et al., 2001). REM сон характеризовался возникновением эпизодов ГТД, совпадающих с БДГ. По данным G. Brandenberger et al. (2003) ПД вызывает увеличение SDNN и LF. D. Carley и М. Radulovacki (1999) установили, что в возникновении периодического дыхания в REM сне важную роль играет серотонин. Уменьшение концентрации серотонина в этой стадии сна влияет на активность мотонейронов, регулирующих просвет верхних дыхательных путей, таким образом способствуя возникновению синдрома апноэ (Fenik P., Veasey S.C.,2003). Следующим механизмом, влияющим на ВСР, может быть модификация барорецепторной чувствительности и реактивности во сне. Было показано, что барорефлекс увеличен во время сна по сравнению с бодрствованием, а в REM сне он выше, чем в NREM сне (Monti A. et al., 2002). Предполагается, что увеличение барорефлекторной чувствительности во время NREM сна вносит вклад в уменьшение вариабельности артериального давления (АД) (Sommers V.K. et al., 1993), за счет чего, возможно, снижается LF. Гипервентиляция во время REM сна, подобно той, что наблюдается при физических упражнениях, за счет повышения барорефлекса и хеморецепторной стимуляции (Somers V.K. et al., 1989), может вызывать одновременное повышение АД, ЧСС и симпатическую активацию (Iellamo F.et al., 1997; Raven P.B. et al., 1997). Третьим механизмом модуляции ВСР являются особенности функционирования центральной нервной системы во время сна. Общность процессов в сердце и головном мозге показана в работе Н. Otzenberger и соавт. (1998). Авторы этого исследования сообщили о достоверных корреляциях показателей ВСР во время сна в целом и его отдельных стадий со средней частотой ЭЭГ. В частности, показана отрицательная взаимосвязь мощности дельта-волн с LF и LF/HF (Otzenberger Н. et al., 1998,).
Кратковременное повышение симпатического тонуса могут вызывать процессы в нервной системе, сопровождающиеся разнообразными ЭЭГ феноменами. В частности, увеличение LF во II стадии NREM сна может быть связано с возникновением спонтанных реакций активации на ЭЭГ и К-комплексов, так как по некоторым данным они сопровождаются внезапным повышением симпатической активности и АД ((Hornyak М. et.al., 1991, Okada Н. et.al., 1991; Sommers V.K. et.al., 1993). Рост LF во время REM сна объясняют большим числом фазических компонентов: БДГ, соответствующих, как известно, сновидениям и эмоциональным переживаниям, а также миоклонусов (Burgess Н., 1997). Эта гипотеза нашла подтверждение в работе К. Rowe и соавт. (1999), которые в экспериментах над кошками обнаружили выраженную симпатическую активацию в момент появления гиппокампальных тетта-волн, понто-геникулоакципитальных спайков и кластеров БДГ во время REM сна (Rowe К. et al., 1999). Кроме того, во время REM сна отмечается перестройка межполушарного баланса в пользу правого полушария (Изнак А.Ф., 2001), что сопровождается эрготропной активацией (Хаспекова Н.Б., Вейн A.M., 1999).
Наряду с этим в некоторых работах показаны изменения ритма сердца, предшествующие смене стадий сна. Так, М.Н. Bonnet, D.L. Arand (1997) сообщили об учащении ЧСС перед пробуждением или REM сном, a G. Brandenberger с соавт. (2001) - о существовании ультрадианного ритма 80-120 минут для нормализованных значениий LF с повышением этой величины в REM сне и снижением в NREM сне. При этом автор указывал на уменьшение данных показателей во II стадии при переходе от REM к NREM сну и на их увеличение при переходе от NREM к REM сну.
В представленном исследовании были обнаружены закономерные изменения показателей ВСР, приводящие к смене стадий сна. Так, при увеличении мощности VLF во II стадии NREM сна отмечались пробуждения от сна, при повышении LF/HF - инициация REM сна. При одновременном росте LF и VLF в IV стадии NREM сна происходил переход ко II стадии; если увеличивалась мощность только в диапазоне LF, наступала III стадия NREM сна.
Влияние однократной физической нагрузки на вариабельность сердечного ритма во время сна и характеристики сна
Непосредственное участие в регуляции сердечно-сосудистой системы принимает серотонин. В опытах над животными было показано, что после введения серотонина в желудочки мозга наблюдается снижение АД, ЧСС и симпатической активности (Gonzalez-Heydrich J., Peroutka S.J., 1990).
Обнаруженное в нашей работе увеличение во время сна HF, HFH.C, RMSSD, pNN50 по сравнению с бодрствованием и уменьшение ЧСС, LF/HF и LFH.e. традиционно- связывают с понижением ночью уровня норадреналина и адреналина в плазме крови (Tuck М. et al., 1985). Однако, поскольку вопрос о различиях концентрации катехоламинов в органах и тканях в NREM и в REM сне пока не ясен, объяснить подобным образом изменение ВСР в эти стадии сна затруднительно. Так ряд авторов не отмечали разницы в уровне норадреналина в крови между NREM и в REM сном, в то время как более поздние исследования выявили минимальное его содержание в REM сне (Prinz P.N. et al., 1984; Dodt Ch. et al., 1997). В то же время в упомянутой выше работе К. Rowe. (1999) симпатическая активация в момент гиппокампальных тета-волн, понто-геникулоокципитальных спайков и кластеров БДГ во время REM сна предупреждалась предварительным введением Р-блокатора атенолола, не проникающего через гематоэнцефалический барьер, что указывает на адренэргический характер изменений ВСР в эту стадию сна (Rowe К. et al., 1999). При этом некоторые исследователи указывают на избыток норадреналина в скелетной мускулатуре на фоне общего снижения его плазменной концентрации в REM сне (Esler М. et al., 1990).
Также не понятна роль других гормонов, способных влиять на ВСР во время сна. Так было показано, что максимум секреции адренокортикотропного гормона и кортизола приходится на утренние, а ренина и альдостерона - на ночные часы (Dodt С. et al., 1994). При этом данные относительно уровня кортизола в разные стадии сна противоречивы. Согласно одним исследованиям, секреция кортизола не зависит от стадий сна (Steiger А., 2002), согласно другим - REM сон ассоциируется с его снижением (Gronfier С. et al., 1999). Но в работе A. Vgontzas и соавт. (1999) была обнаружена позитивная корреляция между удельным весом этой стадии сна и активностью гипоталамо-гипофизарно-адреналовой системы в среднем за сутки. Активность ренина также снижается в REM и увеличивается в медленном сне (Brandenberger G. et al., 1988). С этих позиций трудно объяснить динамику VLF, максимальные значения которой определялись в REM сне, а она, согласно некоторым данным, зависит от активности системы ренин - ангиотензин - альдостероновой системы и концентрации катехоламинов в крови (Task Force of., 1996; Taylor J. A. et al., 1998).
Можно предположить, что недавно открытый нейропептид орексин (гипокретин), участвующий в регуляции REM сна (Bourgin P. et al., 2000; Eggermann E. L. et.al., 2001), может отвечать за симпатическую активацию в эту стадию сна. В недавней работе Т. Sakurai (2003) было показано, что он, действуя на нейроны паравентрикулярного ядра гипоталамуса, увеличивает ЧСС и АД.
Полученные половые различия ВСР во сне в целом совпадают с литературными данными о преобладании симпатического звена регуляции СР у мужчин при суточном мониторировании ЭКГ (Bigger J.T. et al., 1995; Huikuri H., 1996; Kuo Т., 1999). I. Virtanen с соавт. (2000) указывают на более высокую парасимпатическую активацию у женщин при бодрствовании и в NREM сне. Однако, в представленном исследовании при бодрствовании показатели ВСР у юношей и девушек отличались статистически не достоверно. Подобные результаты могут объясняться тем, что обследование всех девушек производилось в лютеальную фазу. Показано, что во время бодрствования у молодых здоровых женщин в эту фазу значения LF выше, a HF ниже, чем в фолликулярную (Sato N. etal., 1997). J.A. Empson, D.W. Purdie (1999) и К. Shibui с соавт. (2000) выявили, что в лютеальной стадии увеличивается температура тела и ЭЭГ-активность в диапазоне 14-15 Гц (диапазон сонных веретен), а уровень мелатонина снижается, возможно, способствуя уменьшению парасимпатических влияний на СР. С этих позиций становится понятным статистически значимое преобладание сонных веретен у девушек в нашем исследовании.
Половые различия показателей ВСР во время сна могут объясняться прямыми или опосредованными модулирующими влияниями половых гормонов на СР. Так, эстрадиол изменяет активность серотонинергической, норадреналинергической, холинергической и дофаминергической систем, участвующих в регуляции сна-бодрствования (Stoppe С, 2002). Этот гормон регулирует число переносчиков серотонина в супрахиазматическом ядре гипоталамуса и паравентрикулярном ядре таламуса, которое с возрастом, при снижении уровня эстрогенов, уменьшается (Krajnak К. et al., 2003). Эстрогены, подобно серотонину, стимулируют дыхание и предотвращают его нарушения во сне (Saaresranta Т., 2002), а также могут вызывать вазодилатацию (Schneider Н.Р., 2000), способствуя, таким образом, снижению АД. Возможно, с этими эффектами эстрогенов связаны полученные более низкие значения отношения LF/HF в среднем за время сна и в IV стадии NREM сна у девушек. Таким образом, анализируя данные литературы, можно сделать вывод, что эстрогены взаимосвязаны с механизмами NREM сна, и половые различия ВСР в этой фазе сна могут объясняться разным уровнем этих гормонов.
Повышенную симпатическую активность у мужчин традиционно связывают с эффектами андрогенов (Beaston-Wimmer P., Smolen A.J., 1991; Luboshitzky R. et al., 1999). Некоторые авторы объясняют половые различия ВСР влиянием тестостерона на анатомические особенности мужчин, так как для них показана более высокая активность симпатических нервов, иннервирующих мускулатуру, и большее количество нейронов в симпатических ганглиях (Ettinger S.M. et.al., 1996; Beaston-Wimmer P., Smolen A.J., 1991). Это может лежать в основе генеза повышенного относительно женщин симпатического тонуса. Обнаруженная R. Luboshitzky с соавт. (1999) отрицательная взаимосвязь уровня тестостерона с концентрацией мелатонина может играть роль для более низкого уровня вагальной активности у мужчин во сне, так как пониженный по сравнению с женщинами уровень мелатонина, возможно, отражается на степени повышения парасимпатических влияний перед сном (Umali M.U., 2000).
