Энтропия и DFA вариабельности ритма сердца при дистантном прекондиционировании, ортостазе у здоровых молодых людей и у лиц с изменениями нейровегетативной регуляции кардиодинамики

Проведены исследования сравнительной физиологической оценки нелинейных методов анализа вариабельности ритма сердца: аппроксимированной энтропии, энтропии образца, многомасштабной энтропии и детрентного флуктуационного анализа при дистантном ишемическом прекондиционировании и ортостазе у здоровых молодых людей и у лиц с нарушениями вегетативной регуляции. Цель: повышение информативности исследований и раскрытие механизмов нефармакологических методов защиты сердца и сосудов мозга от повреждений и стрессов.
Основные задачи работы включали:
1. Модельные исследования связей амплитудных и структурных особенностей вариабельности ритма сердца с показателями энтропии и детрентного флуктуационного анализа.
2. Сравнительные исследования свойств аппроксимированной энтропии, энтропии образца, многомасштабной энтропии вариабельности ритма сердца.
3. Исследования особенностей энтропийных показателей и детрентного флуктуационного анализа вариабельности ритма сердца в условиях дистантного ишемического прекондиционирования, ортостаза и при изменениях нейровегетативной регуляции.
В модельных исследованиях искусственно генерируемых волновых сигналов найдено, что изменения амплитуды и мощности колебательных процессов не связаны с показателями энтропии. Результаты модельных исследований экстраполировались на реальные данные вариабельности ритма сердца и частоты сердечных сокращений.
При сравнительных исследованиях аппроксимированной энтропии, энтропии образца, многомасштабной энтропии определены оптимальные показатели длины выборки сравниваемых последовательностей исследуемых временных рядов, допустимые отклонения получаемых результатов для аппроксимированной энтропии, энтропии образца, многомасштабной энтропии, масштабирующий коэффициент для многомасштабной энтропии, а также достоинства и недостатки различных методов анализа энтропии вариабельности ритма сердца.
Физиологические приложения разработанных методов были изучены нами у 34 испытуемых молодого возраста (19–25 лет) в динамике нагрузочных тестов, при дистантном ишемическом прекондиционировании и у 75 человек с измененной вегетативной регуляцией. Оценивалось влияние прекондиционирования на ортостатическую нагрузку. Показатели функционального состояния были представлены десятью показателями спектров вариабельности ритма сердца, частоты сердечных сокращений, артериального давления и нелинейной динамики – аппроксимированной энтропии, энтропии образца, многомасштабной энтропии, детрентного флуктуационного анализа. Полученные результаты сравнивались с динамикой спектральных показателей при проведении ложного прекондиционирования. Достоверность различий оценивалась на основе парного $t$-критерия Стьюдента.
В динамике нагрузочных тестов при анализе вариабельности ритма сердца, а также при ортостазе реактивные изменения структуры кардиодинамики наилучшим образом отражались в показателях энтропии образца и многомасштабной энтропии и в меньшей степени – в показателях аппроксимированной энтропии. При этом изменения показателей энтропии и детрентного флуктуационного анализа имели противоположную направленность при ортостазе.
Установлено, что энтропии – аппроксимированная, энтропия образца и многомасштабная – обладают свойствами подавления случайных воздействий и шумов. Эти свойства проявились в повышении информативности прогностических критериев изменений нейровегетативного профиля, то есть в случаях изолированного снижения HF и LF и увеличения частоты сердечных сокращений, которые ранее рассматривались как противоречивые критерии энергодефицитных состояний. Выраженное снижение энтропий вариабельности ритма сердца повышало достоверность отрицательного прогноза состояния пациентов у больных с сахарным диабетом, полинейропатиями.
Отсутствие прямой зависимости показателей энтропии от мощности колебательных процессов вариабельности ритма сердца снижает информативность показателей энтропии в оценке кардиодинамики при прекондиционировании, так как усиление мощности вариабельности ритма сердца при этом является одним из ведущих признаков положительной динамики при дистантном ишемическом прекондиционировании.
Интерпретация результатов исследования основана на возможностях современных методов исследования и новых теоретических взглядах на функционирование организма и переходных процессах от здоровья к болезни.