CC BY
2УДК 612.1 (612.15)
СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ СИСТЕМЫ КРОВООБРАЩЕНИЯ В ПРОЦЕССЕ АДАПТАЦИИ К МЫШЕЧНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
ДЬЯЧКОВА ЕЛЕНА ОЛЕГОВНА
Аспирант кафедры общей патологии, Тульский государственный университет, Тула,
Россия
СОКОЛОВА АНАСТАСИЯ ВСЕВОЛОДОВНА
Аспирант кафедры общей патологии, Тульский государственный университет, Тула,
Россия
СУББОТИНА ТАТЬЯНА ИГОРЕВНА
Д.м.н., заведующая кафедрой общей патологии, Тульский государственный
университет, Тула, Россия
ШУРАЛЁВА ЕЛЕНА ВСЕВЛОДОВНА
К.б.н., доцент кафедры медико-биологических дисциплин, Негосударственное образовательное частное учреждение высшего образования "Московский финансово-промышленный университет "Синергия", Москва, Россия
Аннотация. В настоящей статье рассматривается метод биоинформационного анализа на основе допплеровской флуометрии при анализе органного гомеостаза в процессе адаптации к мышечной деятельности. Определение венозного оттока позволит диагностировать состояние микроциркуляторного русла в процессе адаптации к мышечной деятельности. Тем самым предотвратить негативные явления, которые могут возникнуть во время тренировки в кровеносной системе спортсмена. С помощью данного метода мы можем оценить возможности спортсмена и делать долгосрочный прогноз его результата, а также составлять необходимые методические рекомендации с учетом показаний его функциональных систем. Данный анализ позволил повысить качество диагностики различных заболеваний, обнаруживать их на более ранних стадиях, создать базу для более глубокого понимания патогенеза возникающих расстройств микроциркуляции, осуществлять объективные наблюдения за проводимыми лечебными мероприятиями и индивидуальным подбором фармакологических средств. Как показала практика, данный метод является эффективным средством мониторинга за состоянием микроциркуляции и контроля над процессом восстановления.
Ключевые слова: метод биоинформационного анализа, допплеровская флуометрия, адаптация к мышечной деятельности, микроциркуляторное русло, капиллярно-венулярный отток.
В связи с ростом заболеваний, психо - физиологических отклонений, ростом спортивных результатов, в настоящее время появилась необходимость в более тщательном изучении математического и программного обеспечения для выявления адаптационных изменений функционального состояния организма человека. [2, с.14, 5, с.23] Разрабатываются новые формы врачебного контроля. Особое внимание уделяется респираторной и сердечнососудистой системе, анализируется работа сердца, газообмен в тканях и органах, состояние сосудистого русла. В наших исследованиях для определения состояния периферического кровообращения использовалась лазерная капилляроскопия. Определялись показатели артериокапиллярного притока и капилляро - венулярного оттока. Данные показатели позволяют судить не только об адаптации к нагрузкам, но и об интенсивности восстановительных процессов, что дает возможность прогнозировать реакцию системы
кровообращения, а также судить в целом о состоянии здоровья.
Целью настоящей работы является изучение показателей капиллярного кровотока для прогнозирования состояния микроциркуляторного русла при помощи биоинформационного анализа.
В настоящее время артериокапиллярный кровоток оценивается не только качественно, но и количественно, а капилляро - венулярный отток остается неопределяемым. Современные лекарственные средства способствуют усилению артериокапиллярного кровотока, улучшающего питание: клеток, тканей, органов и снабжаются кислородом, микроэлементами. Капилляро - венулярный отток необходим для выведения углекислого газа и продуктов распада. [1, с.16-17] Работ по диагностике и нормализаций капилляро - венулярного оттока на сегодняшний день очень мало. Воздействуя на функциональное состояние капиллярного оттока, возникает возможность регулировать отток крови (своевременную и нормальную отдачу углекислого газа и продуктов распада), тем самым будет восстанавливаться нормальное функционирование органов и тканей. Исходя из результатов исследования, можно сказать, что лишь 27,3 % исследуемых могут добиться высоких результатов. Это спортсмены с хорошим и высоким уровнем оттока крови. При интенсивных физических нагрузках может возникать нарушение капиллярного кровотока, гипоксия мышц - и все это приводит к увеличению содержания молочной кислоты, мочевины, гистамина и пр. Образовавшийся лактат действует неблагоприятно на процесс сократительной способности мышц, тормозит мышечное сокращение. У данных спортсменов продукты распада будут выводиться своевременно и нарушение кровотока не возникнет.
Результаты проведенного исследования показали, что у спортсменов, тренирующихся на выносливость, наблюдается тенденция увеличения капилляро-венулярного оттока по сравнению с контрольной группой.
Таблица 1.
Результаты капилляроскопии спортсменок, занимающихся на выносливость.
Показатели Группы возрас т n X min X max X s m P
Контрольная Кв О лет 17 34,10 59,90 47,40 7,19 1,79 p < 0,001
Видов на выносливость Кв О 14 38,36 76,38 57,44 11,14 3,09
Контрольная Кв О лет 17 33,05 59,70 44,66 7,42 1,85 p < 0,001
Видов на выносливость Кв О 14 41,18 87,16 62,90 13,48 3,74
При сравнении капиллярного кровотока младших групп девочек результаты оказались статистически достоверны (0,001<р<0,01). Средние показатели капилляро-венулярного оттока у девочек-спортсменок намного выше, чем у девочек из контрольной группы. У девушек 1620 лет средние показатели оттока также достоверно выше (р < 0,001), чем у их сверстниц из контрольной группы.
Таблица 2.
Результаты капилляроскопии спортсменов, занимающихся на выносливость.
Показатели Группы возрас т n X min X max X s m P
Контрольная КвО лет 17 36,88 72,34 51,94 9,87 2,47 p > 0,05
Видов на выносливость КвО 14 40,08 61,31 50,39 6,22 1,72
Контрольная КвО лет 16 40,02 63,32 52,50 6,60 1,70 p > 0,05
Видов на выносливость КвО 14 42,40 63,64 56,24 6,23 1,73
У мальчиков 13-16 лет и у юношей 17-21 года средние показатели не намного отличаются от обследованных в контрольной группе. Различия средних показателей в группах
не достоверны ф > 0,05).
Таблица 3.
_Результаты капилляроскопии спортсменок скоростно-силовых видов спорта.
Показатели Группы возраст n X min X max X s m p
Контрольная КвО лет 17 34,10 59,90 47,40 7,19 1,79 p >0,05
Ск.-силовые КвО 16 36,80 71,24 53,14 9,75 2,51
Контрольная КвО лет 17 33,05 59,70 44,66 7,42 1,85 0,001<p<0 ,01
Ск.-силовые КвО 14 38,36 82,30 59,69 12,88 3,57
В группе девочек 12-15 лет скоростно-силовых видов спорта показатели капилляро-венулярного оттока не намного выше, чем у девочек контрольной группы ф >0,05). В старшей возрастной группе результаты капилляроскопии достоверно отличаются (0,001<p<0,01), у девушек 16-20 лет средние показатели намного выше контрольной группе.
Таблица 4.
Результаты капилляроскопии спортсменов скоростно-силовых видов спорта.
Показатели Группы возраст n X min X max X s m p
Контрольная КвО лет 17 36,88 72,34 51,94 9,87 2,47 p > 0,05
Ск.-силовые КвО 18 36,98 75,67 54,17 10,62 2,58
Контрольная КвО лет 16 40,02 63,32 52,50 6,6 1,7 p > 0,05
Ск.-силовые КвО 18 40,74 77,45 55,91 10,08 2,45
В группе скоростно-силовых видов и в младшем и в старшем возрасте разница показателей не достоверна ф > 0,05). Средние показатели мало различаются
Таблица 5.
Показатели Группы возраст n X min X max X D m p
Контрольная КвО лет 17 34,10 59,90 47,40 7,19 1,79 p > 0,05
Игровые КвО 14 36,40 77,30 52,58 11,99 3,33
Контрольная КвО лет 17 33,05 59,70 44,66 7,42 1,85 0,01<p<0,05
Игровые КвО 14 31,74 72,91 54,54 12,07 3,35
В младшем возрасте результаты недостоверны ф > 0,05), разница между показателями капилляро-венулярного оттока у девочек-спортсменок и девочек контрольной группы невелика. Средние результаты в старшей группе значительно отличаются от показателей контрольной группы (0,01^<0,05). У девушек 16-20 лет игровых видов спорта показатели оттока выше, чем у не занимающихся спортом.
Таблица 6.
_Результаты капилляроскопии спортсменов игровых видов спорта._
Показатели
Группы
возраст
n
X
mm
X max
X
m
p
Контрольная КвО лет 17 36,8 8 72,34 51,94 9,87 2,47 p > 0,05
Игровые КвО 14 36,1 5 70,14 50,41 9,97 2,77
Контрольная КвО лет 16 40,0 2 63,32 52,50 6,60 1,70 p < 0,05
Игровые КвО 18 40,7 7 81,94 59,30 11,31 2,74
У мальчиков 13-16 лет группы игровых видов спорта и у мальчиков контрольной группы показатели капилляро-венулярного оттока практически не отличаются, разница не достоверна ф > 0,05). В старшей возрастной группе у юношей-спортсменов показатели выше, чем показатели контрольной группы. Разница в этих группах достоверна ф < 0,05).
Таблица 7.
Результаты капилляроскопии спортсменок силовых видов спорта._
Показатели Группы возраст n X min X max X D m p
Контрольная КвО лет 17 34,10 59,90 47,40 7,19 1,79 p < 0,01
Силовые КвО 14 17,88 51,83 31,36 9,96 2,77
Контрольная КвО лет 17 33,05 59,70 44,66 7,42 1,85 p > 0,05
Силовые КвО 10 21,48 61,62 37,30 13,03 4,34
У девочек занимающихся тяжелой атлетикой и пауэрлифтингом средние показатели капилляро-венулярного оттока намного ниже показателей контрольной группы. Разница результатов достоверна ф < 0,01). Эта же тенденция прослеживается и в старшей возрастной группе, несмотря на то, что разница средних показателей небольшая ф > 0,05).
Таблица 8.
Результаты капилляроскопии спортсменов силовых видов._
Показатели Группы возраст n X min X max X D m p
Контрольная КвО лет 17 36,88 72,34 51,94 9,87 2,47 0,001< p <0,01
Силовые КвО 14 24,96 59,97 37,56 10,27 2,85
Контрольная КвО лет 16 40,02 63,32 52,50 6,6 1,70 0,001< p <0,01
Силовые КвО 10 24,79 64,61 39,56 12,92 4,30
У мальчиков тяжелоатлетов показатели ниже, чем у их ровесников в контрольной группе. У юношей 17-21 года средние показатели капилляро-венулярного оттока также ниже, чем в контрольной группе. Разница средних показателей у лиц мужского пола в группах силовых видов спорта и контрольных группах достоверна (0,001< p <0,01).
У 28,3 % обследованных спортсменов, показатели кровотока оказались близкими к норме. Но при больших нагрузках в процессе тренировок или после них могут возникать интерстициальные боли в мышцах как следствие нарушения метаболизма тканей, гипоксии, нарушения микроциркуляции и гипертонуса мышц. При правильном построении тренировочного процесса, соблюдая индивидуальный подход, они смогут выполнить норматив мастера спорта, но вряд ли добьются большего.
Остальным 44,4 % исследованных не надо заниматься, так как интенсивные нагрузки отрицательно влияют на их микроциркуляцию. У них явно нарушен отток крови и, скорее всего, есть другие противопоказания к занятиям спортом. Тем, у кого показатели венулярного оттока ниже 30 единиц, необходимо пройти медицинское обследование, у них могут быть серьезные отклонения в состоянии здоровья.
В спорте во время выполнения интенсивных физических нагрузок нередко возникают боли и судороги в мышцах.
Боль связана с накоплением в мышце специфических продуктов метаболизма, образующихся во время мышечного сокращения. Она появляется, когда концентрация этих веществ достигает порогового уровня, что происходит только в случае, если скорость их образования превышает скорость выведения их из мышцы с кровью. Поэтому для спортивной деятельности важно чтобы у спортсмена были высокие показатели венозного оттока.
При хроническом утомлении у спортсменов возникают спайки, мышечные «контрактуры», уплотнения в мышцах, которые ведут к гипертонусу мышц, гипоксии, нарушению капиллярного кровотока.
Между тонусом мышечной системы и микроциркуляцией существует корреляционная связь. При перетренированности тонус мышц повышен, мышечный кровоток замедлен; все это ведет к гипоксии тканей и болям в мышцах. Боли в мышцах снижают работоспособность и являются предрасполагающим факторов возникновения травм и заболеваний ОДА.
При умеренной интенсивности нагрузок, даже продолжительных по времени, ускоренный венулярный кровоток удаляет продукты метаболизма по мере их образования в мышцах, так что они не накапливаются и не приводят к ощущению боли.
Частым явлением в спорте являются судороги - внезапное непроизвольное сокращение мышц. Возникают при нарушениях обмена веществ и микроциркуляции, при больших потерях жидкости. Судороги могут возникнуть в одной мышце или охватить группу мышц как во время тренировки (или участия на соревнованиях), так и в покое. Для того чтобы этого избежать необходимо, контролировать показатели венулярного оттока.
В настоящее время существуют фармакологические средства, увеличивающие приток крови, но нет ни одного средства увеличивающего отток.
Кровоток в органах и тканях при значительной физической нагрузке существенно изменяется. Работающие мышцы требуют усиления обменных процессов и значительного увеличения доставки кислорода. Кроме того, усиливается терморегуляция, так как дополнительное тепло, вырабатываемое сокращающимися мышцами, должно быть отведено к поверхности тела. Увеличение минутного объема сердца само по себе не может обеспечить адекватное кровообращение при значительной работе. Чтобы условия для обменных процессов были благоприятными, наряду с увеличением минутного объема сердца требуется еще перераспределения регионального кровотока.
Во время физической нагрузки кровообращение перестраивается в режим максимального удовлетворения потребностей в кислороде работающих мышц, но если количество получаемого работающей мышцей кислорода меньше требуемого, то обменные процессы в ней протекают частично анаэробно. В результате возникает кислородный долг, который возмещается уже после окончания работы.
Предлагаемый способ и устройство обеспечивает определение раздельного капиллярного кровотока.
Метод биоинфориационного анализа позволяет на основе допплеровской системы выделить кластерные группы и автоматически показывать состояние организма. Такой подход достаточно прост в применении, требует мало времени, неинвазивен, не влияет на гемодинамику, может применяться достаточно часто и использоваться для динамического наблюдения, обладает хорошей информативностью. Время исследования не более 2 минут. Исследования комфортны и безболезненны.
ЛИТЕРАТУРА
1.
2.
3.
4.
5.
Андожия Ю.С., Смирнов ДА. Лазерная доплеровская флоуметрия в оценке микроциркуляторных нарушений у больных облитирующим атеросклерозом сосудов нижних конечностей // Применение лазерной доплеровской флоуметрии в медицинской практике. Материалы Всероссийского симпозиума. Москва,1996.,с.16-17. Ашметков И.В., Мухин С.И., Соснин Н.В. и др. Численное исследование свойств разностной схемы для уравнения гемодинамики. // Диалог. МГУ - 1999 - с.14. Ашметков И.В., Мухин С.И., Соснин Н.В. и др. Частные решения уравнений гемодинамики.// Диалог. МГУ - 1999 - с.43.
Богомолов А.В.и др. Диагностика состояния человека; математические подходы. // М. Медицина. Шико. - 2003 - с.461.
Шуралёва Е.В. Точность временной характеристики зрительно-моторной реакции на движущийся объект у человека в онтогенезе и в процессе адаптации его организма к мышечной деятельности: Дис...канд. биол. наук., Ярославль, 2002, 154 с.
