Амплітуда та хвильова структура коливань т-R-R у осіб ІІІ-ї групи при виконанні дозованого розумового навантаження має суттєві відмінності від представників інших груп. Брадіпноїки мали вірогідно вищий рівень VLF та LF при відсутності відмінностей у HF. Тому і HF_norm у них було достовірно менше, ніж у тахіпноїків. Це свідчить про більший рівень симпатичної активації у них, оскільки у всіх чоловіків частота дихання була в межах високочастотного діапазону серцевого ритму. Цілком можливо при розумовому навантаженні відбувається засвоєння ритму робочих рухів і цей ритм найближчий до звичної частоти дихальних осциляцій тахіпноїків. Тому і симпатична активація у них значно менша, ніж в осіб, котрі засвоюють незвичний їм ритм. Разом з цим за об'ємом виконаної розумової роботи значущих відмінностей між різними групами не виявлено. Цей висновок підтверджується і результатами аналізу коливань УОК при розумовому навантаженні. Так, HF^sv_norm у тахіпноїків (71,73[62,52; 83,18]%) не відрізнялась від її рівня у нормопноїків (78,73[65,17; 84,48]%). В той же час цей показник був значуще меншим у брадіпноїків (65,67[50,1; 77,34]%) у порівнянні з особами середньої групи.

В спокої виявлені деякі відмінності у характеристиках зв'язку коливань УОК та т-R-R між представниками трьох типологічних груп. Так, LF_max був вищим у тахіпноїків у порівнянні з нормопноїками. Це може свідчити про більшу чутливість спонтанного барорефлексу у них як внаслідок особливостей КН, так і активності симпатичної ланки ВНС. Брадіпноїки мали значно більший розкид значень цього показника, що може пояснюватись переходом частоти дихання у частини осіб з цієї групи у низькочастотний діапазон серцевого ритму. При ортопробі та розумовому навантаженні LF_max був значуще вищим у брадіпноїків у порівнянні із іншими типологічними групами.

Можливими механізмами відмінностей хвильової структури серцевого ритму в осіб з різним рівнем частоти дихання у спокої можуть бути наступні:

1. Різний рівень кровонаповнення органів грудної клітки, як пристосування для більш ефективного газообміну у легенях у осіб з високою частотою дихання у спокої, формується внаслідок меншого рівня дихального об'єму в них порівняно з особами інших груп.

2. Відмінності в активності симпатичної нервової системи у стані спокою, що може відображатись на частоті дихання. Крім того, аналіз реактивності на різні збурення за законом Вільдера про вихідні величини внаслідок цього у осіб різних типологічних груп буде необ'єктивним.

3. Можливий різний рівень вуглекислого газу в крові чи чутливість дихального центру до нього. За літературними даними [Міщенко В.С. та ін., 2007] ці фактори суттєво впливають на ВСР.

4. Резонансні зміни на частотах, на котрих звично здійснюється дихання. Характерно для осіб з низькою частотою дихання, у котрих реалізація дихання здійснюється у діапазоні дії спонтанного барорефлексу. Навіть при переміщенні частоти дихання у інші діапазони будь-який вплив (навіть функціонування барорефлексу) у звичному діапазоні дихання викликає резонансне збільшення хвиль ЧСС.

5. В осіб із високим рівнем частоти дихання у стані спокою індивідуальна варіативність його суттєво вище, ніж у усіб інших типологічних груп. Отже, поряд із домінуючим рівнем тривалості спірокомплексу у них можуть відбуватись подовжені інтервали між вдихами [Березовський В.Я. та ін., 1984]. Таке пристосування, цілком вірогідно, слугує для додаткової вентиляції легенів.

Характеристика регуляторних ритмів гемодинаміки при різному вихідному рівні серцевого викиду та кровонаповнення органів грудної клітки.

Показано, що рівні основних показників гемодинаміки у спокої, лежачи, та при навантаженнях у наших вимірюваннях цілком відповідають значенням отриманих іншими авторами (табл. 2).

Для вирішення проблеми, як і в якій мірі хвильові процеси у гемодинаміці пов'язані з основними параметрами, що традиційно застосовуються для визначення функціонального стану серцево-судинної системи, використовували факторний аналіз.

З'ясовано, що в спокої, лежачи, характеристики регуляторних ритмів гемодинаміки можуть обумовлюватись основними показниками її діяльності.

Для коливань т-R-R - це хвилинний рівень серцевого викиду, загальний периферійний опір судин, у меншій мірі ступінь КН. Для хвиль УОК збільшується значення фактору КН.

При всіх навантаженнях подібна структура зв'язків в основному зберігається як для коливань т-R-R, так і УОК.

Таблиця 2 Значення основних показників центральної гемодинаміки у вибірці здорових молодих чоловіків в спокої, лежачи (N=138)

Більш того, така структура зберігалась, коли аналізувались характеристики коливань УОК при всіх виконуваних навантаженнях разом із значеннями показників центральної гемодинаміки у спокої. Зберігалась структура факторів і при аналізі показників хвиль т-R-R при дозованому фізичному навантаженні паралельно із характеристиками центральної гемодинаміки у спокої.

Таким чином, одним з чинників, що можуть обумовлювати широку міжіндивідуальну девіантність показників серцевого ритму, можуть бути особливості центральної гемодинаміки в окремих осіб. Серед найбільш прогностичних можна відмітити рівень серцевого індексу та, у меншій мірі, ступінь кровонаповнення органів грудної клітки. Рівень загального периферійного опору судин є розрахунковим зі значень серцевого викиду і тому розглядати його як самостійний фактор, на нашу думку, недоцільно.

При повторних обстеженнях, здійснених на 35 особах через проміжок часу у середньому більше 6 місяців, індивідуальні значення СІ та КН вірогідно відтворювались (відповідно с=0,505, р<0,01 та с=0,620, р<0,001). За графіками розподілу цих показників умовно виділили три групи. За СІ до І групи осіб гіпокінетиків віднесено 45 осіб із значеннями СІ нижче 2300 мл/хв·м², а до ІІІ групи - 42 гіперкінетики із значеннями СІ вище 2800 мл/хв·м². ІІ групу нормокінетиків складає 51 чоловік із значеннями СІ від 2300 мл/хв·м² до 2800 мл/хв·м². За КН до І групи віднесено 31 особи з значеннями менше 21 у.о, до ІІ - 71 особу та до ІІІ - 41 чоловіка рівнем КН вище 27 у.о. гемодинамічний коливання дихання навантаження

Нами визначались значення основних показників гемодинаміки в осіб різних типологій у різних умовах. Для гіпо-, еу- та гіперкінетиків відмічені значущі різниці у спокої, лежачи, не тільки за СІ та УОК, а і за т-R-R, КН та ЗПО. Відмінності за рівнями СІ між представниками всіх груп та більший УОК у гіперкінетиків збереглись за всіх умов. В групах осіб з різним рівнем КН відмінності за цим показником збереглись також в усіх умовах. У чоловіків ІІІ-ї групи УОК в усіх умовах вище, ніж у ІІ та ІІІ групах. Значення т-R-R між особами різного рівня КН не відрізнялись. УОК у чоловіків ІІ-ї групи був вищим за його рівень у І тільки у спокої. Цікавим було те, що значення АТ_сер у осіб ІІІ групи було вірогідно вищим як у спокої, так і при навантаженні, ніж у чоловіків ІІ і тим більше І групи. Разом з цим, ЗПО у них був значуще нижчим, ніж у інших групах. Пояснити такі особливості центральної гемодинаміки у досліджуваних можна наступним чином. Відомо, що рівень кровонаповнення органів грудної клітки обумовлюється переважно кількістю крові, яка знаходиться у легенях [Цибенко В.О., 2002]. Збільшення кількості крові у легенях підвищує ефективність газообміну між кров'ю та повітрям у них [Вест Дж., 1988] і створює сприятливі умови для підтримання стабільності серцевого викиду при дихальних рухах [Морман Д, Хеллер Л., 2000]. За механізмом Франка-Старлінга збільшення кількості крові у легенях може спричиняти неадекватне енергетичним потребам організму зростання серцевого викиду із підвищенням артеріального тиску. В осіб із відносно низьким рівнем КН виникає потреба у більш стабільному рівні венозного повернення до серця, який забезпечується більш високим рівнем тонусу периферійних судин. Тобто, може існувати дві стратегії пристосувальних змін гемодинаміки, заснованих на формуванні різних рівнів кровонаповнення легенів.

Суттєві розбіжності у здорових молодих чоловіків у значеннях СІ та КН приводять і до існування особливостей у регуляції серцево-судинної системи та характеристик регуляторних ритмів гемодинаміки. В спокої відмічені значущі відмінності між рівнями LF та HF у гіпо- та нормокінетиків, що обумовлені у більшій мірі більшою загальною дисперсією кардіоінтервалів у І групі. В той же час для коливань УОК вірогідні відмінності спостерігались між гіпер- та еукінетиками у частотному діапазоні 0,04-0,15 Гц (відповідно 5,6 [2,6; 9,0] мл² та 4,4 [3,3; 9,2] мл²) між гіпер- та гіпокінетиками за показником HF_norm^SV. Подібні особливості, ймовірно, пояснюються більш вираженою, у порівнянні з іншими групами, потребою у підтриманні сталого рівня УОК у гіпокінетиків при дихальних рухах та функціонуванні барорефлексу. Компенсаторно при цьому збільшується і амплітуда коливань т-R-R у відповідних частотних діапазонах. Це підтверджується і значуще вищою потужністю коливань т-R-R у частотному діапазоні 0,04-0,15 Гц при диханні 6 циклів за хвилину у гіпокінетиків, ніж у гіперкінетиків (відповідно 8513 [5559; 13672] мс² та 5558 [4059; 7485] мс²).

При розумовому навантаженні спостерігаються значущі відмінності за рівнем показнику HF_norm між гіперкінетиками (42,6 [29,1; 51,9]%) та еукінетиками (33,7 [22,5; 49,3]%). Такі особливості свідчать про більшу симпатичну активацію в осіб з меншим рівнем серцевого викиду у спокої. Втім, найбільші особливості у ваго-симпатичній рівновазі між групами осіб із різною типологією спостерігаються при дозованому фізичному навантаженні. HF_norm у гіпокінетиків була вірогідно меншою, ніж у представників інших груп, LF - більша, ніж у еукінетиків, а HF - нижча за її рівень у ІІІ-й групі. Такі особливості супроводжуються і наявністю відмінностій між типологічними групами за показниками синхронізації коливань т-R-R та УОК. Отже, при збільшенні рівня енергетичного метаболізму організму представники типологічних груп з більш високим вихідним рівнем серцевого викиду мають менший рівень симпатичної активації, ніж гіпокінетики.

Фоновий рівень КН також суттєво впливав на особливості коливань гемодинамічних показників здорових молодих чоловіків у різних умовах. Так, у спокої особи із середнім рівнем КН мали вірогідно меншу потужність коливань т-R-R, ніж чоловіки із низьким значенням цього показника. В той же час за параметрами коливань УОК спостерігались більш суттєві міжгрупові відмінності. У представників ІІ групи значуще більшою, у порівнянні з І, була потужність та нормалізована потужність коливань УОК у частотному діапазоні 0,04-0,15 Гц. Разом з цим, у осіб ІІІ групи вищою, ніж у чоловіків інших груп, була ТР^SV та HF^SV. LF^SV у них більша тільки у порівнянні із ІІ-ю групою, а HF_norm^SV - із І-ю групою. Такі особливості цілком узгоджуються із загальноприйнятим положенням про більшу амплітуду дихальних коливань УОК при більшому рівні об'єму циркулюючої крові. Більш високі значення HF у осіб із низьким рівнем КН носять компенсаторний характер для забезпечення постійного рівня серцевого викиду при дихальних рухах. Це підтверджується і при аналізі змін коливань т-R-R під впливом регламентованого дихання із частотою 6 циклів за хвилину. При цьому в осіб ІІІ групи ТР була нижчою, ніж у І групі (відповідно 10586 [7482; 16436] мс² та 7391 [5448; 10633] мс², р<0,05).

Аналіз рівня дихальної аритмії у осіб різних типологічних груп за вихідним рівнем СІ та КН показав, що як у спокої, лежачи, так і при регламентованому глубокому диханні амплітуда компенсаторних реакцій ЧСС, спрямованих на підтримання сталості УОК на вдиху у гіпокінетиків та осіб із низьким рівнем КН, була значуще вищою, ніж у відповідно гіперкінетиків та осіб із високим рівнем КН (рис. 2).

Синхронізація коливань гемодинамічних показників в осіб з різним вихідним рівнем КН мали свої особливості. У спокої спостерігались вірогідно вищі значення VLF_max у людей ІІІ групи по відношенню до її значень у ІІ та ІІІ групах (відповідно 25,1 [17,2; 42,2] мл·мс, 15,2 [6,6; 23,9] мл·мс, 11,9 [7,4; 24,4] мл·мс).

Рис. 2. Медіани динаміки змін нормалізованої тривалості інтервалу R_R впродовж спіроциклу при диханні із частотою 6 циклів за хвилину в осіб з низьким І (n=31), середнім ІІ (n=71) та високим ІІІ (n=41) рівнями КН

Як зазначалось вище, така закономірність може свідчити про краще протікання гетерометричних механізмів регуляції серцевого викиду у чоловіків із високим рівнем КН. При розумовому навантаженні структура відношень між КСП у осіб різних груп змінюється. КСП у людей І-ї групи була нижчою, ніж у ІІ-й на частотах 0,04 Гц, 0,09 Гц, 0,11 Гц, 0,17 Гц та 0,24 Гц. У порівнянні із ІІІ-ю групою чоловіки із низьким рівнем КН мали нижчу КСП на частотах 0,07 Гц, 0,1 Гц, 0,11 Гц та вищу - на 0,37 Гц. Порівняння таких особливостей із відмінностями у параметрах коливань т-R-R та УОК у осіб різних груп дозволило прийти до висновку про більшу чутливість спонтанного барорефлексу у чоловіків із середнім рівнем КН при виконанні розумового навантаження.

Регуляторні коливання тривалості інтервалу R-R та ударного об'єму крові в людей з різним рівнем фізичної працездатності. Здійснювали поділ осіб, що не займаються систематично фізичними вправами за розподілом показника PWC₁₇₀ на групи з низьким (І група, N=29), середнім (ІІ група, N=62) та високим (ІІІ група, N=29) рівнями фізичної працездатності. В спокої, лежачи, т-R-R у ІІІ-групі була значуще вище, ніж у ІІ і тим більше І групах. УОК за цих умов був вище в осіб із високим рівнем фізичної працездатності по відношенню до його рівня у І групі. У чоловіків із відносно низьким рівнем фізичної працездатності КН вірогідно нижче, ніж у інших групах. Такі відмінності в основному збереглись і за інших умов. В спокої, лежачи, та при регламентованому диханні суттєвих відмінностей у параметрах коливань гемодинамічних показників осіб різного рівня фізичної працездатності майже немає. При ортопробі спостерігається менша потужність хвиль т-R-R у діапазоні низьких частот у осіб із низьким рівнем фізичної працездатності у порівнянні з іншими групами, а особи з середнім рівнем мають вищу амплітуду коливань т-R-R у дихальному діапазоні. При виконанні розумового навантаження також спостерігали суттєві відмінності у характеристиках коливань гемодинаміки осіб із різним рівнем фізичної працездатності. У осіб І групи HF була значуще меншою, ніж у ІІ та ІІІ групах. Важливим є той факт, що HF_norm при цьому була вірогідно вищою у осіб ІІІ групи, ніж І. Отже, в осіб із низьким рівнем фізичної працездатності при розумовому навантаженні спостерігається більша активація симпатичної ланки вегетативної нервової системи, ніж у інших групах. Особи із високим рівнем фізичної працездатності мали за таких умов вищі показники HF^sv та TP^sv по відношенню до І групи.

Порівнювали характеристики гемодинаміки та їх регуляторні коливання у висококваліфікованих спортсменів, які систематично виконують аеробні вправи та неспортсменів типологічної групи із високим рівнем фізичної працездатності. В стані спокою спортсмени мали значуще вищий рівень АТ_сер та ЗПО. При ортопробі поряд із збереженням відмінностей за ЗПО у спортсменів т-R-R стає значуще більшою, ніж у неспортсменів (відповідно 871 [787; 966] мс та 791 [699; 839] мс). При дозованому фізичному навантаженні разом із особливостями, відміченими у спокої, достовірно різняться рівні т-R-R і СІ, що свідчить про більш економічне пристосування серцево-судинної системи спортсменів до дозованого фізичного навантаження. За всіх умов спортсмени, що тривалий час займались аеробними навантаженнями, мали більшу потужність регуляторних коливань т-R-R та УОК у діапазоні барорефлексу. Показники ДСА у представників порівнюваних груп різнились у спокої, лежачи, та при регламентованому диханні. У спортсменів RSA_min була значуще вищою в порівнянні із групою неспортсменів високої фізичної працездатності у спокої, лежачи (відповідно 42 [19,8; 83,7] мс та 28 [2,9; 35,8] мс), та при диханні із частотою 6 циклів за хвилину (відповідно 117,2 [65,8; 197,6] мс та 85,3 [46,3; 97,3] мс). За умов останнього тесту спортсмени також мали вищий рівень RSA (відповідно 253,5 [196,3; 324,5] мс та 209 [158,5; 215,5] мс). Крос-спектральний аналіз коливань т-R-R та УОК показав наявність значущих відмінностей між спортсменами та особами із високим рівнем фізичної працездатності за показником LF_max у спокої (відповідно 21,6 [5,9; 29,1] мс·мл та 4,2 [1,4; 10,4] мс·мл, р<0,001), та при регламентованому диханні із частотою 6 циклів за хвилину (відповідно 279,5 [129,3; 548,3] мс·мл та 197,4 [18,9; 303] мс·мл, р<0,05).

Отже, в спокої особи, на яких регулярно діють аеробні навантаження, мають вищий рівень як синусової аритмії, так і спонтанної барорефлекторної чутливості, ніж чоловіки із таким же високим рівнем фізичної працездатності, що не займаються спортом.

Висновки

У дисертаційній роботі представлене нове вирішення актуальної проблеми фізіології - участі хвильових процесів гемодинаміки у регуляції діяльності кардіореспіраторної системи. Відповідно до мети та завдань дослідження за допомогою розроблених нами та апробованих методик оцінки хвильової структури, синхронізації коливань гемодинамічних показників проведено аналіз регуляторних ритмів гемодинаміки, їх відтворюваності та міжіндивідуальної мінливості у спокої та при функціональних пробах, особливостей у осіб із різними вихідними рівнями показників кардіореспіраторної системи та рівнем фізичної працездатності. З одержаних результатів зроблено наступні висновки:

1. Проведені дослідження дозволили констатувати, що регуляторні ритми гемодинаміки є важливим елементом генетично детермінованих функціональних систем підтримання гомеостазу організму та мають ряд специфічних для них властивостей: певна періодика, структура коливань, ієрархічна побудова, залежність від інертності та стану систем саморегуляції, наявність синхронізації та захоплення коливань, відносна індивідуальна стійкість параметрів, найбільший прояв за умов спокою чи при невеликих навантаженнях та високий рівень реактивності на зміни зовнішнього і внутрішнього середовища.

2. Традиційні підходи до аналізу регуляторних ритмів гемодинаміки мають певні недоліки, котрі усуваються при застосуванні методів побудови медіанної (по багатьох реалізаціях) спектрограми, оцінки змін показників діяльності серця впродовж спіроциклу, крос-спектральному аналізі коливань тривалості інтервалу R-R та ударного об'єму крові. Дослідження за допомогою цих методичних підходів показало їх високу інформативність, можливість більш точної оцінки характеристик діяльності серцево-судинної системи.

3. При повторних вимірюваннях через тривалий проміжок часу (більше 6 місяців) та тривалих індивідуальних повторних вимірюваннях (від 16 до 56 днів) показано високий рівень відтворюваності спектральних характеристик варіативності тривалості інтервалу R-R, ударного об'єму крові, дихальної аритмії, що свідчить як про достатню надійність методів оцінки хвильової структури регуляторних ритмів гемодинаміки, так і про відносну індивідуальну стабільність характеристик цих коливань.

4. Вперше доведено, що амплітуда максимуму крос-спектральної потужності коливань тривалості інтервалу R-R та ударного об'єму крові в діапазоні частот 0,04-0,15 Гц може бути надійним та точним методом оцінки спонтанної барорефлекторної чутливості.

5. Існують широкі межі норми із ненормальним розподілом показників потужності та крос-спектральної потужності коливань тривалості інтервалу R-R та ударного об'єму крові, дихальної аритмії в різних умовах, а також їх реактивності на навантаження у здорових молодих чоловіків.

6. Вперше в вимірюваннях на декількох незалежних рандомізованих вибірках показана наявність в спокої, лежачи, додаткової хвилі тривалостей інтервалу R-R в діапазоні 0,04-0,15 Гц, яка розташована на більш високій частоті, ніж хвиля, викликана функціонуванням барорефлексу (хвиля Майера) синхронною хвилі ударного об'єму крові. Подібна хвиля виявляється і при вертикальному положенні тулуба у дітей 8-10 років та в осіб з високим фоновим рівнем кровонаповнення органів грудної клітки.

7. Вперше встановлено, що за різних умов менші зрушення ударного об'єму крові на вдиху можуть бути обумовлені більш значною компенсаторною реакцією прискорення частоти серцевих скорочень, котра при цьому є тривалішою, ніж зміни серцевого викиду в цій фазі дихання.

8. Вперше виявлено, що особи із низькою та високою частотою дихання у стані спокою мають вищу відносну амплітуду коливань тривалості інтервалу R_R та ударного об'єму крові в діапазоні 0,04-0,15 Гц, ніж нормопноїки. При цьому у брадіпноїків це обумовлюється переходом дихальної періодики в даний частотний діапазон та вищим рівнем активації парасимпатичної ланки вегетативної нервової системи, а в тахіпноїків цілим рядом факторів: відносно більшим рівнем кровонаповнення органів грудної клітки, збільшенням симпатичних впливів на серце та підвищенням спонтанної барорефлекторної чутливості. При дозованих навантаженнях, навпаки, відносно більша симпатична активація спостерігається у брадіпноїків.

9. За результатами факторного аналізу показано, що серед чинників, які зумовлюють широку міжіндивідуальну девіантність параметрів регуляторних ритмів, можуть бути особливості центральної гемодинаміки в окремих осіб. Найбільш важливими показниками є рівень серцевого індексу та ступінь кровонаповнення органів грудної клітки.

10. Типологічні особливості регуляторних ритмів гемодинаміки у чоловіків із різним фоновим рівнем серцевого індексу проявляються в основному при навантаженнях, які супроводжуються збільшенням енергетичних потреб організму. Так, у гіпокінетиків вище активація симпатичної ланки вегетативної нервової системи за характеристикою структури коливань частоти серцевих скорочень при дозованому фізичному навантаженні, ніж у еу- та гіперкінетиків поряд із меншим рівнем спонтанної барорефлекторної чутливості.

11. Вперше виявлено, що в осіб з відносно низьким рівнем КН в спокої та при регламентованому диханні, вищою в порівнянні із іншими групами є амплітуда компенсаторної реакції прискорення ЧСС на вдиху, а у чоловіків з високим рівнем КН - більшим при цьому є зниження ударного об'єму крові. За параметрами коливань ударного об'єму крові та тривалості інтервалу R-R у осіб із середнім рівнем кровонаповнення органів грудної клітки спостерігається більш значне напруження регуляторних механізмів, ніж у чоловіків крайніх груп.

12. Неспортсмени із високим рівнем фізичної працездатності мають вищий рівень спонтанної барорефлекторної чутливості при навантаженнях, ніж особи із середнім та низьким рівнями. Ця властивість організму у спортсменів, що регулярно займаються вправами на витривалість, у спокої та при регламентованому диханні проявляється у більшій мірі, ніж у неспортсменів високої працездатності.

13. Врахування відмічених у дисертаційному дослідженні індивідуально-типологічних відмінностей людини може підвищити діагностичну цінність методів аналізу і оцінки варіабельності ударного об'єму крові, та тривалості інтервалу R-R, а також визначити нові напрямки у профілактичній медицині та медичному страхуванні.

Проведене дослідження не вичерпує всіх аспектів розглянутої проблеми, а навпаки розкриває нові перспективи для її дослідження. Перспективи подальшого вивчення регуляторних ритмів кровообігу вбачаються, по-перше, в більш детальному розкритті механізмів їх виникнення та функціонування (особливо у діапазонах низьких та дуже низьких частот) і, по-друге, пошуку параметрів та методик застосування фізіологічних стимулів для впливу на хвильові процеси у гемодинаміці.

Список опублікованих робіт за темою дисертації

Статті:

1. Коваленко С.А. Программная система определения показателей кардиодинамики в различных фазах дыхательного цикла / С.А.Коваленко, А.Е.Кушниренко // Кибернетика и вычислительная техника. - К. - 1999. - Вып. 124. - С.92-98 (Здобувач - формулювання технічного завдання на написання програми, проведення досліджень, оформлення статті).

2. Коваленко С.О. Застосування програмної системи “BIOSCAN” для визначення варіативності показників кардіодинаміки / С.О.Коваленко, О.Є.Кушніренко // Український журнал медичної техніки і технології. - 2001. - №2. - С.45-50 (Здобувач - формулювання технічного завдання на написання програми, її тестування, оформлення статті).

3. Коваленко С.О. Аналіз реактивності серцевого ритму в чоловіків при розумовому навантаженні / С.О.Коваленко, Л.І.Кудій, О.В.Каленіченко // Експериментальна та клінічна фізіологія і біохімія. - 2004. - №.4. - С.74_80 (Здобувач - участь у проведенні досліджень, аналізі та обговоренні результатів).

4. Коваленко С.О. Варіабельність серцевого ритму у людей з різною частотою дихання / С.О.Коваленко, Л.І.Кудій, О.В.Каленіченко // Фізіологічний журнал. - 2004. - Т.50, №6. - С.43-47 ( Здобувач - участь у проведенні досліджень, аналізі та обговоренні результатів).

5. Каленіченко О.В. Центральна гемодинаміка та хвильова структура серцевого ритму у представників видів спорту аеробної спрямованості / О.В.Каленіченко, С.О.Коваленко, Л.І.Кудій // Вісник Луганського національного педагогічного університету. Біологічні науки. - 2005. - №6 (86). - С.74-80 (Здобувач - участь у проведенні досліджень, аналізі та обговоренні результатів).

6. Коваленко С.О. Аналіз варіабельності серцевого ритму за допомогою методу медіанної спектрограми // Фізіологічний журнал. - 2005. Т.51, №3. - С.92-95.

7. Коваленко С.О. Синусова аритмія в осіб з різною частотою дихання / С.О.Коваленко, Л.І.Кудій // Експериментальна та клінічна фізіологія і біохімія. - 2005. - №1. - С.36-41 (Здобувач - участь у проведенні досліджень, аналізі та обговоренні результатів).

8. Коваленко С.О. Центральна гемодинаміка у людей з різним рівнем функціональної рухливості нервових процесів при розумових і фізичних навантаженнях / С.О.Коваленко, М.В.Макаренко // Фізіологічний журнал - Т.51, №6. - 2005. - С.58-62 (Здобувач - участь у проведенні досліджень, аналізі та обговоренні результатів).

9. Indexes of central haemodynamics and heart rhythm variability at the persons with different level of physical efficiency / J.Wojnar, S.Kovalenko, M.Jakovlev, D.Nawarecki // Annales Universitatis Mariae-Sklodowska - Lublin-Polonia. - Section D. Medicina. - Vol.LX, Suppl. XVI, №6. - 2005. - P.291-294 (Здобувач - часть у проведенні досліджень, аналізі та обговоренні результатів).

10. Коваленко С.А. Особенности вариабельности сердечного ритма у лиц с различной частотой дыхания / С.А.Коваленко, Л.И.Кудий // Физиология человека - 2006. - Т.32, №6. - С.126_128 (Здобувач - участь у проведенні досліджень, аналізі та обговоренні результатів).

11. Коваленко С.О. Варіабельність серцевого ритму у осіб різних типів гемодинаміки // Експериментальна та клінічна фізіологія і біохімія. - 2006. - №3. - С.104-108.

12. Коваленко С.О. Індивідуальні особливості хвильової структури серцевого ритму при дозованому фізичному навантаженні // Спортивна медицина. - 2006. - №1. - С.3-9.

13. Норми та відтворюваність показників варіабельності серцевого ритму у здорових молодих чоловіків / С.О.Коваленко, Л.І.Кудій, О.В.Каленіченко, С.І.Токар // Експериментальна та клінічна фізіологія і біохімія. - 2006. - №2. - С.92-96 (Здобувач - участь у проведенні досліджень, аналізі та обговоренні результатів).

14. Безкопильний О.О. Хвильова структура серцевого ритму у хлопців-плавців 8-10 років після виконання Гарвардського степ-тесту / О.О.Безкопильний, С.О.Коваленко, С.М.Хоменко // Науковий вісник Волинського державного університету імені Лесі Українки. Біологічні науки. - 2007, №5. - С.82-87 (Здобувач - участь у аналізі та обговоренні результатів).

15. Коваленко С.О. Хвильова структура коливань ударного об'єму крові та RR-інтервалів у діапазоні низьких частот серцевого ритму / С.О.Коваленко, С.І.Токар // Фізіологічний журнал - 2007. - Т.53, №2. - С.36-40 (Здобувач - участь у проведенні досліджень, аналізі та обговоренні результатів).

16. Рибалко А.В. Вплив короткочасної зорової депрівації на стан та хвильові процеси у центральній гемодинаміці / А.В.Рибалко, С.О.Коваленко // Вісник Черкаського університету. Серія біологічні науки. - 2007. - Вип. 105. - С.108-114 (Здобувач - участь у проведенні досліджень, аналізі та обговоренні результатів).

17. Вплив зеленого світла різного рівня інтенсивності на центральну гемодинаміку та хвильові процеси серцевого ритму / А.В.Рибалко, Л.І.Кудій, Є.А.Побиванець, С.О.Коваленко // Вісник Черкаського університету. Серія: біологічні науки. - 2008. - Вип. 128. - С.109_114 (Здобувач - участь у проведенні досліджень, аналізі та обговоренні результатів).

18. Коваленко С.О. Cпектральний аналіз коливань ударного об'єму крові у чоловіків в спокої та при різних навантаженнях // Експериментальна та клінічна фізіологія і біохімія. - 2008, №2. - С.59-63.

19. Коваленко С.О. Крос-спектральний аналіз коливань ударного об'єму крові та тривалості інтервалу R-R у чоловіків в спокої та при різних навантаженнях // Фізіологічний журнал. - 2008. - Т.54, №1. - С.79-84.

20. Коваленко С.О. Мінливість та відтворюваність показників варіативності серцевого ритму при багатоденних індивідуальних вимірюваннях / С.О.Коваленко, Л.І.Кудій, О.В.Каленіченко // Вісник Луганського національного педагогічного університету. Біологічні науки. - 2008. - №20 (159). - С.21-26 (Здобувач - участь у проведенні досліджень, аналізі та обговоренні результатів).

21. Коваленко С.О. Хвильова структура серцевого ритму та чутливість барорефлексу при локальній холодовій пробі у чоловіків / С.О.Коваленко, Л.І.Кудій, С.І.Токар // Науковий вісник Волинського національного університету імені Лесі Українки. Біологічні науки. - 2008. - №3. - С.61-64 (Здобувач - участь у проведенні досліджень, аналізі та обговоренні результатів).

22. Особливості реакцій центральної гемодинаміки та регуляції серцевого ритму на ортопробу осіб з різним індексом маси тіла / В.С.Лизогуб, С.О.Коваленко, Ю.О.Дзюбан, Л.І.Кудій, О.В.Грищенко, Т.І.Борейко // Вісник морфології. - 2008. - Т.14, №1. - С.109_114 (Здобувач - участь у проведенні досліджень, обговоренні результатів).

23. Коваленко С.О. Особливості центральної гемодинаміки та її коливань у осіб із різним рівнем кровонаповнення органів грудної клітки / С.О.Коваленко, А.В.Рибалко // Фізіологічний журнал. - 2009. - Т.55, №5. - С.97-103 (Здобувач - участь у проведенні досліджень, аналізі та обговоренні результатів).

Патенти та авторські свідоцтва:

24. Коваленко С.О. Комп'ютерна програма для реєстрації та аналізу ритму серця і дихання („CASPICO”). / С.О.Коваленко, М.Е.Яковлєв / Авторське свідоцтво України №11262 - 54 с. - Укр. - Деп. в УААСП 4.10.2004. - Реф. у офіційному бюлетені „Авторське право і суміжні права” - 2005. - №6. - С.338 (Здобувач - основна ідея, технічне завдання, тестування).

25. Коваленко С.О. Регуляторні ритми гемодинаміки та їх індивідуальні особливості у людей (аналітичний огляд літератури). Авторське свідоцтво України №31221. - 50 с. - Укр. - Деп. в УААСП 3.12.2009. - Реф. у офіційному бюлетені „Авторське право і суміжні права”. - 2010, №20. - С.383.

26. Патент України №51480, МПК А61В5/08. Пристрій для вимірювання параметрів дихання / Засядьвовк В.О., Коваленко С.О.; заявник та власник патенту Коваленко С.О. - №2002042836; заявл. 9.04.2002; опубл.15.05.2006, Бюл. №5 (Здобувач - участь у формулюванні технічного завдання, тестування пристрою, оформлення патенту).

27. Патент України №67621, МПК А61В5/0205. Спосіб визначення величини дихальної синусової аритмії / Коваленко С.О., Цибенко В.О.; заявник та власник патенту Коваленко С.О. - №20031110432; заявл. 19.11.2003; опубл.15.03.2006, Бюл. №3 (Здобувач - участь у формулюванні основної ідеї, проведення досліджень та оформлення патенту).

28. Патент України №70135, МПК А61В5/0205. Спосіб визначення впливу дихання на спектрограму серцевого ритму / Коваленко С.О.; заявник та власник патенту Коваленко С.О. - №20031212635; заявл. 26.12.2003; опубл.10.09.2007, Бюл. №14.

29. Патент України №90975, МПК А61В5/02, А61В5/053. Спосіб визначення коливань тонусу периферійних судин / Коваленко С.О., Рибалко А.В., Токар С.І.; заявник та власник патенту Коваленко С.О. - №а 2009 03184; заявл. 3.04.2009; опубл.10.06.2010, Бюл. №11 (Здобувач - формулювання основної ідеї, проведення досліджень та оформлення патенту).

Навчальний посібник з грифом МОН України:

30. Коваленко С.О. Статистичний аналіз експериментальних даних за допомогою Excel / С.О.Коваленко, А.І.Стеценко, С.М.Хоменко. - Черкаси: Вид-во Черкаського ун-ту, 2002. - 114 с (Здобувач - самостійно написані розділи присвячені аналізу часових рядів тривалості інтервалу R-R).

Тези доповідей:

31. Коваленко С.О. Програмна система для дослідження варіативності показників кардіодинаміки / С.О.Коваленко, О.Є.Кушніренко // ”Механізми фізіологічних функцій в експерименті та клініці”. Тези доповідей конференції, присвяченої 100-річчю з дня народження професора Я.П.Склярова. - Львів. - 2001. - С.32.

32. Коваленко С.О. Показники кардіодинаміки в різних фазах дихального циклу у чоловіків віком від 17 до 23 років / С.О.Коваленко, Л.І.Кудій // Матеріали XVI з'їзду Українського фізіологічного товариства. Фізіологічний журнал. - 2002. - Т.48, №2. - С.87.

33. Коваленко С.О. Варіативність серцевого ритму при ортопробі у чоловіків 17-23 років / С.О.Коваленко, Л.І. Кудій // Матеріали ІІ Всеукраїнської наукової конференції ”Психофізіологічні та вісцеральні функції в нормі і патології”. - Київ. -2002. - С.57.

34. Кудій Л.І. Індивідуальні особливості варіабельності серцевого ритму у чоловіків 17-23 років / Л.І.Кудій, С.О.Коваленко, О.В.Каленіченко // Матеріали Всеукраїнської науково-практичної конференції „Проблеми вікової фізіології”. - 2005. - Луцьк. - С.147-149.

35. Коваленко С.О. Особливості варіабельності серцевого ритму у осіб з різними типами гемодинаміки // Матеріали ІІІ Всеукраїнської наукової конференції „Психофізіологічні та вісцеральні функції в нормі і патології. - Київ. - 2006. - С.54-55.

36. Коваленко С.О. Центральна гемодинаміка та варіабельність серцевого ритму в осіб з різним рівнем фізичної працездатності / С.О.Коваленко, О.В.Каленіченко // Матеріали XVII з'їзду Українського фізіологічного товариства. Фізіологічний журнал. - 2006. - Т.52, №2. - С.92-93.

37. Спектральный анализ колебаний ударного объема крови у людей в покое и при различных нагрузках / С.А.Коваленко [та ін.] // Материалы ІІ съезда физиологов СНГ. - Кишенёв, 2008.- С.124.

38. Коваленко С.А. Синхронизация колебаний ударного объема крови и частоты сердечных сокращений у спортсменов тренирующих выносливость / С.А.Коваленко, В.С.Лизогуб // Механизмы функционирования висцеральных систем: VII Всероссийская конференция с международным участием. - СПб: Институт физиологии им. И.П.Павлова РАН, 2009. - С.205-206.

39. Коваленко С.О. Крос-спектральний аналіз коливань ударного об'єму крові та тривалості інтервалу R-R у чоловіків в спокої та при різних навантаженнях // Матеріали ІІІ міжнародної науково-практичної конференції „Проблеми та перспективи методичних підходів до аналізу стану здоров'я”. - Луганськ, 2009. - С.38.

40. Коваленко С.О. Спосіб оцінки коливань тонусу периферійних судин / С.О.Коваленко, А.В.Рибалко, С.І.Токар // Матеріали міжнародної наукової конференції „Системна організація психофізіологічних та вегетативних функцій”. - Луцьк: Волин. нац. ун-т ім. Лесі Українки, 2009. - С.36-37.

41. Рибалко А.В. Вплив офтальмофотостимуляцїї на центральну гемодинаміку та хвильові процеси серцевого ритму / А.В.Рибалко, С.О.Коваленко // Матеріали з'їзду фізіологів України, Одеса, 20-23 травня 2010 р // Фізіологічний журнал - 2010. - Т.56, №1. - С.108_109.

42. Коваленко С.О., Токар С.І., Дворчук О.І. Хвильова структура коливань ударного об'єму крові і тривалості інтервалу R-R у діапазоні низьких частот серцевого ритму / С.О. Коваленко, С.І. Токар, О.І. Дворчук // Матеріали V Міжнародної наукової конференції «Психофізіологічні та вісцеральні функції в нормі і патології», Київ, 6-7 жовтня 2010 року. - К., 2010. - С.89.

Анотації

Коваленко С.О. Регуляторні ритми гемодинаміки та їх індивідуальні особливості у людей. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора біологічних наук за спеціальністю 03.00.13 - фізіологія людини і тварин. - Київський національний університет імені Тараса Шевченка, Київ, 2011.

Дисертація присвячена дослідженню, на основі розробки та застосування нових методичних підходів, властивостей регуляторних гемодинамічних коливань та їх індивідуальні особливостей у стані спокою і при різних навантаженнях у здорових людей.

Доведено, що максимум крос-спектральної потужності коливань ударного об'єму крові (УОК) та тривалості інтервалу R-R (т-R-R) у діапазоні 0,04-0,15 Гц є надійним та валідним показником, що характеризує параметри функціонування спонтанного барорефлексу. Встановлено розподіл потужності коливань УОК та т-R-R у діапазоні низьких частот серцевого ритму запропонованим методом медіанної спектрограми. В спокої, лежачи, на декількох незалежних вибірках у цьому діапазоні уперше виявлені два піки спектральної потужності хвиль т-R-R, що можуть мати різні механізми походження. Показані суттєві відмінності у хвильовій структурі серцевого ритму та спонтанній чутливості барорефлексу у стані спокою та при дозованих навантаженнях в осіб з різними вихідними рівнями частоти дихання, серцевого викиду та кровонаповнення органів грудної клітки. Встановлено більш високий рівень синхронізації коливань УОК та т-R_R у атлетів видів спорту на витривалість у порівнянні з неспортсменами високого рівня працездатності.

Проведені дослідження дозволили доповнити та розвинути загальнобіологічні теоретичні положення, сформульовані П.К. Анохіним у принципах захисних пристосувань організму, у відношенні регуляторних коливань гемодинаміки та довести, що ці прояви життєдіяльності організму є важливою складовою функціональних систем регуляції кровообігу.

Ключові слова: центральна гемодинаміка, варіабельність серцевого ритму, дихальна синусова аритмія, чутливість барорефлексу.

Коваленко С.А. Регуляторные ритмы гемодинамики и их индивидуальные особенности у людей. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени доктора биологических наук по специальности 03.00.13 - физиология человека и животных. - Киевский национальный университет имени Тараса Шевченко, Киев, 2011.

Диссертация посвящена исследованию, на основе разработки и применения новых методических подходов, свойств регуляторных гемодинамических колебаний и их индивидуальные особенностей в состоянии покоя и при разных нагрузках у здоровых людей.

Разработаны новые методы оценки регуляторных колебаний гемодинамики: медианной, построенной по многим реализациям спектрограммы; оценки изменений гемодинамических показателей на протяжении дыхательного цикла; оценки волновых изменений тонуса периферических сосудов. При повторных измерениях с интервалом более 6 месяцев и длительных (от 16 до 53 дней) индивидуальных измерениях получен высокий уровень воспроизводимости исследуемых показателей волновой структуры сердечного ритма.

Доказано, что максимум крос-спектральної мощности колебаний ударного объема крови (УОК) и длительности интервала R-R (т-R-R) в диапазоне 0,04-0,15 Гц является надежным та валидным показателем, который характеризует параметры функционирования спонтанного барорефлекса. Установлено распределение мощности колебаний УОК и т-R-R в диапазоне низких частот сердечного ритма предложенным методом медианной спектрограммы. В покое, лежа, на нескольких независимых выборках в этом диапазоне впервые выявлены два пика спектральной мощности волн т-R-R, которые могут иметь разные механизмы происхождения. Показаны существенные отличия в волновой структуре сердечного ритма и спонтанной чувствительности барорефлекса в состоянии покоя и при дозированных нагрузках у лиц с разными исходными уровнями частоты дыхания, сердечного выброса и кровенаполнения органов грудной клетки. Показан более высокий уровень синхронизации колебаний УОК и т-R-R у атлетов видов спорта на выносливость в сравнении с неспортсменами высокого уровня работоспособности.

Проведенные исследования позволили дополнить и развить общебиологические теоретические положения, сформулированные П.К.Анохиным в принципах защитных приспособлений организма, в отношении регуляторных колебаний гемодинамики и показать, что эти проявления жизнедеятельности организма являются важной составляющей функциональных систем регуляции кровообращения.

Ключевые слова: центральная гемодинамика, вариабельность сердечного ритма, дыхательная синусовая аритмия, чувствительность барорефлекса.

Kovalenko S.O. Regulatory Rhythms of Haemodynamics and Their Individual Peculiarities at People. - Manuscript.

Thesis for Acquiring Scientific Degree of Biology Doctor on Speciality 03.00.13 - Animal and Human Physiology. - Kyiv Taras Shevchenko National University, Kyiv, 2011.

The thesis is devoted to the properties of regulatory haemodynamics oscillations and their individual peculiarities at rest and with various loading at healthy people on the base of development and application of new method approaches.

The maximum of cross-spectral oscillation power of stroke blood volume (SV) and R-R interval duration (t-R-R) ranging 0.04-0.15 Hz was found to be reliable and valid index characterizing functioning parameters of spontaneous baroreflex. The distribution of oscillation power SV and t-R-R ranging in the low frequencies of heart rhythm was determined by the offered method of median spectrogram. Two tops of t-R-R wave spectral power being able to have different origin mechanisms were found for the first time at rest, lying, with some independent selections at this range. The essential differences in the wave structure of heart rhythm and spontaneous sensitivity of baroreflex were determined at rest and with dose loading at the persons with different primary levels of respiration frequency, heart stroke and blood filling of chest organs. Higher level of oscillation synchronization SV and т-R-R was found at the athletes of endurance sports if compared with non-sportsmen of high work ability level.

Carried investigations allowed to add and develop general biological theoretical notions, formulated by P.K.Anokhin in the principles of protective organism adaptation, as to the regulatory haemodynamics oscillations, and to prove this organism vitality development to be an important constituent of functioning systems of blood circulation regulation.

Key words: central haemodynamics, heart rhythm variability, respiration sinus arrhythmia, baroreflex sensitivity.

Размещено на Allbest.ru