Способ определения адаптационных процессов в сердце

 

Изобретение относится к медицине, экспериментальной кардиологии. Экспериментальных животных подвергают двигательной активной нагрузке или гипокинезии. Животное забивают, извлекают сердце, проводят замеры внутренних параметров камер желудочков. Вычисляют соответственно объем конуса притока или оттока. Определяют весовые характеристики свободных и общих стенок желудочков, массу стенок каждого из желудочков сердца. После этого определяют характер корреляционных отношений между весовыми и объемными параметрами правого и левого желудочков, между объемами их функциональных конусов, характеризующими состояние гемодинамики большого и малого круга кровообращения. По значениям коэффициентов констатируют устойчивые или неустойчивые адаптационные процессы в сердце. Предлагаемый способ позволяет диагностировать характер адаптационных процессов, складывающихся из уровня отражения структурами сердца изменений его окружающей среды и состояния системной гемодинамики.

Изобретение относится к экспериментальной биологии и медицине и может быть использовано в качестве диагностического критерия в определении уровня приспособляемости сердца.

Различные способы выявления приспособительных возможностей исследуемого органа основаны на констатации характера изменений структур различного иерархического уровня последнего /1, 2, 3/. Однако они носят локальных характер и не способствуют выявлению адаптивной значимости преобразований органа в составе сердечно-сосудистой системы, деятельность которой направлена на сохранение ряда констант организма. Это касается, в частности, поддержания устойчивого состояния системной гемодинамики большого и малого кругов кровообращения, что особенно значимо в условиях неравнозначного участия в адаптивных преобразованиях артериальных и венозных сосудов, которое регистрируется в различных режимах двигательной активности организма /4, 5/.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков к предлагаемому способу является способ определения состояния адаптационных процессов в сердце, выбранным автором за прототип. Данный способ осуществляется следующим образом. Сразу же после окончания действия моделирующего фактора /гипокинезии, дозированной двигательной активности организма/ животные забиваются под управляемым наркозом. Из продолжающего функционировать сердечно-легочного комплекса извлекается сердце, на котором после отделения предсердий производят ряд измерений. Регистрируют следующие линейные параметры: протяженности трактов притока и оттока в каждом из желудочков, периметры атриовентрикулярных отверстий, крупных артериальных стволов с точностью до десятых сантиметра. Затем по формуле , где H - протяженность тракта оттока, I - периметр аорты или легочного ствола, вычисляется объем конуса оттока; H - протяженность тракта притока, I - периметр атриовентрикулярного отверстия при вычислении объема конуса притока. Их сумма составляет объем камеры желудочка.

Весовые характеристики определены методом раздельного взвешивания частей сердца с вычислением массы каждого из желудочков по Мюллеру. После чего определяют корреляционные отношения между весовыми и объемными характеристиками каждого из желудочков /K₁ и K₂/. При значении коэффициентов корреляции 0,5 и ниже констатируют отсутствие адаптационных процессов в сердце /6/. Данный способ позволяет констатировать наличие адаптационных процессов только в сердце. Однако оно лишь часть целостного образования, каким является сердечно-сосудистая система, поэтому данный способ не способен предоставить информацию о состоянии адаптационных процессов системы в целом, так как не учитывает состояния ее сосудистого компонента.

Задачей предлагаемого способа является определение адаптационных процессов в сердце как составляющей сердечно-сосудистой системы организма.

Поставленная задача решается известным способом определения состояния адаптационных процессов в сердце, включающим обследование группы животных, проведение кардиометрии с определением объема камеры и массы стенок каждого из желудочков с вычислением корреляционных отношений между указанными параметрами и диагностику адаптационных процессов в сердце по значениям коэффициентов К₁ и К₂, согласно изобретению дополнительно вычисляют коэффициенты корреляции /К₃/ между объемами конуса оттока левого желудочка и конуса притока правого желудочка и К₄ между объемами конуса оттока правого желудочка и конуса притока левого желудочка и при значениях К₁, К₂, К₃, К₄ = 0,5 и выше делают заключение об устойчивых адаптационных процессах, а при значении одного из коэффициентов корреляции менее 0,5 судят о неустойчивых адаптационных процессах в сердце.

Отличительными признаками является то, что дополнительно вычисляют коэффициент корреляции K₃ между объемами конуса оттока левого желудочка и конуса притока правого желудочка и коэффициент корреляции К₄ между объемами конуса оттока правого желудочка и конуса притока левого желудочка и при значениях К₁, К₂, К₃, К₄ = 0,5 и выше диагностируют устойчивые адаптационные процессы в сердце, а при значении одного из коэффициентов менее 0,5 судят о неустойчивых адаптационных процессах. Дополнительное определение значений коэффициентов К₃, К₄ позволяет составить представление о состоянии адаптационных процессов сосудистого компонента, представленного системной гемодинамикой большого и малого кругов кровообращения.

Анализ научно-технической и патентной документации показал, что предлагаемый способ является новым и соответствует критерию "изобретательский уровень".

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом. По окончании моделирующего воздействия /дозированная двигательная активность организма в виде бега животного на ленте тредмилла, гипокинезия в виде содержания животных в клетках специальной конструкции/ животное забивают под тиопенталовым наркозом. В прижизненных условиях извлекают сердце, на котором после отделения предсердий, производят замеры внутренних параметров камер желудочков. Регистрируют: протяженности трактов притока и оттока в каждом из желудочков, периметры атриовентрикулярных отверстий, аорты и легочного ствола с точностью до десятых сантиметра. После чего, используя формулу где H - протяженность тракта притока или оттока, I - периметр атриовентрикулярного отверстия или крупного артериального ствола вычисляют соответственно объемы конуса притока и оттока. Их сумма составляет объем камеры желудочка. Методом раздельного взвешивания частей сердца определяют весовые характеристики свободных и общей стенок желудочков. По Мюллеру вычисляют массу каждого из желудочков сердца. После этого определяют характер корреляционных отношений между весовыми и объемными параметрами правого и левого желудочка /К₁ и К₂/, а также между объемами их функциональных конусов, характеризующими состояние гемодинамики большого /К₃/ конус оттока левого желудочка - конус притока правого желудочка/ и малого /К₄/ конус оттока правого желудочка - конус притока левого желудочка/кругов кровообращения. При значениях коэффициентов К₁, К₂, К₃, К₄ = 0,5 и выше констатируют устойчивые адаптационные процессы в органе, а при значении одного из коэффициентов корреляции менее 0,5 судят о неустойчивых адаптационных процессах.

Предлагаемым способом проведено определение адаптационных процессов в сердце у 137 беспородных взрослых собак, систематизированных в 12 экспериментальных группах по признаку моделирующих воздействий /дозированная гипокинезия, дозированная двигательная активность/. В 50% наблюдений зарегистрированы устойчивые адаптивные процессы в сердце. Это имело место, как правило, это имело место при ограничении двигательной активности организма. В 33% случаев обнаружена неустойчивость приспособительных процессов в сердце. Об этом свидетельствовало нарушение стабильности системной гемодинамики по одному из кругов кровообращения при формировании достоверного характера взаимоотношений между весовыми и объемными параметрами каждого из желудочков /К₁ и К₂/.

Примеры конкретного использования предлагаемого способа.

Пример 1. Необходимо определить уровень адаптационных процессов в сердце при ограничении двигательной активности организма до пятого периода. Для этого кардиометрическому исследованию подверглась группа животных /10 взрослых собак/, находившаяся в клетках специальной конструкции на протяжении 142 ± 13 суток. Результаты проведенного исследования показали, что периметры аорты у них составили: 4,4; 5,6; 3,1; 3,6; 3,1; 4,3; 4,1; 6,3; 4,7; 5,0 см при средних значения 4,4 ± 0,3 см, периметры легочного ствола: 5,0; 5,6; 3,1; 4,1; 3,8; 4,4; 5,0; 5,3; 5,0; 4,7' см при средних значениях 4,7 ± 0,3 см, периметр левого атривентрикулярного отверстия: 6,6; 6,5; 5,0; 5,6; 4,7; 6,3; 7,8; 6,9; 10,4; 7,2 см при средних значениях 6,9 ± 0,5 см, периметр правого атриовентрикулярного отверстия: 7,8; 9,4; 5,6; 6,9; 6,1; 7,2; 6,9; 10,7; 8,2; 7,8 см при средних значениях 7,6 ± 0,4 см, протяженность тракта притока левого желудочка: 4,2; 5,9; 5,0; 6,3; 4,1; 4,9; 4,2; 6,1; 5,0; 6,1 см при средних значениях 5,2 ± 0,3 см, протяженность тракта оттока левого желудочка: 4,4; 6,2; 5,3; 6,5; 4,2; 5,0; 4,4; 6,2; 5,1; 6,2 см при средних значениях 5,9 ± 0,3 см, протяженность тракта притока правого желудочка: 3,6; 5,3; 4,7; 5,0; 3,5; 4,4:, 3,1; 5,5; 4,1; 5,4 см при средних значениях 4,6 ± 0,6 см, протяженность тракта оттока правого желудочка: 4,0; 5,8; 5,4; 6,4; 3,8; 4,9; 4,1; 6,3; 4,8; 5,8 см при средних значениях 5,1 ± 0,3 см, объем конуса притока левого желудочка: 4,8; 11,3: 3,3; 5,2; 2,4; 5,2; 6,0; 17,5; 6,3; 8,4 мл при средних значениях 7,0 ± 1,3 мл,
объем конуса оттока левого желудочка: 2,2; 5,2; 1,5; 2,5; 1,1; 2,4; 1,8; 6,5; 3,0; 4,1 мл при средних значениях 3,0 ± 0,5 мл,
объем конуса притока правого желудочка: 5,0; 12,4; 4,0; 7,6; 3,3; 8,0; 5,3; 16,7; 7,3; 8,7 мл при средних значениях 7,9 ± 1,3 мл,
объем конуса оттока правого желудочка: 2,6; 4,8; 1,3; 2,8; 1,4; 2,5; 3,0; 6,3; 3,2; 4,7 мл при средних значениях 3,3 ± 0,5 мл,
объем камеры левого желудочка: 7,0; 16,5; 4,8; 7,7; 3,5; 7,6; 7,8; 24,0; 9,3; 12,5 мл при средних значениях 7,9 ± 2,1 мл,
объем камеры правого желудочка: 8,4; 17,2; 5,3; 10,4; 4,7; 10,5; 8,3; 23,0; 10,5; 13,4 мл при средних значениях 11,1 ± 1,7 мл,
абсолютная масса стенок левого желудочка: 39, 83, 34, 40, 34, 57, 32, 81, 52, 81 г при средних значениях 53,3 ± 6,7 г,
абсолютная масса стенок правого желудочка: 24, 35, 18, 19, 15, 29, 16, 38, 23, 39 г при средних значениях 25,6 ± 2,9 г.

Коэффициент корреляции между массой стенок и объемом камеры левого желудочка составил К₁ = 0,8 /р < 0,05/, правого желудочка К = 0,8 /p < 0,05/, коэффициент корреляции меду объемами функциональных конусов, характеризующими гемодинамику большого круга K₃ = 0,9 /p < 0,01/, малого круга К₄ = 0,9 /p < 0,01/. Следовательно, адаптационные процессы в сердце носят устойчивый характер.

Пример 2. Необходимо определить уровень адаптационных процессов в сердце при ограничении двигательной активности организма третьего периода. Кардиометрическому исследованию подвергли сердца 6 взрослых собак, находившихся в течение 73 ± 2 суток в условиях гипокинезии. Результаты проведенного исследования показали, что
периметр аорты составил: 5,4; 5,0; 3,1; 3,1; 6,3; 6,3 см при средних значениях 4,7 ± 0,6 см,
периметр легочного ствола: 5,6; 5,0; 3,4; 6,3; 2,8; 6,2 см при средних значениях 4,9 ± 0,6 см,
периметр левого атриовентрикулярного отверстия: 7,5; 7,2; 4,4; 5,1; 9,7; 9,2 см при средних значениях 7,2 ± 0,6 см,
периметр правого атриовентрикулярного отверстия: 8,8; 8,0; 4,7; 5,0; 10,6; 10,0 см при средних значениях 7,8 ± 1,0 см,
протяженность тракта притока левого желудочка: 6,2; 4,7; 5,0; 4,5; 6,0; 6,0 см при средних значениях 5,4 ± 0,3 см,
протяженность тракта оттока левого желудочка: 6,5; 5,0; 5,2; 4,7; 6,2; 6,2 см при средних значениях 5,7 ± 0,3 см,
протяженность тракта притока правого желудочка: 5,3; 4,2; 4,0; 4,0; 5,5; 5,0 см при средних значениях 4,7 ± 0,2 см,
протяженность тракта оттока правого желудочка: 6,0; 4,8; 4,8; 4,7; 6,0; 5,7 см при средних значениях 5,3 ± 0,3 см,
объем конуса притока левого желудочка: 9,2; 6,5; 2,6; 3,0; 15,0; 13,2 мл при средних значениях 8,3 ± 2,1 мл,
объем конуса оттока левого желудочка: 5,0; 3,3; 1,3; 1,2; 6,6; 6,5 мл при средних значениях 4,0 ± 1,0 мл,
объем конуса притока правого желудочка: 10,9; 6,8; 2,3; 2,6; 16,4; 13,3 мл при средних значениях 8,7 ± 2,4 мл,
объем конуса оттока правого желудочка: 5,0; 2,9; 1,5: 1,3; 6,3; 5,9 мл при средних значениях 3,8 ± 0,9 мл,
объем камеры левого желудочка: 14,2; 9,8; 3,9; 4,2; 21,6; 19,7 мл при средних значениях 12,2 ± 1,1 мл,
объем камеры правого желудочка: 15,9; 9,7; 3,8; 3,6; 22,7; 19,2 мл при средних значениях 9,4 ± 3,6 мл,
абсолютная масса стенок левого желудочка: 63, 72, 29, 32, 80, 70 г при средних значениях 58,2 ± 9,1 г,
абсолютная масса стенок правого желудочка: 29, 38, 15, 10, 45, 46 г при средних значениях 30,5 ± 6,3 г,
Коэффициенты корреляции равнялись К₁ = 0,8, К₂ = 0,8 /p < 0,05/, К₃ = 0,8 /p < 0,05/ и только К₄ = 0,4 /p > 0,05/.

Следовательно, в рассматриваемой группе животных обнаружены неустойчивые адаптационные процессы в сердце.

Из полученных результатов следует, что предлагаемый способ позволяет диагностировать характер адаптационных процессов, складывающихся из уровня отражения структурами сердца изменений его окружающей среды и состояния системной гемодинамики большого и малого кругов кровообращение. Подтверждением положительного результата предлагаемого способа является положительная динамика ЭКГ-показателей и интегральной реограммы у животных, характеризующихся устойчивостью адаптационных процессов в сердце.

Источники информации:
1. Капланский А. С. , Дурнова Г.И. и др. Морфологическое исследование миокарда, обезьян при антиортостатической гипокинезии. Космическая биология и авиакосмическая медицина. М. 1984, 6, стр. 44-46.

2. Непомнящих Л.М., Колесникова Л.И., Непомнящих Г.И. Тканевая организация миокарда при гипокинезии. Архив анатомии. Л. Медицина, 1986, 1. стр. 57-62.

3. Сауля Л. М. , Белкина Т.И. и др. Сократительная функция и ультраструктуры сердечных миоцитов при длительной гипокинезии у растущих животных. В сб. "Адаптация человека к различным климато-географическим и производственным условиям", Новосибирск, 1981, 6, стр. 128-130.

4. Коваленко Е. А., Гуровский Н.Н. Гипокинезия. М. Медицина. 1980, стр. 340.

5. Панферова Е.Н. Гиподинамия и сердечно-сосудистая система. М. Наука. 1977, стр. 262.

6. Прототип. А/С. N 1708300 от 1.10.1991 г. , з N 47111476/14 от 27.6.1989 г. Способ определения состояния адаптационных процессов в сердце.

Формула изобретения

Способ определения адаптационных процессов в сердце путем обследования группы животных, проведения кардиометрии с определением объема камер и массы стенок каждого из желудочков, вычислением коэффициентов корреляции между указанными показателями (K₁ и K₂) и определения характера адаптационных процессов в сердце по значениям коэффициентов корреляции, отличающийся тем, что дополнительно вычисляют коэффициент корреляции K₃ между объемом конуса оттока левого желудочка и объемом конуса притока правого желудочка и коэффициент корреляции K₄ между объемом конуса оттока правого желудочка и объемом конуса притока левого желудочка, и при значениях коэффициентов K₁, K₂, K₃, K₄ равном 0,5 и выше регистрируют устойчивые адаптационные процессы в сердце, а при значениях одного из коэффициентов корреляции менее 0,5 судят о неустойчивости адаптационных процессов.