Для цитирования:
Флейшман А. Н., Кораблина Т. В., Петровский С. А., Мартынов И. Д. Сложная структура и нелинейное поведение very low frequency вариабельности ритма сердца: модели анализа и практические приложения // Известия вузов. ПНД. 2014. Т. 22, вып. 1. С. 55-70. DOI: 10.18500/0869-6632-2014-22-1-55-70
Сложная структура и нелинейное поведение very low frequency вариабельности ритма сердца: модели анализа и практические приложения
Проведены исследования структуры очень медленных колебаний (very low frequency, VLF) спектра вариабельности ритма сердца (ВРС), ее нелинейного поведения во взаимосвязи с энергетикой колебаний, барорефлекторной и парасимпатической активностью при функциональных пробах малой интенсивности у 100 человек (seven-test, углубленное дыхание), в том числе при активной ортостатической пробе у 32 лиц с ортостатической тахикардией в сравнении с контрольной группой, 20 человек. Выполнено три этапа исследований. Первый – разработана методика спектрального анализа отдельных компонентов VLF. На основе сравнительных данных быстрого преобразования Фурье с фильтрами Уэлча, авторегрессии, непрерывного вейвлет-анализа и преобразования Гильберта–Хуанга, впервые показано, что VLF имеют отдельные 200-, 100- и 50-секундные колебания (VLF200, VLF100, VLF50). Второй этап – для оценки физиологических свойств выделенных колебаний проведен анализ структуры VLF в трех группах пациентов: с преобладанием парасимпатической активности (HF) в спектре ВРС; с доминированием 10-секундных ритмов (LF); с выраженной депрессией энергетики всех компонентов спектра. Установлено, что отдельные компоненты VLF (VLF100 и VLF50) обладают определенной устойчивостью и независимостью от изменений периферических вегетативных показателей (LF/HF) при нагрузках малой интенсивности. Третий этап – проанализированы особенности структуры VLF (VLF100 и VLF50) отдельно и в сочетании с LF и HF, а также с частотой пульса и АД у лиц с ортостатической тахикардией с преобладанием парасимпатической активности в условиях функциональных проб малой интенсивности (seven-test, углубленное дыхание) и при активной ортостатической пробе. На основе проведенных исследований сделаны выводы о том, что отдельные компоненты в структуре VLF (VLF100, VLF50) могут демонстрировать реципрокные взаимоотношения при нагрузке между собой и по отношению LF/HF, и играют адаптивную роль в механизмах вегетативного обеспечения. Ранее найденные закономерности, характерные для лиц с ортостатической тахикардией, в виде высокого уровня LF оказались недостаточными для прогноза. Выявлено важное значение VLF и ее компонентов, 100- и 50-секундных колебаний при ортостазе в прогнозе развития ортостатической тахикардии. У 35% пациентов с вегетативными нарушениями при высоком уровне мощности VLF100 тахикардия не развивалась, то есть в этом случае VLF и ее составные части выполняли важную адаптивную функцию. Анализ сложной структуры VLF способствует дифференцированной терапии и выявлению центральных механизмов адаптации. Адаптивные функции VLF преимущественно регистрируются при ортостатической нагрузке. В предложенной модели нисходящего нейросоматического контроля вегетативной регуляции ВРС важную роль играют как собственно нейрогенные пути регуляции, так и нейрогормонально-метаболические пути, проявляющиеся в сложной структуре VLF. Рассматривается выбор путей и оптимальных моделей регуляции.
- Ludwig C. Beitrage zur Kenntnis des Einflusses der Respirations bewegungen aufden Blutlauf im Aortensysteme // Arch. Anat. Physiol. Wiss. Med (Mьller Arch) 1847. P. 242.
- Traube L. Uerperiodische Thatigkeits–Ausserungen des vasomotorischen und Hem- mungs–Nervenzentrums // Centrablatt Med. Wiss. 1865. Vol. 56. P. 880.
- Hering E. Uber den Einfluss der Athmung auf den Kreislauf.I. Mitteilung: Uer Athembewegun – gen des Gafassystems // Sber Akd Wiss Wien Math-naturwiss Klasse 2. Abteilung 60. 1869. P. 829.
- Mayer S. Studein zur Physiologie des Herzensund der Blutgefдsse: V: Uber spontane Blutdruckschwankungen // Sber Akd Wiss. Wien. 1876. Vol. 74. P. 281.
- Heart Rate Variability. Standards of Measurement, Physiological Interpretation, and Clinical Use / Task Force of the European Society of Cardiology the North American Society of Pacing Electrophysiology //Circulation. 1996. Vol. 95, No 5. P. 1043.
- Yamamoto Y., Kiyono K., Struzik Z.R. Measurement, analysis, and interpretation of long-term heart rate variability // Filtration & Separation, 2004; Annual Conference, Vol. 3.
- Ivanov P. Ch., Amaral L. A. N., Goldberger A. L., Havlin Sh., Rosenblum M. G., Stanley H. E., Struzik Z. R. From 1/f noise to multifractal cascades in heartbeat dynamics // Chaos. 2001. Vol. 11, No 3.
- Ivanov P. Ch., Amaral L. A. N., Goldberger A. L., Havlin Sh., Rosenblum M. G., Struzik Z. R. & Stanley H. E. Multifractality in human heartbeat dynamics // Nature. 1999.Vol. 399. P. 461.
- Sayers B. Mc A. The analysis of heart rate variability // Ergonom. 1973. Vol. 16. P. 85.
- Akselrod S., Gordon D., Ubel F.A., Shannon D.C., Berger A.C., Cohen R.J. Power spectrum analysis of heart rate fluctuation: a quantitative probe of beat-to-beat cardiovascular control // Science. 1981. Vol. 213. P. 220.
- Akselrod S., Gordon D., Madwed J.B. et al. Hemodynamic regulation: investigation by spectral analysis // Am. J. Physiol. 1985. Vol. 249. P. 867–875.
- Taylor J.A., Carr D.L., Myers C.W., Eckberg D.L. Mechanisms underlying very-low-frequency RR-interval oscillations in humans // Circulation. 1998. Vol. 98, No 6. P. 547.
- Флейшман А.Н. Медленные колебания гемодинамики. Теория, практическое применение в клинической медицине и профилактике. Новосибирск: Изд-во «Наука», 1999.
- Kleiger R.E., Miller J.P., Bigger J.T., Moss A.J., and the Multicenter post-infarction research group. Decreased heart rate variability and its association with increased mortality after acute myocardial infarction // Am. J. Cardiol. 1987. Vol. 59. P. 256.
- Клещеногов С.А., Флейшман А.Н. Изучение патофизиологических особенностей развития беременности у здоровых женщин с различной спектральной мощностью вариабельности ритма сердца, показателями системной гемодинамики и массой тела // Инженеринг в медицине: колебательные процессы гемодинамики. Пульсация и флюктуация сердечно- сосудистой системы. Сб. науч. тр. Симпоз. 30 мая – 1 июня 2000. Челябинск. 2000. С.120–128.
- Zuanetti G., Neilson J.M.M., Latini R., Santoro E., Maggioni A. P., Ewing D.J. Prognostic significance of heart rate variability in post-myocardial infarction patients in the fibrinolytic era // Circulation. 1996. Vol. 94. P. 432.
- Флейшман А.Н. Энергодефицитные состояния, нейровегетативная регуляция физиологических функций и вариабельности ритма сердца. Теоретические и прикладные аспекты нелинейной динамики в физиологии и медицине // Материалы IV всероссийского симпозиума с международным участием и II школы-семинара. Медленные колебательные процессы в организме человека. Новокузнецк 24–27 мая 2005. Стр. 10–19.
- Radaelli A., Castiglioni P., Centola M., Cesana F., Balestri G., Ferrari A. U., Di Rienzo M. Adrenergic origin of very low frequency blood pressure oscillations in the unanesthetized rat // Am. J. Physiol. 2006. Vol. 290. P. 357.
- Флейшман А.Н., Шумейко Н.И., Карпенко С.В., Син А.Ф., Дингес В.Р., Голик А.С., Анпилогов К.А. Нейровегетативные аспекты адаптации горноспасателей к изолирующим средствам индивидуальной защиты. 15–18 мая 2007. Новокузнецк. // Материалы V всероссийского симпозиума с международным участием и III школы-семинара. Медленные колебательные процессы в организме человека. Теоретические и практические аспекты нелинейной динамики в физиологии и медицине. 2007. Стр. 164–174.
- Григорьев Е.В., Слепушкин В.В., Мулов А.Д. Метаболические аспекты вариабельности сердечного ритма у больных в критическом состоянии // В сб. Медленные колебательные процессы в организме человека. Теория. Практическое применение в клинической медицине и профилактике. Труды II симпозиума. Новокузнецк, 1999. С. 126–130.
- Su Sh., Lampert R., Lee F., Douglas B. J., Snieder H., Jones L., Murrah N.V., Goldberg J. and Vaccarino V. Common genes contribute to depressive symptoms and heart rate variability // Twin Res. Hum. Genet. 2010. Vol. 13, No1. P. 1.
- Thayer Ju. F., Еhs F., Fredrikson M., Sollers J.J., Wager T.D. A meta-analysis of heart rate variability and neuroimaging studies: Implications for heart rate variability as a marker of stress and health // Neuroscience and Biobehavioral Reviews. 2012.
- Thayer Ju. F., Lane R.D. Claude Bernard and the heart–brain connection: Further elaboration of a model of neurovisceral integration // Neuroscience and Biobehavioral Reviews 2009. Vol. 33, № 2. P. 81.
- Kuusela T.A., Kaila T.J. and Kahunen M. Fine structure of the low-frequency spectra of heart rate and blood pressure // BMC Physiology. 2003. Vol. 3, № 11.
- Togo F., Kiyono K., Struzik Z.R., Yamamoto Y. Unique very low-frequency heart rate variability during deep sleep in humans // IEEE Trans Biomed. 2006. Vol. 53, № 1. P. 28.
- Флейшман А.Н. Вариабельность ритма сердца и медленные колебания гемодинамики. Нелинейные феномены в клинической практике. 2-е изд. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2009.
- Герус А.Ю., Флейшман А.Н. Возрастно-зависимые вегетативные изменения у лиц с отягощенной наследственностью по сахарному диабету второго типа // Вестник НГУ. Медицина. Новосибирск. 2008. Т. 6, вып. 3. С. 97.
- Постнов Д.Э., Щербаков П.А., Флейшман А.Н. Использование адаптивного вейвлет-фильтра для анализа изменения структуры при нагрузках малой интенсивности. 24–27 мая 2005 // Материалы IV всероссийского симпозиума с международным участием и II школы-семинара. Медленные колебательные процессы в организме человека. Теоретические и прикладные аспекты нелинейной динамики в физиологии и медицине. Новокузнецк. 2005. С. 103.
- Raj S. R., Levine B.D. Postural Tachycardia Syndrome (POTS) Diagnosis and Treatment: Basics and New Developments // Cardiac Rhythm Management, 2013.
- Morton G.J., and Schwartz M.W. Leptin and the CNS Control of Glucose Metabolism // Physiol. Rev. 2011. Vol. 91, № 2. P. 389.
- 2708 просмотров