Введение к работе
Актуальность проблемы. Быстрые темпы освоения космического пространства тесно связаны с успехами космической медицины, которая обеспечивает высокую надежность человека в экстремальных условиях космического полета Способность организма адаптироваться к новым необычным условиям невесомости в значительной мере определяется состоянием его сердечно-сосудистой системы и состоянием механизмов регуляции физиологических функций Систему кровообращения в космической медицине рассматривают в качестве индикатора адаптационных реакций всего организма [Ларин В В и др, 1967] При действии невесомости наряду с перераспределением крови в верхнюю часть тела и снижением объема циркулирующей крови наблюдается снижение артериального давления, уменьшение барорефлекторной чувствительности и как результат этого явления ортостатической неустойчивости при возвращении космонавтов на Землю [Григорьев А И, Егоров АД, 1991, 2002, Johnston R S , Dietlem L F , Berry Ch A, 1975] Для сохранения сердечно-сосудистого гомеостаза в условиях длительного космического полета регуляторные механизмы должны постоянно «искать» оптимальное соотношение между работой сердечного насоса и сосудистым тонусом [Баевский Р М и др, 2000] Кроме того, следует иметь в виду, что наряду с невесомостью на организм космонавта действуют и многие другие факторы, которые могут способствовать развитию изменений со стороны сердечно-сосудистой системы К числу таких факторов, в частности, можно отнести физические и эмоциональные нагрузки
Анализируя ритм сердечной деятельности у космонавтов в полете Голубчикова ЗА с соавт [2000] отмечают, что длительная невесомость в некоторых случаях располагает к возникновению сердечных аритмий Вероятность нарушений ритма сердца у космонавтов в условиях невесомости определяется сочетанием значительного числа факторов, в том числе изменениями состояния системы регуляции, изменениями водного и электролитного статуса организма, эмоциональными и физическими стрессами, а также индивидуальными особенностями регуляторного механизма [Федоров Б М и др, 1992] Известно, что эпизоды аритмии наблюдаются у каждого третьего космонавта [Федоров Б М и др , 1997] и поскольку этот вид отклонений несет в себе риск развития опасных для жизни состояний, его прогнозирование является крайне актуальной задачей космической кардиологии
Новым методом, который используется в кардиологической клинической практике с целью раннего выявления нарушений электрофизиологических свойств миокарда и
прогнозирования вероятности развития нарушений сердечного ритма, в частности угрожающих жизни аритмий, является электрокардиография высокого разрешения (ЭКГ ВР) [Simson М V , 1981, Zimmennann М et al, 1991, Иванов Г Г и др , 2003] Этот метод, как правило, применяется у пациентов с тяжелыми сердечно-сосудистыми заболеваниями, где имеется риск развития различных осложнений Весьма целесообразным является исследование возможности использования метода ЭКГ ВР для оценки риска развития нарушений ритма у членов экипажей космических объектов Однако в методе ЭКГ ВР оценочные критерии разработаны применительно к клинической практике, к исследованию лиц с выраженной патологией миокарда Целенаправленные исследования практически здоровых людей методом ЭКГ ВР до сих пор носили единичный характер Поэтому необходимы специальные исследования для выяснения диагностической и прогностической значимости ЭКГ ВР у здоровых лиц при воздействии различных стрессовых воздействий, в том числе факторов космического полета
Одним из воздействий, наиболее часто применяемых для моделирования невесомости, является антиортостатическая гипокинезия (АНОГ) Этот метод получил довольно широкое применение в космической медицине для изучения и лучшего понимания вероятных механизмов регуляции физиологических функций в условиях космического полета и для испытания различных средств профилактики неблагоприятного воздействия невесомости Представляется важным исследовать также влияние на показатели ЭКГ ВР психо-эмоциональных и физических нагрузок, которые в космическом полете оказывают определенное воздействие на функциональное состояние космонавтов
Таким образом, актуальность данного исследования определяется его направленностью на изучение возможности использования в космической медицине метода ЭКГ ВР, который до сих пор применялся только в клинической практике Цель работы - изучение диагностической значимости электрокардиографии высокого разрешения у практически здоровых людей при воздействиях, моделирующих некоторые факторы космического полета Задачи исследования*
Оценить изменения показателей ЭКГ ВР при моделировании условий невесомости в эксперименте с 7-суточной антиортостатической гипокинезии
Изучить изменения показателей ЭКГ ВР при проведении активной ортостатической пробы до и после модельного эксперимента с воздействием антиортостатической гипокинезии
Исследовать изменения показателей ЭКГ ВР при стрессорных психофизиологических воздействиях и при различном уровне физических нагрузок
Проанализировать характер и степень выраженности изменений показателей ЭКГ ВР при использовании активной ортостатической пробы у больных с различными формами ИБС
Разработать предложения по использованию метода ЭКГ ВР для оценки функционального состояния членов экипажей в условиях космического полета
Научная новизна. В работе впервые показано, что при моделировании условий невесомости в эксперименте с воздействием 7-суточной антортостатической гипокинезии наблюдаются достоверные изменения показателей, отражающих электрофизиологические свойства миокарда и свидетельствующих о появлении начальных признаков электрической нестабильности миокарда предсердий и желудочков Предполагается, что изменения амплитудных и временных характеристик зубца Р связаны с продолжительной нагрузкой объемом правых отделов сердца во время АНОГ на фоне изменений уровня активности симпатической нервной системы, а изменения комплекса QRS, по-видимому, отражают имевшее место во время АНОГ повышение рабочей нагрузки на левые отделы сердца, обусловленное увеличением периферического сосудистого сопротивления После АНОГ при проведении активной ортопробы впервые выявлено значительное увеличение (в 2 раза) степени нарастания амплитуды QRS (TotQRS) Впервые получены данные об увеличении признаков электрической нестабильности миокарда у здоровых, хорошо тренированных людей при стрессорных психо-эмоциональных воздействиях (на примере исследования спасателей МЧС во время суточного дежурства) Впервые показано, что у лиц с высоким уровнем физических нагрузок, по данным ЭКГ ВР, выявляется наличие признаков электрической нестабильности миокарда предсердий Проведенное, параллельно с изучением ЭКГ ВР, исследование вариабельности сердечного ритма (ВСР) при антиортостатических воздействиях, психо-эмоциональном стрессе и физических нагрузках показало усиление активности симпатического звена вегетативной регуляции, что вероятно может способствовать развитию электрической нестабильности миокарда и потенциально опасных аритмий Сопоставление полученных данных ВСР и данных ЭКГ ВР у больных с сердечно-сосудистой патологией с результатами исследования здоровых лиц позволило предложить критерии прогностически неблагоприятных изменений показателей ЭКГ ВР у практически здоровых людей при стрессорных воздействиях Практическая и научная значимость проведенных исследований заключается в том, что они открывают новые возможности использования метода ЭКГ ВР, который до сих
пор считался сугубо клиническим методом Показано, что при воздействии ряда факторов, моделирующих условия космического полета (антиортостаз и последующая активная ортостатическая проба), имеются изменения показателей ЭКГ ВР, указывающие на появление ранних признаков электрического ремоделирования миокарда, изменение электрофизиологических свойств миокарда и как следствие увеличение его электрической нестабильности При ортостатических воздействиях после 7-суточного антиортостаза в ряде случаев появляются признаки поздних потенциалов предсердий и желудочков, что свидетельствует о клинически значимом риске развития угрожающих жизни аритмий Впервые установленные изменения показателей ЭКГ ВР при физических нагрузках и хроническом стрессе представляют интерес для соответствующих разделов прикладной физиологии На основании анализа полученных экспериментальных материалов предложены критерии для оценки изменении ЭКГ ВР у здоровых людей при воздействии факторов космического полета и практические рекомендации по использованию этого метода для оценки функционального состояния при исследовании практически здоровых людей при стрессорных воздействиях Основные положения, выносимые на защиту
При моделировании невесомости в эксперименте с АНОГ выявлены изменения электрофизиологических свойств миокарда, как предсердий, так и желудочков Особенного внимания требуют изменения амплитудных и временных характеристик зубца Р, которые отражают имевшую место во время АНОГ продолжительную нагрузку объемом на фоне изменения уровня активности симпатической нервной системы
При активной ортостатической пробе после эксперимента с 7-суточной АНОГ отмечаются изменения показателей ЭКГ ВР (комплекса QRS и зубца Р), указывающие на увеличение электрической нестабильности миокарда Это может иметь важное значение для прогностической оценки состояния космонавтов в послеполетном периоде
Психо-эмоциональный стресс и систематические физические нагрузки высокой интенсивности, по-видимому, могут усиливать явления электрической нестабильности миокарда, о чем свидетельствуют изменения показателей ЭКГ ВР у спасателей МЧС после суточного дежурства и результаты исследования спортсменов с высоким уровнем физической тренированности
Метод ЭКГ ВР целесообразно рекомендовать к использованию в космической медицине в динамике наблюдения - до, во время и после длительных космических полетов для прогнозирования риска развития потенциально опасных и
Апробация диссертации Основные результаты и положения диссертации доложены на конференциях молодых специалистов, аспирантов и студентов, посвященных дню космонавтики (Москва, 2004, 2006 гг), на конференциях «Диагностика и лечение нарушений регуляции сердечно-сосудистой системы» (Москва, 2004, 2006, 2007 гг), на конференции «Фундаментальные науки - медицине» (Москва, 2005 г), на Всероссийском Конгрессе «Неинвазивная электрокардиология и клиническая медицина», Москва, 2007 г), на 20-м съезде физиологического общества им И П Павлова (Москва, 2007 г)
Диссертация апробирована на заседании секции «Космическая медицина» Ученого совета ГНЦ РФ-ИМБП РАН 7 февраля 2007г (протокол № 1) Публикации По теме диссертации опубликовано 11 печатных работ Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, результатов собственного исследования и их обсуждения, выводов, практических рекомендаций, списка литературы Текст работы изложен на 126 страницах машинописного текста, содержит 18 таблиц и 15 рисунков Указатель литературы включает 72 отечественных и 130 зарубежных источников
