Особенности нелинейной динамики элементов вегетативной регуляции сердечно-сосудистой системы на моделях врожденных пороков сердца с изолированной перегрузкой правых его отделов

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 18-74-10064

НазваниеОсобенности нелинейной динамики элементов вегетативной регуляции сердечно-сосудистой системы на моделях врожденных пороков сердца с изолированной перегрузкой правых его отделов

Руководитель Шварц Владимир Александрович, Доктор медицинских наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный медицинский исследовательский центр сердечно-сосудистой хирургии им. А. Н. Бакулева" Министерства здравоохранения Российской Федерации , г Москва

Конкурс №30 - Конкурс 2018 года по мероприятию «Проведение исследований научными группами под руководством молодых ученых» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными

Область знания, основной код классификатора 04 - Биология и науки о жизни; 04-204 - Биофизика

Ключевые слова низкочастотные колебания, нелинейная динамика, сердечно-сосудистая система, вегетативная регуляция, 0,1 Гц-колебания, фазово-частотная синхронизация, барорефлекс, вариабельность ритма сердца, фотоплетизмограмма, врожденные пороки сердца.

Код ГРНТИ76.03.29

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Проект направлен на развитие фундаментальных представлений об устройстве и особенностях индивидуальной и коллективной динамики элементов вегетативной регуляции сердечно-сосудистой системы. Вегетативная нервная система (ВНС) оказывает важное модулирующее воздействие на сократительную способность миокарда и регуляцию тонуса сосудов. Основным неинвазивным методом изучения состояния ВНС является анализ вариабельности сердечного ритма (ВСР). Возможности и прогностическая значимость клинического использования показателей ВСР подталкивают исследователей к дальнейшему освоению математических методов анализа ВСР, а также к поиску новых методик изучения особенностей вегетативной регуляции системы кровообращения и их клинического значения при различных патологиях. Одним из наиболее новых и перспективных методов изучения вегетативной регуляции системы кровообращения является оценка синхронизации ритмов с частотой около 0,1 Гц. Данные медленные колебания выявляются при анализе ВСР и колебаний артериального давления, а также динамики кровенаполнения дистального сосудистого русла и скелетных мышц. Взаимодействие системных механизмов вегетативной регуляции (с собственной частотой 0,1 Гц) таких важных отделов системы кровообращения, как сердце и периферические сосудистые территории чрезвычайно важно с точки зрения обеспечения функционального единства данной системы. Наличие 0,1 Гц-колебаний в данных отделах системы кровообращения подтверждает единство системы ее вегетативной регуляции и обеспечивает адекватный уровень управления. Нарушения вегетативной регуляции системы кровообращения позиционируются как важный фактор в патогенезе различных сердечно-сосудистых заболеваний, в частности, ишемической болезни сердца (ИБС), артериальной гипертонии, хронической сердечной недостаточности (ХСН). В настоящее время получено множество доказательств связи между состоянием вегетативной регуляции деятельности сердца и различными кардиальными событиями. Изучение особенностей вегетативной дисфункции у здоровых лиц, а также у лиц с определенной кардиальной патологией актуально и перспективно для развития диагностических методов. Кроме того, такие исследования важны для получения фундаментальных знаний об устройстве и регуляции сердечно-сосудистой системы (ССС) человека, которые необходимы для понимания механизмов ее работы в норме и патологии. Известно, что патогенез ХСН представляет собой нарушение нейрогуморальных механизмов регуляции системы кровообращения, одним из компонентов которого является нарушение функции барорефлекса, активация симпато-адреналовой системы и т.д. По мнению ряда авторов, это связано с объемной перегрузкой полостей сердца, которое приводит к повышению конечного диастолического давления и возможной дисфункции желудочковых барорецепторов и, как следствие, к нарушению вегетативного баланса в сторону симпатикотонии. В тоже время, при ХСН имеет место объемное увеличение всех полостей сердца, то есть и правых и левых его отделов, которые независимо друг от друга могут приводить в дисфункции вегетативной регуляции в целом. Поэтому крайне интересным видится возможность отграничить изолированное поражение правых отделов сердца от левых в условиях клинического эксперимента. Идеальные для изучения в этом плане модели – это врожденные пороки сердца, с перегрузкой определенных отделов, в частности, дефект межпредсердной перегородки (ДМПП) и дефект межжелудочковой перегородки (ДМЖП). Гемодинамика ДМПП характеризуется наличием сообщения на уровне предсердий, что ведет к лево-правому сбросу крови, объемной перегрузке правого предсердия. При ДМЖП похожая картина на уровне желудочков сердца, с повышением давления в первую очередь в правом желудочке и легочной артерии. В данном проекте планируется изучить особенности вегетативной регуляции ССС, когда имеет место изолированная перегрузка правых отделов сердца - при изолированной перегрузке правого предсердия (при ДМПП) и при перегрузке правых отделов сердца в целом (при ДМЖП). Кроме того, динамика вегетативного статуса после хирургической коррекции порока (в различные сроки после операции) позволит глубже понять принципы ассоциации вегетативной дисфункции с состоянием гемодинамики в правых отделах сердца. Подобное исследование может дать важную фундаментальную информацию об устройстве исследуемых систем в патогенезе ХСН, например, и особенностях взаимодействия этих элементов, а также возможность исследовать поведение систем во времени и при изменении управляющих параметров.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Шварц В.А., Киселев А.Р., Бокерия О.Л. Heart rate variability in atrial septal defect both before and after operation Cor et Vasa, 2018. https://doi.org/10.1016/j.crvasa.2018.08.001 (год публикации - 2018)
10.1016/j.crvasa.2018.08.001

2. Шварц В.А., Киселев А.Р., Бокерия О.Л., Испирян А.Ю., Сокольская М.А. Mutual Dynamics of Synchronization of Low-frequency Oscillations in Circulation Vegetative Regulation and Indicators of Variability of the Heart Rhythm in Patients after Operations with Artificial Circulation in the Early Postoperative Period The 27th Annual Meeting of the Asian Society for Cardiovascular and Thoracic Surgery (ASCVTS) and 65th Annual Conference of Indian Association of Cardiovascular-Thoracic Surgeons, The 27th Annual Meeting of the Asian Society for Cardiovascular and Thoracic Surgery (ASCVTS) and 65th Annual Conference of Indian Association of Cardiovascular-Thoracic Surgeons. P.90. (год публикации - 2019)

3. Шварц В.А., Бокерия О.Л., Киселев А.Р., Испирян А.Ю., Сокольская М.А. Comparative study of short-term cardiovascular autonomic control in cardiac surgery patients who underwent coronary artery bypass grafting or correction of valvular heart disease The 27th Annual Meeting of the Asian Society for Cardiovascular and Thoracic Surgery (ASCVTS) and 65th Annual Conference of Indian Association of Cardiovascular-Thoracic Surgeons, The 27th Annual Meeting of the Asian Society for Cardiovascular and Thoracic Surgery (ASCVTS) and 65th Annual Conference of Indian Association of Cardiovascular-Thoracic Surgeons. P. 90 (год публикации - 2019)

4. Канаметов Т.Н., Шварц В.А., Олтаржевская Н.Д., Бокерия О.Л. Effect of epicardial application of amiodarone-releasing hydrogel on heart rate in an animal model Cardiovascular Diagnosis and Therapy (год публикации - 2019)
10.21037/cdt.2019.04.01

5. Миронов С.А., Шварц В.А., Ишбулатов Ю.М., Сказкина В.В., Караваев А.С., Гриднев В.И., Бокерия О.Л., Киселев А.Р. Dynamics of spectral indices of the heart rate variability and the photoplethysmogram and synchronization of the low-frequency oscillations in healthy subjects during the tilt test Progress in Biomedical Optics and Imaging - Proceedings of SPIE (год публикации - 2019)

6. Бокерия О.Л., Канаметов Т.Н., Шварц В.А., Сокольская М.А., Жугинисов Д.Ш., Санакоев М.К., Бокерия Л.А. Epicardial Application of Hydrogel with Amiodarone for Prevention of Postoperative Atrial Fibrillation in Patients After Coronary Artery Bypass Grafting Journal of Cardiovascular Translational Research, Bockeria, O.L., Kanametov, T.N., Shvartz, V.A. et al. J. of Cardiovasc. Trans. Res. (2019). https://doi.org/10.1007/s12265-019-09905-1 (год публикации - 2019)
10.1007/s12265-019-09905-1

7. Киселев А.Р., Боровкова Е.И., Шварц В.А., Сказкина В.В., Караваев А.С., Прохоров М.Д., Испирян А.Ю., Миронов С.А., Бокерия О.Л. Low-frequency variability in photoplethysmographic waveform and heart rate during on-pump cardiac surgery with or without cardioplegia Scientific Reports (год публикации - 2020)
10.1038/s41598-020-58196-z

8. Бокерия О.Л., Петросян А.Д., Шварц В.А., Донаканян С.А., Биниашвили М.Б., Сокольская М.А., Испирян А.Ю., Бокерия Л.А. Long-term results of isolated transmyocardial laser revascularization in combination with the intramyocardial autologous bone marrow stem cells injection Lasers in Medical Science, 35(5): 1111-1117 (год публикации - 2020)
10.1007/s10103-019-02925-y

9. Ишбулатов Ю.М., Караваев А.С., Киселев А.Р., Симомнян М.А., Прохоров М.Д., Пономаренко В.И., Миронов С.А., Гриднев В.И., Безручко Б.П., Шварц В.А. Mathematical modeling of the cardiovascular autonomic control in healthy subjects during a passive head-up tilt test Scientific reports (год публикации - 2020)
10.1038/s41598-020-71532-7

10. Шварц В.А., Канаметов Т.Н., Сокольская М.А., Петросян А.Д., Ле Т.Г., Бокерия О.Л., Бокерия Л.А. Local use of hydrogel with amiodarone in cardiac surgery: Experiment and translation to the clinic Gels, Volume 7, Issue 1, March 2021, 29 (год публикации - 2021)
10.3390/gels7010029

Публикации