CC BY
34
УДК 612.1:612.17:577.4:61 Жанузаков Д.З.
ОСОБЕННОСТИ КРОВОСНАБЖЕНИЯ СЕРДЦА ПРИ ФИЗИЧЕСКИХ НАГРУЗКАХ В УСЛОВИЯХ ВЫСОКОГОРЬЯ
Жанузаков Дастан Замирович, студент 5 курса медицинского факультета по специальности стоматология, Кыргызско-Российский Славянский университет имени Б.Н. Ельцина, Бишкек, Кыргызская Республика 720000, г. Бишкек, ул. Киевская, 44 legendkgz@mail.ru
В статье излагаются результаты исследования кровоснабжения сердца при максимальной физической нагрузке в условиях предгорья и высокогорья. Установлена стимуляция объемной скорости кровотока в миокарде левого желудочка сердца в условиях высокогорья. Показано повышение капилляризации миокарда, снижение их радиуса диффузии для кислорода.
Ключевые слова: высокогорная гипоксия, физическая нагрузка, кровоснабжение сердца.
FEATURES OF THE BLOOD SUPPLY TO THE HEART DURING EXERCISE IN HIGH MOUNTAIN CONDITIONS
Zhanuzakov D.Z.
Kyrgyz-Russian Slavic University named after B.N.Yeltsin, Bishkek, Kyrgyz Republic
The article presents the results of the study of blood supply to the heart with maximum physical activity in the foothills and highlands. Stimulation of the volume velocity of blood flow in the myocardium of the left ventricle of the heart in high altitude conditions was established. An increase in myocardial capillarity, a decrease in their diffusion radius for oxygen, is shown.
Key words: alpine hypoxia, physical activity, blood supply of the heart.
Введение. Физическая выносливость в условиях высокогорья лимитируется работой сердца, что в свою очередь ограничивается состоянием кровоснабжения миокарда [1, 2].
Целью нашей работы явилось установление особенности кровоснабжения сердца при максимальных физических нагрузках в условиях высокогорной гипоксии.
Материалы и методы. Работа выполнена на 46 беспородных собаках обоего пола, в возрасте от 3 до 5 лет, массой 9-16 кг. Исследования проводились в предгорье на высоты 760 м. над уровнем моря и высокогорья на высоте 3200 м. над уровнем моря. В предгорье и на седьмые сутки адаптации к высокогорью животным предъявлялась
тестирующая нагрузка, включающая в себя бег со скоростью 5,10,15,20 км/ч в течение 5 минут в каждом режиме и 25-30 км/ч до автоматического отказа. В покое и после выполнения животными тестирующей нагрузки определяли минутный объем кровообращения (МОК) прямым методом Фика, а в отдельных опытах - методом термодилюции. Для оценки распределения крови и объемной
скорости органного кровотока (^ использовалась методика введения в кровеносное русло макроагрегата альбумина, меченного йодом 131 с последующим определением радиоактивности образцов ткани гаммасчетчике ЬКБ (Швеция). В пробах крови, взятых из полости левого желудочка и венозного синуса сердца, проводился анализ газового состава крови и кислотно-основного состояния (Ра02,Ру02) микрометодом Аструпа.
Посмертно кровеносное русло инъецировалась водной взвесью черной туши через катетер, вставленный в полость левого желудочка. В последующем изготовлялись просветленные препараты гистологические срезы толщиной 5-7 мкм с докраской гематокселиканом-эозином и по Ван-Гизону. Морфометрику кровеносного русла и тканевых структур проводили при помощи окуляр-микрометра МОВ-1-15х, на светооптическом микроскопе «Люмам И-2».
Полученный экспериментальный материал статистически обработан с определением критерия Стьюдента. Результаты изложены в таблицах 1 и 2.
Таблица 1. Результаты морфометрии капилляров сердца и кардиомиоцитов собак в покое и нагрузке в предгорье (III ) и высокогорье (ВГ)
Показатели Местность Условия эксперимента
Покой Нагрузка
ЛЖ ПЖ ЛЖ ПЖ
Ыкв 1 мм2 ПГ 2020,0±54,0 1880,0±74,0' 3080,0±96,0+ 2840,0±83,0+
ВГ 2680,0±72,0 2440,0±102* 3200,0±88,0+* 3140,0±107,0+*
Дк мкм ПГ 5,1±0,1 4,9±0,1 6,1±0,3+ 5,9±0,2+
ВГ 5,8±0,3 5,4±0,2* 6,5±0,2+ 7,0±0,4+*
КБ в 1 мм2 ПГ 3720,0±84,0 3660,0±96,0 3800,0±122,0 3508,0±78,0
ВГ 3640,0±120 3526,0±101 3780,0±103 3500,0±94
ДВ мкм ПГ 13,4±0,4 13,0±0,5 14,2±1,0 14,0±0,4
ВГ 13, ±1,1 13,4±0,8 15,6+1,3 14,5±0,7
КШВ от.ед. ПГ 0,54±0,03 0,51±0,06 0,81±0,02+ 0,83±0,04+
ВГ 0,73±0,03* 0,63±0,04 0,84±0,05 0,89±0,05+
ИЛ мкм ПГ 12,2±0,1 11,4±0,12' 10,0±0,1+ 10,4±0,14+
ВГ 10,4±0,2* 11,6±0,1 9,6±0,1+* 10,4±0,1+
Укмм3 ПГ 20,4±1,6 22,0±2,1 30,1±2,2+ 34,8±2,6+
ВГ 26,4±1,2* 26,4±1,2* 33,1±1,1+ 33,1±1,1+
Бк мкм2 ПГ 41244,0±1043 31665,0±2174' 92708,0±1448+ 81594,0±1045+
ВГ 70752±1840 55344±2142* 105920+2876+* 77532±3140+
Примечание:
+ - различия достоверны по сравнению с данными в покое (Р<0,05)
* - различия достоверны по сравнению с данными полученными в предгорье (Р<0,05)
• - различия достоверны между данными полученными в ЛЖ и ПЖ (Р<0,05)
Таблица 2. Объемная скорость кровотока в миокарде покое и после максимальной физической нагрузки в предгорье (III ) и высокогорье (ВГ)
Показатели § . Условия эксперимента
<и о Е Покой Нагрузка
Доля Q сердца % ПГ 5,4±0,2 3,9±0,3+
ВГ 5,7±0,7 3,09±0,7+*
Q сердца мл/(мин*100г) ПГ 70,3±2,8 320,0±24,5+
ВГ 101,3±6,1* 362,3±14,2+
Q ЛЖ сердца мл/(мин*100г) ПГ 80,5±3,4 412,6±21,2+
ВГ 125,9±8,4* 438,6±14,2+
Q ПЖ сердца мл/(мин*100г) ПГ 74,6±2,9 363,2±24,3+
ВГ 113,3±6,9* 406,1±15,2+
Примечание:
+ - различия достоверное по сравнению с данными полученными в покое (Р<0,05) * - различия достоверно между данными, полученные на разных высотах
Обсуждение. На седьмой день адаптации собак к высокогорью в левом желудочке отмечается увеличение концентрации (Ык), диаметра (Дк), емкости (Ук) и площади поперечного сечения (Бк), а также уменьшение радиуса диффузии (ИЛ) капилляров. В результате этого нарастает отношение концентрации капилляров к концентрации кардиомиоцитов (Ык/ЫЪ).
В правом желудочке отмечается достоверное увеличение Ык, Дк, Ук и Бк, по сравнению с данными полученными в предгорье (таблица 1).
Доля венечного кровотока от дебита сердца достоверно не изменяется и составляет 5,7±0,7% (в предгорье - 5,4±0,2%), также отмечается статистически значимое нарастание минутного объема кровообращения до 210,3±6,3 мл/(мин*кг) вместо 167±3,1 мл/(мин*кг) в предгорье. Зато достоверно увеличивается объемная скорость кровотока в ЛЖ и ПЖ, а также в сердце в целом ( 2).
Напряжение кислорода в крови венечных артерий уменьшается до 66,5±0,8 мм. рт. ст. (в предгорье - 88,0±1,0), а в крови взятой из венечного синуса - до 28,5±1,2 мм. рт. ст. (в предгорье 42,4±2,0 мм. рт. ст.). Напротив, коэффициент утилизации кислорода (коэф.утил. О2) миокардом увеличивается до 41,2±1,3%, вместо 33,8±2,0 - в предгорье.
В целом семидневная адаптация собак к высокогорью приводит к стимуляции коронарного кровообращения и утилизации кислорода миокардом.
Максимальная физическая нагрузка в предгорье сопровождается достоверным нарастанием Ык, Дк, Ук, Бк, Ык/ЫЪ и падением величины ИЛ в обеих желудочках сердца (таблица 1). Доля венечного кровотока от МОК достоверно падает, а объемная скорость кровотока от ЛЖ, ПЖ и в сердце в целом нарастает (таблица 2).
На седьмой день адаптации животных к высокогорью максимальная физическая нагрузка вызывает достоверное увеличение Ык и Бк и уменьшение ИЛ в левом желудочке, по сравнению с данными в покое и контрольных опытов в предгорье. Одновременно отмечается нарастание
Дк, Ук, Ык, Ык/ЫЪ, по сравнению с данными в покое (таблица 1).
В миокарде правого желудочка наблюдается увеличение Ык и Дк, по сравнению с данными в покое в условиях высокогорья, а также с результатами, полученными при аналогичной физической нагрузке в предгорье. Отмечается нарастание Ык/ЫЪ, Ук и Бк, а также уменьшение ИЛ, по сравнению с данными полученными у животных в покое с равными сроками адаптации к высокогорью (таблица 1).
Доля венечного кровотока от МОК составляет 3,09±0,7%, что достоверно ниже, чем до нагрузки (5,7±0,7%) и после нагрузки в предгорье (3,9±0,3%). Однако это не связано с уменьшением кровотока в ЛЖ, ПЖ и в сердце целом. Напротив, объемная скорость кровотока в мл/(мин*100г) во всех отделах сердца нарастает (таблица 2). Отмечается опережение роста МОК.
Выводы
1. Максимальная физическая нагрузка в высокогорье вызывает более выраженную стимуляцию коронарного кровообращения, чем в предгорье.
2. Гипоксия миокарда при максимальной физической нагрузке в высокогорье компенсируется увеличением объемной скорости кровотока и коэффициента утилизации кислорода кардиомиоцитами.
Автор выражает особую благодарность Шидакову Юсуф Хаджи-Махмудовичу за помощь в работе, ценные советы при планировании исследования и рекомендации по оформлению статьи.
Список литературы
1. Шидаков Ю.Х-М., Каркобатов Х.Д., Текеева Ф.А. Высокогорная кардиоангиология. -Бишкек: изд. Бийиктик, 2001. - 228 с.
2. Каркобатов Х.Д. Механизм перекрестной адаптации сердца к высокогорью и мышечной деятельности: Автореф.дис.доктор.биол.наук. -Бишкек, 2002. - 36 с.
