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

Transcription

1 Gerontologija 2009; 10(2): GERONTOLOGIJA 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. Gocentas³ ¹ Lietuvos kūno kultūros akademija ² Vilniaus universiteto Sveikatos ir sporto centras 3 Vilniaus universiteto Eksperimentinės ir klinikinės medicinos institutas 4 Vilniaus universiteto Medicinos fakulteto Visuomenės sveikatos institutas Santrauka Kai kuriuose iš dabartinių tyrimų randama, kad NSP atveju sutrinka ne tik ŠKS simpatinės reguliacijos išcentriniai mechanizmai, bet gali būti pažeisti ir baroreceptoriniai mechanizmai. Šių tyrimų duomenys gauti atliekant ortostatinį testą. Tyrimų, naudojant klinostatinį poveikį, kuris sukelia parasimpatinę impulsaciją veikiančią baroreceptorius, rasta nebuvo. Tyrimo tikslas nustatyti turinčių lėtinį nugaros smegenų 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 laboratorijoje. Tyrimo metodai. Pasyvaus orto-klinostatinio testo metu (vertikalizacijos stalas Veronese ), automatiniu kraujo spaudimo aparatu Omron MX2 Basic kas 2 min. matuojamas arterinis kraujo spaudimas bei pulso matuokliu Polar S810 ištisai registruojami ŠKS funkcijos duomenys: širdies susitraukimų (R-R intervalų) duomenys ir ŠKS reflektorinės regulia- Adresas: A.Packevičiūtė Sporto g. 6, Kaunas Tel. (8-645)13002 El. paštas: ausrine.p@gmail.com cijos rodikliai žemo ir aukšto spektrinio R-R dažnio bei jų santykio rodikliai. Tyrimo rezultatai. Visų asmenų turinčių LNSP ŠKS simpatinės 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 reguliacijoje ortostazės metu pas asmenis su LNSP vyrauja parasimpatinė, o kontrolinėje grupėje simpatinė impulsacija. Nesant nugaros smegenų pakenkimų, simpatinės ir parasimpatinės 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-kraujagyslių sistemos reguliacija, nugaros smegenų pažeidimai Įvadas Prasta širdies kraujagyslių sistemos (ŠKS) būklė susijusi su visa eile fiziologinių sutrikimų, kurie atsiranda po

2 Asmenų, turinčių nugaros smegenų pažeidimus, širdies-kraujagyslių sistemos vegetacinė reguliacija orto-klinostazės metu 97 ilgo gulėjimo ar dėl sumažėjusios žemės traukos (pvz., skrydžio metu) [1]. Nugaros smegenų pažeidimo (NSP) atveju, širdies-kraujagyslių sistemos (ŠKS) būklės pablogėjimas yra tikėtinas dėl ilgo gulėjimo lovoje, neišvengiamo esant ūmiai NSP fazei. Prasta širdies-kraujagyslių sistemos būklė tai ortostatinės netolerancijos pasireiškimas, manomai sukeltas sumažėjusio kraujo tūrio, raumenų ar audinių spaudimo galūnėse (antrinė sumažėjusios raumenų masės pasekmė), ar funkcinių simpatinės nervų sistemos sutrikimų [1 3]. Tyrimuose su gyvūnais pastebėta, kad jiems prisitaikius prie pakitusių gravitacijos sąlygų, inkstai, širdis, smegenys ir sisteminės arterijos išskiria padidintą kiekį azoto oksido (NO), o galvos smegenų kraujagyslės azoto oksido išskyrimą dvigubai sumažina. Azoto oksidas veikia kraujagyslių lygiuosius raumenis, taip sukeldamas vazodilataciją [2]. Taigi, pokyčiai azoto oksido sistemoje veda link padidėjusios periferinės vazodilatacijos (ir sumažėjusio kraujo spaudimo) su tendencija galvos smegenų kraujagyslių 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 plazmos ir kraujo tūris yra susijęs su geresne ortostatine tolerancija [4, 5]. Taip pat ortostatinė tolerancija gerėja ir dėl plazmos tūrio padidėjimo, kylančio papildomai suvartojus druskos [5]. Taigi, tikėtina, kad sumažėję druskos 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 hiponatremija yra būdinga ir ūmiam, ir lėtiniam nugaros smegenų pažeidimui. Kombinacija iš mažo kiekio gaunamo natrio, didelio kiekio natrio išskyrimo ir iš to išsivystančios hiponatremijos, galimai lemia plazmos kiekio sumažėjimą NSP asmenims, kas, savo ruožtu, gilina ortostatinę hipotenziją. Turint omenyje aukščiau pateiktus duomenis, žinoma, kad ortostatinė hipotenzija, sukeldama kraujospūdžio pokyčius, stipriai įtakoja NSP asmenų galimybę dalyvauti aktyvioje veikloje bei jų gyvenimo kokybę. Tai apima kasdienę veiklą, sporto užsiėmimus, laisvalaikio leidimą ir kt. Tačiau, nežiūrint į tai, kad NSP asmenys kenčia nuo pasikartojančios OH, jiems taip pat būdingas ir žemas 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 kognityvinių 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 sutrikimas, yra labiau linkę į kitas širdies-kraujagyslių sistemos anomalijas, tokias kaip autonominė disrefleksija. Ilgalaikė rizika, susijusi su dideliais kraujo spaudimo svyravimais nuo labai žemo hipotenzijos metu iki labai aukšto autonominės disrefleksijos momentu nėra žinoma. Tačiau yra nustatyta, kad aterosklerozės priežastis ir vystymasis gali būti susijęs su pasikartojančiais hipertenzijos priepuoliais, kurių pasekmė didėjantis stresas ir endotelio pakenkimas [2]. ŠKS simpatinės reguliacijos vertinimui naudojama širdies susitraukimų dažnio (R-R) spektrinė analizė, nustatant, atitinkamai, žemo (low frequency LF) ir aukšto (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 kontrolę gulimoje padėtyje ir ortostazės metu [7, 8]. Tik nedaugelyje šiuolaikinių tyrimų konstatuojama, kad prie NSP sutrikdomi ne tik ŠKS simpatinės reguliacijos išcentriniai mechanizmai, bet gali būti pažeisti ir baroreceptoriniai 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 tikslingas fiziologines sąlygas tirti karotidinių ir aortos lanko baroreceptorių jautrumą ir jų dirginimo rezultate perduodamų parasimpatinių impulsų kokybę, kurie gali būti pakitę prie NSP pažeidimų. Būtent tai ir sudaro neabejotiną mūsų tyrimų naujumą. Šie pirminiai tyrimai, juos patvirtinus išsamesniais tyrimais su didesniu neįgaliųjų kontingentu, ateityje galėtų būti panaudoti diagnostinėje neįgaliųjų sporto medicinos praktikoje kaip testavimo metodas. Tyrimo tikslas nustatyti asmenų, turinčių lėtinį nugaros smegenų pažeidimą, (LNSP) širdies-kraujagyslių sistemos (ŠKS) reguliacijos ypatumus orto-klinostatinio poveikio metu.

3 98 A. Packevičiūtė, R. Adomaitienė, L. Samsonienė, A. Juozulynas, V. Valeikienė, A. Gocentas Tirtųjų kontingentas Tyrime dalyvavo 7 įgalūs ir 8 nugaros smegenų pažeidimą turintys savanoriai. Įgalūs asmenys buvo priskirti 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 nugaros smegenys pažeistos nuo krūtinės 1-ojo iki juosmens 1-ojo segmento (Th1 L1). Šioje grupėje buvo 4 tiriamieji. Toliau pirmos grupės tiriamieji bus įvardijami kaip asmenys, turintys aukštą nugaros smegenų pažeidimą tetraplegikai, o antros grupės kaip turintys žemą NSP paraplegikai. Tiriamieji aktyviai gyvenantys, bet nesportuojantys asmenys. Tyrimas buvo vykdomas Lietuvos kūno kultūros akademijos Reabilitacijos laboratorijoje. Tiriamieji buvo prašomi 12 val. iki testo nevartoti stimuliuojančių medžiagų turinčių gėrimų, alkoholio bei spastiškumą mažinančių vaistų, siekiant išvengti bet kokio poveikio autonominei ir širdies-kraujagyslių sistemai. Tyrime nedalyvavo asmenys, turintys mediciniškai patvirtintų ŠKS funkcijos sutrikimų. Tyrimo metodai 1) Sfigmomanometrinis arterinio kraujo spaudimo matavimas Arterinis kraujo spaudimas matuojamas viso orto-klinostatinio testo metu kas 2 min., duomenis surašant į registravimo protokolą. Tyrimui naudojamas automatinis kraujo spaudimo matuoklis Omron MX2 Basic (Olandija). 2) Orto-klinostatinis testas Orto-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 Cardiovascular Autonomic Function after Spinal Cord Injury (SCI)). is testas naudojamas siekiant įvertinti širdies-kraujagyslių 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 tiriamasis jaustųsi saugiai pakeitus padėtį. Tyrimo metu prašoma nekalbėti, nesiblaškyti, nedaryti jokių judesių. Testo metu pulso matuokliu Polar S810 (Suomija) ištisai fiksuojami hemodinaminiai rodikliai: širdies susitraukimų (R-R intervalų) rodikliai; ŠKS reflektorinės reguliacijos rodikliai: žemo ir aukšto spektrinio R-R dažnio bei jų santykio rodikliai. Tyrimo eiga: fiksuojami baziniai hemodinaminiai rodikliai gulimoje padėtyje 10 min.; atliekamas ortostatinis mėginys stalas kartu su tiriamuoju pakeliamas iki 70 laipsnių [13] kampo (kėlimas 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 funkcijos 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 standartiniai nuokrypiai) Tiriamieji Lytis Tiriamųjų skaičius Amžius (m.) Ūgis (cm) Svoris (kg) Neįgalumo trukmė (m.) tetraplegikai (C5 C6) v 4 38 ± 12, ± 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 v vyras, m moteris.

4 Asmenų, turinčių nugaros smegenų pažeidimus, širdies-kraujagyslių sistemos vegetacinė reguliacija orto-klinostazės metu 99 1 pav. Hemodinaminių rodiklių analizavimo programos Polar Precision Perfomance SW pateikiama R-R kreivė ir kiti ŠKS funkcijos duomenys dažnio virpesiai svyruoja ~ 0,25 Hz (0,15 0,40 Hz) diapazone. HF dažnis rodo parasimpatinę širdies inervaciją 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 inervaciją. LF/HLF santykis, kuris nusako simpatovagalinės širdies inervacijos balansą. Aukštas LF/HF santykis parodo didesnę simpatinės NS aktyvumą, o žemas parasimpatinės. Statistiniai metodai Duomenys apdoroti personaliniu kompiuteriu, naudojant 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, pasirenkant reikšmingumo lygmenį p < 0,05; grupių duomenų palyginimas Stjudento t testu, pasirenkant reikšmingumo lygmenį p < 0,05; koreliaciniai ryšiai tarp ŠKS simpatinės ir parasimpatinės reguliacijos trijose grupėse nustatomi naudojant PEARSON koreliacijos koeficientą. Rezultatai Širdies-kraujagyslių sistemos parasimpatinė reguliacijos 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. Ramybės HF statistiškai patikimai tarp grupių nesiskiria. Atlikus ortostatinį mėginį, visų trijų grupių parasimpatinė 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 impulsacija pradeda didėti ir atitinkamai veikti širdies-kraujagyslių sistemos funkciją. Klinostazės antrą-penktą minutę, pirmos grupės (tetraplegikų) HF rodmenys pasiekia maksimumą 35 proc. (SN ± 17,8) nuo matuojamo spektro laikotarpio. Paraplegikų grupėje parasimpatiniai signalai užima 18 (SN ± 4,4) procentų nuo visos impulsacijos. Skirtumas tarp šių grupių ir kontrolinės statistiškai patikimas (p < 0,05). Analizuojant procentinę širdies-kraujagyslių sistemos parasimpatinės reguliacijos rodiklio HF kitimo išraišką orto-klinostatinio mėginio metu, matome, kad visų trijų grupių tiriamiesiems keičiant padėtį iš

5 100 A. Packevičiūtė, R. Adomaitienė, L. Samsonienė, A. Juozulynas, V. Valeikienė, A. Gocentas 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. gulimos į ortostatinę būdinga parasimpatinės impulsacijos sumažėjimas nuo 50 proc. (tetraplegikai) iki 70 proc. (paraplegikai). Kontrolinės grupės HF pokytis: 57 proc. (3 pav.). Antrą penktą ortostazės minutę tarp paraplegikų ir kontrolinės grupės HF rodmenų 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.

6 Asmenų, turinčių nugaros smegenų pažeidimus, širdies-kraujagyslių sistemos vegetacinė reguliacija orto-klinostazės metu 101 Klinostazės pirmą minutę nei tetraplegikų, nei paraplegikų parasimpatinės impulsacijos dydis visiškai nesikeičia 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 pokytis 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 gulima, matome, kad pirmą klinostazės minutę visų grupių impulsacija sumažėja panašiai kaip ir reaguojant į ortostazę nuo 44 iki 70 proc. Tęsiantis klinostatinei padėčiai, 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 pastovią būklę. Tačiau tetraplegikų grupės HF padidėjimas +150 proc. klinostatinės padėties 2 5 minutę lyginant su gulima padėtimi išlieka labai didelis ir tai leidžia manyti, kad šios grupės tiriamųjų ŠKS reguliacijos mechanizmai nesugrįžo į pradinę padėtį, o ir toliau palaiko sustiprintą parasimpatinę impulsaciją. Analizuojant ŠKS simpatinės ir parasimpatinės reguliacijos pusiausvyros rodiklio LF/HF pokyčius orto-klinostatinio poveikio metu, matome, kad gulimoje padėtyje visų trijų grupių LF/HF santykis svyruoja nuo 109 (kontrolinė grupė) iki 319 proc. (paraplegikai). Duomenys tarp grupių patikimai nesiskyrė. Keičiant padėtį iš gulimos į ortostatinę stebimas tolygus 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 tetraplegikų 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 ortoklinostatinio testo metu, pastebima, kad kontrolinės grupės šis ŠKS reguliacijos pusiausvyros rodiklis aiškiai ir stabiliai padidėjo reaguojant į ortostazę, o klinostazės pabaigoje grįžo į pradinę būklę. Paraplegikų grupės duomenys 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.

7 102 A. Packevičiūtė, R. Adomaitienė, L. Samsonienė, A. Juozulynas, V. Valeikienė, A. Gocentas 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. LF/HF rodiklio procentiniai pokyčiai orto-klinostatinio testo metu rodo, kad reaguojant į ortostazę, visų trijų grupių rodiklis padidėjo kas rodo padidėjusią simpatinę 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 perėjus į klinostazę visų grupių tiriamųjų LF/HF pusiausvyra kinta rodiklis mažėja, kas rodo stiprėjantį parasimpatinės impulsacijos vyravimą. Panašūs ŠKS reguliacijos pusiausvyros rodiklio dydžiai tetraplegikų grupėje išlieka ir tęsiantis klinostazei jie beveik nekinta, o paraplegikų ir kontrolinėje grupėje toliau mažėja. Analizuojant LF/HF pokyčius tarp gulimos ir klinostatinės padėties, galima pastebėti, kad vėl išsiskiria tetraplegikų grupė jų rodiklis yra sumažėjęs 43 proc. pirmą 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 mechanizmai veikia adekvačiai. Savitarpio ryšius tarp širdies-kraujagyslių sistemos simpatinės ir parasimpatinės reguliacijos rodiklių žemo (LF) ir aukšto dažnio (HF) svyravimų širdies ritmo spektre duomenys pateikti 6 paveiksle. Matome, kad kontrolinėje grupėje ryšiai tarp LF ir HF rodiklių gulimoje padėtyje ir pirmoje ortostazės minutėje buvo stiprūs atvirkštiniai (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 tiesioginiai. Pirmoje grupėje ryšiai tarp LF ir HF rodiklių dažniausiai 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 parasimpatinės nervų sistemos savitarpio santykiai autonominėje 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 tiesioginį, o kartais, kaip tai parodė mūsų duomenys, ilgesnį laiką išbuvus ortostatinėje padėtyje, šie ryšiai gali sumažėti iki visiškai nepatikimų.

8 Asmenų, turinčių nugaros smegenų pažeidimus, širdies-kraujagyslių sistemos vegetacinė reguliacija orto-klinostazės metu pav. Koreliacijos koeficientas tarp ŠKS simpatinės ir parasimpatinės reguliacijos rodiklių (LF ir HF) įvairiose kūno padėtyse trijose tiriamųjų grupėse Rezultatų aptarimas Kalbant apie ŠKS simpatinę ir parasimpatinę reguliaciją reikia paminėti, kad šio tyrimo metu ši reguliacija analizuojama atliekant dviejų ŠSD variabilumo komponentų 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 asmenims ortostatinio poveikio metu būdinga žema simpatinė impulsacija, lyginant su kontroline grupe. Apie tokio pobūdžio rezultatus praneša ir Grimm, kurių tyrime dalyvavusių tetraplegikų LF (simpatinės impulsacijos) dydis buvo žymiai mažesnis nei paraplegikų ir kontrolinės grupės. Grimm atlikto tyrimo metu simpatovagalinės ŠKS reguliacijos rodiklis ortostatinio mėginio metu labiausiai pakito paraplegikų ir kontrolinėje grupėje. Šių grupių dominuojantis reguliacijos mechanizmas simpatinė impulsacija. Aukštą NSP turinčių asmenų balansas tarp ŠKS simpatinės ir parasimpatinės 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 simpatinių laidų, veikiančių širdies-kraujagyslių sistemos inervaciją, praradimas pas tetraplegikus įtakoja kompensacinių mechanizmų, pasireiškiančių sumažėjusia parasimpatine impulsacija į širdį, atsiradimą ir autonominės ŠKS reguliacijos stabilumą ortostazės metu. Tačiau mūsų tyrimas, nagrinėdamas ŠKS reguliacijos pokyčius ir klinostazės metu, gavo gana prieštaringus duomenis, rodančius, kad ŠKS reguliacijos stabilumas išlieka tik kurį laiką ir esant kitokio pobūdžio stresui, visiškai pasikeičia. Klinostazės metu ŠKS reguliacijoje veikia kitokie mechanizmai, nei ortostazėje. Kūno padėties pokyčiai keičia traukos jėgos poveikį širdies-kraujagyslių sistemai, tuo pačiu kinta ir simpatinė ŠKS inervacija. Ortostazės metu simpatinė impulsacija padidėja, o klinostazės sumažėja [13]. Tačiau mūsų tyrimo rezultatai rodo, kad tetraplegikų grupėje 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 mechanizmai, 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-

9 104 A. Packevičiūtė, R. Adomaitienė, L. Samsonienė, A. Juozulynas, V. Valeikienė, A. Gocentas mas klinostazės metu sumažėjęs nebuvo, todėl padidėjusią simpatinę inervaciją reikėtų aiškinti kitų reguliacijos mechanizmų buvimu. Vienas iš galimų variantų tai centrinės nebarorefleksinės teorijos taikymas, kuri teigia, kad nebarorefleksinės 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 parasimpatinės kraujotakos reguliacijos rodiklių ir jų pokyčių orto-klinostatinio streso metu buvo gauti visiškai netikėti rezultatai, rodantys, kad asmenims su LNSP sutrinka fiziologinė priklausomybė tarp šių, fiziologinėmis sąlygomis opoziciškai turinčių veikti vegetacinės nervų sistemos dalių autonominėje ŠKS reguliacijos sistemoje, siekiant palaikyti kraujotakos pusiausvyrą prie pakitusių organizmo sąlygų, pvz., kūno padėties keitimo. Šio tyrimo duomenys rodo, kad egzistuoja stipri ir tiesioginė simpatinio ir parasimpatinio poveikio priklausomybė reguliuojant savitarpio veiklą asmenims su LNSP ortostazės (OS) ir klinostazės (K-S) metu stiprėjant simpatinei impulsacijai, stiprėja 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 ortostatinės hipotenzijos ir jie puikiai toleravo ortostatinį krūvį. Taigi, kyla du esminiai klausimai: 1) gal šio tyrimo metu gautas tiesioginių koreliacinių ryšių tarp simpatinio ir parasimpatinio 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, remiantis kitų tyrimų netiesioginiais duomenimis ir loginėmis interpretacijomis, nes tokių pačių koreliacijos tyrimų mums neteko aptikti, todėl negalime palyginti. Atsakant į pirmą klausimą, atsakymas būtų vienintelis reikalinga toliau tęsti ir tikslinti tyrimus su gausesnėmis tiriamųjų grupėmis ir įsitikinti šio fenomeno egzistavimu ar jo nebuvimu. Antruoju klausimu: 1. Gausiuose tyrimuose yra nustatyta, kad esant aukštam nugaros smegenų pažeidimui dalinai ar pilnai prarandama simpatinės reguliacijos dirginimo ir slopinimo kontrolė dėl prarastos išcentrinės preganglinės impulsacijos iš pailgųjų smegenų į nugaros smegenų segmentų šoninių ragų simpatinius neuronus [15 17]. Tokiu būdu atsiranda galimybė, kad labai pažeidus vieną (simpatinę) iš reguliacijos sistemų, antrosios (parasimpatinės) santykis su pirmąja autonominės 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 egzistuotų 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 ramybėje 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 išcentrinės impulsacijos netekimo, sąlygojantys papildomų aksonų ir tuo pačiu nevaldomų impulsų atsiradimą nugaros smegenų segmentų lygyje [18], kas taip pat, mūsų nuomone, galėtų keisti simpatinės ir parasimpatinės savitarpio reguliacijos kokybę, nepaneigiant mūsų rasto fenomeno egzistavimo galimybės. 3. Autonominė disrefleksija, atsirandanti dėl nustatyto periferinių alfa-adrenoreceptorių ypatingai padidinto jautrumo asmenims su NSP [19], mūsų nuomone, taip pat sudaro galimybę keistis kokybiniams refleksiniams tarpusavio ryšiams tarp simpatinio ir parasimpatinio poveikio autonominėje kraujotakos reguliacijos sistemoje. Išvados 1. Visų grupių tiriamųjų ŠKS parasimpatinės reguliacijos aktyvumas reaguojant į ortostazę yra žemas. 2. Klinostazėje visų grupių parasimpatinė impulsacija padidėja 2 5 min., o asmenų su aukštu LNSP šis pokytis yra labai staigus ir didelis. 3. Asmenų, nepatyrusių NSP, simpatinės ir parasimpatinės 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.

10 Asmenų, turinčių nugaros smegenų pažeidimus, širdies-kraujagyslių sistemos vegetacinė reguliacija orto-klinostazės metu Nesant nugaros smegenų pakenkimų, simpatinės ir parasimpatinės nervų sistemos savitarpio santykiai autonominėje kraujotakos reguliacijoje išlaiko pastovius fiziologinius priešpriešinius ryšius, nepriklausomai nuo kūno padėties. 6. Pažeidus nugaros smegenis, gali keistis įprastinės simpatinės ir parasimpatinės nervų sistemos savitarpio reguliacijos pobūdis iš reciprokinio į tiesioginį, o kartais, kaip tai parodė mūsų duomenys, ilgesnį laiką išbuvus ortostatinėje padėtyje, šie ryšiai gali sumažėti iki visiškai nepatikimų. Literatūra 1. Sigaudo D, Fortrat JO, Maillet A, et al. Comparison of a 4-day confinement and head-down tilt on endocrine response and cardiovascular variability in humans. Eur J Appl Physiol. 1996; 73(1 2): Claydon VE, Krassioukov AV. Cardiovascular control during orthostatic stress in subjects with spinal cord injury. In: A Global Spinal Cord Injury Conference June, th ISCoS Annual Scientific Meeting & 32nd Annual Meeting of the American Spinal Injury Association. Prieiga per internetą: < org.uk/boston/abstracts.html> 3. Olive JL, McCully KK, Dudley GA. Blood flow response in individuals with incomplete spinal cord injuries. J Spinal Cord. 2002; 40: El-Sayed H, Hainsworth R. Relationship between plasma volume, carotid baroreceptor sensitivity and orthostatic tolerance. Clin Sci. 1995; 88: Mtinangi BL, Hainsworth R. Early effects of oral salt on plasma volume, orthostatic tolerance and baroreceptor sensitivity in patients with syncope. Clin Auton Res. 1998; 8: Frisbie JH, Steele DJR. Postural hypotension and abnormalities of salt and water metabolism in myelopathy patients. Spinal Cord. 1997; 35: Grimm DR, De Meersman RE, Almenoff PL, Spungen AM, Bauman WA. Sympathovagal balance of the heart in subjects with spinal cord injury. Am J Physiol. 1997; 272(2): Ditor DS, Kamath MV, McDonald MJ, et al. Effects of body weight-supported treadmill training on heart rate variability and blood pressure variability in individuals with spinal cord injury. J Appl Physiol. 2005; 98: Convertino VA, Adams WC, Shea JD, Thompson CA, Hoffler GW. Impairment of carotid-cardiac vagal baroreflex in wheelchair-dependent quadriplegics. Am J Physiol. 1991; 260: R Munakata M, Kameyama J, Nunokawa T, Ito N, Yioshinaga K. Altered Mayer wave and baroreflex profiles in high spinal cord injury. Am J Hypertens. 2001; 14: Wecht JM, de Meersman RE, Weir JP, Spungen AM, Bauman WA. Cardiac autonomic responses to progressive head-up tilt in individuals with paraplegia. Clin Auton Res. 2004a; 13: Wecht JM, Radulovic M, Lessey J, Spungen AM, Bauman WA. Common carotid and common femoral arterial dynamics during head-up tilt in persons with spinal cord injury. J Rehab Res Dev. 2004b; 41: Harms PMM, Wesseling KH, Pott F, et al. Continuous stroke volume monitoring by modelling flow from non-invasive measurement of arterial pressure in humans under orthostatic stress. J Clin Sci. 1999; 97: Legramante JM, Gianfranco R, Massaro M, Cassarino S, Peruzi G, Iellamo F. Investigatin feed-forward neural regulation of circulation from analysis of spontaneous arterial pressure and heart rate fluctuations. Circulation. 1999; 99: Mathias CJ, Frankel HL. Autonomic disturbances 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: Oxford University Press. 2002: Teasell RW, Arnold JMO, Krassioukov A, Delaney GA. (2000). Cardiovascular consequences of loss of supraspinal control of the sympathetic nervous system after spinal cord injury. J Phys Med Rehab. 2000; 81(4): Furlan JC, Fehlings MG, Shannon P, Norenberg MD, Krassioukov AV. Descending vasomotor pathways in humans: Correlation between axonal preservation and cardiovascular dysfunction after spinal cord injury. J Neurotrauma. 2003; 20(12): Krassioukov AV, Weavern LC. Morphological changes in sympathetic preganglionic neurons after spinal cord injury in rats. Neurosci. 1996; 70: Arnold JM, Feng QP, Delaney GA, Teasell RW. Autonomic dysreflexia in tetraplegic patients: evidence for alpha-adrenoceptor hyper-responsiveness. Clin Auton Res 1995; 5: Straipsnis įteiktas redakcijai 2009 m. kovo 10 d., priimtas spaudai 2009 m gegužės 13 d.

11 106 A. Packevičiūtė, R. Adomaitienė, L. Samsonienė, A. Juozulynas, V. Valeikienė, A. Gocentas 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. Gocentas³ 1 Lithuanian Academy of Physical Education 2 Vilnius University Health and Sport Centre 3 Institute of Experimental and Clinical Medicine at Vilnius University 4 Vilnius University, Medical Faculty Puplic Health Institute Abstract Some of researches discover, that after SCI not only descending 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 regulation in persons with spinal cord injury in response to orthoclinostatic 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, paraplegics 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 sympathetic and parasympathetic cardiovascular regulation in response to orthostatic stress, compare to controls. In response to clinostatic 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 relationships in able-bodied persons independent of body position. After SCI, sympathetic and parasympathetic regulation ratio may switch from reciprocal to direct, or even became not reliable. Keywords: sympathetic and parasympathetic nervous system, cardiovascular control, spinal cord injury