Новые методы функциональной диагностики для оценки состояния сердечно-сосудистой системы в условиях "сухой" иммерсии

Обследование в экспериментальных сериях выполнялось также как и анализ ВСР в положении лежа до, во время и после окончания воздействия «сухой» иммерсии. В течение 30 с регистрировали ЭКГ-сигнал 3-х стандартных отведениях от конечностей: I, II, III. Для этого использовали четыре электрода: два на внутренней поверхности лучезапястных суставов и два на внутренней поверхности нижней трети голеней. Кожа в месте наложения электродов предварительно обрабатывалась спиртовым раствором и абразивным материалом (гель). Текущее состояние миокарда оценивали с помощью интегрального показателя «миокард».

Анализ Эхокардиографии. Для оценки сократительной функции миокарда выполнена эхокардиография (ЭхоКГ) прибором Aloka SSD-1000. Мы анализировали следующие показатели: конечный диастолический объем (КДО) левого желудочка (ЛЖ), конечный систолический объем левого желудочка (КСО) ЛЖ, фракция выброса (ФВ) ЛЖ размер левого предсердия (ЛП).

Оценка болевого синдрома. Определение наличия, локализации, интенсивности субъективных болевых ощущений и клиническая оценка эффективности обезболивания имеют большое значение, поэтому были разработаны различные методы шкальных оценок боли. В клинической практике и при проведении научных исследований очень важна оценка различных видов боли общепринятыми и легкодоступными методами.

Для оценки интенсивности боли широко используются визуальная аналоговая шкала (Visual Analog Scale, VAS) [134] и цифровая рейтинговая шкала (Numerical Rating Scale, NRS) [144], которые в равной степени чувствительны для определения боли. Менее чувствительной является четырехзначная категориальная вербальная шкала (Verbal Rating Scale, VRS) [151]. Все эти три шкалы предназначены для определения субъективного ощущения пациентом боли в момент исследования. Они могут использоваться для определения динамики интенсивности боли в течение 24ч или недели, однако следует учитывать, что воспоминания о боли могут быть неточными и возможно их искажение вследствие влияния прочих обстоятельств (рис. 7).

Рис. 7. Шкалы, используемые для оценки интенсивности боли

Цифровая рейтинговая шкала предназначена для определения интенсивности боли и состоящая из 11 баллов: от 0 -- боль отсутствует, до 10 -- боль, которую невозможно терпеть. Шкала удобна для использования на практике, легко воспринимается большинством пациентов [144].

В данной работе исследование проводилось в те же сроки, что и анализ вариабельности сердечного ритма до начала эксперимента за 7 дней (фон), на 2-е, 3-е сутки иммерсии (СИ2, СИ3) и на 1-е сутки после окончания воздействия (Р+1) испытателей подробно расспрашивали о расположении боли и ее интенсивности по методу цифровой рейтинговой шкалы.

При сильных болях испытателям было разрешено принимать аналгетические средства, которые находились в аптечке и выдавались по их просьбе медицинским персоналом.

Рентгенографическое исследование. Для рентгенологического исследования поясничного отдела позвоночника использовали прибор «МобиРен-4МТ» (МТЛ, Россия), который размещали в специально приспособленном кабинете рентгенографии. Для выполнения процедуры рентгенографии испытателей на каталке доставляли к месту ее проведения. Исследования проводили за 7 суток до начала эксперимента (фон), на 2-е, 3-е сутки иммерсии (СИ2, СИ3) и на 1-е сутки после окончания воздействия (Р+1). Рентгенография проводилась три раза в течение 30 мин при нахождении испытателя в горизонтальном положении. Доза облучения не превышалась 0,09 мЗв.

Изображении получены с помощью автоматической обработки программой «ДИАРМ-МТ». Для измерения морфологического изменения поясничного отдела позвоночника использовали программу «MultiVox Dicom ver.5» и получили 40 изображений в сагиттальном срезе.

Рис. 8. Мобильный рентгенологический аппарат «МобиРен-4МТ» и программа «ДИАРМ-МТ»

На каждом изображении измерили следующие показатели (рис. 9):

1. Передняя и задняя высота межпозвонкового диска (МПД) были измерены между точками вентро-краниального и вентро-каудального углов (передняя высота диска) и между точками дорзо-краниального и дорзо-каудального углов (задняя высота диска) тел позвонков с L1-L2 до L4-L5.

2. Межпозвонковые углы были рассчитан как угол между линиями, проведенными параллельно превосходящих замыкательных пластин каждого позвонка от L1 доL5.

Рис. 9. Измерение поясничного отдела позвоночника. Сагиттальный срез сверху: до эксперимента; внизу: 3-е сутки иммерсии у одного объекта. Наблюдается увеличение высоты МПД и сглаженность лордоза при иммерсии.

2.3 Статистическая обработка результатов и дизайн исследования

Статистический анализ проводили с помощью программы PASW (SPSS) Statistics 18 для Windows 7. Оценку статистической значимости различий между группами проводили с помощью Mann-Whitney test; оценка между последовательными значениями - с помощью Wilcoxon signed rank test. Статистическая значимость устанавливалась при р<0,05.

Дизайн исследования представлен в таблице 5.

Таблица 5

Дизайн исследования

Серия	Этап обследования	Обследование
		Кардиовизор	Оценка болевого синдрома	Рентгенография поясничного отдела позвоночника	ЭхоКГ
3-суточная «сухая» иммерсия	до начала эксперимента за 7 суток	+	+	+	-
	во время эксперимента 1 сутки	-	+	-	-
	во время эксперимента 2 сутки	+	+	+	-
	во время эксперимента 3 сутки	+	+	+	-
	После окончания эксперимента на 2 сутки	+	+	+	-
5-суточная «сухая» иммерсия	до начала эксперимента за 7 суток	+	+	-	-
	во время эксперимента 2 сутки	+	+	-	-
	во время эксперимента 3 сутки	+	+	-	-
	во время эксперимента 5 сутки	+	+	-	-
	После окончания эксперимента на 2 сутки	+	+	-	-
Больные с распространенным остеохондрозом	до операции РЧД	+	+	+	+
	после операции РЧД	+	+	-	+
Практически здоровые лица	в условиях повседневной деятельности	+	-	-	+

Всего выполнено 186 исследований вариабельности сердечного ритма и дисперсионного картирования ЭКГ, 52 рентгенологических исследований поясничного отдела позвоночника, 149 исследований оценки болевого синдрома позвоночника и 45 исследований ЭхоКГ.

ГЛАВА 3. КЛИНИКО-ИНСТРУМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПОЯСНИЧНОГО ОТДЕЛА ПОЗВОНОЧНИКА И ЭЛЕКТРОКАРДИОГРАФИЧЕСКИЕ ИЗМЕНЕНИЯ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ «СУХОЙ» ИММЕРСИИ

3.1 Эксперимент с 3-х суточной «сухой» иммерсией

Трехсуточная «сухая» иммерсия по методике описанной во второй главе была выполнена у 13 испытателей-добровольцев. Перечень исследований при эксперименте составили: регистрация показателей ВСР, дисперсионного картирования ЭКГ, измерения ЧСС, АД. Болевой синдром оценивался по методу ЦРШ. Впервые в условиях «сухой» иммерсии выполнены рентгенографические исследования высоты межпозвонкового диска поясничного отдела позвоночника.

3.1.1 Исследование вариабельности сердечного ритма

Во время эксперимента «сухой» иммерсии происходит существенная перестройка системы вегетативной регуляции кровообращения, о чем свидетельствуют изменения статистических и спектральных показателей ВСР (табл. 6).

Нами выявлены достоверные различия активности различных звеньев вегетативной регуляции в ходе эксперимента. На вторые сутки эксперимента наблюдается достоверное увеличение активности парасимпатического отдела вегетативной нервной системы. Увеличение RMSSD с 46,95±20,00 мс до 57,90±24,80 мс, SDNN с 55,88±23,85 мс до 61,55±13,88 мс. Выявлено достоверное снижение активности симпатического отдела вегетативной нервной системы, оцениваемое стресс индексом (SI) с 88,97±56,93 усл. ед. до 49,62±28,17 усл. ед.

С третьих суток имела место тенденции к смещению вегетативного баланса в сторону повышения симпатической активности - увеличение стресс индекс (SI) с 49,62±28,17 усл. ед. до 76,52±54,89 усл. ед. и снижение парасимпатической активности вегетативной нервной системы - RMSSD до 46,05±25,77 мс, SDNN до 56,39±20,80 мс.

Таблица 6

Изменение ВСР при воздействии 3-суточной «сухой» иммерсии (m±д)

Показатель	Период эксперимента
	До начала эксперимента	2-е сутки	3-е сутки	После окончания эксперимента
ПАРС(IRSA)	4,08±1,89	3,85±1,41	3,77±1,79	3,62±1,80
ЧСС, уд/мин	67,75±7,59	61,16±8,31	66,12±12,08	69,64±10,97#
pNN50, %	23,22±17,29	35,34±20,24	23,62±22,20#	18,74±21,36#
RMSSD, мс	46,95±20,00	57,90±24,80*	46,05±25,77#	42,84±26,07
Ср. отклон. RR(SDNN), мс	55,88±23,85	61,55±13,88*	56,39±20,80	51,60±16,98
Стресс индекс(SI)	88,97±56,93	49,62±28,17*	76,52±54,89*#	94,55±75,01
Мощность спектра TP, мс2	2553,23±2048,67	3399,65±1309,02*	3069,63±2981,27	2412,64±1408,47
Мощность HF, %	38,68±14,92	41,72±12,74	43,35±18,16	40,80±17,22
Мощность LF, %	41,16±14,13	37,51±10,76*	35,85±9,29	43,18±14,38
Мощность VLF, %	20,15±13,95	20,78±11,53	20,78±11,21	16,02±6,58
LF/HF	1,35±1,04	1,00±0,46	1,16±0,99	1,35±0,91

* - p<0,05 (статистически значимые различия по сравнению с исходным уровнем;

# - p<0,05 - статистически значимые различия по сравнению с уровнем на 2-е сутки

По данным спектрального анализа во вторые и третьи сутки отмечаются более высокое значение мощности HF, % и низкое значение LF, % на фоне достоверного повышения суммарного уровня активности регуляторных систем (TP, mc2). Эти данные подтверждают тенденцию повышения активности парасимпатического звена на вторые сутки эксперимента с последующим смещением их в сторону преобладания симпатической активности (LF/HF).

* - p<0,05 (статистически значимые различия по сравнению с исходным уровнем;

# - p<0,05 - статистически значимые различия по сравнению с уровнем на 2-е сутки

Рис. 10. Динамика вариабельности сердечного ритма при воздействии 3-суточной «сухой» иммерсии

Полученные результаты - снижение симпатической активности на вторые сутки исследования и повышение парасимпатических звеньев регуляции указывают, возможно, на эффекты, вызванные гиподинамией или перераспределением жидких сред организма.

3.1.2 Исследование дисперсионного картирования ЭКГ

Оценка дисперсионного картирования ЭКГ и динамики показатели «миокард» и «ритм», характеризующих показателей величины отклонения от нормы интегральных показатели работы сердца, показала некоторое увеличение их абсолютной величины, не имевших достоверных различий (табл. 7).

Таблица 7

Изменение дисперсионного картирования ЭКГ по ходу эксперимента 3-суточной «сухой» иммерсии (m±д)

Показатель	Период эксперимента
	До начала эксперимента	2-е сутки	3-е сутки	После окончания эксперимента
Миокард, %	12,85±3,26	13,35±2,46	13,55±2,18	13,93±1,69
Ритм, %	22,92±9,99	26,24±22,23	21,70±9,11	25,75±12,27

Как известно дисперсионное картирование и интегральной показатели «миокард» отражают метаболизм сердечной мышцы. Полученные результаты указывают на тенденцию ухудшения состояние миокарда в ходе эксперимента.

3.1.3 Исследование некоторых параметров гемодинамики

При оценке полученных данных, изменения систолического и диастолического давления (САД и ДАД) были относительно стабильными (рис. 11). Характерным было постепенное снижение САД на протяжении исследования и увеличение после воздействия иммерсии.

Рис. 11. Динамика САД, ДАД в эксперименте с воздействием 3-суточной «сухой» иммерсии



Рис. 12. Динамика ЧСС в эксперименте с воздействием 3-суточной «сухой» иммерсии

Наблюдалось снижение ЧСС на 2-е сутки с 67,75±7,59 уд/мин до 61,16±8,31 уд/мин и восстановление ЧСС до исходного уровня к концу эксперимента (рис. 12).

3.1.4 Оценка болевого синдрома в поясничном отделе позвоночника

До иммерсии, в дни, когда было выполнено базовое обследование, ни у одного из испытателей-добровольцев не было отмечено каких-либо жалоб в том числе, на боли в поясничном отделе позвоночника. В ходе эксперимента у всех обследуемых она появилась. Полученные результаты оценки болевого синдрома по методу ЦРШ свидетельствуют о том, что у всех субъектов она как правило, возникала на первые сутки воздействия и постепенно уменьшалась. У восьми испытателей отмечен пик боли на первые сутки, у трех субъектов на вторые сутки и у одного субъекта - на третьи сутки (рис. 13).



Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 13. Динамика степени болевого синдрома при воздействии 3-суточной «сухой» иммерсии по методу ЦРШ

Выраженность болевого синдрома в спине была наибольшей у 5 чел, которые принимали ненаркотические анальгетики. На рис. 3 видно, что в первые сутки составили 6,36±1,75 баллов, на вторые - 5,55±2,30 баллов и к концу исследования - 3,91±1,97 баллов. Сразу после окончания эксперимента боль прекратилась у всех испытателей.

3.1.5 Рентгенографическое исследование поясничного отдела позвоночника

Рентгенографическое исследование поясничного отдела позвоночника выполнено у всех испытателей, оценка результатов исследования проводилась по методике разработанной нами. Оценивались передняя высота межпозвонковых дисков (МПД), задняя высота МПД и средняя высота МПД, кроме того рассчитывался межпозвонковый угол. Данные морфологические изменения при воздействии микрогравитации по эксперименту 3-суточной «сухой» иммерсии представлены в табл. 8.

Таблица 8

Морфология поясничного отдела позвоночника при 3-суточной сухой иммерсии (m±д)

Показатель	Этап исследования	Уровень позвоночника (мм)
		L1/2	L2/3	L3/4	L4/5	Сумма
Передняя высота МПД, мм	До эксперимента	9,04 ± 0,96	9,87 ± 2,04	11,76 ± 2,17	12,91 ± 2,79	43,58 ± 6,62
	2-е сутки	10,29 ± 1,60*	11,97 ± 1,62*	13,31 ± 1,66*	13,88 ± 1,83	49,44 ± 5,57*
	3-е сутки	10,45 ± 1,56*	12,20 ± 1,67*	13,29 ± 2,31*	13,92 ± 2,75*	49,85 ± 6,86*
	После эксперимента	9,07± 0,87	10,69± 1,87	11,46± 2,40	13,33± 2,27	44,54 ± 6,20
Задняя высота МПД, мм	До эксперимента	6,16± 1,08	7,06± 1,44	6,98± 0,95	6,41± 1,10	26,61 ± 3,65
	2-е сутки	7,79± 1,51*	9,05± 1,36*	9,08± 1,45*	8,88± 1,30*	34,80 ± 4,67*
	3-е сутки	7,61± 1,02*	8,71± 1,51*	9,62± 1,69*	9,09± 1,54*	35,03 ± 4,72*
	После эксперимента	6,81± 1,49	7,39± 0,93	7,61± 0,90	6,82± 0,91	28,62 ± 3,32
Средняя высота МПД, мм	До эксперимента	7,60± 0,85	8,46± 1,56	9,37± 1,33	9,66± 1,64	35,09 ± 4,44
	2-е сутки	9,04± 1,45*	10,51± 1,38*	11,19± 1,45*	11,38± 1,35*	42,12 ± 4,74*
	3-е сутки	9,03± 1,04*	10,45 ± 1,28*	11,45 ± 1,81*	11,51± 1,83*	42,44 ± 5,04*
	После эксперимента	7,94± 1,02	9,04± 1,25	9,53± 1,43	10,07± 1,12	36,58 ± 3,93
Межпозвонковый угол, °	До эксперимента	3,50± 1,00	3,40± 1,60	6,50± 1,70	11,20± 3,60	24,70± 5,60
	2-е сутки	2,90± 1,80*	3,80± 2,60	6,70± 1,60	7,80± 2,50*	19,60± 6,40*
	3-е сутки	3,80± 2,70	4,40± 1,90	5,40 ± 0,90*	8,50 ± 2,40*	20,80 ± 6,20*
	После эксперимента	2,70 ± 1,00	4,50 ± 0,90	5,90 ± 1,00	11,20 ± 3,50	24,20 ± 5,10

* - p<0,05 (статистически значимые различия по сравнению с исходным уровнем)

Полученные результаты представлены на рис. 14, где использовано процентное соотношение изменения высоты МПД и межпозвонкового угла при исходном состоянии. Высота МПД изменялась как между позвонками на уровнях, а также между передней и задней размерами. В течение иммерсии средняя высота МПД увеличилась на 19,94% (СИ2), 20,80% (СИ3), а после воздействии возвращалась с увеличением на 4,27% (Р+1). В отличие от этого, межпозвонковый угол изменялся в сторону кифоза. Во время иммерсии сумма углов каждого МПД уменьшалась на 20,65% (СИ2), 15,79% (СИ3) и возвращалась после воздействии с уменьшением на 2,02% (Р+1). Эти эффекты представлены на рис. 14. Изменение показалось резким с началом воздействия и во время воздействии сохранялось [60].

Рис. 14. Процентное изменение высоты и угла МПД

3.1.5.1 Измерение высоты межпозвонковых дисков

На рис.15 представлены динамики среднего значения высоты МПД и межпозвонкового угла. За короткий период средняя высота МПД у испытателей увеличилась с 35,09±4,44 мм до 42,12±4,74 мм на вторые сутки и до 42,44±5,04 мм на третьи сутки. Межпозвонковый угол снизился с 24,70±5,60 ° до 19,06±6,40 ° на первый день идо 20,80±6,20 ° на второй день эксперимента. Достоверное различие высоты МПД до эксперимента и ходе его указывают на возможную связь высоты диска и болевого синдрома, что последующим исследовано с использованием корреляционного анализа.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 15. Изменение высота МПД по ходу эксперимента

Во время иммерсии увеличения высоты каждых МПД были разные (табл. 8). Процентное изменение задней высоты дисков было более выражено, чем передней и изменение задней высоты дисков имеет тенденцию увеличения, чем более каудально, тем больше, а передней высоты - чем более краниально, тем больше. В среднем значении высоты МПД не показана, однако при сравнении изменении передней и задней высоты выявлено большая амплитуда изменении в L4/5 (рис. 16).



Рис. 16. Процентное изменение высоты МПД по сравнению с исходным.

3.1.5.2 Измерение межпозвоночных углов

Результаты изменения высоты МПД соответствуют с наблюдаемыми изменениями в межпозвонковых углах: нижние поясничные МПД (преимущественно L4/5) движутся в более выраженном кифотическом направлении, в то время как из L2/3 и выше, позвонки видны как уплощение из первоначально кифотическом положении (L3/4) или показывают переехать в любом более лордостический положении (L2/3, L1/2) (рис. 17). Эти различия были достоверными.



Рис. 17. Изменение угла между позвонками по уровням поясничного отдела позвоночника

* - p<0,05 - статистически значимые различия по сравнению с исходным уровнем

Рис. 18. Комплексные изменения: ВСР, высота МПД, болевой синдром и тонус мышц в спине при эксперименте с 3-суточной «сухой» иммерсией

Таким образом, результатом исследования с 3-суточной иммерсией являются выявленные фазные изменения ВСР, возникновение различной интенсивности болевого синдрома, морфологические изменения позвоночника (рис. 18). Для исследования взаимной связи полученных данных использован корреляционный анализ.

3.1.6 Анализ корреляционных связей

Можно видеть, что в исходном состоянии высота дисков колебалась от 31,66 мм до 44,13 мм, а в ходе исследования она увеличивалась от 37,40 мм до 49,62 мм. Болевой синдром был отмечен у всех испытателей, а его выраженность колебалась от 4 до 9 баллов.

Рис. 19. Зависимость выраженности болевого синдрома от высоты межпозвонкового диска поясничного отдела позвоночника

В условиях эксперимента «сухой» иммерсии была исследована зависимость между изменением высоты диска и степенью выраженности болевого синдрома (рис. 19). Достоверная корреляционная связь указывает на зависимость возникновения болевого синдрома от изменения высоты межпозвонковых дисков. Следует отметить, что болевой синдром более выражен в первые сутки, а высота межпозвонковых дисков нарастает к окончанию эксперимента. Получена достоверная корреляционная зависимость (R2= 0,53), описанная уравнением «Боль в спине = 1,02 Ч высота диска - 37,84».

Связь изменений позвоночника с возникшим болевым синдромом и регуляцией работы сердечной мышцы составили следующий этап исследования. Она характеризуется уравнением регрессии, в котором величина Y - соответствует выраженности болевого синдрома в баллах. Использовались 12 признаков, отражающих высоту межпозвонковых дисков и показатели вариабельности ритма сердца, из них в финальное уравнение вошли четыре наиболее информативных признака. Уравнение имеет вид:

Y = 0,35 Ч MD - 0,01 Ч SI - 0.11 Ч LF + 0.11 Ч RMSSD

где: Y - степень болевого синдрома от 0 до 10 баллов; MD - средняя высота межпозвонковых дисков поясничного отдела позвоночника мм; SI - стресс индекс, усл. ед.; LF - Низкочастотная мощность спектра, %; RMSSD - среднее значение квадратов разностей длительностей последовательных N-N интервалов, мс.

В уравнение вошли высота МПД и три показателя, характеризующих различные стороны регуляции сердечного ритма. В результате решения уравнения имеется числовой показатель близкий к величине шкальной оценки болевого синдрома. Коэффициент детерминации составляет R2 = 0,58. Уравнение отражает состояние связей между переменными на вторые сутки эксперимента, когда выраженность болевого синдрома была максимальной. Отметим, что болевой синдром имел тенденцию к снижению в последующем. Высота МПД была увеличенной на протяжении всего эксперимента.

Выявленны связи между высотой МПД, уменьшением симпатической активности (SI) и одновременно увеличением активности парасимпатической нервной системы (RMSSD). Отрицательная связь болевого синдрома в спине и показателя LF может свидетельствовать об угнетении вазомоторного центра регуляции.

Таким образом, выявлена связь выраженности болевого синдрома с изменениями в позвоночнике и регуляцией работы сердца. Коррекция выявленных изменений может быть реализована в условиях космического полета с помощью специальных программ физических упражнений с преимущественным использованием осевых нагрузок.

3.2 Эксперимент с 5-суточной «сухой» иммерсией

Особенностью данного этапа эксперимента было использование костюма «Пингвин», создающего осевые нагрузки на позвоночник и нижние конечности. Исследование проводилось с воздействием 5-суточной «сухой» иммерсии.

3.2.1 Исследование вариабельности сердечного ритма

При анализе ВСР были получены данные, отражающие изменения вегетативной регуляции кровообращения (табл. 9).

таблица 9

Изменение ВСР по ходу эксперимента 5-суточной «сухой» иммерсии (m±д)

Показатель	Период эксперимента
	до	2-е сутки	3-е сутки	5-е сутки	после
ПАРС(IRSA)	4,67±1,15	5,00±0,86	4,17±0,75	3,17±0,54	4,50±0,56
ЧСС, уд/мин	67,73±4,03	61,32±3,02	68,32±4,46	69,28±3,34	69,18±4,26
RMSSD, мс	52,62±6,46	70,57±12,18	49,02±9,79	40,43±5,88	52,92±11,07
Ср. отклон. RR(SDNN), мс	61,48±9,00	82,37±8,17*	63,08±9,02	49,28±3,39	60,37±8,40
Стресс индекс(SI), ед	55,68±18,72	32,47±6,21*	63,30±17,68	90,90±18,68*	73,38±21,35*
Мощность спектра TP, мс2	3846,02± 1137,14	5967,78± 1106,47*	3565,72± 980,76	2220,83± 205,16	3746,05± 1059,75
Мощность HF, %	43,08±8,66	47,32±9,42	37,58±6,14	35,42±5,37	34,22±2,87
Мощность LF, %	44,88±9,88	38,23±8,29	44,02±6,82	39,85±6,37	49,38±3,31
Мощность VLF, %	12,03±3,90	14,42±1,79	18,40±2,93	24,75±8,34	16,38±4,60
LF/HF	1,73±0,76	1,20±0,39	1,43±0,31	1,25±0,19	1,50±0,15

* - p<0,05 (статистически значимые различия по сравнению с исходным уровнем)

Получена тенденция к уменьшению стресс индекса (SI) с 55,68±18,72 до 32,47±6,21 усл. ед. на вторые сутки, SDNN на вторые сутки выше чем исходного состояния. Оценка динамики показателей SI и SDNN, RMSSD, характеризующих, соответственно, активность симпатического и парасимпатического отделов ВНС, показала, что вегетативный баланс сместился в сторону более значительной активации симпатического отдела, которая сохранилась к 5-м суткам до 90,90±18,68 усл. ед. (SI), 49,28±3,39 мс (SDNN), 40,43±5,88 мс (RMSSD). На вторые сутки иммерсионного воздействия наблюдалось снижение симпатической активности, которая, однако, восстановилась выше исходного уровня к 3-м суткам и далее увеличивалась к 5-м суткам эксперимента.

Сходное с 3-суточным исследованием динамическое изменение показано на рис. 20. Эксперимент с 5-суточной «сухой» иммерсией также выявил фазные изменения вегетативной нервной системы.

Рис. 20. Динамика вариабельности сердечного ритма при воздействии 5-суточной «сухой» иммерсии

3.2.2 Исследование дисперсионного картирования ЭКГ

Динамика средних значений интегрального показателя «миокард» во время и после воздействия 5-суточной «сухой» иммерсии представлена в табл. 10. До воздействия иммерсии отклонений индекса «миокард» от нормы не выявлено. Первоначально наблюдалось снижение средних значений до 2 суток и показалось тенденция к увеличению дисперсионных характеристик. При оценке показателя «ритм» в динамике, наблюдалось увеличение на протяжении исследуемого периода. После окончания эксперимента показатель «ритм» снизился к сторону исходного значения.

Таблица 10

Изменение ДК ЭКГ по ходу эксперимента 5-суточной «сухой» иммерсии (m±д)

Показатель	Период эксперимента
	До	2-е сутки	3-е сутки	5-е сутки	После
Миокард, %	14,17± 0,75	11,67±4,32	13,50± 3,78	14,00±2,10	12,17± 4,45
Ритм, %	19,67± 9,37	22,83± 7,47	24,33± 20,18	24,83± 21,50	23,17± 12,50

3.2.3 Исследование некоторых параметров гемодинамики

При оценке артериального давления и ЧСС, показалось подобное изменение как при 3-суточной «сухой» иммерсии (рис. 21). Соответственно характерным было постепенное снижение САД на протяжение исследуемого периода и увеличение после воздействия иммерсии. Также наблюдалось снижение ЧСС на 2-е сутки и восстанавливалась до исходного уровня к концу эксперимента.



Рис. 21. Динамика САД, ДАД и ЧСС в эксперименте с воздействием 5-суточной «сухой» иммерсии

3.2.4 Оценка болевого синдрома в спине

Боль в спине возникла у всех, однако ее выраженность в два раза меньше, чем при 3-суточной иммерсии. Максимальное значение боли при 3-суточной иммерсии было 6,36±1,75 баллов, а в данном эксперименте составило 2,83±0,98 баллов (рис. 22).



Рис. 22. Динамика степени болевого синдрома при воздействии 5-суточной «сухой» иммерсии по методу ЦРШ

Выполненные исследования в первой и второй сериях экспериментах указывают на идентичность изменений сердечно-сосудистой системы у испытателей. Достоверное изменение стресс индекса (SI), увеличения SDNN, RMSSD позволяет утверждать, что в условиях «сухой» иммерсии на первом этапе происходит угнетение симпатической регуляции сердечно-сосудистой системы и активации парасимпатической регуляции. В последующем этот дисбаланс уменьшается, активность симпатического звена регуляции увеличивается, а парасимпатической уменьшается. Наиболее достоверно это выявлено при 5-суточной иммерсии.

В 3-суточной иммерсии мы смогли убедиться, что происходят существенные морфологические изменения поясничного отдела позвоночника. В течение трех суток высота межпозвонкового диска существенно увеличивается, с 35,09±4,44 мм до 42,44±5,04 мм на третьи сутки. Увеличение диска у всех испытателей было равномерно, и чем более каудально тем более выраженное изменение в поясничном лордозе.

В ходе исследований болевой синдром в спине возникал у всех испытателей, но интенсивность болей была различной. Было отмечено, что выраженная боль наступала в первые дни эксперимента и в последующие дни имела тенденцию к уменьшению: с 6,36±1,75 мм на первые сутки до 3,91±1,97 мм на третьи сутки (при 3-суточной иммерсии). При сопоставлении выраженности болевого синдрома с высотой межпозвонкового диска мы использовали корреляционный анализ, который позволил выявить корреляционную связь между высотой диска и выраженностью болевого синдрома (R2 = 0,53). При включении в регрессионное уравнение показателей ВСР его коэффициент детерминации увеличивается до R2 = 0,58, т.е. 58% дисперсии зависимой переменной - выраженности боли определяется выбранным уравнением. Увеличение точности метода позволяет утверждать наличие связи характера болевого синдрома в позвоночнике по отношению к регуляторым механизмам сердечно-сосудистой системы. Изменения в позвоночнике и изменения органов сердечно-сосудистой системы следуют рассматривать как единый механизм возникновения болевого синдрома. Полученные результаты позволяют сделать заключение о фазных изменениях регуляторных механизмов сердца в условиях моделируемой невесомости, а схожесть результатов 3- и 5-суточной иммерсии указывает на высокую воспроизводимость (валидность) полученных изменений органов сердечно-сосудистой системы. Меньшая выраженность болевого синдрома при 5-суточной иммерсии свидетельствует об эффективности создаваемой осевой нагрузки.

Полученные результаты послужили поводом для клинического этапа исследования, когда болевой синдром при остеохондрозе позвоночника был купирован РЧД межпозвонковых суставов.

ГЛАВА 4. КЛИНИКО-ИНСТРУМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ И ЛЕЧЕНИЕ БОЛЬНЫХ С РАСПРОСТРАНЕННЫМ ОСТЕОХОНДРОЗОМ

4.1 Болевой синдром у пациентов с распространенным остеохондрозом межпозвонковых суставов

Для выявления и уточнения полученных экспериментальных данных по результатам «сухой» иммерсии нами выполнено исследование ССС у пациентов с остеохондрозом позвоночника. Болевой синдром при поражениях поясничного отдела был похож на боли которые испытывали здоровые лица в условии «сухой» иммерсии, а метод исследования - ВСР, ДК ЭКГ и оценка болевого синдрома были прежними.

Боль в спине является актуальной и социально значимой проблемой современного здравоохранения. Установлено, что в течение жизни один или несколько эпизодов болей в спине испытывают более 90% населения земного шара. По данным разных авторов, в Российской федерации на дегенеративные заболевания позвоночника, которые в большинстве случаев клинически проявляются болевым синдромом, приходится до 76% всех случаев и 72% дней временной нетрудоспособности в амбулаторно-поликлинической сети, а в неврологических стационарах 56 и 48% соответственно [63].

У части больных радикулярная боль нередко сопровождает, а иногда является пусковым механизмом развития опасного кардиального синдрома - появление болей в области сердца, осложнений артериальной гипертонии, ишемической болезни сердца, но чаще всего вызывает рефлекторную вазоспастическую стенокардию, различные нарушения ритма и проводимости сердца. Сказанное позволяет утверждать, что боль в позвоночнике представляет собой серьезную общемедицинскую проблему.

Среди всех больных с болевым синдромом позвоночника мы выбрали группу исследуемых, которые на три дня после РЧД имели постельный режим. Тринадцати больным этой группы выполнена РЧД межпозвонковых суставов с хорошим клиническим эффектом. У всех высота межпозвонкового диска была постоянной и составила 33,14±3,27 мм. Четкое достоверное эффективное купирование боли при использовании РЧД была использована нами как модель купирования боли в спине.

Рис. 23. Радиочастотный генератор Stryker Interventional spine MultiGen RF Console и модель процедуры «Радиочастотная денервация»

4.2 Метод «радиочастотная денервация межпозвонковых суставов»

Радиочастотная денервация межпозвонковых суставов впервые была описана J. Goldthwait в 1911 г. В 20-е годы прошлого века Vitorio Putti привлек всеобщее внимание своими работами, посвященными изучению этиологии и патогенеза ишалгии. Им было объективно доказано влияние дегенеративных изменений в межпозвонковых суставах на формирование болевого синдрома в поясничном отделе позвоночника [165]. С 1973 г. C. Shealy начал применять для денервации межпозвонковых суставов метод радиочастотной деструкции. В своей работе он использовал радиочастотный генератор «Radionics» (рис. 23). Результаты его работы опубликованы в статьях: «Чрескожная радиочастотная денервация межпозвонковых суставов»и «Метод лечения боли в спине» [52]. В рандомизированном контролируемом исследовании были получены данные о высоком преимуществе радиочастотной денервации межпозвонковых суставов над блокадами у пациентов с болью в спине длительностью более года, обусловленной фасеточным болевым синдромом [63]. По данным разных авторов, методика эффективна в 80% случаев. Каких либо осложнений хирургического вмешательства авторы не отмечали.

4.3 Результаты клинического этапа исследования

Схема и дизайн исследования клинического этапа были идентичными экспериментальному исследованию здоровых лиц. В табл. 11 приведены результаты клинического этапа исследования больных, которых подвергнули процедуре РЧД: 13 человек были обследованы за сутки до РЧД (группа 1), через сутки после РЧД обследованы повторно. Эти данные представлены в следующей колонке (группа 2). В третьей колонке приведены результаты ДК ЭКГ и ВСР здоровых людей этой возрастной группе. Достоверность различия показателей, оцениваемая по критериям Р1 (первая -вторая группа), Р2 (первая - третья группа) представлены в четвертой и пятой колонках.

До и после процедуры РЧД каждого больного расспрашивали о расположении боли и ее интенсивности. Оценка интенсивности болевого синдрома также проводилась по методу цифровой рейтинговой шкалы. Следует отметить, прежде всего, высокую эффективность радиочастотной деструкции по шкале оценки боли. Установлено, что до процедуры интенсивность болевых ощущений составляла 5,63±1,92 балла, а через сутки - 2,00±0,93 балла (р1=0,01), через трое суток болей в спине больные не отмечали. В контрольной группе не имелось болевых ощущений в спине.

При анализе ДК ЭКГ показатели «миокард» и «ритм» между группами не имели достоверных различий.

При анализе вариабельности сердечного ритма и ЧСС, артериального давления до и после процедуры РЧД получены достоверные изменения.

Таблица 11

Результаты ВРС и дисперсионного картирования ЭКГ в группе клинического наблюдения (m±д)

Признак	Больные (n = 13)	Контрольные (n= 14)	Достоверность
	До РЧД	После РЧД		Р1	P2
Группа	1	2	3	1-2	1-3
Болевой синдром, ед.	5,63±1,92	2,00±0,93	-	0,01
Показатель «Миокард», %	15,62±3,12	16,46±6,53	15,21±3,96
Показатель «Ритм», %	27,77±20,17	36,46±17,29	30,93±17,13
ПАРС, ед.	4,75±1,66	3,33±1,23	2,79±1,48	0,02	0,01
ЧСС, уд/мин	65,32±10,45	67,51±8,10	66,73±8,36
RMSSD, мс	40,38±22,84	31,72±17,29	35,66±16,69	0,02
SDNN, ms	45,25±21,48	38,85±16,65	41,76±13,44	0,00
Стресс-индекс (SI), ед	128,06±98,43	200,43±191,43	129,20±68,95	0,02
TP, мс2	1789,78±1696,61	1507,24±1512,13	1930,61±1427,30	0,01
HF, %	45,75±16,59	43,61±14,63	39,64±15,97
LF, %	38,25±16,17	31,54±14,27	34,39±10,22
VLF, %	15,98±11,24	24,87±9,09	25,99±10,03	0,02	0,03
LF/HF	1,12±0,96	0,94±0,77	0,91±0,43
САД, мм рт. ст.	124,92±19,37	122,83±20,72	121,53±16,34
ДАД, мм рт. ст.	78,33±12,81	75,00±11,28	76,34±13,67

В табл. 11 представлено сравнение результатов полученных данных ДК ЭКГ и ВСР между пациентами и здоровыми. При анализе ВСР показатель ПАРС (показатель активности регуляторных систем) был достоверно более высоким у больных до операции, чем после и здоровых пациентов (р1 = 0,02 и р2 =0,01). Достоверное снижение абсолютной величины ПАРС на 1,42 балла свидетельствует о нормализации регуляторных механизмов сердечно-сосудистой системы. Показатели RMSSD и SDNN, характеризующие парасимпатическую активность, у пациентов с дегенеративными заболеваниями позвоночника относительно выше, чем у здоровых, и снижаются после выполненной операции, выявлено уменьшение парасимпатической активности RMSSD - c 40,38±22,84 до 31,72±17,29 мс (р1 = 0,02), SDNN - с 45,25±21,48 до 38,85±16,65 мс. Стресс индекс достоверно увеличился у больных после оперативного лечения с 128,06±98,43 до 200,43±191,43 усл. ед. (р1=0,02), что указывает на активацию симпатической составляющей вегетативного баланса.

При спектральном анализе ВСР суммарная мощность (TP) уменьшилась с 1789,78±1696,61 до 1507,24±1512,13 мс, и имела достоверное отличие (р1 = 0,01). Мощность спектра VLF, % у больных после операции достоверно повышается и близко к значению показателя у здоровых (р1 = 0,02 и р2 = 0,03). Показатель VLF некоторые физиологи связывают с активацией высших вегетативных центров головного мозга. Достоверное снижение у больных этого показателя до операции и нормализация его после операции возможно связаны с участием высших вегетативных центров в происхождении болевого синдрома при заболевании позвоночника.

Отметим, что полученные результаты свидетельствуют об активации симпатических влияний на сердце после выполненной радиочастотной денервации области межпозвоночных суставов.

4.4 Сопоставление результатов экспериментального этапа исследования и клинических наблюдений

Для сопоставления результатов экспериментального и клинического исследования использовали достоверные признаки ВСР при «сухой» иммерсии и лечение методом РЧД. Сопоставлялись наиболее выраженные отклонения рассматриваемых показателей ПАРС, стресс индекса (SI), RMSSD, SDNN. Мы рассматривали их абсолютную величину до эксперимента и на вторые сутки исследования, когда отклонения были наиболее выражены. Также в клиническом исследовании рассматривали показатели до процедуры РЧД и на первые сутки после ее выполнения (рис. 24).

Рис. 24. Показатели активности регуляторных систем(ПАРС) в группах «сухой» иммерсии и РЧД межпозвонковых суставов

Можно сделать вывод, что ПАРС имел одинаковую направленность изменений. В результате «сухой» иммерсии он имел тенденцию к уменьшению на 1,17 баллов. Напомним, что уменьшение этого показателя отражает положительную динамику состояния органов сердечно-сосудистой системы. После РЧД выявлено достоверное уменьшение показателя ПАРС.



Рис. 25. Стресс индекс в группах «сухой» иммерсии и РЧД межпозвонковых суставов

Стресс индекс, отражающий напряженность симпатического звена регуляции органов сердечно-сосудистой системы, уменьшился на вторые сутки «сухой» иммерсии почти в два раза и составил соответственно 88,97±56,93 и 49,62±28,17 усл. ед. Отметим, что в этот период все испытатели отмечали максимальную выраженность болевого синдрома, которые выражались в баллах. Стресс индекс в клинической группе после РЧД имел значительное увеличение с 128,06 до 200,43 усл. ед. и в это время болевой синдром был купирован у большинства больных. Таким образом, получена схожая зависимость экспериментальных исследований и клинических результатов - минимальному стресс индексу соответствует наибольшая выраженность болей в спине.



Рис. 26. SDNN в группах «сухой» иммерсии и РЧД межпозвонковых суставов

Показатель SDNN отражает парасимпатическую нервную систему. Можно видеть, что в эксперименте «сухой» иммерсии на вторые сутки выявлено достоверное повышение этого показателя SDNN, тогда как в клиническом исследовании отмечена тенденция к его уменьшению. Отметим, что максимальное значение SDNN в обеих группах соответствует максимальному баллу болевого синдрома.



Рис. 27. RMSSD в группах «сухой» иммерсии и РЧД межпозвонковых суставов

Показатель RMSSD также отражает активность парасимпатической регуляции ССС. Представленные на рис 27. результаты повторяют показатели SDNN и свидетельствуют о наибольшем приоритете парасимпатической активности при выраженном болевом синдроме.

4.5 Корреляционный анализ результатов дисперсионного картирования ЭКГ

При анализе ДК ЭКГ показатели «миокард» и «ритм» между группами не имели достоверных различий. Однако во всех стадиях экспериментах отмечено увеличение показателя «миокард». Полученные результаты позволили нам выполнить его сопоставление показателя «миокард» сократительной функции мышцы сердца - фракция выброса левого желудочка, оцениваемый в процентах и определяемой методикой Эхо-КГ описаны во второй главе. Для решения этой задачи использован дискриминантный анализ.

Использованные данные фракция выброса и показатели «миокард» у исследуемых 3, 4, 5 групп - у 45 чел. При анализе полученных результатов с использованием корреляционного анализа выявлена зависимость между индексом «миокард» и фракцией выброса левого желудочка (ФВ ЛЖ) (r = 0,55). Полученные результаты позволили сделать заключение о наличии связи рассматриваемых показателей и контрактильности миокарда. При более тщательном анализе c использованием регрессионного анализа показателей ДК ЭКГ и вариабельность сердечного ритма, их связей с фракцией выброса левого желудочка получено регрессионное уравнение:

ФВ ЛЖ, % = 78 - 0,15 х VLF - 0,6 х «миокард»

Где: ФВ ЛЖ, % - фракция выброса левого желудочка рассчетная;78 - коэффициент регрессии;0,15 х VLF - очень низкочастотная мощность спектра ритма сердца; 0,6 х «миокард» - абсолютное значение показателя.

Предсказательная ценность данного уравнения на опытной группе составила 67%. В целях проверки достоверности выведенного уравнения были сформированы две контрольные группы: А и Б. В группу А вошли 11 молодых здоровых людей ( 6 мужчин - 55% и 5 женщин - 45%) с высокой ФВ ЛЖ, в группу Б - 11 пожилых людей со сниженной ФВ ЛЖ. Чувствительность метода на группе контроля составила 70%, специфичность - 72%.



Рис. 28. Диаграмма рассеяния между показателями «миокард» и ФВ ЛЖ

Таким образом, дисперсионное картирование ЭКГ может рассматриваться как дополнительный признак в оценке сократительной функции мышцы сердца.

4.6 Использование полученных результатов в клинической, авиационной и космической медицине

Выявленные нами связи изменений в регуляции сердечно-сосудистой системы и высоты межпозвонковых дисков, выраженности болевого синдрома в спине, описанные нами в 3 главе, позволяют выделить факторы риска возникновения боли. Эти результаты исследований при моделировании невесомости представлены в таблице 12.

Во-первых, это высота межпозвонковых дисков, до эксперимента и ее прирост в ходе исследования. Выявлено увеличение высоты диска от 35,09±4,44 мм (до эксперимента) до 42,44±5,04 мм (на 3-е сутки эксперимента). По нашим данным увеличение высоты межпозвонковых дисков совпадает с максимальной выраженностью болевого синдрома и достоверным снижением стресс индекса до 49,62±28,17 (р<0,05 ).

Следующим фактором риска является сниженная активность вазомоторных регуляторных центров, показатель LF снижается с 41,16±14,13 % до 37,51±10,76 %. Показатель активности парасимпатической нервной регуляции, RMSSD при максимальном значении болевого синдрома имел достоверное увеличение и до эксперимента составил 46,95±20,00 мс и на третьи сутки 57,90±24,80 мс.

Таким образом, возникновение и выраженность болевого синдрома в позвоночнике в условиях имитирующих невесомость связаны с абсолютной высотой межпозвонковых дисков и ее приростом в ходе исследования. Регуляторные механизмы сердечно сосудистой системы в этот период отражаются снижением симпатической и увеличением парасимпатической регуляции.

Таблица 12

Оценка состояния обследуемых при 3-суточной «сухой» иммерсии

Признак	Минимальное значение	Максимальное значение	Среднее значение (m±д)
Выраженность болевого синдрома на 2-е сутки, балл	4,0	9,0	6,36
Высота МПД, мм	до эксперимента	31,66	44,13	35,09±4,44
	на 2-е сутки	37,40	49,62	42,12±4,74
Стресс- индекс, усл.ед	до эксперимента	17,80	188,80	88,97±56,93
	на 2-е сутки	19,90	125,30	49,62±28,17
LF, %	до эксперимента	25,30	78,60	41,16±14,13
	на 2-е сутки	18,80	51,80	37,51±10,76
RMSSD, мс	до эксперимента	16,1	84,4	46,95±20,00
	на 2-е сутки	24,6	124,5	57,90±24,80

Полученные результаты эксперимента 3-, 5-суточной «сухой» иммерсии и клинических исследований позволяют высказать гипотезу об участии вегетативной нервной системы в генезе болей в спине. Снижение активности симпатической нервной системы и увеличение парасимпатической активности выявлено во всех группах эксперимента. Наряду с действием невесомости исчезновением осевых нагрузок уменьшает симпатическую активность.

Отметим практическую значимость для экспериментальной и клинической медицины оценку показателя «миокард» дисперсионного картирования ЭКГ. Характеристики амплитуд микроальтернаций представляются интегральным индексом «миокард», детализирующим изменения по камерам сердца, а также по интервалам де- и реполяризации. В результате компьютерного анализа формируется карта усредненных амплитуд микроальтернаций в виде 3-мерной цветовой модели сердца (дисперсионный портрет сердца). Индекс «Миокард» является средним относительным показателем отклонения электрофизиологических характеристик от нормы миокарда в целом. Индекс измеряется в относительной шкале с диапазоном от 0% до 100%. Чем больше значение индикатора, тем больше отклонение от нормы, тем выше степень электрофизиологических отклонений и соответственно структурных изменений. Значение индекса «миокарда» в известных пределах статистически увеличивается с возрастом, под воздействием физической нагрузки и психологического стресса. Это своего рода косвенный показатель дезорганизации миокарда, отражение его энтропии [3, 46].

Выявленная нами зависимость показателя «миокард» от сократительной функции сердца нуждается в последующей клинической оценке, особенно у больных с нарушенной контрактильной функцией сердца. Но уже сегодня можно утверждать о значимости оценки показателя «миокард» в динамике клинического наблюдения и космического полета.

ГЛАВА 5. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ

Сердечно-сосудистая система в области космической медицины как самая основная и чувствительная система человеческого организма многими авторами исследовалась и обсуждалась, начиная с первых космических полетов человека [21, 30, 106]. Исследования вегетативной регуляции кровообращения в космических полетах с использованием анализа ВСР были проведены впервые в полетах кораблей «Восток-3» и «Восток-5». Было установлено, что в 3- и 5-суточном полетах отчетливо выявлено смещение вегетативного баланса в сторону усиления активности парасимпатического отдела. Реакция приспособления к новым условиям невесомости протекала у каждого из членов экипажа по-разному. Эти исследования положили начало систематическому применению анализа ВСР для оценки состояния членов экипажа на разных этапах космического полета [93].

Анализ ВСР показал, что этот метод, использование которого для научных исследований в космической медицине началось более 40 лет назад [7], до сих пор не потерял своей научной и практической значимости. Более того, накопленных знаний уже вполне достаточно для того, чтобы перейти к их практической реализации для дальнейшего развития системы медицинского контроля состояния здоровья космонавтов в ходе полета. Дисперсионное картирование ЭКГ как одни из основных методов, используемых в клинике в целях раннего выявления электрофизиологических изменений в миокарде в настоящее время активно изучается. Несколькими авторами (Р.М. Баевский, А.Г. Черникова, А.К. Ешманова) изучались изменения ВСР и ДК ЭКГ в условиях космического полета и наземного моделирования невесомости. Результаты показателей, полученных у них, сильно влияли на данную работу в различных аспектах.

Однако, в данной работе впервые выполнено комплексное исследование, которое включает вариабельность сердечного ритма, дисперсионное картирование ЭКГ, оценку выраженности болевого синдрома в спине и морфологические изменения поясничного отдела позвоночника. Боль в спине - одна из наиболее часто встречающихся медицинских проблем, в том числе у космонавтов во время полета. Приблизительно от 68 до 80% космонавтов отмечают различного рода проявления болевого синдрома в поясничном отделе позвоночника [181]. На протяжении всего полета длительность болевого синдрома варьируется от 14 до 100%, выраженность и длительность которого иногда значительно снижает работоспособность и качество жизни всего экипажа на орбите [181]. Изменение длины позвоночника, как известно, происходит, прежде всего, за счет гипергидротации межпозвонкового диска в связи с отсутствием осевой нагрузки в условиях микрогравитации и значительным перераспределением жидких сред. С увеличением объема межпозвонковых дисков происходит выпрямление физизологического кифоза и лордоза, что в свою очередь дополнительно влияет на увеличение длины позвоночника [135, 164]. В связи с этим после возвращения на землю у экипажа повышается риск возникновения самых разных заболеваний позвоночника. Это связано, главным образом с тем, что изменения, происходящие в позвоночнике космонавтов не успевают полностью восстановиться и приспособиться к условиям гравитации и именно поэтому у космонавтов чаще, чем у обычных людей возникают проблемы с позвоночником [164].

Многие изменения в организме человека в условиях микрогравитации, в том числе и увеличение роста всего тела, боль в спине, были изучены в различных экспериментах моделирующих условия космического полета [21, 101]. В экспериментах было отмечено, что в условиях длительного (4 недель и более) постельного режима происходит увеличение длины поясничного отдела позвоночника, изменения физиологических изгибов, гипергидратация межпозвонковых дисков, мышечная атрофия. Перечисленные изменения нарушают биомеханику позвоночных сегментов и позвоночника в целом, а также патологически воздействуют на окружающие структуры и нервные окончания [141, 149, 154, 172, 179].

В настоящее время имеется мало научных работ об изменениях, происходящих в структуре позвоночного столба в условиях микрогравитации. В работах нескольких авторов [154, 164, 181] было показано, что во время космического полета и в условиях антиортостатической гипокинезии происходят увеличение высоты межпозвонковых дисков, уменьшение межпозвонковых углов и возникновение болевого синдрома в спине. Рентгенологические исследования в условиях «сухой» иммерсии не проводили.

Нами исследована роль «сухой» иммерсии в решении данной работы. «Сухая» иммерсия, как один из методов моделирования эффектов невесомости давно используется для изучения различных аспектов космической медицины, включая испытания новых средств профилактики неблагоприятного действия факторов космического полета и исследование ряда фундаментальных проблем гравитационной физиологии [33]. Особенно, она является наиболее близкой к микрогравитации по оказываемым на двигательную систему влияниям [118, 119]. Эта модель в полной мере воспроизводит механическую разгрузку и свойственную невесомости безопорность. В условиях иммерсии опора ровно распределяется по поверхности тела, в результате чего центральная нервная система воспринимает эту среду как безопорную [118].

Данная работа разделяется на экспериментальную и клиническую части. В экспериментальной серии проводили два эксперимента: 3-суточная и 5-суточная «сухая» иммерсия. В клинической серии проводили исследования, разделяя на группу больных и здоровых.

В 3-суточной иммерсии использовали ВСР, ДК ЭКГ, АД, ЧСС для исследования сердечной деятельности, цифровую рейтинговую шкалу для оценки болевого синдрома в спине и рентгенологическое обследование для измерения морфологического изменения поясничного отдела позвоночника.

В экспериментальных исследованиях с воздействием «сухой» иммерсии показано, что 3- и 5-суточная иммерсия вызывает отчетливые фазные изменения вегетативной регуляции. Так, на вторые сутки эксперимента наблюдается достоверное увеличение активности парасимпатического отдела вегетативной нервной системы, pNN50 - с 23,2±9,40 до 35,3±11,00 мс, RMSSD - с 46,9±10,87 до 57,9±13,48 мс, SDNN - с 55,9±12,97 до 61,5±7,55 мс снижение активности симпатического отдела вегетативной нервной системы, стресс индекс (SI) -с 89,0±30,94 до 49,6±15,32 усл. ед. С третьих суток имела место тенденция к смещению вегетативного баланса в сторону усилия симпатической активности - увеличение стресс индекс (SI) с 49,6±15,32 до 76,5±29,84 усл. ед. и снижение парасимпатической активности вегетативной нервной системы - pNN50 до 23,6±12,07 мс, RMSSD до 46,1±14,01 мс, SDNN до 56,4±11,31 мс. По данным спектрального анализа во вторые и третьи сутки отмечаются более высокое значение мощности HF, % и низкое значение LF, % на фоне повышения суммарного уровня активности регуляторных систем (TP, mc2). Эти данные подтверждают повышение активности парасимпатического звена на вторые сутки эксперимента с последующим смещением их в сторону преобладания симпатической активности (LF/HF).

Оценка дисперсионного картирования ЭКГ и динамики показателей «миокард» и «ритм», характеризующих показатель величины отклонения от нормы интегральных показателей работы сердца, показала некоторое увеличение их абсолютной величины.

На фоне относительно стабильных изменениях динамики АД, характерным было постепенное снижение САД на протяжении исследуемого периода и увеличение после воздействия иммерсии. Также наблюдалось снижение ЧСС на 2-е сутки, которая восстанавливалась до исходного уровня к концу эксперимента.

Полученные результаты оценки болевого синдрома по методу ЦРШ свидетельствуют о том, что у всех субъектов была боль в пояснице, но интенсивность болей была различной. Было отмечено, что выраженная боль наступала в первые дни эксперимента и в последующие дни имела тенденцию к уменьшению. При сопоставлении выраженности болевого синдрома с высотой межпозвонкового диска выявлена их корреляционная связь.