Сравнение частоты патологических реакций на активную ортостатическую пробу ("сидя-стоя") и дозированную физическую нагрузку у студентов-медиков

Введение

Согласно данным статистики, заболевания сердечно-сосудистой системы занимают ведущее место в структуре смертности населения развитых стран, что обусловлено высокой распространенностью таких факторов риска этих заболеваний, как артериальная гипертензия, ожирение, курение и дислипидемия [1][2]. В связи с этим особую значимость приобретает раннее выявление патологии и доклинических маркеров у условно здоровых лиц, в т.ч. молодого возраста, что позволяет выделить группы риска и предотвратить развитие необратимых осложнений [1-5].

Одним из перспективных направлений ранней диагностики является оценка патологических реакций на ортостатическую пробу [6-9]. К ним относят ортостатическую гипотензию (ОртГ), ортостатическую гипертензию (ОртАГ) и синдром постуральной ортостатической тахикардии (СПОТ), каждое из которых имеет самостоятельное диагностическое и прогностическое значение [6][7][10]. Было продемонстрировано, что модифицированный вариант активной ортостатической пробы (АОП) "сидя-стоя" обладает высокой чувствительностью и специфичностью в выявлении ОртГ [11] и рекомендован к применению уже при первом визите пациента [4]. Вместе с тем, распространенность указанных состояний, особенно в молодой популяции, остается дискутабельной и варьирует в широких пределах, согласно данным различных авторов [6][7][9][10]. Кроме того, остается не до конца изученным вклад поведенческих факторов (режим питания, сна, уровень тревожности) в формирование ортостатической неустойчивости.

Наряду с ортостатическими пробами, широкое распространение в клинической практике получили тесты с дозированной физической нагрузкой (ДФН), в частности, проба Мартинэ-Кушелевского у лиц молодого возраста [12]. Физиологической основой обеих проб является активация симпатической нервной системы (СНС), а регистрируемые отклонения (гипертонические, гипотонические реакции) также имеют прогностическое значение в отношении риска развития артериальной гипертензии [9][13]. Однако, несмотря на схожесть механизмов, вопрос о сопряженности реакций на ортостатический и динамический стимулы у здоровых лиц остается открытым.

Простота и доступность обеих проб делают их привлекательными не только для скрининговых исследований, но и для использования в образовательном процессе в медицинских вузах, способствуя формированию у будущих врачей навыков персонализированной оценки функционального состояния [14].

В доступной литературе отсутствуют данные, позволяющие ответить на ключевые вопросы: можно ли по результатам АОП прогнозировать тип реакции на физическую нагрузку? Какой из тестов обладает большей чувствительностью в выявлении скрытых нарушений регуляции сосудистого тонуса? Насколько стабильны выявленные паттерны реакций во времени?

Цель исследования — сравнение частоты патологических реакций сердечно-сосудистой системы у студентов-медиков при проведении АОП "сидя-стоя" и пробы с ДФН, а также оценка влияния на их возникновение индекса массы тела (ИМТ), продолжительности сна, длительности постпрандиального периода и уровня личностной тревожности (ЛТ).

Материал и методы

Проведено одномоментное исследование с включением 242 студентов первого курса (130 юношей, 112 девушек в возрасте 20,6±2,3 года (таблица 1). Дизайн одобрен этическим комитетом ВУЗа, все участники подписали информированное согласие. Работа выполнена в соответствии со стандартами Good Clinical Practice и Хельсинкской декларации.

Критерии включения: отсутствие освобождения от занятий по физической культуре, нормальный уровень офисного артериального давления (АД) в покое согласно рекомендациям [4]. Критерии невключения: острые заболевания, обострение хронических заболеваний на момент обследования, повышенное АД.

Все исследования выполнялись в первой половине дня. Перед тестированием проводили анкетирование для оценки продолжительности сна, времени последнего приема пищи, определяли ИМТ и уровень ЛТ по шкале Спилбергера-Ханина. АД измеряли механическим тонометром методом Короткова, частоту сердечных сокращений (ЧСС) подсчитывали пальпаторно на лучевой артерии. Исходные показатели измеряли дважды в положении сидя с интервалом 3 мин.

Всего проведено 277 функциональных проб: АОП в модификации "сидя-стоя" (n=137): переход в вертикальное положение и стояние в течение 5 мин с регистрацией АД и ЧСС на 1-й, 3-й и 5-й мин [11]; ДФН (n=140): 20 приседаний за 30 сек с последующим измерением показателей на 1-й, 3-й и 5-й мин восстановительного периода [12][15]. Участникам, выполнявшим обе пробы (n=45), тесты проводили в разные дни с интервалом не <24 ч. Для оценки воспроизводимости результатов 35 человек повторно прошли АОП через 1 мес.

При проведении АОП диагностировали:

— ОртГ: падение систолического (САД) ≥20 мм рт.ст. и/или диастолического АД (ДАД) ≥10 мм рт.ст. [4], а также использовали сниженные критерии (падение САД ≥15, ДАД ≥7 мм рт.ст.) для пробы "сидя-стоя" [11];

— ОртАГ: повышение САД ≥20 мм рт.ст. от исходного или >140 мм рт.ст. [4], и/или повышение ДАД ≥10 мм рт.ст. [6, 9];

— СПОТ: прирост ЧСС ≥30 уд./мин (для лиц ≤18 лет ≥40 уд./мин) при отсутствии ОртГ [7][8].

При проведении пробы с ДФН оценивали тип реакции согласно классификации [15]: нормотонический, гипертонический, гипотонический (астенический), дистонический или ступенчатый.

Статистический анализ. Данные обрабатывали с использованием пакета STATISTICA v.10. Нормальность распределения проверяли по критерию Шапиро-Уилка. Для сравнения независимых выборок применяли U-критерий Манна-Уитни, для анализа связей — коэффициент ранговой корреляции Спирмена. Различия считали значимыми при p<0,05.

Результаты

Средние значения показателей гемодинамики приведены в таблице 1. Оптимальное или нормальное офисное АД в покое зарегистрировано у 89% обследуемых студентов, у 4% САД оказалось <90 мм рт.ст., и у 7% АД было оценено как "высокое нормальное" [4]. Тахикардия в покое регистрировалась у 9% участников. Полученные результаты согласуются с литературными данными [16] и отражают возрастные особенности вегетативной регуляции.

Реакции на АОП. При использовании традиционных критериев [4] частота патологических реакций на АОП составила 35,5%. Сопоставимо часто встречались ОртГ и ОртАГ (таблица 2). Самым редким вариантом оказалась СПОТ, она зарегистрирована у 2 студентов (1,5%). Применение сниженных критериев для ОртГ, предложенных для пробы "сидя-стоя" [11], увеличило число случаев ОртГ с 25 до 30 (22%). Расширение критериев ОртАГ за счет учета повышения ДАД [6][9] повысило частоту данной патологии до 60 (44%) наблюдений, что значимо превышает частоту ОртГ (22%; p<0,01). Общая частота патологических реакций при использовании расширенных критериев достигла 67,5% (93 случая).

У мужчин патологические реакции (ОртГ и ОртАГ) встречались чаще, чем у женщин. Исходные уровни АД и ЧСС в покое у лиц с ОртГ и ОртАГ значимо не отличались от средних значений по выборке (таблица 2).

Динамика и структура ортостатических реакций. При ОртГ снижение ДАД регистрировалось чаще, чем снижение САД, особенно на 1-й мин ортостаза (рисунок 1). У большинства участников падение АД носило транзиторный характер (однократное измерение), и лишь в 4 случаях сохранялось до 3-й и 5-й мин. Повышение ЧСС на 1-й мин отмечено в 22 из 25 наблюдений (p<0,05), у троих участников исследования ЧСС не изменилась или снизилась на 6-10 уд./мин.

При ОртАГ у 18 из 22 участников исследования исходное САД составляло ≤120 мм рт.ст. с последующим приростом ≥20 мм рт.ст. на 1-й мин; у 4 из них повышение сохранялось к 3-й мин, у 2 — к 5-й мин. У 4 участников исследования с исходным САД 121-130 мм рт.ст. на 3-й мин регистрировалось САД ≥140 мм рт.ст. Аналогично ОртГ, при ОртАГ чаще встречалось изменение ДАД, чем САД (рисунок 1). Средний прирост ЧСС составил 13-14 уд./мин (18% от исходного; p<0,05); у троих участников ЧСС не изменилась.

Воспроизводимость результатов. 35 участникам исследования АОП была выполнена повторно через 1 мес. Было зарегистрировано по 6 случаев патологических реакций в виде ОртГ и ОртАГ. Если учитывать общее число участников с повторившимися типами реакций, включая нормальные, тип реакции совпал с исходным в 83% случаев.

Реакции на ДФН. При пробе с ДФН нормотонический тип реакции зарегистрирован в 56% случаев. Среди патологических типов преобладали реакции со слабым повышением или снижением АД (37%), гипертонический тип встречался редко — в 7% наблюдений (рисунок 2). Снижение ЧСС на 1-й мин после нагрузки отмечено лишь в 2 из 140 тестов.

Сопоставление результатов АОП и ДФН. При индивидуальном анализе участников, выполнивших обе пробы (n=45), корреляция между типами реакций отсутствовала (r<0,3; p>0,05). ОртАГ (с учётом ДАД) в этой группе зарегистрировали у 21 студента, только двое из которых продемонстрировали гипертонический тип реакции в ответ на ДФН. Для 12 студентов с ОртАГ реакция на физическую нагрузку была оценена как нормотоническая, у остальных в восстановительном периоде наблюдалось слабое повышение или снижение АД. ОртГ выявлена у 7 из 45 участников, среди них в ответ на ДФН у одного был гипертонический тип реакции, у остальных распределились поровну гипо- или нормотонические реакции. Следовательно, предсказать по результатам АОП реакцию на пробу с ДФН оказалось невозможно.

Анализ влияния дополнительных факторов. Распределение в выборке значений ИМТ, продолжительности сна, длительности постпрандиального периода и оценок уровня ЛТ приведены в таблицах 1 и 2. Статистически значимых корреляций между наличием патологических реакций на АОП и перечисленными показателями не выявлено (r<0,4). Исключение составили два случая СПОТ, ассоциированных с экстремальными значениями ИМТ (29,5 и 17,0 кг/м²) и выраженными нарушениями режима сна и питания (дефицит сна до 3 ч и голодание в течение 19 ч, соответственно).

Обсуждение

Полученные в настоящем исследовании данные свидетельствуют о высокой частоте ортостатических нарушений у лиц молодого возраста. Частота ОртГ, диагностированная по строгим критериям [4], соответствует верхней границе диапазона (10-17%), описанного для возрастной группы 18-20 лет [10][17]. Использование более чувствительных критериев [11], адаптированных для пробы "сидя-стоя", увеличило этот показатель до 22%. Можно предположить, что применение сниженных пороговых значений для данной модификации пробы является физиологически оправданным, поскольку переход из положения "сидя" в положение "стоя" сопровождается меньшим гравитационным перепадом и менее выраженной активацией вестибулярного аппарата, чем классический тест "лежа-стоя" [18]. В сидячем положении голова и нижние конечности не находятся в одной плоскости, в отличие от положения лёжа, поэтому степень влияния гравитации на перераспределение крови в пробе "сидя-стоя" меньше, чем в пробе "лёжа-стоя". Также ниже степень активации вестибулярных рецепторов (изменение положения головы) и проприорецепторов (воздействие опоры на стопу). Важность этих факторов при ортостазе была показана в работе [18]. Следовательно, можно ожидать меньшей активации СНС в пробе "сидя-стоя", чем при переходе из положения лёжа в положение стоя.

Важным результатом стало выявление высокой частоты ОртАГ. Если при оценке только по САД [4] ее частота укладывается в известные литературные данные (1-28%) [9], то при учете повышения ДАД [6][9] этот показатель возрастал более чем вдвое. Столь существенное преобладание гипертензивных реакций над гипотензивными позволяет предположить, что ведущим механизмом дезадаптации к ортостазу у участников исследования является не недостаточность вазоконстрикции (как при ОртГ), а ее избыточность. Это согласуется с данными [16] о повышенном периферическом сосудистом сопротивлении у молодых лиц даже на фоне нормального клинического АД. Вместе с тем, мы признаем, что столь широкое использование критерия ДАД требует осторожности ввиду риска гипердиагностики, и вопрос о прогностической значимости изолированного повышения ДАД в ортостазе требует дальнейшего изучения.

Примечательно, что изменения ДАД, соответствующее диагностическим критериям как ОртГ, так и ОртАГ встречались чаще, чем изменения САД. Это свидетельствует в пользу большего вклада сосудистого компонента в развитие этих реакций, чем хроно- и инотропных эффектов.

Представляется важным, что паттерны реакций на АОП и ДФН оказались разнонаправленными. Несмотря на то, что оба теста предполагают активацию СНС, нам не удалось выявить корреляции между их результатами. Избыточный прессорный ответ на ортостаз у молодых людей не был сопряжен с аналогичным ответом на физическую нагрузку, что указывает на различные механизмы реализации этих двух типов гиперреактивности. Мы объясняем эти различия с позиций фундаментальных представлений о формировании двигательных программ. Известно, что "запуск" разных моторных паттернов при выполнении целенаправленного движения условно-рефлекторно, опережающе активирует СНС [17][19]. Вероятно, статическая постуральная нагрузка (поддержание позы) и динамическая циклическая работа (приседания) обеспечиваются разными уровнями вегетативной регуляции. При выполнении АОП дополнительного возбуждения вестибулярных рецепторов и проприорецепторов, как при ДФН, не происходит, следовательно, уровень сенсорного обеспечения и коррекции ниже. Программа динамической нагрузки шире поддерживается сенсорным потоком в центральной нервной системе и является более привычной для студентов, т.к. проба Мартинэ-Кушелевского широко применяется в учебных заведениях для определения адаптационных ресурсов организма, создает больше условий для регуляции "по прогнозу". Такая программа реализуется более экономно и адекватно. Ортостатическая же проба, требующая тонкой настройки сосудистого тонуса в ответ на гравитационный вызов, чаще выявляет "сбои" в работе СНС в виде гиперреактивности вазоконстрикторного звена. Тот факт, что у 83% участников тип реакции на АОП через 1 мес. сохранялся, подтверждает стабильность этих индивидуальных особенностей регуляции, хотя оставшиеся 17% вариабельных случаев указывают на влияние ситуационных факторов.

В настоящем исследовании не было обнаружено статистически значимых связей между типом ортостатической реакции и ИМТ, уровнем тревожности, продолжительностью сна или длительностью постпрандиального периода. На первый взгляд, это противоречит данным ряда работ [5][20-22]. Однако можно предположить, что полученный результат закономерно отражает особенности выборки участников исследования. Можно отметить ее высокую гомогенность по ряду параметров (одинаковый возраст, унифицированный режим труда и отдыха, сходные физические и психоэмоциональные нагрузки), что, по-видимому, нивелирует вклад этих переменных в ортостатические реакции в данном исследовании. В таких условиях на первый план выходят более стабильные, возможно, генетически детерминированные особенности реактивности СНС [3]. Таким образом, наша работа демонстрирует, что у однородной группы условно здоровых лиц функциональные пробы выявляют именно конституциональные особенности регуляции, тогда как влияние поведенческих факторов становится заметным лишь при обследовании более разнородных популяций.

В ходе настоящего исследования были зарегистрированы два случая СПОТ, которые заслуживают отдельного рассмотрения. Тот факт, что случаи СПОТ были ассоциированы с пограничными состояниями гомеостаза, в то время как в основной массе выборки корреляций с ИМТ и режимом выявлено не было, позволяет предположить наличие порогового эффекта. Вероятно, поведенческие факторы начинают играть значимую роль в патогенезе ортостатических нарушений лишь при достижении определенной степени выраженности (крайние степени истощения/переедания, полная депривация сна), тогда как в диапазоне "нормальных" значений их вклад нивелируется более мощными конституциональными механизмами регуляции.

Заключение

Резюмируя полученные данные, можно заключить, что у обследованных студентов-медиков при проведении АОП в модификации "сидя-стоя" значительно чаще, чем в ответ на ДФН, регистрировались патологические реакции, сопровождающиеся избыточным по сравнению с нормой повышением АД. Типы реакций сердечно-сосудистой системы в двух пробах между собой не коррелировали. Следовательно, механизмы, обеспечивающие адаптацию студентов к выполнению динамической работы, оказались более физиологичными и реже сопровождались сбоями регуляции, чем программа поддержания позы.

Кроме того, установлено статистически значимое преобладание гипертензивных ортостатических реакций над гипотензивными в пробе "сидя-стоя" при использовании критериев, учитывающих ДАД. Это позволяет предположить, что повышение периферического сосудистого сопротивления является ведущим механизмом дезадаптации к ортостатической нагрузке у студентов.

Отсутствие статистически значимого влияния ИМТ, уровня тревожности, продолжительности сна и времени последнего приема пищи на частоту патологических ортостатических реакций может указывать на доминирование иных (возможно, генетических или конституциональных) факторов в их генезе у здоровых молодых людей. Высокая воспроизводимость результатов АОП свидетельствует об устойчивости выявленных индивидуальных особенностей регуляции.

Таким образом, проба "сидя-стоя" обладает уникальной диагностической ценностью и не может быть заменена оценкой реакции на приседания.

Отношения и деятельность: все авторы заявляют об отсутствии потенциального конфликта интересов, требующего раскрытия в данной статье.