Характеристики течения беременности как факторы, определяющие деятельность сердечного осциллятора ребенка в раннем неонатальном периоде

Полный текст

Введение В настоящее время под нарушениями сердечного ритма (аритмии, дизритмии) традиционно понимают любые нарушения ритмичной и последовательной деятельности сердца [23]. Как у взрослых, так и у детей встречаются одни и те же нарушения ритма сердца. Однако причины их возникновения, течение и прогноз, а следовательно, и программы терапии у детей и взрослых часто различны. До недавнего времени патофизиологические механизмы возникновения различных форм сердечных дизритмий, как и сама их распространенность в популяции, в аспекте динамики электрофизиологических особенностей и эпидемиологии в континууме «новорожденный-ребенок-взрослый» не привлекали особого внимания. С внедрением средств электроники и вычислительной техники в клиническую и экспериментальную медицину стали возможными обобщения, изменившие наши фундаментальные представления о понятиях «норма» и «патология». Оказалось, что определения понятий, использовавшиеся ранее, с точки зрения как экспериментальной, так и клинической медицины не всегда корректны, поскольку на ранних этапах развития ребенка достаточно часто регистрируют транзиторные состояния, иногда трактуемые как физиологические [6, 19], а иногда (у взрослых практически всегда) - как патологические [9, 18]. Считается, что в структуре детской кардиологической заболеваемости и причин летальности нарушения ритма сердца достаточно широко распространены. Их уровень ориентировочно оценивается, как соответствующий 60-70 %, однако надо признать, что достоверные сведения о распространенности нарушений ритма сердца в детской популяции практически отсутствуют. Основной причиной этого является невозможность уверенной дифференцировки транзиторных физиологических и устойчивых патологических форм тахи- и брадикардии, миграции водителя ритма и единичных экстрасистол и пр. [2, 3]. Как известно, наибольший риск развития сердечных аритмий отмечают в периоде новорожденности, в возрасте 4-5 лет, 7-8 лет, 12-13 лет, в связи с чем в рамках диспансеризации в эти возрастные периоды рекомендовано проводить обязательный электрокардиографический скрининг [3] с последующим по показаниям суточным мониторированием электрокардиограммы [1], что вместе с дополнительными методами исследования требует довольно существенных затрат. Вместе с тем работы, посвященные анализу естественной эволюции сердечных аритмий, позволившие бы существенно сократить эти затраты, немногочисленны, и в основном имеют отношение к описанию возрастной динамики длительности интервала PQ электрокардиограммы при атриовентрикулярной блокаде [12]. Необходимо подчеркнуть, что в значительной части это обусловлено тем, что, в отличие от взрослых, у детей нарушения ритма часто не сопровождаются клинической симптоматикой, самочувствие ребенка в течение длительного времени не страдает, что не дает оснований для проведения своевременной диагностики и делает невозможным установление длительности существования аритмии и возраста ребенка в начале заболевания. В связи с этим для оценки риска возникновения сердечных дизритмий часто используют анализ паттерна регуляции ритма по взаимоотношению в его структуре периодических непериодических компонент [10, 11, 14, 16, 20]. Развитие этого направления исследований в настоящее время идет достаточно интенсивно, поскольку под влиянием успешного приложения метода так называемого «объектного программирования» для разработки архитектуры сложных компьютерных программ в медицине вновь появился интерес к исследованию особенностей формирования человека на ранних этапах его развития под влиянием совокупности наследуемых и приобретенных факторов, получивший название «фетальное программирование развития человека» [8, 13, 17]. Цель исследования Оценка влияния патологии беременности в первой и второй половине на формирование ритмической деятельности сердца у ребенка в неонатальном периоде. Материалы и методы Oценены характеристики сердечного осциллятора ребенка в неонатальном периоде и проведена попытка выявления их связи с особенностями течения беременности и родов. У 160 новорожденных в течение первых 5 дней жизни анализировали связь характеристик структуры ритма сердца, интервальных характеристик ЭКГ и патологии беременности, описываемой как в терминах нозологических форм, так и в терминах симптомов. Состояние детей описывали 122 характеристиками беременности (анкетирование), родов и раннего неонатального развития. Детей включали в исследование случайным образом во время профилактических осмотров по удовлетворению критериев включения. Критериями включения в исследование служили: пол мужской или женский, возраст включительно до 5-го дня после рождения на момент включения, а также желание матери принимать участие в исследовании, удостоверенное подписанием информированного согласия. В критерии исключения, в частности, входили употребление наркотических веществ матерью во время беременности, невозможность заполнения анкеты беременной, тяжелое состояние ребенка после родов, срок гестации к моменту родов менее 28 недель, либо масса тела при рождении менее 1500 г. Некоторые характеристики обследованных новорожденных, представлены в таблице 1. Для выявления структуры ритма сердца электрокардиограмму регистрировали в одном из стандартных отведений, выбираемом при визуализации электрокардиосигнала на экране монитора по наибольшей амплитуде зубца Р. После выбора отведения сигнал переключали на вход аналого-цифрового преобразователя (частота квантования 512 Гц), входящего в структуру аппаратно-программного комплекса (патент № 2252696 от 27.05.2005), регистрирующего интервальные характеристики электрокардиограммы (рис. 1). Программа статистического анализа сердечного ритма включала в себя блок автоматического измерения длительности кардиоцикла, блок формирования архивного файла, блок анализа распределения кардиоциклов по длительности, блок расчета автокорреляционной функции и функции спектральной плотности мощности. Анализ выраженности периодических и непериодических составляющих производился при вычислении автокорреляционной функции и функции спектральной плотности мощности с использованием сглаживания по R. W. Hamming [4]. Весь диапазон возможных периодических составляющих разбивали на 3 поддиапазона: диапазон недыхательных периодических составляющих 1-го порядка - T1 (50-19 кардиоциклов, терморегуляционные), недыхательных периодических составляющих 2-го порядка - T2 (18-9 кардиоциклов, ассоциированы с осцилляциями артериального давления Mayer) и дыхательных периодических составляющих - T3 (8-2 кардиоцикла). Значением спектральной плотности мощности в каждом поддиапазоне считали наибольшее значение среди локальных максимумов, определяемых как значение, левее и правее которого расположены меньшие. При построении спектральной плотности мощности использовали преобразование Фурье. Наличие соответствующей периодической составляющей в спектре регистрировали с учетом случайных ошибок, определяемых по Bendat J., Piersol A. [7]. Для каждого из рядов значений интервалов рассчитывали следующие значения [4]: ИН - нормализованный индекс напряжения по Р. М. Баевскому, M1 - среднее выборочное, К10 - коэффициент вариабельности ритма, S1 - спектральная составляющая в диапазоне терморегуляционных волн, S2 - спектральная составляющая в диапазоне волн артериального давления (волны Майера), S3 - спектральная составляющая в диапазоне дыхательных волн. Регистрацию ряда кардиоциклов проводили в фазу ортодоксального сна. В фазу ортодоксальнорго сна регистрировали динамические ряды 100-250 значений длительностей RR-интервала, а также длительности интервалов от начала зубца Р до начала его второй полуволны (РР1), и от начала зубца Р до начала зубца Q (R). При этом интервал РР1 интерпретировали, как время проведения сигнала от синусового узла до левого предсердия, а интервал PQ (PR) традиционно интерпретировали как время проведения сигнала от синусового до атриовентрикулярного узла. Схема, иллюстрирующая порядок измерения интервалов ЭКГ, и лежащая в основе интерпретации результатов схема распределения времени возбуждения [15] представлены на рисунке 2. Статистический анализ проводили с использованием штатных программных средств пакета Statistica for Windows, ver. 6 (сер. № AX204B521115F60). Достоверность различий значений количественных характеристик проводили с использованием критерия t Фишера-Стьюдента для независимых характеристик, априорно полагая распределения значений сравниваемых характеристик соответствующими нормальному закону. С целью исключения трудоемких операций по построению многопольных таблиц для анализа причинно-следственных связей в комплексах количественных и качественных характеристик, оценку информативности отдельных факторов проводили в ходе многофакторного математического моделирования - построения классификационных деревьев (Multivariate Exploratory Techniques: Classification Trees), предполагающего использование качественных признаков в качестве управляемой переменной. В качестве метода формирования бифуркаций как для качественных, так и для количественных управляющих переменных использовали метод дискриминант, исходную вероятность классификаций считали пропорциональной численности групп при равной цене ошибки классификации. Результаты При статистическом анализе результатов исследования новорожденных не было выявлено различий характеристик структуры ритма сердца у рожденных от матерей с нормально протекавшей беременностью и беременностью, протекавшей с осложнениями. Учет времени регистрации патологии беременности (первая половина, вторая половина, триместры) позволил выявить достоверные (p < 0,04) различия значений длительности кардиоцикла (М1) и вариабельности ритма (К10, ИН). Некоторые результаты оценки информативности характеристик структуры ритма сердца для выявления отдельных признаков патологии беременности на уровне симптомов представлены в таблице 2. Представленные в таблице данные свидетельствуют, в первую очередь, о преимущественном изменении при наличии практически всех видов патологии М1, К10 и ИН. Спектральные составляющие ритма сердца значительно менее чувствительны, что может быть обусловлено небольшим объемом выборки и значительной вариабельностью самого паттерна регуляции у новорожденных. Выявленные различия и факт необходимости учета времени регистрации патологии беременности, а также известные литературные данные о сроках и последовательности формирования сердечного осциллятора явились основанием для попытки построения пространственной модели распределения клеток-водителей ритма по пейсмейкерной зоне для детей, рожденных от матерей с нормально протекавшей беременностью, и от матерей с патологией беременности на разных ее этапах. Построение пространственных моделей распределения клеток-водителей ритма для новорожденных подтвердило наличие существенных различий в организации пейсмейкерной зоны у детей, рожденных от матерей с нормально протекавшей беременностью и от матерей с патологией первой и второй половины беременности. В случае нормально протекавшей беременности клетки-водители ритма диффузно распределены по пейсмейкерной зоне, полигон частот триггерных импульсов отдельных пулов, как правило, мономодален. В случае патологии первой половины беременности наблюдается более диффузное распределение клеток по пейсмейкерной зоне с меньшей долей участия каждой клетки-водителя ритма, полигон частот триггерных импульсов полимодален, что отражает, по-видимому, склонность к брадикардии и высокой вариабельностью ритма сердца. В случае патологии второй половины беременности пул клеток ограничен, они расположены более локально: меньшее количество клеток-водителей ритма расположены близко друг к другу, каждая из них запускает большее количество возбуждений (рис. 3). Необходимо отметить, что амплитудные характеристики электрокардиограммы (амплитуда зубцов Р, R, T, глубина зубцов Q и S во втором стандартном отведении), длительность интервалов PQ, QRS и QT, не были связаны с наличием патологии в раннем анамнезе ребенка. Это свидетельствует о значимо большей чувствительности тонких механизмов формирования сердечного осциллятора к повреждающим воздействиям. Обсуждение Полученные нами результаты достаточно убедительно свидетельствуют о том, что патология беременности в существенной мере определяет паттерн структуры ритма сердца в раннем неонатальном периоде развития ребенка. Это дает основания для распространения понятия «фетальное программирование» и на организацию периодической деятельности сердца. Если нарушения в течении беременности возникают на ранних сроках (до 20 недели) - это способствует формированию склонности к брадикардии и высокой вариабельности ритма сердца. Патология беременности, возникающая на поздних сроках, приводит к высокой вероятности обнаружения у ребенка тахикардии и малой вариабельности ритма сердца. Необходимо подчеркнуть, что причинно-следственные связи выявленной нами закономерности остаются неизвестными. Мы не склонны настаивать на использованной нами интерпретации распределения интервальных характеристик ЭКГ, как на отражающей истинные закономерности распределения клеток-водителей ритма по пейсмейкерной зоне, хотя эта интерпретация и соответствует известным фундаментальным представлениям. Скорее, она является лишь иллюстрацией выявленных нами закономерностей. Дальнейшие исследования позволят детализировать наши представления о связи характеристик раннего анамнеза с характеристиками структуры ритма сердца до уровня, позволяющего формулировать решающие правила для определения групп риска развития сердечных дизритмий. Интерпретация полученных нами результатов в терминах фундаментальных представлений о формировании сердечного осциллятора в онтогенезе [5, 21] приводит к выводу об этапности формирования систем регуляции сердечного ритма. На первом этапе следствием возникновения значимого внешнего по отношению к ребенку воздействия является повышение гетерохронности, которое, видимо, надо расценивать как попытку адаптации на уровне клеток. На втором этапе - после организации системы регуляции ритма сердца - адаптационные процессы управляются центральными структурами, следствием чего является закономерное усиление периодических составляющих структуры ритма сердца [22]. Выводы 1. Патология первой половины беременности способствует развитию у ребенка брадикардии и большой вариабельности ритма сердца, патология второй половины беременности - тахикардии и малой вариабельности ритма сердца. 2. Наличие патологии беременности в существенной мере определяет значения практически всех характеристик структуры ритма сердца. К наиболее существенным управляющим факторам относятся токсикоз беременности (преэклампсия) в первой половине беременности и заболевания матери, сопровождавшиеся повышением температуры более 38 °С после 8 недель беременности. 3. Амплитудные характеристики электрокардиограммы, длительность интервалов PQ и QT в неонатальном периоде в значительно меньшей степени подвержены влиянию характеристик протекания беременности.

Об авторах

Ахмад Ваках

Независимый госпиталь

Email: wakah@hotmail.com
канд. мед. наук, кардиолог

Ирина Владимировна Солодкова

ГБОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный педиатрический медицинский университет» Минздрава России

Email: isolodkova@mail.ru
канд. мед. наук, доцент, кафедра госпитальной педиатрии

Татьяна Леонидовна Корнишина

ГБОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный педиатрический медицинский университет» Минздрава России

Email: tk.06@mail.ru
ассистент кафедры госпитальной педиатрии

Елизавета Викторовна Малкина

ГБОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный педиатрический медицинский университет» Минздрава России

Email: elizaveta.malkina23@mail.ru
канд. мед. наук, ассистент кафедры госпитальной педиатрии

Ольга Викторовна Шадрина

ФГБНУ «Якутский научный центр комплексных медицинских проблем»

Email: shadrinaolga@rambler.ru
канд. мед. наук, научный сотрудник

Андрей Викторович Адрианов

ГБОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный педиатрический медицинский университет» Минздрава России

Email: adrianov-av@mail.ru
д-р .мед. наук, профессор кафедры госпитальной педиатрии

Вячеслав Григорьевич Часнык

ГБОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный педиатрический медицинский университет» Минздрава России

Email: chasnyk@gmail.com
д-р мед. наук, профессор, заведующий кафедрой госпитальной педиатрии

Список литературы

Дополнительные файлы