Piezopulsometric analysis of autonomic regulation of the cardiovascular system in an elderly person under stress

Описаны результаты применения нового метода артериальной пьезопульсометрии для неинвазивной оценки функционального состояния и физиологических механизмов автономной регуляции сердечно-сосудистой системы (ССС) у пожилого человека при острой боли, связанной с неожиданной физической травмой. Такое воздействие в первый же день вызвало негативную стресс-реакцию в мышечных эффекторах (МЭ) ССС, провоцируя аномальное усиление и ускорение сократимости миокарда ЛЖ сердца. Анализ графиков волн пульсового АД крови (ПАДК) показал, что максимальная скорость прироста ПАДК - VmaxPP, отражающая сократительную способность миокарда, выросла с 625±74 перед травмой до 2 117±173 мм рт. ст./с после травмы, исказив контур нормального графика. Причиной этого роста могло быть быстрое суммарное воздействие трансмиттеров нейроэндокринной симпатико-адреналовой системы на адренорецепторы кардиомиоцитов. Результаты спектрального анализа вариабельности параметров волн ПАДК подтвердили такую возможность. Было показано, что при стрессе норадреналин из активированных симпатических эфферентов добавляется к характерному для пожилых людей уже повышенному содержанию гуморальных катехоламинов в межклеточной среде миокарда вблизи адренорецепторов кардиомиоцитов. При этом существенно возрастает активность парасимпатических эфферентов, выделяющих ацетилхолин, ингибирующий контрактильную реакцию миокарда и тем самым выполняющий сдерживающую кардиопротекторную функцию. При исследовании механизмов автономной регуляции МЭ ССС в условиях стрессорного воздействия использовали персонализированный подход. The article describes the results of using the method of arterial piezopulsometry for non-invasive assessment of the functional state and physiological mechanisms of autonomous regulation of the cardiovascular system (CVS) in an elderly person with acute pain associated with unexpected physical trauma. On the first day, such an effect caused a negative stress reaction in the muscle effectors (ME) of the CVS, provoking an abnormal increase and acceleration of the contractility of the left ventricular myocardium. Analysis of the arterial blood pressure (PP) pulse wave graphs showed that the maximum rate of PP growth - VmaxPP, which reflects myocardial contractility, increased from 625±74 before injury to 2 117±173 mm Hg/s after injury, distorting the contour of the normal PP waveform. The reason for this growth could be the rapid cumulative effect of transmitters of the neuroendocrine sympathoadrenal system on adrenergic receptors (AR) of cardiomyocytes (CM). The results of the spectral analysis of the variability of the parameters of the PP waves confirmed this possibility. It was shown that under stress, norepinephrine from activated sympathetic efferents is added to the already increased content of humoral catecholamines in the extracellular environment of the myocardium near the AR of the CM, which is characteristic of the elderly. At the same time, the activity of parasympathetic efferents, releasing acetylcholine, which inhibits the contractile reaction of the myocardium and, thereby, performs a restraining cardioprotective function, significantly increases. A personalized approach was used for piezopulsometric study of the mechanisms of autonomous regulation of ME CVS under specific conditions of stress.

Age-related readjustments of caucasian men’s functional reserves in the North

Цель работы - определение доли лиц, характеризующихся отклонениями физиологических параметров от нормативных диапазонов, и формирование паттернов функциональных резервов у подростков, юношей, мужчин среднего возраста и лиц пожилого возраста. Впервые проведена оценка динамики функциональных резервов на основе отклонений от нормативных референсов некоторых показателей физического развития, сердечно-сосудистой системы, биохимического и микроэлементного профиля, а также характеристик основного обмена и дыхания в онтогенетическом аспекте на основе построения паттернов степени напряжения анализируемых систем у лиц мужского пола, постоянно проживающих на Севере. Дан прогноз возрастного изменения изученных морфофизиологических параметров у лиц пожилого возраста. Результаты исследования показали, что паттерны отклонения анализируемых параметров свидетельствуют о нарастании напряжения функций систем в возрастном аспекте. Это проявляется в кумуляции отклонений в виде возрастных изменений показателей физического развития (увеличение ИМТ), сердечно-сосудистой системы (увеличение доли лиц с высоким нормальным АД и артериальной гипертензией по САД и ДАД), нарастания степени нарушений углеводного обмена (увеличение индекса инсулинорезистентности и гипергликемии натощак), возрастания степени дислипидемии относительно липидного обмена, трансформации нарушений микроэлементного профиля (усилении степени дефицита и возрастного избытка химических элементов). Это наблюдали на фоне снижения основного обмена веществ и показателей функции внешнего дыхания у современных жителей-северян старшего возраста. This study determined proportion of males whose physiological parameters were out of standard ranges and made patterns of their functional reserves to see dynamics in the row of teenagers, young adults, middle-aged adults, older adults. For the first time, dynamics of functional reserves was evaluated based on deviations from standard values existing for physical development, cardiovascular system, biochemical and trace element pictures, as well as characteristics of basic metabolism and breathing in ontogenetic aspect. The evaluation was performed by creating patterns of tension in subjective body systems under the North extremes to make predictive age-related changes older adults morphophysiological indicators. The results the patterns exhibited increasingly dysregulated functioning in the age aspect. That could be seen in age-related stress observed in physical development variables (accelerated body mass index), cardiovascular system (higher proportion of people with high normal blood pressure and arterial hypertension in systolic and diastolic blood pressure), carbohydrate metabolism disorders (higher index of insulin resistance and fasting hyperglycemia), more pronounced dyslipidemia, microelement disorders such as more severe age-related deficiency or excess. Those deviations existed together with worsening in basic metabolism and external respiration function in modern northerners of working age.

Functional Reaction of the Cardiovascular System to Irritation of Vestibular Receptors in Students Engaged in Different Types of Martial Arts

Regular dosed physical activity in all cases has a tonic and healing effect on a person. Feasible muscle activity helps to improve the function of the heart, lungs, blood vessels and the nervous system. In martial arts, the reactivity of the vestibular apparatus is of great importance, providing the flow of information about the current position of the body in space, the success of movement in it and maintaining the stability of the posture due to the effective redistribution of muscle tone. Purpose of the work: to find out the dependence of the reaction of the cardiovascular system to the arising vestibular irritation in different types of martial arts. Martial arts classes help to increase the degree of vestibular stability. The statokinetic stability is very pronounced and increases in the course of hand-to-hand combat, which has a lot of moments with different severity of angular accelerations. The peculiarities of motor activity in any kind of martial arts inevitably affect the peculiarities of the reaction to the test with a change in the position of the head.

Impact of Respiratory Fluctuation on Hemodynamics in Human Cardiovascular System: A 0-1D Multiscale Model

To explore hemodynamic interaction between the human respiratory system (RS) and cardiovascular system (CVS), here we propose an integrated computational model to predict the CVS hemodynamics with consideration of the respiratory fluctuation (RF). A submodule of the intrathoracic pressure (ITP) adjustment is developed and incorporated in a 0-1D multiscale hemodynamic model of the CVS specified for infant, adolescent, and adult individuals. The model is verified to enable reasonable estimation of the blood pressure waveforms accounting for the RF-induced pressure fluctuations in comparison with clinical data. The results show that the negative ITP caused by respiration increases the blood flow rates in superior and inferior vena cavae; the deep breathing improves the venous return in adolescents but has less influence on infants. It is found that a marked reduction in ITP under pathological conditions can excessively increase the flow rates in cavae independent of the individual ages, which may cause the hemodynamic instability and hence increase the risk of heart failure. Our results indicate that the present 0-1D multiscale CVS model incorporated with the RF effect is capable of providing a useful and effective tool to explore the physiological and pathological mechanisms in association with cardiopulmonary interactions and their clinical applications.

Omega 3 Fatty Acids and Health: The Little We Know after All These Years

Elagizi et al. [1] provide an update on the effects of long-chain omega 3 fatty acids on the cardiovascular system [...]