Исследование динамики нефронов на основе вейвлет-анализа и метода эмпирических мод

• Автор: Анисимов, Алексей Александрович
• Шифр специальности: 03.01.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 134 с. : ил.

Оглавление
Введение
1 Динамика почечного кровотока на микро- и макроскопическом
уровнях
1.1 Предварительные замечания
1.2 Эксперименты
1.3 Методы анализа на основе непрерывного вейвлет- 28 преобразования
1.4 Результаты
1.5 Заключение по 1 главе
2 Синхронизация больших групп нефронов на поверхности почки
2.1 Предварительные замечания
2.2 Регистрация сигналов нефронных ансамблей
2.3 Анализ экспериментальных данных
2.4 Результаты
2.5 Заключение по 2 главе
3 Дополнительные возможности исследования микро- и 82 макроскопической динамики почки
3.1 Предварительные замечания
3.2 Применение дискретного вейвлет-преобразования
3.3 Применение метода эмпирических мод
3.4 Заключение по 3 главе
Заключение
Список литературы
Введение

Изучение кооперативной динамики структурных элементов почки (нефронов, рисунок 0.1) представляет значительный интерес для понимания механизмов трансформации, нормальных физиологических процессов в функционировании почки в патологические. К настоящему времени экспериментально установлено [1-9] и объяснено в рамках математического моделирования [10-14], что развитие почечной гипертонии сопровождается существенными изменениями функционирования отдельных нефронов, а также динамики малых групп структурных элементов почки. Соответствующие изменения, зафиксированные в экспериментах на крысах, включают хаотиза-цию колебательных процессов (давления в проксимальном канальце, скорости'микроциркуляции крови в артериолах и. т.д.) [4—7] и* изменения*взаимодействия между механизмами регуляции на уровне отдельного нефрона [15— 29] и соседних- структурных элементов> [30-36], приводящие, в частности, к значительным отличиям' синхронизации колебаний' нефронов крыс с нормальным артериальным, давлением (нормотензивных) и повышенным артериальным давлением (гипертензивных крыс) [37, 38].
Анализ'экспериментальных данных давления Р, в проксимальных канальцах нефронов гипертензивных крыс позволяет выявить возможные “следы” Фейгенбаумовского сценария хаотизации' колебаний - фрагменты записей проксимального давления содержат участки колебаний удвоенного периода (чередование локальных максимумов, при котором размах осцилляций Р,(ty приближенно повторяется через два характерных периода) - рисунок
0.2. Вышесказанное означает, что для изучения проблемы генеза почечной гипертонии необходимо привлекать методы современной нелинейной динамики, позволяющие лучше понять те изменения в функционирования структурных элементов почки, которые приводят к развитию данной формы патологии.

Капсула /
Боумена/

Гломерулус
Проксимальный каналец Дистальный каналец
> поток кровии
Выносящая
артериола
Петля Генле
Рис. 0.1: Схематичное представление индивидуального нефрона

анализируемые данные частота, Гц
ритм КГ ОС миогенный ритм
нормотензивные крысы
микро 0.030±0.004 0.158±0.
макро 0.031±0.009 0.151 ±0.
Іпате 0.033±0.002 0.150±0.
гипертеизивные крысы
микро 0.027±0.004 0.164±0.
макро 0.034±0.004 0.143±0.
Іпате 0.034±0.003 0.141±0.
Таблица 1.1: Средние значения частот ритмических компонент вместе со стандартными ошибками среднего, полученные с помощью вейвлет-анализа. В данном случае “микро” обозначает динамику на микроскопическом уровне отдельной выносящей артериолы индивидуального нефрона, “макро” обозначает результаты измерений кровотока в почечной артерии, ‘Тпате” соответствует результатам анализа динамики почечного кровотока на фоне препарата С-паше.