CC BY
38УДК 57.089:612.15
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РЕАКЦИИ МИКРОЦИРКУЛЯТОРНО-ТКАНЕВОЙ СИСТЕМЫ ОРГАНИЗМА ДЛЯ ОЦЕНКИ УРОВНЯ СПОРТИВНОЙ НАГРУЗКИ И РЕЗЕРВНЫХ
ВОЗМОЖНОСТЕЙ ОРГАНИЗМА
Наполова Галина Викторовна кандидат биологических наук, доцент кафедры «Теории и методики избранного вида спорта» Орловский государственный университет имени И. С. Тургенева
г. Орел, Россия
Дунаев Андрей Валерьевич кандидат технических наук, доцент, ведущий научный сотрудник научно образовательного центра «Биомедицинская инженерия»> Орловский государственный университет имени И. С. Тургенева
г. Орел, Россия
Горохова Ираида Витальевна
студентка
«Институт приборостроения, автоматизации и информационных технологий»»> Орловский государственный университет имени И. С. Тургенева
г. Орел, Россия
USING REACTION MIKROTSIRKULJATORNO-TISSUE SYSTEMS OF THE BODY TO MEASURE THE LEVEL OF SPORTS LOAD AND RESERVE CAPACITY OF THE ORGANISM
Napolova Galina Viktorovna Ph.D., associate professor of the department «Theory and methodology chosen spor»
Orel State Universitynamed after I. S. Turgenev, Orel, Russia
Dunayev Andrey Valerievich Ph.D., associate professor, leading researcher of scientific educational center
«Biomedical Engineering»> Orel State University named after I. S. Turgenev, Orel, Russia
Gorokhova Iraida Vitalievna
student
«Instrumentation Institute, automation and information technologies»> Orel State University named after I. S. Turgenev, Orel, Russia
Аннотация. В данной статье рассматривается возможности использования диагностического комплекса «ЛАКК-М»> для прогнозирования результатов физического воздействия на организм. Предложенные методы дают возможность изучения особенностей строения микроциркуляторной системы (МТС). Результатом исследования является выявление одного из критериев адаптивных изменений в микроциркуляторной системе спортсмена, которое выражается в смещении
колебания нейрогенного диапазона (0,02-0,06 Гц) в миогенный (0,06 — 0,2 Гц) под действием спортивной нагрузки.
Abstract. This article discusses the possibility of using "LACK-M" diagnostic system for predicting the results of the physical effects on the body. The proposed methods make it possible to study the structural features of the microcirculatory system (MTS). The result of the study is to identify one of the criteria of adaptive changes in the microcirculatory system of the athlete, which is reflected in the shift of oscillation neurogenic band (0.020.06 Hz) in the myogenic (0.06 - 0.2 Hz) under the influence of sports load.
Ключевые слова. Микроциркуляторно-тканевая система (МТС), лазерная доплеровская флоуметрия (ЛДФ), оптическая тканевая оксиметрия (ОТО), пульсоксиметрия, флуоресцентная спектрометрия (ФС), диффузионно-волновая спектроскопия, оптическая когерентная томография (ОКТ).
Keywords. Mikrotsirkuljatorno-tissue system (MTS), laser Doppler flowmetry (LDF), optical tissue oximetry (GRT), pulse oximetry, fluorescence spectroscopy (FS), diffusion-wave spectroscopy, optical coherence tomography (OCT).
Трудно установить хронологическую дату, когда человек осознал, что физические нагрузки способствуют укреплению и развитию организма. Еще Аристотель, указывая на это говорил: «Ничто так не истощает здоровье, как физическое бездействие».
Развитие таких наук как анатомия и физиология дали толчок к научному обоснованию потребности организма человека в физических нагрузках. Одновременно с этим накапливались знания о видах и формах упражнений, дающих требуемый эффект.
На современном этапе в физиологии упражнений используют четкие параметры различных систем организма, характеризующие эффективность тренировки. Наиболее информативна в этом оценка сердечно-сосудистой системы, а точнее ее периферической части — микроциркуляторного русла.
Которое представляет систему мелких сосудов, состоящую из артериол, капилляров, венул, а также артериоловенулярных анастомоз. Именно здесь происходят процессы обмена между кровью и тканями.
Микроциркуляторное русло располагается между артериями - сосудами, несущими кровь от сердца к органам тела, и венами — по которым кровь возвращается к сердцу. Толщина эндотелия капилляров этого русла настолько мала, что позволяет проходить через него молекулам кислорода, воды, липидов и продуктов, образующихся в результате жизнедеятельности организма (диоксид углерода, мочевина), а также многих других веществ за короткое время. Этому процессу способствует и малый просвет капилляров (средний их диаметр составляет 5-10 мкм), который обеспечивает наиболее плотный контакт жидкости с эндотелием [1 с. 28].
Микроциркуляторное русло находится под многоуровневым контролем различных систем, который обуславливается локальными физиологическими потребностями тканей.
Особенность строения микроциркуляторной системы и механизмы ее регулирования широко используются современной наукой для прогнозирования результатов физического воздействия на организм.
Рисунок 1. Капилляр. Микрокиносъемка (по В. И. Козлову): 1 - эндотелий; 2 - перицит; 3 - адвентициальная клетка; 4 - эритроциты в просвете капилляра. Стрелкой обозначено направление движения крови.
Одним из наиболее информативных показателей при этом выступает оценка микроциркуляторно-тканевой системы (МТС). Для регистрации изменений в которой используют такие неинвазивные технологии, как лазерная доплеровская флоуметрия (ЛДФ), оптическая тканевая оксиметрия (ОТО), пульсоксиметрия, флуоресцентная спектрометрия (ФС), диффузионно-волновая спектроскопия, спекл-микроскопия, оптическая когерентная томография (ОКТ) и др. [1 с.118]. Наибольшей результативностью обладает комплексный подход к исследованию МТС, что реализовано в многофункциональном диагностическом комплексе «ЛАКК -М» (ООО НПП «ЛАЗМА», Россия).
Диагностический комплекс «ЛАКК-М» дает возможность аккумулировать информацию о модуляции кровотока. Интерпретация которой позволяет диагностировать состояние сосудистого тонуса и механизма регуляции кровотока в микроциркуляторном русле.
Для статистического анализа, в условиях нашего эксперимента оценивались параметры перфузии тканевой сатурации ^Ю2), артериальной сатурации
^аО2), объемного кровенаполнения ^^ с использованием вейвлет-анализа для описания ритмов их колебаний. [2 с. 452]
Микроциркуляция регулируется рядом активных и пассивных факторов. К активным относятся такие как эндотелиальные, миогенные и нейрогенные. Эти факторы контроля регуляции модулируют поток крови со стороны сосудистой стенки и реализуются через ее мышечный компонент.
К пассивным факторам со стороны артерий относится пульсовая волна, а со стороны вен присасывающее действие «дыхательного насоса». Эти факторы, вызывают колебания кровотока вне системы микроциркуляции.
Активные механизмы создают поперечные колебания кровотока, что связано с чередованием сокращения и расслабления мышц сосудов
Пассивные факторы, выражающие в периодическом изменении объема крови в сосуде и организуют продольные колебания кровотока.
Влияние активных и пассивных факторов на поток крови приводит к изменению скорости и концентрации потока эритроцитов, регистрирующихся в виде сложного колебательного процесса.
Анализируя данные за последние несколько лет [3 с.105], [4 с.212], [5 с. 366], [6 с. 170] мы пришли к выводу: под действием спортивной нагрузки колебания в нейрогенном диапазоне (0,02-0,06 Гц) перемещаются в миогенный (0,06 — 0,2 Гц), что отражает наличие у спортсмена адаптивных изменений в МТС; увеличение таких параметров, как Im, Imn, (нутритивный кровоток) и OC (скорость потребления кислорода), может свидетельствовать о возрастающей потребности тканей в кислороде.
Данный подход к определению срочных адаптаций дает возможность качественной характеристики уровня нагрузки и ее объективной корректировки. При создании новых технологий в физиологии упражнений необходимо учитывать изменения состояния МТС для оценки резервных возможностей организма.
Список литературы
1. Тучин В. В. Оптическая биомедицинская диагностика. - в 2-х томах. - Т.1 -М.: ФИЗМА ТЛИТ, 2007. - 518с.
2. Курапаткин А. И. Функциональная диагностика состояния микроциркуляторно-тканевых систем: колебания, информация, нелинейность (Руководство для врачей) / А. И. Курапаткин, В. В. Сидоров. - М.: Книжный дом «ЛИБРОКОМ», 2013. - 496 с.
3. Наполова Г. В. Комплексный подход в оценке изменений состояния микроциркуляторно-тканевых систем организма при спортивной нагрузке / Г В. Наполова, А. В. Дунаев, В. С. Макеева, Л. А. Жернова, И. В. Наполова. - М.: ООО «Альфа-Принт», 2015. - C. 104-105.
4. Жернова Л. А. Управление тренировочным процессом спортсменов по состоянию микроциркуляторно-тканевых систем организма [Электронный ресурс] / Л. А. Жернова, А. В. Дунаев. - Режим доступа:
http://www.bmecenter.ru/sites/default/files/publications/Zhernova_RnD.pdf.
5. Жернова Л. А. Исследование изменений параметров микроциркуляторно-тканевых систем до и после тренировок спортсменов [Электронный ресурс] /Л. А. Жернова, А. В. Дунаев // Сборник статей по материалам 2-ого международного симпозиума «Физическая культура, спорт и туризм. Интеграционные процессы науки и практики». - Том 2. - Орёл (24-25 апреля 2014 г.). - 2014. - С. 365-370. -Режим доступа:
http://www.bmecenter.ru/sites/default/files/publications/Zhernova_sport.pdf.
6. Жернова Л. А. Исследование микрососудистого кровотока и тканевой сатурации при спортивных нагрузках [Электронный ресурс] /Л. А.Жернова, А. В. Дунаев. - Режим доступа:
http://www.bmecenter.ru/sites/default/files/publications/Karachev_Sport_2013.pdf.
References
1. Tuchin V. V. Opticheskaya biomeditsinskaya diagnostika [The optical biomedical diagnostics]. In 2 vols. V.1. Moscow, FIZMATLITPubl,, 2007. 518p.
2. Kurapatkin A. I, Sidorov V. V. Funktsional'naya diagnostika sostoyaniya mikrotsirkulyatorno-tkanevykh sistem: kolebaniya, informatsiya, nelineynost' (Rukovodstvo dlya vrachey) [Functional diagnostics of mikrotsirkuljatorno-tissue systems: vibrations, information, non-linearity (Manual for Physicians)]. Moscow, Book House "LÍBROKOM", 2013. - 496 p.
3. Napolova G. V, Dunayev A. V. Makeeva V. S, Millstone L. A. Napolova Í. V. Kompleksnyy podkhod v otsenke izmeneniy sostoyaniya mikrotsirkulyatorno-tkanevykh sistem organizma pri sportivnoy nagruzke [An integrated approach in the assessment of changes in the state mikrotsirkuljatorno-tissue systems of the body at a sports load]. Moscow, Alfa-print Publ, 2015. pp.104-105.
4. Zhernova L. A., Dunaev A. V. Upravlenie trenirovochnym protsessom sportsmenov po sostoyaniyu mikrotsirkulyatorno-tkanevykh sistem organizma [The management of the training process of athletes as of microcirculatory-tissue systems of the body]. Available at: http://www.bmecenter.ru/sites/default/files/publications/Zhernova_RnD.pdf.
5. Zhernova L. A., Dunaev A. V. Íssledovanie izmeneniy parametrov mikrotsirkulyatorno-tkanevykh sistem do i posle trenirovok sportsmenov [Study of changes in parameters of microcirculatory-tissue systems before and after workouts athletes]. Available at:
http://www.bmecenter.ru/sites/default/files/publications/Zhernova_sport.pdf.
6. Zhernova L. A., Dunaev A. V. Íssledovanie mikrososudistogo krovotoka i tkanevoy saturatsii pri sportivnykh nagruzkakh [The study of microvascular blood flow and tissue saturation during sports loads]. Available at: http ://www.bmecenter.ru/sites/default/files/p ublications/Karachev_ Sport_2013.pdf.
