Определение этио-патогенетических факторов, способствующих развитию артериальной гипертензии у лиц активного трудоспособного возраста, остается важной проблемой, как для врачей общей практики, так и для специалистов, работающих в сфере медико-психологической помощи населению. Известно, что дисбаланс содержания серотонина в крови вызывает значительные колебания сосудистого тонуса, нейрональной активности, психоэмоционального статуса [2, 3, 4]. Установлено, что оптимальные уровни серотонина способствуют более адекватной реактивности структур головного мозга у молодых здоровых лиц при управляемом повышении вагусных влияний на ритм сердца [5]. Таким образом, целью исследования явилось изучение возможной роли серотонина в изменении параметров кардиоритмограммы и электроэнцефалограммы у лиц с различным уровнем артериального давления при однократном сеансе биоуправления с использованием биологической обратной связи (БОС) с целью усиления вагусных влияний на биоритмику сердца.
Материалы и методы исследования
В рамках диспансерного наблюдения обследовали 53 человека 30-53 лет с артериальным давлением (АД) не выше 140/90 мм рт.ст. - I группа (11 мужчин и 22 женщины) и с систолическим АД выше 140 мм рт. или диастолическим АД выше 90 мм рт.ст. - II группа (10 мужчин и 10 женщин). Лица I группы являлись практически здоровыми; лица II группы не имели признаков поражения органов-мишеней, не принимали гипотензивных препаратов. Группы по возрасту были статистически идентичными. Утром натощак производили забор крови из локтевой вены для определения в сыворотке крови методом иммуноферментного анализа уровня серотонина (DRG, Германия). Далее в положении сидя проводили регистрацию показателей электроэнцефалограммы (ЭЭГ) с помощью прибора «Энцефалан-131-03» («Медиком МТД», г. Таганрог) по схеме 16 отведений в полосе частот 1-30 Гц монополярно с ушными референтными электродами (А1 слева, А2 справа) - фон с закрытыми глазами, реакция активации, фотостимуляция в полосе 4-22 Гц. Учитывали в безартефактных записях абсолютную спектральную мощность биоэлектрической активности мозга в мкВ2 в затылочных (О1 О2) и фронтальных (F3 F4) областях в α-диапазоне (8-13 Гц), θ-диапазоне (4-7 Гц) и β1-диапазоне (14-24 Гц). Изменения дельта-активности (1-4 Гц) не рассматривались, так как дельта-волны были единичными, не превышающими амплитуды доминирующей активности головного мозга. Параллельно регистрировали показатели вариабельности сердечного ритма (ВСР) с помощью прибора «Варикард» (ООО «Рамена», г.Рязань) - суммарная мощность спектра ВСР (TP - total power, мс2) и индекс напряжения регуляторных систем (ИН, усл. ед.) [1]. Показатели систолического (САД) и диастолического (ДАД) артериального давления регистрировали с помощью прибора A&D (Япония). Параметры ВСР и АД учитывали в покое, в ходе сеанса биоуправления с целью усиления суммарной мощности спектра (ТР - total power, мс2) и после сеанса БОС (пробы по 5 минут). Сеанс биоуправления считали успешным в случае управляемого повышения показателя ТР и снижения ИН [7]. Показатели ЭЭГ учитывали в покое и после сеанса БОС. Статистическую обработку полученных результатов проводили непараметрическими методами с помощью компьютерного пакета программ Statistica 5.5 («StatSoft», США). Учитывали медиану (Ме) и межквартильный размах при 25 и 75% уровнях значений выборки. Для проверки статистической гипотезы межгрупповой разности использовали критерий Вилкоксона для двух зависимых выборок и критерий Манна-Уитни для двух независимых выборок (p < 0,05), критерий χ-квадрат при ранговом дисперсионном анализе (df = 2, p < 0,05) и ранговый коэффициент корреляции Спирмена (p < 0,05).
Результаты исследования и их обсуждение
Установлено, что в отличие от показателей АД, исходные показатели ВСР как у мужчин, так и у женщин в I и II группах не имели статистически значимых различий (табл. 1). При этом у лиц I группы в ходе сеанса биоуправления значимо увеличился показатель ТР, у мужчин - снизился индекс напряжения (ИН), а у женщин снизилось систолическое АД. У лиц II группы сеанс у большинства лиц был неуспешным, т.е. не произошло значимого увеличения показателя ТР и снижения ИН.
Уровень серотонина в крови был в пределах нормы согласно инструкции набора у всех обследованных людей, однако у лиц II группы был ниже, чем у лиц I группы, особенно у мужчин. Выявлена значимая корреляционная связь уровня серотонина с приростом показателя ТР у мужчин I группы (r = 0,67, p = 0,025). Эти данные отражают механизм тесной связи парасимпатической и серотонинергической систем [цит. по 3].
Значения спектральной мощности ЭЭГ у людей независимо от их исходного уровня АД имели широкие диапазоны колебаний, что не позволило выявить общегрупповых различий ни в фоне, ни после проведения сеанса БОС. Однако у мужчин II группы выявлены значимые корреляционные взаимосвязи уровня серотонина в крови и мощности ЭЭГ левой гемисферы в α-диапазоне (F3А1 - r = 0,77; p = 0,009) ; в θ-диапазоне (О1А1 - r = 0,72; p = 0,019) и в β1-диапазоне (О1А1 - r = 0,81; p = 0,004; F3А1 - r = 0,78; p = 0,007).
С целью снижения диапазона внутригрупповых колебаний мощности ЭЭГ решено рассмотреть группы с учетом только тех лиц, у которых наблюдали устойчивый паттерн ЭЭГ при фотостимуляции - без реакций усвоения ритма в низко- и высокочастотных диапазонах (табл. 2).
В I группе таких было 18 человек, во II группе - 12 человек. Использование рангового критерия χ-квадрата позволило определить, что процентные доли мужчин и женщин в группах были статистически одинаковыми. Установлено, что у лиц II группы на фоне более высоких значений АД выявлены более низкие уровни серотонина, α-активности всех рассмотренных областей мозга, а также β1-активности в затылочной области справа. При этом у мужчин II группы снижение мощности α- активности в левой лобной области наиболее значимо связано со снижением уровня серотонина (F3 - r = 0,82, р = 0,023). Снижение активности серотонинергической системы может способствовать активизации норадренергических структур и, как следствие, усилению восходящих активирующих влияний ретикулярных структур на кору головного мозга [6]. Поэтому снижение мощности основного ритма (α-активности) может свидетельствовать о выраженной его десинхронизации. Однако данное снижение мощности ЭЭГ может быть и следствием снижения биоэлектрогенеза мозговой ткани на фоне локальных изменений мозгового кровообращения и метаболизма нервной ткани [2]. В таком случае данные признаки могут быть предикторами ишемических повреждений головного мозга уже на ранних стадиях формирования гипертонической болезни [8].
Таблица 1
Показатели АД и ВСР при биоуправлении параметрами ВСР и уровень серотонина у людей с различным уровнем АД (Me (25;75))
|
|
I группа |
II группа |
||||
|
|
фон |
БОС |
после БОС |
фон |
БОС |
после БОС |
|
Мужчины n = 11 n = 10 |
||||||
|
Серотонин, нг/мл |
277,80 (242,9; 311,7) |
236,35 (213,60; 244,20) ## |
||||
|
САД, мм рт. ст. |
119,0 (111,0; 122,0) |
118,5 (112,0; 127,0) |
115,0 (110,0; 121,0) |
139,0 ### (132,0; 148,0) |
141,0 ## (122,0; 146,0) |
137,5 ### (131,0; 147,0) |
|
ДАД, мм рт. ст. |
82,0 (75,0; 84,0) |
81,0 (75,0; 83,0) |
80,0 (78,0; 82,0) |
94,0 ### (90,0; 99,0) |
91,0 ## (85,0; 105,0) |
91,5 ### (90,0; 98,0) |
|
ЧСС, уд./мин |
71,6 (66,9; 75,9) |
73,4 (68,9; 76,4) |
71,2 (70,2; 75,6) |
72,50 (62,11; 76,37) |
70,29 (63,10; 76,58) |
68,74 (63,95; 79,73) |
|
ИН, усл. ед. |
90,38 (65,86; 173,52) |
65,65 * (53,04; 113,59) |
86,24 (69,25; 148,40) |
100,25 (56,07; 244,92) |
75,99 (44,12; 156,99) |
143,70 (125,71; 196,41) |
|
ТР*1000, мс2 |
1,68 (1,04; 2,49) |
3,67 ** (2,37; 5,22) |
2,19 (1,30; 2,67) |
1,98 (0,81; 3,15) |
2,52 (1,74; 3,43) |
1,16 (0,75; 1,56) |
|
Женщины n = 22 n = 10 |
||||||
|
Серотонин |
283,15 (257,30; 308,90) |
243,95 (217,95; 300,20) |
||||
|
САД |
117,5 (108,0; 124,0) |
111,5** (102,0; 116,0) |
106,0 * (103,0; 119,0) |
135,0 ### (126,0; 141,5) |
133,5 ## (119,5; 139,0) |
127,0 ## (120,0; 136,5) |
|
ДАД |
81,5 (77,0; 85,0) |
77,5 (75,0; 85,0) |
78,0 (75,0; 85,0) |
95,0 ### (94,0; 100,0) |
93,5 ### (90,5; 97,5) |
97,5 ### (93,5; 100,0) |
|
ЧСС, уд./мин |
77,28 (73,46; 84,18) |
75,55 * (72,57; 81,02) |
76,03 ** (72,70; 81,28) |
74,00 (72,85; 90,30) |
71,42 * (69,97; 83,58) |
72,71 (68,88; 80,03) |
|
ИН, усл. ед. |
125,86 (87,08; 217,68) |
99,68 (60,83; 170,17) |
191,21 (136,96; 275,38) |
193,24 (97,09; 248,67) |
145,38 (109,62; 192,30) |
155,48 (132,91; 267,29) |
|
ТР, мс2 |
1,35 (0,88; 1,86) |
2,28 *** (1,94; 4,50) |
1,06 (0,67; 1,94) |
1,31 (0,97; 2,13) |
1,34 (1,08; 2,27) |
1,16 (0,82; 1,42) |
Примечание: ## - p < 0,01; ### - p < 0,001 между I и II группами; * - p < 0,05; ** - p < 0,01; *** - p < 0,001 между фоном и пробами в группе.
Таблица 2
Фоновые показатели АД, ВСР и ЭЭГ (устойчивый ЭЭГ-паттерн при фотостимуляции) у людей с различным уровнем АД (Me (25;75))
|
|
I группа, n = 18 |
II группа, n = 12 |
|
1 |
2 |
3 |
|
Возраст, лет |
38,0 (36,0; 41,0) |
40,0 (36,0; 47,5) |
|
Серотонин, нг/мл |
271,95 (242,90; 301,40) |
229,1 (215,5; 247,1) # |
|
САД, мм рт. ст. |
119,5 (115,0; 123,0) |
139,0 (130,0; 147,0) # |
|
ДАД, мм рт. ст. |
81,5 (77,0; 84,5) |
94,5 (94,0; 100,5) ### |
|
ЧСС, уд./мин |
71,0 (69,0; 80,0) |
70,5 (64,0; 80,5) |
|
ТР*1000, мс2 |
2,15 (1,39; 3,33) |
1,63 (1,08; 2,52) |
|
ИН, усл. ед. |
125,8 (84,5; 282,6) |
157,8 (80,1; 254,6) |
|
О2А2-α, мкВ2 |
114,0 (74,8; 222,6) |
55,1 (14,6; 129,1) # |
|
О1А1-α, мкВ2 |
118,6 (80,2; 182,0) |
55,8 (13,8; 106,2) # |
|
F4A2-α, мкВ2 |
35,9 (26,6; 71,4) |
12,5 (10,4; 34,4) # |
|
F3A1-α, мкВ2 |
33,2 (26,1; 61,0) |
12,3 (10,2; 19,9) # |
|
О2А2-θ, мкВ2 |
12,0 (10,2; 18,2) |
11,9 (5,6; 14,6) |
|
О1А1-θ, мкВ2 |
13,1 (8,1; 18,9) |
7,8 (5,7; 13,0) |
|
1 |
2 |
3 |
|
F4A2-θ, мкВ2 |
14,5 (12,0; 18,2) |
12,4 (9,7; 19,2) |
|
F3A1-θ, мкВ2 |
13,9 (10,8; 20,1) |
12,3 (10,2; 19,9) |
|
О2А2-β1, мкВ2 |
21,0 (14,4; 32,5) |
13,3 (11,4; 19,4) # |
|
О1А1-β1, мкВ2 |
17,8 (12,0; 32,2) |
12,9 (7,6; 15,7) |
|
F4A2-β1, мкВ2 |
14,2 (11,0; 20,4) |
10,6 (7,7; 15,7) |
|
F3A1-β1, мкВ2 |
14,2 (9,6; 20,8) |
9,5 (6,6; 12,1) |
Примечание: # - p < 0,05; ## - p < 0,01; ### - p < 0,001 между I и II группами.
Заключение
Таким образом, первые признаки артериальной гипертензии сопровождаются нарушением согласования афферетных и эфферентных путей сосудистой регуляции с участием центров высшей нервной деятельности и серотонинергической системы, что отражается в низкой эффективности управляемой саморегуляции параметрами ритма сердца. Снижение сывороточного уровня серотонина в сочетании со снижением мощности биоэлектрической активности головного мозга могут указать в первую очередь на психонейрогенный механизм формирования артериальной гипертензии, прежде всего у мужчин. Полученные результаты могут быть использованы при выборе антигипертензивных и нейропротекторных препаратов в пользу селективных ингибиторов обратного захвата серотонина.
Работа поддержана грантом Президиума УрО РАН «Фундаментальные науки ‒ медицине» №12-П-4-1038.
Рецензенты:
-
Грибанов А.В., д.м.н., профессор, директор Института медико-биологических исследований Северного (Арктического) федерального университета им. М.В. Ломоносова, г. Архангельск;
-
Бебякова Н.А., д.б.н., профессор, заведующая кафедрой медицинской биологии и генетики Северного государственного медицинского университета, г. Архангельск.
Работа поступила в редакцию 10.09.2012.