РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ МЕДИЦИНСКИХ НАУК
ПРОБЛЕМНАЯ КОМИССИЯ
«ХРОНОБИОЛОГИЯ И ХРОНОМЕДИЦИНА»
О Т Ч Е Т
о научно-исследовательской работе
Проблемной комиссии РАМН
по хронобиологии и хрономедицине
(ПК 31.07)
за 2011 г.
Председатель Проблемной комиссии
Заслуженный деятель науки РФ,
д.м.н., профессор С.И. Рапопорт
Москва 2011
Аннотация.
В 2011 году были продолжены исследования, касающиеся актуальных теоретических и практических проблем хронобиологии и хрономедицины. Основная часть теоретических разработок была посвящена исследованию роли мелатонина в этиологии, патогенезе и лечении больных с патологией внутренних органов, реакций показателей АД и ЧСС на изменение температуры и атмосферного давления у здоровых и больных гипертонией различного возраста, пола жителей различных городов, возможных механизмов биотропного влияния космической погоды, биологических и фармакологических свойств мелатонина, методов интеллектуального анализа многопараметрических динамических объектов в хронобиологических и хрономедицинских исследованиях, разработке алгоритмов и методов хронодиагностики, особенностей спектров временных рядов при существенно неравноотстоящих наблюдениях.
Научно-практические исследования были главным образом направлены на изучение адаптогенных свойств мелатонина, корреляционных отношений между факторами погоды и показателями гемодинамики у больных артериальной гипертонией и ишемической болезнью сердца, определение эффективности мелаксена в коррекции нарушений функций сердечно-сосудистой системы у метеочувствительных и магниточувствительных больных с разным уровнем АД и наличием ИБС с использованием СМАД, ЭХОКГ, изучением мозгового кровотока, изучение гендерных особенностей эффективности мелаксена в лечении больных артериальной гипертонией. Большое внимание было уделено исследованию временной организации физиологических систем в норме и патологии, а также механизмов комплексного влияния природных факторов окружающей среды на функциональное состояние организма здоровых лиц разных возрастных категорий и разработка хрономедицинских технологий для профилактики их неблагоприятных эффектов.
В 2011 году было разработано несколько программных средств, математических моделей, получен ряд патентов на изобретения и полезные модели.
Аналитический обзор по НИР, выполненных в 2011 г. в рамках комплексной проблемы «Хронобиология и хрономедицина»
1. Теоретическая часть
1.1. Теоретические исследования, проведённые в Первом московском государственном медицинском университете им. И.М. Сеченова (рук. – Засл. деятель науки РФ, д.м.н., проф. Рапопорт С.И.).
Лаборатория является головным учреждением в стране в области хрономедицины, одним из лидеров разработки роли мелатонина в клинике внутренних болезней.
Задачи лаборатории:
- изучение роли мелатонина в этиологии, патогенезе и лечении больных с патологией внутренних органов
- Разработка проблем хрономедицины в клинике внутренних болезней.
- Исследование биотропного действия естественных магнитных бурь.
- Механизмы сезонных обострений заболеваний, в том числе психических.
- Разработка и внедрение в клинику приборов, основанных на хронобиологических принципах.
- Организационная работа.
В 2011 г. были продолжены исследования возможности использования мелатонина в лечении обострений язвенной болезни 12-п. кишки. Было установлено и клинически подтверждено данными морфологических исследований, в том числе на электронно-микроскопическом уровне, что сочетанное применение ингибиторов протонной помпы и мелатонина давало более выраженный успешный клинический эффект, обусловленный 2-я причинами: отчетливой антихеликобактерной и устранение повреждения слизистой оболочки желудка на клеточном и субклеточном уровнях. Полученные данные дают возможность рекомендовать при лечении обострений язвенной болезни применять мелатонин без проведения специальной антихеликобактерной терапии, что является принципиально важным.
Обнадеживающие результаты получили при лечении метаболического синдрома мелатонином. Установлены принципиально новые факты о воздействии мелатонина на углеводный обмен на генетическом уровне, получены обнадеживающие клинические факты.
Подтверждена значимость использования мелатонина в профилактике магнитных бурь, в частности, намечено с этой целью профилактика мелатонином.
Начата работа по лечению бесплодия у женщин среднего возраста мелатонином.
Заведующий лабораторией «Хрономедицина и новые технологии в клинике внутренних болезней ГБОУ ВПО первый МГМУ им. И.М. Сеченова заслуженный деятель науки РФ профессор С.И. Рапопорт является председателем проблемной комиссии «Хронобиология и хрономедицина» РАМН.
В 2011 г. сотрудники лаборатории участвовали в проведении научно-исследовательской работы, в заседаниях проблемной комиссии, конференциях, с докладами, публикациями в журналах.
Лаборатория сотрудничает с МГУ – кафедрой эмбриологии и биофизики, ИЗМИРАН, РУДН, Университетом г. Белгорода, Институтом биомедицинских исследований РСО Алания, Ростовским государственным университетом.
1.2. Теоретические исследования, проведённые в Институте космических исследований РАН (рук. - д.ф.-м.н. Бреус Т.К.)
1.2.1. Исследование реакция показателей АД и ЧСС на изменение температуры и атмосферного давления у здоровых и больных гипертонией различного возраста, пола жителей различных городов.
На основании индивидуального анализа результатов длительных ежедневных измерений показателей артериального давления (АД ) и частоты сердечных сокращений у здоровых и больных гипертонией 318 добровольцев различного возраста, пола жителей восьми городов (Москва, Симферополь, Архангельск, София, Сыктывкар, Белгород, Ростов-на-Дону, Новосибирск) было показано, что реакция показателей АД и ЧСС на изменение температуры и атмосферного давления проявляется в виде синхронизации с физиологическими показателями медленных волн длительностью порядка 4-7 суток, а реакция на магнитные бури – в виде резких однодневных скачков физиологических параметров, синхронных с началом бури или отстающих на 1-2 суток от ее начала. У гипертоников эти эффекты проявляются на фоне приема гипотензивных препаратов и усложняют лечение, снижая или маскируя гипотензивный эффект лекарств.
Показано, что не только амплитуда, но и знак реакции на погодные факторы зависит от текущих значений метеопараметров в период наблюдений. Реакция показателей АД жителей средних широт в период зимы, близкой к климатической норме, укладывается в картину компенсаторно-приспособительной реакции организма на недостаток кислорода в окружающем воздухе (экзогенная гипоксия). Однако в период экстремально холодной зимы наблюдалась противоположная реакция – возрастания уровня АД при понижении температуры и относительной влажности, аналогичная реакции жителей высоких широт (эндогенная гипоксия). Также изменение знака реакции наблюдалось у здоровых людей в период экстремальной жары 2010 г., когда отрицательная корреляция уровня АД с атмосферной температурой, наблюдаемая у этих лиц на протяжении предыдущих лет, сменилась положительной (рис 1).
Рис. 1.
1.2.2. Выяснение относительной роли исследуемых гелиогео- магнитных факторов в проявлении медико-биологических эффектов.
Разработан математический подход к выяснению групповой относительной роли исследуемых гелиогеомагнитных факторов в проявлении медико-биологических эффектов (биотропности), базирующийся на кросс-валидационной оценке ошибок в многофакторных зависимостях медико-биологических параметров от факторов обычной и космической погоды. Метод применялся к базам данных по инфарктам, инсультам и мониторированию основных параметров сосудистого тонуса. Выяснено, что, несмотря на разнородность анализируемых медико-биологических данных, иерархия биотропностей исследуемых факторов земной и космической погоды остается примерно постоянной. Наибольший вклад в воздействие на организм человека вносят факторы земной погоды – атмосферные температура и давление, на последнем месте – фактор возмущенности геомагнитного поля.
1.2.3. Сравнительный анализ чувствительности различных показателей сосудистого тонуса к метеорологическим и геомагнитным факторам
В работе проведен анализ длительных рядов ежедневных измерений показателей сосудистого тонуса, таких как артериальное давление (АД), скорость распространения пульсовой волны (СРПВ) и эндотелиальная функция (ЭФ), измеренных у одного добровольца на протяжении трех лет. В эксперименте был использован специально разработанный прибор «Тонокард».
Для анализа чувствительности этих показателей к геомагнитным и метеорологическим факторам были использованы два независимых подхода, один из которых основан на традиционных методах математической статистики, а другой – на теории распознавания образов. Результаты, полученные с помощью этих подходов, показали очень хорошее согласие, как качественное, так и количественное.
Получено, что показатели систолического АД, СРПВ и ЭФ данного волонтера в значительной степени реагируют на комплекс атмосферных факторов. Чувствительность к действию геомагнитной активности (ГМА) была обнаружена только у показателя СРПВ. Высказывается предположение, что снижение эластичности стенок сосудов, отражаемое данным показателем, является более выраженной и специфической реакцией организма на геомагнитное возмущение, чем изменение среднего уровня АД.
1.2.4. Исследование мелатонина, как одного из важнейших факторов воздействия естественных электромагнитных полей на человека (больных гипертонической болезнью и ишемической болезнью сердца)
В настоящем работе рассмотрена концепция, которая не привлекла пристального внимания в ранних работах и обзорах. Она опирается на цепочку эффектов, порождаемых воздействием слабых ЭМП на клеточно-молекулярном уровне, в которой задействованы механизмы с участием изменения прохождения ионов кальция через клеточные мембраны, связанные с этим вариации уровня продукции мелатонина клетками эпифиза и АПУД-системы, и с вызванным этими вариациями десинхронозом суточных ритмов. Отдельные компоненты этой цепочки уже обсуждались в литературе В настоящее время предлагаемая гипотеза и её компоненты, как, впрочем, и остальные обсуждаемые в литературе механизмы, страдает ограничениями и во многом не доведена до теоретического описания В нашей работе однако сделана попытка проследить, может ли подобная цепочка представлений работать в целом по результатам экспериментальных исследований и натурных наблюдений, опубликованных в литературе и проведенных авторами.
Продолжаются работы по мониторированию ЭКГ прибором «Кардиовизор», мониторированию скорости распространения пульсовой волны, и эндотелиальной функции, артериального давления у группы здоровых добровольцев, психофизиологических параметров у детей и взрослых. Анализ этих данных начнется летом 2012 года после того, как будет сформирована соответствующая база данных.
1.3. Теоретические исследования, проведённые на базе медицинского факультета ФГБОУ ВПО Российский университет дружбы народов совместно с Институтом земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн им. Н.В. Пушкова (рук. – Засл. деятель науки РФ, д.м.н., проф. Фролов В.А.).
1.3.1. Исследования возможных механизмов биотропного влияния космической погоды (совместно с М.В.Рагульской, В.В. Вишневским и др.).
В 2011 году были продолжены исследования (совместно с М.В.Рагульской, В.В. Вишневским и др.) возможных механизмов биотропного влияния космической погоды. Показано, что основной сценарий, разрабатываемый в настоящее время в научной литературе, является гелиоцентричным и квазилинейным, и требует существенной корректировки. Благодаря длительным мониторинговым экспериментам последнего десятилетия и современным он-лайн технологиям стало возможным проводить анализ крупных баз данных, полученных одновременно в различных городах по единому протоколу на постоянных группах обследуемых. Объемы баз данных непрерывных измерений физиологических параметров, превышающие 100 000 единиц, позволяют сделать вывод о существенной нелинейности адаптационных процессов. Выявляется, что артефакты, считавшиеся раньше ошибкой эксперимента и выбрасывающиеся из рассмотрения, на самом деле являются воспроизводимым результатом следующего уровня познания материи. В качестве возможных дальнейших направлений исследований рассмотрено:
1. Комплексное изучение нелинейного влияния факторов космической и обычной погоды
2. Изучение адаптационных процессов в вероятностных терминах нахождения системы в одновременной совокупности возможных состояний.
3. Изучение прогностических возможностей опережающей адаптации сложных биосистем
4. Изучение одновременной синхронизации гелио – и геосистем внешним галактическим воздействием
5. Изучение динамики активности древнего Солнца и условий пространственно-временного масштаба формирования жизни на Земле.
6. Изучение формирования вторичных и последующих стерео-структур белков, как адаптационной защитной реакции на внешнее разрушающее космофизическое воздействие
7. Изучение современной реакции биосистем на факторы космической погоды, как атавистической, что позволяет на несколько порядков увеличить энергии биоэффективного внешнего воздействия при построении теоретических моделей.
8. Изучение (на современном клеточном материале) характерных времен и интенсивностей возникновения реакции и определения порога разрушения эталонных клеточных структур для воссоздания биотропных параметров активности древнего Солнца.
Вторым направлением работы (совместно с Г.С. Катинасом, М.В.Дементьевым, А.В Сорокиным, А.А. Киричек) являлось выявление и количественная оценка внутреннего десинхроноза на основании измерений АД и ЧСС, то есть на основе методов, доступных не только медицинским работникам, но и самостоятельно каждому пациенту.
В 2005 – 2008 гг в локомотивном депо станции Челябинск в порядке регулярных предрейсовых измерения в рамках автоматизированной системы медицинского осмотров с помощью аппаратно-программного комплекса КАПД-01-ст «Системные технологии» было обследовано 197 машинистов(по 380 – 400 наблюдений у каждого); все они были относительно клинически здоровы, в случае, если АД было высоким, машинисты к рейсу не допускались.
Группу контроля составили клинически здоровые студенты и сотрудники Российского Университета Дружбы Народов (51 испытуемый, 2005-2011 гг), у которых в течение 2 - 7 сут, осуществляли мониторирование по 96 – 336 измерений у каждого посредством прибора ТМ2421 (A&D, Япония).
Между полученными рядами наблюдений САД-ДАД, САД-ЧСС и ДАД-ЧСС средствами приложения Microsoft Excel вычисляли коэффициенты корреляции (r), регрессионный коэффициент (b), его стандартную ошибку (SE) и вероятность (P) нулевой гипотезы: отсутствие значимой регрессионной зависимости при сопоставлении рядов наблюдений. Результаты считали статистически значимыми при Р < 0.05. Различия между группами оценивали с помощью критерия хи-квадрат.
У здоровых испытуемых все коэффициенты регрессии были положительны, высоки и статистически значимы, то есть рост каждого из показателей сопровождался также и повышением двух других. При этом коэффициенты САД-vs-ДАД и ЧСС-vs-ДАД были выше, чем обратные им ДАД-vs-САД и ДАД-vs-ЧСС.
По сути дела, названные пары отражают организацию рефлекторно-гуморальных ответов, возникающих при изменениях одного из компонентов такой пары. Это дает основание рассматривать регрессионно-корреляционные взаимоотношения как проявления взаимодействия в соответствующих регуляторных контурах физиологических систем организма. В таком аспекте слишком высокие коэффициенты корреляции, стремящиеся к единице, могут свидетельствовать о чрезмерной жесткости связей и, тем самым, о пониженной способности к адекватным адаптивным реакциям. Слишком слабые коэффициенты корреляции, стремящиеся к нулю, напротив, могут означать ослабление или даже отсутствие адекватности ответов на соответствующие раздражители.
Контуры управляющих реакций, естественно, функционируют в организме не изолированно друг от друга, но также связаны (сопряжены) между собой. С целью оценки согласованности таких взаимосвязей, то есть для выявления направленности изменений между сопряженными контурами (например, цепи ЧСС-vs-САД и цепи ЧСС-vs-ДАД), нами было предложено рассчитывать между такими цепями вторичные коэффициенты регрессии и корреляции и назвать их коэффициентами сопряженности. Схема связей управляющих контуров между ЧСС, ДАД и САД показана на схеме. Коэффициенты сопряженности свидетельствуют о взаимной слаженности деятельности всех рассмотренных управляющих контуров
В группе машинистов встречаются отрицательные коэффициенты регрессии между ЧСС и АД, и даже между САД и ДАД. Все коэффициенты регрессии и корреляции оказались значимо ниже, при сравнении их с таковыми в группе контроля, а в ряде случаев и ниже, чем у тяжелых онкологических больных, данные о которых были проанализированы нами ранее. Анализ корреляций выявил ослабление силы связи между исследованными функциями, причем в изменениях АД и ЧСС наблюдалась даже разная направленность, когда повышение одного показателя сопровождалось снижением другого; формально это проявлялось в отрицательных коэффициентах регрессии у части обследованных. Это может свидетельствовать о возникновении десинхронизации в работе между сопряженными контурами внутри сердечно-сосудистой системы.
При медицинской оценке такой десинхронизации допустимы две трактовки наблюдавшихся изменений. Их, казалось бы, можно было расценить как преморбидные состояния и пытаться лечить возникший десинхроноз. В то же время, у обследованных машинистов на протяжении многих лет их трудовой деятельности не возникало тяжелой патологии, препятствующей их профессиональной и бытовой жизненной активности.
В связи со сказанным возникает и другая трактовка результатов: десинхронизация может служить лишь адаптационной реакцией организма на сменный график и высокую напряженность труда, что как раз и требует значительной «нестабильности» и гибкости системы. Можно полагать, что именно способность к изменениям амплитуды суточного ритма и к «миграции» акрофаз, помогают обследованным машинистам переносить такие нагрузки легче, чем людям, не тренированным к сменной работе.
Выводы: рассчитывая попарные корреляции и линейные регрессии между легко измеряемыми показателями деятельности сердечно-сосудистой системы, а также коэффициенты сопряженности между ними, можно не только выявить, но и количественно оценить внутренний десинхроноз на ранних стадиях.
1.3.2. Внедрение методики телеметрического мониторирования в деятельность Научно-учебной лаборатории функциональных методов исследования, хронобиологии и хронокардиологии.
Исследовались возможности методики телеметрического мониторирования в научной и учебной работе образовательного учреждения высшего профессионального образования. С помощью компьютерной программы Dataquest A.R.T. 4.2 Gold (Ponemah, США) был проведен предварительный анализ данных исследования, заключавшегося в непрерывной (круглые сутки) длительной (6 месяцев) регистрации различных физиологических показателей (артериальное давление, электрокардиограмма, температура тела, двигательная активность) у лабораторных животных, находящихся в свободном двигательном и пищевом режиме, в условиях, свободных от влияния стресса и наркоза. Исследование позволило освоить и внедрить в научно-учебный процесс ранее не применявшуюся в РФ уникальную методику телеметрического мониторирования, обладающую в силу своей инновационной составляющей огромными перспективными возможностями. Представлен пример успешной модернизации методического обеспечения и аппаратно-приборной базы лаборатории образовательного учреждения, совмещающей в своей деятельности научную и педагогическую работу. Предложен оптимальный набор количественных параметров, получаемых в процессе обработки физиологических кривых – результатов регистрации данных телеметрическим методом, пригодных для хранения в электронном виде.
22 июня 2011 года ученым секретарем Проблемной комиссии Благонравовым М.Л. была защищена докторская диссертация на тему: «Апоптоз кардиомиоцитов как типовая реакция альтерированного сердца» (научный консультант – Засл. деятель науки РФ, д.м.н., профессор В.А. Фролов).
1.4. Теоретические исследования, проведённые на кафедре фармакологии ГОУ ВПО Ставропольская государственная медицинская академия (рук. – д.м.н., проф. Э.В. Арушанян).
В 2011 году продолжились исследования в рамках единой научной проблемы «Актуальные проблемы хронобиологии и хронофармакологии», в разработке которой участвовали все 6 сотрудников кафедры. За отчётный период в отечественной печати опубликовано 22 научных работы в виде журнальных статей и тезисов докладов на Всероссийских конгрессах и конференциях (из них 11 в журналах из перечня ВАК Минобрнауки РФ).
Основное внимание было уделено приоритетному для кафедры изучению биологических и фармакологических свойств гормона мозговой железы эпифиза мелатонина. Впервые в нашей стране в центре внимания оказались нейропротективные возможности гормона. В ряде работ на моделях функциональной и органической патологии головного мозга показана его способность обеспечивать защиту центральных нейронов при черепно-мозговой травме, острых нарушениях мозгового кровообращения и нейродегенеративных заболеваниях (паркинсонизм, болезнь Альцгеймера). В исследованиях на людях представлена многопараметрическая оценка спектра психотропной активности препарата мелаксена и её корреляция с уровнем содержания мелатонина в слюне испытуемых. Продолжилось изучение хронотропных свойств анксиолитиков, а также характера психотропного действия естественных растительных адаптогенов.
1.5. Теоретические исследования, проведённые на кафедре информационных систем Московского государственного института радиотехники, электроники и информатики (технический университет) Минобрануки РФ (рук. – д.техн.н., проф. Карп В.П.).
1.5.1. Разработка и развитие методов интеллектуального анализа многопараметрических динамических объектов в хронобиологических и хрономедицинских исследованиях.
В 2011 году были продолжены разработки методов структурного анализа данных (МСАД) многопараметрических сложно организованных динамических объектов, включая хронобиологические и хрономедицинские периодические и непериодические процессы.
Начаты работы по использованию принципов синергетики для изучения комплексного влияния космофизических факторов на возникновение прогностически опасных ситуаций, провоцирующих сосудистые заболевания (обострение) у людей.
Основными задачами подобных разработок является не только получение эффективных компьютерных решений, но и обеспечение интерпретируемости результатов исследований на естественном (профессиональном) языке пользователей – биологов и медиков (фундаментальный характер исследований).
Исследования по созданию гибких компьютерных систем, ориентированных на анализ сложноорганизованных динамических объектов, рассматриваются как один из вариантов реализации интеллектуальных систем поддержки принятия решений (ИС ППР) в научных хрономедицинских исследованиях и практическом их использовании.
Базовым ядром интеллектуальных технологий является семантический подход к формулированию сути проблемы исследования и использование логико-математического аппарата ее решения, обеспечивающие эффективное использование адекватных математических методов и вычислительной техники для выполнения двух основных функций: формализация интуитивных знаний эксперта (конкретной предметной области), и выявление скрытых закономерностей материала исследования, используя принцип «машинного обучения на примерах» (объектах исследования предметной области).
Разрабатываемые методы используются для формирования новых фундаментальных и прикладных знаний в решении многих медико-биологических проблем (использование разрабатываемых методов носит прикладной характер).
1.6. Теоретические исследования, проведённые в Лаборатории биофизики и хронобиологии НИИ физики ФГОУ ВПО Южный Федеральный университет (рук. – д.б.н., проф. Загускин С.Л.).
Проведены фундаментальные исследования по разработке алгоритмов и методов хронодиагностики практических здоровых 20 людей двух возрастных групп по межпульсовым и дыхательным интервалам и анализ записей R-R интервалов ЭКГ холтеровского кардиомониторирования 120 больных 4 видами заболеваний, полученных из базы кардиологического общества США. Аспирантом Гуровым Ю.В. представлена к защите на соискание ученой степени кандидата технических наук диссертация «Анализ ритма сердца средствами символической динамики».
1.7. Теоретические исследования, проведённые в лаборатории клинической физиологии зрения им. С.В. Кравкова ФГБУ «МНИИ ГБ им. Гельмгольца» Минздравсоцразвития РФ (рук. – д.б.н., проф. Зуева М.В.).
Всего в 2011 году опубликовано – 20 научных работ, из них в отечественных рецензируемых журналах – 5, в газете «Поле зрения» (московского научного общества офтальмологов) – 1, в сборниках трудов конференций – 14 (3 – в материалах зарубежных конгрессов на английском языке). Подготовлено 2 проекта медицинских технологий (см. Приложение).
За 2011 год на конференциях, симпозиумах, съездах выполнено 13 докладов, включая три сообщения за рубежом на английском языке. Зуева М.В. являлась соавтором 10 из них: 7 – на отечественных форумах и 3-х – зарубежных.
Совместно с фирмой Стормофф (Россия) и Roland Consult (Германия) лаборатория клинической физиологии зрения им. С.В. Кравкова (ФГБУ «МНИИ ГБ им. Гельмгольца» Минздравсоцразвития России) организовала и провела в рамках РООФ2011 школу клинической физиологии зрения с международным участием, включающую две отдельные сессии (обучено 70 специалистов офтальмологических учреждений РФ):
1) семинар с международным участием по клинической физиологии зрения (4 окт. 2011г) на русском и английском языках;
2) симпозиум «Новые возможности в диагностике заболеваний сетчатки и зрительного нерва: ЭФИ и ОКТ» (5 окт. 2011г).
По плану НИР ФГБУ «МНИИ ГБ им. Гельмгольца» в 2011г. лаборатория клинической физиологии зрения им. С.В. Кравкова, совместно с отделом патологии сетчатки и зрительного нерва (руководитель отдела – директор Института, заслуженный деятель науки РФ, профессор, д.м.н. Нероев В.В.) выполняла несколько новых, переходящих и завершающихся фрагментов исследований. Из них наиболее приоритетными являлись следующие:
1. В 2011 году были начаты исследования в рамках нового договора НИР совместно с НЦ неврологии РАМН по изучению закономерностей нарушения функции зрительной системы при ретробульбарном неврите (РБН) у больных без очагов на МРТ и при ремитирующем рассеянном склерозе (РС), подтвержденном неврологическими тестами и МРТ головного мозга с целью определения новых клинико-функциональных критериев ранней диагностики и прогноза РС. С помощью современных критериев электроретинографии и ОКТ представлены объективные признаки нарушение структуры и функции сетчатки, общие и специфические для больных ремитирующим РС и РБН без очагов на МРТ. Установлено, что изменение функции нейронов колбочковой системы сетчатки, как ранний признак нейродегенеративного процесса, может наблюдаться уже в ранних стадиях РС. Выявлены следующие морфофункциональные признаки, близко характеризующие вовлечение нейронов сетчатки в патологический процесс у больных ремитирующим РС и РБН без очагов на МРТ: тенденция к уменьшению ТСНВ, макулы, фовеальной толщины и ТМО; умеренные изменения ретинальной функции, выявляемые не только на уровне слоя ганглиозных клеток (ГК), но также в наружном (фоторецепторы) и внутреннем ядерном (биполярные клетки) слоях сетчатки; умеренное угнетение паттерн ЭРГ отражающее характерное нарушение функции ГК и их аксонов. Морфофункциональные признаки, отличающие нарушение функции и структуры нейральной сетчатки у больных РС и РБН, состоят в следующем: в группе РС снижение амплитуды компонента N95 ПЭРГ коррелирует с толщиной слоя нервных волокон и толщиной макулы; в группе РБН снижение амплитуды компонента Р50 ПЭРГ коррелирует с фовеальной толщиной и ТМО; у больных РС имеется высокая корреляционная связь между амплитудой фотопической РЭРГ на все частоты и толщиной макулы, что свидетельствует об изменении функции фоторецепторов и биполярных клеток уже на начальной стадии РС.
2. В 2011 году завершен фрагмент исследования с помощью оптической когерентной томографии (ОКТ), флуоресцеиновой ангиографии (ФАГ), электроретинографии и электроокулографии морфологических и функциональных признаков нарушения структуры и функции сетчатки и пигментного эпителия (РПЭ), характеризующие центральную серозную хориоретинопатию (ЦСХ), развивающуюся на фоне длительной системной стероидной терапии. На ОКТ определялась плоская отслойка нейроэпителия, кистозные изменения в макуле, на ФАГ – распространённые грубые повреждения РПЭ в области заднего полюса, вблизи ДЗН и за пределами височных аркад; отмечалась характерная картина «хвоста кометы» или «гравитационного потока». Установлено резкое удлинение латентности палочковой ЭРГ и значительное снижение амплитуды палочковой, максимальной и колбочковой ЭРГ, ОП и ритмической ЭРГ. У больных ЦСХ на фоне длительной системной стероидной терапии впервые описаны нарушения ЭОГ, обнаружено значительное и статистически значимое угнетение светового подъема постоянного потенциала и снижение коэффициента Ардена, резко отличающие эту тяжелую форму ЦСХ от хронической формы – диффузной ретинальной эпителиопатии.
Выполнение диссертаций: защищенных в 2011 году диссертаций не имеется. В настоящее время проф. д.б.н. Зуева М.И является научным руководителем 3-х кандидатских диссертаций (в процессе выполнения).
В 2011 году д.б.н., проф. Зуева М.В. прочитала лекцию на тему «Нейроглия и нелинейность физиологических процессов» на учебно-образовательной конференции «Ритмическая целостность организма человека». Материалы лекций (краткий конспект с иллюстрациями) опубликованы в сборнике конференции.
Классификация и функции нейроглии: Клетки нейроглии в десять раз многочисленнее, чем нейроны, и занимают около половины объема мозга, заполняя пространство между нейронами и капиллярами. Выделяют макроглию (производное глиобластов), включающую астроциты, олигодендроциты, Шванновские клетки, радиальную глию (клетки Мюллера (МК) в сетчатке и клетки Бергмана в мозжечке), эпендиму, и микроглию (производное мезодермы). Основные функции нейроглии состоят в создании гематоэнцефалического барьера, защите нейронов, регуляции поступления веществ в ЦНС и их выведения в кровь, передаче нервных импульсов. Нейроглия контролирует микросреду нейронов, секретирует нейротрофические факторы, обеспечивает реактивные свойства нервной ткани, образование рубцов после травмы, участвует в реакциях воспаления, в образовании опухолей.
Система «нейрон–нейроглия»: В связи с комплементарностью биохимических свойств глии и нейронов единое метаболическое сообщество «нейрон–нейроглия» функционирует как саморегулирующаяся система с обратной связью. Эта единая функционально-метаболическая система отличается цикличностью работы, адаптивностью реакций, способностью переключения определённых обменных процессов преимущественно в нейроны или в нейроглию в зависимости от характера и интенсивности физиологических и патологических воздействий на ЦНС. В силу особенностей метаболизма, глиальные клетки не воспроизводят навязанный ритм, но обладают внутренне присущей им спонтанной ритмической активностью.
В патологических условиях они подвергаются значительным морфологическим, клеточным и молекулярным изменениям.
Многочисленные обратные связи, управляющие этим метаболическим симбиозом, служат инструментом нейроглии в модуляции специфической активности нейронов.
Изменения глио-нейрональных взаимодействий могут служить признаком десинхроноза.
Биоритмы человека и нейроглия: Организм человека представляет собой сложную саморегулируемую, иерархически организованную систему осцилляторов, благодаря взаимному сопряжению которых поддерживается согласованность различных процессов во времени, характерная для здорового организма. Согласно
теории колебаний, любая петля обратной связи представляет собой потенциальный осциллятор. Такими осцилляторами в биологических системах являются, например, автоколебательные процессы в метаболизме различных веществ, процессы гомеостаза на уровне клетки. Разнообразные петли обратных связей между метаболизмом нейроглии и нейронов позволяют рассматривать их как типичные осцилляторные системы.
Нейроглия мозга и сетчатки принимает участие в синхронизации ритмов нейрональной активности. Примером ритмической активности МК являются кальциевые волны и волны АТФ – инструменты внутри- и межклеточных сообщений нейроглии. Десинхроноз при старении и некоторых заболеваниях (болезнь Альцгеймера), сопровождается глиальным перерождением нервной ткани. Альтерации глио-нейрональных взаимодействий в сетчатке являются ярким признаком ее реакции на стрессорные, повреждающие или терапевтические факторы среды. Опасность передозировки лечебного воздействия факторов физической природы предопределяется реакцией МК, контролирование которой необходимо для определения дозы терапии.
Изменения нейроглии при старении
Характеристики параметров биологических ритмов модифицируются с возрастом. Для старения характерно ослабление процессов торможения, замедление ритмов ЭЭГ, появление в фазу бодрствования медленных ритмов, снижение способности к синхронизации ритмов ЭЭГ внешними ритмическими воздействиями, снижение чувствительности к нервным влияниям и повышение чувствительности к гуморальным влияниям. С возрастом происходит общее снижение лабильности организма, которое характеризует повышение порогов восприятия факторов внешней среды, замедление реакции тканей на действие гормонов и других биологически активных веществ, снижение способности всех структур и систем к воспроизведению навязанного ритма. Некоторые эти изменения связаны с альтерациями нейроглии. При старения снижается количество специфически функционирующих клеток и увеличивается количество неспецифических элементов (глиальной и соединительной ткани).
Нейроглия при дегенеративно-пролиферативных заболеваниях сетчатки и мозга: Повреждение и заболевания мозга и сетчатки всегда сопровождаются альтерацией нейроглии и изменением глио-нейрональных взаимодействий. Нарушения метаболизма и функции нейроглии являются одним из звеньев патогенеза заболеваний сетчатки (диабетической ретинопатии, возрастной макулярной дегенерации, пигментном ретините и др.), болезни Альцгеймера, рассеянного склероза и других заболеваний нервной ткани. Гипертрофия нейроглии характерна для ранних стадий заболеваний различной природы. Реактивный глиоз, сопряженный с гиперплазией (пролиферацией) нейроглии в развитых стадиях, усугубляет течение патологического процесса. Неврологические заболевания, связанные со значительной потерей глии, считаются неизлечимыми. В клинической электрофизиологии зрения функциональными критериями, способными оценить степень вовлечения нейроглии в патологический процесс и характер реактивного глиоза, являются т.н. глиальные индексы, рассчитываемые по электроретинограмме (ЭРГ) на высокую и низкую частоту следования вспышек (Кг). Если гипертрофия МК ассоциируется с резким возрастанием глиальных индексов, то гиперплазия мюллеровской глии сочетается с редукцией Кг.
Нелинейная динамика физиологических процессов: Организм человека является сложной, открытой, нелинейной, диссипативной динамической системой. Множество сложных анатомических структур живых систем проявляют фрактало-подобную геометрию, то есть обладают свойством самоподобия. Если фрактальность описывает крайнюю иррегулярность или изрезанность геометрической формы, то для описания объектов, изменяющихся во времени (динамических систем, физиологических процессов) используют понятие динамического хаоса. Хаотические системы чувствительны к очень малым воздействиям, и невозможно предсказать, какие вариации возникнут в данное время в данном месте, ошибки и неопределённость нарастают экспоненциально. Сложные физиологические процессы нелинейно флуктуируют на множестве масштабов времени. Установлено, что физиологические процессы в здоровом организме проявляют хаотическую динамику, а высоко периодичная, строго ритмическая динамика функций свойственна патологии. Болезнь вызывает потерю нелинейной сложности, например, сердцебиений, волн ЭЭГ и других физиологических процессов. Показана фрактальная размерность суммарной ЭЭГ, включая динамику альфа-ритма, в генерации которого, как полагают, принимает участие нейроглия мозга. Активность отдельных нейронов также проявляет характеристики хаотического поведения, и только в нейронной сети каждый нейрон создает совершенный ритмический паттерн осцилляции. Полагают, что характерная для здорового мозга хаотическая активность и нестабильность нейронов необходимы, чтобы обеспечить их способность быстро переключаться между различными состояниями активности, то есть, стремительно и адекватно реагировать на внешнее воздействие.
Учитывая хаотическую динамику физиологических функций, важно подчеркнуть, что какими бы слабыми ни были воздействия, прилагаемые к живой, открытой нелинейной динамической системе, какой является организм человека, всегда существует риск вызвать мощную, непредсказуемо опасную ответную реакцию этой системы. Более того, при измененном состоянии организма (например, при стрессе, заболевании, старении, комплексном воздействии различных неучтенных факторов и т.д.) его ответ на то же воздействие может качественно измениться. Роль нейроглии в обеспечении метаболизма и функции нейронов, координации их активности и поддержании хроноструктуры организма позволяет предположить, что изменения глио-нейрональных взаимоотношений являются характерным признаком заболеваний различной природы, и при терапевтических воздействиях: локальных, ориентированных на конкретную физиологическую функцию, или общих, направленных на стимуляцию защитных сил организма, нейроглия может опосредовать лечебный эффект.
1.8. Исследования, проведённые доктором медицинских наук, профессором Катинасом Г.С.
1.8.1. Теоретические исследования:
1.8.1.1. Продолжалась работа по изучению особенностей спектров временных рядов при существенно неравноотстоящих наблюдениях. Исследование имеет прикладной характер: неравноотстояние наблюдений может вызвать в спектрах появление артефактных составляющих, обнаружение их позволит избегать ошибок при трактовке результатов анализа. Работа ведется в сотрудничестве с Челябинской медицинской академией (проф. А.В.Сорокин и М.Дементьев)
1.8.1.2. Продолжалась работа, направленная на оптимизацию времени медикаментозного лечения гипертонической болезни в рамках гранта от фирмы «Петр Телегин». Работа имеет прикладной характер, полученные к настоящему времени результаты доложены на 14 конгрессе Международного общества холтеровской и неинвазивной кардиологии. Работа ведется в сотрудничестве с Федеральным центром сердца, крови и эндокринологии им. В.А. Алмазова" Росмедтехнологий (д.м.н. А.О.Конради и О.В.Мамонтов).
1.8.1.3. Проводилась работа по изучению регрессионных и корреляционных зависимостей показателей сердечно-сосудистых функций у людей с различным режимом труда и отдыха Работа имеет прикладной характер и направлена на исследование и диагностику десинхронозов. Полученные результаты опубликованы в журналах и доложены на 12 Конгрессе СОМВОЗ. Работа ведется в сотрудничестве с Челябинской Медицинской академией и Челябинской областной клинической больницей (проф. А.В. Сорокин и М. Дементьев), и Российским университетом дружбы народов (проф. С.М.Чибисов).
1.8.1.4. Проводилась работа по разработке программ для изучения временных рядов наблюдений, учитывающая их медицинскую и биологическую специфику. Создан готовый программный продукт для очистки наблюдений от случайных выбросов (программа WEEDER-v1). Программа тестирована на результатах измерений артериального давления и частоты сердечных сокращений, полученных при мониторировании нескольких десятков пациентов. Работа ведется в сотрудничестве с Санкт-Петербургской Электротехнической академией (проф. А.Н.Калиниченко, П.А.Муравьев и М.Н.Соловьев).
1.8.1.5. Продолжается рабочее сотрудничество с Халберговским центром хронобиологии, Университет Миннесоты, США (F.Halberg Chronobiology Center, University of Minnesota, USA).
1.9. Исследования, проведенные на кафедре пропедевтики внутренних болезней и клинических информационных технологий Белгородского государственного университета (рук. – д.м.н., профессор Ф.А. Пятакович).
Разработанные биотехнические системы игрового тренинга с использованием субсенсорных сигналов цветостимуляции формируют у пациентов навыки эффективного поведения, расширяют интерналитет личности, увеличивают качество жизни пациента. Используются для лечения психосоматических заболеваний, в стрессменеджменте, спортивной практике, при подготовке лиц опасных профессий, у больных аддиктивными состояниями (наркомания, алкоголизм, психологическое переедание), в педагогической практике для повышения эффективности обучения.
29.03.2011 г. Указом Президента РФ Ф.А. Пятаковичу присвоено почетное звание «Заслуженный работник высшей школы Российской Федерации».
Получен диплом за действующий макет «Биоуправляемый светодиодный цветостимулятор» на 7-м Международном форуме «MedSoft-2011», Москва. Экспоцентр. 18-20 мая 2011 (авторы: Ф.А. Пятакович, Т.И. Якунченко, К.Ф. Макконен).
Сделан доклад на пленарном заседании 7-го Международного форума «MedSoft-2011» на тему: «Биотехнические системы светодиодной цветостимуляции» с изложением вопросов оптимизации игровым тренингом посредством субсенсорной цветостимуляции.
28.12.2011 г. защищена диссертация Сурушкина Максима Александровича «Разработка моделей и алгоритмов диагностики и управления в компьютерной биотехнической системе мультипараметрического игрового тренинга», представленной на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.11.17 – Приборы, системы и изделия медицинского назначения (научный руководитель – д.м.н., профессор Ф.А. Пятакович).
07.12.2011 г. Подана заявка на полезную модель «Устройство для построения скаттерграммы межпульсового интервала и дыхательного столбика в качестве объектов биологической обратной связи» авторов: Ф.А. Пятакович, М.А. Сурушкин, Т.И. Якунченко, К.Ф. Макконен.
2. Научно-практические исследования в русле проблем хрономедицины и хронофармакологии.
2.1. На базе ГКБ № 60, Первого московского государственного медицинского университета им. И.М. Сеченова, Белгородского государственного университета (рук. работ д.м.н., проф. Заславская Р.М.) за 2011г. научно-исследовательская работа в рамках проблемы хронобиологии и хрономедицины проводилась по следующим направлениям:
1. Изучение адаптогенных свойств мелатонина (мелаксена);
2. Исследование корреляционных отношений между факторами погоды и показателями гемодинамики у больных артериальной гипертонией и ишемической болезнью сердца;
3. Определение эффективности мелаксена в коррекции нарушений функций сердечно-сосудистой системы у метеочувствительных и магниточувствительных больных с разным уровнем АД и наличием ИБС с использованием СМАД, ЭХОКГ, изучением мозгового кровотока;
4. Изучение гендерных особенностей эффективности мелаксена в лечении больных артериальной гипертонией;
5. Исследование гендерных различий в эффективности терапии престариумом А в сочетании с мелаксеном у больных артериальной гипертонией при полиморбидном синдроме;
6. Профилактика нарушений сердечно-сосудистых заболеваний с помощью адаптогенов у метеочувствительных больных с артериальной гипертонией и стенокардией;
7. Современные аспекты хронотерапии и хронофармакологии больных с ИБС и АГ;
8. Адаптогены в коррекции нарушений церебральной гемодинамики при артериальной гипертонии и ишемической болезни сердца.
2.2. Научно-практические исследования, проведённые в Институте биомедицинских исследований ВНЦ РАН, г. Владикавказ (рук. – д.м.н., проф. Хетагурова Л.Г.).
2.2.1. Продолжаются исследования по Основному плану НИР ИБМИ ВНЦ РАН и СОГМА, фундаментально-прикладного характера, охранноспособные, выполняемые на базовые бюджетные средства и в рамках федеральной научной программы, по утвержденному плану Российской академии наук: «Изучение временной организации физиологических систем в норме и патологии» рег. № 01.2.00 105115: 2 проекта выполняют ученые трех отделов ИБМИ совместно с сотрудниками кафедры:
2.2.2. Завершена работа по проекту «Биомедицинские исследования динамики временной организации функциональных систем в аспекте генетического полиморфизма регуляции здоровья населения Республики Северная Осетия-Алания в системе медико-экологического мониторинга Российской Федерации. Срок начала и окончания темы: 01.2009 – 12.2011 гг. Научный руководитель – проф. Хетагурова Л.Г. Ответственный исполнитель – к.м.н. Тагаева И.Р.
Характер НИР: фундаментально-прикладной;
Учреждение – исполнитель: ИБМИ ВНЦ РАН и Правительства РСО-Алания, кафедра патофизиологии СОГМА.
Выполняемая работа - охраноспособная, выполняется на базовые бюджетные средства РАН.
2.2.3. Продолжаются исследования по проекту «Изучение механизмов комплексного влияния природных факторов окружающей среды на функциональное состояние организма здоровых лиц разных возрастных категорий и разработка хрономедицинских технологий для профилактики их неблагоприятных эффектов»
Научный руководитель: к.м.н., Ботоева Н.К.. Ответственный исполнитель: к.м.н. Лунева О.Г.
Характер НИР: фундаментально-прикладной
Учреждение – исполнитель: ИБМИ ВНЦ РАН и Правительства РСО-Алания, кафедра патофизиологии СОГМА.
Выполняемая работа - охраноспособная, выполняется на базовые бюджетные средства РАН.
В процессе реализации проектов проведены фундаментальные и прикладные исследования по изучению динамики временной организации жизненно важных функций, определяющих уровень и качество здоровья населения и расширены представления возможных механизмах его нарушений средовыми факторами, включая экологические. Современные методы диагностики и профилактики заболеваний сердечно-сосудистой системы (ССС) предусматривают изучение аллельных вариантов протромботических полиморфизмов факторов гемостаза и стрессустойчивости у молодых лиц для установления генетических детерминант, участвующих в формировании предрасположенности к гемодинамическим нарушениям. Целый ряд известных сегодня аллельных полиморфизмов генов, в том числе, определяющих адаптационные ресурсы, способны стать причиной острого территориального тромбоза или блокады терминального сосудистого русла микротромбами и фибрином. Отсюда понятна актуальность изучения полиморфизма генов, кодирующих элементы систем адаптации организма, особо важных в экстремальных ситуациях стресса (системы гемостаза, ССС, нервной системы и др.).
Впервые проведены исследования в области геномики – полиморфизм генов: NO-синтетаза нейронов (NOS1), NO-синтетаза эндотелия сосудов (NOS3), DARPP-32 (дофамин и цАМФ-регулируемый фосфопротеин). Их роль с точки зрения временной организации физиологических систем при создании новых способов диагностики, профилактики, лечения и реабилитации. Получены новые знания временной организации жизненно важных функций, полученные при изучении сезонной и суточной динамики биологических ритмов у лиц с клиническими нарушениями здоровья в период реабилитации привело к улучшению структуры здоровья лиц с доклиническими и клиническими нарушениями здоровья.
Хроноанализ результатов мониторинга интегральных параметров физиологических систем у мужчин и женщин выявил, что доклинические нарушения здоровья мужчин выражены ярче и доля их выше при сохранении синхронности биоритмических процессов; для женщин – характерна хаотичность амплитудно-фазовых характеристик биоритмов ССС. Установлено нарастание интенсивности невротического состояния у женщин и выраженный патологический десинхроноз у мужчин, которые отображают отрицательную динамику процессов его определяющих значительно раньше, до наступления манифестных форм заболеваний и обосновывают использование мелаксена в дозах 2-4 мг в зависимости от формы и тяжести в их хронопрофилактике и хронореабилитации. Установлены различия в эффектах пред- и постобработки экспериментальных особей техногенными загрязнителями, препаратами-антиоксидантами и антимутагенами (мелаксен). Определены дозозависимые эффекты на вводимые затравки. Антропогенные загрязнители окружающей среды могут стать комутагенами и синергистами побочных эффектов, оказываемых лекарственными препаратами на организм человека. Научная новизна - в оценке безопасности применения новых фармакологических препаратов и БАДов в районах с повышенным антропогенным загрязнением.
Выявлено, что в ответ на воздействие стрессирующих факторов внешней среды по данным исследования вариабельности сердечного ритма возникает неспецифическая адаптационная реакция организма, заключающаяся в перестройке внутрисистемных корреляционных взаимосвязей. Отмечено, что биотропность воздействия различных гелиогеомагнитных и метеорологических факторов внешней среды усиливается при сочетании нескольких факторов. Выявлен индивидуальный характер реагирования относительно здоровых лиц на метеорологические и гелиогеомагнитные факторы, их индексы и производные, оцененный с использованием ГРВ-биоэлектрографии.
Предложен метод структурной организации медико-биологической информации, позволяющий формализовать интуитивные экспертные знания для их последующей однозначной интерпретации.
Изучение аллельных полиморфизмов генов, в частности, ингибитора активатора плазминогена 1 типа, NOS3 и протеина С, а также HTRA2 (ген – переносчик серотонина), служит теоретической базой для разработки конституционально-ориентированной тактики и стратегии первичной и вторичной профилактики патологических десинхронозов и манифестных форм заболеваний, особенно в сочетании с неблагоприятными генетическими маркерами показателей полиморфизма генов ССС и гемостаза, начиная со школьного возраста. Исследования обосновывают необходимость разработки нового направления и должны быть продолжены (д.м.н. Хетагурова Л.Г., к.м.н. Датиева Ф.С.).
Таким образом, проведение фундаментальных и прикладных исследований, предусматривающих изучение доклинических и клинических нарушений здоровья, внедрение новых нанотехнологий для хронодиагностики, хронопрофилактики и хронотерапии на основе комплексного нанотехнологического подхода существенно повышает методологический уровень исследования проблемы изучения роли генетического полиморфизма в системах гемостаза и сердечно-сосудистой системы для регуляции здоровья населения Республики Северная Осетия-Алания в системе медико-экологического мониторинга Российской Федерации – научно-практическая значимость работы.
2.3. Научно-практические исследования, проведённые в ГНИИ социально-экономических проблем и спротивно-оздоровительных технологий Национального государственного университета физической культуры, спорта и здоровья имени П.Ф. Лесгафта», Санкт-Петербург (рук. – к.пед.н. Шапошникова В.И.).
Доказано, что количество личных рекордов спортсменов (статистически значимо) увеличено в IV триместре ЭГЦ и уменьшено в III триместре. ЭГЦ, а у спортсменок отмечено более равномерное распределение личных рекордов по.триместрам ЭГЦ.
Доказано, что количество заболеваний и летальных исходов - (статистически значимо) увеличено в III триместре ЭГЦ, (совпадающем с III триместром утробного развития, в котором значительно снижена двигательная активность плода).
Доказано, что при распределении по месяцам ЭГЦ - 7998 личных рекордов спортсменов, – их количество (статистически значимо) увеличено – во 2, 6, 8, 10 и 12-й месяцы ЭГЦ. т.е. – (в месяцы, совпадающие с месяцами преимущественного увеличения двигательной активности, первого ЭГЦ, начинающегося от зачатия).
Корреляционный анализ позволил выявить значимую взаимосвязь рядов данных (в %) ЭГЦ - 7998 спортсменов (разных видов спорта), показавших личный рекорд.
– Доказано, что количество случаев заболеваний и летальных исходов –выявленных в триместрах и месяцах ЭГЦ онтогенеза - статистически значимо– увеличивается в месяцы, преимущественного повышения интенсивности процессов метаболизма, первого ЭГЦ – в 5, 7, 9, и 11-й месяцы ЭГЦ, - Повышенная солнечная активность и высокое атмосферное давление - модулируют эндогенный годовой цикл ферментного статуса лимфоцитов, усугубляя воздействие - в «зоны риска».
У лиц мужского пола в «зоны риска» - происходит более значительное снижение показателей «индекса устойчивости «ферментного статуса лимфоцитов (ФСЛ), чем у молодых женщин.
3. Разработка универсальных методологических приемов изучения и анализа хронобиологических данных.
3.1. Исследования, проведённые проведённые на кафедре информационных систем Московского государственного института радиотехники, электроники и информатики (технический университет) Минобрануки РФ (рук. – д.техн.н., проф. Карп В.П.).
3.1.1. Разработка программных средств.
В последнее время наблюдается активное развитие средств и методов обнаружения в исходных («сырых») данных ранее неизвестных, нетривиальных, практически полезных и доступных для интерпретации знаний, необходимых для принятия решений в тех или иных сферах человеческой деятельности [Data-mining, OLAP-технологии +НИИ-6 № 2]. Это направление получило название «интеллектуальные методы анализа данных» (ИМАД) или «интеллектуальные технологии» (ИТ).
Знаниями в такой трактовке являются выявленные в процессе исследования значимые устойчивые закономерности, характерные для исследуемых групп объектов. Процесс представления результатов компьютерного решения в содержательных профессиональных терминах исследователей принято называть формированием новых знаний.
Базовым ядром интеллектуальных технологий является логико-математический аппарат, обеспечивающий грамотное и эффективное использование математических методов и вычислительной техники для выполнения двух основных функций: формализация интуитивных знаний эксперта (конкретной предметной области), и «машинное обучение на примерах» (объектах предметной области) для выявления скрытых закономерностей материала исследования.
К настоящему времени отечественными и зарубежными разработчиками предоставлен довольно широкий комплекс математических методов и вычислительных алгоритмов, ориентированных на извлечение новых знаний в исследованиях сложно организованных динамических объектов.
Исследования по созданию гибких компьютерных систем, ориентированных на анализ сложно организованных динамических объектов, рассматриваются как один из вариантов реализации интеллектуальных систем поддержки принятия решений (ИС ППР) в научных хронобиологических исследованиях и практическом их использовании.
Основная цель использования таких методов в хрономедицине — обеспечить, с одной стороны, корректность анализа на всех этапах исследования, с другой стороны, предоставить исследователю возможность контролировать процесс формирования знаний, используя промежуточные результаты, менять параметры анализа и получать конечные результаты в виде, удобном для интерпретации и т.п. Полученные новые знания в дальнейшем могут быть использованы для создания проблемно-ориентированных консультативно-диагностических, экспертных и других прикладных систем.
Основными задачами подобных разработок является не только получение эффективных компьютерных решений, но и обеспечение интерпретируемости результата исследования на естественном (профессиональном) языке пользователей – биологов и медиков.
3.2. Исследования, проведённые доктором медицинских наук, профессором Катинасом Г.С.
Разработка программных средств:
Программа WEEDER-v1. Авторы Г.С.Катинас, А.Н.Калиниченко, М.В.Дементьев, П.А.Муравьев и М.Н.Соловьев. Программа предназначена для автоматической и интерактивной очистки временных рядов от случайных выбросов.
3.2.1. При изучении десинхронозов показано, что регрессионный и корреляционный анализы рядов наблюдений могут быть применены для анализа результатов мониторинга сердечно-сосудистых функций с целью выявления нарушений согласованности деятельности управляющих контуров физиологических систем. Исходя их этих предпосылок:
3.2.1.1. Накапливаются данные об изменчивости изучаемых показателей у клинически здоровых людей с обычным режимом труда и отдыха, которые должны установить статистически значимые границы (пределы), дающие возможность не только выявлять десинхронизацию, но и количественно оценивать степень отклонений от статистической нормы (С.М.Чибисов и его сотрудники). Эти данные могут стать одним из средств диагностики десинхронозов.
3.2.1.2. Установлено, что регрессионный и корреляционный подходы к анализу взаимно дополняют друг друга, но как средство диагностики регрессионный более чувствителен (М.В.Дементьев).
3.2.1.3. Десинхронизация функций при бессистемной смене режима труда и отдыха может привести к изменениям более значительным, чем даже те, которые наблюдаются при онкологических заболеваниях (М.В.Дементьев и А.А.Киричек)
3.2.1.4. Предложена оптимальная продолжительность мониторинга артериального давления (3 суток), которая позволяет, с одной стороны, обеспечить необходимые статистически значимые характеристики суточных параметров, и, с другой стороны, минимизировать проявления нестационарности процесса.
3.2.1.5. Односуточное мониторировании, хотя и не оптимально, но тоже, при ограниченности условий исследования, допустимо (М.В.Дементьев и А.В.Сорокин).
3.2.1.6. Поскольку ответственные диагностические решения должны приниматься на основании доброкачественного фактического материала измерений, была разработана программа WEEDER-v1для очистки рядов наблюдений от случайных выбросов (алгоритм Г.С.Катинаса, программирование П.А.Муравьева и М.Н.Соловьева). Программа может работать как в автоматическом режиме, так и в интерактивном, то есть предусматривает участие специалиста-врача в принятии решения об исключении наблюдения из общего ряда.
3.2.1.7. Испытание программы на данных реальных результатов мониторинга 148 пациентов показало, что если очистка от выбросов лишь незначительно (на 2%) снижает общее количество результатов мониторинга, то количество случайных завышений САД достигает почти 10% (М.В.Дементьев). Если оставлять выбросы при принятии суждений, в некоторых случаях не исключена возможность так называемой гипердиагностики, когда диагноз болезни может быть поставлен здоровому человеку.
3.2.2. Продолжена разработка методов оптимизации времени медикаментозного лечения гипертонической болезни на основании анализа суточного профиля артериального давления и частоты сердечных сокращений с учетом распределения во времени скорости и ускорений процесса.
3.2.2.1. Принцип лечения основан на строгом исполнении рекомендаций по выбору лекарственных средств, прописанных в соответствующих инструкциях и указаниях, с варьированием времени приема медикаментов во времени соответственно с индивидуальным профилем (А.О.Конради и О.В.Мамонтов).
3.2.2.2. В отличие от стандартных приемов выявления профиля, напр. таких как косинор-анализ, разработан и применен метод, не зависящий от априорной искусственно заданной модели (Г.С.Катинас). Этот метод отражает естественный ход процесса у каждого их зарегистрированных показателей и позволяет определять около 20 количественных характеристик профиля с их статистическими оценками.
3.2.2.3. Проводится работа по отбору наиболее информативных оценок, которые могут быть использованы для диагностических целей в первую очередь, и одновременно накапливается база наблюдений о лечении больных с учетом их суточного профиля (и А.О. Конради и О.В. Мамонтов).
4. Организационная работа.
4.1 Заседания бюро Проблемной комиссии.
В 2011 году состоялось 2 заседания бюро Проблемной комиссии, на которых рассматривались текущие вопросы. В частности, 19 мая 2011 г. было принято решение о проведении 25-27 октября 2012 года на базе РУДН (г. Москва) II Российского съезда по хронобиологии и хрономедицине с международным участием. Утверждены программа и оргкомитет съезда. Председателями съезда были избраны профессора С.И. Рапопорт, В.А. Фролов и Л.Г. Хетагурова. Позже было получено официальное согласие Ректора РУДН, академика РАО, профессора В.М. Филиппова на проведение мероприятия.
4.2 Заседания Проблемной комиссии:
8 декабря 2011 года на медицинском факультете РУДН в рамках XII международного конгресса «Здоровье и образование в XXI веке» состоялось заседание Проблемной комиссии «Хронобиология и хрономедицина» РАМН. Были представлены новешейшие данные по актуальным проблемам биоритмологии и астрохронобиологии, включая влияние космической и земной погоды на здоровье человека, перспективы семисуточного мониторинга артериального давления в оценке предрасположенности человека к заболеваниям сердечно-сосудистой системы, роль раннего солнца в эволюционной адаптации древних экосистем, методы хронодиагностики и биоуправляемой хронофизиотерапии.
4.3. Вышло в свет Руководство по хронобиологии и хрономедицине под редакцией С.И. Рапопорта, В.А. Фролова, Л.Г. Хетагуровой общим объёмом 480 страниц.
Руководство посвящено прикладным аспектам хронобиологии и хрономедицины. Написано ведущими специалистами в данной области. Рассматривается роль биоритмов в регуляции различных процессов в норме и патологии (вопросы гелиобиологии и астрохронобиологии, влияние мелатонина на ритм синтеза белка, роль мелатонина в клинике внутренних болезней, ритмы клетки, хронофармакология, проблемы старения, роль эпифиза в репродуктивной функции человека и др.). Представлены новейшие данные по обсуждаемым вопросам. Для врачей различных специальностей, студентов, ординаторов, аспирантов.
4.4. Освещение результатов работы, представляющей социальную значимость, в средствах массовой информации:
- 18 января 2011 года профессор С.М. Чибисов принял участие в авторской программе Ольги Копыловой "Посоветуйте, доктор" на Радио России. Тема беседы: "Нарушения биологических ритмов у человека";
- 5 ноября 2011 года по телевидению (канал РЕН-ТВ) был показан 45-минутный научно-популярный фильм «Формула жизни» о «биологических часах» с участием членов Проблемной комиссии С.И. Рапопорта, В.А. Фролова, В.Н. Анисимова, В.И. Шапошниковой, М.Л. Благонравова.
4.5. Участие в организации конференций.
- Организация заседания «Мелатонин в клинике» в рамках XVIII Российского национального конгресса «Человек и лекарство», г. Москва, 11-15 апреля 2011 г.
- Участие в организации и проведении XII международного конгресса «Здоровье и образование в XXI веке». «Инновационные технологии, модернизация, качество, доступность и безопасность лекарственных средств в системе здравоохранения современной России», г. Москва, 7-10 декабря 2011 г.
4.6. Организация и проведение школы по хронробиологии и хрономедицине для молодых ученых.
С 19 по 22 сентября 2011 года в Институте биомедицинских исследований ВНЦ РАН (г. Владикавказ) под председательством профессора Рапопорта С.И. прошла Школа по хронобиологии и хрономедицине для молодых ученых. Большой интерес слушателей вызвали лекции профессоров Анисимова В.Н., Загускина С.Л. и Карп В.П.
Перечень НИИ и ВУЗов, представивших отчеты:
1. ГОУ ВПО Первый московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова Минздравсоцразвития РФ
2. ФГБОУ ВПО Российский университет дружбы народов Минобрнауки РФ.
3. УРАН Институт биомедицинских исследований ВНЦ РАН
4. ФГУ НИИ онкологии им. проф. Н.Н. Петрова Минздравсоцразвития РФ.
5. Институт космических исследований РАН
6. Институт биологии развития им. Н.К. Кольцова РАН.
7. НИИ физики ФГОУ ВПО Южный федеративный университет Минобрнауки РФ.
8. ГКБ № 60 Департамента здравоохранения г. Москвы.
9. Московского государственного института радиотехники, электроники и информатики (технический университет) Минобрнауки РФ.
10. Белгородский государственный университет Минобрнауки РФ.
11. Национальный государственного университет физической культуры, спорта и здоровья им. П.Ф. Лесгафта Министерства спорта, туризма и молодёжной политики РФ.
12. НИИ экспериментальной медицины СЗО РАМН (г. Санкт-Петербург).
13 ГОУ ВПО Ставропольская государственная медицинская академия Минздравсоцразвития РФ.
14. ФГУ Московский НИИ глазных болезней им. Гельмгольца Росмедтехнологий
15. ГОУ ВПО Ханты-Мансийский государственный медицинский университет Минздравсоцразвития РФ
ПРИЛОЖЕНИЯ (табл. 1 – 8) см. далее.
ПРИЛОЖЕНИЕ
К отчету проблемной комиссии за 2011 г.
Таблица 1
ХАРАКТЕРИСТИКА ЗАВЕРШЕННЫХ В 2011 г. НИР.
| Общее количество выполнявшихся НИР | ЗАВЕРШЕНО НИР | |||
| Всего | Фундаменталь-ные | Прикладные | Охраноспособные | |
| 26 | 19 | 8 | 10 | 2 |
Таблица 2
РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЗАВЕРШЕННЫХ в 2011 г. НИР, ВЫПОЛНЕННЫХ В РАМКАХ КОМПЛЕКСНОЙ ПРОБЛЕМЫ МЕДИЦИНЫ ПО ВИДАМ ФИНАНСИРОВАНИЯ
| БАЗОВЫЕ БЮДЖЕТНЫЕ СРЕДСТВА | ДОПОЛНИТЕЛЬНОЕ ФИНАНСИРОВАНИЕ | |||||||
| НАУЧНЫЕ ПРОГРАММЫ | ГРАНТЫ | |||||||
| РАМН | МЗ СР РФ | Федера-льные | Отрас- левые | Прези-дентские (гранты) | Регио- нальные | Между- народ ные | РФФИ | Др.исто-чники |
| 4 | 1 | 1 | 3 | 1 | ||||
Таблица 3
| Количество научных сотрудников – исполнителей НИР в 2011 г. | ||
| Всего 52 | Доктора наук 20 | Кандидаты наук 33 |
Таблица 4
| * Новые лекарственные препараты | * Новая медицинская техника и изделия медицинского назначения | ||||||
| Стадии разработки | Стадии разработки | ||||||
| Доклинические испытания | Клиничес кие испы тания | Разрешены приказом МЗСР РФ к применению | Начато серийное произ- водство | Создан опытный образец | Проведены испытания опытного образца | Разрешен приказом МЗСР РФ к Применению | Начато серийное производ- ство |
| 1 | |||||||
Получен диплом за действующий макет «Биоуправляемый светодиодный цветостимулятор» на 7-м Международном форуме «MedSoft-2011», Москва. Экспоцентр. 18-20 мая 2011 (авторы: Ф.А.Пятакович, Т.И.Якунченко, К.Ф. Макконен).
Таблица 5
СВЕДЕНИЯ О НАУЧНОЙ ПРОДУКЦИИ, ПОЛУЧЕННОЙ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ ВЫПОЛНЕННЫХ НИР В 2011 ГОДУ._
| Открытия | * Разрабо- таны/утве- рждены новые мед. технологии (методические рекоменд).) | * Разрабо-а-ны/ таны/утвер- ждены сани-санитар- ные прави- ла и норма- тивы | * Патенты | * Лицен зии продан ные | * законно датель ные докумен- ты | * Сани- тарно- гигие- нич. норма- тивы | * Норма тивная доку- мента- ция | * Про- грамм ные сред- ства для ЭВМ | * Инфор. базы дан- ных | * Мате- мати- ческие моде- ли | * Другие виды продук- ции | ||||
| Изобрете- ния | Полезные Модели | ||||||||||||||
| Полож. решен | полу- чено | Полож. решен | полу чено | ||||||||||||
| 1 | 2 | 2 | 3 | 6 | |||||||||||
