Биоинформационный анализ нарушений вегетативной регуляции сердечной деятельности у больных ожирением и сахарным диабетом 2 типа в югре

Доклиническая диагностика хронических осложнений сахарного диабета (СД), в частности, нарушений вегетативной регуляции сердечной деятельности, которые могут служить одной из причин более тяжелого течения и неблагоприятного прогноза сердечно-сосудистых осложнений у больных СД является одним из перспективных направлений профилактических мероприятий, направленных на снижение риска фатальных осложнений от социально значимых заболеваний [46]. Результаты современных исследований показали определяющую роль сердечно-сосудистых осложнений в продолжительности жизни больных СД [2, 4, 8]. Системные подходы в изучении хронических осложнений СД, базирующиеся на теории хаоса и синергетической парадигме, обосновывают представление о СД [52, 54, 55], как о заболевание с высоким риском сердечно-сосудистых катастроф, при котором риск неблагоприятных исходов выше, чем при ИБС. Хотя механизмы и степень влияния вегетативных нарушений на течение других хронических осложнений СД являются предметом и' 1 I 1 1 I 1 и, А I? [¹ и, Ь «Г, 1)' и I I ' I I) * '? й I' М, I <1 Н И 1 «' [V М ' 1' 1,.

1 ^ ' ''>(«(М 'I 1 > И1 I 'п », I1! ' ((И I, 1 ч Н I, дискуссии, показано, что поражение автономной нервной системы, осуществляющей регуляцию витальных функций и поддержание гомеостаза, во многом определяет течение сахарного диабета и структуру смертности при этом заболевании. По данным ряда авторов, смертность в сроки от 5 до 10 лет при наличии автономной нейропатии составляет от 25 до 50% [8, 46]. Получены данные о том, что автономная нейропатия является предиктором развития нарушений мозгового кровообращения у больных сахарным диабетом 2 типа (СД 2) [110, 127]. Установлено, что ранняя диагностика диабетической нейропатии имеет важное значение для определения степени риска сердечно-сосудистых катастроф и летального исхода [1, 40, 86, 95, 114, 129].

Нарушения" вегетативной иннервации при СД. .ведут к выраженной вегетативной дисфункции сердечно-сосудистой системы. Однако, несмотря на значительное отрицательное влияние на выживаемость и качество жизни 7 пациентов с диабетом, доклинические формы нарушений вегетативной регуляции ВРС остаются наименее изученным осложнением СД [130, 131]. Это связано прежде всего с тем, что клинически значимые признаки диабетической автономной нейропатии появляются при большом стаже СД. Другая причина — сложность раннего выявления дисфункции автономной нервной системы.

Таким образом, доклиническая диагностика нарушений нейровегетативного обеспечения сердечной деятельности у больных сахарным диабетом является актуальной научной, медицинской и социальной проблемой, которая требует решения. Наряду с оценкой факторов риска развития осложнений сахарного диабета очевидны перспективность и важность поиска обоснования критериев объективных оценок функционального состояния автономной нервной системы для прогнозирования осложнений и летальных исходов при сахарном диабете, а также у больных с ожирением, как у группы высокого риска развития СД 2.

Изменения ритма сердца — универсальная оперативная реакция ^ У «, целостного организма в ответ на любое воздействие факторов внешней, ^Ч.ЛЧа^ 1 {^и/ V /Г», '.

Л 1 ' среды. Совершенно естественно в связи с этим, что с проблемой адаптации — организма к меняющимся условиям среды, к требованиям, предъявляемым живой системе при стрессорных условиях, самым тесным образом связана проблема гомеостаза [24]. Таким образом, методы исследования вегетативной регуляции сердечного ритма вполне адекватны для идентификации как внутринозологических различий (клинические варианты течения заболевания), так и региональных особенностей формирования патологии.

Обоснованием использования инновационных подходов для идентификации интегративных (системных) критериев нарушений вегетативной регуляции сердечного ритма и эффективности внешних н, управляющих воздействий (ВУВ) является представление о сложном, иррегуляторном строении и комплексности механизмов регуляции функциональных систем, оказывающих влияние на ритмическую активность пейсмекеров синусового узла.

Динамическое поведение комплексных функциональных систем, к которым относится вегетативная регуляция сердечного ритма, характеризующаяся нелинейным характером хаотических колебаний, наиболее целесообразно изучать с позиций «детерминированного хаоса». Детерминированность хаотической системы заключается в ее высокой чувствительности по отношению к исходному состоянию и целесообразностью соответственного описания вектора состояния сердечнососудистой системы больных методом идентификации параметров квазиаттракторов в многомерных фазовых пространствах состояний.

Цель исследования. На основе биоинформационного анализа параметров вектора состояния системы вегетативной регуляции сердечной деятельности выявить закономерности этой регуляции у больных ожирением и сахарным диабетом 2 типа в зависимости от региона проживания и • («1, 1 клинического, варианта течения диабета и на основе этих, закономерностей.

ИиПЧЧ. lU’j/t, u’lf Л t H, W| I"1 1 ' / ,"• I JMf’Aii ¦ nit!/ /I'M.L/Vii'JlNi11 ' tl ill It f A J < ' ft '< ' 4.

СД titiv '> V 1 ''Ai"It'll >< «' Vi V «и «/v «4!^ i1 * Vt i/J v ', N <4 .Уit', vj.

V ' 1,1 установить степень’обратимости вегетативных нарушении.

Задачи исследования:

1. Выявить особенности вегетативной регуляции сердечной деятельности у больных сахарным диабетом 2 типа с различными клиническими вариантами его течения (в зависимости от степени компенсации углеводного обмена) с привлечением метода многомерных фазовых пространств.

2. Изучить региональные особенности состояния вегетативной регуляции сердечной деятельности у больных ожирением и сахарным диабетом 2 типа, проживающих в г. Сургуте (ХМАО — Югры) и г. Санкт-Петербурге, и выявить основные идентификаторы различий.

3. Исследовать степень обратимости вегетативных нарушений регуляции i сердечной деятельности у больных сахарным диабетом 2, типа, определить.

Л (1 * ' интегративные индикаторы качества и маркеры клинической эффективности при парентеральном введении альфа-липоевой кислоты. 9 л1 fl (I.

Работа выполнена в рамках федеральной программы «Исследование поведения функциональных систем организма человека на Севере методами многомерных фазовых пространств состояний» (Гос. per. № 1 200 965 147).

Научная новизна работы: 1. Впервые, на основе результатов идентификации параметров квазиаттракторов вектора функционального состояния организма больных СД 2 с различными клиническими вариантами течения установлено, что ухудшение метаболического контроля сопровождается прогрессивным усилением ригидности ритма сердечной деятельности, что подтверждается уменьшением объема (Vg) и коэффициента асимметрии (гХ) квазиаттракторов вектора состояний организма больных. Параметры порядка (критерии диагностики), определяющие идентификацию различий клинических вариантов течения заболевания, являются высокочастотная составляющая спектра, длительность кардиоинтервалов, ультранизкочастотная составляющая спектра и общая спектральная 11 ' ' '2. Впервые, — установлены региональные особенности сердечной деятельности: большая выраженность дезадаптации вегетативного обеспечения сердечной деятельности выявлена у больных СД 2 и больных ожирением г. Сургута в сравнении с показателями больных СД 2 и больных ожирением г. Санкт-Петербурга. Идентификаторами региональных различий вегетативной регуляции ритма сердца у больных ожирением и СД 2 являются общая спектральная мощность, ультранизкочастотная составляющая спектра и низкочастотная составляющая спектра.

3. Впервые, анализ динамики характеристик многомерных фазовых пространств (Vg, гХ) вектора состояния сердечно-сосудистой системы больных СД 2 позволил установить высокую клиническую эффективность.

Ц' м'1. .коррекции нарушений нейровегетативной регуляции сердечной деятельности при парентеральном введении альфа-липоевой кислоты. Анализ матриц межаттракторных расстояний позволил идентифицировать интегративные.

10 > I’ll1'! rW индикаторы терапии альфа-липоевой кислоты в каждой контрольной точке наблюдения больных. Выраженный клинический эффект наблюдался уже при первом введении препарата, в дальнейшем эффективность имела тенденцию к снижению к 14-му дню, оставаясь при этом достаточно высокой в течение всего периода наблюдения. Методом параллельной идентификации параметров квазиаттракторов вектора состояния больных СД 2 установлены маркеры качества терапии — это ультранизкочастотная составляющая спектра и общая спектральная мощность.

Научно-практическая значимость работы. Разработанные и внедренные в ЛПУ ХМАО — Югры алгоритмы изучения вегетативной регуляции сердечной деятельности у больных ожирением и СД 2, базирующиеся на методе многомерных фазовых пространств, обеспечивают идентификацию интегративных характеристик (объема — Ус и показателей асимметрии — гХ фазового пространства) и основных детерминант (параметров порядка) дизрегуляции ВРС, определяющих основные.

ЛV I *,., 1 1. и, .<, I закономерности (русла) патогенеза. Такой подход позволяет устанавливать.

И и"" ', • V V," «* V г». * «> ' ««у. -и V. «II' «V. ,, • «• • > ' 1 также количественные различия вегетативного обеспечения ВРС при изучении региональных особенностей вегетативной регуляции сердечной деятельности у больных ожирением и СД 2, проживающих на территории г. Сургута и г. Санкт-Петербурга.

Использование разработанных и внедренных в ЛПУ ХМАО — Югры алгоритмов многофакторного биоинформационного анализа многомерных фазовых пространств вектора состояния сердечно-сосудистой системы определило доказательную базу интегративных индикаторов (количественной меры) и маркеров эффективности (диагностических критериев) при парентеральном применении препаратов альфа-липоевой кислоты в комплексной терапии СД.

I, 'Внедрение результатов исследования. Результаты исследования внедрены в медицинскую практику окружного центра эндокринологии и эндокринной хирургии ГБУ ХМАО — Югры «Сургутская окружная.

11 клиническая больница", а также в ГБУЗ городская поликлиника № 19 (г. Санкт-Петербург). Теоретические и практические положения работы используются в учебном процессе при подготовке студентов, интернов и ординаторов по курсу эндокринологии в ГБОУ ВПО «Сургутский государственный университет ХМАО — Югры».

Апробация работы. Материалы диссертации докладывались на кафедральных и факультетских семинарах Сургутского Государственного университета на научных форумах различного уровня: XV международной конференции по нейрокибернетике (г. Ростов-на-Дону, 2009), международной научно-практической конференции «Фундаментальные и клинические аспекты охраны здоровья человека на Севере» (г. Сургут, 2010), 7-й международной научно-практической конференции «Найновите постижения на европейската наука» (г. София, 2011), VII международной научно-практической конференции «РегБрекХушюгпе оргасоуаша паик^ 1 technikami» (г. Варшава, 2011).

• Публикации. По материалам диссертации^{публиковано} 17 печатных работ, из них 6 статей в рекомендованных ВАК журнал и 11 статей в других научных журналах и сборниках.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 163 страницах печатного текста и состоит из Введениятеоретической главы «Актуальные вопросы патогенеза нарушений вегетативной регуляции сердечной деятельности при ожирении и сахарном диабете 2 типа" — главы «Объект и методы исследования», содержащей описание дизайна и методов исследованияглавы «Особенности вегетативной регуляции сердечной деятельности у больных сахарным диабетом 2 типа» содержащая результаты собственных исследований и их обсужденияЗаключенияВыводов и Практических рекомендацийсодержит 73 таблицы и 18 рисунков.

Список литературы

включает 131 наименований, в том числе 27 — зарубежных авторов.

выводы.

1. У больных СД 2 с различными клиническими вариантами течения по мере декомпенсации заболевания усиливается степень симпатических влияний вегетативной регуляции на ВРС, на фоне истощения стресслимитирующих влияний парасимпатического звена ВНС, что подтверждается прогрессивным увеличением индекса напряжения Баевского, уменьшением вариативного диапазона.

Усиление ригидности ритма сердечной деятельности при утяжелении степени декомпенсации сахарного диабета 2 подтверждает динамика уменьшения параметров квазиаттракторов ВРС. Наиболее существенными признаками, обеспечивающими диагностику различий вегетативного л обеспечения ВРС между группами I и II являются HF (mc), R-R (тс) и VLF.

О О тс) — между группами II и III, а также I и III — Total Р (mc), VLF (тс) и HF (тс2). 1 2. Региональные особенности нарушений вегетативной регуляции ВРС f Р,. > I. .^, } «V, 'и 1.» «' ' ', ' у больных СД 2 г. Сургута характеризуются большей выраженностью степени дизадаптации вегетативного обеспечения ВРС в сравнении с показателями больных СД 2 г. Санкт-Петербурга. При дискрептивном анализе показателей ВРС больных ожирением г. Сургута выявлено преобладание симпатической активности ВНС, тогда как у больных ожирением г. Санкт-Петербурга спектральные характеристики укладываются в референтные значения. С учетом данных модификации ФП больные ожирением г. Сургута имеют большее напряжение вегетативной регуляции в сравнении с аналогичными показателями больных ожирением г. Санкт-Петербурга. Идентификаторы региональных различий вегетативной регуляции ритма сердца у больных ожирением и СД 2- это Total Р (mc), VLF (тс2) и LF (тс2).

3. Высокую эффективность мультидисциплинарного подхода терапии.

СД, включающего парентеральное введение препаратов АЛК по 600 мг в.

149 сутки в течение 2-х недель, подтверждает динамика основных показателей вегетативного обеспечения ВРС: ИБ (р! = 0.00- рп= 0.00- рга= 0.00), Total Р (Pi= 0.02- р&bdquo-= 0.00), LF/HF (р&bdquo-= 0.03), VLF (pf= 0.01- рп= 0.00), СИМ (pi = 0.00- р&bdquo-= 0.00- рш= 0.00), ПАР (pi = 0.00- рп= 0.00- рш= 0.04), SDNN (рп= 0.00), R-R (pi = 0.00- рп= 0.00- рш= 0.00). Интегративным индикатором качества терапии AJIK является динамика существенного увеличения (на 1 порядок).

•5 Л объема квазиаттрактора (General G value II 1.04×10″) и показателей асимметрии (rX II 7 215.09) ФПС ВРС по завершении контрольного.

Л 1 наблюдения в сравнении с показателями исходно (General G value I 7.95×10 — rX I 4 854.34). Выраженный клинический эффект наблюдается уже при первом введении препарата (ZSi 1 572.11), в дальнейшем эффективность имеет тенденцию к снижению к 14-му дню, хотя и остается достаточно высокой (Zsn 1468.83) и за весь период наблюдения составляет Zsm 1 024.7497. Маркеры качества терапии — VLF (Z 1 ш= 602.3) за весь период наблюдения и Total Р исходно и по завершении контрольного наблюдения (Total Р Z5 I = 969.84- Z5n= 891.46- pf = 0.02- рп= 0.00).

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ.

1. Анализ нарушений вегетативной рефляции сердечной деятельности, изначально имеющей характер нелинейных хаотических колебаний, рекомендуется проводить с привлечением биоинформационных методов анализа многомерных фазовых пространств: на снижение вариабельности ритма сердца указывает уменьшение параметров квазиаттракторов (General G valueгХ) фазовых пространств состояний у больных СД 2 в зависимости от степени ухудшения метаболического контроля.

2.При разработке региональных программ, направленных на профилактику хронических сосудистых осложнений диабета, рекомендуется учитывать выраженность дизадаптации вегетативного обеспечения вариабельности ритма сердца, обусловленной большим доминированием симпатотонии, у больных г. Сургута в сравнении с больными г. Санкт-Петербурга.

3.С целью коррекции нарушений вегетативной регуляции сердечной деятельности в комплексной терапии сахарного диабета рекомендуется парентеральное применения препаратов альфа-липоевой кислоты по 600 мг в сутки в течение 2-х недель. В качестве маркера эффективности альфа-липоевой кислоты за весь период наблюдения рекомендуется изучать динамику прироста VLF, в 1-е и 14-е сутки — динамику прироста Total Р.