Нелинейная динамика психофизиологических процессов при бронхиальной астме

Размещено на http://www.allbest.ru/

2

Нелинейная динамика психофизиологических процессов при бронхиальной астме

А.В. Данилец

Томск, ГУ НИИ психического здоровья ТНЦ СО РАМН

Резюме

Анализировали нелинейно-динамические характеристики дыхания и кардиограммы во время ночного сна у больных бронхиальной астмой. Исследовали три группы: контроль (4), больные с психогенно индуцированной астмой ПИБА (15), больные с классической, атопической астмой АБА (8). Показано, что использование методов нелинейной динамики при анализе кардиоресператорной системы эффективно выявляет различия как между здоровыми и больными бронхиальной астмой, так и между атопической и психогенной формами астмы.

Abstract

Non-linear characteristics of respiration and cardiogram during nocturnal sleep in patients with bronchial asthma were analyzed. Three groups were analyzed: control (4), patients with psychogenically induced asthma (PIBA) (15), patients with classical, atopical asthma (ABA) (8). It has been shown that use of methods of non-linear dynamic in the analysis of cardiorespiratory system effectively reveals differences both between healthy and ill with bronchial asthma and between atopical and psychogenic forms of asthma.

нелинейная динамика кардиограмма психогенная астма

Понимание патогенеза психосоматических болезней остается сложной задачей. Существует большое количество теорий и моделей, которые вызывают споры и дискуссии. Очевидно, что не существует прямой связи между изменениями психики и возникновением в результате психотравматизирующих воздействий конкретных морфологических изменений (повреждений) во внутренних органах. Представляется возможным применить методы нелинейно-динамического анализа, позволяющего интегрально оценить взаимосвязи нервной системы с другими параметрами организма (нервной регуляции и соматической деятельности).

С древних времен связь дыхания с психической сферой человека признается очевидной. Все известные (особенно пришедшие с Востока) техники психической саморегуляции базируются на дыхательных упражнениях. Дыхательный дискомфорт является проявлением тревожных, невротических состояний, выражением отрицательных эмоций. Рисунок (паттерн) дыхания меняется на фоне психического стресса. Сложные изменения дыхания происходят во время ночного сна, когда отключается возможность контроля сознания за дыхательным актом. Эти процессы активно изучаются, но в основном с позиции влияния сна (его стадий) на характер ночного дыхания.

Бронхиальная астма (БА) считается классическим представителем психосоматической патологией среди болезней системы дыхания. Согласно Международному Консенсусу, серьезностью этой патологии является хроническое воспаление воздухоносных путей. При этом эмоциональный фактор учитывается в модели исследования. Фундаментальным биологическим основанием для изучения колебательных процессов в организме, в том числе дыхания и кардиограммы, может быть то, что эти процессы являются индикаторами переходных процессов с изменением тканевого метаболизма, образованием диссипативных структур и высокого уровня энергетического обеспечения. Из этого следует, что в основе лежат принципы самоорганизации биосистем и процессов, изучение которых открывает новые перспективы в понимании патологических процессов и их лечения.

Колебательный процесс дыхания относится к неэлектрическим, механическим колебаниям. Источником колебательного процесса является дыхательный центр, реагирующий на концентрации О₂ и СО₂ в крови. Колебания в системе имеют механохимическую природу. В их основе лежат процессы тканевого метаболизма, которые определяются передачей биохимической информации через кровь. Интегрирующие параметры извлекают информацию, полученную от множества биохимических осцилляторов, и упорядочивают в виде колебательного режима получения кислорода для клеточного и тканевого дыхания. Также как сердечные сокращения, будучи интегратором целого комплекса осциллирующих химических реакций, являются сложными и описываются нелинейно-динамическими параметрами, ритмика дыхания обнаруживает те же закономерности изменчивости во времени. Данная ритмика относится к категории синергетических процессов с упорядоченной флуктуацией детерминированно-хаотических процессов. Наиболее адекватное рассмотрение колебательных процессов организма возможно с помощью нелинейно-динамических методов.

Нами предпринята попытка экстраполировать синергетические методы в описание сложных динамик физиологических ритмов и их изменчивости у больных БА различного генеза.

Цель - создание новых методических подходов и моделей исследований у лиц с психосоматическими расстройствами через изучение нелинейно-динамических характеристик дыхания и кардиограммы во время ночного сна у больных бронхиальной астмой для выявления роли психосоматических взаимодействий в патогенезе болезни.

Материалы и методы исследования

Исследованы 23 пациента, диагноз БА которым был поставлен согласно общепринятым критериям, разработанным в рамках международного консенсуса «Глобальная инициатива астмы». Все пациенты были распределены по группам. В первую (контрольную) группу вошли 4 здоровых волонтера. Вторую группу (15 чел.), условно названную БА (психогенно индуцированная; ПИБА), составили лица, у которых ведущий элемент болезни (первый приступ удушья) развился после эмоционального стресса, психотравмирующего жизненного события (согласно опроснику жизненных событий). Дальнейшее резкое ухудшение течения болезни связано с психологическими проблемами негативного характера.В третью группу с БА (АБА) вошли 8 пациентов с «классической», преимущественно атопической формой заболевания, у которых в начале болезни наблюдались проявления атопии (риниты, конъюнктивиты, кожные высыпания). К обострению болезни приводили аллергии, вирусные инфекции, физические (холодовые, колебания метеоусловий), а не психологические факторы.

В исследовании использовались записи, свободные от артефактов и наводок. Записи ночного мониторинга дыхания (RSP) и электрокардиограммы (ЭКГ) для обработки разбивались на фрагменты (субэпохи). Длина каждого фрагмента ЭКГ составила 120 секунд (12000 точек), RSP - 600 секунд (6666 точек).

Рис. Фрагменты записи ECG и дыхательной кривой.

Для каждого фрагмента определены два основных нелинейно-динамических параметра. «Корреляционная размерность» отражает степень сложности динамики и позволяет оценить, насколько сложна и многообразна динамическая система, сколькими степенями свободы система обладает. «Показатель Ляпунова» характеризует степень хаотичности динамики, он связан с понятиями «пластичность» и «адаптивность». В норме для живых систем характерен определенный уровень хаотичности. Для каждого пациента получены кривые изменения нелинейно-динамических параметров динамики ЭКГ и дыхания на протяжении сна. Обращает на себя внимание богатая и сложная структура динамического изменения исследуемых параметров во время ночного сна.

Рис. Средние значения степени сложности в исследуемых группах.

Проанализированы средние значения нелинейно-динамических параметров на протяжении сна в контрольной и двух исследуемых группах.Наибольшая степень сложности динамики ЭКГ наблюдается у здоровых лиц, самая низкая - у пациентов с атопической астмой и промежуточная величина - при психогенно индуцированной БА. Эти данные согласуются с современными представлениями о воздействии патологических изменений на динамику биологических систем. Данные по степень сложности динамики дыхания дают несколько другую картину. Самая низкая корреляционная размерность показана у пациентов с атопической астмой. Степень сложности динамики дыхания у больных психогенно индуцированной БА значимо не отличается от таковой в контрольной группе.

Рис. Средние значения степени хаотичности в исследуемых группах.

Уровень хаотичности кардиограммы (согласно показателю Ляпунова) достоверно ниже в норме и при психогенной астме, не различаясь между собой, чем при атопической астме. Высокий уровень хаотичности динамики ЭКГ свидетельствует о понижении уровня обратных связей, обеспечивает оптимальный регуляционный фон кардиосистемы, ее детерминированный хаос в норме. Дыхательная система при БА (любой формы) имеет более хаотичную динамику. Степень хаотичности по Ляпунову у астматиков достоверно и существенно выше, что свидетельствует о превышении уровня энтропии, достигающего дисрегуляторного предела.

Таким образом, использование методов нелинейной динамики при анализе кардиоресператорной системы выявляет различия как между здоровыми и больными бронхиальной астмой, так и между атопической и психогенной формами астмы. При атопической БА существенно «упрощается»динамика как кардиограммы, так и дыхательной кривой во время ночного сна. Причем снижение степени сложности ЭКГ фиксируется и при психогенно индуцированной астме.Анализ степени хаотичности дыхательной кривой показывает отличия больных БА различного генеза от здоровой группы, в то время как исследование нерегулярности кардиограммы позволяет вычленить из общей группы больных пациентов с атопической БА.

Размещено на Allbest.ru