Биоинформационный анализ параметров организма больных язвенной болезнью двенадцатиперстной кишки на урбанизированном Севере. тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.01.09, кандидат медицинских наук Бурмасова, Аурика Владимировна

• Бурмасова, Аурика Владимировна
• кандидат медицинских наук
• 2012

Оглавление диссертации кандидат медицинских наук Бурмасова, Аурика Владимировна

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ ТЕЧЕНИЯ ЯЗВЕННОЙ БОЛЕЗНИ В УСЛОВИЯХ СЕВЕРНОЙ УРБАНИЗИРОВАННОЙ БИОЭКОСИСТЕМЫ (Обзор литературы).

1.1. Экстремальные экологические факторы Севера в системе человек-окружающая среда».

1.1.1. Климатические факторы.

1.1.2. Техногенное загрязнение окружающей среды.

1.1.3. Гелиогеомагнитные флуктуации.

1.2. Язвенная болезнь с позиции системного подхода.

Роль нейромоторного кластера.

1.3. Дискинетическая концепция хронизации заболеваний органов пищеварения и возможности управления течением язвенной болезни.

Глава 2. ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

Глава 3. РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННОГО ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ.

3.1. Анализ сезонной динамики язвенной болезни двенадцатиперстной кишки в экологических условиях г. Сургута.

3.2. Идентификация параметров порядка вектора состояния нейромоторного кластера, влияющих на квазиаттракторы состояния организма больных язвенной болезнью двенадцатиперстной кишки.

3.3. Оптимизация системы комплексного восстановительного лечения больных язвенной болезнью двенадцатиперстной кишки.

3.4. Влияние консолидации ремиссии язвенной болезни двенадцатиперстной кишки на параметры квазиаттракторов движения вектора состояния организма в многомерном фазовом пространстве.

3.4. Хаотическая динамика параметров квазиаттракторов больных язвенной болезнью двенадцатиперстной кишки, находящихся в условиях физиотерапевтического и медикаментозного воздействия.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Биоинформационный анализ параметров организма больных язвенной болезнью двенадцатиперстной кишки на урбанизированном Севере.»

Актуальность проблемы

Использование богатейших природных ресурсов Севера занимает в экономике России ведущее место, в частности, в обеспечении топливно-энергетического комплекса страны. Однако оно сопряжено с климато-географической экстремальностью, вызывая многочисленные патологии среди пришлого населения в силу того, что часть резервов органов и систем организма задействована в процессах адаптации и направлена на формирование приспособительных реакций гомеостаза [38, 150-154]. Проблема сохранения здоровья на Севере, особенно в местах организации таких крупных промышленных комплексов с высоким уровнем загрязнения окружающей среды, как Ханты-Мансийский автономный округ - Югра (ХМАО - Югра), крайне актуальна [50, 51, 53, 56, 63, 64, 66, 69-72, 117, 118, 145,146].

Экстремальность территории Севера и приравненных к ним территорий зависит прежде всего от суровых погодно-климатических условий. В этом отношении регионы Севера являются типичным примером природной экстремальной зоны. Суровость климата здесь определяется необычайно длительной и жесткой зимой с очень низкой температурой, коротким холодным летом, резкими перепадами атмосферного давления, температуры и влажности воздуха, сильными и частыми ветрами, магнитными возмущениями [1,2, 3, 62, 150, 152]. Север предъявляет к организму человека значительные требования, вынуждая его использовать дополнительные социальные и биологические средства защиты от неблагоприятного воздействия вышеперечисленных факторов. Адаптация в этих условиях достигается путем напряжения и сложной перестройки гомеостатических систем организма.

Северные регионы, богатые природными ресурсами, являются жизненно необходимой зоной России. С распадом Советского Союза доля северных территорий РФ возросла с 49 до 64%. Этот факт уже сам по себе определяет положение России в современном мире как северной страны, следовательно, должна быть пересмотрена вся ранее наработанная система приоритетов. Начатое в последние десятилетия широкомасштабное индустриальное освоение этих регионов привело к резкому изменению социально-гигиенических условий труда и жизни. Заболеваемость по обращаемости в северных регионах РФ на 11,8% выше, чем в целом по России [59].

ХМАО-Югра располагает колоссальными ресурсами углеводородного сырья, добыча которого составляет основу его экономики и значительную часть экономики страны. Это обстоятельство обуславливает высокий уровень техногенной нагрузки на окружающую природную среду Югры именно со стороны нефтегазодобывающего комплекса. Концентрации загрязняющих веществ в атмосферном воздухе региона превышают предельно допустимую норму по формальдегиду, фенолу и диоксиду азота [60, 61].

Таким образом, программы освоения северных территорий страны, сопровождающиеся переселением в высокие широты больших контингентов пришлого населения, поставили серьезную проблему сохранения здоровья людей в неадекватных климатогеографических условиях северных урбанизированных территорий. Большая часть климатических, геофизических и космических факторов северных регионов остаются негативными для здоровья человека, появившегося на планете в регионах с более благоприятными условиями окружающей среды [150-154]. По данным О.И. Шумилова с соавторами [171], большинство исследований биологических эффектов геомагнитных возмущений проводилось в области низких и средних широт, где влияние гелиогеофизических факторов в силу их физических особенностей не столь значительно, как в области высоких широт, где гелиогеомагнитные возмущения максимально выражены, что позволяет говорить о них как о существенном экстремальном факторе внешней среды.

Основные научные исследования в области медико-экологических проблем населения Севера посвящены заболеваниям сердечно-сосудистой и бронхолегочной систем [2, 57, 78, 93, 108, 142, 166, 243, 244], в то время как щ экологическим проблемам заболеваний органов пищеварения посвящены лишь единичные работы [65, 10, 134], в которых, тем не менее, отмечается высокая распространенность заболеваний органов пищеварения среди пришлого населения северных урбанизированных территорий: они встречаются здесь значительно чаще, чем среди населения средних широт.

Наблюдения последних лет позволили сделать заключение, что формирование патологии органов пищеварения населения высоких северных широт происходит в значительной степени под влиянием экологически обусловленного северного стресса. Особенности патологии органов пищеварения на Севере заключаются прежде всего в их возникновении у жителей этих территорий в более молодом возрасте в сравнении со средними широтами европейской части России, в большей склонности их к хронизации, снижении эффективности общепринятых лечебных мероприя-тий. Среди диспансерных больных болезни органов пищеварения во многих северных регионах занимают 23 места [150-154].

Согласно отчетным данным, частота обращаемости жителей ХМАО -Югры в связи с заболеваниями органов пищеварения также стоит на втором месте после органов дыхания, причем у каждого четвертого пациента причиной обращения является язвенная болезнь двенадцатиперстной кишки (ЯБДПК), что делает проблему изучения особенностей течения язвенной болезни в экстремальных экологических условиях Севера и поиска путей дальнейшего усовершенствования ее лечения и профилактики несомненно актуальной.

В последние годы появилось немало работ, посвященных состоянию психосоматического и нейровегетативного статуса у больных с заболеваниями органов пищеварения [32, 67, 76, 109, 156]. Язвенная болезнь стала рассматриваться не как сумма местных нарушений, развившихся в результате ацидопептической агрессии и действия Helicobacter pylori, а как системное заболевание, в развитии которого при-нимают участие наследственные, психосоматические, нейровегетативные факторы. Все больше внимания обращается на необходимость изучения взаимосвязи между психоэмоциональными факторами и природой соматических расстройств. Изучение психосоматических отношений требует учета состояния нейровегетативных механизмов, являющихся промежуточными звеньями, осуществляющими связь высших нервных центров с внутренними органами. С этой точки зрения внимание ученых привлекает дуоденогастральный рефлюкс, роль которого в ульцеро-генезе окончательно не определена, а также другие нарушения моторно-эвакуаторной функции желудочно-кишечного тракта (ЖКТ) [79, 158, 161].

Важным свойством саморегулирующихся биологических динамических систем (БДС), в том числе и функциональных систем организма человека является сохранение динамически устойчивого гомеостаза для обеспечения устойчивости организма к факторам внешней среды и направленного на поддержание всех жизненных функций организма как в норме так и при патологии [5, 6].

Процесс патогенеза сопровождается изменениями функциональных систем организма в виде череды смещений траектории поведения БДС в фазовом пространстве состояний, которые не учитываются при детерминистическом подходе, до стабилизации в пределах определенных квазиаттракторов [110, 149]. В то время как разработанный в Научно - исследовательском институте Биофизики и нейрокибернетики Сурутского государственного университета компартментно-кластерный подход, базирующийся на компар-тментно-кластерный теории БДС, позволяет проанализировать вектор смещения состояния организма человека в многомерном фазовом пространстве с позиции детерминизма и теории хаоса и синергетики [44-49, 52, 118, 146, 147, 196-198].

Таким образом, для углубленного изучения особенностей патогенеза, клиники, лечения и профилактики гастроэнтерологических заболеваний актуальным становится применение новых методов биоинформационного анализа в рамках теории хаоса и синергетики [ 44-49, 148].

Цель исследования: выявить методами биоинформационного анализа особенности состояния организма больных язвенной болезнью двенадцатиперстной кишки, проживающих в особых экологических условиях высоких широт, и разработать новую программу терапевтических реабилитационных мероприятий.

В соответствии с поставленной целью были определены следующие задачи исследования:

1. Определить значимость метода идентификации параметров квазиаттракторов поведения вектора состояния организма человека в многомерном фазовом пространстве при исследовании механизмов ульцерогенеза, а также оптимизации лечения и профилактики больных язвенной болезнью двенадцатиперстной кишки.

2. Установить особенности сезонной динамики язвенной болезни двенадцатиперстной кишки в экологических условиях Югры (на примере г. Сургута).

3. Изучить особенности патогенеза язвенной болезни двенадцатиперстной кишки методом идентификации параметров вектора состояния нейромоторного кластера организма больных в многомерном фазовом пространстве.

4. Идентифицировать особенности поведения вектора состояния организма больных в фазовом пространстве состояний для разработки оптимальной программы комплексного восстановительного лечения больных язвенной болезнью двенадцатиперстной кишки.

5. Изучить характер влияния консолидации ремиссии у больных язвенной болезнью двенадцатиперстной кишки на квазиаттракторы параметров движения вектора состояния организма человека в фазовом пространстве состояний и на этом основании установить эффективность использования данного метода.

Работа выполнена в рамках федеральной программы «Исследование поведения функциональных систем организма человека на Севере методами многомерных фазовых пространств состояний» (Гос. per. № 01200965147). || I I I I , I || j li I 1 i I II I —^

Научная новизна работы

В условиях клинических наблюдений и проведения мероприятий восстановительной медицины у больных ЯБДПК впервые научно обоснованы методы расчета параметров квазиаттракторов поведения вектора состояния организма человека (ВСОЧ) в многомерном фазовом пространстве и внедрена компьютерная программа для представления таких многомерных процессов.

Применение метода многофакторного биоинформационного анализа позволило показать, что сезонная динамика рецидивов ЯБДПК в экологических условиях северной городской биоэкосистемы в определенной степени связана с усилением среднемесячной геомагнитной активности в переходные периоды года, реализуемой через биопатогенное воздействие на нервную систему больных.

Метод идентификации параметров квазиаттракторов нейромоторного кластера организма больных в фазовом пространстве состояний позволил установить более значимую роль нарушений моторики желудочно-кишечного тракта в механизме ульцерогенеза.

Практическая значимость

Применение новых современных методов биоинформационного анализа существенно расширяет понимание механизмов сезонной динамики рецидивов язвенной болезни двенадцатиперстной кишки и способствует дальнейшему усовершенствованию диспансеризации и реабилитации данных континген-тов больных.

Установлены существенные различия в параметрах квазиаттракторов среди больных ЯБДПК и здоровых лиц, а также у больных в результате комплексного восстановительного лечения.

Идентифицированы параметры порядка для групп здоровых лиц и больных ЯБДПК, а также параметры оценки эффективности лечения.

Применение метода идентификации параметров ВСОЧ позволило усовершенствовать программу восстановительного лечения больных ЯБДПК включением лечебных средств, способствующих нормализации моторики желудочно-кишечного тракта (ЖКТ).

Положительная динамика квазиаттракторов движения ВСОЧ в сторону стабилизации нейромоторного кластера доказывает эффективность профилактического приема тенотена как действенного средства консолидации ремиссии у данного контингента больных.

Внедрение результатов исследования. Результаты исследования внедрены в практику НУЗ «Отделенческая клиническая больница на станции Сургут ОАО «РЖД» и БУ ХМАО - Югры «Сургутская окружная клиническая больница», а также используются в учебном процессе на лечебном факультете медицинского института при ГБОУ ВПО «Сургутский государственный университет ХМАО -Югры» и на курсах повышения квалификации медицинских работников.

Апробация работы. Основные результаты исследования доложены на 6-й Вос-точно-Сибирской гастроэнтерологической конференции с международным участием (Красноярск, 2006); 7-й Восточно-Сибирской гастроэнтерологической конференции с международным участием (Красноярск, 2007); Всероссийской научно-практической конференции «Мониторинг природных экосистем» (Пенза, 2007); межрегиональной научно-практической конференции «Современные проблемы гастроэнтерологии» (Ир-кутск, 2008); 5-й Всероссийской научно-практической конференции «Окружающая среда и здоровье» (Пенза, 2008); 9-й Восточно-Сибирской гастроэнтерологической конференции «Клинико-эпидемиологические и этно-экологические проблемы забо-леваний органов пищеварения» (Иркутск, 2009); 9-й Всероссийской научно-практической конференции «Актуальные вопросы клиники, диагностики и лечения в мно-гопрофильном лечебном учреждении» (Санкт-Петербург, 2009); 1-й Всероссийской конференции молодых ученных«Наука и инновации 21-го века» (Сургут, 2012).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 19 печатных работ, в том числе 5 статей в рецензируемых ВАК РФ и 14 статей в других журналах и научных сборниках.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 130 страницах машинописного текста и состоит из введения, теоретической главы 1 «Системный анализ течения язвенной болезни в условиях северной урбанизированной биоэкосистемы», главы 2 «Объект и методы исследования», главы 3 «Результаты собственных исследований и их обсуждение», заключения, выводов, практических рекомендаций. Текст диссертации иллюстрирован 18 таблицами и 17 рисунками. Список литературы содержит 266 источников, из них 172 отечественных и 94 иностранных.

Заключение диссертации по теме «Математическая биология, биоинформатика», Бурмасова, Аурика Владимировна

ВЫВОДЫ

1. Метод идентификации параметров квазиаттракторов поведения вектора состояния организма человека в многомерном фазовом пространстве состояний позволяет оценить особенности патогенеза, клиники, лечения и профилактики язвенной болезни двенадцатиперстной кишки.

2. Проведенный анализ показал, что сезонная динамика рецидивов язвенной болезни двенадцатиперстной кишки в экологических условиях Югры связана с усилением среднемесячной геомагнитной активности в переходные (осенне-весенние) периоды года.

3. Использование нового метода биоинформационного анализа многомерных фазовых пространств выявило, что существенным механизмом уль-церогенеза являются нарушения параметров состояния нейромоторного кластера организма больных, проявляющиеся различными расстройствами моторики желудочно-кишечного тракта.

4. Идентификация особенностей поведения вектора состояния организма больных в фазовом пространстве состояний позволила разработать оптимальную программу реабилитации больных язвенной болезнью двенадцатиперстной кишки, направленную на нормализацию дискинетических расстройств желудочно-кишечного тракта, что значительно повысило непосредственный лечебный эффект и способствовало более длительной ремиссии заболевания.

5. Профилактический прием тенотена, направленный на модификацию ней-ромоторного кластера, оказывает стабилизирующее влияние на параметры квазиаттракторов движения вектора состояния организма больных в фазовом пространстве состояний, способствуя более выраженной консолидации ремиссии язвенной болезни двенадцатиперстной кишки. л

А' л 1 л

ИИ

Ш№ I' (4 4 и;« ш N 11

Ь): и i Ч к I, V \ £ I

Щк 1

Я* штш

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Применение метода идентификации параметров квазиаттракторов поведения ВСОЧ в многомерном фазовом пространстве позволяет из всего спектра диагностических критериев выделить те, использование которых наиболее целесообразно для идентификации различий сравниваемых групп или оценки эффективности лечения.

2. В процессе купирования рецидивов язвенной болезни двенадцатиперстной кишки необходимо применять представленную программу комплексного немедикаментозного восстановительного лечения, направленную на нормализацию моторики желудочно-кишечного тракта.

3. Противорецидивное лечение язвенной болезни двенадцатиперстной кишки в экологических условиях Ханты-Мансийского автономного округа -Югры необходимо проводить в январе и августе, т.е. накануне ожидаемого рецидива, связанного с усилением гелиогеомагнитных возмущений в переходные (осенне-весенние) периоды года.

4. С целью консолидации ремиссии необходимо назначение больным язвенной болезнью двенадцатиперстной кишки в фазе ремиссии ежегодных превентивных месячных курсов приема тенотена по 1 таблетке 2 раза в день.

Список литературы диссертационного исследования кандидат медицинских наук Бурмасова, Аурика Владимировна, 2012 год

1. Авцын А.П., Жаворонков А.А., Марачев А.Г., Милованов А.П. Патология человека на Севере. М.: Медицина, 1985. - 416 с.

2. Агаджанян Н.А., Макарова И.И. Влияние геомагнитной активности на кардиореспираторную систему здоровых лиц // Авиакосм, и экол. медицина. 2001. - Т. 35. - № 5. - С. 46-49.

3. Агаджанян Н.А., Торшин В.И. Экология человека. М.: КРУК, 1994.-256 с.

4. Айдаралиев А.А., Максимов А.П. Медико-экологические феномены Крайнего Севера // Вестн. Дальневост. отд-ния Рос. АН. 1992. - №3-4. - С. 47-53.

5. Анохин П. К. Теория функциональной системы. Успехи физиол. Наук, 1970, Т. 1, № 1. - С. 19-54.

6. Анохин П. К. Узловые вопросы теории функциональной системы. -М.: Наука, 1980. 197 с.

7. Аруин Л.И. Helicobacter pylori: каким образом один возбудитель вызывает разные болезни // Эксперим. и клин, гастроэнтерол. 2004. - №1. - С. 186-187.

8. Аруин Л.И., Капуллер Л.Л., Исаков В.А. Морфологическая диагностика болезней желудка и кишечника. -М.: Триада-Х, 1998. 496 с.

9. Бабунц И.В., Мириджанян Э.М., Машаех Ю.А. Азбука анализа вариабельности сердечного ритма. Ставрополь, 2002. - 112 с.

10. Белишева Н.К., Попов А.Н, Петухова Н.В. и др. Качественная и количественная оценка воздействия вариаций геомагнитного поля на функцио1. П А