CC BY
51Ученые записки Таврического национального университета им. В. И. Вернадского Серия «Биология, химия». Том 22 (61). 2009. № 3. С. 159-173.
УДК 612.135
ИНДИВИДУАЛЬНО-ТИПОЛОГИЧЕСКИЙ ПОДХОД К ИССЛЕДОВАНИЮ ПРОЦЕССОВ МИКРОЦИРКУЛЯЦИИ КРОВИ
Чуян Е.Н., Ананченко М.Н.
Таврический национальный университет им. В.И.Вернадского, Симферополь, Украина,
e-mail: Elena-chuyan@rambler.ru
Методом лазерной допплеровской флоуметрии (ЛДФ) изучены индивидуально-типологические особенности показателей микроциркуляции у условно-здоровых девушек-волонтеров крымского региона в возрасте 18-23 лет. В результате исследования было выделено 3 типа ЛДФ-грамм: апериодический, монотонный с низкой и высокой перфузией. Показано, что наиболее высокой сбалансированностью регуляторных процессов микроциркуляции обладают испытуемые с апериодическим типом ЛДФ-граммы.
Ключевые слова: микроциркуляция крови, метод лазерной допплеровской флоуметрии (ЛДФ), апериодический тип, монотонный тип с низкой перфузией, монотонный тип с высокой перфузией.
ВВЕДЕНИЕ
Одной из актуальных проблем в медицинской практике при диагностике различных заболеваний является исследование системы микроциркуляции крови, так как микроциркуляторное звено является подсистемой сосудистого русла, в которой, в конечном итоге, реализуется основная функция: обеспечение транскапиллярного обмена и его реакции на воздействие факторов внешней и внутренней среды [1]. Состояние микроциркуляции определяет адекватность трофического обеспечения тканей и органов и резервы поддержания гомеостаза всех систем организма человека. Изменения в системе микроциркуляции крови коррелируют со сдвигами в центральной гемодинамике, что позволяет использовать параметры микроциркуляции в качестве прогностических и диагностических критериев в оценке общего функционального состояния и уровня здоровья [2].
В настоящее время при изучении морфофункциональных особенностей организма человека все большее развитие получает индивидуально-типологический подход к их оценке. Принцип типологизации в исследовании функционального состояния у различных групп испытуемых дает возможность выявить не только специфику индивидуальных особенностей организма и протекания патофизиологических процессов в нем, но и позволяет разработать нормативные показатели и критерии для проведения диагностики микрокровотока, а также изучить отклик тканевого кровотока на внешние воздействия [1, 3].
Среди методов исследования тканевого кровотока новые перспективы и возможности открывает метод лазерной допплеровской флоуметрии (ЛДФ), который позволяет оценить индивидуальную изменчивость кровотока и механизмы его регуляции [4-5].
В связи с этим, целью данной работы явилось выявление индивидуально-типологических особенностей микроциркуляции крови у здоровых людей методом ЛДФ.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
В исследовании принимали участие 49 студентов-волонтеров женского пола в возрасте 18-23 лет, условно здоровых. В целях исследования микроциркуляции крови использовался метод ЛДФ, основанный на оптическом зондировании тканей монохроматическим излучением. ЛДФ позволяет оценить индивидуальную изменчивость кровотока, механизмы его регуляции, а также реализовать интегральную неинвазивную оценку состояния микроциркуляторной гемодинамики в органах и тканях, тесно коррелирующую со сдвигами в центральной гемодинамике. Эта технология не только успешно внедряется в медицинскую практику, но и широко используется в медико-биологических исследованиях организма человека [4 - 6].
ЛДФ осуществляли лазерным анализатором кровотока «ЛАКК-02» (производство НПП «Лазма», Россия) с двумя источниками лазерного излучения, работающими на длине волны 0,8 мкм. Испытуемые во время исследования находились в положении сидя. Головка оптического зонда фиксировалась на волярной поверхности 2-го пальца правой руки. Эта зона наиболее богатая вегетативными и сенсорными нервными волокнами, поэтому служит лучшим объектом для исследования нейрогенной регуляции сосудов [5]. Регистрируемый при ЛДФ сигнал представляет собой интегральную характеристику подвижности эритроцитов в зондирующем объеме ткани. С помощью компьютерной программы обработки ЛДФ-граммы определяли следующие основные статистические показатели:
Параметр микроциркуляции (ПМ; перф. ед.) - отражает степень перфузии преимущественно эритроцитарной фракцией, в единице объема ткани за единицу времени и позволяет проследить ее динамику при реакции кровотока на различные воздействия [7]. Указанная величина выражается формулой [5]:
ПМ= Нкп*№к*Уср, (1)
где Нкп - капиллярный гематокрит, представляет собой объемное содержание эритроцитов капиллярной крови, выраженное в процентах; Nк - количество функционирующих в данный момент капилляров в исследуемом объеме; Уср -усредненная скорость эритроцитов.
Среднее квадратическое отклонение (флакс, СКО, о; перф.ед.) - средние колебания перфузии относительно среднего значения потока крови ПМ, характеризующие временную изменчивость перфузии, а также отражающие среднюю модуляцию кровотока во всех частотных диапазонах [4]. Фундаментальной особенностью микроциркуляции является ее постоянная изменчивость, как во времени, так и в пространстве, что и проявляется в спонтанных флуктуациях тканевого кровотока. Изменчивость микроциркуляции и
связанная с ней колеблемость кровотока, по сути своей, есть объективная характеристика уровня жизнедеятельности тканей. Средняя амплитуда колебаний потока эритроцитов, именуемая в микрососудистой семантике как флакс ("flux"), оценивается величиной среднего квадратического отклонения (СКО) также в перфузионных единицах [4-5].
Коэффициент вариации (Kv, %) - характеризует соотношение между изменчивостью перфузии (флаксом) и средней перфузией (ПМ) в зондируемом участке тканей и вычисляется по формуле [5]:
Kv = СК0/ПМ*100%. (2)
Коэффициент вариации указывает на процентный вклад вазомоторного компонента в общую модуляцию тканевого кровотока. Чем он выше, тем больше вазомоторная активность сосудов [8].
Расчетные параметры ПМ, СКО и Kv дают лишь общую оценку состояния микроциркуляции крови. Более детальный анализ функционирования микроциркуляторного русла может быть проведен на втором этапе обработки ЛДФ-грамм базального кровотока при исследовании структуры ритмов колебаний перфузии крови [5]. Наиболее точным и корректным является вейвлет-преобразование ЛДФ-грамм. Это связано с тем, что данный метод анализа имеет сравнительно лучшее разрешение по частоте и по времени; более приспособлен к анализу нестационарных сигналов, которыми являются медицинские физиологические сигналы; позволяет анализировать получаемый сигнал в виде амплитудно-частотных характеристик; в несколько раз снижает вариабельность исследуемых параметров и упрощает трактовку получаемых сигналов; позволяет лучше определить вклад отдельных механизмов регуляции, модулирующих микрокровоток и представленных в одной реализации. Вейвлет-преобразование позволяет проводить анализ нормированных характеристик ритмов колебаний кровотока: эндотелиального, нейрогенного, миогенного, дыхательного и пульсового компонентов [5-6, 9-10].
Среди выделяемых колебаний микрокровотока наиболее физиологически значимыми являются эндотелиальные колебания, которые регистрируются в пределах 0,0095-0,02 Гц. Они связаны с периодическими сокращениями эндотелиоцитов, обусловленными сокращением их цитоскелета и характеризуют влияние гуморально-метаболических факторов на состояние микроциркуляции [1]. Миогенные колебания (0,07-0,15 Гц) обусловлены спонтанной периодической активностью гладких миоцитов в стенке артериол, вызывающей периодические изменения их диаметра (вазомоции) [1, 5]. На миогенные модуляции тканевого кровотока посредством вазомоторного механизма накладываются нейрогенные флаксмоции (0,02-0,046 Гц), отражающие влияние симпатического звена регуляции. Снижение амплитуд нейрогенных колебаний может свидетельствовать об угнетении вазомоторного механизма [5, 11]. Эндотелиальный, миогенный и нейрогенный компоненты относятся к активным механизмам регуляции процессов микроциркуляции, пассивными являются дыхательные и пульсовые влияния [4- 5].
Дыхательные колебания (0,15-0,4 Гц) представлены периодическими изменениями давления в венозном отделе сосудистого русла, вызываемыми
дыхательными экскурсиями грудной клетки [12]. Пульсовые колебания (0,8-0,16 Гц) кровотока обусловлены перепадами внутрисосудистого давления, которые в большей или меньшей степени синхронизированы с кардиоритмом [1, 6].
Ввиду разброса колебаний амплитуд ритмов (А), их нормированные характеристики анализировались по формуле [5]:
Анорм=А/3о, (3)
где А - амплитуда колебаний в диапазоне от 0,02 - 2 Гц.
Такая нормировка позволяет перейти к безразмерным величинам и исключить влияние нестандартных условий проведения исследований.
Вклад различных ритмических составляющих оценивался по мощности их спектра (Р) в процентном отношении к общему спектру флаксмоций [1, 7, 13-14]:
Р = Аэ (н, м, д, с)2 /(Аэ2 +Ан2 +Ам2 + Ад2+Ас2) * 100%, (4)
где Аэ - амплитуды эндотелиальных, Ан - нейрогенных, Ам - миогенных, Ад -дыхательных, Ас - пульсовых ритмов колебаний тканевого кровотока.
Таким образом, математический аппарат Вейвлет позволяет наилучшим образом выявлять периодичность процессов микроциркуляции, представленных в ЛДФ-грамме, но наиболее значимым при Вейвлет-анализе является возможность оценить влияние миогенных и нейрогенных компонентов тонуса микрососудов [910]. Природа нейрогенного тонуса связана с активностью а-адренорецепторов мембран гладкомышечных клеток мышечного слоя сосудистых стенок, возбуждение которых приводит к вазоконстрикции. Природу миогенного тонуса связывают с активностью гладкомышечных клеток-пейсмекеров, способных к спонтанной деполяризации и обусловливающих миогенную автоматию сосудистых гладких мышц в артериолах, прекапиллярах, сфинктерах. Также на гладкую мускулатуру и соответственно на миогенный тонус влияют внесинаптические факторы гормональной и местной гуморальной регуляции, в том числе нейропептиды, эндотелиальные метаболиты, растяжение циркулирующей кровью и др [5].
Регистрируемые амплитуды осцилляций кровотока эндотелиального, нейрогенного и миогенного эндотелиально-независимого происхождения прямо связаны с величинами просвета микрососудов, а, следовательно, и с мышечным тонусом
Нейрогенный тонус прекапиллярных резистивных микрососудов определяется по формуле [5]:
НТ= (с * Рср)/( Ан*ПМ), (5)
где с - среднее квадратическое отклонение показателя микроциркуляции, Рср -среднее артериальное давление, Ан - наибольшее значение амплитуды колебаний перфузии в нейрогенном диапазоне, ПМ - среднее арифметическое значение показателя микроциркуляции.
Миогенный тонус (МТ) метартериол и прекапиллярных сфинктеров определяется как [5]:
МТ= (с * Рср)/( Ам*ПМ). (6)
Следовательно, значения нейрогенного и миогенного тонусов обратно пропорциональны амплитудам осцилляций соответственного диапазона. Снижение амплитуды данных осцилляций сочетается с повышением тонуса и жесткости
самой сосудистой стенки, и наоборот, повышение амплитуд является следствием снижения сосудистого тонуса [5].
Соотношение активных модуляций кожного кровотока, обусловленных эндотелиальным, миогенным, нейрогенным механизмами и дополнительных парасимпатических влияний на него рассчитывалось как индекс флаксмоций, или индекс эффективности микроциркуляции (ИЭМ) [5, 13, 15]:
ИЭМ=(Аэ +Ан+Ам) /(Ад +Ас), (7)
Статистическая обработка данных проводилась путем вычисления среднего значения исследуемых величин (М), средней ошибки (m) для каждого показателя. Оценка достоверности внутригрупповых различий полученных данных проводилась с использованием критерия Вилкоксона (Wilcoxson matched pairs test), межгрупповых различий - с помощью критерия парных сравнений U-теста Манна-Уитни (Mann-Whitney U Test) [16-17]. Внутри- и межгрупповые различия считались достоверными при p<0,05. Для выявления связей между показателями микроциркуляции использовался метод кластерного анализа с построением дендрограмм (Joining (tree clustering)), являющийся многомерным статистическим методом, позволяющим находить скрытые связи как внутри функциональных систем, так и между ними [17].
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
ЛДФ-метрия у испытуемых выявила определенные индивидуально-типологические отличия показателей микроциркуляции, которые свидетельствуют о значительной неоднородности величин изучаемых параметров в выборке и отражают вегетативный статус испытуемых. В качестве критериев индивидуально-типологических особенностей состояния микроциркуляции нами были выбраны основные статистические показатели, получаемые при ЛДФ-метрии, а именно М, СКО, Kv, что позволило выявить три микрогемодинамических типа: апериодический, монотонный с низкой перфузией и высокой перфузией (табл. 1).
Апериодический тип ЛДФ-граммы был выявлен у 36,8% испытуемых и характеризовался сравнительно высокой степенью интенсивности кровотока, о чем свидетельствует объем перфузии равный 26,64±1,01 перф. ед., среднее значение Kv (15,88±0,99%) и высокий уровень флакса (4,49±0,11 перф. ед.), который, как известно [4-7], характеризует временную изменчивость перфузии и отражает среднюю модуляцию кровотока во всех частотных диапазонах (табл. 1, рис. 1). Таким образом, в апериодической ЛДФ-грамме наблюдались четко выраженные высокоамплитудные нерегулярные подъемы и спады показателя перфузии.
У испытуемых с данным типом микроциркуляции анализ периодических процессов тканевого кровотока выявил доминирование низкочастотных компонентов в структуре ритмов колебаний перфузии крови: среднее значение амплитуды эндотелиального компонента составило 14,35±0,80 перф.ед., нейрогенного - 14,08±1,65 перф.ед., миогенного - 9,70±1,21 перф.ед. Существенно меньшее влияние на регуляцию микроциркуляторных процессов оказывали высокочастотные дыхательные и пульсовые волны (табл. 2, рис.1).
Такое распределение спектральных характеристик обусловило соответствующий вклад данных компонентов в общую мощность спектра (табл. 2). Величина вкладов эндотелиальных колебаний (40,5%) и нейрогенных (39,71%) была максимальной. Доля высокочастотных составляющих ЛДФ-граммы, характеризующих преимущественно пассивные механизмы модуляции кровотока, оказалась существенно ниже (табл. 2, рис. 2).
Таблица 1.
Показатели микроциркуляции у испытуемых с разными индивидуально-типологическими особенностями (М ± m)
№ группы Типы микроциркуляции Показатели
Параметр микроциркуляции, М, перф.ед. Уровень флакса, СКО, перф.ед. Коэффициент вариации, К^ % Индекс эффективности микроциркуляции, ИЭМ
1 Апериодический (п=17) 26,64±1,01 4,49±0,11 15,88±0,99 2,5±0,15
2 Монотонный с низкой перфузией (п=16) 16,58±1,35 р12<0,001 2,91±0,4 р12<0,001 18,52±0,72 р12<0,001 2,01±0,16 р12<0,01
3 Монотонный с высокой перфузией (п=16) 36,34±1,19 ри<0,001 р2,3<0,001 2,26±0,29 ри <0,001 6,45±0,96 ри <0,001 р2,3<0,001 1,70±0,05 р! 3 <0,001 р2,3<0,01
Примечание: р1-3 - достоверность отличий при сравнении значений показателей в группах 1-3 соответственно.
ПМ
-Апериодический тип
-Монотонный тип с низкой перфузией
— - Монотонный тип с высокой перфузией
Рис. 1. Значения показателей микроциркуляции у испытуемых с монотонными гемодинамическими типами (в % относительно значений у испытуемых с апериодическим типом, принятых за 100%).
0,80
2,42
□ Аэ а Ан □ Ам ЕЭ Ад ■ Ак Апериодический тип
0,25-
0,32
ГЧ37
Монотонный тип с низкой перфузией
Монотонный тип с высокой перфузией
Рис. 2. Диаграммы вкладов амплитудных компонентов в общую мощность спектра осцилляций тканевого кровотока (в %) у испытуемых с различными типами ЛДФ-грамм.
Известно, что по величине амплитуд ритмов и их вкладу в общую мощность спектра можно судить о функционировании определенных механизмов регуляции перфузии [4 - 6]. Так, колебания в диапазоне 0,01 Гц, характеризующие метаболические процессы в тканях и эпизодические нейрогенные влияния, обусловлены функционированием эндотелия (выбросом основного вазодилататора NO). Выброс NO включен в физиологическую регуляцию мышечного тонуса и играет важную роль в регуляции давления и распределения потока крови [18]. Повышенные амплитуды эндотелиальных колебаний свидетельствуют о модуляции мышечного тонуса сосудов и увеличении секреции в кровь вазоактивных субстанций, что способствует увеличению транспортной функции крови и обменных процессов [19 - 20]. Нейрогенные колебания указывают на влияние со стороны адренергических волокон симпатической нервной системы на гладкомышечные клетки микрососудистого русла, а миогенные колебания отображают функциональную активность миоцитов и прекапиллярного звена в области микроциркуляторного русла [5, 19 - 21]. Некоторые авторы [5] связывают происхождение вазомоций в этом диапазоне с локальными пейсмекерами внутри гладких мышечных волокон.
Таблица 2.
Спектральные характеристики основных ритмов ЛДФ-грамм у испытуемых с разными типами микроциркуляции
Спектральные характеристики Типы микроциркуляции Апериодический (п=17) Монотонный с низкой перфузией (п=16) Монотонный с высокой перфузией (п=16)
№ группы 1 2 3
Эндотелиаль-ные колебания Амплитуда перф.ед., Аэ 14,35±0,80 12,44±0,90 16,00±0,43 р13<0,001 р23<0,001
Вклад, % 40,5% 43,12% 27,80%
Нейрогенные колебания Амплитуда, перф.ед., Ан 14,08±1,65 11,15±0,72 р1Д<0,01 18,64±0,92 р13<0,001 р23<0,001
Вклад, % 39,71% 34,84% 37,50%
Тонус, НТ 2,44±0,15 2,88±0,11 Р1,2<0,01 1,82±0,09 р13<0,001 р2,3<0,001
Миогенные колебания Амплитуда перф.ед., Ам 9,70±1,21 8,33±0,97 15,98±0,57 р13<0,001 р23<0,001
Вклад, % 16,94% 19,21% 27,77%
Тонус, МТ 3,35±0,17 3,98±0,18 Р1,2<0,05 2,79±0,11 р12<0,001 Р23<0,01
Дыхательные колебания Амплитуда, перф.ед., Ад 3,78±0,63 2,42±0,28 Р1,2<0,01 6,13±0,77 Р1,3<0,01 р2,3<0,001
Вклад, % 2,42% 1,72% 4,37%
Пульсовые колебания Амплитуда перф.ед., Ас 1,97±0,25 1,87±0,16 4,78±0,45 Р1,3<0,001 р2,3<0,001
Вклад, % 0,80% 0,25% 0,32%
Примечания: обозначения те же, что и в таблице 1.
Высокие значения амплитуд и вкладов эндотелиальных и вазомоторных (нейрогенных и миогенных) ритмов на фоне низких амплитудных значений дыхательных и пульсовых колебаний у испытуемых данной группы свидетельствуют о доминировании активных механизмов, связанных с симпатическими влияниями, над пассивными, обусловленными парасимпатическими влияниями регуляторных механизмов, а, следовательно, об
адекватном притоке со стороны артериол и своевременном оттоке периферической крови со стороны венул, что свидетельствует о сбалансированности пре- и посткапиллярных влияний на модуляцию тканевого кровотока. Следовательно, апериодический тип микроциркуляции характеризуется полноценным функционированием капиллярного кровотока, что подтверждается высоким значением ИЭМ 2,50±0,15 (табл. 1; рис. 1), и, по нашему мнению, соответствует нормоемическому гемодинамическому типу.
Второй тип ЛДФ-грамм встречался в 31,6% случаев и характеризовался достоверно низкими значениями ПМ (16,58±1,35 перф.ед.; р<0,001), СКО (2,91±0,40 перф.ед.; р<0,001) и высокими значениями Ку (18,52±0,72%; р<0,001) по сравнению с таковыми в первом типе ЛДФ-грамм (табл. 1; рис. 1). Для данного типа также было характерно преобладание активных механизмов регуляции тканевого кровотока над пассивными, однако доминанта регуляции тканевого кровотока была сопряжена с преобладанием симпатических нейрогенных влияний, что подтверждается достоверно низким значением амплитуды нейрогенного компонента (11,15±0,72 перф.ед.; р<0,01, вклад при этом составил 34,84%) по сравнению с таковым у испытуемых 1-ой группы, а также высоким значением нейрогенного тонуса (2,88±0,11 перф.ед.; р<0,01) (табл. 2, рис. 1, 2). Это свидетельствует о значительной активности симпатических адренергических волокон, что приводит к увеличению жесткости сосудистой стенки и, следовательно, к увеличению периферического сопротивления [22]. Повышенная жесткость сосудистой стенки, вероятно, и обуславливает низкие показатели флакса, а также является причиной невысокой перфузии [23]. Кроме того, достоверно сниженным было значение амплитуды дыхательных волн (2,42±0,28 перф.ед.; р<0,01), вклад которых в общую мощность спектра составил 1,72% (табл. 2; рис. 1, 2), что свидетельствует о сниженном притоке крови в микроциркуляторное русло за счет спазма приносящих сосудов [22 - 23]. Следовательно, данный тип микроциркуляции менее сбалансированный, чем апериодический, что подтверждается достоверно меньшим (на 19,6%; р<0,01) значением ИЭМ (2,01±0,16) (табл. 1; рис. 1). Исходя из собственных и литературных данных [4, 7, 14], этот тип ЛДФ-граммы можно отнести к гипоемическому или спастическому типу микрогемодинамики.
Третий тип ЛДФ-грамм встречался у 31,6% испытуемых и достоверно отличался от двух предыдущих типов высоким уровнем ПМ (36,34±1,19 перф.ед.; р<0,001) и относительно монотонным уровнем колебаний тканевого кровотока, о чем свидетельствуют низкие значения Ку (6,45±0,96%; р<0,001) и СКО (2,26±0,29 перф.ед.; р<0,001), по сравнению с таковыми у испытуемых 1 и 2 группы (табл. 1, рис. 1). Отличительной особенностью ЛДФ-грамм этого типа являлось то, что амплитудные значения всех спектральных компонентов были достоверно выше по сравнению с таковыми у испытуемых 1 и 2 групп (табл. 2; рис. 1, 2). Высокие амплитудные значения и вклады в общую мощность спектра миогенного и нейрогенного компонентов, наряду с их пониженными тонусами, свидетельствуют о сниженных влияниях активных механизмов, что влечет за собой увеличение вклада пассивных механизмов в процесс регуляции за счет роста дыхательных и пульсовых колебаний [3, 5].
Дыхательная волна в микроциркуляторном русле преимущественно связана с дыхательными экскурсиями грудной клетки, а также обусловлена распространением в микрососуды волн со стороны путей оттока крови и перепадами давления в венозной части кровеносного русла [4 - 5]. Местом локализации дыхательных волн в системе микроциркуляции являются венулы. Чаще всего увеличение амплитуды дыхательной волны указывает на снижение микроциркуляторного давления [4]. Амплитуда пульсовой волны, приносящейся в микроциркуляторное русло со стороны артерий, является параметром, который изменяется в зависимости от состояния тонуса резистивных сосудов [24], а ее возрастание связано с увеличением притока крови в микроциркуляторное русло. Таким образом, повышенные дыхательные и пульсовые амплитудные значения, наряду со сниженным влиянием вазомоторного компонента, а, следовательно, низким симпатическим тонусом, свидетельствуют о высоком притоке крови со стороны артериол, связанным с вазодилатацией, и затрудненном оттоке со стороны венул, что обуславливает гиперемию тканей у испытуемых этой группы. Угнетение вазомоторного механизма и смещение доминанты регуляции микрокровотока в высокочастотную область привело к снижению ИЭМ (1,70±0,05), что на 32% (p<0,001) меньше по сравнению с таковыми у испытуемых первой группы и на 12,4% (p<0,01) второй группы (табл. 1; рис. 1). Таким образом, полученные данные позволяют отнести данный тип ЛДФ-грамм к гиперемическому типу микрогемодинамики.
В результате проведенного исследования, установлено, что у здоровых лиц женского пола в возрасте 18-23 лет доминирующими являются ритмы флаксмоций, обеспечиваемые активными механизмами регуляции. На миогенный механизм, который обеспечивается пейсмекерами в прекапиллярном звене микроциркуляторного русла, накладываются нейрогенные влияния со стороны симпатического звена автономной нервной системы, обуславливающие апериодические высокоамплитудные колебания кровотока в микрососудах. В случае повышения нейрогенных (симпатических) влияний эти колебания в ЛДФ-грамме отсутствуют, а сама ЛДФ-грамма становится монотонной [11]. Смещение доминанты колебаний по амплитуде в высокочастотную область обусловлена подавлением вазомоторного механизма и компенсаторным усилением парасимпатических влияний в регуляции тканевого кровотока [5]. Таким образом, проведенный анализ позволил выделить 3 типа ЛДФ-грамм.
Первый тип ЛДФ-грамм - апериодический (нормоемический) характеризуется нерегулярными высокоамплитудными колебаниями кровотока, обусловленными суперпозициями различных компонентов с преобладанием низкочастотных, что отражает сбалансированность механизмов вазомоторной, метаболической и нейрогенной микроциркуляторной регуляции [11]. Подтверждением этого является дендрограмма кластерного анализа показателей микроциркуляции, построенная путем иерархического объединения их в кластеры более высокой общности на основе критерия минимума расстояния в пространстве переменных (рис. 3).
%120
100 80 60
X
АК ИЭМ АД СКО АМ АН АЭ
Апериодический тип
КУ ПМ
показатели
%1
X
1
АД АК ИЭМ СКО АМ АН АЭ
Монотонный тип с низкой перфузией
показатели
%120
100 80
Л
X
АН АМ АЭ АК АД КУ ИЭМ СКО ПМ
Монотонный тип с высокой перфузией
Рис. 3. Дендрограммы кластерного анализа показателей микроциркуляции у испытуемых с разными микрогемодинамическими типами. Примечание: обозначения указаны в тексте.
0
100
0
КУ ПМ
0
Дендрограмма показателей микроциркуляции у испытуемых данной группы состоит из трех кластеров. Первый кластер включает компоненты пассивной регуляции (Ад, Ак) и показатели СКО и ИЭМ. Следовательно, у испытуемых с данным гемодинамическим типом величина СКО и ИЭМ в значительной степени определяется влиянием дыхательных и пульсовых колебаний: чем меньше амплитудные значения дыхательных и пульсовых волн, тем выше ИЭМ [5-6]. Второй кластер объединяет показатель Ку и компоненты активной регуляции микрокровотока (Аэ, Ан, Ам), что свидетельствует о тесной взаимосвязи эндотелиального, нейрогенного и миогенного компонентов с Ку. Известно, что чем больше вазомоторная активность сосудов, тем Ку выше [8]. Этот кластер имеет достаточно тесную связь с третьим кластером, состоящим всего из одного компонента - ПМ, что свидетельствует о большем влиянии на показатель перфузии активных компонентов регуляции.
Второй тип - монотонный с низкой перфузией (гипоемический), характеризуется повышенным нейрогенным тонусом на фоне сниженного влияния дыхательного компонента, что свидетельствует о преобладании симпатических влияний и некоторой констрикции микрососудов. Увеличение жесткости сосудистой стенки обуславливает низкие показатели флакса. Результатом является сниженный приток крови в микроциркуляторное русло, и следовательно, низкий уровень перфузии. Данные механизмы отражаются в дендрограмме, состоящей, как и в предыдущем типе, из трех кластеров (рис. 3). Первый кластер (СКО, ИЭМ, Ад, Ак) отражает влияние пассивных регуляторных механизмов на показатели СКО и ИЭМ, аналогично кластеризации этих показателей у испытуемых с апериодическим типом микроциркуляции. Второй кластер включает активные компоненты регуляции (Аэ, Ан, Ам), что свидетельствует о близости эндотелиальных, нейрогенных и миогенных регуляторных механизмов. Третий кластер содержит ПМ и Ку, что подтверждает их тесную взаимосвязь, так как, чем больше Ку, тем меньше ПМ [5]. Этот кластер тесно связан со вторым, что свидетельствует о значительном влиянии на величину ПМ активных регуляторных механизмов. Второй и третий кластеры связаны с первым, что отражает опосредованное невысокое влияние дыхательных и пульсовых колебаний на ПМ.
Третий тип - монотонный с высокой перфузией (гиперемический), отличается высоким показателем перфузии и монотонными колебаниями тканевого кровотока, обусловленными низкими показателями флакса и Ку. При этом значительный вклад дыхательных и пульсовых компонентов, наряду со сниженным тонусом вазомоторных колебаний, свидетельствует об относительном ослаблении симпатических влияний и некоторой дилатации микрососудов, что приводит к повышенному притоку со стороны артериол и несколько затрудненному оттоку со стороны венул [1, 7, 11]. Дендрограмма у испытуемых с данным микрогемодинамическим типом также состоит из трех кластеров (рис. 3). Первый включает активные компоненты регуляции микрокровотока (Аэ, Ан, Ам), что свидетельствует о их тесной взаимосвязи. Второй кластер объединяет пассивные компоненты регуляции (Ад, Ак) и показатели СКО, Ку, ИЭМ, отражая, таким образом, четкую зависимость показателей СКО, Ку, ИЭМ от дыхательных и
пульсовых осцилляций у испытуемых с данным микрогемодинамическим типом. Эти два кластера связаны между собой, а также оказывают взаимное влияние на третий кластер, включающий всего один показатель - ПМ, однако длина этой связи максимальна, что определяет опосредованную связь ПМ с активными и пассивными компонентами регуляции.
ВЫВОД
1. На основании значений показателей перфузии, уровня флакса и коэффициента вариации выделены три типа ЛДФ-грамм: апериодический (36,8% испытуемых), монотонный с низкой (31,6% испытуемых) и высокой перфузией (31,6% испытуемых).
2. Апериодический (нормоемический) тип характеризуется высокими значениями флакса, коэффициента вариации, индекса эффективности микроциркуляции, доминированием в системе регуляции низкочастотных компонентов на фоне сниженного влияния высокочастотных волн, что указывает на полноценный приток крови в капиллярное русло и своевременный отток периферической крови и свидетельствует о высокой сбалансированности активных и пассивных регуляторных механизмов.
3. Монотонный тип с низкой перфузией (гипоемический или спастический) достоверно отличается от апериодического типа более низкими значениями перфузии, флакса, индекса эффективности микроциркуляции, амплитудами дыхательной волны, преобладанием симпатических нейрогенных влияний, что свидетельствует о слабом притоке крови в микроциркуляторное русло за счет спазма приносящих сосудов и меньшей, по сравнению с апериодическим типом, сбалансированностью активных и пассивных регуляторных механизмов.
4. Монотонный тип ЛДФ-граммы с высокой перфузией (гиперемический) характеризуется высокими значениями перфузии, низкими значениями флакса, коэффициента вариации и индекса эффективности микроциркуляции, высокими значениями амплитуд всех ритмов по сравнению с таковыми у двух предыдущих типов, что свидетельствует об угнетении вазомоторного механизма в регуляции микрокровотока, следствием чего является повышенный приток крови со стороны артериол и затрудненный отток со стороны венул.
Список литературы
1. Цехмистренко Т.А. Индивидуально-типологические особенности состояния микроциркуляции крови у девушек / Т.А. Цехмистренко, Т.И. Станишевская // Регионарное кровообращение и микроциркуляция.-2006. - Т.5. - С. 51-57
2. Чернух А.М. Воспаление. - М.: Медицина. - 1979. - 430 с.
3. Чуян Е.Н. Индивидуально-типологические особенности показателей микроциркуляции / Е.Н. Чуян, Н.С. Трибрат, М.Н. Ананченко // Учёные записки Таврического Национального университета им. В.И. Вернадского. Серия «Биология, химия». - 2008. - Том 21 (60), №»3. - С.190 - 203.
4. Маколкин В.И. Метод лазерной допплеровской флоуметрии в кардиологии / В.И. Маколкин, В.В. Бранько, £.А. Богданова. Пособие для врачей. - М.: Россельхозакадемия. - 1999. - 48 с.
5. Крупаткин А.И. Лазерная допплеровская флоуметрия микроциркуляции крови / А.И. Крупаткин, В.В. Сидоров // М.: Медицина. - 2005. - 254 с.
6. Козлов В. И.. Лазерная допплеровская флоуметрия и анализ коллективных процессов в системе микроциркуляции / В. И. Козлов, Л.В. Корси, В.Г. Соколов // Физиология человека. -1998. - Т. 24., №6. - С. 112.
7. Литвин Ф.Б. Возрастные и индивидуально-типологические особенности микроциркуляции у мальчиков, подростков и юношей // Регионарное кровообращение и микроциркуляция. - 2006, Т. 5.- С. 44-49.
8. Глазная микроциркуляция у больных первичной глаукомой до и после операции / науч. ред. А.В. Муравьев. - Ярославль: Материалы международной конференции в микро- и макроциркуляции. Гемореология, 2005. - 149 с.
9. Логинова Н.К. Лазерная допплерография пульпы зуба // Н.К. Логинова, С.Н. Ермольев, В.В. Сидоров и др. / ФГУ "Центральный научно-исследовательский институт стоматологии и челюстно-лицевой хирургии Росмедтехнологий" / Разрешение на применение новой медицинской технологии / М. - 2008. - С. 5-17.
10. Бакшинский П.П. Вейвлет-анализ общей и глазной микрогемодинамики у больных первичной открыгоугольной глаукомой с нормализованным внутриглазным давлением // П.П. Бакшинский, А.Ю. Боголюбская, Г.А. Дроздова, Ф.Г. Сеидова, А.М. Шамшинова / Глаукома. -2006. - N° 3. - С. 7.
11. Козлов В.И. Индивидуально-типологические особенности микроциркуляции у человека // В.И. Козлов, Ф.Б. Литвин, Т.И. Станишевская, М.В. Морозов / Official Journal of the International Academy of Integrative Anthropology. Biomedical and Biosocial Anthropology. - 2007. - №9. - с. 249.
12. Bollinger A. Evaluation of flux motion in man by the laser Doppler technique // A. Bollinger, U. Hoffman, U.K. Franzeck / Blood Vessels. - 1997. - Vol. 241, №5. - P. 349-362.
13. Станишевская Т.И. Индивидуально-типологические особенности микроциркуляции крови у девушек-студенток с разным соматотипом: диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук: 03.00.13 / Станишевская Татьяна Ивановна. - Мелитополь, Москва, 2006 г. - 174 с.
14. Станишевская Т.И. Основные типы микроциркуляции крови и частота их встречаемости у девушек юго-восточного региона Украины / Ученые записки таврического национального университета им. В. И. Вернадского. Серия „Биология, химия". - 2005. - Т. 18 (56), №1, С.131-141.
15. Mayrovitz H. Effects of permanent magnet sonresting skin blood perfusion inhealthy persons assessed by laser Doppler flowmetry and imaging // H. Mayrovitz, E. Groseclose, M. Markov, A. Pilla / Bioelectromagnetics. - 2001. -№22. -Р. 494-502.
16. Лакин Г.Ф. Биометрия. - М.: Высшая школа. - 1990. - 352 с.
17. Боровиков В.П. STATISTICA: искусство анализа данных на компьютере. Для профессионалов. -СПб.: Питер. - 2001. - 656 с.
18. Савельев В.С. Исследование микроциркуляции при хронической венозной недостаточности нижних конечностей. Методическое пособие для врачей. М. - 2006. - 25 с.
19. Stefanovska A. Physics of the human cardiovascular system // A. Stefanovska, M. Bracic / Contemporary Physics. - 1999. - V. 40, №1, p.31-35.
20. Kvandal P. Regulation of human cutaneous circulation evaluated by laser Doppler flowmetry, iontophoresis, and spectral analysis: importance of nitric oxide and prostangladines // P. Kvandal, A. Stefanovska, M. Veber, H.D. Kvernmo, K.A. .Kirkeboen / Microvascular Research. - 2003. - V.65. - P. 160-171.
21. Schmid - Schonbein H. Synergetic Interpretation of Patterned Vasomotor Activity in Microvascular Perfusion: Descrete Effects of Myogenic and Neurogenic Vasoconstriction as well as Arterial and Venous Pressure Fluctuations // H. Schmid - Schonbein, S. Ziege, R. Grebe, V. Blazek, R. Spielmann, F. Linzenich / Int J. Microcir. - 1997. - V.17. - P. 346-359.
22. Thadhani R. pressure and risk of preeclampsia: a prospective study // R. Thadhani, J.L. Ecker, E. Kettyle et al. / Obstet. Gynecol. - 2001. - Vol. 97, N 4. - P. 515-520.
23. Шифман Е.М. Преэклампсия, эклампсия, HELLP - синдром. Петрозаводск: Издательство «ИнтелТек». - 2002. - 432с.
24. Силантьева Е.С. лечение хронического воспаления придатков матки (гемодинамические аспекты квч-терапии): диссертация на соискание ученой степени кандидата медицинских наук: 14.00.01 / Силантьева Елена Суликовна . М., 2000. - 52 с.
25. Okano C. Modulatory effects of static magnetic fields on pressure of blood in rabbits // C. Okano, H. Okubo / Bioelectromagneties. - 2001. - №22. - Р. 408-418.
Чуян О.М. 1ндиввдуально-типолоочний пвдхвд до дослвдження процемв мiкроциркуляцiï KpoBi / О.М. Чуян, М.М. Ананченко // Вчеш записки Тавршського нацiонального унiверситету îm. В. I. Вернадського. Серiя: Бюлогта, xîmm. - 2009. - Т. 22 (61). - № 3. - С. 159-173.
Методом лазерноï доплеровсьюм флоуметрп (ЛДФ) вивченi iндивiдуально-типологiчнi особливостi показниюв мiкроциркуляцiï у умовно-здорових дiвчат-волонтерiв кримського регюну у вщ 18-23 роюв. В результатi дослiдження було видшено 3 типи ЛДФ-грам: аперюдичний, монотонний з низькою i високою пеpфузieк>. Показано, що найбiльш високою збалансовашстю регуляторних пpoцесiв мiкpoциpкуляцiï вoлoдiють випробовуваш з аперюдичним типом ЛДФ-грами. Ключовi слова: мжроциркулящя кpoвi, метод лазерил дoплеpoвськoï флoуметpiï (ЛДФ), аперюдичний тип, монотонний тип з низькою пеpфузieк>, монотонний тип з високою пеpфузieк>.
Chuyan E.N. Individually-tipological approach to research of processes of microblood circulation / E.N. Chuyan, M.N. Ananchenko // Scientific Notes of Taurida V.Vernadsky National University. Series: Biology, chemistry. - 2009. - Vol. 22 (61). - № 3. -Р. 159-173.
By a laser Doppler flowmetry (LDF) is studied individually-typological features of indicators of microcirculation at is conditional-healthy girls-volunteers of the Crimean region at the age of 18-23 years. As a result of research 3 types LDF-GRAM have been allocated: aperiodic, monotonous with low and high perfusion. It is shown that the highest equation regulator processes of microcirculation processes examinees with aperiodic type LDF-grammes.
Keywords: microblood circulation, a method of laser Doppler flowmetry (LDF), aperiodic type, monotonous type with low perfusion, monotonous type with high perfusion.
Поступила в редакцию 19.10.2009 г.
