microcirculationРегионарное кровообращение и микроциркуляцияRegional blood circulation and microcirculation1682-66552712-9756Academician I.P. Pavlov First St. Petersburg State Medical University10.24884/1682-6655-2024-23-4-39-45microcirculation-1374Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ (КЛИНИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ)ORIGINAL ARTICLES (CLINICAL INVESTIGATIONS)Особенности нелинейных динамических процессов микроциркуляции крови у пациентов с облитерирующим атеросклерозом нижних конечностей и сахарным диабетом 2-го типаFeatures of nonlinear dynamic processes of blood microcirculation in patients with obliterating atherosclerosis of lower limbs and diabetes mellitus 2 typeshttps://orcid.org/0000-0001-8675-9103СтрельцоваН. Н.StreltsovaN. N.

Стрельцова Нина Николаевна – научный сотрудник отделения артериальной гипертонии и коронарной недостаточности научного отдела клинической кардиологии 

625026, г. Тюмень, ул. Мельникайте, д. 111

Streltsova Nina N. – Scientific Researcher, Department of Arterial Hypertension and Coronary Insufficiency, Scientific Division of Clinical Cardiology

111, Melnikaite str., Tyumen, 625026

sss@infarkta.nethttps://orcid.org/0000-0002-4931-5383ВасильевА. П.VasilievA. P.

Васильев Александр Петрович – д-р мед. наук, главный научный сотрудник отделения артериальной гипертонии и коронарной недостаточности научного отдела клинической кардиологии 

625026, г. Тюмень, ул. Мельникайте, д. 111

Vasiliev Alexander P. – MD, Head Scientist, Department of Arterial Hypertension and Coronary Insufficiency, Scientific Division of Clinical Cardiology

111, Melnikaite str., Tyumen, 625026

vaschram@rambler.ruТюменский кардиологический научный центр, Томский национальный исследовательский медицинский центр Российской академии наукРоссияTyumen Cardiology Research Center, Tomsk National Research Medical Center of the Russian Academy of SciencesRussian Federation2024030120252343945Copyright © Стрельцова Н.Н., Васильев А.П., 20242024Стрельцова Н.Н., Васильев А.П.Streltsova N.N., Vasiliev A.P.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.microcirc.ru/jour/article/view/1374Цель

Цель. Изучить характер сдвигов параметров нелинейной динамики микроциркуляции крови (МЦК) у пациентов с облитерирующим атеросклерозом артерий нижних конечностей (ОААНК) и сопутствующим сахарным диабетом (СД).

Материалы и методы

Материалы и методы. Исследовано 60 пациентов с ОААНК мужского пола, медианный возраст 63,0 [59,0; 68,0] года, которые были разделены на 2 равнозначные по возрасту и основным клинико-анамнестическим данным группы: 1-я – пациенты без СД (n=45) и 2-я – с сопутствующим СД (n=15). Оценку нелинейных динамических процессов МЦК кожи стопы пораженной конечности осуществляли методом лазерной допплеровской флоуметрии. Исследование включало определение фрактальной размерности (Do, R/S), энтропии (Ho, Hi) и анализ фазового портрета (D2, D2H).

Результаты

Результаты. Анализ нелинейно-динамических процессов МЦК показал статистически значимое снижение у больных ОААНК с сопутствующим СД по сравнению с группой пациентов без СД медианных значений параметров фрактальной размерности (Do, R/S) на 30 % и показателей энтропии (Hi) на 33 %. Это свидетельствует об уменьшении количества факторов, участвующих в координации деятельности микрососудистой системы, росте ее функциональной ригидности, ограничении ситуационной лабильности и уменьшении хаотичности поведения.

Заключение

Заключение. Изучение параметров нелинейной динамики позволяет получить дополнительные данные, имеющие важное клиническое значение для оценки патофизиологических особенностей заболевания. Полученные результаты указывают на сокращение резерва адаптивных возможностей регуляции МЦК при сочетании ОААНК с СД и ассоциируются с ухудшением прогноза заболевания.

Aim

Aim. To study the nature of shifts in the nonlinear dynamics parameters of blood microcirculation (BMC) in patients with obliterating atherosclerosis of the arteries of the lower limbs (OAALL) and concomitant diabetes mellitus (DM).

Materials and Methods

Materials and Methods. Sixty male patients with OAALL, median age 63.0 [59.0; 68.0] years, who were divided into 2 groups equal in age and basic clinical and anamnestic data, were studied: 1 – patients without DM (n=45) and 2 – with concomitant DM (n=15). Nonlinear dynamic processes of BMC of the foot skin of the affected limb were assessed by laser Doppler flowmetry. The study included determination of fractal dimension (Do, R/S), entropy (Ho, Hi) and phase portrait analysis (D2, D2H).

Results

Results. The analysis of nonlinear-dynamic processes of BMC has shown a statistically significant decrease of median values of fractal dimension parameters (Do, R/S) by 30 % and entropy indices (Hi) by 33 % in OAALL patients with concomitant DM in comparison with the group of patients without DM. This indicates a decrease in the number of factors involved in the coordination of microvascular system activity, growth of its functional rigidity, limitation of situational lability and reduction of chaotic behavior.

Conclusion

Conclusion. The study of nonlinear dynamics parameters provides additional data of important clinical significance for the assessment of pathophysiology of the disease. The results obtained indicate a reduction in the reserve of adaptive regulation of BMC in the combination of OAALL with DM and are associated with a worse prognosis of the disease.

облитерирующий атеросклероз артерий нижних конечностейсахарный диабетмикроциркуляциялазерная допплеровская флоуметриянелинейная динамикаobliterating atherosclerosis of the arteries of the lower limbsdiabetes mellitusmicrocirculationlaser Doppler flowmetrynonlinear dynamicsReferencesКрупаткин А.И., Сидоров В.В. Функциональная диагностика состояния микроциркуляторно-тканевых систем: Колебания, информация, нелинейность : руководство для врачей. – М.: Либроком, 2013. – 496 С.Krupatkin AI, Sidorov VV. Functional diagnostics of mikrotsirkuljatorno-tissue systems: Fluctuations, information, nonlinearity : guide for doctors. Moscow, Librokom, 2013:496. (In Russ.).Кроновер Р. Фракталы и хаос в динамических системах: перевод с англ. – М.: Техносфера, 2006. – 120 С.Kronover R. Fractals and chaos in dynamic systems: translation from English. Mosсow, Technosphere, 2006:120. (In Russ.).Goldberg EL, Rigney DR, West BD. Chaos and fractals in human physiology. In the world of science. 1990;(4):25-32.Goldberg EL, Rigney DR, West BD. Chaos and fractals in human physiology. In the world of science. 1990;(4):25-32.Безручко Б.П., Короновский А.А., Трубецков Д.И., Храмов А.Е. Путь в синергетику: Экскурс в десяти лекциях. – М.: Ленанд, 2015. – 304 С.Bezruchko BP, Koronovskij AA, Trubeckov DI, Hramov AE. Way to synergetics: Insight in 10 lectures. Moscow, Lenand, 2015:304. (In Russ.).Танканаг А.В., Тихонова И.В., Чемерис Н.К. Нелинейный анализ изменений динамики периферического кровотока кожи человека в процессе старения // Вестн. новых мед. технол. – 2006. – Т. 3, № 13. – С. 96–98.Tankanag AV, Tikhonova IV, Chemeris NK. Nonlinear analysis of changing in dynamics of cutaneous blood flow during the aging proccess in human. J New Med Technol. 2006;13(3):96-98. (In Russ.).Liao TE, Lo LW, Lin YJ, Chang SL, Hu YF, Chung FP, Chao TF, Liao JN, Yang HW, Lo MT, Chen SA. Nonlinear Heart Rate Dynamics Before and After Paroxysmal Atrial Fibrillation Events. Acta Cardiol Sin. 2022;38(5):594-600. Doi: 10.6515/ACS.202209_38(5).20220328A.Liao TE, Lo LW, Lin YJ, Chang SL, Hu YF, Chung FP, Chao TF, Liao JN, Yang HW, Lo MT, Chen SA. Nonlinear Heart Rate Dynamics Before and After Paroxysmal Atrial Fibrillation Events. Acta Cardiol Sin. 2022;38(5):594-600. Doi: 10.6515/ACS.202209_38(5).20220328A.Стрельцова Н.Н., Васильев А.П. Особенности нелинейных динамических процессов и их взаимосвязь с показателями микроциркуляции у больных облитерирующим атеросклерозом артерий нижних конечностей по данным лазерной допплеровской флоуметрии // Лазерная мед. – 2022. – Т. 2, № 26. – С. 15–20. Doi: 10.37895/2071-8004-2022-26-2-15-20.Streltsova NN, Vasiliev AP. Non-linear dynamic processes and their correlation with indicators of microcirculation in patients with obliterating atherosclerosis of the lower extremities arteries according to laser doppler flowmetry. Laser Med. 2022;26(2):15-20. (In Russ.). Doi: 10.37895Куликова А.Н. Облитерирующий атеросклероз артерий нижних конечностей на фоне сахарного диабета II типа (этиопатогенез, клиника, диагностика, хирургическое и медикаментозное лечение, профилактика): автореф. дис. ... д.м.н. – Саратов, 2009. – 38 С.Kulikova AN. Obliterating atherosclerosis of lower limb arteries associated with type II diabetes mellitus (etiopathogenesis, clinical picture, diagnostics, surgical and drug treatment, prevention): abstract of abstract of thesis. ... MD. Saratov, 2009:38. (In Russ.).Национальные рекомендации по диагностике и лечению заболеваний артерий нижних конечностей. – М., 2019. – 89 С.National recommendations for the diagnosis and treatment of lower limb arteries diseases. Moscow, 2019:89. (In Russ.).Стрельцова Н.Н., Васильев А.П., Тодосийчук В.В. Микрогемодинамика кожи у больных облитерирующим атеросклерозом артерий нижних конечностей с сахарным диабетом II типа // Регионарное кровообращение и микроциркуляция. – 2019. – Т. 2, № 18. – С. 28–34. Doi: 10.24884/1682-6655-2019-18-2-28-34.Streltsova NN, Vasilev AP, Todosiichuk VV. Skin microhemodynamics in patients with obliterating atherosclerosis of lower extremities arteries and diabetes mellitus type 2. Regional hemodynamics and microcirculation. 2019;18(2):28-34. (In Russ.). Doi: 10.24884/1682-6655-2019-18-2-28-34.Васильев А.П. Стрельцова Н.Н., Саламова Л.А. Функциональное состояние микрогемоциркуляции кожи у больных облитерирующим атеросклерозом артерий нижних конечностей по данным лазерной допплеровской флоуметрии // Регионарное кровообращение и микроциркуляция – 2017. – Т. 4, № 16. – С. 35–41. Doi: 10.24884/1682-6655-2017-16-4-35-41.Vasiliev AP, Streltsova NN, Salamova LA. Functionality of skin microhemocirculation in patients with obliterating atherosclerosis of lower extremity arteries as per laser doppler flowmetry. Regional hemodynamics and microcirculation. 2017;16(4):35- 41. (In Russ.). Doi: 10.24884/1682-6655-2017-16-4-35-41.Зуева М.В. Нелинейные фракталы: приложения в физиологии и офтальмологии. Обзор // Офтальмология. – 2014. – Т. 1, № 11. – С. 4–11. Doi: 10.18008/1816-5095-2014-1-4-11.Zueva MV. Nonlinear fractals: applications in physiology and ophthalmology. Ophthalmol Russ. 2014;11(1):4-11. (In Russ.). Doi: 10.18008/1816-5095-2014-1-4-11.Xiong LI, Garfinkel A. Are physiological oscillations physiological? J Physiol. 2023. Doi: 10.1113/JP285015.Xiong LI, Garfinkel A. Are physiological oscillations physiological? J Physiol. 2023. Doi: 10.1113/JP285015.Судаков К.В. Функциональные системы. – М.: РАМН, 2011. – 319 С.Sudakov KV. Functional systems. Moscow, RAMS, 2011:319. (In Russ.).Эйдукайтис А., Варонецкас Г., Жемайтите Д. Изменение хаотичности сердечного ритма у здоровых испытуемых в ходе функциональных проб и различных стадий сна // Материалы V Всероссийского симпозиума с международным участием и III школы-семинара «Медленные колебательные процессы в организме человека: теоретические и прикладные аспекты нелинейной динамики в физиологии и медицине». – Новокузнецк, 2007. – С. 68–74.Eidukaitis A, Varonetskas G, Zemaityte D. Changes in the randomness of heart rhythm in healthy subjects during functional tests and different stages of sleep. Materials of the V AllRussian Symposium with international participation and the III school-seminar «Slow oscillatory processes in the human body: theoretical and applied aspects of nonlinear dynamics in physiology and medicine». Novokuznetsk, 2007:68-74. (In Russ.).Кроновер Р.М. Фракталы и хаос в динамических системах. – М.: Техносфера, 2006. – 120 С.Kronover RM. Fractals and chaos in dynamic systems. Moscow: Technosphere, 2006:120. (In Russ.).Современные возможности анализа поведения микроциркуляции крови как нелинейной динамической системы / Крупаткин А.И., Сидоров В.В., Кучерик А.О., Троицкий Д.П. // Регионарное кровообращение и микроциркуляция. – 2010. – Т. 9, № 1. – С. 61–67. Doi: 10.24884/1682-6655-2010-9-1-61-67.Krupatkin AI, Sidorov VV, Kucherik AO, Troitsky DP. Modern possibilities to analyse the behavior of microhemocirculation as nonlinear dynamic system. Regional blood circulation and microcirculation. 2010;9(1):61-67. (In Russ.). Doi: 10.24884/1682-6655-2010-9-1-61-67.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.