CC BY
76
круга заболеваний, а также как метод нейрореабилитации в лечении болезни Паркинсона, депрессии и других заболеваний.
Несмотря на то, что ТМС неинвазивный, безболезненный метод и предлагает уникальные возможности для изучения моторной коры головного мозга, кортико-спинального тракта и процессов транскаллозального торможения, до сих пор применение ритмической магнитной стимуляции в педиатрии ограничено. У здоровых детей возможно получить надежные, повторяемые корковые вызванные моторные ответы (ВМО) с мышц верхних конечностей начиная с первого года жизни, с мышц нижних конечностей - начиная с 4 летнего возраста [9].
Поскольку ведущим клиническим признаком у детей больных церебральным параличом выступают различные двигательные нарушения, а также задержка психомоторного развития, то применение транскраниальной магнитной стимуляции для изучения кортико-спинального тракта и оценки эффективности проводимого лечения и определения медицинского прогноза таких детей является весьма актуальным. Так, некоторыми авторами [2,7] расценивалось наличие ипсилатерального ВМО при магнитной стимуляции непораженного полушария у детей с гемипарезом как неблагоприятный признак в прогнозе течения заболевания и компенсации двигательных нарушений. Другими авторами показано, что степень двигательных нарушений у детей со спастической диплегией коррелирует с увеличением латентности ВМО [10]. Проведены исследования, которые продемонстрировали существенную пластическую перестройку двигательной области коры и кортико-спинальных проекций у детей после перенесенных перинатальных повреждений. [6].
Один из методов реабилитации двигательных нарушений у детей больных церебральным параличом является метод функциональной программируемой электростимуляции мышц (ФПЭС). Отличие ФПЭС состоит в том, что электрическая стимуляция производится точно в тот момент времени, когда данная мышца сокращается в ходе естественного шагового цикла. Таким образом, более эффективно потенцируется работа локомоторных центров, т.к. в другие фазы циклического движения центры заторможены и практически не поддаются коррекции [1,2].
В ходе исследования было отобрано 17 детей со спастической диплегией средней степени тяжести в возрасте от 6 до 13 лет, которым проводился курс ФПЭС (на аппарате «Акорд — Мультимиостим», НМФ «Статокин»). Протокол исследования включал регистрацию Н-рефлекса (на электронейромиографе Nicolet «Viking Select») с mm.gastrocnemius, abductor hallucis и ТМС (на приборе для транскраниальной магнитной стимуляции Magstim-Rapid) с m.tibialis anterior.
В 90% исследованных случаев соотношение Н/М мах % было увеличено, кроме того, в ответ на низкочастотную стимуляцию была снижена депрессия амплитуды Н-ответов, у 20% обследованных детей регистрировались рефлекторные ответы с мышц стопы, что свидетельствовало о снижении тормозных надсегментарных влияний на пояснично-крестцовом уровне у данной категории детей. В 10% случаев данные Н-рефлекса соответствовали норме.
Регистрация коркового ВМО при транскраниальной магнитной стимуляции проекционных зон моторной коры и регистрации ВМО с m.tibialis anterior проводилась с приемом фасилита-ции (при незначительном сокращении мышцы). У 5 детей исследуемой группы - ВМО с мышц ног получены не были, и они были исключены из дальнейшего исследования. Порог возникновения коркового ВМО у детей со спастической диплегией был повышен до 100%. Латентность коркового ВМО составила 37±6,5 мс. Время центрального моторного проведения в среднем составило 25,8±4,5 мс. Амплитуда коркового ВМО в среднем не превышала значения 0,15±0,9 мкВ. Эти данные согласуются с общими представлениями о характере изменений параметров транскраниальной магнитной стимуляции у детей больных спастическими формами церебрального паралича [4,8].
После курса ФПЭС исследуемой группе детей было повторно проведено исследование ТМС с m.tibialis anterior для оценки возбудимости корковых мотонейронов и проводимости по кортикоспинальному тракту, а также влияния на эти параметры проводимого лечения. Установлено, что показатели ТМС (латентности коркового и сегментарного ВМО, амплитуда коркового ВМО, порог возникновения ВМО) после реабилитации методом ВПЭС достоверно изменены не были, за исключением т.н. «активного порога» возникновения ответа при корковой стимуляции, т.е порога, определяемого на фоне незначительного произвольного сокра-
щения исследуемой мышцы (в данном случае m. Tibialis anterior). У 6 детей «активный порог» возникновения коркового ВМО после курса ФПЭС снизился со 100% до 90%, что свидетельствует об изменении в процессах торможения/возбуждения, происходящих в двигательной коре и нисходящих путях.
Таким образом, знания динамики, пластичности процессов развития (созревания) кортико-спинального тракта у детей позволит объективно оценить эффективность восстановительного лечения методом ФПЭС, а также позволит разработать новые стратегии лечения детей, имеющих рано развившиеся нарушения двигательной системы и составляющих группу риска по развитию церебрального паралича.
Литература
1. Баев К.В. Нейронные механизмы программирования спинным мозгом ритмических движений. Киев: Наукова Думка, 1984.
2. Витензон А.С., Миронов Е.М., Петрушанская К.А., Скоб-лин А.А. Искусственная коррекция движений при патологической ходьбе. М., 1999.
3. Куренков А.Л. Комплексная нейрофизиологическая оценка двигательных нарушений у детей с церебральным параличом. Российский вестник перинатологии и педиатрии. 2002. №3.
4. Никитин С.С., Куренков А.Л. Магнитная стимуляция в диагностике и лечении болезней нервной системы. Руководство для врачей. М.: САШКО, 2003.
5. Barker A.T. An introduction to the basic principles of magnetic nerve stimulation. J.Clin.Neurophysool. 1991; 8:26-37.
6. Benecke R., Meyer B.U., FreundH.-J. Reorganization of descending motor pathways in patients after hemispherectomy and severe hemispheric lesions demonstrated by magnetic brain stimulation. Exp.Brain Res. 1991,83: 419^26.
7. Maegaki Y. at al., Central motor reorganization in cerebral palsy patients with bilateral cerebral lesions. Pediatr.Res.1999; 45(4Pt 1): 559-567.
8. Maegaki Y., Maeoka Y., Takeshita K. Magnetic stimulation of the lumbosacral vertebral column in children: normal values and possible sites of stimulation. EEG Clin. Neurophysiol. 1997;105:102-108.
9. Muller K., Homberg V., LenardH.G. Magnetic stimulation of motor cortex and nerve roots in children. Maturation of cortico-motoheuronal projections. EEG Clin.Neurophysiol. 1991; 81:63-70.
10. Yasuhara A., Niki T., Ochi A. Changes in EEG after tran-scranial magnetic stimulation in children with cerebral palsy. EEG Clin. Neurophysiol. 1999;49 (Suppl.).
BIOINFORMATIVE SIGNIFICANCE OF THE TRAN SCRANIAL MAGNETIC STIMULATION
V. A. ZHEREBTSOVA, YE.N. SIMONOVA Tula Region Children's Psychoneurological Hospital
The research on the bioinformative significance of the tran-scranial magnetic stimulation has been carried out dealing with the problem of estimating medical rehabilitation efficiency of children with spastic diplegia using the method of functional programmed muscle electrostimulation.
Key words: transcranial magnetic stimulation, functional programmed electrostimulation of muscles method, children with spastic diplegia.
УДК 61
ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МЕТОДА ПОЛИПОЛЯРИЗАЦИИ В БИОЛОГИИ И МЕДИЦИНЕ
В.Н. КИДАЛОВ*, В.Е.КУЛИКОВ**, А.А. ХАДАРЦЕВ***
Представлены новые материалы о возможностях полиполяризаци-онного метода исследований растительных и животных биообъектов, в их числе - крови, тезиограмм биологических жидкостей, белков. Подчеркнута малая трудозатратность и большая информационность полиполяризационного метода, перспективы его использования в биологии и медицине.
Ключевые слова: полиполяризационные методы, тезиография, биологические жидкости.
* ФГОУ Высшего профессионального образования «Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова»
Институт истории материальной культуры РАН (ИИМК РАН)
ГОУ ВПО «Тульский государственный университет»
При исследовании всевозможных препаратов растительного и животного происхождения методом полиполяризации впервые установлена возможность получения новой видеоинформации, недоступной для световой и обычной поляризационной микроскопии [5,6]. Без использования каких-либо флуорохромов в неокрашенных препаратах получены четкие цветные картины срезов растений, деревьев различных пород, шерсти различных животных, волос человека (рис. 1).
А Б
Рис. 1. Луковица волоса человека:
А - в проходящем свете, Б - полиполяризация
Цель исследования - оценка возможностей полиполяризаци-онного метода исследования клеток крови, проявлений кирально-сти в тезиограммах биологических жидкостей, нативном белке и желтках яиц кур, не подвергавшихся химической фиксации и окраске, а также оценка изменений в этих объектах при воздействии температур - высокой до +62 оС и низкой от -4оС до -80оС.
Материалы и методы исследования. Полиполяризацион-ные исследования проводились на патентованной оптикоэлектронной системе [1,5,7], в которой представилась возможность одновременного обнаружения и исследования ряда дополнительных параметров, например, зон поляризации, частично поляризованных зон, зон мутных сред и обычных изображений, при свободном варьировании интенсивностью фона от максимального до полного его устранения. Контрастность системы превышала значения, полученные при использованиии фазово-контрастных устройств, т. к. программное обеспечение давно решило эти задачи.
Препараты крови исследовались при комнатной температуре, опытные - при воздействии экстремальных температур с использованием специально разработанного устройства на основе принципа Пельтье, которое помещалось на стол микроскопа. Исследованы мазки цельной крови, тезиограммы (ТЗГ) плазмы крови, тромбоконцентратов, эритровзвесей и эритромассы, пунк-тата костного мозга, всего - 250 проб взятых от доноров крови.
Установлено следующее: природные объекты, в своем большинстве, зеркально асимметричны, или киральны. Кираль-ность в оптическом диапазоне длин волн наглядно проявлялась, в оптически активных средах, где часть белковых или жидкокристаллических структур поляризовали свет вправо или влево.
Хотя явления киральности проявляются и на функциональном уровне биосистем, однако в отношении микрообъектов это явление исследовано недостаточно. Внешние воздействия на компоненты крови (КК) и различные биологические жидкости (БЖ) способны существенно изменять структуру молекул и различных составных частей клеток. Так, методы криоконсервирования КК, других биологических препаратов и субстратов, позволяющие сохранять некоторые важные биологические свойства компонентов и препаратов крови могут приводить к некоторым изменениям в стереометрии химических молекул, а, следовательно, изменять проявления киральности в ТЗГ, обычных препаратах, приготовленных из БЖ и крови для микроскопии [2].
Результаты и их обсуждение. Нами обнаружены существенные различия проявлений киральности в краевой линии (КЛ) мазков содержащих эритроциты препаратов, а также в морфологии эритроцитов, участвующих в феномене выстраивания краевой линии (ВКЛ) у обследованных доноров. Предварительное охлаждение крови приводило к усилению морфологической неоднородности этих клеток в левой КЛ по сравнению с правой. Такая динамика изменений могла быть связана с повреждающим мембраны эритроцитов процессами замораживания-оттаивания и понижением их стойкости к обезвоживанию.
Микроскопия ТЗГ-препаратов [3,4] костного мозга, цельной крови по Болену, плазмы крови, тромбоконцентратов, эритромассы и эритроцитной взвеси - позволила выявить изменение при-
знаков киральности, присущих свежеприготовленным препаратам после их криоконсервирования и размораживания. В частности, при оценке ТЗГ костного мозга обнаружено появление нового признака киральности, проявившегося в расположении оптически плотных кристаллитов в средней зоне ТЗГ-препарата при отсутствии их в аналогичной зоне слева.
Подобный эффект выявлен в размороженном тромбокон-центрате, хранившимся в жидком азоте около 20 лет. В его ТЗГ отмечено смещение центральной зоны с малоразмерными кристаллитами вправо.
Охлаждение микрокапель препаратов крови до -18оС на настольной холодильной установке существенно не изменяла ТЗГ-картину эритировзвеси. Однако холодовое воздействие изменяло знак киральности ТЗГ-препаратов эритровзвеси после охлаждения их до -18оС. При этом число кристаллитов К2 увеличилось справа препарата до 37 и уменьшилось слева до 30, тогда как в контрольном препарате без охлаждения число К2 справа было 28, а слева - 39 (Ри=0,05). Кроме того, при исследовании этих ТЗГ при полной и частичной полиполяризации наблюдались различия в свечении линейных кристаллитов. На внутренней стороне верхнего края мазков содержащих эритроциты препаратов преобладала фиолетовая, голубая и желтая полосы, а у нижнего края - зеленая и красная полосы. При охлаждении препаратов эритровзвесей до -8оС и -18оС изменялся порядок расположения цветовых полос в левой и правой КЛ.
Полиполяризация ТЗГ содержащей тромбоциты плазмы приводила при малых увеличениях к более четкой визаулизации радиально направляющихся кристаллитов и к выявлению концентрических зон в препаратах с характерной окраской (рис. 2).
Рис. 2. Тезиограмма плазмы крови с тромбоцитами с добавлением аденозиндифосфата в свете (А) и при частичной полиполяризации (Б).
Увеличение 100х.
В ТЗГ донорской крови по Болену полиполяризация приводила к выявлению сложной структуры кристаллитов К1, К2, К3 и К4, которые в световом микроскопе выглядели как простые трещины. При этом отдельные места в кристаллитах различного порядка приобретали характерный цвет (рис. 3). Исследование методами частичной полиполяризации показало, что выявляемая цветовая информация зависит от степени полиполяризации (рис. 2Б). Полиполяризация, в пределах 20-30% от максимальной, хорошо выявляет киральность кристаллитов и их боковые струкуры, а близкая к максимальной (90%) полиполяризация способствует выявлению цветовой гаммы отдельных мелких объектов.
Рис. 3. Полиполяризационная картина К2 и К3 в тесте Болена донорской крови при снижении светового потока от 20% до 90% (слева-направо). Увеличение 500х.
Рис. 4. Изменение полиполяризационной картины кристаллитов К2 плазмы донорской крови при увеличении степени полиполяризации (слева направо: полиполяризация - 20%, 50% и 90%).
Увеличение 350х.
Существенные, не определяемые при световой и фазово-контрастерй микроскопии особенности выявлены при анализе поляризационных картин гелеобразного внутриклеточного содержимого гиаломера и грануломера, мембран тромбоцитов. При этом малые по размерам тромбоциты (1-2 мкм) при полиполяризации имели преобладающие серо-зеленые тона, средние по размерам трмбоциты (2,5-3 мкм) - голубые и синие, а различные участки крупных тромбоцитов приобретали окраску от белой, бледно-зеленой - до красной и фиолетовой (рис. 5).
Рис. 5. Фото тромбоцитов тромбоконцентрата при использовании метода поляризации. Увеличение 700 х.
При этом, изменение дискоидной конфигурации клеток на иную (признак активация тромбоцитов) сопровождалось увеличением интенсивности желто-зеленых цветов в зоне полимем-бранных структур их грануломера. Эти наблюдения позволяют предположить наличие у тромбоцитов свойств химического лазера. Поляризация внутриклеточной среды может обусловливать также люминесценцию тромбоцитов с выбросом электромагнитной энергии светового и других диапазонов длин волн. В живом организме обеспечение свертываемости крови тромбоцитами в необходимых условиях происходит, вероятно, с выбросом квантов света, что позволяет предположить у них свойств регуляторов локального кровотока (биороботов).
Влияние нагревания исследовали на ТЗГ свежего комплекса белков и желтков яиц кур. Обнаружено, что нагревание до 60оС может приводить к уменьшению проявлений полиполяризации в ТЗГ белка и увеличению этих проявлений - после нагревания желтка (рис. 6).
Полиполяризация оказалась удобной для исследования таких специфических структур ТЗГ, как полигональные пластины, а также спиральные, вихревые и кольцевидные структуры, формирующиеся в них (рис. 7).
Данные исследования продемонстрировали возможность получения естественной, ранее недоступной при световой микроскопии информации от различных биологических объектов без применения приемов компъютерного моделирования.
Белок нативный, проходящий свет
То же - полиполя- Белок после То же - полиполяризация нагрева, проходя- ризация
щий свет
Желток нативный, проходящий свет
Желток нативный, Желток после Желток после
полиполяризация нагрева, проходя- нагрева, полипо-щий свет ляризация
Рис. 6. Влияние нагревания на структуры белка и желтка куриного яйца. Увеличение 350х.
А
Б
Рис. 7. Полигональные пластины и кольцевидные структуры тезиограмм (А - в проходящем свете, Б - при полиполяризации 80%).
Увеличение 350х.
Заключение. Выявлены перспективность и малая трудоза-тратность метода полиполяризации в следующих направлениях:
- исследование видовых особенностей растительных и животных биообъектов (растения, шерсть, волосы, клетки крови и другие);
- оценка влияния внешних (экстремальных факторов) на ультраструктуру клеток и тканей;
- поиск изменений полиполяризационной картины клеток и тканей при различных заболеваниях по сравнению со здоровым организмом, а также при использовании фармпрепаратов и различных реабилитационных средств;
- изучение внутреннего строения специфических тезиогра-фических структур крови, ее компонентов, а также их изменений при различных способах обработки и консервирования, включая криоконсервирование;
- уточнение процессов самоорганизации биологических жидкостей в нормальных условиях при воздействии излучений и других физических факторов.
Литература
1. Шумкин В.Я., Носов Е.Н., Медникова Е.Ю., КидаловВ.Н., Куликов В.Е. Оптикоэлектронный бесконтактный способ исследования минералов и органических структур // Заявка на патент № 2009113092, приоритет от 07.04.2009 г.
2. Кидалов В. Н., Хадарцев А А., Якушина Г.Н. Тезиографиче-ские исследования крови и их практические возможности // Вестник новых медицинских технологий. 2004. Т. XI, № 1-2. С. 23-25.
3. Кидалов В.Н., Лысак В.Ф., Бубнов В А. Видовые особенности тезиограммы сыворотки крови человека и лабораторных животных // Проблемы донозологической гигиенической диагностики: Матер. Науч. конф. 23-25 мая 1989. Л.: АН СССР - Наука, 1989. С. 76-77.
4. Кидалов В.Н., Хадарцев А.А., Тезиография крови и биологических жидкостей / Под ред. А. А. Хадарцева. Тула: Тульский полиграфист, 2009. 244 с.
5. Куликов В.Е., Кидалов В.Н., Медникова Е.Ю., Хадарцев А. А. Полиполяризационный метод исследования мелкозернистых структур в научных исследованиях на основе системы технического зрения // Вестник новых медицинских технологий. 2010. Т. XVII, № 1. С. 7-9.
6. Черногрядская Н.А., Шудель М.С., Розанов Ю.М., Барский И.Я., Боровиков Ю.С. Изучение особенностей молекулярной организации и конформационных изменений белков мышечного волокна методом поляризационной ультрафиолетовой флуоресцентной микроскопии // 4-й Международный биофизический конгресс. Тез. докл. М., 1972. Т. 3. С. 378-38.
7. Kulikov V.E., Mednikova E.Iu., Elikhina Iu.I., Miniaev S.S. An experiment in study the Felt Carpet from Noyon uul by the method of Polipolarization // Silk Road. 2010. Vol. 8. P. 63-68.
VIABILITY STUDIES OF THE POLIPOLYARIZATION IN BIOLOGY AND MEDICINE
V.N. KIDALOV, V.E. KULIKOV, A.A. KHADARTSEV Tula State University, Medical Institute
This article presents a new material on the possibilities of the polypolarization method of studying plant and animal bio-objects, including blood, thesio-gram biological fluids and proteins. Small labour-expense and large selfdescriptiveness of the polypolarization method as well as the prospects for its use in biology and medicine are emphasized.
Key words: polypolarization methods, thesiography, biological fluids.
УДК 612.13
РЕЗОНАНСНО-ПОДОБНОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ КОЛЕБАНИЙ КРОВОТОКА В МИКРОЦИРКУЛЯТОРНОМ РУСЛЕ КОЖИ ЧЕЛОВЕКА ПРИ КОНТРОЛИРУЕМОМ ДЫХАНИИ
Г.В. КРАСНИКОВ*, Г.М. ПИСКУНОВА*, А.В. ТАНКАНАГ**,
М.Й. ТЮРИНА*, Н.К.ЧЕМЕРИС
Методом лазерной допплеровской флоуметрии исследованы респираторно-зависимые осцилляции кровотока в системе микроциркуляции кожи человека при контролируемом по глубине (40% от максимального вдоха) и частоте (0.16, 0.11, 0.07, 0.05, 0.03 Гц) дыхании. На основе анализа амплитудно-частотных характеристик исходных сигналов на базе непрерывного адаптивного вейвлет-преобразования показаны частотно-зависимые особенности формирования респираторно-связанных компонентов спектров флоуграмм. Полученные результаты объясняются с позиции резонансноподобных механизмов при совпадении частоты контролируемого дыхания и собственных колебаний кровотока в системе микроциркуляции в диапазоне нейрогенной и миогенной активности. Ключевые слова: микроциркуляция, лазерная допплеровская фло-уметрия, респираторно-зависимые колебания кровотока, резонанс, вейвлет-анализ.
Функционирование сердечно-сосудистой системы определяется взаимодействием различных ритмических процессов, среди которых наиболее значимы: основной сердечный ритм, дыхание и барорефлекторная система регуляции сосудистого тонуса. Взаимодействие между этими ритмами проявляется в наличии частотной модуляции параметров гемодинамики: кровяного давления, тонуса сосудов, линейной и объемной скорости кровотока и других. Эти модуляции обнаруживаются в сосудах всех уровней системы кровообращения и, как показывают исследования, являются одним из механизмов адаптации гемодинамики к различным внешним условиям и внутренним потребностям организма [4].
Функциональное взаимодействие сердечно-сосудистой и дыхательной систем неоднократно становилось предметом физиологических исследований [2,5,6,10,11]. В настоящее время накоплена значительная информация о влиянии ритмических характеристик дыхания на проявления тонических и фазных сдвигов в сердечном ритме и центральной гемодинамике. Известно несколько механизмов, посредством которых дыхание может модулировать активность центров сердечно-сосудистой системы. К ним относятся: 1) механические влияния; 2) рефлекторные связи между периферическими рецепторами и центральной нервной системой; 3) единство механизма химической регуляции дыхания и кровообращения; 4) взаимосвязь внутрицен-тральных механизмов контроля деятельности сердца и дыхания. Вместе с тем установлено, что конечная реакция сердечнососудистой системы определяется взаимодействием вышеуказанных, а также и некоторых нереспираторных механизмов.
Осцилляции кровотока, имеющие респираторно-зависимый характер, были исследованы и на уровне микроциркуляторного русла [3,7,8,9], однако механизмы их формирования пока недостаточно ясны. В этой связи представляет интерес исследование воздействия управляемых респираторно-зависимых осцилляций на систему микроциркуляции, в особенности, в тех случаях, когда имеет место совпадение частот контролируемых воздействий и собственных колебаний кровотока в системе микроциркуляции [1].
* ГОУВПО Тульский государственный педагогический университет
им. Л.Н.Толстого, Тула, physiology@tspu.tula.ru Институт биофизики клетки РАН, Пущино, nkc@inbox.ru
Цель исследования - исследование взаимодействия респираторно-зависимых и спонтанных осцилляций кровотока в системе микроциркуляции кожи человека при контролируемом по частоте и глубине дыхании.
Материалы и методы исслеования. Исследование осцилляций кожного кровотока проводили методом лазерной допплеровской флоуметрии (ЛДФ). Используя лазерный анализатор кожного кровотока ЛАКК-02 (НПП «ЛАЗМА», Россия, длина волны 0,63 мкм, мощность излучения 0.5 мВт), регистрировали показатель микроциркуляции (ПМ), характеризующий степень перфузии ткани кровью. ПМ измеряется в условных - перфузи-онных - единицах (пф.ед.). Частота дискретизации лазерной допплеровской флоуграммы (ЛДФ-граммы) составляла 16 Гц. Регистрацию ПМ осуществляли на наружной поверхности левого предплечья вблизи лучезапястного сустава. Одновременно осуществляли регистрацию дыхательных экскурсий (пневмография), используя ленточный потенциометрический датчик механического типа, закрепленный на грудной клетке испытуемых. Частота дискретизации пневмограммы составляла 10 Гц.
Исследование проведено на группе из 11 практически здоровых девушек-студенток 19-23 лет, нормального телосложения (вес 60±11 кг, рост 166±5 см, АД 119±7/69±7 мм рт. ст., пульс 73±11 уд/мин). Измерения проводили в изолированном помещении при температуре 22-24°С после предварительного 5-ти минутного периода адаптации к условиям помещения. Во время проведения эксперимента испытуемые находились в положении сидя. Испытуемые воздерживались от курения, приема вазоактивных препаратов, алкогольных и кофеиносодержащих напитков по крайней мере за 4 часа до исследования. Все испытуемые давали добровольное согласие на участие в эксперименте на основе полной информированности о методе и ходе проведения процедуры.
Для каждого испытуемого регистрировали 6 последовательных 5-минутных записей при естественной и заданной частотах дыхания. Частота и глубина контролируемого дыхания задавались визуально на мониторе компьютера посредством демонстрации синусоидальных колебаний, с которыми испытуемые синхронизировали собственные дыхательные движения. Частота эталонных колебаний задавала частоту управляемого дыхания, амплитуда -его глубину. Значения частот контролируемого дыхания были выбраны исходя из равномерности их распределения в логарифмическом масштабе частоты (0.16, 0.11, 0.07, 0.05, и 0.03 Гц) и попадали в диапазоны частот миогенной и нейрогенной активности. Задаваемая величина глубины дыхания была подобрана в результате предварительных экспериментов с учетом относительного комфорта испытуемых при всех указанных режимах дыхания на протяжении 5 минут. Глубина дыхания была фиксированной при всех используемых режимах контролируемого дыхания и составила 40% от величины индивидуального максимума, полученного при выполнении процедуры оценки жизненной емкости легких. Перед каждой записью испытуемым предоставлялся двухминутный период для адаптации к заданной частоте дыхания.
Анализировали амплитудно-частотные характеристики (спектры) оригинальных ЛДФ-грамм и пневмограмм, полученные на основе алгоритмов, реализующих непрерывное адаптивное вейвлет-преобразование [12]. Сравнительный анализ результатов проводили на основе однофакторного дисперсионного анализа для повторных измерений. Достоверность различий принималась при уровне значимости р<0.05.
Результаты и их обсуждение. Усредненные амплитудночастотные характеристики ЛДФ-грамм при естественном и трех из используемых режимов контролируемого дыхания представлены на рис. 1. При анализе ЛДФ-грамм, зарегистрированных в состоянии покоя при естественной частоте дыхания, амплитуда респираторно-зависимых осцилляций выражена слабо (рис. 1А). В нативном состоянии наиболее выражены осцилляции в диапазоне частот от 0,01 до 0,1 Гц. Как известно в указанном частотном диапазоне реализуются собственные колебания кровотока в микроциркуляторном русле обусловленные миогенной, нейрогенной и эндотелиальной активностью [3,4,12]. Кроме того, отчетливо выражены пульсовые колебания.
В условиях контролируемого дыхания амплитуда респираторно-связанных колебаний кровотока, по сравнению с естественным дыханием, значительно возрастает. В спектрах ЛДФ-грамм отчетливо выражены пики на частоте, соответствующей частоте контролируемого дыхания (рис. 1Б, В, Г).
