ДИНАМИКА МАЛЫХ ГРУПП ВЗАИМОДЕЙСТВУЮЩИХ НЕФРОНОВ В НОРМЕ И ПРИ ПОЧЕЧНОЙ ГИПЕРТОНИИ

На основе вейвлет-анализа экспериментальных данных исследуется эффект синхронизации колебаний в функционировании малых групп структурных элементов почки (парные нефроны и триплеты). Обсуждаются различия синхронной динамики взаимодействующих нефронов нормотензивных и гипертензивных крыс. Показано, что средняя длительность участков синхронизации при гипертонии уменьшается примерно в 3 раза. Установлено, что в динамике взаимодействующих корковых нефронов наиболее типична синфазная синхронизация колебаний (более 90% экспериментальных данных). Проводится сопоставление результатов анализа экспериментальных данных и математического моделирования динамики взаимодействующих структурных элементов почки.

 
Литература

1. Yip K.-P., Holstein-Rathlou N.-H., Marsh D.J. Chaos in blood flow control in genetic and renovascular hypertensive rats // Am. J. Physiol. Renal Fluid Electrolyte Physiol. 1991. Vol. 261. P. F400.

2. Yip K.-P., Marsh D.J., Holstein-Rathlou N.-H. Low dimensional chaos in renal blood flow control in genetic and experimental hypertension // Physica D. 1995. Vol. 80. P. 95.

3. Holstein-Rathlou N.-H., Yip K.-P., Sosnovtseva O.V., Mosekilde E. Synchronization phenomena in nephron-nephron interaction // Chaos. 2001. Vol. 11. P. 417.

4. Sosnovtseva O.V., Pavlov A.N., Mosekilde E., Holstein-Rathlou N.-H. Bimodal oscillations in nephron autoregulation // Phys. Rev. E. 2002. Vol. 66. P. 061909.

5. Marsh D.J., Sosnovtseva O.V., Pavlov A.N., Yip K.-P., Holstein-Rathlou N.-H. Frequency encoding in renal blood flow regulation // Am. J. Physiol. Regul. Integr. Comp. Physiol. 2005. Vol. 288. P. R1160.

6. Pavlov A.N., Makarov V.A., Mosekilde E., Sosnovtseva O.V. Application of wavelet-based tools to study the dynamics of biological processes // Briefings in Bioinformatics. 2006. Vol. 7. P. 375.

7. Sosnovtseva O.V., Pavlov A.N., Mosekilde E., Yip K.-P., Holstein-Rathlou N.-H., Marsh D.J. Synchronization among mechanisms of renal autoregulation is reduced in hypertensive rats // Am. J. Physiol. Renal Physiol. 2007. Vol. 293. P. F1545.

8. Marsh D.J., Sosnovtseva O.V., Mosekilde E., Holstein-Rathlou N.-H. Vascular coupling induces synchronization, quasiperiodicity, and chaos in a nephron tree // Chaos. 2007. Vol. 17. P. 015114.

9. Sakai T., Craig D.A., Wexler A.S., Marsh D.J. Fluid waves in renal tubules // Biophys. J. 1986. Vol. 50. P. 805.

10. Layton H.E., Pitman E.B., Moore L.C. Nonlinear filter properties of the thick ascending limb // Am. J. Physiol. Renal Physiol. 1997. Vol. 273. P. F625.

11. Casellas D., Moore L.C. Autoregulation and tubuloglomerular feedback in juxtame-dullary glomerular arterioles // Am. J. Physiol. Renal Fluid Electrolyte Physiol. 1990. Vol. 258. P. F660.

12. Gonzalez-Fernandez J.M., Ermentrout G.B. On the origin and dynamics of the vasomotion of small arteries // Math. Biosci. 1994. Vol. 240. P. 127.

13. Horowitz A., Menice C.B., Laporte R., Morgan K.G. Mechanisms of smooth muscle contraction // Physiol. Rev. 1996. Vol. 76. P. 967.

14. Holstein-Rathlou N.-H., He J., Wagner A.J., Marsh D.J. Patterns of blood pressure variability in normotensive and hypertensive rats // Am. J. Physiol. Regul. Integr. Comp. Physiol. 1995. Vol. 269. P. R1230.

15. Holstein-Rathlou N.-H., Leyssac P.P. TGF-mediated oscillations in the proximal intratubular pressure: differences between spontaneously hypertensive rats and Wistar-Kyoto rats // Acta Physiol. Scand. 1986. Vol. 126. P. 333.

16. Leyssac P.P., Holstein-Rathlou N.-H. Tubulo-glomerular feedback response: enhancement in adult spontaneously hypertensive rats and effects of anaesthetics // Pflugers  ̈ Arch. 1989. Vol. 413. P. 267.

17. Wang H., Kin S., Ju K., Chon K.H. A high resolution approach to estimating time-frequency spectra and their amplitudes // Ann. Biomed. Eng. 2006. Vol. 34. P. 326.

18. Quiroga R., Kraskov A., Kreuz T., Grassberger P. Performance of different synchronization measures in real data: a case study on electroencephalographic signals // Phys. Rev. E. 2002. Vol. 65. P. 041903.

19. Huang N.E., Shen Z., Long S.R. The empirical mode decomposition and the Hilbert spectrum for nonlinear and non-stationary time series analysis // Proc. R. Soc. Lond. A. 1998. Vol. 454. P. 903.

20. Mallat S.G. A wavelet tour of signal processing. New York: Academic Press, 1998.

21. Addison P.S. The illustrated wavelet transform handbook: applications in science, engineering, medicine and finance. Philadelphia: IOP Publishing, 2002.

22. Grossman A., Morlet J. Decomposition of Hardy functions into square intergable wavelets of constant shape // SIAM J. Math. Anal. 1984. Vol. 15. P. 723.

23. Kaiser G. A friendly guide to wavelets. Boston: Birkhauser, 1994.  ̈

24. Torrence C., Compo G.P. A practical guide to wavelet analysis // Bull. Amer. Meteor. Soc. 1998. Vol. 79. P. 61.

25. Павлов А.Н., Сосновцева О.В. Применение двойного вейвлет-анализа для исследования эффектов модуляции в динамике нефронов // Изв. вузов. Прикладная нелинейная динамика. 2004. Т. 12, No 6. C. 105.

26. Павлов А.Н., Павлова О.Н., Сосновцева О.В. Взаимодействие ритмов в динамике структурных элементов почек // Изв. вузов. Прикладная нелинейная динамика. 2007. Т. 15, No 2. С. 14.

27. Анисимов А.А., Павлова О.Н., Тупицын А.Н., Павлов А.Н. Вейвлет-анализ чирпов // Изв. вузов. Прикладная нелинейная динамика. 2008. Т. 16, No 5. С. 3.

28. Короновский А.А., Храмов А.Е. Непрерывный вейвлетный анализ в приложениях к задачам нелинейной динамики. Cаратов: ГосУНЦ «Колледж», 2002.

29. Короновский А.А., Храмов А.Е. Непрерывный вейвлетный анализ и его приложения. М.: Физматлит, 2003.

30. Marsh D.J., Sosnovtseva O.V., Chon K.H., Holstein-Rathlou N.-H. Nonlinear interactions in renal blood flow regulation // Am. J. Physiol. Regul. Integr. Comp. Physiol. 2005. Vol. 288. P. R1143.

31. Holstein-Rathlou N.-H., Marsh D.J. A dynamic model of the tubuloglomerular feedback mechanism // Am. J. Physiol. Renal Fluid Electrolyte Physiol. 1990. Vol. 258. P. F1448.

32. Holstein-Rathlou N.-H., Marsh D.J. A dynamic model of renal blood flow autoregulation // Bull. Math. Biol. 1994. Vol. 56. P. 411.

33. Barfred M., Mosekilde E., Holstein-Rathlou N.-H. Bifurcation analysis of nephron pressure and flow regulation // Chaos. 1996. Vol. 6. P. 280.

Статус: 
одобрено к публикации
Краткое содержание (PDF): 
Текст в формате PDF: