CC BY
42
ветственно при возрастании активности парасимпатического отдела ВНС наблюдается общий рост всех значений мощностей частотных компонент (VLF, HF, LF). Об этом говорят высокие значения коэффициентов корреляции.
Учет состояния ФСО для детей Севера является актуальной проблемой, без решения которой учебный процесс теряет свою эффективность. Высказывается предположение о том, что в период «биологической весны» и «биологической осени» создаются реальные возможности к расширению зон блуждания акрофаз циркадных ритмов и к последующему «сезонному физиологическому десинхронозу». Сезонность изменений в показателях физиологических процессов проявляется от терморегуляции и биоэнергетики до репродуктивной функции.
Сезоны года существенно влияют на процессы адаптации. Температурная адаптация в определенной мере связана с биоэнергетикой мышц. При адаптации к низким температурам энергетическая стоимость физической работоспособности повышается. О сезонных изменениях мышечной энергетики говорят данные о реакции сердца на дозированную физическую нагрузку в разное время года. Изменяется и функция внешнего дыхания: частота и глубина дыхания увеличиваются в зимний период года, а потребление кислорода - в осенние месяцы. Есть данные, что наибольшее потребление кислорода при выполнении нагрузки наблюдается зимой.
Физическая работоспособность человека тоже обнаруживает сезонные колебания. Максимум отмечен весной или в начале осени, минимум - зимой. Все эти различия следует связывать с комплексом факторов, способных вызывать сезонные колебания физиологических процессов человека.
Важную роль при этом играют эндогенные влияния, обусловленные периодичностью деятельности эндокринного аппарата. Нельзя исключить и значения экзогенных факторов - погоды, условий питания, режима жизни. Исследования показателей ФСО, памяти, мышления, сенсомоторных реакций, показателей функциональной ассиметрии мозга, амплитудно-частотных характеристик не- и произвольных движений нацелены на получение объективных данных о состоянии функций детско-юношеского организма на Севере.
На фоне действий экофакторов среды на развивающийся организм важно не получить резонансные эффекты, которые на фоне усиления этих экофакторов (резкого понижения температуры, влажности, перепадов давления и электромагнитного фона) при совпадении с усилением психолого-педагогического прессинга (конец четверти, экзамены, т.д.) также могут привести к переходу от фазического состояния к тоническому, к возникновению донозологических форм, т.е. к предболезни.
Литература
1 .Еськов В.М. и др. Влияние климатических факторов Севера РФ на показатели кардио- респираторной системы школьников // ЭВЮ.- Т. I, № 1-2.- Сургут- Ханты- Мансийск, 2004.
2. Еськов В.М., Филатова О.Е. Экологические факторы Ханты- Мансийского автономного округа: Ч. I.- Самара: ООО «Офорт», 2004.- 182 с.
3. Еськов В.М. и др. Состояние показателей функциональных систем организма (ФСО) учащихся представителей народа ханты // ЭВЮ.- Т. II, № 2.- Сургут. - Ханты-Мансийск, 2005.
4. Кочурова О.И и др. // Мат-лы открытой окружной конф. «Спасти и сохранить» // Сургут: Изд-во СурГУ.- 2006.- С. 145.
5. Нестеров С.В. // Физиол.чел.- 2005.- Т.31, №1.- С. 82.
DAILY CHANGES OF ORGANISM PARAMETERS FUNCTIONAL SYSTEM OF PUPILS AS REPRESENTATIVES RADICAL POPULATION YUGRA
V.M. ES’KOV, O.I. SHATROVA, S.M. NAGORNAYA, O.E. FILATOVA Summary
In the present work questions the changing of human parameters within day are considered by the example of Yugra learning aboriginals during different seasons of the year. Results of experimental researches are given.
Key words: organism parameters functional system
УДК 612.015.32
ОЦЕНКА ХАОТИЧНОЙ ДИНАМИКИ ПАРАМЕТРОВ ВЕКТОРА СОСТОЯНИЯ ОРГАНИЗМА ЧЕЛОВЕКА С НАРУШЕНИЯМИ УГЛЕВОДНОГО ОБМЕНА
В.А. АДАЙКИН, В.М. ЕСЬКОВ, И.Ю. ДОБРЫНИНА, Е.А. ДРОЗДОВИЧ, В.В. ПОЛУХИН*
Введение. В настоящее время назрела необходимость разработки биокибернетических подходов в изучении допустимого диапазона нормы и псевдонормы функциональных систем организма человека в условиях его жизни на Севере РФ [1]. На современном этапе развития клинической кибернетики остается актуальным системный анализ и синтез новых количественных характеристик, адекватно отражающих изменения вариабельности сердечного ритма (ВСР) и имеющих диагностическое значение для различных кардиоваскуляторных автономных нейропатий. Степень активности вегетативной нервной системы (ВНС) может быть определена по результатам контроля вегетативной регуляции важнейших функциональных систем организма человека и, в частности, по реакции кардио-респираторной системы. Наиболее доступным для регистрации параметром, отражающим процессы регуляции, является ритм сердечных сокращений, динамические характеристики которого позволяют оценить выраженность симпатических и парасимпатических сдвигов при изменении состояния исследуемого. Анализ кардиоинтервалов (вариабельности сердечного ритма - ВСР) дает возможность выделить признаки сосудистой патологии с дифференциальной оценкой характера многофункциональных нарушений, что позволяет более точно определить адаптивные резервы и стрессовую устойчивость индивида [3]. Системный анализ и синтез параметров ВСР с оценкой регуляции физиологических функций (симпатической и парасимпатической систем) при нарушениях углеводного обмена в условиях Севера является актуальным.
Материалы и методы исследования. В работе были использованы методы исследования, основанные на применении ЭВМ и специальных авторских программ, разработанных и запатентованных в институте биофизики и медицинской кибернетики при Сургутском государственном университете. Обследовано всего 59 больных в возрасте от 17 до 68 лет, средний возраст обследованных составил 47 лет. Все больные были разделены на две группы: 1 группа - пациенты с избыточным весом (с ожирением), общее количество которых составило 32, средний возраст 41 год; 2 группа - больные сахарным диабетом 2 типа, общее число которых составило 27 пациентов, средний возраст 55 лет.
В нашей работе применялся пульсоксиметр «ЭЛОКС-01С2», разработанный и изготовленный ЗАО ИМЦ Новые Приборы, г. Самара. В устройстве применялся оптический пальцевый датчик, с помощью которого происходила регистрации пульсовой волны от одного из пальцев кисти пациента. Прибор снабжен программным продуктом «ELOGRAPH», который в автоматическом режиме позволяет отображать изменение ряда показателей в режиме реального времени с одновременным построением гистограммы распределения длительности кардиоинтервалов (КИ). Анализ ВСР проводился в положении сидя, при ровном дыхании, в тихом помещении. Пациент проходил период адаптации к окружающим условиям в течение 5-10минут. В период исследования пациенту предлагалось дышать равномерно и спокойно, не делать глубоких вдохов, не кашлять и не сглатывать слюну.
Основные 3 области частот (VLF, LF, HF) в настоящее время получили определенную интерпретацию с позиции состояния регуляции ВНС. При спектральном анализе ВСР принято выделять три спектральных компонента: высокочастотную (high frequency - HF, 0,15-0,40 Гц), отражающую парасимпатическое влияние на сердце; низкочастотную (low frequency - LF, 0,04-0,15 Гц), отражающую, как парасимпатическое, так и симпатическое влияние; очень низкочастотную (very low frequency - VLF, 0,0030,04 Гц), отражающую, как полагают, в основном активность симпатического звена регуляции. Согласно рекомендациям отечественных и зарубежных авторов отношение нормализованных спектральных мощностей низкочастотной компоненты к высокочастотной (LF/HF) следует рассматривать в качестве показателя симпатовагального баланса [2]. Статистическая обра-
Сургутский государственный университет, 628400, г. Сургут, ул. Энергетиков 14, Институт биофизики и медицинской кибернетики, 8 - (3462) 5247-13, e-mail: [email protected]
ботка данных по поведению ВСОЧ в т-мерном пространстве для обеих групп проводилась с использованием оригинальной зарегистрированной программы: «идентификация параметров аттракторов поведения вектора состояния биосистем в т-мерном фазовом пространстве», предназначенной для использования в исследованиях систем с хаотической организацией [1].
Программа позволяет представить в фазовом пространстве с выбранными координатами параметры аттрактора состояния динамической системы. Исходные параметры (координаты в т-мерном пространстве) вводятся вручную или из текстового файла. Производится расчет координат граней, их длины и объема т-мерного параллелепипеда (ограничивающего аттрактор), хаотического и статистического центров, показателя асимметрии стохастического и хаотического центров. Есть возможность проследить изменение фазовых характеристик во времени и скорость изменения состояний системы. Полученные данные подвергли также математической обработке методом вариационной статистики до доверительного интервала с помощью пакета прикладных программ по статистической обработке информации на языке Qbasic реализуемый на базе ІВМ РС/РеПіит IV. Достоверность различий определяли по методу Фишера - Стьюдента, анализируя среднюю величину вариационного ряда (М), среднее квадратическое отклонение вариационного ряда (а), его среднюю ошибку (т); уровень значимости различий был проанализирован с применением непараметрического критерия Манна -Уитни. За достоверные принимали различия при р<0,05. Результаты обработаны методом парного корреляционного анализа (коэффициент корреляции Пирсона).
Результаты. При сравнении спектральных характеристик ВСР у больных с нарушением углеводного обмена (табл.1) выявлены особенности: у больных СД 2 типа среднее 5-минутное отклонение по всей записи кардиоинтервалов Я-Я (8ЭКК) (30,17±11,38 мс) достоверно ниже показателей лиц с избыточным весом (37,98±11,97 мс, рст=0,01 / рм-у=0,01) и референтных значений (8ЭКК=40-80 мс). Снижение кардиоинтервалов Я-Я
указывает на усиленное влияние симпатической регуляции.
Спектральная мощность очень низких частот ^ЬБ) сердечного ритма (СР) имеет тенденцию к доминированию у больных с избыточным весом - 1995±1526 мс2, больных с СД 2 типа -1549±2147 мс2, что выше референтных значений (1000-1400 мс2). Доминирование спектральной мощности очень низких частот ^ЬБ) СР является чувствительным индикатором управления метаболическими процессами и отражает энергодефицитное состояние при нарушениях углеводного обмена и активность симпатического отдела вегетативной нервной системы.
У больных СД 2 типа спектральная мощность низких частот (ЬБ) - 733,7±663,1 мс2 ниже показателей больных с избыточным весом - 1314±931,4 мс2 (рст= 0,01 / рм-у= 0,01) и референтных значений (1300-1600 мс2). Снижение ЬБ говорит о нарушении реактивной способности регуляции артериального давления у больных с нарушением углеводного обмена и отражает действие
сосудистого центра продолговатого мозга на гладкую мускулатуру сосудов. Спектральная мощность высоких частот (НБ) КИ при СД 2 типа (236,5±193,3 мс2) имеет тенденцию к снижению относительно показателей лиц с избыточным весом (567,4±764,4 мс2; рст=0,04 / рм-у=0,07) и референтных значений (НР>1000 мс2).
Изменение мощности спектра сердечного ритма, анализи-Таблица 1 руемого по снижению спектральной мощности высоких частот (НБ) КИ у пациентов обеих групп, говорит о преобладании влияний симпатического отдела ВНС. Индекс симпатической активности (СИМ) у больных СД 2 типа (13,67±9,29 Ед.) выше показателей пациентов с избыточным весом (8,52±4,95 Ед.; рст=0,01 / рм-у= 0,01).
Индекс парасимпатической активности (ПАР) у больных СД 2 типа (4,48±4,04 Ед.) достоверно ниже показателей пациентов с избыточным весом (7,40±4,32 Ед.; р„= 0,01 / рм-у= 0,01). Преобладание индекса симпатической активности, наряду со снижением индекса парасимпатической активности у больных СД 2 типа, свидетельствует о большем функциональном напряжении в сравнении с показателями пациентов с избыточным весом. У больных СД 2 типа парциальное давление кислорода артериальной крови (8Р02) -
95,85±1,97%, что достоверно ниже показателей пациентов с избыточным весом - 97,33±1,88 % (рст=
0,01 / рм-у= 0,000). Снижение парциального давления кислорода артериальной крови (8Р02) у лиц II группы по сравнению с показателями I группы говорит о некоторой степени гипоксии.
Сильная корреляция выявлена между показателями индекса активности СИМ и УЬБ у пациентов с избыточным весом, кроме того, связь средней силы имеется между индексом активности ПАР и НБ у пациентов I группы, и СИМ и УЬБ, ПАР и НБ у пациентов II группы, что соответствует данным других исследователей [3,4]. Также была выявлена слабая связь между показателями 8Р02 артериальной крови и УЬБ у лиц I группы (табл.2).
Таблица 2
Корреляция между показателями ВСР
Группы Показатели ВСР СИМ ПАР SPO2
I - ожирение VLF -0,72 - 0,32
HF - 0,51 -
II - СД 2 типа VLF 0,43 - 0,00
HF - 0,65 -
Здесь под символами (X1 ... Х8) понимаются сл. показатели: Х1 - VLF (mc2); Х2 - LF (mc2); Х3 - HF (mc2)); X4 - LF/HF; X5 -СИМ (Ед.); X6 - ПАР (Ед.); X7 - R-R (mc); X8 - SpO2 (%).
Таблица 3
Результаты обработки данных аттрактора ВСР больных с ожирением в 8-мерном фазовом пространстве
Number of measures: 32 Number of Phase plane dimension m = 8 General asymmetry value rX = 2273.086 Interval X1 = 46 Asymmetry rX1 = 0.0435 Interval X2 = 5226 Asymmetry rX2 = 0.1699 Interval X3 = 5989 Asymmetry rX3 = 0.2859 Interval X4 = 3460 Asymmetry rX4 =0.3465 Interval X5 = 20 Аsymmetry rX5 = 0.1500 Interval X6 = 16 Asymmetry rX6 = 0.0000 Interval X7 = 520 Asymmetry rX7 = 0.1731 Interval X8 = 9 Asymmetry rX7 = 0.2778 General V value = 7.46E+0018
Таблица 4
Результаты обработки данных аттрактора ВСР больных с СД 2 типа в 8-мерном фазовом пространстве
Number of measures: 27
Number of Phase plane dimension m = 8
Показатели ВСР больных с нарушениями углеводного обмена
SDNN mc VLF mc2 LF mc2 HF mc2 LF/HF СИМ Ед. ПАР Ед. R-R mc SpO2 %
I группа
37,98± 1995± 1314± 567,4± 4,576± 8,52± 7,40± 763± 97,33±
M± m 11,97 1526 931,4 764,4 4,362 4,95 4,32 133,7 1,88
Рс=0,01 Рс=0,01 Рс=0,04 Рс=0,01 Рс=0,01 Рс=0,01
Рм=0,01 Рм-=0,01 Рм-=0,07 РМ-У=0,01 РМ-=0,01 РМ-У=0,00
M± а 37,98± 1995± 1314± 567,4± 4,576± 8,52± 7,40± 763± 97,33±
12,61 1529,93 1253,56 725,16 4,01 5,26 4,55 124,06 1,73
(<x>+ (34,07; (1463,93; (994,21; (317,98; (2,92; (6,92; (5,96; (715,12; (96,82;
dx) 43,13) 2563,07) 1894,79) 838,95) 5,80) 10,70) 9,23) 804,25) 98,06)
dx 4,53 549,57 450,29 260,49 1,44 4,53 549,57 450,29 260,49
II группа
M± m 30,17± 1549± 733,7± 236,5± 3,817± 13,67± 4,48± 740,4± 95,85±
11,38 2147 663,1 193,3 2,93 9,29 4,04 107,9 1,97
M± а 30,17± 1549± 733,7± 236,5± 3,817± 13,67± 4,48± 740,4± 95,85±
11,17 2107,19 650,69 189,74 2,88 9,12 3,97 105,88 1,94
(<x> (25,66; (697,81; (470,79; (159,87; (2,66; (9,98; (2,88; (697,59; (95,07;
+dx) 34,68) 2400,41) 996,54) 313,17) 4,98) 17,35) 6,08) 783,15) 96,63)
dx 4,51 851,30 262,88 76,65 1,16 3,68 1,6 42,78 0,78
Примечания: I группа - пациенты с избыточным весом; II группа - больные сахарным диабетом 2 типа; М -среднее арифметическое значение; т - среднюю ошибку среднего квадратического отклонения; о - среднее квадратическое отклонение вариационного ряда; (<х>+ёх) - доверительный интервал; ёх - средняя погрешность
General asymmetry value rX = 4335.047 Interval X1 = 46 Asymmetry rX1 = 0.1739 Interval X2 = 11399 Asymmetry rX2 = 0.3774 Interval X3 = 2372 Asymmetry rX3 = 0.2142 Interval X4 = 747 Asymmetry rX4 =0.2015 Interval X5 = 43 Аsymmetry rX5 = 0.2442 Interval X6 = 15 Asymmetry rX6 = 0.2333 Interval X7 = 430 Asymmetry rX7 = 0.0349 Interval X8 = 8 Asymmetry rX7 = 0.2500 General V value = 2.06E+0018
Сравнительный анализ параметров аттракторов у пациентов с избыточным весом и больных сахарным диабетом 2 типа, характеризующих динамику фазового пространства, выявил существенную модификацию параметров аттракторов абстрактного пространства, в котором координатами служат компоненты состояния ВСР в зависимости от градации нарушений углеводного обмена (табл. 3-4). General V value - общий объем параллелепипеда, ограничивающий аттрактор параллелепипеда у пациентов с избыточным весом - 7,46Е+0018, что больше General V value - 2,06Е+0018, чем у больных СД 2 типа. General asymmetry value rX у больных СД 2 типа - 4335,047, что существенно выше показателя General asymmetry value rX пациентов с избыточным весом - 2273,086. Снижение общего объема параллелепипеда, внутри которого находится аттрактор ВСОЧ, сопровождается увеличением общего показателя асимметрии у больных СД 2 типа, в сравнении с показателями пациентов с избыточным весом. Это следует рассматривать, как характеристику неблагоприятной тенденции поведения ВСОЧ с нарушением углеводного обмена в анализируемом аттракторе (ВСР), так как, чем больше расстояния между геометрическим и среднестатистическим стохастическим центрами в фазовом m-мерном пространстве, тем ярче выражена мера хаотичности в динамике поведения ВСОЧ.
Такое количественное различие может характеризовать тяжесть протекания обменных нарушений при ранжировании исследуемой нозологии в зависимости от степени нарушений углеводного обмена (ожирение и СД 2 типа). Система кровообращения может рассматриваться как чувствительный индикатор адаптационных реакций целостного организма, а вариабельность сердечного ритма хорошо отражает степень напряжения регуляторных систем, обусловленную возникающей в ответ на любое стрессорное воздействие активацией системы гипофиз-надпочечники и реакцией симпатоадреналовой системы. В рамках разработанных подходов, оперируя понятиями фазовых пространств и аттракторов, параметров порядка, а в перспективе и идентификацией областей джокеров и кластеров устойчивости, мы получаем принципиально новые методы исследований, используемых при оценке закономерностей динамики поведения системы (ВСОЧ) с заданными условиями существования (ранжировании по степени дисметаболических адаптивных реакций).
Теория адаптации в настоящее время является одним из фундаментальных направлений современной биологии и физиологии. Теория Г. Селье об общем адаптационном синдроме описывает фазовый характер адаптационных реакций и обосновывает ведущую роль истощения регуляторных систем при острых и хронических стрессорных воздействиях в развитии патологических состояний и заболеваний. Система кровообращения может рассматриваться как чувствительный индикатор адаптационных реакций организма, а ВСР хорошо отражает степень напряжения регуляторных систем, обусловленную возникающей в ответ на любое стрессорное воздействие активацией системы «гипофиз -надпочечники» и реакцией симпатоадреналовой системы [3].
Выводы. У больных с нарушением углеводного обмена выявлено доминирование низкочастотных характеристик показателей мощности спектра ВСР, что указывает на снижение сано-генного потенциала адаптационных резервов и стрессовой устойчивости организма, более выраженное у больных СД 2 типа в сравнении с показателями больных с ожирением [3,4]. В балансе вегетативной нервной системы выявлено относительное преобладание симпатических влияний, выраженность которых превалирует у больных СД 2 типа в сравнении с показателями больных с ожирением. Вегетативный дисбаланс в виде активации симпатического звена рассматриваются как неспецифический компонент адаптационной реакции целостного организма в условиях метаболического стресса. Нейродинамический механизм соматовеге-тативного регулирования на организменном уровне у пациентов обеих групп характеризующийся преобладанием влияния симпа-
тической вегетативной нервной системы (СИМ) и пониженными показателями парасимпатической нервной системы (ПАР), сопровождается уменьшением общего объема параллелепипеда -General V value и увеличением общего показателя асимметрии -General asymmetry value rX у больных СД 2 типа, в сравнении с показателями больных с ожирением. Такое количественное различие может характеризовать тяжесть протекания заболевания при ранжировании исследуемой нозологии в зависимости от степени нарушений углеводного обмена (ожирение и СД 2 типа).
Литература
1.Еськов В.М. и др. Программа идентификации параметров аттракторов поведения вектора состояния биосистем в m-мерном пространстве. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2006613212. РОСПАТЕНТ. - М,, 2006.
2.Нестеров С.В. Экология человека.- 2005.- Т. 1.- С.82-87.
3.Синергетика и интегративная медицина (Теория и практика восстановительной медицины. Т."У): Монография / Хадарцев А. А. и др.- Тула: ООО РИФ «ИНФРА» - М., 2006.- 264 с.
4.Системный анализ, управление и обработка информации в биологии и медицине: Монография.-Ч. VI. Системный анализ и синтез в изучении явлений синергизма при управление гомеостазом организма в условиях саногенеза и патогенеза / Под ред. В.М. Еськова. А.А. Хадарцева. - Самара: ООО «Офорт» (гриф РАН), 2005.- 153 с.
THE ESTIMATION OF CHAOTIC DYNAMICS OF PARAMETERS OF THE VECTOR IN THE CONDITION OF THE ORGANISM IN THE PERSONS WITH INFRINGEMENTS OF THE CARBOHYDRATE EXCHANGE
V.A. ADAY’KIN, V.M. ES’KOV, I.Y. DOBRININA, E.A. DROZDOVICH, V.V. POLUKHIN
Summary
The system analysis and synthesis has revealed domination of sympathetic nervous system in patients diabetes 2 types and adiposity. The new method of research of parameters attractor in phase space is presented.
Key words: system synthesis, diabetes mellitus, adiposity.
УДК 618.36-084:615.32
ОСНОВНЫЕ МЕХАНИЗМЫ ПРОФИЛАКТИКИ И КОРРЕКЦИИ ПЛАЦЕНТАРНОЙ НЕДОСТАТОЧНОСТИ ГУМИНОВЫМИ СОЕДИНЕНИЯМИ В ЭКСПЕРИМЕНТЕ.
Р.А. КУЗНЕЦОВ, Л.П. ПЕРЕТЯТКО*
Гуминовые соединения интенсифицируют обменные процессы в плацентах, предупреждают реологические нарушения маточноплацентарного кровотока. Итогом позитивного действия гуминовых веществ является нормализация внутриутробного развития плода.
Синдром плацентарной недостаточности (ПН) на протяжении последнего десятилетия не утратил своей ведущей роли как в формировании перинатальной патологии, так и в качестве основной причины анте- и постнатальной смерти. В настоящее время по данным разных авторов частота ПН составляет от 30 до 77% и не имеет тенденции к снижению [1,2]. В последние годы одним их перспективных направлений является разработка новых методов коррекции и профилактики ПН с использованием в качестве лекарственных препаратов биологически активных веществ, полученных из природных субстратов [3,4]. К таким веществам, в частности, относятся гуминовые соединения, экстрагируемые из различных природных источников: торфа, каменного угля, лечебных грязей. В литературных источниках приводятся многочисленные экспериментальные данные о разнообразной и позитивной направленности действия гуминовых веществ. В частности, выявлены антибактериальные и противовирусные свойства гуминовых соединений [5], антиоксидантная активность [6],
* 153731, г. Иваново, ул. Победы, 20, ФГУ «ИвНИИ материнства и детства им. В.Н. Городкова Росмедтехнологий» тел. (4932)337055
