Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Методы исследования вариабельности сердечного ритма крупного рогатого скота. Учебное пособие
.pdf
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ
ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«РЯЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ ИМ П.А. КОСТЫЧЕВА»
Емельянова Анна Сергеевна
доктор биологических наук,
профессор кафедры анатомии и физиологии сельскохозяйственных
животных
МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ВАРИАБЕЛЬНОСТИ
СЕРДЕЧНОГО РИТМА КРУПНОГО РОГАТОГО СКОТА
УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ
Рязань, 2021
УДК 619(075.8)
ISBN 978-5-98660-377-3
© Емельянова А.С. 2021
© Издательство РГАТУ, 2021
ББК 48я7
Е 601
Рецензенты
С.А. Нефедова, доктор биологических наук, профессор кафедры зоотехнии и
биологии ФГБОУ ВО РГАТУ им. П.А. Костычева
А.П. Кулаичев, доктор биологических наук, ведущий научный сотрудник
кафедры высшей нервной деятельности МГУ имени М.В. Ломоносова
Емельянова, А.С. Методы исследования вариабельности сердечного ритма
крупного рогатого скота [Текст]: Учебное пособие / А.С. Емельянова. –
Рязань: Издательство РГАТУ, 2021. – 133 с.
В учебном пособии изложены основы и практика клинического
использования технологии вариабельности сердечного ритма. Рассмотрены
методы математического анализа вариабельности сердечного ритма
используемые для исследования сердечнососудистой системы крупного
рогатого скота. Приведены примеры графических интерпретаций
кардиоинтервалограмм. Рассмотрены числовые показатели, в том числе
вторичные показатели вариационных пульсограмм наиболее часто
применяемых при исследовании коров и телочек.
В учебном пособии предлагается использование функциональных проб
для эффективности оценки функционального резерва животных.
2
СОДЕРЖАНИЕ
Введение………………………………………………………………….
4
1. Вариационная пульсометрия…………………………………………
1.1 Числовые характеристики вариационных пульсограмм ………….
9
9
1.2 Вторичные показатели вариационных пульсограмм ….…………
23
2.Графические методы вариационных пульсограмм ………..………
29
2.1 Гистограммы……………………………………………………..…
29
2.2 Корреляционная ритмография. Скатерограммы …………………
37
3. Функциональные пробы при исследовании методами ВСР ………
3.1 Показатели вегетативной реактивности……………………………
46
47
3.2 Вторичные показатели вариационных пульсограмм при
функциональной пробе………………………………………………….
56
3.3Числовые характеристики вариационных пульсограмм при
функциональной пробе…………………………………………………
66
3.4 Графические методы с функциональной пробой…………………
70
Список использованных источников…………………………………...
88
3
Введение.
Оценка функционального состояния сердечно-сосудистой системы
крупного-рогатого скота при помощи новых диагностических методов
является одной из актуальных проблем.
Подобные методики позволяют осуществлять предварительный
прогноз продуктивности крупного рогатого скота, что обеспечивает
эффективное хозяйственное использование животных.
Методики основываются на измерении функциональных резервов
организма.
Известно, что адаптационные возможности представляют собой запас
функциональных резервов, которые постоянно расходуются на поддержание
равновесия. То есть информационные, энергетические и метаболические
ресурсы, расходование которых сопровождается постоянным восполнением.
Многие авторыотводят большое вниманиеисходному
функциональному состояниюв физиологической адаптации. Во многих
работах указывается, что совершенствование функциональных систем
зависит от индивидуальных особенностей организма. Животные обладают
врожденными информационными, энергетическими и метаболическими
ресурсами, т.е. функциональными резервами. Врожденные функциональные
резервы обеспечивают исходную мощность механизмов адаптации и они
неодинаковы у разных животных.
Сердце животных, обладающих более высокими энергетическими и
метаболическими ресурсами способно при одной и той же частоте пульса
обеспечить более высокий минутный объем кровообращения. Вместе с тем,
один и тот же минутный объем сердца может обеспечить большую доставку
и утилизацию кислорода при меньшем напряжении регуляторных систем, т.е.
характеризуется сравнительно более высокими информационными
ресурсами. Очевидно, что сердечно-сосудистая система таких коров лучше
обеспечит функционирование определенных систем организма в процессе
4
нагрузки, обеспечиваемой лактацией и соответственно лучше подготовлена к
процессу лактации.Установлена связь функционального состояния сердечнососудистой системы с молочной продуктивностью коров и потенциалом
молочной продуктивности телочек.
Известно, что процесс расходования функциональных резервов зависит
от регуляторных механизмов.Увеличение уровня функционирования
определенных систем организма включает регуляторные системы, которые
мобилизуют функциональные резервы. Контролируя уровень
функционирования (обратная связь) и управления им (прямая связь),
регуляторные системы регулируют расходование функционального
резерватак, чтобы обеспечить гомеостатический режим взаимодействия
систем, участвующих в реакции на воздействующий фактор. Если
автономные механизмы не обеспечивают поддержания необходимого уровня
функционирования отдельных систем, мобилизация стратегических резервов
осуществляется центральными регуляторными механизмами[86,98].
Чем ниже функциональные резервы (ФР) организма, тем более высокое
напряжение регуляторных механизмов требуется для поддержания
гомеостаза. Текущий уровень функционирования сердечно-сосудистой
системы зависит как от условий, воздействующих в данный момент на
организм, так и от индивидуальных типологических особенностей[64,77].
Математический анализ сердечного ритма используется как новый
метод исследования процессов регуляции в животноводстве. При этом
принципиальное значение имеет возможность судить о сложных явлениях,
развертывающихся в глубоких структурах мозга на основе регистрации
доступных физиологических сигналов о ритме сердечных сокращений.
ДляоценкипоказателейВСРпредложеномножествометодов:методыврем
еннойобласти
(статистическиеигеометрические),методычастотнойобласти,автокорреляцион
5
ныеметоды,нелинейныеметоды,методынезависимыхкомпонент,методыматем
атическогомоделирования.
Для исследований вариабельности сердечного ритма у крупного
рогатого скота распространениеполучилидвепервыегруппыметодов,
тогдакакдругиепродолжаютоставатьсябольшеобъектомтеоретических
исследований. Чаще всего используются методычастотнойобласти.
Сущность вариационной пульсометрии заключается в получении
закона распределения кардиоинтервалов как случайных величин. Для этого
строится кривая распределения - гистограмма.
Корреляционная ритмография (КРГ) - это метод графического
представления динамического ряда кардиоинтервалов в виде "облака"
(скатерграммы) путем построения ряда точек в прямоугольной системе
координат. Ее фазовыми координатами являются: по оси ординат – текущий
R-R интервал, а по оси абсцисс – последующий R-R интервал. На рис. 8г
представлен типичный образец КРГ. Важным достоинством этого метода
является то, что он позволяет эффективно распознавать и анализировать
сердечные аритмии. Числовыми показателями КРГ являются величины
длинной и короткой осей эллипса, образованного облаком точек (а и б) и их
отношение а/б. Физиологический смысл отношения а/б близок к Ин, он
характеризует степень централизации управления ритмом сердца, активность
симпатического отдела вегетативной нервной системы [32].
Автокорреляционный анализ представляет собой вычисление и
построение автокорреляционной функции динамического ряда
кардиоинтервалов направлено на изучение внутренней структуры этого ряда
как случайного процесса. Автокорреляционная функция представляет собой
график динамики коэффициентов корреляции, получаемых при
последовательном смещении анализируемого динамического ряда на одно
число по отношению к своему собственному ряду. После первого сдвига на
6
одно значение коэффициент корреляции тем меньше единицы, чем более
выражены дыхательные волны. Если в исследуемой выборке доминируют
медленноволновые компоненты, то коэффициент корреляции после первого
сдвига будет лишь незначительно ниже единицы. Последующие сдвиги ведут
к постепенному уменьшению коэффициента корреляции вплоть до появления
отрицательных корреляционных коэффициентов. Физиологический смысл
использования корреляционного анализа заключается в оценке степени
влияния центрального контура управления на автономный. Чем сильнее это
влияние, тем больше значение коэффициента корреляции при первом сдвиге.
Автокоррелограмма позволяет судить о скрытой периодичности сердечного
ритма. Такой анализ носит лишь качественный характер[65].
Для точной количественной оценки периодических процессов в
сердечном ритме служит спектральный анализ. Физиологический смысл
спектрального анализа состоит в том, что с его помощью оцениваем
взаимодействие отдельных уровней управления ритмом сердца. Одна из
гипотез заключается в том, что активность соответствующих уровней
регуляции тем выше, чем больше мощность соответствующих
медленноволновых составляющих спектра сердечного ритма. Чем выше
уровень, тем больший объем информации он должен перерабатывать, тем
длиннее период колебаний, связанный с его деятельностью. Поэтому
смещение периода спектральной составляющей в сторону увеличения можно
интерпретировать как передачу управления на более высокие уровни, как
включение в процесс управления дополнительных звеньев.
Частота пульса самый известный показатель. Он отражает общее
состояние не только сердечно-сосудистой системы, но и всего организма в
целом. В зависимости от потребностей организма, от его энергетических
затрат и нервного напряжения на данный момент времени частота пульса
может изменяться в довольно значительных пределах. Для условий
относительного покоя существуют возрастно-половые нормативы. У женщин
7
частота пульса несколько выше, чем у мужчин. В детском возрасте пульс
значительно чаще, чем у взрослых (особенно в возрастных группах
дошкольников). С возрастом пульс урежается. Таким образом, средняя
частота пульса в покое уже говорит о многом. Если частота пульса
превышает ее среднее значение для данной возрастно-половой группы, это
означает, что организм затрачивает больше усилий для поддержание
нормального равновесия с окружающей средой [88].
Индекс напряжения регуляторных систем (ИН) характеризует
активность механизмов симпатической регуляции, состояние центрального
контура. Этот показатель вычисляется на основании анализа графика
распределения кардиоинтервалов - гистограммы. Активация центрального
контура, усиление симпатической регуляции во время нагрузки проявляется
стабилизацией ритма, уменьшением разброса длительностей
кардиоинтервалов, увеличением количества однотипных по длительности
интервалов (рост амплитуды моды числа интервалов соответствующих
значению моды - наиболее часто встречаемому значению). Анализ формы
гистограмм или метод вариационной пульсометрии наглядно демонстрирует
как рост симпатической активности, рост напряжения регуляции, связанного
с мобилизацией функциональных резервов организма, ведет к сужению
гистограммы и росту амплитуды моды. Количественно это может быть
выражено отношением высоты гистограммы к ее ширине. Этот показатель
получил название индекса напряжение регуляторных систем и вычисляется
по формуле в которую входят амплитуда моды (АМо), величина разброса
кардиоинтервалов (вариационный размах-ВАР) и значение моды (Мо):
Для оптимального прогноза возможных реакций организма крупного
рогатого скота на изменения условий используются функциональные
нагрузочные тесты. В совокупности с методом ВСР функциональные пробы
позволяют эффективно оценивать резервные возможности системы
регуляции кровообращения животных.
8
1.Вариационная пульсометрия.
1.1 Числовые характеристики вариационных пульсограмм.
Эквивалентом термина «вариационная пульсометрия» является
гистографический анализ, но исторически за этим методом закрепилось
название, которое довольно точно отражает смысл метода – изучение
вариативности R-Rинтервалов. При построении гистограммы первостепенное
значение имеет выбор способа гуппировки кардиоинтервалов. Характер и
форма гистограммы зависят от того, в какам диапазоне производится
группировка и каков интервал группировки. На основании сложившейся
традиции, учитывающий физиологический смысл данного
методологического подхода, в вариационной пульсометрии принята
группировка с интервалом в 0,05 с в диапазоне 0,40 до 1,30 с.Таким образом,
выделяют 20 диапазонов значений кардиоинтервалов, каждый из которых
имеет ширину в 50 мс (0,05 с). Каждый диапазон значений начинается с
округленного с точностью до 0,05 значения. Фиксированная шкала значений
и диапазонов для построения вариационной пульсограммы позволяет
сравнивать данные полученный разными авторами [76].
Числовыми характеристиками вариационных пульсограмм наряду с
показателями статистических оценок M, σ, V, As, Exявляются Мо (мода),
АМо (амплитуда моды), ∆Х( вариационный размах). Эти характеристики
легко определяются по графику или числовой записи вариационной
пульсограммы [66,69,76,].
Мода – это наиболее часто встречающееся в данном динамическом
ряде значение кардиоинтервала. Мода указывает на наиболее вероятный
уровень функций системы кровообращения (точнее, синусового узла) и при
достаточно стационарных процессах совпадает с математическим
ожиданием. В переходных процессах значение М-Мо может быть условной
9
мерой нестационарности, а значение Мо указывает на доминирующий в этом
процессе уровень функционирования. При нормальном распределении и
высокой стационарности исследуемого процесса Мо мало отличается от
математического ожидания. Амплитуда моды (АМо)- это число
кардиоинтервалов, соответствующих значению моды, в % к объему выборки.
Этот показатель отражает стабилизирующий эффект централизации
управления ритмом сердца, который обусловлен, в основном, степенью
активации симпатического отдела вегетативной нервной системы.
Вариационный размах (ВАР) отражает степень вариативности значений
кардиоинтервалов в исследуемом динамическом ряде. Он вычисляется по
разности максимального и минимального значений кардиоинтервалов и
поэтому при аритмиях или артефактах может быть искажен. При вычислении
ВАР следует отбрасывать крайние значения кардиоинтервалов, если они
составляют менее 3 процентов от общего объема анализируемой выборки.
Физиологический смысл ВАР обычно связан с активностью
парасимпатического отдела вегетативной нервной системы. При объеме
выборки, равном 100 кардиоинтервалам, и в отсутствии переходных
процессов обычно амплитуда дыхательных волн преобладает над
амплитудой недыхательных колебаний сердечного ритма. Однако, в ряде
случаев при значительной амплитуде медленноволновых составляющих
значения ВАР в большей мере могут отражать состояние подкорковых
нервных центров [].
По данным вариационной пульсометрии вычисляется ряд производных
показателей, среди которых наиболее употребителен индекс напряжения
регуляторных систем (Ин), который отражает степень централизации
управления ритмом сердца и характеризует, в основном, активность
симпатического отдела вегетативной нервной системы. Этот показатель
получил широкое применение в спортивной медицине, физиологии труда,
космических исследованиях, а также в клинике .
10
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]