Сельскохозяйственная биология, 2010, № 2, с. 77-81.

УДК 636.237.21:591.411

АНАЛИЗ ИЗМЕНЕНИЯ ДЛИТЕЛЬНОСТИ СЕГМЕНТОВ ЭКГ ПРИ ФИЗИЧЕСКОЙ НАГРУЗКЕ У ТЕЛОЧЕК С РАЗНЫМ ИСХОДНЫМ ВЕГЕТАТИВНЫМ ТОНУСОМ

А.С. ЕМЕЛЬЯНОВА

В условиях научно-производственного опыта изучали показатели ЭКГ (в том числе длительность сегментов P–Q, S–T и T–P), исходный вегетативный тонус, вегетативную реактивность у 1,5-2,0-месячных телочек черно-пестрой породы в состоянии покоя и при физических нагрузках, оценивая подготовленность миокарда животного к повышению функциональной активности. Отмечается, что у телочек с исходной эйтонией или умеренной симпатикотонией и нормальной вегетативной реактивностью резервы сердечно-сосудистой системы выше и она наиболее подготовлена к увеличению функциональных нагрузок, которые, в частности, характерны для периода лактации.

Ключевые слова: сердечно-сосудистая система, вариабельность сердечного ритма, вегетативный тонус, функциональные резервы, адекватность процессов регуляции.

В основе оценки показателей сердечного ритма лежит изучение волновой структуры кардиоинтервалов, анализ зависимости между их последовательными величинами (1). Такие исследования широко применяются в медицинской и физиологической практике и подробно описаны методически (2-4).
У молодняка крупного рогатого скота кардиоинтервалометрические и электрокардиографические исследования до и после физической нагрузки позволяют оценить исходный вегетативный тонус, вегетативную реактивность, изменения параметров электрокардиограммы (ЭКГ), то есть способность поддерживать оптимальный сердечный ритм и функции вегетативной нервной системы при различных состояниях. В свою очередь, на этом основании можно более полно судить о врожденных функциональных резервах сердечно-сосудистой системы животного.
Как известно, высокая молочная продуктивность предъявляет повышенные требования к организму (5, 6). В частности, с лактационным процессом связана интенсивная нагрузка на сердечно-сосудистую систему (5). За сутки сердце коровы перекачивает через вымя около 10 т крови (5, 7). Установлена взаимосвязь между динамическими характеристиками молоковыведения и кровоснабжения вымени (8).
Мы изучали электрофизиологические показатели состояния сердечно-сосудистой системы у телочек в зависимости от физических нагрузок для оценки ее функциональных резервов, в частности подготовленности к периоду лактации.
Методика. Исследования проводили в 1999-2005 годах в совхозах «Новый рассвет» и «Лакашинский» (Рязанская обл.) на телочках (n = 54) черно-пестрой породы линии Рефлекшн Соверинг 198998 — аналогов по возрасту (1,5-2,0 мес) и живой массе (55-60 кг). Все животные получали одинаковые сбалансированные рационы, условия содержания (беспривязное) также не различались.
Электрокардио- и кардиоинтервалометрию (ЭКГ и КИГ) выполняли в конце мая—начале июнячерез 2-3 ч после первого кормления, исключая таким образом влияние на полученные результаты случайных факторов (сезонные и суточные колебания показателей, а также их изменения, обусловленные процессом пищеварения). Кроме того, животных предварительно адаптировали к условиям опыта в течение времени, которое зависело от темперамента особи (минимальное — 7-10 мин), и приступали к эксперименту после нормализации пульса. Перед электрокардиографическим обследованием проводили осмотр, контролируя отсутствие инфекционных и неинфекционных заболеваний, прямо или косвенно влияющих на состояние сердечно-сосудистой системы.
ЭКГ и КИГ снимали при помощи портативного электрокардиографа ЭК 1Т-03М2 (Россия) до и после физической нагрузки (бег со скоростью 2 м/с на дистанцию 50 м; подобранный режим нагрузки — щадящий при максимальной частоте пульса). Шерсть в местах прикрепления электродов сбривали, кожу обрабатывали специальным гелем. Использовали общепринятую систему фронтальных отведений (прикрепление первого и второго электродов — в краниальной части соответственно правого и левого плечелопаточного сочленения, третьего — в области основания мечевидного хряща). Длительность сегментов (P–Q, S–T и T–P) рассчитывали как L = l x 0,04 c, где l  — измеренная длина сегмента, мм (9).
Кардиоинтервалограммы регистрировали во втором электрокардиографическом отведении, где наиболее четко выражены зубцы Р и R. Фиксировали 100 последовательных кардиоциклов (R–R); на основании длительности интервалов R–R, записанных в виде статического ряда, определяли учитываемые показатели (10). Частоту сердечных сокращений (ЧСС, уд/мин) рассчитывали по формуле ЧСС = 60/(R–R), где R–R — длительность кардиоинтервала. Индекс напряжения (ИН) регуляторных систем вычисляли как ИН = АМо/2DХМо, где Мо — мода (характеризует гуморальный механизм регуляции и интенсивность функционирования системы); АМо —амплитуда моды, % (позволяет оценить степень активности симпатического отдела нервной системы), DХ — вариационный размах (разность между максимальным и минимальным значением длительности R–R; отражает активность парасимпатического звена вегетативной нервной системы) (1, 10).
Данные обрабатывали статистически при помощи программного продукта «Статист».
Результаты. Как известно, при анализе вариабельности сердечного ритма более высокие уровни управления сердечной деятельностью, осуществляемого вегетативной нервной системой, рассматриваются как ингибирующие в отношении более низких (10). В норме функцию водителя сердечного ритма выполняет синусовый узел, на электрическую активность которого влияет симпатическая и парасимпатическая нервная система. В зависимости от контура регуляции активизируются разные клетки синусового узла. Оптимальным считается преобладание автономного контура. В условиях, когда этот контур не может в полной мере обеспечить управление кровообращением, регуляция осуществляется за счет централизации управления сердечным ритмом. Индекс напряжения (ИН), или индекс Баевского, служит интегральным параметром, отражающим степень такой централизации (превалирование симпатического либо парасимпатического влияния на сердечную функцию). Величина ИН в покое может быть показателем исходного вегетативного тонуса (10), а динамика значений этого индекса при изменении функционального состояния организма (в наших опытах — до и после физической нагрузки), то есть отношение ИН2/ИН1, отражает вегетативную реактивность и, следовательно, резерв адаптивности.  
При оценке вегетативного тонуса в состоянии покоя у животных отмечали эйтонию (регуляторная сбалансированность подсистем вегетативной нервной системы, характеризующаяся показателем ИН1 150-350 усл. ед.), симпатикотонию с умеренным преобладанием тонуса симпатического отдела вегетативной нервной системы (ИН1 — 350-500 усл. ед.) и гиперсимпатикотонию (ИН1 > 500 усл. ед.). После физической нагрузки ИН2 у одних животных оставался в пределах величины ИН1, у других — изменялся от значений меньше ИН1  до превышающих ИН1 в 1,5 раза и более.

В зависимости от исходного вегетативного тонуса и вегетативной реактивности сердечной функции изученных животных разделили на пять групп (табл. 1): две — с нормальной, по одной – с гиперсимпатикотонической, ваготонической и псевдонормальной вегетативной реактивностью (в последней группе отношение ИН2/ИН1 соответствовало нормальной реактивности, однако исходный вегетативный тонус характеризовался гиперсимпатикотонией). Построение классификационной матрицы (распределение корректно и некорректно классифицированных образцов) подтвердило правильность формирования групп (данные не приведены), а оценка степени различий между ними по квадрату расстояния Махалонобиса D2, которому соответствует аппроксимированный F-критерий, позволило отвергнуть нулевую гипотезу равенства групповых средних на высоком уровне значимости (Р < 0,01) и выявило наибольшее расхождение между II и III группами, наименьшее  — между I и IV (D2 соответственно 103,60 и 12,27).
У животных, отнесенных к I и II группе, при переходе из одного физического состояния в другое поддерживалась оптимальная функция сердечно-сосудистой системы, то есть она характеризовалась большими резервами адаптации к различным дополнительным нагрузкам.
У животных из III и IV группы наблюдали наибольшую степень напряжения компенсаторных реакций, высокую активность симпатического звена вегетативной нервной системы и центрального контура регуляции. Так, в III группе выявили исходную гиперсимпатикотонию и симпатическую вегетативную реактивность, в IV — при исходной умеренной симпатикотонии гиперсимпатикотоническую вегетативную реактивность. Высокие значения ИН1 и симпатикотоническая реактивность указывают на развитие выраженного напряжения регуляторных систем и, следовательно, на нарушение механизмов функциональной адаптации сердечной мышцы. Автономный контур не обеспечивает регуляцию сердечного ритма, и она осуществляется за счет централизации управления. То есть сердечно-сосудистая система телочек при исходной вегетативной гиперсимпатикотонии, а также симпатикотонии с гиперсимпатикотонической реакцией плохо адаптирована к нагрузкам. К V группe отнесли животных, у которых на фоне исходного вегетативного гиперсимпатикотонического состояния после физической нагрузки выявлялись ваготонические сдвиги, что может свидетельствовать об угнетении симпатического отдела вегетативной нервной системы. Сердечно-сосудистая система телочек с асимпатической реакцией при исходном гиперсимпатическом тонусе также плохо приспособлена к дополнительным нагрузкам, что  компенсируется центральной системой регуляции и, как следствие, приводит к развитию в организме напряжения, которое, в свою очередь, может снизить лактационную функцию.

Время распространения импульса по атриовентрикулярному узлу, пучку Гиса и его разветвлениям (сегмент Р–Q) у животных с различиями по исходному вегетативному тонусу и вегетативной реактивности было неодинаковым. Наименьшую длительность сегмента Р–Q отмечали у особей из I и II групп — соответственно 0,073±0,003 и 0,066±0,010 с (Р < 0,05), что свидетельствует о более высокой скорости проведения возбуждения по атриовентрикулярному узлу (табл. 2). Характерно, что после физической нагрузки в этих группах происходило уменьшение длительности P–Q (соответственно на 2,70 и 27,00 %) — до 0,071±0,005 и 0,048±0,010 с (Р < 0,05). В III, IV и V группах регистрировали увеличение исходного показателя (см. табл. 2) и его снижение после физической пробы соответственно на 9,60; 14,40 и 3,75 % (Р < 0,05). Длительность начального периода реполяризации желудочков, характеризующаяся сегментом S–T, существенно различалась у особей из разных групп. Так, в I и II группe после физической нагрузки этот показатель уменьшался соответственно на 48,00 и 25,90 % (до 0,078±0,005 и 0,080±0,004 с), в III, IV и V — соответственно на 14,79; 12,05 и 15,56 % (до 0,121±0,010, 0,146±0,010 и 0,141±0,010 с, Р < 0,05). Эти данные указывают на увеличение возбудимости внутрисердечной проводящей системы у телочек из I и II группы в ответ на нагрузку.
При определении длительности сегмента Т–Р, отражающего период диастолы, оказалось, что для животных из I и II групп характерны наибольшие показатели (соответственно 0,199±0,010 и 0,139±0,007 с, Р < 0,05) и их уменьшение после физической нагрузки на 9,05 и 10,07 %. В то же время в III, IV и V группах анализируемый показатель был сравнительно ниже (соответственно 0,095±0,008; 0,131±0,010 и 0,137±0,030 с, Р < 0,05) при уменьшении после пробы соответственно на 31,58; 30,53 и 20,44 % (Р < 0,05) (см. табл. 2). Так как в диастоле в мышце накапливаются энергетические вещества, укорочение диастолы влечет за собой их меньшее образование.
Длительность интервала R–R (полный сердечный цикл) (табл. 3) также различалась по группам. Наибольшей величиной характеризовались животные из I группы (0,640±0,010 с, Р < 0,05). У особей с исходной умеренной симпатикотонией (II и IV группы) интервал оказался несколько короче (соответственно 0,540±0,020 и 0,524±0,010 с, Р < 0,05), при исходном гиперсимпатикотоническом статусе (III и V группы) — был наименьшим (соответственно 0,480±0,010 и 0,483±0,020 с, Р < 0,05). Характерно, что частота сердечных сокращения (ЧСС) изменялась обратно пропорционально длительности интервала R–R. После физической нагрузки величина R–R снижалась, однако у особей из I и II групп это происходило в большей степени за счет сокращения сегмента S–Т, а в III, IV и V группах — вследствие сокращения сегмента Т–Р.

Итак, у телочек с исходной вегетативной эйтонией, умеренной симпатикотонией и нормальной вегетативной реактивностью наблюдается высокая скорость проведения импульса и возбуждения внутрисердечной системы регуляции сердечного ритма, а также наибольшая длительность диастолы по сравнению с животными с другим исходным тонусом и реактивностью сердечно-сосудистой системы. У таких телочек можно прогнозировать наибольший функциональный резерв сердечной мышцы, необходимый для адаптации к дополнительным нагрузкам, в том числе связанным с процессом лактации.

Л И Т Е Р А Т У Р А

1. С е м е н о в  Ю.Н.,  Б а е в с к и й  Р.М. Аппаратно-программный комплекс «Варикард» для анализа вариабельности сердечного ритма и перспективы его развития. Компьютерная электрокардиография на рубеже столетий, 1999, 2: 172-174.
2. Б а е в с к и й  Р.М. Прогнозирование на грани нормы и патологии. М., 1979.
3. Б е р с е н е в а  А.Г. Принципы и методы массовых донозологических обследований с использованием автоматизированных систем. Автореф. докт. дис. Киев, 1991.
4. Р и ф т и н  А.Д. Модель распознавания функциональных состояний организма на основе математического анализа сердечного ритма. Физиол. человека, 1990, 16(3): 165-172.
5. Т у н и к о в  Г.М.,  К р и в ц о в  Н.И.,  Л е б е д е в  В.И. Животные в нашем хозяйстве. Рязань, 2009.
6. Т у н и к о в  Г.М.,  М о р о з о в а  Н.И.,  М у с а е в  Ф.А. Технология производства и переработки продукции животноводства. Рязань, 2003.
7. С к о п и ч е в  В.Г.,  Э й с ы м о н т  Т.А.,  А л е к с е е в  Н.П. Физиология животных. М., 2003.
8. Ш е в е л е в  Н.С. Сопряженность динамики молоковыведения и кровоснабжения вымени в процессе выдаивания. С.-х. биол., 2008, 4: 80-85.
9. С т р у т ы н с к и й  А.В. Электрокардиограмма: анализ и интерпретация. М., 2006.
10. Б а е в с к и й  Р.М. Анализ вариабельности сердечного ритма при использовании различных электрокардиографических систем. Вест. аритмологии, 2001, 24: 65-87.

ANALYSIS OF CHANGES IN ECG SEGMENT LENGTH BEFORE AND
AFTER PHYSICAL ACTIVITY IN HEIFERS WITH DIFFERENT INITIAL
VEGETATIVE TONUS

A.S. Emel’yanova

In 1,5-2,0-months heifers of the Black-and-White breed the author studied electrophysiological parameters (P–Q, S–T и T–P segments length), initial vegetative tonus, and vegetative reactivity in dynamics for the purpose of estimation of functional prepares state of myocardium to increased workload at the lactation period.

Key words: cardio-vascular activity, variability of cardiac rhythm, vegetative tone, functional reserves, index of control process adequacy.

Оформление электронного оттиска