РАЗДЕЛ 2
РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ФОРМИРОВАНИЯ
ЭЛЕКТРОГАСТРОГРАФИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ
2.1. Электрофизиология гладкомышечных тканей и тканей органов ЖКТ
Физиологи для исследования моторной функции гладкомышечной клетки уже в 50-х
годах применяли методы измерения её электрической активности [1, 4, 5]. Для
этого использовали как внутри–, так и внеклеточные способы отведения сигнала.
Проведенные работы выявили следующее: в состоянии покоя гладкомышечные клетки
имеют градиент концентрации ионов, проникающих через клеточную мембрану. У всех
исследованных физиологами клеток человека, животных и растений поверхностная
мембрана в покое электрически поляризована. Величина разности потенциалов у
нервных клеток и волокон, составляет около 70мВ. Эту величину называют
мембранным потенциалом покоя (МПП). Во всех точках аксоплазмы данный потенциал
практически одинаковый. Если микроэлектрод выводят из клетки возвратным
движением или прокалывая клетку насквозь, то разность потенциалов между
электродами скачкообразно исчезает.
Периодические изменения мембранного потенциала получили название медленных волн
(МВ) или базисного электрического ритма (БЭР) [3, 6-8].
В экспериментах in vivo и in vitro [14] было отмечено, что эти изменения
происходят автономно, они не связаны с влиянием нервной системы, гуморальных
регуляторов, не угнетаются при действии фармакологических препаратов.
Периодические изменения мембранного потенциала гладкомышечной клетки можно
рассматривать как следствие колебаний внутриклеточных процессов метаболизма и
проницаемости мембраны гладкомышечных клеток.
МВ можно регистрировать с внутри– и внеклеточных вживленных электродов, на
полосках гладких мышц, изолированных органах. При возникновении сокращения
гладкомышечной ткани на плато МВ регистрировались группы быстрых электрических
осцилляций, которые получили название потенциалов действия (ПД). Потенциалы
действия представляют собой относительно быстрое изменение мембранного
потенциала, которое тесно связано с уровнем потенциала покоя и амплитудой
медленной электрической волны, и отражают локальное сокращение мышечного
волокна [2]. Единичные ПД обуславливают тоническое сокращение, группы ПД
вызывают ритмические сокращения. Сила сокращения мышечного волокна
пропорциональна числу ПД в группе.
Была выявлена высокая корреляция между уровнем сократительной активности и
количеством ПД, амплитудой, частотой следования.
Более мощные сокращения сопровождались образованием групп ПД с высокой
амплитудой и, соответственно, наоборот, чем слабее было сокращение, тем меньше
было потенциалов действия и ниже их амплитуда. Медленные волны создают в мышцах
потенциал, близкий к порогу активации, что дает возможность возникновению ПД с
последующим сокращением мышечного волокна. При недостаточной деполяризации
клеточной мембраны ПД затухают, при высокой деполяризации могут инициироваться
распространяющейся медленной волной.
Некоторые авторы [1, 2, 48, 51] считают, что сокращение мышечного волокна
возможно и при отсутствии пиковых потенциалов. При этом регистрируются
минимальные по амплитуде сокращения участков кишечника, соответствующие
основному электрическому ритму.
Механизм генерирования медленных электрических волн отличается устойчивостью.
Они мало изменяются под влиянием ацетилхолина, неостигмина, атропина,
адреналина, прокаина, гистамина.
Но все эти вещества определенно влияют на возникновение пиковых потенциалов и
сокращение гладких мышц. Метод непрямой электрогастроэнтерографии позволяет
регистрировать лишь изменения медленных волн. Однако, как было сказано выше, МВ
не вызывают мышечные сокращения в ЖКТ, вследствие чего не полностью отражают
моторно-эвакуаторную деятельность ЖКТ. Тем не менее, проведенные исследования
показали, что между показателями изменений МВ и ПД имеется высокая корреляция.
Эта связь тем теснее и достоверней, чем интенсивнее пиковая электрическая и
моторная активность данного органа. При активных сокращениях и появлении на
миограммах высокоамплитудных пачек ПД, отмечается и повышение амплитуды МВ.
Все вышесказанное непосредственно относится и к желудочно-кишечному тракту,
стенка которого состоит из гладкомышечной ткани. Многочисленные
экспериментальные работы по исследованию электрической активности гладкой
мускулатуры пищеварительного тракта параллельно со стандартными методиками
оценки моторно-эвакуаторной функции (рентгенографией, баллонографией,
иономанометрией) [11-14] доказали тесную связь и идентичность электрической и
моторной активности гладких мышц ЖКТ.
Одним из первых был метод, предложенный М.А. Собакиным – называемый
электрогастроэнтерография [14].
После проведенной рентгенографии желудка на передней брюшной стенке
обрисовывался контур желудка и двенадцатиперстной кишки, затем на него
накладывались два электрода: один активный и второй опорный и с использованием
оригинального прибора осуществлялась запись электрических потенциалов с
передней брюшной стенки.
Метод позволил оценить амплитуду и ритмичность электрических колебаний
различных отделов желудка и двенадцатиперстной кишки (в зависимости от
локализации активного электрода). М.А. Собакину удалось выявить изменения
электрической активности, характерные для обострения язвенной болезни желудка и
двенадцатиперстной кишки, рака желудка, стеноза выходного отдела желудка.
Параллельно с дальнейшими попытками развития этого метода ряд исследователей
(В.Г. Ребров, Ю.М. Гальперин, О.Л. Нотова и др.) пытались с помощью различных
частотных фильтров оценивать электрическую актив
- Київ+380960830922