CC BY
72
КОМПЛЕКСНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ МИКРОЦИРКУЛЯЦИИ КРОВИ И ВАРИАБЕЛЬНОСТИ РИТМА СЕРДЦА У ДЕТЕЙ 4-7 ЛЕТ
О.А. Гурова1
Российский университет дружбы народов, Москва
Обследованы 70 практически здоровых детей в возрасте от 4 до 7лет. Состояние микроциркуляции крови изучалось методом лазерной доплеровской флоуме-трии (ЛДФ) в коже кисти, вариабельность сердечного ритма - методом кардио-интервалографии по Р.М. Баевскому. Возрастные изменения микроциркуляции крови характеризуются снижением ее интенсивности в период от 4 до 7 лет. Анализ вариабельности ритма сердца показал, что при мезоемическом типе микро-циркуляции симпатический и парасимпатический контуры регуляции кровообращения сбалансированы. При гипоемическом типе микроциркуляции заметно возрастает активность вазомоторного центра. Гиперемический тип микроциркуляции отличается преобладанием симпатических влияний и слабой активностью вазомоторного центра.
Ключевые слова: дети 4-7 лет, микроциркуляция крови, ЛДФ, кардиоинтер-валография, вегетативная нервная регуляция.
A comprehensive study of blood microcirculation and heart rate variability in 4-7 year old children. 70 practically healthy 4-7 year old children were examined. The condition of blood microcirculation was studied by the method of laser dopler flaxmetry (LDF) in hand skin, and heart rate variability - by R.Bayevsky’s cardiointervalographic method. Age changes in blood circulation are characterized by intensity decrease at the age period from 4 to 7 years. The analysis of heart rate variability demonstrated that at mesohaemic type of microcirculation sympathetic and parasympathetic contours of regulation of blood circulation are balanced. At hypohaemic type of microcirculation the activity of the vasomotion center grows significantly. Hiperhaemic type of microcirculation could be distinguished by the prevalence of sympathetic influences and low activity in vasomotor center.
Key words: 4-7 year children, blood circulation, LDF, cardiointervalography, autonomic nervous regulation.
Система микроциркуляции играет важнейшую роль в транспорте биологических жидкостей и обмене веществ [6,7,11]. Изучение особенностей микроциркуляции крови у детей позволяет раскрыть закономерности формирования сосудисто-тканевых отношений в онтогенезе. Период первого детства (4-7 лет) является важным этапом в развитии сердечно-сосудистой системы [9]. Актуальным представляется изучение состояния микроциркуляции крови в связи с функ-
Контакты: 1 Гурова О.А., E-mail: [email protected]
ционированием сердечно-сосудистой системы в целом. В частности, исследование микроциркуляции крови и вариабельности сердечного ритма.
Цель исследования - изучение состояния микроциркуляции крови у детей 4-7 лет и их сопряженности с особенностями вегетативной регуляции сердечного ритма.
МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Обследованы 70 практически здоровых дошкольников в возрасте от 4 до 7 лет: 11 детей 4 лет (5 мальчиков, 6 девочек), 22 - 5 лет (13 мальчиков, 9 девочек), 19-6 лет (7 и 12, соответственно), 18 детей - 7 лет (по 9 каждого пола).
Состояние микроциркуляции крови исследовалось методом лазерной допле-ровской флоуметрии (ЛДФ) в коже 4-го пальца кисти с помощью аппарата «Лакк-01» (НПО «Лазма», Москва). Вариабельность сердечного ритма изучалась методом кардиоинтервалографии по Р.М. Баевскому на аппарате «Варикард» (ТОО «Рамена», Рязань).
Метод лазерной допплеровской флоуметрии (ЛДФ) основывается на неинвазивном оптическом зондировании тканей и анализе частотного спектра сигнала, отраженного от движущихся эритроцитов [6,8]. На ЛДФ-граммах автоматически рассчитываются: параметр микроциркуляции (ПМ) - средняя величина перфузии единицы объема ткани за единицу времени; среднее квадратичное отклонение (СКО) - средняя амплитуда колебаний кровотока. При анализе амплитудно-частотного спектра (АЧС) вычисляется вклад (в %) физиологически наиболее значимых колебаний кровотока в мощность всего спектра ЛДФ-граммы: очень низкочастотных колебаний (VLF), связанных с состоянием гуморально-метаболических факторов; низкочастотных колебаний (LF), обусловленных вазомоциями; высокочастотных колебаний (HF), обусловленных периодическими изменениями давления в венозном отделе русла при дыхании; пульсовых колебаний (CF), синхронизированных с сердечным ритмом. VLF и LF-колебания характеризуют активные механизмы модуляции кровотока, HF и CF - пассивные. Соотношение активных и пассивных модуляций кожного кровотока рассчитывается как индекс флаксмоций (ИФМ).
Метод кардиоинтервалографии по Р.М. Баевскому [1] широко применяется в онтогенетических исследованиях [2,3,4,5,10]. Показатели вариабельности сердечного ритма регистрируются в первом стандартном отведении в состоянии покоя сидя в течение 5 мин. Автоматически рассчитываются частота сердечных сокращений (ЧСС в мин) и другие показатели. О степени напряжения регуляторных систем (степени преобладания активности центральных механизмов регуляции сердечного ритма над автономными) свидетельствуют стресс-индекс (индекс напряжения регуляторных систем, SI) и показатель централизации управления ритмом сердца - индекс централизации (IC). Степень активности центрального контура регуляции - показатель СС0, степень активности автономного контура регуляции - показатель СС1; соотношение уровней активности центрального и автономного контуров регуляции - показатель LF/Hfav. Показателями активности симпатического звена вегетативной регуляции являются амплитуда моды
(АМо) и VLF* (мощность спектра сверхнизкочастотного компонента в % от суммарной мощности колебаний). Показатели активности парасимпатического звена: RMSSD и HF* (мощность спектра высокочастотного компонента в % от суммарной мощности колебаний). Показатель степени преобладания парасимпатического звена регуляции над симпатическим - pNN50. Вклад отдельных механизмов регуляции (парасимпатических - HF*, симпатических - VLF* и вазомоторного центра - LF*) в суммарный уровень активности регуляторных систем (ТР) рассчитывался по мощности их спектра, в %. Полученные данные обработаны методами вариационной статистики для каждой возрастной группы, а также отдельно для детей с разным типом микроциркуляции.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Возрастные изменения показателей ЛДФ-грамм у детей 4-7 лет представлены в таблице 1.
Таблица 1
Параметры ЛДФ-граммы на тыльной поверхности пальца кисти у детей 4-7лет
Показатели микроциркуляции Возраст, лет
4 5 6 7
Параметр микроциркуляции -ПМ, перф. ед. 34,3±2,1 35,0±1,3 26,3±2,1 21,7±2,4
Среднее квадратичное отклонение -СКО, перф. ед. 2,3±0,2 2,0±0,1 1,9±0,2 1,8±0,1
Соотношение ритмических составляющих кожного кровотока
Частотный диапазон VLF А, перф. ед. 3,5±0,4 3,3±0,4 2,7±0,2 3,0±0,2
Вклад, % 47,1 48,4 41,9 49,3
LF А, перф. ед. 3,2±0,4 3,0±0,3 2,8±0,2 2,7±0,3
Вклад, % 39,2 40,0 44,8 40,0
HF А, перф. ед. 1,8±0,3 1,5±0,1 1,4±0,1 1,3±0,1
Вклад, % 12,4 10,0 11,3 9,3
CF А, перф. ед. 0,58±0,1 1,6 0,60±0,1 0,5±0,05
Вклад, % 1,3 1,6 2,0 1,4
Индекс флаксмоций - ИФМ 1,39±0,1 1,39±0,1 1,44±0,1 1,39±0,1
В возрасте 4-5 лет значения ПМ стабильно высокие: 35,0±1,3, а затем наблюдается достоверное снижение этого показателя: к 6 годам - до 26,3±2,1, а к 7 годам - до 21,7±2,4 перф.ед. Также происходит снижение значений СКО, который характеризует подвижность эритроцитов. Величина СКО снижается постепенно на протяжении от 4 до 7 лет: от 2,3±0,2 до 1,8±0,1 перф.ед. Снижение ПМ и СКО
у детей в период от 4 до 7 лет свидетельствует об уменьшении интенсивности кожной микроциркуляции, что наиболее заметно после 5 лет.
Амплитудно-частотный анализ (АЧС) ЛДФ-грамм свидетельствует, что у детей 4-7 лет в состоянии покоя механизмы регуляции микроциркуляции носят активный характер. Амплитуда (А) колебаний всех типов находится на высоком уровне, но имеет тенденцию к постепенному снижению от 4 до 7 лет. Соотношение различных колебаний в АЧС дает представление о вкладе отдельных механизмов в регуляцию микроциркуляции крови. Преобладают активные механизмы регуляции, связанные с низкочастотными колебаниями: VLF- и LF-колебаниями. Их совокупный вклад в АЧС у детей 4-7 лет доходит до 86-89% (41,9-49,3 у VLF- и 39,2-44,8% у LF-колебаний). Вклад высокочастотных (HF) колебаний составляет 9,3-12,4% у детей разного возраста, а пульсовых (CF) колебаний 1,3-2%.
Индекс флаксмоций (ИФМ), характеризующий соотношение активных и пассивных модуляций кожного кровотока, относительно стабилен у обследованных детей 4-7-летнего возраста и составляет 1,39-1,44 усл.ед.
Для изучения индивидуально-типологических особенностей микроциркуляции в каждой возрастной группе выявили детей с разным исходным ее уровнем в коже тыльной поверхности пальца кисти. Разнообразие в состояние тканевого кровотока связывают с вегетативным статусом испытуемых [6].
Для К I (мезоемическому) типу микроциркуляции отнесены ЛДФ-граммы детей со средним уровнем ПМ: от 20 до 40 перф.ед., и высокими значениям СКО: от 2 до 3,6 перф.ед.
Ко II (гипоемическому) типу отнесены ЛДФ-граммы с относительно низкими показателями ПМ: от 10 до 28 перф.ед., и низкими показателями СКО: от 0,95 до 2 перф.ед.
К III (гиперемическому) типу отнесены ЛДФ-граммы с высокими значениями ПМ: от 34 до 50 перф.ед., и низкими СКО: от 0,8 до 2 перф.ед.
Соотношение (в %) детей с разным типом микроциркуляции в каждой возрастной группе от 4 до 7 лет представлено на рис. 1.
4 5 6 7
Возрастает
Рис. 1. Соотношение (в %) детей с разным типом микроциркуляции в каждой возрастной группе от 4 до 7 лет
Среди всего контингента обследованных детей 4-7 лет к I типу относится 51,4 % (36 человек), II типу - 32,9 % (23 человека), III типу - 15,7 % (11 человек).
Для получения среднестатистических значений показателей микроциркуляции у испытуемых с различным ее типом расчеты производились в объединенной группе 4-7-летних детей. Результаты представлены в таблице 2.
Таблица 2
Индивидуально-типологические особенности микроциркуляции крови в коже у детей 4-7лет
Параметры I тип (мезоемический) II тип (гипоемический) III тип (гиперемический)
Показатели микроциркуляции
ПМ, перф. ед. 31,9±1,3 19,9±1,2 39,6±1,9
СКО, перф. ед. 2,5±0,08 1,5±0,08 1,4±0,07
Соотношение ритмических составляющих кожного кровотока
Частотный диапазон VLF А, перф. ед. 3,9±0,2 2,3±0,2 2,1±0,1
Вклад, % 43,4 50,6 45,2
LF А, перф. ед. 3,7±0,2 2,1±0,1 1,9±0,1
Вклад, % 39,3 39,1 38,3
HF А, перф. ед. 1,9±0,1 0,9±0,1 1,2±0,1
Вклад, % 16,1 7,9 14,6
CF А, перф. ед. 0,66±0,06 0,50±0,04 0,44±0,08
Вклад, % 1,3 2,3 2,0
ИФМ, усл. ед. 1,50±0,07 1,44±0,08 1,24±0,11
Для детей 4-7 лет с I (мезоемическим) типом микроциркуляции характерны нерегулярные колебания тканевого кровотока с высокой амплитудой. Параметр микроциркуляции для данного типа составляет 31,9±1,3 перф. ед., среднее квадратичное отклонение (СКО) - 2,5±0,08 перф. ед., индекс флаксмоций (ИФМ) -1,50±0,07 усл.ед. В структуре ритмических составляющих колебаний кровотока преобладают волны низкочастотных диапазонов (VLF - 43,4%, LF - 39,3%), высокочастотные колебания играют меньшую роль в формировании ЛДФ-сигнала (HF - 16,1%, CF - 1,3%). Данный тип ЛДФ-граммы отражает достаточно сбалансированное состояние механизмов «активной», связанной с симпатическими влияниями, и «пассивной», связанной с парасимпатическими влияниями, регуляции колебаний тканевого кровотока. К I гемодинамическому типу относятся 51,4% всех обследованных детей (72,7% среди 4-летних, 63,7% 5-летних, 36,8% 6-летних и 38,9% 7-летних).
Для детей со II (гипоемическим) типом микроциркуляции характерно снижение притока крови в микроциркуляторное русло и повышение тонуса
микрососудов. Амплитуды колебаний всех частот снижаются. К этому типу относится 32,9% испытуемых (среди 4-летних таковых нет, среди 5-летних 13,6%, 6-летних 57,9%, 7-летних 50%). У детей, имеющих II тип микроциркуляции, регистрируются относительно низкие показатели микроциркуляции: ПМ равен 19,9±1,2 перф. ед., СКО - 1,5±0,08 перф. ед., ИФМ - 1,44±0,08. В частотном спектре низкочастотные колебания играют самую большую роль, и, вместе с тем, снижается роль респираторных и возрастает вклад пульсовых колебаний: VLF - 50,6%; LF - 39,1%; ОТ - 7,9%; CF - 2,3%. Данный тип ЛДФ-граммы соответствует состоянию, при котором отмечается относительное усиление парасимпатических влияний в регуляции тканевого кровотока, а также повышение активности вазомоторного центра.
У детей с III (гиперемическим) типом микроциркуляции на ЛДФ-граммах наблюдаются относительно монотонные колебания кровотока с довольно высокой амплитудой. Из всех обследованных детей к этому типу отнесено 15,7% (27,3% детей 4 лет, 22,7% 5 лет, 5,3% 6 лет и 11,1% детей 7 лет). У испытуемых с III типом микроциркуляции регистрируется высокий показатель ПМ -39,6±1,9 перф. ед., низкий СКО - 1,4±0,07 перф. ед. и самый низкий среди всех групп ИФМ - 1,24±0,11 усл.ед. В частотном спектре, не смотря на решающее значение низкочастотных колебаний, большую роль играют высокочастотные колебания: вклад VLF составляет 45,2%; LF - 38,3%; ОТ - 14,6%; CF - 2,0%. Данный тип ЛДФ-граммы соответствует гиперемическому состоянию, наблюдаемому в случае увеличения притока крови в систему микроциркуляции, связанному с дилатацией микрососудов и обусловленному относительным преобладанием в регуляции тканевого кровотока симпатических влияний.
Таким образом, в период от 4 до 7 лет увеличивается количество детей с гипо-емическим типом микроциркуляции, при котором отмечается относительное усиление парасимпатических влияний в регуляции тканевого кровотока, и уменьшается количество детей с гиперемическим типом. Об увеличении роли парасимпатического контура вегетативной регуляции в деятельности сердечно-сосудистой системы на этапе первого детства свидетельствуют результаты исследований [2,3,4,5].
Для анализа особенностей регуляции ритма сердца у детей 4-7 лет, имеющих разный тип микроциркуляции, производился расчет показателей вариабельности сердечного ритма.
Наибольшая величина ЧСС наблюдается у детей с Ш (гиперемическим) типом микроциркуляции: 109,3±3,0 в минуту, наименьшая - у детей с II (гипое-мическим) типом: 99,9±1,9. У детей с I (мезоемическим) типом микроциркуляции ЧСС составляет 101,4±1,3 в минуту.
Показатели активности автономного контура регуляции (СС1), так же как и активности центрального контура регуляции (СС0) не имеют достоверных различий у детей с разным типом микроциркуляции. Наибольшая их величина отмечается у детей с II типом микроциркуляции: 0,55±0,03 и 6,04±0,95 усл. ед., соответственно. У детей с I типом эти показатели составляют 0,50±0,03 и 5,26±0,52, а у детей с Ш типом - соответственно, 0,50±0,07 и 5,89±1,38 усл. ед.
У детей с III (гиперемическим) типом микроциркуляции отмечаются высокие значения показателя степени напряжения регуляторных систем - стресс-индекса ^1): 629,0±162 усл.ед., которые в 2 раза превосходят его величину у испытуемых с I и II типами микроциркуляции: 302,7±58,2 и 333,9±54,0 усл.ед., соответственно. Детей с гиперемическим типом микроциркуляции отличает высокая активность механизмов симпатической регуляции сердечно-сосудистой системы.
Показатели, характеризующие соотношение активности симпатического и парасимпатического контуров регуляции у детей 4-7 лет с разным типом микроциркуляции представлены в таблице 3.
Таблица 3
Показатели вегетативной регуляции сердца у детей 4-7лет с разным типом микроциркуляции
Тип микроциркуляции Симпатическое звено регуляции (показатели) Парасимпатическое звено регуляции (показатели) Степень преобладания парасимпатического звена над симпатическим
АМо, усл.ед. VLF*, % RMSSD, Mc ОТ*, % О £ ^ £ а
I мезоемический 56,0±4,1 17,7±1,3 43,6±4,7 44,9±2,3 16,3±2,5
II гипоемический 63,6±4,9 18,5±1,8 49,4±8,6 40,6±3,3 14,6±3,0
III гиперемический 80,2±10,4 25,5±4,2 25,8±6,3 42,9±5,0 9,0±5,1
Испытуемых с I (мезоемическим) типом микроциркуляции отличает средний уровень активности регуляторных систем (ТР составляет 2,91±0,83 (мс2 х 1000)), сбалансированная активность симпатического (VLF* = 17,7±1,3 %), парасимпатического (HF* = 44,9±2,3 %) контуров вегетативной регуляции и вазомоторного центра (LF* = 37,4±1,9 %). Индекс централизации Ю у них наименьший: 1,53±0,22 усл.ед.
Показатель суммарного уровня активности регуляторных систем ТР имеет наибольшую величину у детей с II (гипоемическим) типом микроциркуляции: 4,38±1,89 (мс2 х 1000). Показатели активности симпатического и парасимпатического контуров вегетативной регуляции у них незначительно превышают таковые у детей с I типом микроциркуляции. У детей с гипоемическим типом микроциркуляции отмечается самый высокий относительный уровень активности вазомоторного центра (показатель LF* равен 40,9±2,3%) и высокая степень централизации управления ритмом сердца (LF/HFav равен 4,09±0,65, Ю - 1,93±0,35 усл.ед.).
У детей с Ш (гиперемическим) типом микроциркуляции наблюдается самая большая активность симпатического контура регуляции (VLF* равен 25,5±4,2 %), но самая низкая активность вазомоторного центра (LF* равен 31,6±1,8 %) и низкие показатели централизации управления ритмом сердца (LF/HFav равен 2,87±0,49, IC - 1,73±0,36 усл.ед.).
Таким образом, особенности вегетативной регуляции, выявляемые при анализе вариабельности сердечного ритма, обусловливают индивидуально-типологические особенности микроциркуляции крови в коже у детей 4-7 лет.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Результаты исследования свидетельствуют, что в период от 4 до 7 лет наблюдается постепенное снижение интенсивности микроциркуляции крови в коже, что особенно заметно у детей 6 и 7 лет. Для обследованных детей характерны три типа микроциркуляции: мезоемический, гипоемический и гиперемический. Среди детей 4-7 лет к I типу относится 51,4 %, II типу - 32,9 %, III типу - 15,7 %. С возрастом увеличивается количество детей с гипоемическим типом микроциркуляции (среди 4-летних таковых нет, среди 5-летних 13,6%, 6-летних 57,9%, 7-летних 50%), при котором отмечается относительное усиление парасимпатических влияний в регуляции тканевого кровотока.
У детей 4-7 лет с разным типом микроциркуляции преобладают различные механизмы регуляции, что подтверждается исследованием вариабельности сердечного ритма. При мезоемическом типе микроциркуляции (I тип) у детей 4-7 лет симпатический и парасимпатический контуры регуляции кровообращения сбалансированы, активность вазомоторного центра находится на среднем уровне. При гипоемическом типе микроциркуляции (II тип) у детей 4-7 лет также наблюдается сбалансированность симпатического и парасимпатического контуров регуляции при наличии тенденции к усилению их активности, но заметно возрастает активность вазомоторного центра. Возможно, именно дети с гипое-мическим типом микроциркуляции демонстрируют прогрессивное развитие регуляторных механизмов. На более высокие адаптационные возможности детей с преобладанием парасимпатического контура вегетативной регуляции указывают и другие исследователи [4]. Гиперемический тип микроциркуляции (III тип) отличается преобладанием симпатических влияний и слабой активностью вазомоторного центра. Количество детей с гиперемическим типом микроциркуляции с возрастом уменьшается (27,3% 4-летних, 22,7% 5-летних, 5,3% 6-летних и 11,1% 7-летних).
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Баевский Р.М., Семенов Ю.Н. Комплекс для обработки кардиоинтервало-грамм и анализа вариабельности сердечного ритма Варикард 2.51. - Рязань: Рамена, 2007. - 288 с.
2. Гурова О.А. Состояние сердечно-сосудистой системы у детей дошкольного возраста // Регионарное кровообращение и микроциркуляция, 2005. Т.4, № 1. С. 57-58.
3. Гурова О.А. Вариабельность сердечного ритма у детей дошкольного возраста // Новые исследования, 2009, № 3(20). - С. 33-37.
4. Догадкина С.Б. Особенности автономной нервной регуляции сердечного ритма у детей 6 лет //Материалы международной конференции «Физиология развития человека», секция 3. - М., 2009. - С. 48.
5. Кмить Г.В. Краткосрочная адаптация сократительной функции миокарда к физической нагрузке у детей 5-6 лет // Материалы международной конференции «Физиология развития человека», секция 3. - М., 2009. - С. 66-68.
6. Козлов В.И. Система микроциркуляции крови: клинико-морфологические аспекты изучения // Регионарное кровообращение и микроциркуляция, 2006. Т.5, № 2. С. 84-101.
7. Козлов В.И., Мельман Е.П., Нейко Е.М., Шутка Б.В. Гистофизиология капилляров. - СПб.: Наука, 1994. - 234 с.
8. Козлов В.И., Мач Э.С., Литвин Ф.Б., Сидоров В.В. Метод лазерной допле-ровской флоуметрии. - М., 2001. - 22 с.
9. Развитие системы кровообращения // Физиология развития ребенка: теоретические и прикладные аспекты. - М.: Образование от А до Я, 2000. -С.148-166.
10. Семенов Ю.Н. Сравнительное исследование вариабельности сердечного ритма у обследуемых различного пола и возраста и разработка эффективных методов: Автореферат дис....канд. биол. наук. - М., 2009. - 22 с.
11. Чернух А.М., Александров П.Н., Алексеев О.В. Микроциркуляция. -М.: Медицина, 1984. - 430 с.
