CC BY
131
УДК 612.135 DOI: 10.17238/issn2542-1298.2017.5.1.16
изменение микроциркуляции крови при смене ориентации тела человека
(на примере жителей г. Ярославля)1 О.А. Овчинникова*
*Ярославский государственный педагогический университет им. К.Д. Ушинского (г. Ярославль)
Оценка состояния регуляции кровоснабжения кожи и функциональных возможностей системы микроциркуляции крови - актуальная проблема физиологии человека. Изменения положения тела сопровождаются перераспределением кровотока в сосудистом русле и приспособительными реакциями системы кровообращения. Периферический кровоток осуществляется в сосудах отдельных органов и тканей и направлен на обеспечение адекватного кровоснабжения в них в соответствии с постоянно меняющейся метаболической активностью. С помощью метода лазерной допплеровской флоуметрии с вейвлет-анализом амплитудно-частотного спектра колебаний микрокровотока в группе условно здоровых добровольцев обоего пола в возрасте 23-30 лет оценивали состояние кожной микроциркуляции и механизмы регуляции тканевого кровотока при положении тела сидя и лежа. При переходе в горизонтальное положение у обследуемых наблюдалось снижение максимальных амплитуд как активных, так и пассивных факторов контроля микроциркуляции. Более низкие значения амплитуд активного диапазона при принятии горизонтального положения указывают на увеличение жесткости сосудистой стенки и повышение сопротивления микро-циркуляторного русла. снижение амплитуд респираторного ритма, наблюдаемое в положении лежа, может указывать на улучшение венозного оттока. Полученные данные свидетельствуют о перераспределении крови в микроциркуляторном русле и большем задействовании нейрогенных, миогенных и кардиальных компонентов модуляции микрокровотока в положении лежа. Проведенная проба с задержкой дыхания не выявила значимых отличий в показателях микроциркуляции и показала схожие механизмы регуляции кровотока при кратковременной гипоксии в условиях изменения положения тела.
Ключевые слова: система микроциркуляции крови, лазерная допплеровская флоуметрия, ортоста-тический стресс, дыхательная проба.
Известно, что приспособительные механизмы и реакции адаптации и компенсации наиболее отчетливо выявляются при повышенной
функциональной нагрузке, поскольку в условиях физиологического покоя работа всех систем организма направлена на поддержание гомео-
•Исследование выполнено при поддержке Российского научного фонда (проект № 14-15-00787). Ответственный за переписку: Овчинникова Ольга Александровна, адрес: 150000, г. Ярославль, ул. Республиканская, д. 108; e-mail: [email protected]
Для цитирования: Овчинникова О.А. Изменение микроциркуляции крови при смене ориентации тела человека // Журн. мед.-биол. исследований. 2017. Т. 5, № 1. С. 16-24. DOI: 10.17238/issn2542-1298.2017.5.1.16
стаза, а во время функциональной нагрузки наблюдается напряжение всех вегетативных функций, обусловленное необходимостью ок-сигенации рабочих органов на оптимальном уровне. Одним из факторов, обеспечивающих работоспособность организма, является функциональное состояние сердечно-сосудистой системы. Между тем сосуды магистрального типа контролируют лишь распределение крови между органами, а способностью регулировать взаимодействие крови и паренхимы органов обладает система микроциркуляции крови [1, 2].
Каждый человек ежедневно испытывает ортостатический стресс, выражающийся в напряжении механизмов регуляции системы кровообращения при переходе из положения лежа в вертикальную стойку. Главный эффект орто-статического стресса - это аккумуляция крови в венозной системе нижней части тела в результате действия гравитации, что ведет к снижению венозного возврата, систолического и сердечного выброса, провоцируя снижение артериального давления и мозгового кровотока. Если механизмы регуляции сердечно-сосудистой системы не срабатывают в должной мере, церебральный кровоток может нарушиться, приводя, в конечном итоге, к ортостатическому обмороку [3-5].
Очевидно, что микроциркуляторное русло (МЦР) не является стабильной системой путей транспортного кровотока, его функциональное состояние постоянно меняется, приспосабливается к потребностям органов, что обеспечивается многочисленными структурными механизмами, условиями местного тканевого метаболизма и особенностями гемодинамики в сосудистой системе в целом [6, 7]. Так, итоговый эффект регуляторных механизмов определяется не только интенсивностью и природой действующих факторов, но и активностью регуляторных компонентов, функциональным состоянием реагирующих структур, обусловленными индивидуально-типологическими особенностями процессов микроциркуляции [2].
Вследствие перпендикулярного действия гравитационных сил на тело человека в положении лежа объем крови относительно равномерно распределен в сосудистой системе, сохраняя достаточно большое количество крови в центральном регионе - сосудах грудной полости, а также около 20-30 % в сосудах абдоминального региона [8]. Высокие венозный возврат (вследствие отсутствия противодействия гравитации) и центральный объем крови в положении лежа обеспечивают усиленное кровенаполнение правого желудочка и высокий ударный объем крови сердца. Во время перехода в ортостатическое положение под влиянием сил гравитации возврат крови замедляется, и часть крови начинает задерживаться в сосудах периферических регионов, снижая центральный объем крови. Величина крови, которая депонируется в кровеносных сосудах, зависит от многих факторов и во многом связана с растяжимостью сосудов [9].
Активная ортостатическая проба служит характеристикой функционального резерва системы кровообращения, позволяет судить о состоянии сердечного и сосудистого компонентов артериального давления, т. е. о состоянии центральной и периферической гемодинамики [10]. Идея использовать изменение положения тела в пространстве в качестве входного воздействия для исследования гемо-динамических величин реализована в практике функциональной диагностики давно [11]. В то же время исследований, посвященных особенностям реакций системной гемодинамики на изменение положения тела в зависимости от характера позной статики, достаточно мало, и они недостаточно систематизированы. Изменения показателей гемодинамики при смене положения тела позволяют провести детальную оценку индивидуальных адаптационных возможностей к такому воздействию на организм человека [12]. Поэтому целью нашей работы стало изучение реакции системы микроциркуляции на изменение положения тела.
Материалы и методы. В исследовании принимали участие практически здоровые добровольцы обоего пола (п = 16) в возрасте (27,2±4,9) лет (жители г Ярославля). Состояние микроциркуляции оценивали методом лазерной допплеровской флоуметрии (ЛДФ) с помощью компьютеризованного анализатора ЛАКК-02 (НПП «Лазма», Москва). Исследовали микрокровоток кожи предплечья в положении обследуемых сидя и затем лежа.
Метод ЛДФ основан на зондировании ткани лазерным излучением. Оценивали показатель микроциркуляции (ПМ), среднеквадратичное отклонение колебания перфузии относительно среднего значения потока крови (о) и коэффициент вариации (Ку) показателя микроциркуляции и амплитудно-частотные характеристики отраженного сигнала [13, 14].
Более детальный анализ функционирования микроциркуляторного русла проводили на втором этапе - при обработке ЛДФ-грамм. с помощью вейвлет-преобразования рассчитывали амплитудно-частотный спектр колебаний и оценивали вклад эндотелиальных, нейрогенных и миогенных компонентов тонуса микрососудов, а также дыхательных и сердечных ритмов [12]. Нейрогенный тонус (НТ) прекапиллярных резистивных микрососудов и миогенный тонус (МТ) метартериол и прекапиллярных сфинктеров, а также показатель шунтирования (ПШ) определяли по формулам:
НТ = о Рр / (Ан М);
МТ = о Р / (А М);
ср ^ м ' '
ПШ = (А + А )/А ,
V н м' м'
где где о - среднеквадратичное отклонение колебания перфузии; Рср - среднее артериальное давление; Ан и Ам - максимальные усредненные амплитуды осцилляций симпатического адре-нергического и миогенного диапазонов частот; М - среднее арифметическое значение ПМ.
ввиду разброса результатов измерений амплитуд колебаний осуществлять диагностику
работы того или иного механизма регуляции только по величинам максимальных амплитуд затруднительно. Поэтому кроме Атах анализировали функциональный вклад каждого звена в модуляцию микрокровотока (Атах/3о)100 % и вклад в общий уровень тканевой перфузии (Атах/М)100 %. Данные нормированные параметры рассчитывались в автоматическом режиме после определения значения А в соответ-
l ^ max
ствующем частотном диапазоне [15].
Дыхательную вазоконстрикторную пробу, отражающую рефлекторное увеличение ней-рогенного компонента стационарного тонуса сосудов, осуществляли путем 15-секундной задержки дыхания на высоте глубокого вдоха, что приводило к рефлекторной активации пре-ганглионарных симпатических вазомоторных нейронов, спазму приносящих микрососудов и кратковременному снижению ПМ с дальнейшим восстановлением кривой до исходного уровня. Резерв кровотока при дыхательной пробе вычисляли как отношение ПМ /ПМ и
_ тах исх
выражали в процентах, где ПМисх , ПМтт- максимальная и минимальная величина ПМ при дыхательной пробе [13].
Статистическую обработку полученных данных после проверки на соответствие выборки закону нормального распределения в связанных выборках проводили с использованием парного ¿-критерия Стьюдента, различия считали статистически значимыми при р < 0,05. Данные представлены в виде средних значений с их стандартным отклонением (М±о) [16, 17].
Результаты и обсуждение. Обладая высокой чувствительностью к изменениям микроге-модинамической ситуации в сосудистом русле, ЛДФ имеет неоспоримое преимущество перед другими методами исследования, поскольку регистрирует не только объемно-скоростные параметры микрокровотока, но и позволяет проводить изолированную оценку вклада каждого функционального механизма управления микрокровотоком [15, 18].
Показатель микроциркуляции (ПМ) (табл. 1) при переходе из положения сидя в горизонтальное положение снизился на 18,9 % (р < 0,05), вариабельность микрокровотока
(Ку) и среднее колебание перфузии относительно значения потока крови (о) уменьшились на 27,4 и 28,3 % соответственно (Р < 0,05).
Таблица 1
ИЗМЕНЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ МИКРОЦИРКУЛЯЦИИ КРОВИ ПРИ СМЕНЕ ПОЛОЖЕНИЯ ТЕЛА ЧЕЛОВЕКА (по данным ЛДФ)
Показатель Положение тела Разница, %
сидя лежа
ПМ (пф. ед.) 2,12±0,853 1,72±0,661* -18,9
с (пф. ед.) 0,427±0,233 0,306±0,141* -28,3
Kv (пф. ед.) 21,20±7,11 15,40±4,92* -27,4
Э A max 0,239±0,168 0,141±0,018* -41,0
(A /3с)100 % v max ' 16,01±3,46 13,3±4,32* -16,9
(A /MV100 % max 10,48±3,84 5,11±1,63*** -51,2
Н A max 0,288±0,187 0,178±0,116* -38,4
(A /3с)100 % v max ' 19,4±5,09 16,4±3,97* -15,1
(A /MV100 % v max ' 12,3±4,79 7,24±3,97** -41,1
М А max 0,277±0,196 0,153±0,094* -44,8
(A /3с)100 % v max ' 18,2±4,47 17,9±4,58 -1,64
(A /MV100 % v max ' 11,6±4,87 7,48±3,09** -35,5
Д A max 0,112±0,055 0,075±0,049* -33,0
(A /3с)100 % max 9,10±3,29 7,07±4,50* -22,3
(A /MV100 % 4 max ' 6,45±2,94 3,93±1,68** -38,9
с A max 0,088±0,045 0,098±0,049 11,3
(A /3с)100 % v max ' 5,75±2,09 8,34±3,39** 45,2
(A /MV100 % max 4,18±1,18 4,51±1,84 7,89
НТ (отн. ед.) 1,84±0,527 1,98±0,444 7,60
МТ (отн. ед.) 1,88±0,477 1,86±0,486 -1,06
ПШ (отн. ед.) 1,11±0,225 1,06±0,288 -4,59
Примечания: 1. Ашах - максимальная амплитуда; (Ашах/3о)100 % - нормированная амплитуда; (Ашах/М)100 % -приведенная амплитуда; Э, Н, М, Д, С - регуляторные механизмы микроциркуляции (эндотелиальные, ней-рогенные, миогенные, дыхательные, сердечные). 2. Статистическая значимость различий: * - р < 0,05; ** -р < 0,01; *** -р < 0,001.
При переходе в горизонтальное положение у обследуемых наблюдалось снижение максимальных амплитуд как активных, так и пассивных факторов контроля микроциркуляции. Так, Атах нейрогенной природы снизилась на 38,4 % (р < 0,05), миогенной природы - на 44,8 % (р < 0,05), эндотелиальной - на 41,0 % (р < 0,05) и дыхательной - на 33,0 % (р < 0,05).
снижение нормированных амплитуд активных факторов контроля микроцикуляции (нейрогенных и эндотелиальных) при переходе в горизонтальное положение составило 15,1 и 16,9 % (р < 0,05) соответственно. Для колебаний кардиальной природы значения нормированной амплитуды были значимо выше на 45,2 %(р < 0,01) , а для дыхательных ритмов -ниже на 22,3 % (р < 0,05) в положении лежа в сравнении с вертикальным положением.
Для осцилляций кардиальной природы значения приведенной амплитуды не имели статистически значимых различий при смене ориентации тела в пространстве. Для колебаний эндотелиальной, миогенной, нейрогенной и дыхательной природы значения приведенной амплитуды в положении лежа были значимо ниже на 51,2 % (р < 0,001), 35,5 % (р < 0,01), 41,1 % (р < 0,01) и 38,9 % (р < 0,001) соответственно, что может указывать на угнетение активных вазомоторных механизмов модуляции тканевого кровотока и преобладание в регуляции тонических симпатических влияний [19]. Подтверждением выявленного процесса может служить тенденция к увеличению нейрогенно-го тонуса в положении лежа на 7,6 % по сравнению с положением сидя.
Активные факторы контроля микроциркуляции модулируют поток крови со стороны сосудистой стенки и реализуются через ее мышечный компонент. снижение амплитуд активного диапазона при принятии горизонтального положения указывает на увеличение жесткости сосудистой стенки и повышение сопротивления МЦР. Дыхательная волна МЦР обусловлена динамикой венозного давления при легочной механической активности и присасывающим действием дыхательного насоса. снижение
амплитуд респираторного ритма, наблюдаемое в положении лежа, может указывать на улучшение венозного оттока. Таким образом, при переходе из положения сидя в положение лежа наблюдается перераспределение крови в МЦР.
Проведенная проба с задержкой дыхания отражает повышение тонуса сосудодвигатель-ного центра, центрального звена симпатической иннервации [22]. Уменьшение перфузии при дыхательной пробе мало зависит от наличия или отсутствия артериоло-венулярных анастомозов кожи [9]. Значимых отличий в показателях микроциркуляции в ответ на дыхательную пробу в зависимости от положения тела обследуемого нами не выявлено (табл. 2), что может свидетельствовать о сходстве механизмов регуляции кровотока при кратковременной гипоксии в условиях изменения положения тела.
Таблица 2
ИЗМЕНЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ МИКРОЦИРКУЛЯЦИИ КРОВИ ПРИ ДЫХАТЕЛЬНОЙ ПРОБЕ (по данным ЛДФ)
Показатель Положение тела Разница, %
сидя лежа
ПМ , пф. ед. исх' т ^ 2,04±0,903 1,58±0,410 -22,2
ПМ , пф. ед. mm' т ^ 1,36±0,81 1,22±0,579 -10,3
ПМ , пф. ед. max' т ^ 2,66±1,50 2,07±0,974 -22,1
РКК, % 77,9±28,1 81,4±19,7 4,49
Примечания: ПМисх - показатель микроциркуляции до задержки дыхания; ПФш.п - показатель микроциркуляции при задержке дыхания; ПМшах - восстановленная перфузия после задержки дыхания; РКК - резерв кровотока.
Заключение. Организм человека - это комплекс различных саморегулирующихся систем, которые формируются на метаболической основе под влиянием факторов внешней и внутренней среды. При этом сердечно-сосудистая
система как индикатор адаптивно-приспособительных процессов в первую очередь подвержена различным изменениям, чутко реагируя на них. Кровообращение в организме человека обеспечивает все процессы метаболизма и является компонентом различных функциональных систем, определяющих гомеостаз. Известно, что на конечный кровоток значительное влияние оказывают тонус сосудов, реологические свойства крови, состояние эндотелиаль-ной функции, особенности гемостаза. Системе микроциркуляции принадлежит определяющая
роль в обеспечении адекватного кровоснабжения органов и тканей организма [23].
Выявленные нами отличия в степени выраженности активных и пассивных ритмов колебаний кровотока указывают на то, что в положении лежа происходит перераспределение крови в МЦР и застойные явления в МЦР отсутствуют. В положении лежа более активный вклад в модуляцию микрокровотока вносят нейрогенный, миогенный и карди-альный ритмы, а в положении сидя - эндоте-лиальный.
Список литературы
1. Чуян Е.Н., Ананченко М.Н. Индивидуально-типологические особенности процессов микроциркуляции: влияние низкоинтенсивного миллиметрового излучения // Уч. зап. Тавр. нац. ун-та им. В.И. Вернадского. Сер.: Биология, химия. 2009. Т. 22(61), № 4. С. 236-254.
2. АнанченкоМ.Н., Чуян Е.Н. Кожная микроциркуляция в условиях функциональной нагрузки у испытуемых с различными типологическими особенностями под влиянием низкоинтенсивного миллиметрового излучения // Уч. зап. Тавр. нац. ун-та им. В.И. Вернадского. Сер.: Биология. Химия. 2011. Т. 24, № 2(63). С. 30-49.
3. Wieling W., van Lieshout J.J., Hainsworth R. Extracellular Fluid Volume Expansion in Patients with Posturally Related Syncope // Clin. Auton. Res. 2002. Vol. 12, № 4. P. 242-249.
4. Robertson D. The Pathophysiology and Diagnosis of Orthostatic Hypotension // Clin. Auton. Res. 2008. Vol. 18, прил. 1. P. 2-7.
5. Stewart J.M. Common Syndromes of Orthostatic Intolerance // Pediatrics. 2013. Vol. 131, № 5. Р. 968-980.
6. Калинин С.Ю., КалининаИ.Н., ДолгихВ.Т. Особенности течения варикозной болезни нижних конечностей у пациентов с различным уровнем функционирования сердечно-сосудистой системы // Ангиология и сосудистая хирургия. 2007. Т. 13, № 2. С. 84-87.
7. Литвин Ф.Б. Возрастные и индивидуально-типологические особенности микроциркуляции у мальчиков, подростков и юношей // Регионар. кровообращение и микроциркуляция. 2006. Т. 5, № 1. С. 44-50.
8. Gelman S. Venous Function and Central Venous Pressure: A Physiologic Story // Anesthesiology. 2008. Vol. 108, № 4. Р. 735-748.
9. Голубев Ю.В., Царапкин Л.В. Оценка уровня функционального состояния студентов по данным активной ортостатической пробы // Междунар. студенч. науч. вестн. 2015. № 5-3. С. 381.
10. Соловьева С.В., Церцек Т.Н., Бакиева Э.М., Трусевич Н.В., Соловьев В.С. Активная ортостатическая проба у здоровых и больных артериальной гипертензией и хронической обструктивной болезнью легких жителей города Сургута // Вестн. Тюм. гос. ун-та. Мед.-биол. науки. 2014. № 6. С. 132-140.
11. Астахов А.А. Физиологические основы биоимпедансного мониторинга гемодинамики в анестезиологии (с помощью системы «Кентавр»). Челябинск, 1996. Т. 2. 101 с.
12. Лесова Е.М., Самойлов В.О., Филиппова Е.Б., Савокина О.В. Индивидуальные различия показателей гемодинамики при сочетании гипоксической и ортостатической нагрузок // Вестн. Рос. воен.-мед. акад. 2015. № 1(49). С. 157-163.
13. Крупаткин А.И., Сидоров В.В. Функциональная диагностика состояния микроциркуляторно-тканевых систем. Колебания, информация, нелинейность: рук. для врачей. М., 2014. 498 с.
14. Лазерная допплеровская флуометрия микроциркуляции крови / под ред. А.И. Крупаткина, В.В. Сидорова. М., 2005. 256 с.
15. Федорович А.А., Рогоза А.Н., Бойцов С.А. Взаимосвязь функции артериолярного и венулярного отделов сосудистого русла с дилататорным резервом и параметрами центральной гемодинамики // Функц. диагностика. 2009. № 1. С. 14-22.
16. Сергиенко В.И. Математическая статистика в клинических исследованиях. М., 2006. 304 с.
17. Афанасьев В.В., Муравьев А.В., Осетров И.А., Михайлов П.В. Спортивная метрология. Ярославль, 2009. 242 с.
18. Binzoni T., Leung T.S., Rufenacht D., Delpy D.T. Absorption and Scattering Coefficient Dependence of Laser-Doppler Flowmetry Models for Large Tissue Volumes // Phys. Med. Biol. 2006. Vol. 51, № 2. Р. 311-333.
19. Тверитина Е.С. Механизмы регуляции кровотока кожи у лиц разных возрастных групп // Вестн. Сев. (Арктич.) федер. ун-та. Сер.: Мед.-биол. науки. 2014. № 3. С. 73-78.
20. Муравьев А.В., Тихомирова И.А., Чопоров С.В., Волкова Е.Л., Кислов Н.В., Маймистова А.А., Кругло-ва Е.В. Анализ изменений деформируемости эритроцитов в норме и при патологии // Регионар. кровообращение и микроциркуляция. 2008. Т. 7, № 4. С. 47-52.
21. Саркисов К.Г., ДужакГ.В. Лазерная допплеровская флоуметрия как метод оценки состояния кровотока в микрососудах // Методология флоуметрии. М., 1999. С. 9-14.
22. Крупаткин А.И. Система периваскулярной иннервации. Клиническая нейроангиофизиология конечностей (периваскулярная иннервация и нервная трофика). М., 2003. 328 с.
23. Левтов В.А., Регирер С.А., Шадрина Н.Х. Реология крови. М., 1982. 272 с.
References
1. Chuyan E.N., Ananchenko M.N. Individual'no-tipologicheskie osobennosti protsessov mikrotsirkulyatsii: vliyanie nizkointensivnogo millimetrovogo izlucheniya [Individual Typological Features of Microcirculation Processes: The Influence of Low-Intensity Millimeter Radiation]. Uchenye zapiski Tavricheskogo natsional'nogo universiteta im. V.I. Vernadskogo. Ser.: Biologiya, khimiya, 2009, vol. 22, no. 4, pp. 236-254.
2. Ananchenko M.N., Chuyan E.N. Kozhnaya mikrotsirkulyatsiya v usloviyakh funktsional'noy nagruzki u ispytuemykh s razlichnymi tipologicheskimi osobennostyami pod vliyaniem nizkointensivnogo millimetrovogo izlucheniya [Skin Microcirculation in the Functional Load of the Subjects with Different Typological Characteristics Under the Iinfluence of Low Intensity Millimeter Radiation]. Uchenye zapiski Tavricheskogo natsional'nogo universiteta im. V.I. Vernadskogo. Ser.: Biologiya, khimiya, 2011, vol. 24, no. 2, pp. 30-49.
3. Wieling W., van Lieshout J.J., Hainsworth R. Extracellular Fluid Volume Expansion in Patients with Posturally Related Syncope. Clin. Auton. Res., 2002, vol. 12, no. 4, pp. 242-249.
4. Robertson D. The Pathophysiology and Diagnosis of Orthostatic Hypotension. Clin. Auton. Res., 2008, vol. 18, suppl. 1, pp. 2-7.
5. Stewart J.M. Common Syndromes of Orthostatic Intolerance. Pediatrics, 2013, vol. 131, no. 5, pp. 968-980.
6. Kalinin S.Yu., Kalinina I.N., Dolgikh V.T. Osobennosti techeniya varikoznoy bolezni nizhnikh konechnostey u patsientov s razlichnym urovnem funktsionirovaniya serdechno-sosudistoy sistemy [Peculiarities of Lower Limb Varicosity in Patients with Various Levels of Functioning of the Cardiovascular System]. Angiologiya i sosudistaya khirurgiya, 2007, vol. 13, no. 2, pp. 84-87.
7. Litvin F.B. Vozrastnye i individual'no-tipologicheskie osobennosti mikrotsirkulyatsii u mal'chikov, podrostkov i yunoshey [Age and Individual Typological Characteristics of Microcirculation in Boys, Adolescents and Young Men]. Regionarnoe krovoobrashchenie i mikrotsirkulyatsiya, 2006, vol. 5, no. 1, pp. 44-50.
8. Gelman S. Venous Function and Central Venous Pressure: A Physiologic Story. Anesthesiology, 2008, vol. 108, no. 4, pp. 735-748.
9. Golubev Yu.V., Tsarapkin L.V. Otsenka urovnya funktsional'nogo sostoyaniya studentov po dannym aktivnoy ortostaticheskoy proby [Evaluation of the Functional State of Students According to the Active Orthostatic Test]. Mezhdunarodnyy studencheskiy nauchnyy vestnik, 2015, no. 5-3, p. 381.
10. Solov'eva S.V., Tsertsek T.N., Bakieva E.M., Trusevich N.V., Solov'ev VS. Aktivnaya ortostaticheskaya proba u zdorovykh i bol'nykh arterial'noy gipertenziey i khronicheskoy obstruktivnoy bolezn'yu legkikh zhiteley goroda Surguta [Active Orthostatic Responses in Healthy Persons and AH and COPD Patients in Surgut]. Vestnik Tyumenskogo gosudarstvennogo universiteta. Mediko-biologicheskie nauki, 2014, no. 6, pp. 132-140.
11. Astakhov A.A. Fiziologicheskie osnovy bioimpedansnogo monitoringa gemodinamiki v anesteziologii (spomoshch'yusistemy "Kentavr") [Physiological Basis of Bioimpedance Hemodynamic Monitoring in Anesthesiology (Using the Kentavr System)]. Chelyabinsk, 1996. Vol. 2. 101 p.
12. Lesova E.M., Samoylov VO., Filippova E.B., Savokina O.V. Individual'nye razlichiya pokazateley gemodinamiki pri sochetanii gipoksicheskoy i ortostaticheskoy nagruzok [Individual Differences of Hemodynamics in Terms of Hypoxia and Orthostatic Stress]. VestnikRossiyskoy voenno-meditsinskoy akademii, 2015, no. 1, pp. 157-163.
13. Krupatkin A.I., Sidorov VV Funktsional'naya diagnostika sostoyaniya mikrotsirkulyatorno-tkanevykh sistem. Kolebaniya, informatsiya, nelineynost' [Functional Diagnostics of Microcirculatoiy and Tissue Systems. Fluctuations, Information, Non-Linearity]. Moscow, 2014. 498 p.
14. Lazernaya dopplerovskaya fluometriya mikrotsirkulyatsii krovi [Laser Doppler Flowmetiy of Blood Microcirculation]. Ed. by A.I. Krupatkin, V.V Sidorov. Moscow, 2005. 256 p.
15. Fedorovich A.A., Rogoza A.N., Boytsov S.A. Vzaimosvyaz' funktsii arteriolyarnogo i venulyarnogo otdelov sosudistogo rusla s dilatatornym rezervom i parametrami tsentral'noy gemodinamiki [Correlation of the Arteriolar and Venule Segment Functions of the Vascular Bed with Dilatory Reserve and Central Hemodynamics Parameters]. Funktsional'naya diagnostika, 2009, no. 1, pp. 14-22.
16. Sergienko V.I. Matematicheskaya statistika v klinicheskikh issledovaniyakh [Mathematical Statistics in Clinical Trials]. Moscow, 2006. 304 p.
17. Afanas'ev V.V., Murav'ev A.V, Osetrov I.A., Mikhaylov P.V. Sportivnaya metrologiya [Sports Metrology]. Yaroslavl, 2009. 242 p.
18. Binzoni T., Leung T.S., Rufenacht D., Delpy D.T. Absorption and Scattering Coefficient Dependence of Laser-Doppler Flowmetry Models for Large Tissue Volumes. Phys. Med. Biol., 2006, vol. 51, no. 2, pp. 311-333.
19. Tveritina E.S. Mekhanizmy regulyatsii krovotoka kozhi u lits raznykh vozrastnykh grupp [Mechanisms Regulating Blood Flow to the Skin in Various Age Groups]. VestnikSevernogo (Arkticheskogo) federal'nogo univeriteta. Ser.: Mediko-biologicheskie nauki, 2014, no. 3, pp. 73-78.
20. Murav'ev A.V., Tikhomirova I.A., Choporov S.V., Volkova E.L., Kislov N.V, Maymistova A.A., Kruglova E.V Analiz izmeneniy deformiruemosti eritrotsitov v norme i pri patologii [Change Analysis of Erythrocyte Deformability Under Normal and Pathological Conditions]. Regionarnoe krovoobrashchenie i mikrotsirkulyatsiya, 2008, vol. 7, no. 4, pp. 47-52.
21. Sarkisov K.G., Duzhak G.V. Lazernaya dopplerovskaya floumetriya kak metod otsenki sostoyaniya krovotoka v mikrososudakh [Laser-Doppler Flowmetry as a Method of Determining the Microcirculation Condition]. Metodologiya floumetrii [Flowmetry Methodology]. Moscow, 1999, pp. 9-14.
22. Krupatkin A.I. Sistema perivaskulyarnoy innervatsii. Klinicheskaya neyroangiofiziologiya konechnostey (perivaskulyarnaya innervatsiya i nervnaya trofika) [Perivascular Innervation System. Clinical Neuroangiophysiology of Limbs (Perivascular Innervation and Nerve Trophism)]. Moscow, 2003. 328 p.
23. Levtov VA., Regirer S.A., Shadrina N.Kh. Reologiya krovi [Blood Rheology]. Moscow, 1982. 272 p.
DOI: 10.17238/issn2542-1298.2017.5.1.16
Ol'ga A. Ovchinnikova*
*Yaroslavl State Pedagogical University named after K.D. Ushinsky
(Yaroslavl, Russian Federation)
CHANGES IN HUMAN BLOOD MICROCIRCULATION WHEN CHANGING THE BODY POSITION (Exemplified by the Inhabitants of the Yaroslavl Region)
Assessment of the regulation of blood supply to the skin and functional capacity of the microcirculation system is an important issue in human physiology. Changes in the body position are accompanied by redistribution of blood flow in the vascular bed and by adaptive response of the circulatory system.
Peripheral blood flow takes place in the vessels of individual organs and tissues and provides adequate blood supply to them, adjusting to the constantly changing metabolic activity. We used Laser Doppler Flowmetry together with the wavelet analysis of the amplitude-frequency spectrum of microcirculatory fluctuations in a group of healthy volunteers of both sexes aged 23-30 years to evaluate the state of skin microcirculation and regulation mechanisms of tissue blood flow in sitting and lying subjects. During transition to horizontal position, the subjects showed reducing peak amplitudes of both active and passive factors of microcirculation control. These lower values of active range amplitudes when moving into a horizontal position indicate increasing rigidity of the vascular wall and growing microvasculature resistance. Reducing respiratory rate amplitudes observed in the lying position can be a sign of an improved venous outflow. Our findings indicate blood redistribution in the microvasculature and a greater involvement of neurogenic, myogenic and cardiac components of microcirculation modulation in the horizontal position. The breath-holding test revealed no significant differences in terms of microcirculation and indicated similar mechanisms of blood flow regulation at short-term hypoxia when changing the body position.
Keywords: blood microcirculation system, Laser Doppler Flowmetry, orthostatic stress, breath-holding test.
Поступила 30.05.2016
Received 30 May 2016
Corresponding author: Ol'ga Ovchinnikova, address: ul. Respublikanskaya 108, Yaroslavl, 150000, Russian Federation; e-mail: [email protected]
For citation: Ovchinnikova O.A. Changes in Human Blood Microcirculation When Changing the Body Position (Exemplified by the Inhabitants of the Yaroslavl Region). Zhurnal mediko-biologicheskikh issledovaniy, 2017, vol. 5, no. 1, pp. 16-24. DOI: 10.17238/issn2542-1298.2017.5.1.16
