ОСОБЕННОСТИ ВАРИАБЕЛЬНОСТИ СЕРДЕЧНОГО РИТМА У НОВОРОЖДЕННЫХ

Показатели вариабельности сердечного ритма имеют потенциально важное значение для оценки вегетативной дисфункции у детей.

Цель исследования: сравнительное изучение спектральных показателей вариабельности сердечного ритма и синхронизации низкочастотных колебаний, характеризующих барорефлекс, в вегетативной регуляции сердечно-сосудистой системы в норме у новорожденных и взрослых лиц.

В исследование включены 15 здоровых новорожденных и 60 здоровых лиц в возрасте 18–34 лет. Выполнялись синхронные записи электрокардиограмм и фотоплетизмограмм длительностью 10 мин, в покое. Были оценены спектральные показатели вариабельности сердечного ритма и индекс синхронизации низкочастотных колебаний в вариабельности сердечного ритма и фотоплетизмограммы (индекс S).

Результаты. У новорожденных пик низкочастотных колебаний находился преимущественно в диапазоне 0,07–0,09 Гц, а высокочастотных – 0,40–0,50 Гц. Новорожденные имели более низкие значения LF%, чем взрослые: 22,8 (14,1; 29,4) против 32,9 (25,1; 41,9) (р=0,009). Индекс S у новорожденных составил 20,1 (16,9; 26,5)%, при 33,2 (21,2; 45,4)% – у взрослых здоровых лиц (р=0,023).

Заключение. Впервые показано, что взаимодействие барорефлекторной регуляции ритма сердца и периферического кровенаполнения у здоровых новорожденных характеризуется более низкими значениями индекса S, относительно здоровых взрослых лиц, что может быть объяснено незрелостью элементов вегетативной регуляции сердечно-сосудистой системы. 

1. Allen J., Di Maria C., Mizeva I., Podtaev S. Finger microvascular responses to deep inspiratory gasp assessed and quantified using wavelet analysis. Physiological Measurement 2013; 34 (7): 769–779. DOI: 10.1088/0967-3334/34/7/769

2. Task Force of the European Society of Cardiology and the North American Society of Pacing and Electrophysiology. Heart rate variability: standards of measurement, physiological interpretation, and clinical use. Circulation 1996; 93: 1043–1065. DOI: 10.1161/01.CIR.93.5.1043

3. Giddens D.P., Kitney R.I. Neonatal heart rate variability and its relation to respiration. J Theor Biol 1985; 113 (4): 759–780. DOI: 10.1016/S0022-5193(85)80192-2

4. Пономаренко В.И., Гриднев В.И., Прохоров М.Д., Беспятов А.Б., Бодров М.Б., Караваев А.С. Синхронизация сердцебиения и ритма регуляции сосудистого тонуса с дыханием. Биомедицинская радиоэлектроника 2004; 8-9: 40–51.

5. Cevese A., Gulli G., Polati E., Gottin L., Grasso R. Baroreflex and oscillation of heart period at 0.1 Hz studied by alphablockade and cross-spectral analysis in healthy humans. J Physio 2001; 531 (Pt 1): 235–244. DOI: 10.1111%2Fj.1469-7793.2001.0235j.x

6. Prokhorov M.D., Ponomarenko V.I., Gridnev V.I., Bodrov M.B., Bespyatov A.B. Synchronization between main rhythmic processes in the human cardiovascular system. Phys Rev E 2003; 68: 041913. DOI: 10.1103/PhysRevE.68.041913

7. Cooley R.L., Montano N., Cogliati C., Van De Borne P., Richenbacher W., Oren R. et al. Evidence for a central origin of the low-frequency oscillation in RR-interval variability. Circulation 1998; 98: 556–561. DOI: 10.1161/01.CIR.98.6.556

8. Silvani A., Magosso E., Bastianini S., Lenzi P., Ursino M. Mathematical modeling of cardiovascular coupling: central autonomic commands and baroreflex control. Auton Neurosci 2011; 162: 66–71. DOI: 10.1016/j.autneu.2011.04.003

9. Karavaev A.S., Ishbulatov Y.M., Ponomarenko V.I., Prokhorov M.D., Gridnev V.I., Bezruchko B.P. et al. Model of human cardiovascular system with a loop of autonomic regulation of the mean arterial pressure. J Am Soc Hypertens 2016; 10 (3): 235–243. DOI: 10.1016/j.jash.2015.12.014

10. Gordon D., Herrera V.L., McAlpine L., Cohen R.J., Akselrod S., Lang P. et al. Heart rate spectral analysis: a noninvasive probe of cardiovascular regulation in critically ill children with heart disease. Pediatr Cardiol 1988; 9: 69–77. DOI: 10.1007/BF02083703

11. DiPietro J.A., Bornstein M.H., Hahn C.S., Costigan K., AchyBrou A. Fetal heart rate and variability: Stability and prediction to developmental outcomes in early childhood. Child Developm 2007; 78: 1788–1798. DOI: 10.1111/j.1467-8624.2007.01099.x

12. Боярская Л.Н., Котлова Ю.В., Кравец Л.В., Потапенко С.В. К вопросу об оценке функциональных возможностей вегетативной нервной системы у новорожденных на основе изучения сердечного ритма. Вопр соврем педиатр 2012; 6: 149–151.

13. Соловьева Г.А. Характеристика состояния вегетативной регуляции по результатам анализа вариабельности сердечного ритма у недоношенных новорожденных с перинатальным поражением центральной нервной системы. Рос вестн перинатол и педиатр 2012; 57 (2): 10–13.

14. Dimitrijević L., Bjelaković B., Čolović H., Mikov A., Živković V., Kocić M., et al. Assessment of general movements and heart rate variability in prediction of neurodevelopmental outcome in preterm infants. Early Hum Dev 2016; 99: 7–12. DOI: 10.1016/j.earlhumdev.2016.05.014

15. Николаева Т.Н., Дашичев В.В. Исходное состояние и динамика показателей сердечного ритма у недоношенных новорожденных в периоде ранней постнатальной адаптации. Вестник Ивановской медицинской академии 2011; 16 (3): 27–31.

16. Karavaev A.S., Prokhorov M.D., Ponomarenko V.I., Kiselev A.R., Gridnev V.I., Ruban E.I. et al. Synchronization of low-frequency oscillations in the human cardiovascular system. Chaos 2009; 19: 033112. DOI: 10.1063/1.3187794

17. Kiselev A.R., Karavaev A.S., Gridnev V.I., Prokhorov M.D., Ponomarenko V.I., Borovkova E.I. et al. Method of estimation of synchronization strength between low-frequency oscillations in heart rate variability and photoplethysmographic waveform variability. Russ Open Med J 2016; 5 (1): e0101. DOI: 10.15275/rusomj.2016.0101

18. Кузнецов А.П., Станкевич Н.В. Синхронизация генераторов квазипериодических колебаний. Нелинейная динамика 2013; 9 (3): 409–419. DOI: 10.20537/nd1303002.

19. Боровкова Е.И., Караваев А.С., Пономаренко В.И., Прохоров М.Д. Сопоставление методов диагностики фазовой синхронизованности по тестовым данным, моделирующим нестационарные сигналы биологической природы. Известия Саратовского Университета. Новая серия. Серия Физика 2015; 15 (3): 36–42. DOI: 10.18500/1817-3020-2015-15-3-36-42.

20. Тумаева Т.С., Балыкова Л.А. Новорожденные группы высокого риска и электрофизиологическая активность сердца в период ранней адаптации. Вопр соврем педиатр 2014; 13 (1): 141–147.

21. Таранов А.А., Аксенов Д.В., Спиридонов И.Н., Дегтярев Д.Н. Бесконтактное измерение частоты сердечных сокращений у новорожденных. Неонатология: новости, мнения, обучение 2015; 3: 69–73.

22. Patzak A., Lipke K., Orlow W., Mrowka R., Stauss H., Windt E., et al. Development of heart rate power spectra reveals neonatal peculiarities of cardiorespiratory control. Am J Physiol 1996; 271 (4 Pt 2): R1025–R1032. DOI: 10.1152/ajpregu.1996.271.4.R1025

23. Longin E., Gerstner T., Schaible T., Lenz T., König S. Maturation of the autonomic nervous system: differences in heart rate variability in premature vs. term infants. J Perinat Med 2006; 34 (4): 303–308. DOI: 10.1515/JPM.2006.058

24. Gerhardt T., Bancalari E. Apnea of prematurity: I. Lung function and regulation of breathing. Pediatrics 1984; 74 (1): 58–62.

25. Finley J.P., Nugent S.T. Heart rate variability in infants, children and young adults. J Auton Nerv Syst 1995; 51 (2): 103– 108. DOI: 10.1016/0165-1838(94)00117-3

26. Mehta S.K., Super D.M., Connuck D., Salvator A., Singer L., Fradley L.G., et al. Heart rate variability in healthy newborn infants. Am J Cardiol 2002; 89 (1): 50–53. DOI: 10.1016/S0002-9149(01)02162-2

27. Longin E., Schaible T., Lenz T., König S. Short term heart rate variability in healthy neonates: normative data and physiological observations. Early Hum Dev 2005; 81 (8): 663–671. DOI: 10.1016/j.earlhumdev.2005.03.015

28. PortaA., GuzzettiS., FurlanR., Gnecchi-RusconeT., MontanoN., Malliani A. Complexity and nonlinearity in short-term heart period variability: comparison of methods based on local nonlinear prediction. IEEE Trans Biomed Eng 2007; 54: 94–106. DOI: 10.1109/TBME.2006.883789

29. Czippelova B., Chladekova L., Uhrikova Z., Javorka K., Zibolen M., Javorka M. Time irreversibility of heart rate oscillations in newborns – Does it reflect system nonlinearity? Biomed Signal Process Control 2015; 19: 85–88. DOI: 10.1016/j.bspc.2015.03.003

30. Yiallourou S.R., Sands S.A., Walker A.M., Horne R.S. Postnatal development of baroreflex sensitivity in infancy. J Physiol 2010; 588: 2193–2203. DOI: 10.1113/jphysiol.2010.187070

31. Haskova K., Czippelova B., Javorka M., Zibolen M., Javorka K. Baroreflex sensitivity in premature infants – relation to the parameters characterizing intrauterine and postnatal condition. Physiol Res 2017; 66 (Suppl 2): S257–S264.

32. Bennet L., Booth L.C., Drury P.P., Quaedackers J.S., Gunn A.J. Preterm neonatal cardiovascular instability: does understanding the fetus help evaluate the newborn? Proc Austr Physiol Soc 2012; 43: 81–89. DOI: 10.1111/j.1440-1681.2012.05744.x