Научный журнал
Фундаментальные исследования
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,074

РЕГИОНАЛЬНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ВАРИАБЕЛЬНОСТИ СЕРДЕЧНОГО РИТМА ПАЦИЕНТОВ, СТРАДАЮЩИХ ОЖИРЕНИЕМ

Волкивская Е.Д. 1 Добрынина И.Ю. 1 Добрынин Ю.В. 1 Дроздович Е.А. 1 Еськов В.М. 1 Сулейменова Р.А. 1
1 ГОУ ВПО «Сургутский государственный университет Ханты-Мансийского автономного округа – Югры», Сургут
Проведен анализ результатов вариабельности сердечного ритма пациентов, страдающих ожирением, проживающих на территориях г. Санкт-Петербурга и г. Сургута. Выявлен дисбаланс в регуляции вегетативной нервной системы, с преобладанием симпатикотонии, у пациентов с ожирением, проживающих на территории г. Сургута. Анализ вариабельности сердечного ритма, также проводился с использованием многофакторного биоинформационного анализа многомерных фазовых пространств, что определило доказательную базу интегративного индикатора качества (количественной меры) и маркеров (диагностических критериев) региональных различий нарушений нейровегетативной регуляции сердечной деятельности. На основании системного подхода выявлено уменьшение объема фазового пространства пациентов, проживающих на территории г. Сургута, что свидетельствует о сужении приспособительного потенциала пациентов. Ранжирование диагностических показателей характеристик ВРС пациентов с ожирением обеспечило выделение конечного набора идентификаторов региональных различий вегетативной регуляции ритма сердца – это Total P (mc2) VLF (mc2) LF (mc2).
вариабельность сердечного ритма
ожирение
1. Программа медицинской диагностики по расстоянию между фактической точкой вектора состояния организма человека и ближайшими центрами квазиаттракторов: свидетельство об официальной регистрации программы на ЭВМ №2010613543 от 1 апреля 2010 г. / Еськов В.М., Брагинский М.Я., Еськов В.В., Козлова В.В., Филатов М.А. РОСПАТЕНТ. - М., 2010.
2. Программа идентификации параметров аттракторов поведения вектора состояния биосистем в m-мерном фазовом пространстве: свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2006613212 от 13 сентября 2006 г. / Еськов В.М., Брагинский М.Я., Русак С.Н., Устименко А.А., Добрынин Ю.В. РОСПАТЕНТ. - М., 2006.
3. Ожирение / под ред. И.И. Дедова, Г.А. Мельничен- ко. - М., 2004. - 449 с.
4. Старостина Е.Г. // Ожирение и метаболизм. - 2005. - №3. - С. 18-23.
5. Эндокринология: национальное руководство / под ред. И.И. Дедова, Г.А. Мельниченко. - М.: ГЭОТАР-Медиа, 2008. - С. 463-470

В мире 1,7 млрд человек, или каждый четвертый житель страдает лишним весом. У 312 млн человек выраженное ожирение. Ожирение становится неинфекционной пандемией планеты. Само по себе ожирение является фактором риска множества заболеваний [3, 4, 5].

Анализ вариабельности ритма сердца (ВРС) предоставляет возможность выделить признаки дисбаланса активности симпатической и парасимпатической вегетативной нервной системы, определяющей степень выраженности сосудистой патологии с дифференциальной оценкой характера многофункциональных нарушений. Это позволяет более точно определить адаптивные резервы и стрессовую устойчивость индивида, выявить пациентов с высоким риском как острых, так и хронических сосудистых осложнений, осуществлять контроль эффективности назначенной терапии.

Цель исследования - выявить основные детерминанты вариабельности ритма сердца у пациентов с ожирением, проживающих на территориях г. Сургута и г. Санкт-Петербурга, с привлечением методов системного анализа и синтеза параметров квазиаттракторов.

Материалы и методы исследования

В исследовании приняли участие всего 60 человек, больные, страдающие ожирением, г. Сургута (n = 30, возраст больных 41,0 ± 12,82 лет, ИМТ 34,06 ± 2,01 кг/м2), больные, страдающие ожирением, г. Санкт-Петербурга (n = 30, возраст больных 43,06 ± 12,05 лет, ИМТ 34,13 ± 5,40 кг/м2) .

Для обработки полученных результатов использовались различные методы параметрической и непараметрической статистики. В начале статистического исследования проверялось, подчиняется ли выборка гауссовскому (нормальному) закону распределения при помощи одновыборочного теста нормальности W Шапиро-Уилко. К данным, подчиняющимся неправильному закону распределения, применялись непараметрические методы статистического анализа. Учитывая, что распределение показателей ВРС отличается от нормального, все данные представлены в виде медианы и интерквартильного размаха. Интерквартильный размах указывается в виде 25 и 75 % перцентилей. Критический уровень значимости (p) при проверке статистических гипотез в данном исследовании принимался равным 0,05. Математическая обработка результатов проводилась на компьютере с использованием пакета программ STATISTICA 6.0.

Статистическая обработка данных по поведению вектора состояний ВРС в m-мерном пространстве состояний для больных с СД 2 типа производилась с применением новых подходов в теории хаоса и синергетики [1, 2]. Использование оригинальных зарегистрированных программ, предназначенных для использования в научных исследованиях систем с хаотической организацией, обеспечило идентификацию параметров и центров квазиаттракторов вектора состояний организма в m-мерном пространстве состояний, а также расстояния Z между центрами изучаемых аттракторов. Выделение наиболее значимых параметров порядка производилось с использованием метода, основанного на параллельной идентификации объемов аттракторов в фазовом пространстве для пары кластеров, а затем поэтапного исключения из расчета отдельных компонент вектора состояния биологической динамической системы с одновременным анализом параметров аттракторов и сравнением существенных или несущественных изменений в параметрах аттрактора после такого исключения.

Результаты исследования и их обсуждение

При сравнительном анализе показателей вегетативной регуляции ВРС больных ожирением г. Сургута и г. Санкт-Петербурга выявлено, что у обследованных г. Сургута доминирование низкочастотной части спектра и изменения в структуре спектральных характеристик приводят к смещению вагосимпатического дисбаланса и большему доминированию симпатикотонии в сравнении с аналогичными показателями пациентов г. Санкт-Петербурга (соответственно

LF мс2/Гц (ожирение, г. Сургут) > LF мс2/Гц (ожирение, г. Санкт-Петербург) рм-у3 = 0,03;

LF % (ожирение, г. Сургут) > LF % (ожирение, г. Санкт-Петербург) рм-у3 = 0,00;

HF % (ожирение, г. Сургут) < HF % (ожирение, г. Санкт-Петербург) рм-у3 = 0,00;

LF/HF (ожирение, г. Сургут) > LF/HF (ожирение, г. Санкт-Петербург) рм-у3 = 0,00 (табл. 1)).

Таблица 1 Показатели ВРС пациентов с ожирением г. Сургута и г. Санкт-Петербурга (медиана, 75 перцентиль, 25 перцентиль)

Показатели ВРС

г. Сургут

г. Санкт-Петербург

p

Ожирение n = 30

Ожирение n = 30

VLF, мс2/Гц

1438,00; 2771,00; 544,00

854,00; 1687,00; 478,00

p = 0,07

LF, мс2/Гц

1026,00; 1745,00; 570,00

700,00; 1131,00; 322,00

p = 0,03

HF, мс2/Гц

245,50; 687,00; 135,00

415,00; 701,00; 128,00

p = 0,68

Total P, мс2/Гц

3201,00; 5220,00; 1619,00

2298,05; 4653,00; 976,00

p = 0,11

LF/HF, у.е.

2,64; 4,18; 1,56

1,49,00; 2,35; 0,92

p = 0,00

LF, %

72,50; 81,00; 61,00

58,50; 70,00; 47,50

p = 0,00

HF, %

27,50; 39,00; 19,00

41,50; 30,00; 52,50

p = 0,00

SDNN, mc

38,9; 46,01; 27,99

32,00; 52,00; 24,00

p = 0,81

СИМ Ед.

8,50; 13,00; 5,00

8,00; 12,00; 4,00

p = 0,72

ПАР, ед.

7,50; 11,0; 4,00

5,00; 10,00; 3,00

p = 0,42

R-R ср., mc

730,00; 810,00; 680,00

786,00; 884,00; 692,00

p = 0,28

HRV, ед.

7,00; 8,00; 5,00

6,50; 9,50; 4,60

p = 0,96

ИВ, ед.

79,00; 148,00; 44,0

75,00; 184,00; 37,00

p = 0,89

Примечания: Total P (мс2/Гц) - общая спектральная мощность колебаний ритма сердца; VLF (мс2/Гц) - спектральная мощность ВРС в диапазоне ультранизких частот; LF (мс2/Гц) - спектральная мощность ВРС в диапазоне низких частот; HF (мс2/Гц) - спектральная мощность ВРС в диапазоне высоких частот; LF/HF (у.е.) - отношение низкочастотной к высокочастотной составляющей мощности колебаний ритма сердца; LF ( %) - нормализованная спектральная мощность низких частот; HF ( %) - нормализованная спектральная мощность высоких частот; SDNN - среднее 5-минутное отклонение по всей записи кардиоинтервалов R-r (мс); СИМ - показатель активности симпатической вегетативной нервной системы (Ед.); ПАР - показатель активности парасимпатической вегетативной нервной системы (Ед.); R-R - длительность кардиоинтервалов (мс); HRV - триангулярный индекс - интеграл плотности распределения (общее количество кардиоинтервалов), отнесенный к максимуму плотности распределения (Ед.); ИВ - индекс напряженности регуляторных систем (Ед); р - U-критерий достоверности различий Манна-Уитни между группами пациентов с ожирением г. Сургута и г. Санкт-Петербурга.

Системный биоинформационный анализ и синтез диагностической значимости критериев, используемых для идентификации различий между группами, полученных с помощью 2-х подходов (детерминистско-стохастического и хаотического) показал, что использование разных методов расширяет доказательную базу для выделения маркеров региональных особенностей нарушений ВРС. Применение инновационных программных продуктов информационного анализа, базирующихся на теории хаоса и синергетики [1, 2], обеспечивает идентификацию как интегративных характеристик ВРС (объема - VG и показателя асимметрии - rX фазового пространства состояний - ФПС), так и наиболее существенных диагностических критериев различий между группами (в терминологии медицинской кибернетики - это параметры порядка).

Объем и показатели асимметрии S13-мер-
ного ФПС, которые характеризуют диапазон изменений всех 13 анализируемых характеристик ВРС (Total P (мс2/Гц), VLF (мс2/Гц), LF (мс2/Гц), HF (мс2/Гц), LF/HF (у.е.), LF (%), HF (%), SDNN (мс), СИМ (Ед.), ПАР (Ед.), R-R (мс), HRV (Ед.), ИВ (Ед.)) больных ожирением г. Сургута существенно ниже в сравнении с показателями больных ожирением г. Санкт-Петербурга:

VG rX ФПС больных ожирением г. Сургута < VG и rX ФПС больных ожирением г. Санкт-Петербурга, D VG 97,7 %, D rX 77,43 %.

Учитывая результаты анализа ВРС, полученные на I этапе информационного анализа, свидетельствующие о большем доминировании симпатикотонии у больных ожирением г. Сургута (табл. 2), существенное уменьшение характеристик ФПС указывает на сужение приспособительного диапазона ВРС.

Таблица 2 Параметры S13-мерного квазиаттрактора характеристик вектора состояния ВРС больных ожирением г. Сургута и г. Санкт-Петербурга

 

Группы наблюдения

Различия параметров квазиаттракторов ФПС

Ожирение

г. Сургут

г. Санкт-Петербург

 

Параметры квазиаттракторов

VG

0,22·1030

9,72·1030

D97,7 %

rX

2 100,42

9 310,29

D77,43 %

Примечания: координатами S13-мерного квазиаттрактора вектора состояния ВРС являются - Total P (мс2/Гц), VLF (мс2/Гц), LF (мс2/Гц), HF (мс2/Гц), LF/HF (у.е.), LF ( %), HF ( %), SDNN (мс), СИМ (у.ед.), ПАР (у.ед.), R-R (мс), HRV (у.е.), ИВ (Ед); VG - объем m-мерного пространства ФПС ВРС; rX - показатель асимметрии пространства ФПС ВРС.

Ранжирование диагностических показателей характеристик ВРС пациентов с ожирением обеспечило выделение конечного набора идентификаторов региональных различий вегетативной регуляции ритма сердца - это Total P (mc2) VLF (mc2) LF (mc2). Сравнительный анализ результативности применения разных биоинформационных методов показал, что в отличие от методов традиционного статистического анализа на базе детерминистско-стохастического подхода, использование инновационных методов, базирующихся на теории хаоса и синергетики оказалось более чувствительным к идентификации тех элементов функциональной системы вегетативной регуляции ритма сердечной деятельности, которые определяют различия в характеристиках и соответственно детерминируют поведение отдельных частей и элементов функциональной системы ВРС (Total P (mc2) VLF (mc2) LF (mc2) (табл. 3).

Таблица 3 Ранжирование диагностических показателей характеристик ВРС пациентов с ожирением, проживающих на территориях г. Сургута и г. Санкт-Петербурга

Ожирение Сургут - Ожирение Санкт-Петербург

13-m ФП

Z0 = 671,37

VLF, mc2

Z1 = 647,24

LF, mc2

Z2 = 513,62

HF, mc2

Z3 = 651,70

LF/HF

Z4 = 671,37

Total P, mc2

Z5 = 498,02

LF, %

Z6 = 671,21

НF, %

Z7 = 671,21

SDNN, mc

Z8 = 671,37

СИМ, ед.

Z9 = 671,37

ПАP, ед.

Z10 = 671,37

НRV, ед.

Z11 = 671,37

R-r, mc

Z12 = 671,03

ИВ, ед.

Z13 = 669,62

Примечания: Z1 - расстояние между центрами двух квазиаттракторов при исключении VLF (mc2), мс; Z2 - расстояние между центрами двух квазиаттракторов при исключении LF (mc2); Z3 - расстояние между центрами двух квазиаттракторов при исключении HF (mc2);
Z4 - расстояние между центрами двух квазиаттракторов при исключении LF/HF; Z5 - расстояние между центрами двух квазиаттракторов при исключении Total P (mc2); Z6 - расстояние между центрами двух квазиаттракторов при исключении LF ( %); Z7 - расстояние между центрами двух квазиаттракторов при исключении НF ( %); Z8 - расстояние между центрами двух квазиаттракторов при исключении SDNN (mc); Z9 - расстояние между центрами двух квазиаттракторов при исключении СИМ (Ед.); Z10 - расстояние между центрами двух квазиаттракторов при исключении ПАP (Ед.); Z11 - расстояние между центрами двух квазиаттракторов при исключении НRV (Ед.); Z12 - расстояние между центрами двух квазиаттракторов при исключении R-r (mc); Z13 - расстояние между центрами двух квазиаттракторов при исключении ИВ (Ед.).

Выводы

Использование новых биоинформационных методов, базирующихся на теории хаоса и синергетики, обеспечивает системный подход к идентификации характеристик нейровегетативной регуляции сердечной деятельности. Интегративные характеристики ВРС указывают на более выраженные нарушения вегетативной регуляции ВРС у больных ожирением г. Сургута в сравнении с аналогичными показателями больных ожирением г. Санкт-Петербурга. Идентификаторы - (маркеры) региональных различий вегетативной регуляции ритма сердца - это Total P (mc2) VLF (mc2) LF (mc2).

Рецензенты:

  • Карпин В.А., д.м.н., профессор, зав. кафедрой факультетской терапии медицинского института при ГОУ ВПО «Сургутский государственный университет ХМАО-Югры», г. Сургут.
  • Филатов М.А., д.б.н., профессор кафедры биофизики и нейрокибернетики ГОУ ВПО «Сургутский государственный университет ХМАО-Югры, г. Сургут.

Работа поступила в редакцию 31.01.2012.


Библиографическая ссылка

Волкивская Е.Д., Добрынина И.Ю., Добрынин Ю.В., Дроздович Е.А., Еськов В.М., Сулейменова Р.А. РЕГИОНАЛЬНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ВАРИАБЕЛЬНОСТИ СЕРДЕЧНОГО РИТМА ПАЦИЕНТОВ, СТРАДАЮЩИХ ОЖИРЕНИЕМ // Фундаментальные исследования. – 2012. – № 4-1. – С. 38-41;
URL: http://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=29710 (дата обращения: 21.09.2019).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074