<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article
PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.4 20190208//EN"
       "JATS-journalpublishing1.dtd">
<article xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" article-type="research-article" dtd-version="1.4" xml:lang="en">
 <front>
  <journal-meta>
   <journal-id journal-id-type="publisher-id">Journal of New Medical Technologies</journal-id>
   <journal-title-group>
    <journal-title xml:lang="en">Journal of New Medical Technologies</journal-title>
    <trans-title-group xml:lang="ru">
     <trans-title>Вестник новых медицинских технологий</trans-title>
    </trans-title-group>
   </journal-title-group>
   <issn publication-format="print">1609-2163</issn>
  </journal-meta>
  <article-meta>
   <article-id pub-id-type="publisher-id">1847</article-id>
   <article-id pub-id-type="doi">10.12737/3301</article-id>
   <article-categories>
    <subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="ru">
     <subject>Биология сложных систем. Математическая биология и биоинформатика в медико-биологических системах</subject>
    </subj-group>
    <subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="en">
     <subject>Biology of Compound Systems. Mathematic Biology and Bioinformation in Medicobiological Systems</subject>
    </subj-group>
    <subj-group>
     <subject>Биология сложных систем. Математическая биология и биоинформатика в медико-биологических системах</subject>
    </subj-group>
   </article-categories>
   <title-group>
    <article-title xml:lang="en">Stability of Physiological Functions and Methods of Its Estimation</article-title>
    <trans-title-group xml:lang="ru">
     <trans-title>Устойчивость физиологических функций и методы ее оценки</trans-title>
    </trans-title-group>
   </title-group>
   <contrib-group content-type="authors">
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Мезенцева</surname>
       <given-names>Лариса Валентиновна</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Mezentseva</surname>
       <given-names>Larisa Валентиновна</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <email>l.v.mezentseva@mail.ru</email>
    </contrib>
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Перцов</surname>
       <given-names>С. С.</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Pertsov</surname>
       <given-names>S. С.</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
    </contrib>
   </contrib-group>
   <pub-date publication-format="print" date-type="pub" iso-8601-date="2014-03-21T00:00:00+04:00">
    <day>21</day>
    <month>03</month>
    <year>2014</year>
   </pub-date>
   <pub-date publication-format="electronic" date-type="pub" iso-8601-date="2014-03-21T00:00:00+04:00">
    <day>21</day>
    <month>03</month>
    <year>2014</year>
   </pub-date>
   <volume>21</volume>
   <issue>1</issue>
   <fpage>12</fpage>
   <lpage>17</lpage>
   <self-uri xlink:href="https://zh-szf.ru/en/nauka/article/1847/view">https://zh-szf.ru/en/nauka/article/1847/view</self-uri>
   <abstract xml:lang="ru">
    <p>Проблема устойчивости физиологических функций – важный раздел теоретической физиологии. Основные идеи П.К.Анохина - теория функциональных систем и системный подход к исследованию физиологических функций положили начало развитию теоретической физиологии и математического моделирования в биомедицине. В статье излагаются методологические аспекты использования различных видов биомоделей для оценки устойчивости физиологических функций. Рассмотрены экспериментальные, генетические, математические и компьютерные биомодели. Практические методики оценки устойчивости проиллюстрированы на примере устойчивости сердечно-сосудистых функций к стрессорным нагрузкам. Приведены примеры различных экспериментальных моделей стресса и методов оценки влияния стрессорных нагрузок на электрическую стабильность сердца. Электрическая стабильность сердца оценивалась по порогам возникновения фибрилляции желудочков. Помимо экспериментальных, приведены примеры математических и компьютерных методов оценки устойчивости сердечно-сосудистых функций к стрессорным нагрузкам. Математическая модель, позволяющая исследовать устойчивость сердечного ритма, основывается на известных принципах экспериментальной электрофизиологии сердца, описывающих распространение электрического возбуждения в его различных структурах. Модель позволяет описать явления, наблюдаемые при постепенном возрастании величины стрессорной нагрузки. Показано существование критической точки перехода кардиодинамики из линейного режима в хаотический. Показано, что наибольшей устойчивостью отличается линейный режим. Для этого режима малые погрешности в значениях начальных условий не способны резко изменить исходную динамику RR интервалов. </p>
   </abstract>
   <trans-abstract xml:lang="en">
    <p>Problem of physiological functions stability is the important part of the theoretical physiology. P.K.Anohin&amp;#180;s basic ideas - the theory of functional systems and systemic approach to study of physiological functions have begun the development of theoretical physiology and mathematical modeling in biomedicine. In this paper methodological aspects of using of various biomodels for an estimation of stability of physiological functions are considered. Experimental, genetic, mathematical and computer biomodels are described. Practical techniques of an estimation of stability are illustrated on an example of stability of cardiovascular functions to stressor loads. Examples of different experimental models of stress and methods of estimation of stressor loads influence on cardiac electrical stability are described. Cardiac electrical stability was estimated by thresholds for ventricular fibrillation. Besides experimental, examples of mathematical and computer methods of an estimation of stability of cardiovascular functions to stressor loads are presented. Mathematical model that enables to investigate the stability of heart rate dynamics to stressor loads is based on quantitative characteristics of impulse conduction in heart conducting system. The model describes the phenomena observed at gradual increase of stressor intensity. It was shown the existence of a critical point of transition of heart rate dynamics from linear to chaotic mode. The results show that the greatest stability is notable for the linear regime. For this regime small errors in values of initial conditions can’t sharply change the initial dynamics of RR intervals. </p>
   </trans-abstract>
   <kwd-group xml:lang="ru">
    <kwd>устойчивость</kwd>
    <kwd>биомоделирование</kwd>
    <kwd>теоретическая физиология</kwd>
    <kwd>математическая модель</kwd>
   </kwd-group>
   <kwd-group xml:lang="en">
    <kwd>stability</kwd>
    <kwd>biomodeling</kwd>
    <kwd>theoretical physiology</kwd>
    <kwd>mathematical model.</kwd>
   </kwd-group>
  </article-meta>
 </front>
 <body>
  <p>Понятие «устойчивость». Устойчивость, стабильность - универсальные понятия, используемые в различных сферах человеческой жизни, начиная от бытовых (устойчиво научился ходить ребенок, устойчиво работает та или иная бытовая техника). В медицине понятие «устойчивость» употребляется для обозначения степени тяжести состояния больного: «стабильное», «стабильно тяжелое» и т.д. В психологии – для обозначения людей с «устойчивой» и «неустойчивой» психикой. В физике под «устойчивостью движения» понимается способность движущейся механической системы не отклоняться от траектории при незначительных случайных воздействиях. Устойчивостью движения должны обладать автомобиль, самолет, снаряд, ракета и др. Анализ различных определений понятия «устойчивость» и классификацию систем по типам устойчивости можно найти в монографии В.В. Артюхова [1]. В монографии рассматриваются виды устойчивости, связанные с такими понятиями, как инерционность, симметрия, адаптивность, гомеостаз. Автор приводит 38 различных определений понятия «устойчивость» и дает еще одно, собственное определение: устойчивость – это свойство системы С совпадать по признакам { П } до и после изменений { И } вызванных действием комплекса факторов { Ф }.Строгие математические определения понятия «устойчивость» берут начало от изучения устойчивости движения механических систем. Движение любой механической системы зависит от действующих сил и начальных условий, исходя из которых, можно теоретически рассчитать, как будет двигаться система. Движение, соответствующее этому расчёту, называется невозмущённым. Но на практике истинные значения начальных условий обычно изменяются из-за влияния внешних случайных возмущений. Движение, которое система будет совершать при наличии этих возмущений, называется возмущённым движением. Если при малых начальных возмущениях характеристики движения всё последующее время мало отличаются от невозмущённых, движение называется устойчивым. Если же характеристики движения со временем будут всё более и более отличаться от невозмущённых, то движение системы называется неустойчивым. Эти определения соответствуют определению устойчивости движения по А.М. Ляпунову, который заложил основы точной математической теории устойчивости механических систем. На практике эта теория может быть применима не только к механическому движению, но и к любым другим сложным системам, поведение которых может быть описано с помощью дифференциальных уравнений. Наиболее широко используется классические методы оценки устойчивости в технических системах, и, в частности, при проектировании систем автоматического управления. Для нормального функционирования таких систем необходимо, чтобы система была устойчивой, так как в противном случае в ней возникнут большие ошибки. В отличие от механических, в биомедицинских системах мы сталкиваемся с невозможностью применения к ним математических методов оценки устойчивости, так как в большинстве случаев нам не известны дифференциальные уравнения, описывающие их состояние. Для того, чтобы сформулировать дифференциальные уравнения биологической системы, нужно создать математическую модель, которая смогла бы описать всю совокупность известных экспериментальных данных и предсказать новые закономерности. Разработка таких математических моделей – предмет</p>
 </body>
 <back>
  <ref-list>
   <ref id="B1">
    <label>1.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Артюхов В.В. Общая теория систем. Самоорганизация. Устойчивость. Разнообразие. Кризисы. М.: Либроком, 2010. 224 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Artyukhov VV. Obshchaya teoriya sistem. Samoorganizatsiya. Ustoychivost&amp;#180;. Raznoobrazie. Krizisy. Moscow: Librokom; 2010. Russian.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B2">
    <label>2.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Белкина Л.М., Попкова Е.В., Лакомкин В.Л., Кириллина Е.Н., Жукова А.Г., Сазонтова Т.Г., Усачева М.А., Капелько В.И. Вариабельность параметров гемодинамики и устойчивость к стрессорным повреждениям у крыс разных линий // Росс. физиол. журнал им. И.М. Сеченова. 2006. Т. 92. №2. С. 221-31.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Belkina LM, Popkova EV, Lakomkin VL, Kirillina EN, Zhukova AG, Sazontova TG, Usacheva MA, Kapel&amp;#180;ko VI. Variabel&amp;#180;nost&amp;#180; parametrov gemodinamiki i ustoychivost&amp;#180; k stressornym povrezhdeniyam u krys raz-nykh liniy // Ross. fiziol. zhurnal im. I.M. Sechenova. 2006;92(2):221-31. Russian.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B3">
    <label>3.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Братусь А.С., Новожилов А.С., Платонов А.П. Динамические системы и модели биологии. М.: Физматлит, 2010. 400 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Bratus&amp;#180; AS, Novozhilov AS, Platonov AP. Dina-micheskie sistemy i modeli biologii. Moscow: Fizmatlit; 2010. Russian.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B4">
    <label>4.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Гиг Дж. В. Прикладная общая теория систем. М.: Мир, 1981. 733 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Gig DzhV. Prikladnaya obshchaya teoriya sistem. Moscow: Mir; 1981. Russian.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B5">
    <label>5.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Каркищенко Н.Н. Основы биомоделирования. М.: Межакадемическое издательство ВПК, 2005. 608 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Karkishchenko NN. Osnovy biomodelirovaniya. Moscow: Mezhakademicheskoe izdatel&amp;#180;stvo VPK; 2005. Russian.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B6">
    <label>6.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Исаева Н.М., Савин Е.И., Субботина Т.И., Яшин А.А. Зависимость информационной энтропии от факторов, определяющих течение патологического процесса при хроническом вирусном поражении печени  // Междун. журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2013. Ч.3. С.464-6.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Isaeva NM, Savin EI, Subbotina TI, Yashin AA. Zavisimost&amp;#180; informatsionnoy entropii ot faktorov, opredelyayushchikh techenie patologicheskogo protsessa pri khronicheskom virusnom porazhenii pecheni. Mezhdun. zhur-nal prikladnykh i fundamental&amp;#180;nykh issledovaniy. 2013;3:464-6. Russian.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B7">
    <label>7.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Исаева Н.М., Савин Е.И., Субботина Т.И., Яшин А.А. биоинформационный анализ тяжести морфологических изменений при хроническом поражении печени // Междун. журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2013. Ч.2. С. 249-50.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Isaeva NM, Savin EI, Subbotina TI, Yashin AA. bioinformatsionnyy analiz tyazhesti morfologicheskikh izmeneniy pri khronicheskom porazhenii pecheni. Mezhdun. zhurnal prikladnykh i fundamental&amp;#180;nykh issledovaniy. 2013;2:249-50. Russian.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B8">
    <label>8.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Исаева Н.М., Субботина Т.И., Хадарцев А.А., Яшин А.А. Код Фибоначчи и «золотое сечение» в патофизиологии и экспериментальной магнитобиологии. Выпуск 4. Москва-Тула-Тверь: OOO «Издательство «Триада», 2007. 136 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Isaeva NM, Subbotina TI, Khadartsev AA, Yashin AA. Kod Fibonachchi i «zolotoe sechenie» v patofi-ziologii i eksperimental&amp;#180;noy magnitobiologii. Vypusk 4. Moscow-Tula-Tver&amp;#180;: OOO «Izdatel&amp;#180;stvo «Triada»; 2007. Russian.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B9">
    <label>9.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Коплик Е.В., Горбунова А.В., Салиева Р.М. Тест «открытое поле» как прогностический критерий устойчивости к эмоциональному стрессу у крыс линии Вистар // Ж. ВНД. 1995. №4. С. 775-81.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Koplik EV, Gorbunova AV, Salieva RM. Test «otkrytoe pole» kak prognosticheskiy kriteriy ustoychivo-sti k emotsional&amp;#180;nomu stressu u krys linii Vistar. Zh. VND. 1995;4:775-81. Russian.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B10">
    <label>10.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Макарычев В.А., Каштанов С.И., Старинский Ю.Г., Ульянинский Л.С. Изменения порогов возникновения желудочковых аритмий при раздражении отрицательных эмоциогенных центров гипоталамуса // Кардиология. 1979. N7. С. 98-101.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Makarychev VA, Kashtanov SI, Starinskiy YuG, Ul&amp;#180;yaninskiy LS. Izmeneniya porogov vozniknoveniya zheludochkovykh aritmiy pri razdrazhenii otritsatel&amp;#180;nykh emotsiogennykh tsentrov gipotalamusa. Kardiologiya. 1979;7:98-101. Russian.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B11">
    <label>11.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Мезенцева Л.В. Анализ устойчивости сердечного ритма к стрессорным нагрузкам методом математического моделирования // Росс.Физиол.Ж.. им. И.М.Сеченова. 2010. T.96. №2. C. 106-14.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Mezentseva LV. Analiz ustoychivosti serdechnogo ritma k stressornym nagruzkam metodom matematiche-skogo modelirovaniya. Ross. Fiziol. Zh. im. I.M. Sechenova. 2010;96(2):106-14. Russian.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B12">
    <label>12.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Мезенцева Л.В., Перцов С.С. Математическое моделирование в биомедицине // Вестник новых медицинских технологий. 2013. №1. С. 11-4.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Mezentseva LV, Pertsov SS. Matematicheskoe modelirovanie v biomeditsine [Mathematical modeling in biomedicine]. Vestnik novykh meditsinskikh tekhnologiy. 2013;20(1):11-4. Russian.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B13">
    <label>13.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Еськов В.М., Хадарцев А.А., Гудков В.М., Гудкова С.А., Сологуб Л.А. Философско-биофизическая интерпретация жизни в рамках третьей парадигмы // Вестник новых медицинских технологий. 2012. Т.19. №1. С. 38-41.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Es&amp;#180;kov VM, Khadartsev АА, Gudkov VM, Gudkova SA, Sologub LA. Filosofsko-biofizicheskaya interpretatsiya zhizni v ramkakh tret&amp;#180;ey paradigmy [Philosophical and biophysical interpretation of life within the framework of third paradigm]. Vestnik novykh meditsinskikh tekhnologiy. 2012;19(1):38-41. Russian.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B14">
    <label>14.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Еськов В.М., Филатова О.Е., Фудин Н.А., Хадарцев А.А. Новые методы изучения интервалов устойчивости биологических динамических систем в рамках компартментно-кластерного подхода // Вестник новых медицинских технологий. 2004. Т. 11. №3. С. 5-6</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Es&amp;#180;kov VM, Filatova OE, Fudin NA, Khadar-tsev AA. Novye metody izucheniya intervalov ustoychivosti biologicheskikh dinamicheskikh sistem v ramkakh kompartmentno-klasternogo podkhoda [New methods of investigation of biological dynamic systems’ stability according to compartmental-cluster approach]. Vestnik novykh meditsinskikh tekhnologiy. 2004;11(3):5-6. Russian.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B15">
    <label>15.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Ризниченко Г.Ю. Лекции по математическим моделям в биологии. М.: Изд. РХД, 2002. 560 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Riznichenko GYu. Lektsii po matematicheskim mo-delyam v biologii. Moscow: Izd. RKhD; 2002. Russian.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B16">
    <label>16.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Субботина Т.И., Савин Е.И., Исаева Н.М. Распространение законов «золотого сечения» и «золотого вурфа» на патогенетические взаимосвязи между системой гомеостаза и процессами свободно-радикального окисления при введении в организм цитостатиков // Междун. журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2013. №3. С. 155-6.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Subbotina TI, Savin EI, Isaeva NM. Raspro-stranenie zakonov «zolotogo secheniya» i «zolotogo vurfa» na patogeneticheskie vzaimosvyazi mezhdu sistemoy gomeo-staza i protsessami svobodno-radikal&amp;#180;nogo okisleniya pri vvedenii v organizm tsitostatikov. Mezhdun. zhurnal prikladnykh i fundamental&amp;#180;nykh issledovaniy. 2013;3:155-6. Russian.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B17">
    <label>17.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Судаков К.В. Физиология функциональных систем. Иркутск: Изд-во Ирк. Ун-та, 1997. 516 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Sudakov KV. Fiziologiya funktsional&amp;#180;nykh sis-tem. Irkutsk: Izd-vo Irk. Un-ta; 1997. Russian.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B18">
    <label>18.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Keener J., Sneyd J. Mathematical physiology. Springer, 2001. 766 р.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Keener J, Sneyd J. Mathematical physiology. Springer; 2001.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B19">
    <label>19.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Malkin R.A., Sousa J.J., Ideker R.E. The ventricular defibril­lation and upper limit of vulnerability dose-response curves // J. Cardiovasc. Electrophysiol. 1997. V.8. N8. P.895-903.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Malkin RA, Sousa JJ, Ideker RE. The ventricular defibrillation and upper limit of vulnerability dose-response curves. J. Cardiovasc. Electrophysiol. 1997;8(8):895-903.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B20">
    <label>20.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Mezentseva L.V. Analysis of the Nonlinear Heart Rate Dynamics by Two-Contour Mathematical Model // Biophysics. 2011. V.56. №3. P. 510-5.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Mezentseva LV. Analysis of the Nonlinear Heart Rate Dynamics by Two-Contour Mathematical Model. Bio-physics. 2011;56(3):510-5.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
  </ref-list>
 </back>
</article>
