Электрическая активность сердца и некоторые показатели гемодинамики

Имеющиеся в литературе сведения о состоянии сердечнососудистой системы касаются кратковременного пребывания человека в воде. У легководолазов, находившихся под водой в течение 30 - 60 мин, частота сердечных сокращений (ЧСС) увеличивалась в предстартовом и начальном периодах погружения, а последующее пребывание под водой в покое приводило к урежению ритма сердца (М. И. Гуревич и соавт., 1962, 1963, 1975; А. А. Аскеров, В. И. Кронштадтский-Карев, 1971; P. Harding, 1965). Однако у 6 - 10% легководолазов отмечалось учащение пульса (P. Harding и др., 1965). Физическая нагрузка приводила к учащению ЧСС до 100 - 125 уд/мин. Электрокардиографические исследования позволили установить, что следствием выполнения физической нагрузки в подводных условиях являлась перегрузка правых отделов сердца и гипоксия миокарда (А. А. Аскеров, В. И. Кронштадтский-Карев, 1971). М. И. Гуревич и соавторы (1962, 1963, 1972, 1975), А. Г. Карцева и соавторы (1975) показали, что даже кратковременное пребывание в воде приводило у отдельных лиц к миграции водителя ритма сердца, понижению амплитуды и длительности зубца Р, увеличению интервалов P - Q, Q - Г, систолического показателя (СП). С увеличением экспозиции под водой удлинялись интервалы Р - Q, QRS, несколько снижался вольтаж зубцов ЭКГ. У водолазов с большим стажем работы, кроме описанных выше сдвигов, на ЭКГ были выявлены синусовая аритмия, отклонение электрической оси вправо, смещение интервала S - Т ниже изолинии. Авторы установили, что при кратковременном погружении аквалангистов на глубины 5 - 10 м повышалось среднее артериальное давление, уменьшались пульсовое давление, ЧСС, возрастало общее периферическое сопротивление сосудов, снижался минутный объем крови (МОК). Физическая нагрузка под водой сопровождалась повышением артериального давления при уменьшении пульсового, незначительными изменениями ЧСС, повышением общего периферического сопротивления сосудов, МОК.

Кроме изменений сердечнососудистой системы, возникающих непосредственно при пребывании (даже кратковременном) в воде, отрицательные эффекты кумулируются, в результате чего у водолазов и в период между погружениями могут наблюдаться необратимые изменения. Так, А. С. Солодков (1965) показал, что даже после 5 - 6-месячного перерыва у водолазов отмечались (по сравнению с контрольной группой) низкий вольтаж зубцов Р, R и Г, удлинение интервалов Р - Q, QRS и QT, отклонение электрической оси сердца вправо, увеличение систолического показателя.

В наших экспериментах применялась дистанционная регистрация биопотенциалов сердечной мышцы по методике, описанной выше, ЧСС определялась на основании усреднения 20 - 30 интервалов R - R. ЭКГ проводилась в наземных условиях, перед одеванием гидрокостюма, во время спуска под воду, каждые 20 мин в течение всего периода пребывания под водой и после выхода на поверхность. До и после погружения измерялось артериальное давление, рассчитывались ударный и минутный объемы крови (I. Starr, 1954). Исследования (с участием Б. И. Песка, Г. Н. Борисовой) показали, что ритм сердечных сокращений значительно учащался (более 100 уд/мин) перед погружением, в момент спуска и в течение первых минут пребывания легководолаза в воде (II серия опытов). Такие изменения связаны с эмоциональным напряжением в связи с предстоящим погружением, условнорефлекторной готовностью функций в стартовом периоде и, отчасти, с "нагревающим" действием пододежного пространства гидрокостюма. Дальнейшее пребывание в воде сопровождалось снижением прироста ЧСС, которая к 20 - 30-й минутам составила 93 уд/мин (табл. 18). Выраженная брадикардия, обычно наблюдавшаяся при погружении в воду (А. С. Солодков, 1965; P. Harding и др., 1965; W Hood и др., 1968), в наших опытах не наблюдалась в связи с тем, что легководолазы находились в воде в состоянии относительного покоя, периодически выполняя различные виды труда. В данном случае этот показатель отражал общий уровень ЧСС легководолаза в условиях реальной деятельности под водой.

Таблица 18. Показатели электрической активности сердца у легководолазов в покое под водой

(Примечания: СП - систолический показатель, ЧCC - частота сердечных сокращений )

Наблюдения за динамикой ЧСС в этой серии опытов не выявили зависимости этого показателя от длительности пребывания под водой, что указывает на развитие относительно устойчивого состояния сердечного ритма у легководолаза при 1,5 - 5-часовой экспозиции в воде.

В IV серии опытов с увеличенной экспозицией легководолазов и специально соблюдавшимися условиями гиподинамии ЧСС уменьшалась, то есть брадикардический эффект погружения был выражен в большей степени (рис. 25). Однако через 1,5 - 2 ч ЧСС несколько возрастала, брадикардия нивелировалась. В последующем также наблюдались периоды устойчивого состояния, но ЧСС в них постоянно увеличивалась (8 - 18 ч экспозиции), колебания ее стали более выраженными (19 - 30 ч экспозиции). Это свидетельствует о том, что после 8 ч пребывания легководолазов под водой наступают напряжение и истощение адаптационных резервов организма. Такая динамика согласуется с данными термометрии, полученными у тех же испытуемых. Средневзвешенная температура тела имела тенденцию к снижению, а внутренняя температура в момент выхода легководолазов из воды снижалась на 2 - 4° С. По всей вероятности, в связи с охлаждением организма добавочная потребность в энергии привела к усилению метаболизма и увеличению энерготрат, что обусловило учащение ЧСС и неустойчивость ее регуляции к концу экспозиции.

Рис. 25. Частота сердечных сокращений в покое у испытуемого X. во время многочасового пребывания под водой. I - перед погружением, II - пребывание в воде, III - после выхода

Выход из воды и связанный с этим перепад внешней афферентации (легководолазы декомпрессии не подвергались), выразившийся в перемене обстановки, снятии чувства опасности, обилии положительных эмоций в связи со встречей, предстоящим отдыхом, приводили к нормализации сердечного ритма. Однако такой нормализации предшествовало ускорение ЧСС в первые минуты пребывания на суше, после чего у испытуемых обеих групп она устойчиво приходила к норме в разное время в зависимости от экспозиции в воде. Если для II серии опытов это время не превышало 1 - 2 ч, то в IV серии этот процесс был более длительным. Так, у акванавта М., находившегося в воде 26 ч, ЧСС увеличилась до 120 уд/мин, а у X. после 38- часовой экспозиции она возросла до 130 уд/мин. В течение 2 - 3 ч ЧСС превышала исходный уровень, а затем на протяжении 2 - 3 сут наблюдалась ее лабильность в разное время суток. Такой характер восстановления ЧСС отражает процесс повторной адаптации к наземным условиям, что сопровождается неустойчивой регуляцией сердечного ритма.

Параметры электрической активности сердца претерпевали следующие изменения. В первые минуты после спуска амплитуда зубца R несколько понижалась, а затем (через 20 - 30 мин) постепенно приходила к исходной (II серия опытов), отмечалось смещение интервала S - Т ниже изолинии на 0,5 - 2 мм, непостоянство амплитуды зубца Т. Эти изменения сохранялись в течение последующего пребывания под водой. Как видно из табл. 18, к 30-й минуте погружения отмечалось укорочение интервала Р - Q по сравнению с наземной величиной на 0,05 с (Р<0,01), выявлена тенденция к удлинению комплекса QRS на 0,04 с (Р>0,05), наблюдалось увеличение систолического показателя на 10 - 11% (Р<0,01). Описанные изменения ЭКГ связаны в первую очередь с тахикардией в первые минуты экспозиции, а также тенденцией к гипоксии миокарда. Пребывание легко-водолазов под водой длительностью от 1,5 до 6 ч обусловило аналогичные, но более выраженные сдвиги электрической активности сердца. Так, на 90-й минуте погружения наблюдалось большее укорочение интервала Р - Q (на 0,07 с Р<0,01) по сравнению с наземными условиями, чем на 30-й минуте. Такое укорочение Р - Q может свидетельствовать об адренергической реакции, которая возникала во время физической нагрузки легководолазов под водой и сохранялась в периоды отдыха. Одновременно отмечалась тенденция к увеличению продолжительности комплекса QRS и интервала Q- Т. По сравнению с изменением на 30-й минуте пребывания под водой комплекс QRS увеличился к 240-й минуте на 0,05 с (Р<0,2). Эти изменения указывают на повышение тонуса блуждающего нерва. С другой стороны, нельзя отрицать возможность нарушения внутри-желудочковой проводимости импульсов.

Дальнейшее увеличение экспозиции под водой до 26 - 38 ч (IV серия) характеризовалось укороченным интервалом Р - Q до 0,08 с (табл. 19). Интервал Q - Т уменьшился в последние часы пребывания в воде до 0,28 - 0,30 с. При такой экспозиции выявлена значительная лабильность величины систолического показателя, причем можно отметить общее снижение ее до 29 - 22%. По мере увеличения времени пребывания акванавтов под водой, особенно после 20 ч, увеличивался размах колебаний показателей ЭКГ, наблюдавшийся при незначительных физических нагрузках, появлялись признаки патологических отклонений. Так, уже в первые 10 ч после погружения под воду у двух испытателей периодически отмечался на ЭКГ отрицательный зубец Г, а после 20 ч это изменение сохранялось практически в течение всего последующего времени. Из этих данных следует, что увеличение подводной экспозиции неблагоприятно влияло на сердечную деятельность даже в условиях покоя. Периодическое, а затем постоянное появление отрицательного зубца Т свидетельствовало о гипоксии миокарда, несмотря на то что легководолазы дышали сжатым воздухом под давлением и парциальное давление кислорода в нем было повышенным (соответственно глубине спуска). Подобные изменения зубца Т были найдены на ЭКГ спортсменов после ныряния с задержкой дыхания (В. Т. Стовбун, И. В. Муравов, Ю. М. Померанцев, 1964; A. А. Аскеров, В. И. Кронштадтский-Карев, 1971). Таким образом, дальнейшее углубление сдвигов электрической активности сердца при увеличении экспозиции человека под водой свидетельствовало об ухудшении биоэнергетических процессов в миокарде, приводящем к диффузному нарушению обменных процессов и гипоксии миокарда.

Таблица 19. Показатели электрической активности сердца у акванавтов при 26- и 38-часовом пребывании под водой в покое

При выполнении легководолазами под водой физической нагрузки на ЭКГ после кратковременного снижения отмечалось повышение амплитуды зубца R на 2 - 3 мм выше исходной. При этом величина амплитуды зубца R увеличивалась более чем на 100%. Эти изменения обусловлены усиленной работой внешнего дыхания при повышенной плотности и добавочном сопротивлении на вдохе и выдохе, что приводит к повышению давления в малом круге кровообращения, перегрузке правых отделов сердца и гипоксии миокарда (А. А. Аскеров, B. И. Кронштадтский-Карев, 1971).

Сопоставление данных ЭКГ, полученных после проведения одно- и многократных дозированных нагрузок, позволило выявить особенности адаптации к физической работе под водой. При однократной нагрузке отмечалось значительное укорочение интервала P - Q (от 0,2 до 0,1 с), при многократной - относительная стабилизация длительности этого интервала. Однократная физическая нагрузка вызывала укорочение по сравнению с исходным комплекса Q - T, многократная - такие же сдвиги. Комплекс QRS отчетливо- удлинялся (от 0,05 до 0,17 с) в первом случае, во втором его длительность постепенно уменьшалась до 0,1 с. Величина систолического показателя возрастала при однократных нагрузках от 32 до 74%, после многократного их выполнения прирост систолического показателя несколько снижался. ЧСС при выполнении дозированной нагрузки увеличивалась в среднем на 28 уд/мин по сравнению с наземными данными, повторение таких нагрузок вызывало урежение пульса в среднем на 12 уд/мин. Аналогичные явления наблюдались у испытуемых при выполнении стандартных нагрузок в контрольных опытах на суше: после учащения пульса в среднем на 21 уд/мин в первые минуты, работы прирост ЧСС постепенно снизился на 12 уд/мин. Величина ударного объема повышалась на 10 мл (Р<0,01), пульсовое давление - на 14 - 20 мм рт. ст (Р<0,01) и МОК - на 1,1 л (Р<0,05).Как видно из приведенных данных, реакция сердечно-сосудистой системы на физическую работу под водой была более выражена за счет повышенной нагрузки на аппарат внешнего дыхания.

После выхода легководолазов из воды состояние сердечно-сосудистой системы характеризовалось рядом особенностей и зависело от длительности экспозиции в воде. Так, в первые минуты после выхода ЭКГ обследуемых I серии опытов мало отличалась от наблюдавшейся при их пребывании под водой. Восстановление большинства параметров ЭКГ происходило к 30-й минуте после подъема. Однако у некоторых лиц восстановление электрической активности было неполным: у 2, например, не возвратилась к исходной величине длительность комплекса Q - Т, которая после 30-минутного отдыха сохранялась в пределах 0,4 - 0,46 с.

После многочасового пребывания в воде изучаемые показатели были лабильными. Так, у М., находившегося под водой 26 ч, в течение первых 3 ч на суше отмечались повышенное артериальное давление, пульсовое давление, МОК, систолический показатель и ЧСС по сравнению с фоновыми данными. У X., пробывшего под водой 38 ч, артериальное давление сразу после выхода было несколько повышено, затем оно снизилось и сохранялось на низких величинах в течение 1 сут. Соответственно изменялись МОК и систолический показатель.

Общий анализ изменений электрической активности сердца у легководолазов в наших опытах показал, что сдвиги появлялись в первые минуты погружения, нарастали по мере увеличения длительности пребывания испытателей под водой вплоть до появления патологических отклонений. Отмеченное снижение амплитуды зубца R в первые минуты под водой, очевидно, связано с изменением положения сердца при более глубоком дыхании в подводных условиях. Немалую роль в изменении деятельности сердечнососудистой системы легководолазов играл и эмоциональный фактор, что наиболее четко проявлялось в укорочении зубцов R - R, увеличении ЧСС перед и в первые минуты погружения. Описанные изменения параметров ЭКГ отражают развитие приспособительных реакций организма, о чем свидетельствуют также данные А. С. Солодкова (1965). В IV серии опытов укорочение интервалов Р - Q и Q - Т, непостоянство амплитуды зубца Г и смещение S - Т ниже изолинии указывают на снижение интенсивности биоэнергетических процессов в миокарде (А. С. Солодков, 1965; В. В. Парин, Ф. П. Космолинский, Б. А. Душков, 1970), приводящее к диффузному нарушению обменных процессов и способствующее развитию гипоксии миокарда. Об этом свидетельствуют изменения ЭКГ, наблюдавшиеся после 10 ч экспозиции под водой (сглаживание и появление отрицательных зубцов Т).

С активной мышечной деятельностью связано повышение вольтажа зубцов Р и R (М. Н. Тумановский и др., 1969), укорочение интервалов Р - Q и Q - Т, увеличение систолического показателя и ЧСС. Увеличение МОК происходило за счет роста ударного объема и ЧСС. Устойчивое состояние при физической работе под водой наступало аналогично наземному, однако достигалось это большим напряжением сердечно-сосудистой системы.