Реполяризация желудочков сердца у практически здоровых молодых мужчин при кратковременном воздействии нормобарической изокапнической и гиперкапнической гипоксии

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Обоснование. Воздействие гипоксического фактора на функционирование кардиореспираторной системы человека изучено достаточно хорошо. Комбинированное воздействие гипоксического и гиперкапнического факторов снижает степень проявления неблагоприятных эффектов кислородной недостаточности во всех функциональных системах организма и субъективно улучшает переносимость острой гипоксии.

Цель. Изучить электрическую активность сердца в период реполяризации желудочков при воздействии экзогенной нормобарической гипоксии с различным содержанием углекислого газа во вдыхаемом воздухе у практически здорового нетренированного человека.

Материалы и методы. Проведено экспериментальное одноцентровое проспективное исследование. В него включены практически здоровые нетренированные мужчины молодого возраста. Среди критериев исключения выделяли наличие хронической бронхолёгочной патологии, сердечно-сосудистых заболеваний, а также факта недавно перенесённой острой респираторной вирусной инфекции. Участники исследования рандомно разделены на две группы в зависимости от изучаемого воздействия: 1-я группа — экзогенной изокапнической гипоксии; 2-я группа — экзогенной гиперкапнической гипоксии. Изокапническая и гиперкапническая гипоксия смоделированы путём дыхания через лицевую маску в течение 15 мин. По электрическому полю сердца анализировали амплитудно-временные характеристики положительных и отрицательных экстремумов в фазу реполяризации желудочков по данным электрокардиограммы, полученной во II стандартном отведении, определяли длительность интервалов QT, J–Tpeak, Tpeak–Tend, корригированных по Базетту.

Результаты. Установлено, что изокапническая гипоксия вызывает более значительное изменение SpO2 и частоты сердечных сокращений по сравнению с гиперкапнической. При сопоставимых значениях SpO2 анализ временных характеристик реполяризации показал, что гиперкапнический компонент в гипоксической смеси нивелирует степень изменения длительности практически всех исследуемых интервалов электрокардиограммы.

Заключение. Проведённое исследование процесса реполяризации желудочков сердца при воздействии гипоксии с различным содержанием CO2 показало более выраженное стрессовое влияние изокапнической гипоксии на электрическую активность сердца по сравнению с гиперкапнической у практически здоровых молодых мужчин.

Об авторах

Елена Всеволодовна Заменина

Коми научный центр Уральского отделения Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: e.mateva@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-3438-6365
SPIN-код: 2894-6435
Россия, Сыктывкар

Наталья Ивановна Ивонина

Коми научный центр Уральского отделения Российской академии наук

Email: bdr13@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-5802-3753
SPIN-код: 8667-3261

канд. биол. наук

Россия, Сыктывкар

Андрей Александрович Фокин

Сыктывкарский государственный университет имени Питирима Сорокина

Email: fokin90@inbox.ru
ORCID iD: 0000-0002-2038-2515
SPIN-код: 1060-3535
Россия, Сыктывкар

Ирина Михайловна Рощевская

Коми научный центр Уральского отделения Российской академии наук

Email: compcard@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-6108-1444
SPIN-код: 5424-2991

д-р биол. наук, профессор, член-корреспондент РАН

Россия, Сыктывкар

Список литературы

  1. Hitrov NK, Paukov VS. Adaptation of the heart to hypoxia. Мoscow: Medicina; 1991. (In Russ.) ISBN: 5-225-00653-1 Available from: https://search.rsl.ru/ru/record/01001616365?ysclid=mbndc51z3x816503700
  2. Sapova NI, Ivanova AO. Gipoksiterapnya. Saint Petersburg: LLC “Medkniga"ELBI”; 2003. ISBN: 5-93979-074-7 EDN: XSXSZH
  3. Lukjanova LD, Ushakov IB. Problems of hypoxia: molecular, physiological and medical aspects. Мoscow: Istoki; 2004. (In Russ.) ISBN: 5-88242-282-5 EDN: QLGART
  4. Tessema B, Sack U, König B, et al. Effects of intermittent hypoxia in training regimes and in obstructive sleep apnea on aging biomarkers and age-related diseases: a systematic review. Frontiers in Aging Neuroscience. 2022;14: 878278. doi: 10.3389/fnagi.2022.878278 EDN: BYSJPV
  5. Kulikov VP, Tregub PP, Bespalov AG, Vvedenskiy AJ. Comparative efficacy of hypoxia, hypercapnia and hypercapnic hypoxia increases body resistance to acute hypoxia in rats. Patologičeskaâ fiziologiâ i èksperimentalʹnaâ terapiâ. 2013;57(3):59–61. EDN: QCTYTS
  6. Shimoda LA, Polak J. Hypoxia. 4. Hypoxia and ion channel function. American Journal of Physiology-Cell Physiology. 2011;300(5):C951–C967. doi: 10.1152/ajpcell.00512.2010 EDN: OMQTQH
  7. Taccardi B, Punske B, Lux R, et al. Useful Lessons from Body Surface Mapping. Journal of Cardiovascular Electrophysiology. 1998;9(7):773–786. doi: 10.1111/j.1540-8167.1998.tb00965.x
  8. Kania M, Maniewski R, Zaczek R, et al. Optimal ECG lead system for exercise assessment of ischemic heart disease. Journal of Cardiovascular Translational Research. 2019;13(5):758–768. doi: 10.1007/s12265-019-09949-3 EDN: PSVYYA
  9. Bergquist J, Rupp L, Zenger B, et al. Body surface potential mapping: contemporary applications and future perspectives. Hearts. 2021;2(4):514–542. doi: 10.3390/hearts2040040 EDN: UDSUWR
  10. Medvegy M, Duray G, Pintér A, Préda I. body surface potential mapping: historical background, present possibilities, diagnostic challenges. Annals of Noninvasive Electrocardiology. 2002;7(2):139–151. doi: 10.1111/j.1542-474X.2002.tb00155.x EDN: YJIIEA
  11. Roshchevskaya IM. Cardioelectric field of warm blooded animals and humans. Saint Petersburg: Nauka; 2008. ISBN: 978-5-02-026284-3 EDN: RLSJCR
  12. de Ambroggi L, Corlan AD. Body surface potential mapping. In: Macfarlane PW, van Oosterom A, Pahlm O, et al., editors. Comprehensive Electrocardiology. London: Springer; 2010. P. 1375–1413. doi: 10.1007/978-1-84882-046-3_32
  13. Strelnikova SV, Panteleeva NI, Roshchevskaya IM. Spatiotemporal characteristics of the heart electrical field in the period of ventricular depolarization in athletes training endurance and strength. Human Physiology. 2014;40(5): 548–553. doi: 10.1134/S0362119714040148 EDN: UFVJBX
  14. Panteleeva NI, Roshchevskaya IM. Ventricular repolarization of the heart of cross-country skiers at different stages of the annual training cycle. Human Physiology. 2018;44(5):549–555. doi: 10.1134/S0362119718050134 EDN: OMKSHO
  15. Ivonina NI, Roshchevskaya IM. Electric field of the heart on the thorax surface in highly trained athletes during initial ventricular activity. Russian Journal of Physiology. 2023;109(9):1233–1246. doi: 10.31857/S0869813923090054 EDN: ORUDUO
  16. Hainsworth R, Drinkhill MJ, Rivera-Chira M. The autonomic nervous system at high altitude. Clinical Autonomic Research. 2007;17(1):13–19. doi: 10.1007/s10286-006-0395-7 EDN: XZWHVB
  17. Honda Y. Respiratory and circulatory activities in carotid body-resected humans. Journal of Applied Physiology. 1992;73(1):1–8. doi: 10.1152/jappl.1992.73.1.1
  18. Brown S, Barnes MJ, Mündel T. Effects of hypoxia and hypercapnia on human HRV and respiratory sinus arrhythmia. Acta Physiologica Hungarica. 2014;101(3):263–272. doi: 10.1556/APhysiol.101.2014.3.1
  19. Kovalchuk SI, Kovganko AA, Dudchenko LS, et al. Influence hypoxic-hypercapnic training. Medicina Kyrgyzstana. 2015;(5):40–45. EDN: XIFBQB
  20. Hool LC. Differential regulation of the slow and rapid components of guinea-pig cardiac delayed rectifier K+ channels by hypoxia. The Journal of Physiology. 2004;554(3):743–754. doi: 10.1113/jphysiol.2003.055442
  21. Coustet B, Lhuissier FJ, Vincent R, Richalet JP. Electrocardiographic Changes During Exercise in Acute Hypoxia and Susceptibility to Severe High-Altitude Illnesses. Circulation. 2015;131(9):786–794. doi: 10.1161/CIRCULATIONAHA.114.013144
  22. Zamenina EV, Panteleeva NI, Roshchevskaya IM. The heart electric field of man during ventricular repolarization under hypoxic influence. Russian Journal of Physiology. 2017;103(11):1330–1338. EDN: ZRRRDZ
  23. Zamenina EV, Panteleeva NI, Roshchevskaya IM. Heart electrical activity during ventricular repolarization in subjects with different resistances to hypoxia. Human Physiology. 2019;45(6):634–641. doi: 10.1134/S0362119719050207 EDN: MMPZWP
  24. Castro-Torres Y. Tp-e interval and Tp-e/QTc ratio: new choices for risk stratification of arrhythmic events in patients with hypertrophic cardiomyopathy. The Anatolian Journal of Cardiology. 2017;17(6):493–493. doi: 10.14744/AnatolJCardiol.2017.7865
  25. Tse G, Yan BP. Traditional and novel electrocardiographic conduction and repolarization markers of sudden cardiac death. EP Europace. 2016;19(5):712–721. doi: 10.1093/europace/euw280
  26. Clemente D, Pereira T, Ribeiro S. Repolarização ventricular em pacientes diabéticos: caracterização e implicações clínicas. Arquivos Brasileiros de Cardiologia. 2012;99(5):1015–1022. doi: 10.1590/S0066-782X2012005000095
  27. Akhundov R, Akhundova Kh. Energetical mechanisms of oxidative stress, endogenic and exogenic hypoxia. Biomedicine. 2009;(3):3–9.
  28. Ivonina NI, Fokin AA, Roshchevskaya IM. Body surface potential mapping during heart ventricular repolarization in male swimmers and untrained persons under hypoxic and hypercapnic hypoxia. High Altitude Medicine & Biology. 2021;22(3):308–316. doi: 10.1089/ham.2020.0103 EDN: LICCWR
  29. Panteleeva NI, Roshchevskaya IM. The heart electric field on the thorax surface of sportsmen-swimmers during ventricular repolarization under acute normobaric hypoxia. Russian Journal of Physiology. 2016;102(11):1383–1393. EDN: XYGYMZ

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Схема расположения электродов на поверхности грудной клетки человека (а) и эквипотенциальная моментная карта распределения кардиоэлектрических потенциалов на поверхности грудной клетки в период реполяризации желудочков сердца (b): закрашены области положительных потенциалов; знаки «+» и «−» на карте обозначают локализацию положительного и отрицательного экстремумов соответственно; под картой указано время в мс (ms) относительно пика зубца R во II стандартном отведении; указаны максимальная амплитуда положительного (max) и отрицательного (min) кардиопотенциалов в милливольтах (mV). Левая сторона карты соответствует передней (вентральной), а правая — задней (дорсальной) сторонам грудной клетки. c — электрокардиограмма во II стандартном отведении с маркёром времени (вертикальная черта).

Скачать (62KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Насыщение крови кислородом (a) и частота сердечных сокращений (b) при разных видах гипоксического воздействия относительно исходного состояния у участников исследования: * — статистически значимое отличие по сравнению с исходными показателями (p <0,05); # — статистически значимое отличие показателей между группами (p <0,05); ИКГ — изокапническая гипоксия; ГКГ — гиперкапническая гипоксия.

Скачать (210KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Временные характеристики при разных видах гипоксического воздействия у участников исследования: * — статистически значимое отличие показателя по сравнению с исходным значением при воздействии изокапнической гипоксии (p <0,05); # — статистически значимое отличие показателя по сравнению с исходным значением при воздействии гиперкапнической гипоксии (p <0,05); ИКГ — изокапническая гипоксия; ГКГ — гиперкапническая гипоксия; J–Tpeak — интервал от точки J до пика зубца T; Tpeak–Tend — интервал от пика зубца Т до его окончания.

Скачать (243KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Корригированное время достижения экстремумов электрического потенциала максимальной амплитуды в фазе реполяризации желудочков при различных формах гипоксии: * — статистически значимое изменение показателя по сравнению с исходным значением (p <0,05); ИКГ — изокапническая гипоксия; ГКГ — гиперкапническая гипоксия; Tmax — время достижения положительного экстремума; Tmin — время достижения отрицательного экстремума.

Скачать (211KB)
Метаданные

© Эко-Вектор, 2025

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
 


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».