Медленная динамика степени синхронизованности контуров вегетативной регуляции ритма сердечно-сосудистой системы


https://doi.org/10.15217/issn1684-8853.2017.6.123

Полный текст:


Аннотация

Введение: основной проблемой анализа низкочастотных составляющих биологических процессов является постановка специализированных экспериментов с длительной регистрацией сигналов, однако именно информация о поведении системы на длительных масштабах может внести неоценимый вклад в понимание характера взаимодействия отдельных элементов системы. Цель: анализ особенностей динамики предложенного количественного индекса, характеризующего степень фазовой синхронизации сложных нестационарных систем биологической природы - контуров вегетативной регуляции сердечно-сосудистой системы - на временных масштабах в десятки и сотни характерных периодов колебаний (сотни секунд) по длительным экспериментальным записям. Результаты: в ходе эксперимента были получены синхронные двухчасовые записи сигналов 23 здоровых испытуемых: фотоплетизмограммы и кардиоинтервалограммы. В скользящих окнах была оценена динамика суммарного процента фазовой синхронизации (индекс S) 0,1 Гц колебаний в фотоплетизмограмме и кардиоинтервалограмме и мощности так называемых низкочастотных LF (с частотой 0,1 Гц) и высокочастотных HF (с частотой >0,1 Гц) составляющих спектра исходных сигналов. Особенности взаимодействия изучаемых показателей были оценены методами корреляционного анализа. Обнаружены признаки колебательного характера динамики индекса S c характерным периодом колебаний около 1000 с и сложного нелинейного характера взаимодействия LF- и HF-колебаний в вегетативной регуляции кровообращения. Выявлен сложный нелинейный характер взаимодействия LF- и HF-колебаний в вегетативной регуляции сердечно-сосудистой системы, определены признаки наличия осцилляций с периодом около 1000 с в зависимостях суммарного процента фазовой синхронизации 0,1 Гц контуров регуляции сердечно-сосудистой системы. Сформулирована структурная модель организации взаимодействия контуров регуляции сердечно-сосудистой системы, объясняющая наблюдающиеся эффекты. Практическая значимость: получение фундаментальных знаний об организации взаимодействия и регуляции элементов сердечно-сосудистой системы позволит усовершенствовать развиваемые нами методы диагностики и терапии патологических нарушений работы сердечно-сосудистой системы.

Об авторах

Виктория Викторовна Сказкина
Саратовский национальный исследовательский государственный университет им. Н. Г. Чернышевского
Россия


Екатерина Игоревна Боровкова
Саратовский национальный исследовательский государственный университет им. Н. Г. Чернышевского
Россия


Данил Дмитриевич Кульминский
Саратовский национальный исследовательский государственный университет им. Н. Г. Чернышевского
Россия


Анна Анатольевна Бутенко
Саратовский национальный исследовательский государственный университет им. Н. Г. Чернышевского
Россия


Татьяна Александровна Галушко
Саратовский национальный исследовательский государственный университет им. Н. Г. Чернышевского
Россия


Владимир Александрович Шварц
Национальный медицинский исследовательский центр сердечно-сосудистой хирургии им. А. Н. Бакулева Минздрава России
Россия


Список литературы

1. Боровкова Е. И., Караваев А. С., Киселев А. Р., Шварц В. А., Миронов С. А., Пономаренко В. И., Прохоров М. Д. Метод диагностики синхронизованности 0,1 Гц ритмов вегетативной регуляции сердечно-сосудистой системы в реальном времени // Анналы аритмологии. 2014. Т. 11. № 2. P. 129-136. doi:10.15275/annaritmol.2014.2.7

2. Караваев А. С., Пономаренко В. И., Прохоров М. Д. Восстановление моделей скалярных систем с запаздыванием по временным рядам // Письма в ЖТФ. 2001. Т. 27. № 10. С. 43-51.

3. Нейфельд И. В., Киселев А. Р., Караваев А. С., Прохоров М. Д., Бобылева И. В., Гриднев В. И., Киричук В. Ф., Рогожина И. Е. Особенности показателей вегетативной регуляции кровообращения и вариабельности сердечного ритма у женщин в перименопаузе // Анналы аритмологии. 2014. Т. 11. № 2. С. 98-108. doi:10.15275/annaritmol.2014.2.4

4. Киселев А. Р., Гриднев В. И., Караваев А. С., Посненкова О. М., Прохоров М. Д., Пономаренко В. И., Безручко Б. П. Персонализация подхода к назначению гипотензивной терапии у больных артериальной гипертензией на основе индивидуальных особенностей вегетативной дисфункции сердечно-сосудистой системы // Артериальная гипертензия. 2011. № 17(4). С. 354-360.

5. Kiselev A. R., Gridnev V. I., Prokhorov M. D., Karavaev A. S., Posnenkova O. M., Ponomarenko V. I., Bezruchko B. P. Effects of Antihypertensive Treatment on Cardiovascular Autonomic Control // The Anatolian Journal of Cardiology. 2014. Vol. 14. P. 701-710.

6. Kiselev A. R., Gridnev V. I., Prokhorov M. D., Karavaev A. S., Posnenkova O. M., Ponomarenko V. I., Bezruchko B. P. Selection of Optimal Dose of Beta-Blocker Treatment in Myocardial Infarction Patients Basing on Changes in Synchronization between 0.1 Hz Oscillations in Heart Rate and Peripheral Microcirculation // Journal of Cardiovascular Medicine. 2012. Vol. 13. Iss. 8. P. 491-498. doi:10.2459/ JCM.0b013e3283512199

7. Heart Rate Variability: Standards of Measurement, Physiological Interpretation and Clinical use//Circu-lation. 1996. Vol. 93. Iss. 5. P. 1043-1065. doi:10.1161/ 01.CIR.93.5.1043

8. Bigger Jr. J. T., Fleiss J. L., Steinman R. C., Rolnitzky L. M., Kleiger R. E., Rottman J. N. Frequency Do main Measures of Heart Period Variability and Mortality after Myocardial Infarction // Circulation. 1992. Vol. 85. Iss. 1. P. 164-171. doi:10.1161/01.CIR. 85.1.164

9. Huikuri H. V., Seppänen T., Koistinen M. J., Airaksinen K. E. J., Ikäheimo M. J., Castellanos A. Abnormalities in Beat-to-Beat Dynamics of Heart Rate before the Spontaneous Onset of Life-Threatening Ventricular Tachyarrhythmias in Patients with Prior Myocardial Infarction // Circulation. 1996. Vol. 93. Iss. 10. P. 1836-1844. doi:10.1161/01.CIR.93.10.1836

10. Боровкова Е. И., Сказкина В. В., Киселев А. Р., Миронов С. А., Шварц В. А., Попов И. А., Пономаренко В. И., Прохоров М. Д., Бокерия О. Л., Караваев А. С. Ультранизкочастотная динамика подсистем вегетативной регуляции ритма сердца и сосудистого тонуса у здоровых лиц // Анналы аритмологии. 2017. Т. 14. № 2. С. 114-120. doi:10.15275/annaritmol.2017.2.7

11. Hramov A. E., Koronovsky A. A., Ponomarenko V. I., Prokhorov M. D. Detecting synchronization of selfsustained oscillators by external driving with varying frequency // Physical Review E. 2006. N 73. P. 026208-1-026208-8026208.

12. Guyton A. C., Coleman T. G., Granger H. J. Circulation: Overall Regulation // Annu Rev Physiol. 1972. N 34. P. 13-46. doi:10.1146/annurev.ph.34.030172. 000305

13. Julien C. The Enigma of Mayer Waves: Facts and Models // Cardiovascular Research. 2006. N 70. P. 12-21.

14. Караваев А. С., Киселев А. Р., Гриднев В. И., Боровкова Е. И., Прохоров М. Д., Посненкова О. М. и др. Фазовый и частотный захват 0,1 Гц колебаний в ритме сердца и барорефлекторной регуляции артериального давления дыханием с линейно меняющейся частотой у здоровых лиц // Физиология человека. 2013. № 39(4). С. 93-104. doi:10.7868/ S0131164613010049


Дополнительные файлы

Для цитирования: Сказкина В.В., Боровкова Е.И., Кульминский Д.Д., Бутенко А.А., Галушко Т.А., Шварц В.А. Медленная динамика степени синхронизованности контуров вегетативной регуляции ритма сердечно-сосудистой системы. Информационно-управляющие системы. 2017;(6):123-131. https://doi.org/10.15217/issn1684-8853.2017.6.123

For citation: Skazkina V.V., Borovkova E.I., Kulminskiy D.D., Butenko A.A., Galushko T.A., Shvartz V.A. Slow Dynamics in Synchronization of Contours of Autonomic Regulation of Cardiovascular Rhythm. Information and Control Systems. 2017;(6):123-131. (In Russ.) https://doi.org/10.15217/issn1684-8853.2017.6.123

Просмотров: 3038


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1684-8853 (Print)
ISSN 2541-8610 (Online)