CC BY
30
УДК 616-071.3:612.13
АНТРОПОФИЗИОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ТИПОЛОГИЧЕСКОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГЕМОДИНАМИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ОРГАНИЗМА
Л.Р. Диленян1, Г.С. Белкания2, А.С. Багрий3, Д.И. Рыжаков1, Д.Г. Коньков3, Л.Г. Пухальская4,
1ГБОУ ВПО «Нижегородская государственная медицинская академия»;
2Лаборатория медицинских экспертных систем «Антропос Системс Лэб.», Винница, Украина;
3Винницкий национальный медицинский университет, Украина; 4Варшавский медицинский университет, Польша
Диленян Левон Робертович - e-mail: [email protected]
Рассматривается типологическое обоснование определения оптимальности и неоптимальности гемодинамического обеспечения организма соответственно характерным для человека крайним типам динамической организации кровообращения по антропофизиологическому соотношению минутного объема крови стоя/лежа - I типу или гипокинетическому состоянию и III типу или гиперкинетическому состоянию гемодинамики. Нормативный диапазон по каждому из использованных гемодинамических параметров определяется распределением их величин по I (оптимальному) и III (неоптимальному) типам, что расширяет оценку состояния кровообращения. Ключевые слова: антропофизиологический подход, прямохождение, кровообращение,
типы гемодинамики, оптимальность, неоптимальность.
There are described the typological bases of the Identification of optimality and nonoptlmallty of hemodynamic provision of an organism according to typical human extreme types of dynamic organization of blood circulation by anthropophysiological correlation of minute volume of blood while standing/lying -
I type or hypokinetic condition and III type or hyperkinetic condition of hemodynamics. Normative range for every used hemodynamic parameter is identified by the distribution of their size according to I (optimal) and III (nonoptimal) types, and this widens the assessment of the condition of blood circulation.
Key words: anthropophysiological approach, upright posture, blood circulation,
hemodynamic types, optimality, nonoptimality.
МЕДИЦИНСКИЙ
АЛЬМАНАХ
Последовательная реализация антропофизиологиче-ского подхода [1, 2] определила и новый принцип формирования представления о нормативной характеристике состояния гемодинамики. В основу нормативного диапазона положены распределения всех учитываемых гемодинамических параметров [2] по двум крайним состояниям кровообращения - по I и III типу.
Как рассматривалось в предыдущих сообщениях [1, 2], только I тип гемодинамики, или гипокинетическое состояние, со снижением минутного объема крови (МОК) в вертикальном положении тела (93% и меньше) по сравнению с горизонтальным является общим для человека и всех остальных четвероногих животных.
И только у представителей отряда приматов, начиная от низших обезьян до человека, качественно иным фенотипическим проявлением функциональной организации кровообращения, в отличие от всех остальных млекопитающих [1], является вероятность формирования эукине-тического, или II типа, при котором МОК при переходе тела из положения лежа в положение стоя практически не изменяется и колеблется от 94 до 106% от его величины в положении лежа, и, особенно, гиперкинетического состояния, или III типа гемодинамики, в положении стоя, при котором МОК увеличивается по сравнению с положением лежа (107% и больше).
Важно отметить, что помимо качественных типологических различий по сердечному выбросу, существенно различались по I и III типу и другие гемодинамические характеристики, включая и разную реактивность ССС на различные воздействия [1]. При этом гемодинамические характеристики по I типу определяются как оптимальные, а по III типу как неоптимальные. Рассмотрим аргументы для такого определения.
Первый аргумент - филогенетическая преемственность I типа динамической организации кровообращения у млекопитающих и «привязанность» его к положению ЛЕЖА, при котором значительно уменьшается влияние гравитационного фактора (земной силы тяжести) на кровообращение. Для всех остальных четвероногих животных влияние гидростатического (гравитационного) фактора кровообращения практически не меняется -лежит четвероногое животное или стоит.
Второй аргумент. На всех возрастных этапах онтогенеза вне каких-либо болезненных состояний, утомления и хронических болезней преимущественную долю по каждой из возрастных групп составляет именно I тип [1]. И наоборот, определяющей направленностью возрастной динамики кровообращения по общей выборке людей (как по мужчинам, так и по женщинам) является уменьшение доли I типа и нарастание доли II и III типов. Особенно выраженной такая направленность становится по выборкам людей с хроническими болезнями и, особенно, ССС [3, 4].
Третий аргумент. Именно при I типе проявляется и наибольший функциональный резерв по мобилизации оптимального циркуляторного обеспечения (по аэробному механизму) физической нагрузки при двигательной активности в ортостатическом положении тела -в наиболее типичных условиях двигательной активности и жизнедеятельности человека (стоя, сидя, при ходьбе).
Это проявляется в увеличении МОК не только за счет прироста частоты сердечных сокращений, но и за счет выраженного прироста ударного объема сердца (УОС), что и определяет оптимальность циркуляторного обеспечения физической работы по аэробному механизму и повышение физической работоспособности именно при данном типе гемодинамики [1, 5]. В то же время при той же физической нагрузке, но в положении лежа, складывается совершенно иная гемодинамическая ситуация -УОС практически не изменяется, а МОК увеличивается только за счет прироста частоты сердечного ритма.
Совершенно аналогичной является гемодинамическая реактивность по сердечному выбросу при физической работе у собак на тредмиле [6]. При этом следует иметь в виду, что физическая нагрузка у них, естественно, как у проноградных животных, реализуется тоже в горизонтальном положении тела [6], а динамическая организация кровообращения у собак в вертикальном положении тела [1] определяется I типом гемодинамики, т. е. со снижением МОК.
И совершенно противоположными I типу у человека являются гемодинамические сдвиги при физической нагрузке при III типе как в положении лежа, так и вертикальном положении (велоэргометрия, тредмил-тест). При этом следует обратить внимание, что при III типе гемодинамические сдвиги при физической работе лежа и сидя по характеристике сердечного выброса (МОК) носят тоже противоположный характер [1].
Учитывая, что для человека наиболее актуальными в плане двигательной активности при обычной жизнедеятельности являются условия вертикального положения тела, то и оптимальной формой динамической организации кровообращения является именно I тип гемодинамики, тогда как III тип [1] явно ограничивает адаптивные свойства сердечно-сосудистой системы при физической нагрузке, а поэтому и определяется как неоптимальный.
Четвертый аргумент. Положение тела лежа во время ночного сна является базовым условием восстановления функционального ресурса ССС после предшествовавшего на протяжении дня многочасового напряжения в режиме антигравитационного обеспечения кровообращения. Очень важна оптимальная мобилизация гемоди-намического ресурса и для обеспечения эффективного восстановления. Таким ресурсом, в первую очередь, является МОК, и, понятно, не по механизму мобилизации частоты сердечных сокращений (ЧСС), а, наоборот, на фоне характерного для состояния покоя в положении лежа уменьшения ЧСС создаются условия для увеличения УОС. Минимизация в горизонтальном положении тела влияния гидростатического фактора способствует улучшению циркуляторных условий для венозного возврата к сердцу и перераспределению крови с увеличением внутригрудного объема крови и объема наполнения желудочков сердца, что сопровождается мобилизацией насосного ресурса по механизму Франка-Старлинга.
Такое увеличение МОК в состоянии двигательного покоя создает оптимальные условия для реализации наиболее экономичного аэробного механизма гемоди-намического обеспечения восстановительных процессов в организме. И в этом отношении I тип проявляет свои
оптимальные качества. Именно при этом типе в состоянии покоя сравнительно с III типом, как отмечалось [1], у человека в пределах своей возрастной группы сердечный выброс наибольший (и по МОК, и по УОС). В противоположность этому соответственно более низкий МОК в положении лежа при III типе определяет неоптималь-ность данного типа и с точки зрения гемодинамического обеспечения восстановительных возможностей.
Меньший МОК при одном и том же уровне потребления О2 определяет большее напряжение тканевых анаэробных механизмов, которые являются более энергозатратными и менее эффективными, по сравнению с аэробным механизмом, в обеспечении артериовенозного обмена тканей. Понятно, что подобная ситуация является неблагоприятной для протекания восстановительных процессов в организме.
В ранее проведенных исследованиях [7] было показано, что в положении лежа у людей при одинаковом потреблении кислорода (ПО2 в мл/мин на м2 поверхности тела) при I и III типах, соответственно 164±6,0 мл/м2 и162±10 мл/м2, но при разной величине сердечного выброса - по систолическому индексу (СИ=МОК/ поверхность тела, м2), соответственно 3,1 л/м2 и 2,4 л/м2, показатель артериовенозной разницы (АВР = ПО2/СИ) был достоверно более высоким (Р<0.05) именно при III типе - 77±3 мл/л, тогда как при I типе - 58±8 мл. Это свидетельствует о том, что при условии равенства минутного потребления О2 соответственно уменьшению гемо-динамической (по сердечному выбросу) аэробной составляющей при III типе в состоянии покоя в положении лежа (в среднем на 23%) по сравнению с I типом усиливается метаболическая составляющая тканевого обмена, что отражает и сравнительно большую энергозатратность тканевых структур, обеспечивающих метаболизм.
Меньшая АВР по О2 при более высоком минутном сердечном выбросе, как показателе гемодинамической составляющей аэробного механизма артериовенозного обмена, наоборот, отражает большее (в среднем на 25%) энергетическое качество условий клиностатического покоя в положении лежа при I типе. И хотя при I типе в положении стоя из-за типологически характерного более низкого, по сравнению с положением тела лежа, уровня минутного объема крови (на 39%) показатель АВР по О2 выраженно увеличивается (на 99%), именно при данном типе гемодинамики в вертикальном положении тела двигательная активность обеспечивается возможностью оптимальной мобилизации сердечного выброса (с увеличением УОС), что сразу же выравнивает и гемодина-мическую составляющую артериовенозного обмена по кислороду.
При III типе в положении стоя и при том же, что и при I типе, минутном потреблении кислорода (соответственно 196 мл/м2 и 197 мл/м2) артериовенозная разница также увеличивалась (в среднем на 25%), но уже на фоне типологически характерного для III типа исходного (до физической нагрузки) увеличения сердечного выброса. Это отражает более напряженное состояние по циркуляторному обеспечению артериовенозного обмена, а с учетом и ограниченных возможностей мобилизации сердечного
выброса, особенно по УОС, при физической нагрузке в положении стоя определяет гемодинамическую неопти-мальность III типа и в этом положении тела.
Таким образом, представление о гемодинамической оптимальности I типа и неоптимальности III типа имеет и определенное «энергетическое» обоснование. При этом следует иметь в виду, что анаэробные механизмы тканевого обмена и, прежде всего, гликолиза являются сами по себе энергоемкими и менее эффективными. А в условиях функционально ограниченного циркуляторного обеспечения метаболизма функционально активных тканей создаются условия, которые приводят к усилению метаболических издержек, включая накопление продуктов обмена, к повышенной амортизации и возможному повреждению тканевых структур.
Пятый аргумент. При беременности, которую женщина, в отличие от четвероногих животных вынашивает в тех или иных позных условиях, в том числе и в вертикальном положении тела (стоя, сидя, при ходьбе), синергично усиливается влияние гравитационного (гидростатического) фактора кровообращения как на ССС матери, так и на фетоплацентарное кровообращение. Общим трендом в изменениях кровообращения при беременности является постепенное уменьшение доли I типа гемодинамики и увеличение доли III типа. При этом физиологическая беременность от первого и до третьего триместра протекает преимущественно при I типе, а при патологии беременности, начиная уже с первого триместра, преимущественно проявляется III тип [8, 9].
Шестой аргумент. От I и до III типа нарастает вероятность неоптимального состояния кровообращения и гемодинамического риска, а также нарастает количество клинически значимых гемодинамических синдромов, ограничивающих функциональные возможности ССС, и циркуляторных синдромов недостаточности кровообращения. При этом уменьшается доля гемодинамических синдромов адаптивной направленности.
Седьмой аргумент. Предиктом улучшения клинического состояния пациента всегда является обратная динамика - от III ко II и к I типу, а предиктом неоптимальной направленности изменения клинического состояния является филогенетически и онтогенетически обусловленная направленность типологической динамики у пациента - от I ко II и к III типу.
У человека типологическая структура динамической организации кровообращения по базовым гемодинами-ческим характеристикам (ударный и минутный сердечный выброс, сосудистая емкость) определяет и различную гемодинамическую реактивность на разнообразные воздействия (в том числе и медикаментозную) [1].
Гемодинамические характеристики I, II и III типов состояния кровообращения, но в разных соотношениях, составляют полный диапазон функционального состояния организма. Нормативный диапазон по каждому из использованных гемодинамических параметров [2] составляют распределения их величин по I (оптимальному) и III (неоптимальному) типам. Алгоритм реализации такого подхода в формировании диагностической шкалы для оценки гемодинамических параметров состояния ССС рассматривается в следующем сообщении.
Nh
МЕДИЦИНСКИЙ
АЛЬМАНАХ
ЛИТЕРАТУРА
1.Белкания Г.С., Диленян Л.Р., Багрий А.С., Рыжаков Д.И., Пухальская Л.Г. Антропофизиологический подход в диагностической оценке состояния сердечно-сосудистой системы. Медицинский альманах. 2013. № 4 (28). С. 108-114.
Belkaniya B.S., Dilenyan L.R., Bagrij A.S., Rizhakov A.S., Puhalskaya L.G. Antropofiziologicheskij podhod v diagnosticheskoj ocenke sostoyaniya serdechno-sosudistoj sistemy. Medicinskij al’manah. 2013. № 4 (28). S. 108114.
2. Белкания Г.С., Диленян Л.Р., Багрий А.С., Рыжаков Д.И., Пухальская Л.Г. Особенности методического обеспечения антропофизио-логической диагностики состояния сердечно-сосудистой системы. Медицинский альманах. 2013. № 6 (30). С. 208-214.
Belkaniya B.S., Dilenyan L.R., Bagrij A.S., Ryzhakov D.I., Puhalskaya L.G. Osobennosti metodicheskogo obespecheniya antropofiziologicheskoj diagnostiki sostoyaniya serdechno-sosudistoj sistemy. Medicinskij al’manah. 2013. № 6 (30). S. 208-214.
3. Дарцмелия В.А., Белкания Г.С., Демин А.Н. Типологический
анализ центральной и периферической гемодинамики в ортостатике у здоровых лиц и больных с артериальной гипертонией. Физиология человека. 1 9 8 5. № 5 .
С. 770-777.
Darcmeliya V.A., Belkaniya G.S., Demin A.N. Tipologicheskiy analiz central’noj I perifericheskoj gemodinamiki v ortostatike u zdorovyh lic I bol’nyh s arterial’noj gipertoniej. Fisiologiya cheloveka. 1985. № 5. S. 770-777.
4. Диленян Л.Р., Рыжаков Д.И. Антропофизиологический анализ центральной и периферической гемодинамики у женщин с артериальной нормо-гипертензией. Нижегородский медицинский журнал. 2001. № 1. С. 25-31.
Dilenyan L.R., Ryzhakov D.I. Antropofisiologicheskij analiz central’noj I perifericheskoj gemodinamiki u zhenshin s arterial’noj normogipertenziej. Nizhegorodskij medicynskij zhurnal. 2001. № 1. S. 25-31.
5. Puchalska L., Belkania G.S. Haemodynamic respons to the dynamic
exercise in subjects exposed to different gravitational conditions. In: Journal
of physiology and pharmacology. 2006. vol. 57. № 11. Р. 103-113.
6. Рашмер Р. Динамика сердечно-сосудистой системы / пер с англ.
М.: Мир, 1981. 600 с.
Rashmer R. Dinamika serdechno-sosudistoj sistemy / per. s angl. М.: Mir, 1981. 600 s.
7. Дарцмелия В.А., Белкания Г.С. Типологическая характеристика гемодинамических состояний в ортостатике у здоровых лиц. Космическая биология и авиакосмическая медицина. 1985. № 2. С. 26-33.
Darcmeliya V.A., Belkaniya B.S. TIpologicheskaya harakteristika gemodinamicheskih sostoyanij v ortostatike u zdorovyh lic. Kosmeticheskaya biologiya I aviakosmicheskaya medicyna. 1985. № 2. S. 26-33.
8. Коньков Д.Г., Белканія Г.С., Пухальска Л. Антропофізіологічна основа кровообігу у вагітних. 1. Типологічна характеристика і динаміка кровообігу при фізіологічній вагітності. Вісник Вінницького державного медичного університету. 2001. Т. 5. № 1. С. 23-28.
Kon’kov D.G., Belkaniya G.S., Puhalska L. Antropofiziologichna osnova krovobigu u vagitnyh. 1. Tipologichna harakteristika I dinamika krovobigu pri fisiologichnij vagitnosti. Visnik Vinnic’kogo derzhavnogo medichnogo universitetu. 2001. Т. 5. № 1. S. 23-28.
9. Белкания Г.С., Коньков Д.Г., Пухальска Л. Антропофізіологічна основа кровобігу у вагітних. Поза тіла і кровообіг при вагітності. Вісник Вінницького державного медичного університету. 2003. Т. 7. № 2.
С. 678-682.
Belkaniya G.S., Kon’kov D.G., Puhalska L. Antropofisiologichna osnova krovobigu u vagitnyh. Poza tila I krovobig pri vagitnosti. Visnik Vinnic’kogo derzhavnogo medichnogo universitetu. 2003. Т. 7. № 2. S. 678-682.
Ш
