Polne razlike u mehanizmima vegetativne regulacije srčane frekvencije

Abstract

Cilj ove teze bio je utvrđivanje polnih razlika u mehanizmima vegetativne regulacije srčane frekvencije, kao i utvrđivanje razlika u regulaciji srčane frekvencije kod žena po fazama menstrualnog ciklusa. Korišćeni su parametri varijabilnosti srčanog ritma (heart rate variability) - HRV i oporavka srčane frekvencije (heart rate recovery) - HRR. Ispitivanje je obuhvatilo 90 ispitanika; 45 osoba muškog pola (20.4±0.7 god., 184±5.00 cm, 79.38±9.42 kg, BMI 23.53±2.83) i 45 osoba ženskog pola (20.5±0.6 god., 168±5.25 cm, 60.96±6.93 kg, BMI 21.57±2.23) - studenata Univerziteta u Novom Sadu. Za prikupljanje podataka korišćen je pulsmetar (Polar, Finska). Ispitivanje je sprovedeno u mirovanju, kao i u periodu oporavka posle kratkotrajnog fizičkog opterećenja poznatog intenziteta. U prvom modulu snimanje je obavljano u miru, u sedećem poloţaju na samom ergo-biciklu, stopala na platformi ispred pedala, noge u fleksiji od 90° u kolenom zglobu, ruke na natkolenicama. U drugom modulu snimanje je obavljeno u priodu petominutnog oporavka posle maksimalnog opteraćenja u trajanju od 30 sekundi (supramaksimalno opterećenje) - Wingate protokol. U grupi muškaraca sprovedeno je jednokratno merenje, dok su za grupu ţena isti moduli snimanja primenjeni u ri navrata: 1. U fazi menstrualnog krvarenja, rana folikularna faza - najniži nivoi estrogena i progesterona. 2. Kasna folikularna faza - visok estrogen. 3. Srednja lutealna faza - visok nivo progesterona i estrogena. U miru kao i u poslednjem trominutnom intervalu petominutnog oporavka određeni su sledeći parametri varijabilnosti srčanog ritma: srednja vrednost NN intervala - RRNN, standardna devijacija NN intervala - SDNN, kvadratni koren iz srednje vrednosti kvadrata sukcesivnih razlika susednih NN intervala (root mean square of successive differences) - RMSSD, broj sucesivnih NN intervala koji se razlikuju za više od 50ms - NN50 i procentualni udeo NN50 u ukupnom broju NN intervala - pNN50. Od parametara frekvencijskog domena, nakon brze Furijeove transformacije analizirani su sledeći parametri: snaga spektra niske frekvencije (LF; 0,04-0,15Hz) i snaga spektra visoke frekvencije (HF; 0,15-0,40Hz). Oporavak srčane frekvencije u toku petominutnog oporavka nakon supramaksimalnog opterećenja na bicikl ergometru procenjivan je pomoću sledećih parametara: 1. Apsolutna razlika između vrednosti srčane frekvencije odmah po završetku opterećenja i frekvencije registrovane nakon 60 sekundi oporavka - HRR60. 2. Vremenska konstanta kratkoročnog oporavka srčane frekvencije u prvih 30 sekundi - T30. 3. Vremenska konstanta opadanja srčane frekvencije u toku petominutnog oporavka - T. Utvrđeno je da muškarci imaju veći pik snage kao i prosečnu snagu pri supramaksimalnom opterećenju u odnosu na grupu ţena bez obzira na fazu menstrualnog ciklusa; dok su bazalna i maksimalna srčana frekvencija bile iste u obe grupe. Postoje polne razlike u mehanizmima vegetativne regulacije srčane frekvencije u mirovanju. Najbolje su vidljive kroz parametre frekvencijkog domena HRV-a (LF i HF), odnosno prirodne logaritme ovih vrednosti (lnLF i lnHF). Statistički značajne razlike u vrednostima parametara frekvencijskog domena HRV-a između grupe muškaraca i grupe ţena u sve tri faze menstrualnog ciklusa potvrđene su i u fazi oporavka posle supramaksimalnog opterećenja. Postoje polne razlike u parasimpatičkoj reaktivaciji posle supramaksimalnog opterećenja koja je značajno brţa kod muškaraca. One se najbolje mogu proceniti kroz matematičke modele oporavka srčane frekvencije i vremensku konstantu opadanja srčane frekvencije u prvih 30 sekundi oporavka - T30. Nisu utvrđene razlike u mehanizmima vegetativne regulacije srčane frekvencije u miru u grupi ţena po fazama menstrualnog ciklusa; procenjeno kroz parametre vremenskog i frekvencijskog domena HRVa. Parametri vremenskog i frekvencijskog domena HRV-a registrovani u mirovanju kao i u fazi odmora posle supramaksimalnog opterećenja nisu dovoljno osetljivi za utvrđivanje razlika u vegetativnoj regulaciji srčane frekvencije kod žena po fazama menstrualnog ciklusa. Nijedan od registrovanih parametara oporavka srčane frekvencije (HRmax, HRoporavak, HRR60, T i T30) nije se pokazao dovoljno osetljivim za utvrđivanje promena u parasimpetičkoj reaktivaciji kroz faze menstrualnog ciklusa.

The aim of this study was to determine gender differences in autonomic heart rate control mechanisms, as well as to determine heart rate control differences in women during menstrual cycle. Heart rate variability - HRV and heart rate recovery - HRR parameters were used. The study included 90 participants; 45 males (20.4±0.7 yrs., 184±5.00 cm, 79.38±9.42 kg, BMI 23.53±2.83) and 45 females (20.5±0.6 yrs., 168±5.25 cm, 60.96±6.93 kg, BMI 21.57±2.23) - students of the University of Novi Sad. Heart rate monitor (Polar, Finland) was used for data collection. Measurements were conducted while resting as well as in a short recovery period after a brief physical strain of known intensity. In the first mode, heart rate monitoring was conducted on relaxed subjects, in a sitting position on an ergo-bike, feet on the platform in front of the pedals, legs bent at knees at 90°, hands on thighs. In the second mode heart rate monitoring was conducted in a five-minute resting period after 30 seconds of maximal exercise (supramaximal exercise) - Wingate protocol. There was a single monitoring in the male group, while in the female group each monitoring mode was conducted three times: 1. During the phase of menstrual bleeding, early follicular phase - the lowest levels of estrogen and progesterone 2. Late follicular phase - high estrogen. 3. Mid-luteal phase - high progesterone and estrogen. While resting as well as in the last three minutes of five-minute recovery period after the exercise the following parameters of heart rate variability were determined: the mean value of NN intervals - RRNN, the standard deviation of NN intervals - SDNN, the square root of the mean of the squares of the successive differences between adjacent NN intervals (root mean square of successive differences) - RMSSD, the number of pairs of successive NN intervals that differ by more than 50 ms - NN50 and the proportion of NN50 divided by total number of NN intervals pNN50. After the fast Fourier transformation, following frequency domain parameters were analyzed: power spectrum of low frequency (LF; 0,04-0,15Hz) and power spectrum of high frequency (HF; 0,15-0,40Hz). Heart rate recovery during the five-minute resting period after the supramaximal exercise on the ergo-bike was evaluated through following parameters: 1. Absolute difference between the heart rate immediately after the exercise and the heart rate registered after 60 seconds of recovery - HRR60. 2. Time constant of short-time heart rate recovery in the first 30 seconds - T30. 3. Time constant of heart rate decay during the five-minute recovery period - T. It was found that men had greater peak and average power during supramaximal exercise compared to a group of women regardless of the phase of menstrual cycle; while basal and maximal heart rate were the same in both groups. There are gender differences in autonomic heart rate control mechanisms while resting. These are best visible through frequency domain HRV parameters (LF and HF), and their natural logarithms (lnLF and lnHF). Statistically significant differences in the frequency domain HRV parameters between the group of men and the group of women in all three phases of the menstrual cycle, were also found in recovery period after supramaximal exercise. There are gender differences in parasympathetic reactivation after supramaximal exercise which is significantly faster in men. These differences are best assessed through mathematical models of heart rate recovery and the time constant of short-time heart rate recovery in the first 30 seconds - T30 . No differences in autonomic heart rate control mechanisms while resting in the female group during three phases of menstrual cycle were found; assessed through the time and frequency domain HRV parameters. The time and frequency domain HRV parameters registered while resting and during recovery period after supramaximal еxеrcise were not sensitive enough to determine differences in autonomic heart rate control in women through three phases of menstrual cycle. None of the registered heart rate recovery parameters (HRmax, HRR60, HRoporavak, T i T30) were sensitive enough to determine changes in parasympathetic reactivation through a menstrual cycle.