Кардиоинтервалография в оценке регуляторных и защитно-приспособительных возможностей плода при нормальных родах и при аномалиях родовой деятельности

Вегетативная нервная система осуществляет координирующую функцию в деятельности организма и обеспечивает реализацию компенсаторно-приспособительных реакций в ответ на физические и психические нагрузки, в том числе и адекватный уровень адаптационных процессов в единой функциональной системе мать — плод при беременности и в родах.

Симпатический отдел обеспечивает адаптацию организма к изменяющимся условиям существования, а парасимпатический — способствует восстановлению нарушенного равновесия.

Баланс симпатического и парасимпатического отделов обеспечивает свойства системного и местного (маточного) кровообращения, а также влияет на реологические свойства крови, так как на поверхности тромбоцитов локализуются адрено-, холино-, гистамино- и серотониновые рецепторы.

В обычных условиях, при действии слабых раздражителей, оптимальной является вагусная регуляция. Стрессовая ситуация приводит к активации симпатической системы, обеспечивающей интенсификацию энергетических процессов. Однако этот механизм регуляции энергетически расточителен и не может быть реализован в течение длительного периода без отрицательных последствий.

Действие стресса вызывает последовательный ряд биологических реакций со стороны организма, которые могут переходить друг в друга: возбуждение — перевозбуждение (перенапряжение) — адаптация — утомление — истощение.

Во всех случаях защитно-приспособительные реакции вначале носят неспецифический характер, что отражено в концепции общего адаптационного синдрома, разработанной Г. Селье (1960).

Исходя из теории адаптации Селье, отечественным ученым Р. М. Баёвским (1970) была предложена классификация напряжения регуляторных систем организма при воздействии неблагоприятных факторов.

I. Состояние, пограничное с нормой, когда имеется минимальное напряжение регуляторных систем. Это состояние обусловлено адаптацией организма к измененным факторам среды.

II. Состояние напряжения, проявляющееся мобилизацией защитных механизмов, в том числе повышением активности симпатико-адреналовой системы. Эта реакция развивается в ответ на сильное воздействие отрицательных факторов и заключается в усилении функции систем регуляции.

III. Состояние перенапряжения, для которого характерны недостаточность адаптационных компенсаторно-приспособительных механизмов, их неспособность обеспечить адекватную реакцию организма на воздействие факторов внешней среды.

IV. Состояние срыва механизмов адаптации, в котором выделены две стадии: а) истощение (астенизация) регуляторных механизмов с преобладанием неспецифических изменений над специфическими; б) патологические специфические реакции.

О степени выраженности защитно-приспособительных реакций организма можно судить на основании оценки состояния вегетативной нервной системы.

Наряду с известными классическими методами диагностики состояния вегетативной нервной системы был разработан математический анализ вариабельности сердечного ритма [Макаров И. О., 1999].

Этот метод основан на изучении процессов управления ритмом сердца со стороны вегетативной нервной системы при помощи анализа данных КИГ.

Теоретической предпосылкой метода КИГ является концепция о сердечно-сосудистой системе как индикаторе компенсаторно-приспособительной деятельности целостного организма. Изменения ритма сердечных сокращений являются универсальной реакцией организма в ответ на любую нагрузку.

Вариабельность ритма сердца взаимосвязана с целым рядом других функций организма, что, с одной стороны, затрудняет его анализ, а с другой — значительно обогащает результаты такого анализа. Частота сердечных сокращений отражает конечный результат многочисленных регуляторных влияний, сложившихся в процессе онтогенеза и филогенеза. Информация о степени адаптации содержится в структуре сердечного ритма и закодирована в последовательности кардиоинтервалов. Известно несколько видов колебаний сердечного ритма: синусовая аритмия, медленные и сверхмедленные волны недыхательного происхождения с различными периодами.

Оценка функционального состояния организма и его систем по характеру регуляции сердечного ритма основана на представлении о его волновой структуре как суперпозиции колебательных процессов всех функциональных систем: дыхания, системы регуляции сосудистого тонуса и метаболизма. Периодические колебания ЧСС, не вызванные нарушением функций автоматизма, проводимости или возбудимости, получили название «синусовая аритмия». Колебания синусового ритма рассматриваются как отражение влияния на него нейрорефлекторных и гуморальных механизмов.

Дыхательная синусовая аритмия является результатом влияния фаз дыхания на продолжительность кардиоинтервалов. При вдохе на высоте механического раздражения происходит рефлекторное снижение тонуса блуждающего нерва и учащение пульса, а при выдохе тонус блуждающего нерва усиливается и пульс урежается. В сердечном ритме выявляют также медленные волны. В настоящее время выделяют два вида медленных волн: первого порядка (волны Траубе—Геринга) с периодами 10—30 с; второго порядка (волны Майера) с периодами 30—90 с. Эти волны связаны с деятельностью вазомоторных центров и колебаниями артериального давления.

Синусовая аритмия, проявляющаяся в виде медленных волн сердечного ритма, обусловлена лабильностью возбуждения центров симпатического ствола и блуждающего нерва, а также может быть связана с астенизацией или патологическим состоянием. Кроме того, медленные волны отражают состояние гормональных и нервных регуляторных механизмов.

Система управления ритмом сердца многозвеньевая и состоит из двух контуров: центрального и автономного. Центральный контур является источником корригирующих воздействий на синусно-предсердный узел через симпатический ствол и гуморальный канал регуляции. Этот контур управляет ритмом сердца в соответствии с состоянием ЦНС и высших вегетативных центров.

Контур автономной регуляции представляет собой систему синусно-предсердного узла и блуждающего нерва, обеспечивающих динамическую перестройку уровня функционирования в связи с дыхательными влияниями на кровенаполнение полостей сердца. В этом контуре главную роль играет изменение тонуса ядер блуждающих нервов.

Синусовый ритм регулируется различными нейрорефлекторными и гуморальными механизмами. Это позволяет оценивать и прогнозировать состояние организма и его систем по данным анализа волновой структуры сердечного ритма, учитывая, что нервная и гуморальная регуляции кровообращения изменяются раньше, чем выявляются энергетические, метаболические и гемодинамические нарушения. Волновая структура сердечного ритма является отражением изменений в вегетативной регуляции на всех уровнях.

Изучение вариабельности сердечного ритма дает возможность оценить степень активности различных звеньев регуляторных систем и составить представление о выраженности общей приспособительной реакции на определенное стрессорное воздействие.

Динамический ряд интервалов сердечных сокращений записывают в виде графика, где по оси ординат откладываются значения продолжительности сердечного цикла, по оси абсцисс — порядковые номера цикла.

Огибающая ритмограммы является смесью волн синусовой аритмии. На этой кривой видны волны дыхательной и сосудистой аритмии, а также медленные нейрогуморальные волны. Разделить эти волны и оценить их энергетические и частотные характеристики позволяет математический и спектральный анализ огибающей ритмограммы, который производят с помощью компьютера.

Для регистрации сердечного ритма плода исследователи чаще всего используют непрямую электрокардиографию (трансабдоминально), фонокардиографию или допплеровскую кардиотокографию.

С развитием компьютерной техники и новых технологий обработки данных появилась возможность в реальном масштабе времени получить ценную информацию о состоянии организма при различных физических, патологических и стрессорных воздействиях.

Экспериментальные и клинические исследования показали, что волновая структура КИГ плода имеет выраженное сходство и аналогичную природу с таковой у взрослого человека.

Надежным признаком зрелости регулирующих механизмов плода является наличие быстрых и медленных волн в структуре его сердечного ритма. Волны дыхательной аритмии в 90 % наблюдений свидетельствуют о благополучном состоянии плода. Данные КИГ отражают действие механизмов управления ритмом сердца плода, а также влияние на него ДДП и ДАП.

Установлено [Макаров И. О., 1999], что при гипоксии плода происходит увеличение степени централизации управления и снижение автономного уровня регулирования, нарастает напряжение регуляторных процессов с последующим их истощением. Ухудшение состояния плода характеризуется снижением вариабельности ритма сердцебиений и увеличением количества интервалов, имеющих одинаковую длительность.

Кардиоинтервалография является идеальным скрининг-методом, который может быть использован для оценки состояния плода в самых сложных клинических наблюдениях. Динамика изменения показателей КИГ плода опережает данные клинических и лабораторных методов исследования.

Для регистрации вариабельности сердечного ритма плода с последующей математической обработкой данных разработан специальный программно-аппаратный комплекс «Доктор-А», версии 5.3 «НИЦ БКБ», который обеспечивает регистрацию сердечных сокращений плода и передачу их в вычислительное устройство, осуществляющее расчет основных математическо-статистических характеристик распределений кардиоинтервалов.

Частоту сердцебиений плода регистрируют с помощью фетального кардиотокографа с допплеровским ультразвуковым датчиком по стандартной методике. Полученная информация об изменениях частоты сердцебиений плода в реальном масштабе времени автоматически поступает в состыкованный с кардиотокографом персональный компьютер. Автоматизированная обработка кардиоинтервалограммы осуществляется в реальном масштабе времени. Все полученные данные отображаются на мониторе компьютера.

Ритмограмма является интегральным отражением колебаний всех функциональных систем, смесью волн синусовой аритмии, состоящей из дыхательных волн, сосудистых волн, а также медленных метаболических волн, связанных с влияниями на ритм сердца высших вегетативных центров.

Разделить волны, оценить их энергетические и частотные характеристики позволяет математический спектральный анализ вариабельности сердечного ритма, производимый компьютерной программой по определенным параметрам.

Анализ вариабельности сердечного ритма основан на расчетах статистических показателей, которые рекомендованы и утверждены Европейским обществом кардиологии и Североамериканским обществом кардиостимуляции и электрофизиологии (1996).

При математическом анализе вариабельности сердечного ритма программа определяет функциональное состояние как самого сердца — низший уровень (синусно-предсердный узел), так и эффективность влияния систем, входящих в высший уровень регуляции сердечного ритма (система дыхания, сосудистая и нейрогуморальная система).

Легочно-сердечные влияния характеризуют выраженность и синхронность взаимодействия этих органов, а также эффективность влияния дыхательных движений на работу сердца. Сосудисто-сердечные влияния указывают на степень действия сосудистого тонуса на работу сердца. Нейрогуморально-сердечные влияния соответственно отражают воздействие на сердце со стороны нейрогуморальной регуляции.

Математический компьютерный анализ КИГ предоставляет также следующие данные:

• напряжение высших вегетативных центров (сбалансированное, повышенное, высокое и чрезмерное);

• антистрессовую устойчивость (высокая, нормальная, сниженная, существенно сниженная, стресс);

• степень вегетативного напряжения и вегетативной активации (вегетативная релаксация, умеренная и выраженная вегетативная активация);

• потенциал вегетативной нервной системы (высокий, средний и низкий);

• системный вегетативный баланс: характеризует баланс симпатического и парасимпатического отделов вегетативной нервной системы;

• уровень адаптационно-компенсаторных возможностей организма (высокий, средний, ниже среднего, низкий).

Таким образом, математический компьютерный анализ КИГ представляет собой новый методологический подход к оценке адаптации организма к окружающей среде, напряжения адаптационных механизмов, а также функционального состояния вегетативной нервной системы.

Во время нормальных родов у плодов имеет место достаточное и эффективное регулирующее влияние на функцию сердца со стороны сосудов и нейрогуморальной системы. Однако во всех наблюдениях имеет место снижение эффективности регулирующего влияния легких на синусно-предсердный узел сердца, что связано с физиологическим уменьшением дыхательной активности плода при нормальном течении родов.

При нормальном течении родов и отсутствии гипоксии в достаточной степени реализуются защитно-приспособительные реакции плода, которые обеспечивают адекватную антистрессовую устойчивость в ответ на родовую деятельность. Характерным является сбалансированное напряжение высших вегетативных центров, вегетативная релаксация или умеренная активация на фоне среднего потенциала вегетативной нервной системы.

Сохраняется нормальное соотношение симпатического и парасимпатического отделов, что наиболее благоприятно для деятельности всех функциональных систем организма, включая защитно-приспособительные механизмы. Итоговой характеристикой состояния плода во время родов является высокий или средний уровень адаптационно-компенсаторных возможностей организма.

Итак, при физиологическом течении родов имеет место «функциональный оптимум» регуляции функциональных систем и защитно-приспособительных механизмов плода.

Состояние регуляторных и защитно-приспособительных механизмов плода при нормальном течении родов отличается от таковых при физиологическом течении беременности. В родах имеет место более низкая эффективность регуляторных влияний, особенно со стороны легких на функцию сердца, а также повышенное напряжение со стороны вегетативной нервной системы, что следует расценивать как ответную реакцию на усиливающуюся нагрузку на регуляторные и адаптационно-компенсаторные механизмы плода в отличие от более благоприятных условий во время беременности.

В зависимости от выраженности ФНП, а также при аномальном течении родов (особенно при дискоординации родовой деятельности) у плода снижается эффективность регуляторных влияний на сердечный ритм со стороны легких, сосудов и нейрогуморальной системы. Несостоятельность этих регуляторных механизмов проявляется в наибольшей степени при дискоординации родовой деятельности.

При гипоксии у плода во время родов нередко возникают патологические дыхательные движения типа gasps, указывающие на его неблагоприятное состояние. Снижение дыхательной активности плода во время родов проявляется в виде низкой мощности дыхательных волн (HF) по данным КИГ.

Со стороны сосудистой системы плода снижение эффективности влияния на ритм сердца во время родов происходит пропорционально нарастанию тяжести гипоксии, что является следствием подавления активности подкоркового кардиостимуляторного и вазомоторного центров. Снижение эффективности сосудисто-сердечных влияний выражается уменьшением мощности медленных волн (LF).

Нарастание тяжести гипоксии влечет за собой снижение эффективности нейрогуморально-сердечных влияний у плода. При этом происходит сдвиг в сторону гуморального компонента регуляции сердечного ритма.

Снижение эффективности регуляторных влияний со стороны легких, сосудистой и нейрогуморальной систем у плода во время родов сопровождается переходом управления ритмом сердца с автономного контура на центральный. Централизация управления в условиях гипоксии необходима для корригирующего влияния на синус -но-предсердный узел, которое осуществляется за счет активаций гуморального канала и симпатического отдела вегетативной нервной системы.

Следствием нарушения регуляторных влияний на синусно-предсердный узел является уменьшение вариабельности и продолжительности кардиоинтервалов, что приводит к уменьшению оксигенации крови плода и дальнейшему усугублению гипоксии. Нарушение эффективности управления ритмом сердца отражает ослабление защитно-приспособительных механизмов плода, которые управляются с помощью вегетативной нервной системы.

При возникновении в родах гипоксии и нарастании ее тяжести повышается напряжение высших вегетативных центров и вегетативной активацией, что является признаком возрастающей нагрузки на защитно-приспособительные механизмы. Снижается потенциал вегетативной нервной системы, что отражает угнетение способности обеспечить адекватную защиту организма плода в ответ на гипоксию. Это отрицательно влияет на антистрессовую устойчивость организма плода.

При дискоординации родовой деятельности имеет место стресс у плода.

Возрастающее напряжение и перенапряжение со стороны вегетативной нервной системы плода сопровождаются сдвигом в сторону активации симпатического отдела. Это оказывает отрицательное влияние на реализацию защитно-приспособительных реакций и является характерным для гипоксии.

При прогрессировании гипоксии во время родов происходит снижение адаптационно-компенсаторных возможностей организма. Подавляется способность плода в достаточной степени сопротивляться нарастающему и повреждающему действию гипоксии.

При наличии ФПН во время родов, особенно на фоне дискоординированной родовой деятельности, происходят патологические нарушения механизмов управления сердечным ритмом. Вегетативная нервная система испытывают предельное напряжение и перенапряжение. Защитно-приспособительные реакции становятся неэффективными, что является показанием к экстренному оперативному родоразрешению, которое в свою очередь позволяет предотвратить интранатальную смерть плода.