Вплив вмісту їжі на варіабельність серцевого ритму та серцево-судинну реакцію на психічні навантаження
Кетрін А. Саудер
Кафедра біологічного поведінки, Університет штату Пенсільванія
Елізе Р. Джонстон
Кафедра біологічного поведінки, Університет штату Пенсільванія
Енн Скулас-Рей
Департамент харчових наук, Університет штату Пенсільванія
Тавіс С. Кемпбелл
Кафедра психології Університету Калгарі
Шейла Г. Вест
Кафедри біологічного поведінкового здоров'я та харчових наук, Університет штату Пенсільванія
Анотація
Мало відомо про тимчасовий вплив продуктів харчування та поживних речовин на реактивність до психічного стресу. У рандомізованому перехресному дослідженні здорових дорослих (n = 20) ми вимірювали варіабельність серцевого ритму (дихальна синусова аритмія), артеріальний тиск та інші гемодинамічні змінні після трьох тестових прийомів їжі, що змінювались за типом та кількістю жиру. Вимірювання проводились у стані спокою та під час мовленнєвих та холодних натискань. Були значні зміни діастолічного артеріального тиску після споживання їжі (-4%), серцевого викиду (+ 18%), загального периферичного опору (-17%) та інтерлейкіну-6 (-27%). На мінливість серцевого ритму та гемодинамічну реактивність на стрес вміст їжі не впливав. Ми рекомендуємо, щоб майбутні дослідження контролювали час після останнього прийому їжі і продовжували вивчати вплив вмісту їжі на варіабельність серцевого ритму.
У всьому світі гіпертонія є провідним фактором ризику смертності (Всесвітня організація охорони здоров’я, 2009), а в США вона зачіпає приблизно 1 з 3 дорослих (Roger et al., 2011). Гіпотеза реактивності стверджує, що люди, які виявляють завищену реактивність на стрес, мають більший ризик розвитку гіпертонії. Недавній мета-аналіз 36 досліджень зробив висновок, що більша реактивність на стрес послідовно передбачає підвищення артеріального тиску та гіпертонію до 36 років потому, незалежно від традиційних факторів ризику (Chida & Steptoe, 2010). Стійке підвищення артеріального тиску, ймовірно, зумовлене хронічним підвищенням серцевого викиду та загальним периферичним опором (Brownley, Hurwitz, & Schneiderman, 2000).
Дієта також бере участь у розвитку гіпертонії. Добре відомі дієтичні підходи до зупинки гіпертонії (DASH) показали, що дієта, багата фруктами, овочами, молочними продуктами з низьким вмістом жиру та низьким вмістом насичених жирів, може знизити артеріальний тиск на 11,4/5,5 мм рт. Ст. (Систолічний/діастолічний). лише вісім тижнів (Appel et al., 1997). Споживання поліненасичених жирів, таких як містяться в горіхах, насінні та рибі, також пов'язане із зниженням артеріального тиску (Morris & Sacks, 1994; Puska et al., 1983). Поліненасичені жири можуть приносити користь здоров'ю серцево-судинної системи через зниження периферичного судинного опору та артеріального тиску (West et al., 2010), антиаритмічних ефектів (Albert et al., 2005; Burr et al., 1989; GISSI-Prevenzione, 1999), посилення роботи серця мінливість швидкості та вагусний тонус (Mozaffarian et al., 2005), або поліпшення судинної функції (Ros et al., 2004; West, et al., 2010). На відміну від цього, атеросклеротичні властивості насичених жирів та холестерину можуть підвищувати артеріальний тиск за рахунок зменшення розміру та еластичності судин (Tortora & Grabowski, 2000). Існують додаткові докази досліджень на тваринах, що дієти з високим вмістом насичених жирів пов’язані зі збільшенням активності симпатичної нервової системи (Kaufman, Peterson, & Smith, 1991; Prior et al., 2010; Schwartz, Young, & Landsberg, 1983). Наприклад, щури, які годувались жирною дієтою протягом 12 тижнів, мали значно більшу активність ниркових симпатичних нервів у порівнянні зі звичайними щурами, яких годували чау (Barnes et al., 2003).
Незважаючи на незалежні асоціації поганого харчування та завищеної реактивності з гіпертонічною хворобою, потенційний вплив нещодавнього прийому їжі або режимів харчування на реактивність був менш вивчений. З 36 досліджень, проаналізованих Chida & Steptoe (2010), лише одне враховувало фонову дієту в аналізах і лише три накладені періоди голодування перед тестуванням для контролю на гострі наслідки прийому їжі. Дієтичні режими протягом відносно короткочасних періодів були пов'язані зі зміною реакційної здатності. Наприклад, артеріальний тиск і загальний периферичний опір під час стресу знижувались після шести тижнів дієти з високим вмістом поліненасичених жирів порівняно з дієтою з високим вмістом насичених жирів (West, et al., 2010). Стразніці та його колеги повідомили, що реактивність на стрес була значно нижчою через два тижні на дієті з низьким вмістом жиру порівняно з дієтою з високим вмістом насичених жирів (Straznicky, Louis, McGrade, & Howes, 1993).
На додаток до звичного режиму харчування, на гемодинаміку та реактивність може впливати одноразове харчування. Дослідження продемонстрували збільшення частоти серцевих скорочень у спокої, серцевого викиду та ударного об’єму після зменшення їжі, а також зменшення періоду перед викидом, загального периферичного опору та варіабельності серцевого ритму (Chang, Ko, Lien, & Chou, 2010; Cozzolino et al., 2010; DeMey, Hansenschmidt, Enterling, & Meineke, 1989; Host et al., 1996; Kearney, Cowley, Stubbs, & Macdonald, 1996; Sidery, Cowley, & Macdonald, 1993; Sidery, Macdonald, Cowley, & Fullwood, 1991; Tentolouris et al., 2003; Uijtdehaage, Shapiro, & Jaquet, 1994). Ці зрушення після їжі мають мінімальний вплив на величину реакцій на стрес у порівнянні з умовами голодування (Uijtdehaage та ін., 1994), але вміст їжі (відносна кількість жиру, білків та вуглеводів) може пом'якшити реакцію на стрес після їжі. Повідомлялося, що висока їжа з вуглеводами збільшує реакційну здатність порівняно з їжею з високим вмістом білка (Uijtdehaage та ін., 1994), а більша реакційна здатність спостерігалася після їжі з високим вмістом насичених жирів порівняно з їжею з мінімальним вмістом насичених жирів (Faulk & Bartholomew, 2011; Jakulj et al., 2007). Однак жодні попередні дослідження не порівнювали відносний ефект одноразового прийому їжі, що містить насичений та ненасичений жир, на реакційну здатність після прийому їжі.
Механізми, що відповідають за різницю в реактивності після їжі, не ясні, але це може бути пов’язано з реакцією організму на глюкозу (міститься у вуглеводах) та насичені жири. Вживання вуглеводів може впливати на гемодинаміку завдяки дії інсуліну, який виділяється у відповідь на вміст глюкози у вуглеводах. Інсулін має судинорозширювальні властивості (Baron, 1994), а також, здається, індукує діяльність симпатичної нервової системи. Як повідомляється, активність норадреналіну в плазмі та м’язових симпатичних нервів збільшується після прийому їжі з високим вмістом вуглеводів порівняно з їжею з високим вмістом жиру або з високим вмістом білка (Baliga, Burden, Sidhu, Rampling, & Kooner, 1997; Berne, Fagius, Pollare, & Hjemdahl, 1992; Fagius & Berne, 1994; Heseltine, Potter, Hartley, Macdonald, & James, 1990; Potter et al., 1989; Sidery, et al., 1991).
Харчовий жир може впливати на гемодинаміку через зміни в структурі та функції судин. Насичені жири та тригліцериди істотно погіршують ендотеліальну функцію судин (Giannattasio et al., 2005; Vogel, Corretti, & Plotnick, 1997; Williams et al., 1999), фактор серцево-судинного ризику, який може сприяти розвитку та прогресуванню гіпертонії (Біверс, Lip, & O'Brien, 2001; Celermajer, 1997). Навпаки, поліненасичений жир, здається, покращує функцію ендотелію судин до чотирьох годин після одноразового прийому їжі (Cortes et al., 2006; Ros, et al., 2004; West et al., 2005). Поліненасичені жири також можуть знижувати кров'яний тиск, послаблюючи загальний периферичний опір (West, et al., 2010). Жодні попередні дослідження не вивчали, чи протилежний вплив насичених та поліненасичених жирів на функцію судин перетворюється на різні гемодинамічні реакції на стрес після одноразового прийому їжі, і жодні дослідження не визначали, чи впливають зміни інсуліну чи ліпідів на гострий ефект вживання різних страв на реактивність.