asmenų, turinčių nugaros smegenų pažeidimus, širdies ... · asmenų, turinčių nugaros...

Gerontologija 2009; 10(2): 96–106 GERONTOLOGIJA

SantraukaKai kuriuose iš dabartinių tyrimų randama, kad NSP atveju

sutrinka ne tik ŠKS simpatinės reguliacijos išcentriniai mecha-nizmai, bet gali būti pažeisti ir baroreceptoriniai mechanizmai. Šių tyrimų duomenys gauti atliekant ortostatinį testą. Tyrimų, naudojant klinostatinį poveikį, kuris sukelia parasimpatinę im-pulsaciją veikiančią baroreceptorius, rasta nebuvo.

Tyrimo tikslas – nustatyti turinčių lėtinį nugaros smege-nų pažeidimą (LNSP) asmenų širdies-kraujagyslių sistemos (ŠKS) reguliacijos ypatumus orto-klinostatinio poveikio metu. Tyrime dalyvavo 8 neįgalūs ir 7 įgalūs savanoriai. Tyrimas vyko Lietuvos kūno kultūros akademijos Reabilitacijos labo-ratorijoje.

Tyrimo metodai. Pasyvaus orto-klinostatinio testo metu (vertikalizacijos stalas „Veronese“), automatiniu kraujo spau-dimo aparatu „Omron“ MX2 Basic kas 2 min. matuojamas arterinis kraujo spaudimas bei pulso matuokliu „Polar S810“ ištisai registruojami ŠKS funkcijos duomenys: širdies susitrau-kimų (R-R intervalų) duomenys ir ŠKS reflektorinės regulia-

cijos rodikliai – žemo ir aukšto spektrinio R-R dažnio bei jų santykio rodikliai.

Tyrimo rezultatai. Visų asmenų turinčių LNSP ŠKS sim-patinės ir parasimpatinės reguliacijos aktyvumas ortostatinėje padėtyje yra žemas, lyginant su kontroline grupe. Klinostazės metu simpatinė ir parasimpatinė reguliacija LNSP asmenims padidėja, ypač tetraplegikų grupėje. ŠKS reflektorinėje regu-liacijoje ortostazės metu pas asmenis su LNSP vyrauja para-simpatinė, o kontrolinėje grupėje – simpatinė impulsacija. Nesant nugaros smegenų pakenkimų, simpatinės ir parasim-patinės nervų sistemos savitarpio santykiai išlaiko pastovius fiziologinius priešpriešinius ryšius, nepriklausomai nuo kūno padėties. Pažeidus nugaros smegenis, gali keistis simpatinės ir parasimpatinės nervų sistemos savitarpio reguliacijos pobūdis iš reciprokinio į tiesioginį, o kartais šie ryšiai gali sumažėti iki visiškai nepatikimų.

Raktažodžiai:simpatinė ir parasimpatinė nervų sistema, širdies-krauja-

gyslių sistemos reguliacija, nugaros smegenų pažeidimai

ĮvadasPrasta širdies kraujagyslių sistemos (ŠKS) būklė susi-

jusi su visa eile fiziologinių sutrikimų, kurie atsiranda po

Mokslinis straipsnis

Asmenų, turinčių nugaros smegenų pažeidimus, širdies-kraujagyslių sistemos vegetacinė reguliacija orto-klinostazės metu

A. Packevičiūtė¹, R. Adomaitienė¹, L. Samsonienė², A. juozulynas³, 4, V. Valeikienė³, A. Gocentas³¹ Lietuvos kūno kultūros akademija² Vilniaus universiteto Sveikatos ir sporto centras3 Vilniaus universiteto Eksperimentinės ir klinikinės medicinos institutas4 Vilniaus universiteto Medicinos fakulteto Visuomenės sveikatos institutas

Adresas: A.PackevičiūtėSporto g. 6, 44221 KaunasTel. (8-645)13002El. paštas: [email protected]


ilgo gulėjimo ar dėl sumažėjusios žemės traukos (pvz., skrydžio metu) [1]. Nugaros smegenų pažeidimo (NSP) atveju, širdies-kraujagyslių sistemos (ŠKS) būklės pablo-gėjimas yra tikėtinas dėl ilgo gulėjimo lovoje, neišven-giamo esant ūmiai NSP fazei. Prasta širdies-kraujagyslių sistemos būklė – tai ortostatinės netolerancijos pasireiš-kimas, manomai sukeltas sumažėjusio kraujo tūrio, rau-menų ar audinių spaudimo galūnėse (antrinė sumažėju-sios raumenų masės pasekmė), ar funkcinių simpatinės nervų sistemos sutrikimų [1–3].

Tyrimuose su gyvūnais pastebėta, kad jiems prisitai-kius prie pakitusių gravitacijos sąlygų, inkstai, širdis, sme-genys ir sisteminės arterijos išskiria padidintą kiekį azoto oksido (NO), o galvos smegenų kraujagyslės azoto oksido išskyrimą dvigubai sumažina. Azoto oksidas veikia krau-jagyslių lygiuosius raumenis, taip sukeldamas vazodilata-ciją [2]. Taigi, pokyčiai azoto oksido sistemoje veda link padidėjusios periferinės vazodilatacijos (ir sumažėjusio kraujo spaudimo) su tendencija galvos smegenų krauja-gyslių vazokonstrikcijai (ir hipoperfuzijai). Šie faktoriai, veikdami kartu, blogina ortostatinę toleranciją. Todėl buvo daroma prielaida, kad ŠKS būklės pablogėjimas, stebimas NSP asmenims (dėl ilgo gulėjimo lovoje ar dėl nutrauktos išcentrinės simpatinės kontrolės), dalinai gali būti sukeltas sutrikusio azoto oksido sistemos metabolizmo [2].

Užsienio mokslininkų atliktų tyrimų duomenimis, įgalių asmenų ortostatinė tolerancija ir padėties kraujo spaudimas stipriai priklauso nuo plazmos tūrio, o plaz-mos ir kraujo tūris yra susijęs su geresne ortostatine to-lerancija [4, 5]. Taip pat ortostatinė tolerancija gerėja ir dėl plazmos tūrio padidėjimo, kylančio papildomai su-vartojus druskos [5]. Taigi, tikėtina, kad sumažėję drus-kos kiekis ar plazmos tūris organizme lems ortostatinę hipotenziją. Yra žinoma, kad asmenims su lėtiniu NSP, neretai ir ūminėje stadijoje, sėdimoje padėtyje būdinga vandens ir natrio susilaikymas bei sumažėjęs vandens ir druskos suvartojimas [6]. Taigi, galima teigti, kad hipo-natremija yra būdinga ir ūmiam, ir lėtiniam nugaros sme-genų pažeidimui.

Kombinacija iš mažo kiekio gaunamo natrio, didelio kiekio natrio išskyrimo ir iš to išsivystančios hiponatre-mijos, galimai lemia plazmos kiekio sumažėjimą NSP as-menims, kas, savo ruožtu, gilina ortostatinę hipotenziją.

Turint omenyje aukščiau pateiktus duomenis, žinoma, kad ortostatinė hipotenzija, sukeldama kraujospūdžio po-kyčius, stipriai įtakoja NSP asmenų galimybę dalyvauti aktyvioje veikloje bei jų gyvenimo kokybę. Tai apima kasdienę veiklą, sporto užsiėmimus, laisvalaikio leidi-

mą ir kt. Tačiau, nežiūrint į tai, kad NSP asmenys kenčia nuo pasikartojančios OH, jiems taip pat būdingas ir že-mas kraujospūdis ramybės metu, kuris, savo ruožtu taip pat blogina NSP asmenų sveikatos būklę. Yra žinoma, kad net vidutinė ramybės hipotenzija (sistolinis kraujo spaudimas žemesnis 110 mmHg) yra susijusi su kogni-tyvinių funkcijų deficitu ir nuovargiu, kas yra dar vienas faktorius, lemiantis gyvenimo kokybę [2]. Taip pat gali būti, kad tie asmenys, kuriems būdinga sunki ortostatinė hipotenzija, taigi – ir didesnis ŠKS reguliacijos sutriki-mas, yra labiau linkę į kitas širdies-kraujagyslių sistemos anomalijas, tokias kaip autonominė disrefleksija. Ilgalai-kė rizika, susijusi su dideliais kraujo spaudimo svyravi-mais – nuo labai žemo hipotenzijos metu iki labai aukšto autonominės disrefleksijos momentu – nėra žinoma. Ta-čiau yra nustatyta, kad aterosklerozės priežastis ir vysty-masis gali būti susijęs su pasikartojančiais hipertenzijos priepuoliais, kurių pasekmė – didėjantis stresas ir endo-telio pakenkimas [2].

ŠKS simpatinės reguliacijos vertinimui naudojama širdies susitraukimų dažnio (R-R) spektrinė analizė, nu-statant, atitinkamai, žemo (low frequency – LF) ir aukš-to (high frequency – HF) (R-R dažnio) svyravimus, jų savitarpio santykį (LF/HF ratio), rodančius simpatinės ir parasimpatinės nervų sistemos tonusą ir jų pusiausvyrą, kurie įtakoja asmenų patyrusių NSP ŠKS refleksinę kon-trolę gulimoje padėtyje ir ortostazės metu [7, 8].

Tik nedaugelyje šiuolaikinių tyrimų konstatuojama, kad prie NSP sutrikdomi ne tik ŠKS simpatinės regulia-cijos išcentriniai mechanizmai, bet gali būti pažeisti ir ba-roreceptoriniai centriniai funkciniai mechanizmai, esant nepakenktai klajoklio nervo sistemai prie NSP [9–12]. Visi šie tyrimai buvo atliekami gulimoje ar ortostatinėje padėtyje. Tyrimų klinostatinėje (galva žemyn) padėtyje mes neradome, nors ji, mūsų požiūriu, sukelia labai tiks-lingas fiziologines sąlygas tirti karotidinių ir aortos lanko baroreceptorių jautrumą ir jų dirginimo rezultate perduo-damų parasimpatinių impulsų kokybę, kurie gali būti pa-kitę prie NSP pažeidimų. Būtent tai ir sudaro neabejotiną mūsų tyrimų naujumą.

Šie pirminiai tyrimai, juos patvirtinus išsamesniais ty-rimais su didesniu neįgaliųjų kontingentu, ateityje galėtų būti panaudoti diagnostinėje neįgaliųjų sporto medicinos praktikoje kaip testavimo metodas.

Tyrimo tikslas – nustatyti asmenų, turinčių lėtinį nu-garos smegenų pažeidimą, (LNSP) širdies-kraujagyslių sistemos (ŠKS) reguliacijos ypatumus orto-klinostatinio poveikio metu.

97

A. Packevičiūtė, R. Adomaitienė, L. Samsonienė, A. Juozulynas, V. Valeikienė, A. Gocentas

Tirtųjų kontingentasTyrime dalyvavo 7 įgalūs ir 8 nugaros smegenų pa-

žeidimą turintys savanoriai. Įgalūs asmenys buvo pri-skirti kontrolinei grupei. Jų amžius – 31 ± 3,7 m., ūgis – 180,6 ± 6,4 cm, svoris – 79,9 ± 7,34 kg. Asmenys su nugaros smegenų pažeidimu, remiantis Tarptautinės Stok Mandevilio federacijos (ISMWSF) klasifikacija (ISMWSF. International Stoke Mandeville Wheelchair Sports Federation, 1993), buvo suskirstyti į dvi grupes:

pirmai grupei buvo priskirti neįgalieji, kurie pagal • ISMWSF klasifikaciją priklausė nuo F-1 (IA) iki F-3 (IC) klasei. Šioms klasėms priklauso asmenys, kurių nugaros smegenys pažeisti ties C5–C8 segmentais. Šioje grupėje buvo 4 tiriamieji.antrai grupei buvo priskirti neįgalieji, kurie pagal IS-• MWSF klasifikaciją priklausė F-4 (II) arba F-5 (III) klasei. Šioms klasėms priklauso asmenys, kurių nu-garos smegenys pažeistos nuo krūtinės 1-ojo iki juos-mens 1-ojo segmento (Th1–L1). Šioje grupėje buvo 4 tiriamieji.Toliau pirmos grupės tiriamieji bus įvardijami kaip

asmenys, turintys aukštą nugaros smegenų pažeidi-mą – tetraplegikai, o antros grupės – kaip turintys žemą NSP – paraplegikai. Tiriamieji – aktyviai gyvenantys, bet nesportuojantys asmenys. Tyrimas buvo vykdomas Lie-tuvos kūno kultūros akademijos Reabilitacijos laborato-rijoje. Tiriamieji buvo prašomi 12 val. iki testo nevar-toti stimuliuojančių medžiagų turinčių gėrimų, alkoholio bei spastiškumą mažinančių vaistų, siekiant išvengti bet kokio poveikio autonominei ir širdies-kraujagyslių siste-mai. Tyrime nedalyvavo asmenys, turintys mediciniškai patvirtintų ŠKS funkcijos sutrikimų.

Tyrimo metodai1) Sfigmomanometrinis arterinio kraujo spaudimo ma-

tavimas Arterinis kraujo spaudimas matuojamas viso orto-kli-

nostatinio testo metu kas 2 min., duomenis surašant į registravimo protokolą. Tyrimui naudojamas auto-

matinis kraujo spaudimo matuoklis „Omron“ MX2 Basic (Olandija).

2) Orto-klinostatinis testasOrto-klinostatiniam tyrimui naudojamas ortostatinis

testas (head-up tilt table test – Rating Form for Physical and Biological Constructs (Pathologies and Impairments) and their Implications for Diagnosis, Health, Function, and QOL. “Tilt-Table Testing” for the Evaluation of Car-diovascular Autonomic Function after Spinal Cord Injury (SCI)). is testas naudojamas siekiant įvertinti širdies-krau-jagyslių sistemos funkciją. Testas apima pasyvų padėties keitimą iš horizontalios į vertikalią. Tyrimas atliekamas naudojant ortostatinį stalą „Veronese“ (Italija). Tiriamasis paguldomas ant stalo, kojos remiasi į atramą, ties keliais, klubais ir krūtine pritvirtinama specialiais diržais, kad ti-riamasis jaustųsi saugiai pakeitus padėtį. Tyrimo metu pra-šoma nekalbėti, nesiblaškyti, nedaryti jokių judesių. Testo metu pulso matuokliu „Polar S810“ (Suomija) ištisai fik-suojami hemodinaminiai rodikliai:

širdies susitraukimų (R-R intervalų) rodikliai;• ŠKS reflektorinės reguliacijos rodikliai: žemo ir aukš-• to spektrinio R-R dažnio bei jų santykio rodikliai.Tyrimo eiga:fiksuojami baziniai hemodinaminiai rodikliai gulimo-• je padėtyje – 10 min.;atliekamas ortostatinis mėginys – stalas kartu su ti-• riamuoju pakeliamas iki 70 laipsnių [13] kampo (kė-limas trunka 6–8 sek.). Fiksuojami hemodinaminiai rodikliai ortostatinėje padėtyje – 10 min.;atliekamas perėjimas į 10 laipsnių klinostazę [13]. • Fiksuojami hemodinaminiai rodikliai klinostatinėje padėtyje – 10 min.

1) Širdies ritmo spektrinės analizės metodas Spektrinės analizės metodu analizuojami ŠKS funk-

cijos duomenys, užfiksuoti orto-klinostatinio testo metu. Analizuojami pasirinktos laiko atkarpos ŠKS rodikliai:vidutinis širdies susitraukimų dažnis;• aukšto dažno (HF – • high frequency) impulsacija. Šio

Lentelė. Tiriamųjų su skirtingo lygio nugaros smegenų pažeidimais skaičius, amžius, neįgalumo trukmė ir antropometriniai duomenys (vidurkiai ir standar-tiniai nuokrypiai)

Tiriamieji Lytis Tiriamųjų skaičius Amžius (m.) Ūgis (cm) Svoris (kg) Neįgalumo trukmė (m.)

tetraplegikai (C5–C6) v 4 38 ± 12,09 187 ± 6,5 73 ± 7,4 15 ± 5,9

paraplegikai (Th1–L1) v 3 31 ± 3,6 182 ± 2,5 84 ± 6,6 11 ± 1,5

m 1 32 164 67 18

v – vyras, m – moteris.

98


dažnio virpesiai svyruoja ~ 0,25 Hz (0,15–0,40 Hz) diapazone. HF dažnis rodo parasimpatinę širdies iner-vaciją per klajoklį nervą;žemo dažnio (LF – • low frequency) impulsacija. Šio dažnio virpesiai svyruoja ~ 0,1 Hz (0,04–0,15 Hz) diapazone. LF dažnis atitinka simpatinę širdies iner-vaciją.LF/HLF santykis, kuris nusako simpatovagalinės • širdies inervacijos balansą. Aukštas LF/HF santykis parodo didesnę simpatinės NS aktyvumą, o žemas – parasimpatinės.

Statistiniai metodaiDuomenys apdoroti personaliniu kompiuteriu, naudo-

jant Microsoft Excel ir Polar Precision Perfomance SW programas.

Duomenų analizei naudoti matematiniai statistiniai metodai:

aritmetinis vidurkis ir standartinis nuokrypis;• grupių dispersijų palyginimas Fišerio F – testu, pasi-• renkant reikšmingumo lygmenį p < 0,05;grupių duomenų palyginimas Stjudento t–testu, pasi-• renkant reikšmingumo lygmenį p < 0,05;koreliaciniai ryšiai tarp ŠKS simpatinės ir parasimpa-• tinės reguliacijos trijose grupėse nustatomi naudojant PEARSON koreliacijos koeficientą.

RezultataiŠirdies-kraujagyslių sistemos parasimpatinė regulia-

cijos lygis buvo vertinamas pagal širdies ritmo aukšto dažnio intervalų procentinės apimties rodiklį (HF) per matuojamą spektro laikotarpį.

2 paveiksle matomi duomenys, kaip parasimpatinės ŠKS rodiklis HF kito orto-klinostatinio testo metu. Ra-mybės HF statistiškai patikimai tarp grupių nesiskiria.

Atlikus ortostatinį mėginį, visų trijų grupių parasim-patinė impulsacija sumažėjo ir su nedideliais svyravimais išliko stabilioje stadijoje iki klinostazės pirmos minutės. Klinostazės pirmą minutę visų trijų grupių HF kreivės kyla aukštyn, kas leidžia manyti, kad parasimpatinė im-pulsacija pradeda didėti ir atitinkamai veikti širdies-krau-jagyslių sistemos funkciją.

Klinostazės antrą-penktą minutę, pirmos grupės (tetraplegikų) HF rodmenys pasiekia maksimumą – 35 proc. (SN ± 17,8) nuo matuojamo spektro laikotar-pio. Paraplegikų grupėje parasimpatiniai signalai užima 18 (SN ± 4,4) procentų nuo visos impulsacijos. Skirtu-mas tarp šių grupių ir kontrolinės – statistiškai patikimas (p < 0,05).

Analizuojant procentinę širdies-kraujagyslių sis-temos parasimpatinės reguliacijos rodiklio HF kiti-mo išraišką orto-klinostatinio mėginio metu, matome, kad visų trijų grupių tiriamiesiems keičiant padėtį iš

1 pav. Hemodinaminių rodiklių analizavimo programos Polar Precision Perfomance SW pateikiama R-R kreivė ir kiti ŠKS funkcijos duomenys

99


gulimos į ortostatinę būdinga parasimpatinės impul-sacijos sumažėjimas – nuo –50 proc. (tetraplegikai) iki –70 proc. (paraplegikai). Kontrolinės grupės HF po-kytis: –57 proc. (3 pav.). Antrą–penktą ortostazės mi-nutę tarp paraplegikų ir kontrolinės grupės HF rodme-

nų įsivyrauja artima pastoviai būklė, nes paraplegikų parasimpatinė impulsacija padidėja 10, o kontrolinės sumažėja 4 proc. Tačiau tetraplegikų grupėje stebimas ir tolesnis HF mažėjimas – –21 proc., kuris sustoja tik perėjus į klinostazę.

2 pav. ŠKS parasimpatinės reguliacijos rodiklio (HF) pokyčiai orto-klinostazės metu trijose tiriamųjų grupėse* statistiškai patikimas skirtumas tarp kontrolinės ir kitų dviejų tiriamųjų grupių, p < 0,05.

3 pav. ŠKS parasimpatinės reguliacijos rodiklio (HF) procentiniai pokyčiai orto-klinostazės metu trijose tiriamųjų grupėse* statistiškai patikimas skirtumas tarp 2 grupės ir kitų dviejų tiriamųjų grupių, p < 0,05;** statistiškai patikimas skirtumas tarp 1 grupės ir kontrolinės grupės, p < 0,01.

100


Klinostazės pirmą minutę nei tetraplegikų, nei para-plegikų parasimpatinės impulsacijos dydis visiškai ne-sikeičia lyginant su ortostatine padėtimi, o kontrolinės grupės padidėja 44 proc. Tęsiantis klinostazei stebimas staigus ir žymus visų grupių parasimpatinės impulsacijos padidėjimas. Ypač ryškus pokytis tetraplegikų grupėje, kur HF pakyla net 775 proc.. Paraplegikų grupėje šis po-kytis taip pat didelis, nors ir ne toks kaip pirmos grupės – 350 proc.. Kontrolinės grupės HF padidėja 144proc.. Šie skirtumai statistiškai patikimi.

Lyginant klinostatinės padėties HF pokyčius su guli-ma, matome, kad pirmą klinostazės minutę visų grupių impulsacija sumažėja panašiai kaip ir reaguojant į ortos-tazę – nuo –44 iki –70 proc. Tęsiantis klinostatinei pa-dėčiai, antros ir kontrolinės grupės rodikliai didėja – jie pasiekia ir šiek tiek pranoksta HF lygį, buvusį gulimoje padėtyje, kas rodo, kad ŠKS reguliacijos mechanizmai susidorojo su jiems tekusiu poveikiu ir grįžta į pasto-vią būklę. Tačiau tetraplegikų grupės HF padidėjimas – +150 proc. – klinostatinės padėties 2–5 minutę lygi-nant su gulima padėtimi išlieka labai didelis ir tai leidžia manyti, kad šios grupės tiriamųjų ŠKS reguliacijos me-chanizmai nesugrįžo į pradinę padėtį, o ir toliau palaiko sustiprintą parasimpatinę impulsaciją.

Analizuojant ŠKS simpatinės ir parasimpatinės regu-

liacijos pusiausvyros rodiklio LF/HF pokyčius orto-kli-nostatinio poveikio metu, matome, kad gulimoje padė-tyje visų trijų grupių LF/HF santykis svyruoja nuo 109 (kontrolinė grupė) iki 319 proc. (paraplegikai). Duome-nys tarp grupių patikimai nesiskyrė.

Keičiant padėtį iš gulimos į ortostatinę stebimas to-lygus LF/HF didėjimas visose trijose grupėse, kas rodo didėjančią simpatinę impulsaciją. Ortostazės 2–5 minutę kontrolinės grupės rodiklis pasiekia didžiausią dydį – 832 proc. (statistiškai patikimai skiriasi nuo kitų dviejų grupių, p < 0,05). Tuo tarpu tetraplegikų ir paraplegikų grupėse LF/HF pakinta nežymiai – nuo 435 iki 494 ir nuo 521 iki 854 proc. atitinkamai.

Pakeitus padėtį iš ortostatinės į klinostatinę tetra-plegikų LF/HF santykis staigiai sumažėja nuo 494 iki 122 proc. Tokį patį ryškų sumažėjimą rodo ir kontrolinės grupės duomenys. Paraplegikų grupėje LF/HF pokytis tęsiantis klinostazei išlieka stabiliai mažėjantis.

Stebint bendrą LF/HF pokyčių tendenciją viso orto-klinostatinio testo metu, pastebima, kad kontrolinės gru-pės šis ŠKS reguliacijos pusiausvyros rodiklis aiškiai ir stabiliai padidėjo reaguojant į ortostazę, o klinostazės pa-baigoje grįžo į pradinę būklę. Paraplegikų grupės duome-nys taip pat kito tolygiai, tačiau tiriamųjų su aukštu NSP ŠKS reguliacijos pusiausvyra pasižymėjo nepastovumu.

4 pav. ŠKS simpatinės ir parasimpatinės reguliacijos pusiausvyros rodiklio (LF/HF) pokyčiai orto-klinostazės metu trijose tiriamųjų grupėse* statistiškai patikimas skirtumas tarp kontrolinės ir kitų dviejų tiriamųjų grupių, p < 0,05; ** statistiškai patikimas skirtumas tarp 1 grupės ir kitų dviejų tiriamųjų grupių, p < 0,01.

101


LF/HF rodiklio procentiniai pokyčiai orto-klinostati-nio testo metu rodo, kad reaguojant į ortostazę, visų trijų grupių rodiklis padidėjo – kas rodo padidėjusią simpa-tinę impulsaciją (5 pav.). Žymiausias pokytis stebimas kontrolinėje grupėje – 244 proc. (statistiškai patikimai skiriasi nuo kitų grupių, p < 0,05). Tęsiantis ortostazei, kontrolinės grupės LF/HF rodiklio procentinė išraiška dar labiau išauga lyginant su gulima padėtimi – 419 proc. (statistiškai patikimai skiriasi nuo kitų grupių, p < 0,01). Tačiau paraplegikų ir tetraplegikų šis pokytis nedidelis – +16 ir +18 proc. atitinkamai.

Lyginant klinostazę ir ortostazę, matome, kad perė-jus į klinostazę visų grupių tiriamųjų LF/HF pusiausvyra kinta – rodiklis mažėja, kas rodo stiprėjantį parasimpa-tinės impulsacijos vyravimą. Panašūs ŠKS reguliacijos pusiausvyros rodiklio dydžiai tetraplegikų grupėje išlie-ka ir tęsiantis klinostazei – jie beveik nekinta, o paraple-gikų ir kontrolinėje grupėje – toliau mažėja.

Analizuojant LF/HF pokyčius tarp gulimos ir klinos-tatinės padėties, galima pastebėti, kad vėl išsiskiria tetra-plegikų grupė – jų rodiklis yra sumažėjęs –43 proc. pir-mą klinostazės minutę ir –58 proc. 2–5 min. (statistiškai patikimai skiriasi nuo kitų dviejų grupių, p < 0,01). Šie duomenys, suponuoja, kad asmenų su aukštu NSP ŠKS simpatinės ir parasimpatinės reguliacijos pusiausvyra yra sutrikusi, ir ji nepajėgia greitai atsistatyti po tam tikro poveikio. Kai tuo tarpu paraplegikų ir kontrolinės grupės

duomenys rodo, kad šių grupių ŠKS reguliacijos mecha-nizmai veikia adekvačiai.

Savitarpio ryšius tarp širdies-kraujagyslių sistemos simpatinės ir parasimpatinės reguliacijos rodiklių – žemo (LF) ir aukšto dažnio (HF) svyravimų širdies ritmo spek-tre – duomenys pateikti 6 paveiksle. Matome, kad kon-trolinėje grupėje ryšiai tarp LF ir HF rodiklių gulimoje padėtyje ir pirmoje ortostazės minutėje buvo stiprūs at-virkštiniai (r = –0,721 ir –0,78), kituose matavimuose – nors ir silpnesni, bet patikimi. Tuo tarpu, mūsų nuostabai, abiejose tiriamųjų grupėse su lėtiniais nugaros smegenų pakenkimais (LNSP) koreliaciniai ryšiai buvo tiesiogi-niai. Pirmoje grupėje ryšiai tarp LF ir HF rodiklių daž-niausiai buvo stiprūs ar silpni (gulima padėtis, r = 0,414), tačiau ortostatinės padėties 2–5 minutę jie, galima sakyti, visai sumažėjo (r = 0,255).

Remiantis šiais duomenimis galima būtų teigti, kad nesant nugaros smegenų pakenkimų simpatinės ir pa-rasimpatinės nervų sistemos savitarpio santykiai auto-nominėje kraujotakos reguliacijoje išlaiko pastovius fiziologinius priešpriešinius ryšius, nepriklausomai nuo kūno padėties. Pažeidus nugaros smegenis gali keistis įprastinės simpatinės ir parasimpatinės nervų sistemos savitarpio reguliacijos pobūdis iš reciprokinio į tiesio-ginį, o kartais, kaip tai parodė mūsų duomenys, ilgesnį laiką išbuvus ortostatinėje padėtyje, šie ryšiai gali su-mažėti iki visiškai nepatikimų.

5 pav. ŠKS simpatinės ir parasimpatinės reguliacijos pusiausvyros rodiklio (LF/HF) procentiniai pokyčiai orto-klinostazės metu trijose tiriamųjų grupėse* statistiškai patikimas skirtumas tarp pažymėtos ir kitų dviejų tiriamųjų grupių, p < 0,05;** statistiškai patikimas skirtumas tarp 1 grupės ir kitų dviejų tiriamųjų grupių, p < 0,01.

102


Rezultatų aptarimasKalbant apie ŠKS simpatinę ir parasimpatinę regulia-

ciją reikia paminėti, kad šio tyrimo metu ši reguliacija analizuojama atliekant dviejų ŠSD variabilumo kompo-nentų – R-R intervalų aukšto (HF) ir žemo (LF) dažnio spektrinę analizę bei nustatant jų santykį analizuojamoje laiko atkarpoje.

Mūsų tyrimo metu gauti duomenys rodo, kad LNSP as-menims ortostatinio poveikio metu būdinga žema simpatinė impulsacija, lyginant su kontroline grupe. Apie tokio pobū-džio rezultatus praneša ir Grimm, kurių tyrime dalyvavusių tetraplegikų LF (simpatinės impulsacijos) dydis buvo žy-miai mažesnis nei paraplegikų ir kontrolinės grupės. Grimm atlikto tyrimo metu simpatovagalinės ŠKS reguliacijos ro-diklis ortostatinio mėginio metu labiausiai pakito paraplegi-kų ir kontrolinėje grupėje. Šių grupių dominuojantis regu-liacijos mechanizmas – simpatinė impulsacija. Aukštą NSP turinčių asmenų balansas tarp ŠKS simpatinės ir parasim-patinės reguliacijos beveik nepakito, tačiau tendencija buvo ta, kad ryškiau pasireiškė parasimpatinės NS veikla. Mūsų tyrimo rezultatai panašūs, todėl galima pagrįstai sutikti su užsienio autoriumi, teigiančiu, kad nusileidžiančiųjų sim-patinių laidų, veikiančių širdies-kraujagyslių sistemos iner-vaciją, praradimas pas tetraplegikus įtakoja kompensacinių mechanizmų, pasireiškiančių sumažėjusia parasimpatine impulsacija į širdį, atsiradimą ir autonominės ŠKS regulia-

cijos stabilumą ortostazės metu. Tačiau mūsų tyrimas, na-grinėdamas ŠKS reguliacijos pokyčius ir klinostazės metu, gavo gana prieštaringus duomenis, rodančius, kad ŠKS re-guliacijos stabilumas išlieka tik kurį laiką ir esant kitokio pobūdžio stresui, visiškai pasikeičia.

Klinostazės metu ŠKS reguliacijoje veikia kitokie me-chanizmai, nei ortostazėje. Kūno padėties pokyčiai keičia traukos jėgos poveikį širdies-kraujagyslių sistemai, tuo pa-čiu kinta ir simpatinė ŠKS inervacija. Ortostazės metu sim-patinė impulsacija padidėja, o klinostazės – sumažėja [13]. Tačiau mūsų tyrimo rezultatai rodo, kad tetraplegikų grupė-je klinostazės metu taip neįvyksta – šioje grupėje padidėja ir simpatinė, ir parasimpatinė impulsacija. Nors klinostazėje tetraplegikų kraujo spaudimas padidėjo, o ŠSD sumažėjo statistiškai nepatikimai, tačiau šie pokyčiai (hipertenzija/bradikardija) rodo, kad įsijungė barorefleksiniai mechaniz-mai, kurie yra priskiriami periferinei barorefleksinei teorijai. Ši teorija suponuoja, kad spontaniški SKS kitimai tiesiogiai sukelia tokius pačius refleksinius R-R intervalų pokyčius, t. y., SKS didėja, R-R – ilgėja (hipertenzija/bradikardija) ir atvirkščiai – SKS mažėja, R-R trumpėja (hipotenzija/tachikardija) [14]. Vienareikšmiškai taikyti barorefleksinės teorijos mūsų tyrimo rezultatų paaiškinimui negalima, nes padidėjusi simpatinė impulsacija klinostazės metu reikštų, kad kraujo spaudimas buvo labai sumažėjęs, kas suaktyvino simpatinius neuronus ir jų įtaką ŠKS. Tačiau kraujo spaudi-

6 pav. Koreliacijos koeficientas tarp ŠKS simpatinės ir parasimpatinės reguliacijos rodiklių (LF ir HF) įvairiose kūno padėtyse trijose tiriamųjų grupėse

103


mas klinostazės metu sumažėjęs nebuvo, todėl padidėjusią simpatinę inervaciją reikėtų aiškinti kitų reguliacijos me-chanizmų buvimu. Vienas iš galimų variantų – tai centrinės nebarorefleksinės teorijos taikymas, kuri teigia, kad nebaro-refleksinės impulsacijos atsiradimas susijęs su sinergistiniu simpatinės ir parasimpatinės inervacijos veikimu [14]. Mūsų tyrimo rezultatai prisideda prie augančio įrodymų kiekio, kad už ŠKS reguliaciją yra atsakingos abi – ir simpatinė, ir parasimpatinė inervacija bei, kad šių sistemų veikla yra ne priešpriešinė, o paraleli. Tuo pačiu tai iš dalies patvirtina mūsų hipotezę, kad aukšto NSP atveju barorefleksinė ŠKS reguliacija pakinta.

Ieškant koreliacinių ryšių tarp simpatinės ir parasim-patinės kraujotakos reguliacijos rodiklių ir jų pokyčių or-to-klinostatinio streso metu buvo gauti visiškai netikėti rezultatai, rodantys, kad asmenims su LNSP sutrinka fizi-ologinė priklausomybė tarp šių, fiziologinėmis sąlygomis opoziciškai turinčių veikti vegetacinės nervų sistemos da-lių autonominėje ŠKS reguliacijos sistemoje, siekiant pa-laikyti kraujotakos pusiausvyrą prie pakitusių organizmo sąlygų, pvz., kūno padėties keitimo. Šio tyrimo duomenys rodo, kad egzistuoja stipri ir tiesioginė simpatinio ir para-simpatinio poveikio priklausomybė reguliuojant savitarpio veiklą asmenims su LNSP ortostazės (OS) ir klinostazės (K-S) metu – stiprėjant simpatinei impulsacijai, stiprė-ja ir parasimpatinė. T. y. sutrinka pagrindinis fiziologinis mechanizmas, išlaikantis kraujotakos pastovumą (kraujo spaudimo kontrolę) esant pakitusioms sąlygoms, pvz., ortostazės metu. Tuo tarpu net tiriamiesiems su aukštu LNSP, šio tyrimo duomenimis, nebuvo užfiksuota ortos-tatinės hipotenzijos ir jie puikiai toleravo ortostatinį krūvį. Taigi, kyla du esminiai klausimai: 1) gal šio tyrimo metu gautas tiesioginių koreliacinių ryšių tarp simpatinio ir pa-rasimpatinio poveikio fenomenas (toliau fenomenas) yra paprasčiausia klaida, gauta dėl mažo tiriamųjų skaičiaus (7 asmenys be ir 8 – su LNSP) ar dėl kitų tyrimo netikslumų; 2) gal gali būti loginis šio fenomeno paaiškinimas, remian-tis kitų tyrimų netiesioginiais duomenimis ir loginėmis in-terpretacijomis, nes tokių pačių koreliacijos tyrimų mums neteko aptikti, todėl negalime palyginti.

Atsakant į pirmą klausimą, atsakymas būtų vieninte-lis – reikalinga toliau tęsti ir tikslinti tyrimus su gauses-nėmis tiriamųjų grupėmis ir įsitikinti šio fenomeno eg-zistavimu ar jo nebuvimu. Antruoju klausimu:1. Gausiuose tyrimuose yra nustatyta, kad esant aukš-

tam nugaros smegenų pažeidimui dalinai ar pilnai prarandama simpatinės reguliacijos dirginimo ir slo-pinimo kontrolė dėl prarastos išcentrinės pregangli-

nės impulsacijos iš pailgųjų smegenų į nugaros sme-genų segmentų šoninių ragų simpatinius neuronus [15–17]. Tokiu būdu atsiranda galimybė, kad labai pažeidus vieną (simpatinę) iš reguliacijos sistemų, antrosios (parasimpatinės) santykis su pirmąja auto-nominės reguliacijos sistemoje gali ne tik kiekybiškai (mažėja tarpusavio ryšiai), bet ir kokybiškai keistis. Tai kalbėtų už mūsų nustatyto fenomeno egzistavimo galimybę. Už tai kalbėtų ir tokia logika, kad jeigu eg-zistuotų tik reciprokiniai ryšiai tarp sistemų, tai labai sumažėjus simpatiniams impulsams, parasimpatinės nervų sistemos aktyvumas tiek padidėtų, jog pilnai pažeidus smegenis, pvz. ties 6–7 kakliniu nugaros smegenų segmentu, visiems tokiems asmenims ra-mybėje būtų labai didelė bradikardija, o ortostazės metu absoliučiai visiems didelė hipotenzija, ko toli gražu tikrai nėra, ką patvirtina ir aukščiau paminėtų autorių tyrimai. Vadinasi, beatodairiškai neigti darbe nustatytą fenomeną būtu nelogiška.

2. Nustatyta, kad gali atsirasti simpatinių preganglinių neuronų morfologiniai pokyčiai, dėl pastovios išcen-trinės impulsacijos netekimo, sąlygojantys papildo-mų aksonų ir tuo pačiu nevaldomų impulsų atsiradi-mą nugaros smegenų segmentų lygyje [18], kas taip pat, mūsų nuomone, galėtų keisti simpatinės ir para-simpatinės savitarpio reguliacijos kokybę, nepanei-giant mūsų rasto fenomeno egzistavimo galimybės.

3. Autonominė disrefleksija, atsirandanti dėl nustatyto periferinių alfa-adrenoreceptorių ypatingai padidin-to jautrumo asmenims su NSP [19], mūsų nuomone, taip pat sudaro galimybę keistis kokybiniams reflek-siniams tarpusavio ryšiams tarp simpatinio ir para-simpatinio poveikio autonominėje kraujotakos regu-liacijos sistemoje.

Išvados1. Visų grupių tiriamųjų ŠKS parasimpatinės reguliaci-

jos aktyvumas reaguojant į ortostazę yra žemas.2. Klinostazėje visų grupių parasimpatinė impulsacija

padidėja 2–5 min., o asmenų su aukštu LNSP šis po-kytis yra labai staigus ir didelis.

3. Asmenų, nepatyrusių NSP, simpatinės ir parasimpa-tinės ŠKS reflektorinėje reguliacijoje ortostazės metu vyrauja simpatinė impulsacija, o asmenų su LNSP – parasimpatinė.

4. Perėjus į klinostatinę padėtį parasimpatinė reguliacija ypač išryškėja aukštą LNSP turinčių asmenų grupėje lyginant su žemo LNSP ir kontroline grupe.

104


5. Nesant nugaros smegenų pakenkimų, simpatinės ir parasimpatinės nervų sistemos savitarpio santykiai autonominėje kraujotakos reguliacijoje išlaiko pasto-vius fiziologinius priešpriešinius ryšius, nepriklauso-mai nuo kūno padėties.

6. Pažeidus nugaros smegenis, gali keistis įprastinės simpatinės ir parasimpatinės nervų sistemos savitar-pio reguliacijos pobūdis iš reciprokinio į tiesioginį, o kartais, kaip tai parodė mūsų duomenys, ilgesnį laiką išbuvus ortostatinėje padėtyje, šie ryšiai gali sumažė-ti iki visiškai nepatikimų.

LiteratūraSigaudo D, Fortrat JO, Maillet A, et al. Compari-1.

son of a 4-day confinement and head-down tilt on endo-crine response and cardiovascular variability in humans. Eur J Appl Physiol. 1996; 73(1–2): 28–37.

Claydon VE, Krassioukov AV. Cardiovascular 2. control during orthostatic stress in subjects with spinal cord injury. In: A Global Spinal Cord Injury Conference 25–28 June, 2006. 45th ISCoS Annual Scientific Meeting & 32nd Annual Meeting of the American Spinal Injury Association. Prieiga per internetą: <http://www.iscos.org.uk/boston/abstracts.html>

Olive JL, McCully KK, Dudley GA. Blood flow 3. response in individuals with incomplete spinal cord inju-ries. J Spinal Cord. 2002; 40: 639–45.

El-Sayed H, Hainsworth R. Relationship between 4. plasma volume, carotid baroreceptor sensitivity and ort-hostatic tolerance. Clin Sci. 1995; 88: 463–70.

Mtinangi BL, Hainsworth R. Early effects of oral 5. salt on plasma volume, orthostatic tolerance and barore-ceptor sensitivity in patients with syncope. Clin Auton Res. 1998; 8: 231–5.

Frisbie JH, Steele DJR. Postural hypotension and 6. abnormalities of salt and water metabolism in myelopat-hy patients. Spinal Cord. 1997; 35: 303–7.

Grimm DR, De Meersman RE, Almenoff PL, 7. Spungen AM, Bauman WA. Sympathovagal balance of the heart in subjects with spinal cord injury. Am J Phy-siol. 1997; 272(2): 835–42.

Ditor DS, Kamath MV, McDonald MJ, et al. Ef-8. fects of body weight-supported treadmill training on he-art rate variability and blood pressure variability in indi-viduals with spinal cord injury. J Appl Physiol. 2005; 98: 1519–25.

Convertino VA, Adams WC, Shea JD, Thompson 9. CA, Hoffler GW. Impairment of carotid-cardiac vagal

baroreflex in wheelchair-dependent quadriplegics. Am J Physiol. 1991; 260: R576–80.

Munakata M, Kameyama J, Nunokawa T, Ito N, 10. Yioshinaga K. Altered Mayer wave and baroreflex profi-les in high spinal cord injury. Am J Hypertens. 2001; 14: 141–8.

Wecht JM, de Meersman RE, Weir JP, Spungen 11. AM, Bauman WA. Cardiac autonomic responses to pro-gressive head-up tilt in individuals with paraplegia. Clin Auton Res. 2004a; 13: 433–8.

Wecht JM, Radulovic M, Lessey J, Spungen AM, 12. Bauman WA. Common carotid and common femoral ar-terial dynamics during head-up tilt in persons with spinal cord injury. J Rehab Res Dev. 2004b; 41: 89–94.

Harms PMM, Wesseling KH, Pott F, et al. Conti-13. nuous stroke volume monitoring by modelling flow from non-invasive measurement of arterial pressure in humans under orthostatic stress. J Clin Sci. 1999; 97: 291–301.

Legramante JM, Gianfranco R, Massaro M, Cas-14. sarino S, Peruzi G, Iellamo F. Investigatin feed-forward neural regulation of circulation from analysis of sponta-neous arterial pressure and heart rate fluctuations. Circu-lation. 1999; 99: 1760–6.

Mathias CJ, Frankel HL. Autonomic disturbances 15. in spinal cord lesions. In: Mathias CJ, Bannister R (eds.). Autonomic Failure: A Textbook of Clinical Disorders of the Autonomic Nervous System, 4th edn. Oxford: Ox-ford University Press. 2002: 494–513.

Teasell RW, Arnold JMO, Krassioukov A, Delaney 16. GA. (2000). Cardiovascular consequences of loss of supras-pinal control of the sympathetic nervous system after spinal cord injury. J Phys Med Rehab. 2000; 81(4): 506–16.

Furlan JC, Fehlings MG, Shannon P, Norenberg 17. MD, Krassioukov AV. Descending vasomotor pathwa-ys in humans: Correlation between axonal preservation and cardiovascular dysfunction after spinal cord injury. J Neurotrauma. 2003; 20(12): 1351–63.

Krassioukov AV, Weavern LC. Morphological 18. changes in sympathetic preganglionic neurons after spi-nal cord injury in rats. Neurosci. 1996; 70: 211–25.

Arnold JM, Feng QP, Delaney GA, Teasell RW. 19. Autonomic dysreflexia in tetraplegic patients: evidence for alpha-adrenoceptor hyper-responsiveness. Clin Au-ton Res 1995; 5: 267–70.

Straipsnis įteiktas redakcijai 2009 m. kovo 10 d.,priimtas spaudai 2009 m gegužės 13 d.

105


THE PECULIARITIES OF CARDIOVASCULAR

REGULATION OF SPINAL CORD INjURED HUMANS IN

RESPONSE TO ORTHO-CLINOSTATIC STRESS

A. Packevičiūtė¹, R. Adomaitienė¹, L. Samsonienė²,

A. juozulynas³, 4, V. Valeikienė³, A. Gocentas³1 Lithuanian Academy of Physical Education2 Vilnius University Health and Sport Centre3 Institute of Experimental and Clinical Medicine at Vilnius University4 Vilnius University, Medical Faculty Puplic Health Institute

AbstractSome of researches discover, that after SCI not only de-

scending sympathetic cardiovascular regulation is impaired, but there can be baroreflex mechanisms affected also. To get these data orthostatic tests were performed. There weren’t any researches investigating parasympathetic outflow affecting baroreflex reactions in response to clinostatic test.

The aim of research – ascertain the cardiovascular regula-tion in persons with spinal cord injury in response to ortho-clinostatic stress. The researches were carried out in Lithuanian academy of physical education in Rehabilitation laboratory. In this research participate 8 persons with spinal cord injuries (4 tetraplegics, 4 paraplegics) and 7 able-bodied volunteers. All participants were divided into three groups – tetraplegics, para-plegics and control group.

Research methods. Following hemodinamic measurements were collected at baseline and during provocative maneuvers in passive ortho-clinostatic test (using tilt table “Veronese”):

1) arterial blood pressure (ABP) was registered every two minutes with automatic ABP device “Omron” MX2 Basic;

2) heart rate (R-R intervals); two spectral components of heart rate variability, termed low frequency (LF) and high frequency (HF); the LF/HF ratio (estimate of sympathovagal balance) were registered continuously with heart rate monitor “Polar S810”.

Results. All persons with SCI show low level of sympathet-ic and parasympathetic cardiovascular regulation in response to orthostatic stress, compare to controls. In response to clino-static stress sympathetic and parasympathetic outflow rises up, especially in tetraplegics. Parasympathetic outflow to reflexive cardiovascular regulation predominates in persons with high level SCI in response to orthostatic stress, and sympathetic – in control group. Ratio of sympathetic and parasympathetic nervous system keeps stable reciprocal physiological relation-ships in able-bodied persons independent of body position. Af-ter SCI, sympathetic and parasympathetic regulation ratio may switch from reciprocal to direct, or even became not reliable.

Keywords:sympathetic and parasympathetic nervous system, cardio-

vascular control, spinal cord injury

106

asmenų, turinčių nugaros smegenų pažeidimus, širdies ... · asmenų, turinčių nugaros...

Documents