Інформація призначена тільки для фахівців сфери охорони здоров'я, осіб,
які мають вищу або середню спеціальну медичну освіту.

Підтвердіть, що Ви є фахівцем у сфері охорони здоров'я.

Международный неврологический журнал Том 21, №7, 2025

Вернуться к номеру

Нейроендокринні кореляти та предиктори змін електрокінетичного індексу букального епітелію під час реабілітаційного лікування: багатовимірний аналіз

Авторы: N.V. Kozyavkina (1, 2), I.G. Kyrylenko (3), V.M. Fil (4), H.Y. Kovalchuk (4), I.Y. Kopko (4), I.V. Bryndzia (4), O.M. Lupak (4), A.V. Chepeliuk (4), M.М. Kravtsiv (4), K.V. Feshchak (4), Y.О. Maksymjak (4), L.V. Borysevych (4), D.V. Popovych (2), W.A. Zukow (5), I.L. Popovych (1)
(1) - Kozyavkin International Rehabilitation Clinic, Truskavets, Ukraine
(2) - I. Horbachevsky Ternopil National Medical University, Ternopil, Ukraine
(3) - Danylo Halytsky Lviv National Medical University, Lviv, Ukraine
(4) - Ivan Franko State Pedagogical University, Drohobych, Ukraine
(5) - Nicolaus Copernicus University, Toru, Poland

Рубрики: Неврология

Разделы: Клинические исследования

Версия для печати


Резюме

Актуальність. Раніше ми показали, що кількісно-якісні кластери артеріального тиску дуже чітко відрізняються один від одного залежно від віку, статі пацієнтів та комплексу нейроендокринних, імунних й метаболічних змінних, який ми назвали тензіорегуломом. Тензіорегулом також включав електрокінетичний індекс (ЕКІ) букального епітелію, що формально не можна віднести ні до нейроендокринно-імунного, ні до метаболічного комплексу. Мета: визначити, як зміни ЕКІ корелюють зі змінами параметрів електричної активності мозку, варіабельності серцевого ритму (ВСР) та вмістом гормонів адаптації в осіб із дезадаптацією. Матеріали та методи. Під спостереженням перебували 42 чоловіки та 30 жінок без клінічного діагнозу або з хронічним пієлонефритом у фазі ремісії (23 чоловіки), але з відхиленнями в окремих показниках нейроендокринно-імунного комплексу як проявом дезадаптації. При надходженні на реабілітацію їм визначали ЕКІ, а також артеріальний тиск та нейроендокринні показники. Після трьох режимів реабілітаційного лікування із застосуванням різних адаптогенних факторів усі тести повторювали. ­Результати. Початковий EKI знаходився в діапазоні 20 71,4 %. Його зміни в межах 2,5 %, оцінені як несуттєві, зареєстровано в 49 випадках. Однак у 17 пацієнтів EKI значуще підвищився, а у 6 — знизився. Реакція EKI на застосування адаптогенних факторів не залежала від його початкового рівня. Ні спрямованість, ні величина відповідей EKI, ні їх відсутність також не залежали від природи адаптогенних факторів. Спостерігалися як лінійні (прямі й обернені), так і нелінійні кореляції між змінами EKI та 32 нейроендокринних показників. Для регресійної моделі було обрано 19 змінних: альдостерон; п’ять параметрів бета-, чотири альфа-, два дельта- та два тета-ритмів ЕЕГ, ентропію СЩП у локусі T3; три параметри ВСР, а також співвідношення систолічного артеріального тиску при першому і другому вимірюванні (BPS2/BPS1). Зміни цих показників пояснюють 72 % варіабельності змін EKI. За результатами дискримінантного аналізу, розпізнавальними стосовно характеру реакції ЕКІ виявилися зміни 24 показників. З іншого боку, визначено 35 вихідних показників як предикторів індивідуальних реакцій EKI (точність класифікації 98,6 %). Виявилося також, що за допомогою регресійної моделі можна надійно передбачити не лише направленість (якість) індивідуальної реакції EKI, але і її фактичну величину (стандартна похибка для оцінки становить 2,5 %). Висновки. Реакції електрокінетичного індексу на адаптогенні фактори є неоднозначними і корелюють лінійно (прямо й обернено) та нелінійно зі змінами показників ЕЕГ і ВСР, а також рівнями альдостерону в осіб із дезадаптацією. Якість та величина відповіді EKI не залежать від його початкового рівня або природи адаптогенних факторів, але можуть бути надійно передбачені (точність 98,6 %) за допомогою 35 початкових нейроендокринних показників: 23 — ЕЕГ, 7 — ВСР, рівнів трийодтироніну, альдостерону і діастолічного артеріального тиску, а також вегетативного індексу Кердо й індексу адаптації Поповича. Ці результати свідчать про те, що EKI може слугувати інтегративним біомаркером нейроендокринної регуляції та бути корисним у плануванні персоналізованої програми реабілітації.

Background. Earlier we showed that qualitative-quantitative clusters of blood pressure (BP) are very clearly different from each other by age, sex and the constellation of neuro-endocrine, immune and metabolic variables, which we called the tensioregulome. The tensioregulome also included the electrokinetic index (EKI) of the buccal epithelium, which cannot formally be attributed to either neuro-endocrine-immune or metabolic constellations. The aim of the study is to determine how changes in EKI levels correlate with changes in brain electrical activity, heart rate variability (HRV) and adaptation hormones levels in individuals with maladaptation. Materials and methods. Under observation, there were 42 men (49 ± 15 years old) and 30 women (51 ± 13 years old) without clinical diagnosis or with chronic pyelonephritis in the phase of remission (23 men), but with deviations in individual parameters of the neuro-endocrine-immune complex as a manifestation of maladaptation. Upon admission, we determined EKI, as well as BP and neuro-endocrine parameters. After three rehabilitation treatment regimens, all tests were repeated. Results. The EKI initial levels were in the range of 20 71.4 %. Their changes in the range of 2.5 % considered as insignificant were reported in 49 cases. However, in 17 patients, EKI levels increased significantly, and in 6 patients decreased. The response of EKI to the application of adaptogenic factors did not depend on its initial levels. Neither the directionality nor the magnitude of EKI responses, nor their absence depended on the nature of treatment regimens. There were both linear (direct and inverse) and nonlinear correlations between changes in EKI and 32 neuro-endocrine variables. Nineteen variables were selected for the regression model: aldosterone; 5 parameters of beta, 4 alpha, 2 delta and 2 theta EEG rhythms, SPD entropy in T3 locus; 3 parameters of HRV, BPS2/BPS1 ratio. Changes in this constellation of variables explain 72 % of the variability in EKI changes. The forward stepwise program included in the discriminant model only 24 variables as characteristic. On the other hand, the discriminant analysis method revealed 35 initial variables as predictors of individual EKI responses (classification accuracy 98.6 %). It turned out that using the regression model, it is possible to reliably predict not only the direction/quality of the EKI response, but also its actual value (the standard error for estimation is 2.5 %). Conclusions. The electrokinetic index response to adaptogenic factors are ambiguous and correlate with changes in EEG and HRV variables and aldosterone levels in individuals with maladaptation. Both quality and magnitude of the EKI response are independent of its initial level or the nature of adaptogenic factors, but can be reliably predicted (accuracy 98.6 %) by the constellation of 35 initial neuro-endocrine variables, including 23 EEG and 7 heart rate variables, triiodothyronine, aldosterone and diastolic BP levels, as well as Kerd vegetative index (KVI) and Popovych adaptation index. These findings suggest that EKI may serve as an integrative biomarker of neuro-endocrine regulation and could be useful for personalized rehabilitation program planning.


Ключевые слова

електрокінетичний індекс букального епітелію; електроенцефалографія; варіабельність серцевого ритму; гормони адаптації; багатовимірний аналіз

electrokinetic index of the buccal epithelium; electroencephalography; heart rate variability; adaptation hormones; multivariate analysis


Для ознакомления с полным содержанием статьи необходимо оформить подписку на журнал.


Список литературы

1. Popovych IL, Kozyavkina NV, Vovchyna YV, Voronych-Semchenko NM, Zukow W, Popovych DV. Tensioregulome as an accompaniment of quantitative-qualitative blood pressure clusters. J Educ Health Sport. 2022;12(6):418-436. doi: 10.12775/JEHS.2022.12.06.044.
2. Kozyavkina NV, Popovych IL, Vovchyna YV, Voronych-Semchenko NM, Zukow W, Popovych DV. Evaluation of quantitative-qualitative levels of blood pressure by tensioregulome. J Educ Health Sport. 2022;12(8):1216-1236. doi: 10.12775/JEHS.2022.12.08.137.
3. Kozyavkina NV, Vovchyna YV, Voronych-Semchenko NM, Zukow W, Popovych IL. Tensioregulome Concept. Quantitative-qualitative Blood Pressure Clusters of Patients at Truskavets Spa and Their Accompaniments. Ternopil: Ukrmedknyha; 2024. 194. doi: 10.5281/zenodo.12664757ISBN 978-1-4452-7212-2.
4. Kozyavkina NV, Popovych IL, Zukow W. Quantitative-qua–litative clusters of blood pressure and their neurogenic (EEG&HRV) accompaniment. International Neurological Journal (Ukraine). 2025;21(5):391-410. doi: 10.22141/2224-0713.21.5.2025.1204.
5. Honcharenko MS, Yereshchenko YA. Test system for assessing the physiological state of the body by electrophoretic properties of buccal epithelium cells: Methodical development. Kharkiv; 1992.
6. Shakhbazov VG, Shckorbatov YG, Colupaeva TV. On connection between the electrokinetic properties of cell nuclei and human biological age. Mech Ageing Dev. 1997;99(3):193-197. doi: 10.1016/s0047-6374(97)00103-6.
7. Pat. 28113, Ukraine, NSI A61V10/00. Method of rapid testing efficiency rehabilitation of health. Shakhbazov VG, Kolupaeva TV, Shuvalov IM, et al. 2000; Bul. No. 5 (in Ukrainian).
8. Czapla Z, Cielik J. Electrophoretic Mobility of Cell Nuclei (EMN) index — relation to biological and physical properties of the cell. Anthropological Review. 1998;61:93-101.
9. Czapla Z, McPhail S. Electrophoretic mobility of cell nuclei (EMN index) as a biomarker of the biological aging process: Considering the association between EMN index and age. HOMO. Journal of Comparative Human Biology. 2015;66(6):549-560. doi: 10.1016/j.jchb.2015.09.002.
10. Honcharenko MS (ed). Valeological toolkit hardware-software diagnostics and monitoring of health. Kharkiv: VN Karazin NU; 2011. 135 (in Ukrainian).
11. Samolovych VA, Hutarieva NV, Tondi LD. Effect of physical factors on bioelectric properties of cell nuclei of buccal epithelium in students with chronic fatigue syndrome. Lik Sprava. 2005;5–6:60-64 (in Ukrainian).
12. Shckorbatov YG, Shakhbazov VG, Navrotskaya VV, Grabina VA, et al. Application of intracellular microelectrophoresis to analysis of the influence of the low-level microwave radiation on electrokinetic properties of nuclei in human epithelial cells. Electrophoresis. 2002;23(13):2074-2079. doi: 10.1002/1522-2683(200207)23:13<2074:AID-ELPS2074>3.0.CO;2-A.
13. Hughes MP. The cellular zeta potential: cell electrophysio–logy beyond the membrane. Integr Biol (Camb). 2024;16:zyae003. doi: 10.1093/intbio/zyae003.
14. Kubiak A, Zielinski T, Pabijan J, Lekka M. Nanomechanics in monitoring the effectiveness of drugs targeting the cancer cell cytoskeleton. Int J Mol Sci. 2020;21:8786. doi: 10.3390/ijms21228786.
15. enel S. An overview of physical, microbiological and immune barriers of oral mucosa. Int J Mol Sci. 2021;22:7821. doi: 10.3390/ijms22157821.
16. Shckorbatov YG, Shakhbazov VG, Rudenko AO. Modification of electrokinetic properties of nuclei in human buccal epithelial cells by electric fields. Bioelectromagnetics. 2001;22(2):106-111. doi: 10.1002/1521-186x(200102)22:2<106:aid-bem1013>3.0.co;2-2.
17. Czapla Z, Szczepanowska E, Cieslik J. The electrophoretic mobility of cell nuclei (EMN) index and changes in acid-base homeostasis under conditions of the intensive physical exercise. Coll Antropol. 2007;31(4):973-978.
18. Szczepanowska E, Czapla Z, Cielik J. Adaptive changes of the electrophoretic mobility of cell nuclei (EMN) index in the intensive physical exercise of male rowers with different training experience. Coll Antropol. 2012;36(4):1241-1246.
19. Kyrylenko IG, Fajda OI, Drach OV, Popel SL, Popel RL, Zukow W. Relationships between electrokinetic index of buccal epithelium and some functional and metabolic parameters at men with chronic pyelonephrite. J Educ Health Sport. 2016;6(1):302-314. doi: 10.5281/zenodo.45361.
20. Kyrylenko IG. Changes in electrokinetic index of buccal epithelium correlated with changes in some parameters of EEG, HRV, hemodynamics and metabolism. Experimental Clinical Physiology Biochemistry. 2018;2(82):5-14.
21. Kyrylenko IG, Flyunt I-SS, Fil’ VM, Zukow W, Popovych IL. Changes in electrokinetic index of buccal epithelium correlated with changes in some parameters of immunity and fecal microbiocenosis. J Educ Health Sport. 2018;8(10):168-170. doi: 10.5281/zenodo.1471789.
22. Kyrylenko IG, Fediaieva SI, Miesoiedova V, Popadynets’ OO, ukow X. Vegetative, metabolic and immune accompaniments of changes in the electrokinetic index of the buccal epithelium under the influence of therapeutic factors. J Educ Health Sport. 2022;12(1):344-354. doi: 10.12775/JEHS.2022.12.01.03.
23. Babelyuk VYe, Popovych IL, Babelyuk NV, Korolyshyn TA, Dubkova GI, et al. Perspectives on the use of electrostimulation with the device “VEB”® in the management of disorders related to COVID-19. Balneo Research Journal. 2020;11(3):328-343. doi: 10.12680/balneo.2020.361.
24. Babelyuk VY, Babelyuk NV, Popovych IL, Gozhenko AI, Kyrylenko IG, et al. Effects of transcutaneous electrical stimulation with the device “VEB”® on the human body. J Educ Health Sport. 2022;12(2):313-335. doi: 10.12775/JEHS.2022.12.02.033.
25. Popadynets O, Gozhenko A, Badyuk N, Popovych I, et al. Interpersonal differences caused by adaptogen changes in entropies of EEG, HRV, immunocytogram, and leukocytogram. Journal of Physical Education and Sport. 2020;20(Suppl 2):982-999. doi: 10.7752/jpes.2020.s2139.
26. Gozhenko А, Korda M, Popadynets O, Popovych I. Entropy, Harmony, Synchronization and their Neuro-endocrine-immune Correlates. Odesa: Feniks; 2021. 232 (in Ukrainian).
27. Popovych IL, Gozhenko AI, Korda MM, Klishch IM, Po–povych DV, Zukow W (eds). Mineral Waters, Metabolism, Neuro-Endocrine-Immune Complex. Odesa: Feniks; 2022. 252. doi: 10.5281/zenodo.6604298.
28. Babelyuk VY, Popovych IL, Gozhenko AI, Dubkova GI, Ko–zyavkina OV, et al. Gas Discharge Visualization (Electrophotonic Imaging, Kirlianography). Theoretical and Applied Aspects. Odesa: Feniks; 2023. 186. doi: 10.5281/zenodo.7535880.
29. Korda MM, Gozhenko AI, Fihura OA, Popovych DV, ukow X, Popovych IL. Relationships between plasma levels of main adaptogene hormones and EEG&HRV parameters at human with dysadaptation. J Educ Health Sport. 2021;11(12):492-512. doi: 10.12775/JEHS.2021.11.12.040.
30. Zukow, W, Muszkieta, R, Hagner-Derengowska M, Smoleska O, ukow X, et al. Effects of rehabilitation at the Truskavets Spa on physical working capacity and its neural, metabolic, and hemato-immune accompaniments. Journal of Physical Education and Sport. 2022;22(11):2708-2722. doi: 10.7752/jpes.2022.11345.
31. Korda MM, Gozhenko AI, Popovych IL, Klishch IM, Bombushkar IS, et al. Neurotropic, Hormonal and Immunotropic Activity of Uric Acid. Monograph. Ternopil’: Ukrmedknyha; 2024. 206. doi: 10.5281/zenodo.10990426.
32. Popovych IL, Zukow W, Melnyk OI, ukow X, Smoleska O, et al. Neuro-endocrine, hemodynamic and metabolic accompaniments of effects of balneotherapy at Truskavets Spa on PWC in men with maladaptation. Journal of Physical Education and Sport. 2024;24(8):1823-1839. doi: 10.7752/jpes.2024.08203.
33. Popovych IL, Zukow W, Melnyk OI, Fil VM, Kovalchuk HY, et al. Neuroendocrine and metabolic predictors of the effects of balneotherapy at the Truskavets Spa on physical working capacity in men with maladaptation. Eur J Clin Exp Med. 2025;23(1):38-52. doi: 10.15584/ejcem.2025.1.4.
34. Baevsky RM, Chernikova AG. Heart rate variability analysis: Physiological foundations and main methods. Neurocardiology. 2017;11(1):4-14. doi: 10.12710/CARDIOMETRY.2017.10.6676.
35. McEwen BS, Akil H. Revisiting the Stress Concept: Implications for Affective Disorders. J Neurosci. 2020;40(1):12-21. doi: 10.1523/JNEUROSCI.0733-19.2019.
36. Heart Rate Variability. Standards of measurement, physiological interpretation, and clinical use. Task Force of the European Society of Cardiology and the North American Society of Pacing and Electrophysiology. Circulation. 1996;93(5):1043-1065. doi: 10.1161/01.cir.93.5.1043.
37. Berntson GG, Bigger JT, Eckberg DL, Grossman P, Kauf-mann PG, et al. Heart rate variability: Origins, methods, and interpretive caveats. Psychophysiology. 1997;34(6):623-648. doi: 10.1111/j.1469-8986.1997.tb02140.x.
38. Newberg A, Alavi A, Baime M, et al. The measurement of regional cerebral blood flow during the complex cognitive task of meditation: A preliminary SPECT study. Psychiatry Research: Neuroimaging Section. 2001;106:113-122. doi: 10.1016/s0925-4927(01)00074-9.
39. Shannon CE. A mathematical theory of information. Bell Syst Tech J. 1948;27(3):379-423. doi: 10.1002/j.1538-7305.1948.tb01338.x.
40. Popovych IL. Similarity effects of two types of adaptogens (transcutaneous electrical stimulation with the device “VEB”® and using of bioactive Naftussya water) on the human body. J Educ Health Sport. 2022;12(4):213-258. doi: 10.12775/JEHS.2022.12.04.019.
41. Popovych IL. Similarity of adaptogenic effects of bioactive Naftussya water and phytocomposition “Balm Truskavets”. J Educ Health Sport. 2022;12(12):344-356. doi: 10.12775/JEHS.2022.12.12.052.
42. Ruzhylo SV, Popovych AI, Zakalyak NR, Chopyk RV, Fihura OA, et al. Bioactive water Naftussya and ozokerite have the same neuro-endocrine-immune effects in male rats caused by aryl hydrocarbons. PharmacologyOnLine. 2021;3:213-226.
43. Babelyuk VYe, Dubkowa GI, Korolyshyn TA, Holubinka SM, et al. Operator of Kyokushin Karate via Kates increases synaptic efficacy in the rat Hippocampus, decreases C3--rhythm SPD and HRV Vagal markers, increases virtual Chakras Energy in the healthy humans as well as luminosity of distilled water in vitro. Preliminary communication. Journal of Physical Education and Sport. 2017;17(1):383-393. doi: 10.7752/jpes.2017.01057.
44. Thayer JF, Lane RD. Claude Bernard and the heart-brain connection: further elaboration of a model of neurovisceral integration. Neurosci Biobehav Rev. 2009;33(2):81-88. doi: 10.1016/j.neubiorev.2008.08.004.
45. Popovych IL, Kozyavkina OV, Kozyavkina NV, Korolyshyn TA, et al. Correlation between Indices of the Heart Rate Variability and Parameters of Ongoing EEG in Patients Suffering from Chronic Renal Pathology. Neurophysiology. 2014;46(2):139-148. doi: 10.1007/s11062-014-9420-y.
46. Klecka WR. Discriminant analysis, Series: Quantitative Applications in the Social Sciences, vol 19. Thousand Oaks, CA: Sage Publications; 1980. doi: 10.4135/9781412983938.
47. Palmer LG, Schnermann J. Integrated control of Na transport along the nephron. Clin J Am Soc Nephrol. 2015;10(4):676-687. doi: 10.2215/CJN.12391213.
48. Shckorbatov YG, Grigoryeva NN, Shakhbazov VG, Grabina VA, Bogoslavsky AM. Microwave irradiation influences on the state of human cell nuclei. Bioelectromagnetics. 1998;19(7):414-419. doi: 10.1002/(sici)1521-186x(1998)19:7<414:aid-bem2>3.0.co;2-4.
49. Shckorbatov YG, Pasiuga VN, Kolchigin NN, Grabina VA, et al. The influence of differently polarised microwave radiation on chromatin in human cells. Int J Radiat Biol. 2009;85(4):322-329. doi: 10.1080/09553000902781113.
50. Shckorbatov YG, Pasiuga VN, Goncharuk EI, Petrenko TP, et al. Effects of differently polarized microwave radiation on the microscopic structure of the nuclei in human fibroblasts. J Zhejiang Univ Sci B. 2010;11(10):801-805. doi: 10.1631/jzus.B1000051.
51. Fihura OA, Ruzhylo SV, Korda MM, Klishch IM, ukow X, Popovych IL. The influence of the Ukrainian phytocomposition “Balm Truskavets” on parameters of neuro-endocrine-immune complex and biophotonics in humans with maladaptation. J Educ Health Sport. 2023;13(1):326-337. doi: 10.12775/JEHS.2023.13.01.048.
52. Zukow W, Fihura OA, ukow X, Muszkieta R, Hagner-Derengowska M, et al. Prevention of adverse effects of balneofactors at Truskavets Spa on gastroenterologic patients through phytoadaptogens and therapeutic physical education: mechanisms of rehabilitation. Journal of Physical Education and Sport. 2024;24(4):791-810. doi: 10.7752/jpes.2024.04093.
53. Fihura OA, Klishch IM. Comparative study of adaptogenic effects of Ukrainian phytocompositions “Balm Truskavets” and tea ATINE®. Prospects and Innovations of Science (Series “Medicine”). 2025;9(55):1710-1734. doi: 10.5208/2786-4952-2025-9(55)-1710-1734.

Вернуться к номеру