ВВЕДЕНИЕ. Актуальность исследования.Вопрос о роли симпатического отдела (СО) ВНС и изменении его активности при беременности

Актуальность исследования. Вопрос о роли симпатического отдела (СО) ВНС и изменении его активности при беременности, накануне родов, в родах и послеродовом периоде обсуждается в литературе (Орбели Л.А., 1935; Ситарская М.В., Игнатьева Д.П. 1994; Циркин В.И., Дворянский, 1997; Blake M et al. 2000; Kuo C., et al. 2000; Yang C. et al., 2000; Абрамченко В.В., 2001; Гудков Г.В. и др., 2001; Leicht et al., 2003; Циркин В.И. и соавт., 2004; Antonazzo P. et al., 2004; Sato N., 2004; Curione M. et al. 2005; Voss A. et al., 2006; Weissman et al., 2006; Matsumoto T. et al. 2007; Хлыбова С.В. и соавт., 2008; Полянская О.В., 2009; Bai X et al., 2009; Tousignant-Laflamme Y, 2009; Дмитриева С.Л. и соавт., 2012). Орбели Л.А. (1935) считал, что СО участвует в регуляции процессов адаптации женщины к беременности и к родам. Рядом авторов (Циркин В.И., Дворянский С.А., 1997; Сизова Е.Н., Циркин В.И., 2006; Хлыбова С.В., 2007; Колчанова О.В., Циркин В.И., 2012) развивается концепция о бета-адренергическом механизме (бета-АРИМ), согласно которой под влиянием прогестерона возрастает число бета-адренорецепторов (бета-АР) в матке и повышается содержание в организме матери эндогенного сенсибилизатора бета-адренорецепторов (ЭСБАР). Считается, что бета-АРИМ предназначен для торможения сократительной деятельности матки (СДМ) с участием катехоламинов. При этом полагают, что ЭСБАР повышает эффективность активации бета-АР не только миоцитов матки, но и кардиомиоцитов, а также нейронов головного мозга, включая и нейроны коры больших полушарий. В рамках представления о ведущей роли СО в регуляции СДМ и других процессов, актуальным является вопрос оценки состояния СО ВНС у беременных женщин. В настоящее время для этого проводится анализ вариабельности сердечного ритма, или ВСР (Медведев Б.И. и соавт., 1989; Ситарская М.В., Игнатьева Д.П. 1994; Бенедиктов И.И. и соавт., 1998; Blake M. et al., 2000; Yang C. et al., 2000; Гудков Г.В. и др., 2001; Хлыбова и соавт., 2006; Полянская О.В., 2009; Bai X et al., 2009; Tousignant-Laflamme Y, 2009; Дмитриева С.Л., 2012). Этими авторами показано, что при беременности, в частности во II триместре, ВСР снижена, и это трактуется как отражение роста активности СО ВНС. Однако остается неясным вопрос о характере изменения ВСР в I триместре беременности (Antonazzo P. et al., 2004, Blake M et al. 2000; Kuo C., et al. 2000, Curione M. et al. 2005), накануне родов (Гудков Г.В. и др., 2001), в родах (Полянская О.В., 2009) и в послеродовом периоде (Blake M et al., 2000; Полянская О.В., 2009), а также о сроке беременности, на котором ВСР достигает минимального уровня (Kuo C. et al., 2000).

В ряде работ показано, что помимо ВСР активность СО ВНС могут отражать ритмы ЭЭГ (Украинцева Ю.В., Русалова М.Н., 2004; Украинцева Ю.В., 2005; Thompson Mi., Thompson L., 2007; Seo S-Н., Lee J-T., 2010), в том числе, бета- и тета-ритмы. В частности Seo S-Н., Lee J-T. (2010), показали, что при хроническом эмоциональном стрессе наряду со снижением ВСР и повышением уровня кортизола в слюне возрастает мощность бета-ритма. Однако до настоящего времени в литературе отсутствуют сведения о взаимосвязи изменений ВСР и ЭЭГ при беременности. Более того, анализ литературы показывает, что данные о характере изменений электрической активности мозга при беременности малочисленны и противоречивы (Персианинова Л.С. и соавт., 1978; Giaquinto S. et al., 1979; Новиков Ю.И., Палинка Г.К., 1980; Holmes G., Donaldson J., 1987; Газазян М.Г., 1991; Brunner D. et al., 1994; Батуев A.C. и соавт., 1997; Смирнов А.Г. и соавт., 1999, 2002а,б, 2005; Овсянкина Г.И. и соавт., 2006; Васильева В.В. и соавт., 2004; Смирнов А. Г., 2008; Ueyama H. et al., 2010). Так, согласно одним авторам, параметры дельта-, тета-, альфа и бета-ритмов ЭЭГ при беременности не изменяются (Giaquinto S. et al., 1979; Смирнов А.Г. и соавт., 1999,2002а; Овсянкина Г.И. и соавт., 2006; Ueyama H. et al., 2010), а согласно другим - повышается мощность дельта-, тета- и бета-ритма, (Батуев A.C. и соавт., 1997; Смирнов А.Г. и совт., 2002 а,б, 2005), а амплитуда и мощность альфа-ритма – наоборот снижаются (Giaquinto S. et al., 1979; Новиков Ю.И., Палинка Г.К., 1980; Holmes G., Donaldson J., 1987; Brunner D. et al., 1994). При этом остается спорным и вопрос о существовании межполушарных различий параметров ЭЭГ как отражении локализации гестационной доминанты (Газазян М.Г., 1991; Батуев A.C. и соавт., 1997; Орлов В.И. и соавт, 1998; Смирнов А.Г. и соавт., 1999,2002; Васильева В.В. и соавт., 2004). Анализ данных литературы показывает, что до настоящего времени вопрос о природе ритмов ЭЭГ и о процессах, которые они отражают, остается открытым (Беритов И.С., 1969; Ноздрачев А.Д., 2001; Hobson J., Pace-Schott E., 2002; Зенков Л.Р., 2004, 2010; Lee J. et al., 2004; Willis W., 2004; Murphy M. et al., 2009; Csercsa R. et al., 2010; Bollimunta A. et al., 2011). Это препятствует использованию ЭЭГ для оценки состояния активности СО ВНС при беременности, тем более что у беременных женщин существенно возрастает уровень тревожности и страха перед родами (Айламазян Э.К., 1991, 1996; Быков В.Н., 1993; Апчел В.Я., Цыган В.Н., 1999; Добряков И.В. 2003; Русалов В.Н., Рудина Л.М., 2003; Смирнов А.Г. и соавт., 2005), что само по себе может изменить параметры ЭЭГ, в том числе повысить выраженность дельта-ритма (Clarke A. et al, 2001; Левин Е.А. Савостьянов А.Н., 2003) и бета-ритма (Кожедуб Р.Г и соавт., 2005) и снизить выраженность альфа-ритма (Seo S-Н., Lee J-T., 2010).

В литературе также обсуждается вопрос о механизмах, лежащих в основе изменения активности СО ВНС при беременности (Циркин В.И., Дворянский С.А., 1997; Сизова Е.Н., Циркин В.И., 2006; Хлыбова С.В., 2007; Brunton P., Russell J., 2008; Pittman Q., 2008; Slattery D, Neumann I., 2008; Spencer S. et al., 2008; Колчанова О.В., Циркин В.И., 2012). По мнению одних авторов рост активности СО при беременности связан с развитием стресса (Медведев Б.И. и соавт., 1989; Ситарская М.В., Игнатьева Д.П. 1994; Бенедиктов И.И. и соавт., 1998; Blake M. et al., 2000; Yang C. et al., 2000; Гудков Г.В. и др., 2001; Pöyhönen-Alho M., 2010), а по мнению других он обусловлен повышением в крови содержания ЭСБАР (Циркин В.И., Дворянский С.А., 1997; Сизова Е.Н., Циркин В.И., 2006; Хлыбова С.В., 2007; Колчанова О.В., Циркин В.И., 2012). Не исключено, что важную роль в повышении активности СО ВНС при беременности играет прогестерон, так как известно, что он регулирует активность более 1800 генов (Сухих Г.Т. и соавт, 2010), однако конкретные механизмы влияния прогестерона на активность СО ВНС не известны.

В рамках представлений о роли СО при беременности, в литературе обсуждается вопрос о том, что из себя представляет беременность с позиций учения о стрессе. По мнению одних авторов, беременность является классическим хроническим стрессом (Медведев Б.И. и соавт., 1989; Ситарская М.В., Игнатьева Д.П. 1994; Бенедиктов И.И. и соавт., 1998; Blake M. et al., 2000; Yang C. et al., 2000; Гудков Г.В. и др., 2001; Pöyhönen-Alho M., 2010), однако в последние годы предложена концепция (Brunton P., Russell J., 2008; Pittman Q., 2008; Slattery D., Neumann I., 2008; Spencer S. et al., 2008), согласно которой при беременности формируются механизмы, повышающие устойчивость организма матери к стрессу, т.е. беременность представляет собой стрессотолерантное состояние (подобное, в определенной степени, иммунотолернатности). Не исключено, что в решении этого вопроса определенную роль может сыграть изучение ритмов ЭЭГ (Украинцева Ю.В., Русалова М.Н., 2004; Thompson M., Thompson L., 2007; Seo S-Н., Lee J-T., 2010).

Учитывая актуальность изучения вопросов физиологии беременности и родов, мы считали возможным сформулировать в работе цель и задачи исследования.

Цель исследования: оценить вариабельность сердечного ритма и электрическую активность головного мозга у женщин на различных этапах репродуктивного процесса.

Задачи:

1.Оценить основные временные и спектральные показатели ВСР (с учетом типа системы регистрации), а также индекс, амплитуду, частоту и мощность дельта-, тета-, альфа-, бета₁- и бета₂-ритмов ЭЭГ у женщин в зависимости от фазы менструального цикла.

2. Оценить основные временные и спектральные показатели ВСР (с учетом типа системы регистрации) у женщин в I, II, III триместрах беременности, накануне родов (за 10-5, 3-2 и за сутки до родов), в латентную фазу первого периода родов и после родов (1-2, 3-4 и 5 сутки после родов).

3.Оценить индекс, амплитуду, частоту и мощность дельта-, тета-, альфа-, бета₁- и бета₂-ритмов ЭЭГ у женщин в I, II и III триместрах беременности, в том числе накануне родов (за 10-5, 3-2 и за сутки до родов).

Положения, выносимые на защиту:

1. Активность симпатического отдела (СО) ВНС возрастает в I триместре беременности (судя по снижению ВСР и росту мощности тета-ритма, индекса и амплитуды бета₁- и бета₂-ритмов и мощности бета₂-ритма ЭЭГ), достигает максимума во II, удерживается на этом уровне в III (за 50-30 суток до родов) триместре, но за 10-5 суток до родов частично восстанавливается, сохраняется такой до I периода родов включительно, вторично возрастает во II и III периодах родов и вновь постепенно восстанавливается в первые 5 суток (или более) после родов.

2. На протяжении всей беременности, включая последние 10 суток до родов, меняются все показатели ритмов ЭЭГ (чаще - в височных, лобных и центральных областях, реже - в затылочных и теменных и, как правило, при отсутствии межполушарных различий между симметричными отведениями). Характер этих изменений зависит от вида ритма и срока беременности. В I, II и III триместрах беременности индекс, частота и мощность дельта-ритма не меняются, а амплитуда дельта-ритма и все показатели тета-, альфа-, бета₁- и бета₂- ритмов становятся выше (в одном, двух или в трех триместрах), чем у небеременных. Этот рост объясняется влиянием прогестерона, других гормонов и ЭСБАР на нейроны коры и отражает формирование тревожности, особого эмоционального состояния, связанного с осознанием беременности, бета-адренорецепторного ингибирующего механизма (бета-АРИМ) и механизма стрессотолерантности. За 10-5, 3-2 или 1 сутки до родов 17 из 20 показателей ЭЭГ претерпевают изменения, характер которых неоднороден, но свидетельствует о повышении уровня тревожности и о снижении эффективности прогестерона, бета-АРИМ и механизма стрессотолерантности.

Научная новизна. В единых методических условиях проведена оценка состояния ВНС по 26 показателям ВСР и 20 показателям ЭЭГ у женщин в лютеиновую (ЛФ) и фолликулярную фазы (ФФ), а также в I, II, III (50-30 суток до родов) и накануне родов (за 10-5, 3-2 и 1 сутки до родов). Показано, что у женщин в ЛФ, в сравнении с ФФ активность симпатического отдела (СО) ВНС не меняется (судя по стабильности показателей ВСР), но изменяется функциональное состояние коры больших полушарий, судя по повышению индекса, амплитуды и частоты дельта-ритма, индекса, амплитуды, частоты и мощности тета-ритма, индекса и мощности альфа-ритма, частоты бета₁-ритма и индекса бета₂-ритма и снижению мощности бета₁-ритма ЭЭГ. Подтверждены данные литературы о снижении ВСР при беременности, но впервые показано, что ВСР достигает минимума во II триместре, удерживается на этом уровне в III триместре (за 50-30 суток до родов), но за 10-5 суток до родов частично восстанавливается, сохраняется такой до I периода родов включительно, вторично (с учетом данных Полянской О.В., 2009) снижается во II и III периодах родов и полностью восстанавливается после родов (но не ранее 5 суток). Установлено, что на протяжении всей беременности, включая последние 10 суток до родов, меняются все показатели ритмов ЭЭГ, а характер этих изменений зависит от вида ритма и срока беременности. В частности, в I, II и III триместрах беременности индекс, частота и мощность дельта-ритма не меняются, а амплитуда дельта-ритма, а также все показатели тета-, альфа-, бета₁- и бета₂- ритмов становятся выше (в одном, двух или в трех триместрах), чем у небеременных. За 10-5, 3-2 или 1 сутки до родов 17 из 20 показателей ЭЭГ претерпевают изменения (соответственно 7, 11 и 10 показателей), характер которых неоднороден. На основании этих данных сформулировано представление о том, что наблюдаемые при беременности изменения ЭЭГ отражают формирование тревожности, особого эмоционального состояния, связанного с осознанием беременности, бета-адренорецепторного ингибирующего механизма (бета-АРИМ) и механизма стрессотолерантности, а предродовые изменения ЭЭГ свидетельствует о повышении уровня тревожности и о снижении эффективности прогестерона, бета-АРИМ и механизма стрессотолерантности. Данные о состоянии 20 показателей ЭЭГ при беременности и накануне родов позволили заключить, что индекс и амплитуда бета₁- и бета₂-ритмов, а также мощность бета₂-ритма отражают активность надсегментарного отдела СО ВНС; мощность тета-ритма – активность сегментарного отдела СО ВНС, в том числе зависимую от уровня ЭСБАР; индекс, амплитуда и мощность дельта- и альфа-ритмов, а также мощность бета₁-ритма – тревожность, а индекс, амплитуда и мощность альфа-ритмов, кроме того эффективность механизма стресстолерантности.

Научная и практическая значимость работы. Результаты исследования расширяют представления об активности СО ВНС при беременности, накануне родов и в послеродовом периоде и демонстрируют возможность её оценки по ВСР и ЭЭГ, в том числе по индексу и амплитуде бета₁- и бета₂-ритмов, мощности бета₂-ритма и мощности тета-ритма. Уточнены сведения о характере электрической активности мозга при беременности, в том числе накануне срочных родов. Внесены новые представления о состоянии ритмов ЭЭГ при беременности и о процессах, которые они отражают, в том числе у, о влиянии прогестерона и ЭСБАР на параметры ВСР и ЭЭГ, о ВСР- и ЭЭГ- признаках готовности организма матери к родам. Получены новые доказательства формирования у беременных механизма стрессотолерантности и о возможности оценки его эффективности по выраженности альфа-ритма. Введено понятие о формировании при беременности особого эмоционального состояния, связанного с осознанием беременности, а также о ЭЭГ-коррелятах этого состояния. Всё это имеет значение для физиологии ВНС, высшей нервной деятельности, физиологии репродуктивной системы и сердечно-сосудистой системы, а также для акушерства и гинекологии, фармакологии и патофизиологии.

Результаты исследования уточняют методику анализа ВСР с учетом диапазона анализируемых частот спектра ВСР. Предложены нормативы (для МДС «Валента» и МДС «Нейрон-Спектр-3») по 16 временным и 10 спектральным показателям ВСР и 20 показателям ЭЭГ у небеременных, беременных (I, II, III триместр, 10-5, 3-2 и 1 сутки до родов), а в отношении ВСР также для рожениц (латентная фаза I периода родов) и родильниц (1-2, 3-4 и 5 сутки после родов). Эти нормативы могут быть использованы при диагностике и прогнозировании акушерских осложнений и сроков родов. Предложены принципы оценки активности СО ВНС на надсегментарном уровне (по индексу и амплитуде бета₁- и бета₂-ритмов и по мощности бета₂-ритма) и на сегментарном уровне (по мощности тета-ритма), а также содержания в организме ЭСБАР (по мощности тета-ритма), уровня тревожности и эффективности механизма стрессотолерантнсти (по показателям дельта-, альфа- и бета₁-ритмов) и степени готовности организма матери к родам по ряду показателей ВСР и ЭЭГ.

Внедрение. Результаты исследования внедрены в учебную и научную деятельность кафедры биологии Вятского государственного гуманитарного университета и кафедры акушерства и гинекологии института постдипломного образования Кировской государственной медицинской академии.

Апробация работы. Результаты исследования доложены или представлены в материалах Всероссийской медико-биологической конференции «Человек и его здоровье» (СПб., 2010), IX, Х и XI всероссийских молодежных научных конференций «Физиология человека и животных: от эксперимента к клинической практике» (Сыктывкар, 2010, 2011, 2012), III Международной студенческой научной конференции «Клинические и теоретические аспекты современной медицины» (М., 2011), XII научной конференции «Молодежь и медицинская наука в XXI веке» (Киров, 2011), V всероссийской школе-конференции «Физиология кровообращения» (М., 2012) и других конференций. Опубликовано 8 статей, из которых 5 - в журналах, рекомендованных ВАК, а также 13 тезисов.

Глава 1. ВАРИАБЕЛЬНОСТЬ СЕРДЕЧНОГО РИТМА И ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ ГОЛОВНОГО МОЗГА У НЕБЕРЕМЕННЫХ И БЕРЕМЕННЫХ ЖЕНЩИН

(обзор литературы)