ФИЗИОЛОГИЯ ЧЕЛОВЕКА, 2014, том 40, № 4, с. 132-136
КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ
УДК 534:612.79:616.717/.718:796.015.6
АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ ПОВЫШЕННЫХ ФИЗИЧЕСКИХ НАГРУЗОК НА МИКРОЦИРКУЛЯЦИЮ И МЕХАНО-АКУСТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
КОЖИ КОНЕЧНОСТЕЙ ЧЕЛОВЕКА © 2014 г. Л. А. Гребенюк
ФГБУРНЦ "Восстановительная травматология и ортопедия" им. акад. Г.А. Илизарова, Курган
E-mail: gla2000@yandex.ru Поступила в редакцию 19.02.2013 г.
На основе исследования микроциркуляции и анизотропных механо-акустических свойств кожного покрова конечностей у спортсменов-мужчин высокой квалификации (легкоатлетов и борцов греко-римского стиля) в возрасте 19—25 лет и неспортсменов 17—25 лет сделан вывод о более высоком уровне резервных возможностей микрососудистого русла и об изменчивости акустических свойств покровных тканей конечностей у спортсменов. В основе выявленных феноменов лежат адаптивные реакции опорно-двигательной системы на регулярные повышенные физические нагрузки.
У легкоатлетов по сравнению с показателями неспортсменов выявлен более высокий прирост микрососудистого кровотока в коже голени при проведении функциональной ишемической пробы. Превышение резервного индекса микрососудистого кровотока составило 66.2%. В группе спортсменов и у лиц контрольной группы скорость распространения поверхностной акустической сдвиговой волны (СПАВ) в коже голени превышала соответствующие параметры СПАВ покровной ткани бедра. Аналогичное превышение показателя СПАВ наблюдалось в коже предплечья относительно параметров на плече. Выявлены также пластические резервы кожи при изменении положения конечности в пространстве, что указывает на динамичность ее упруго-эластических свойств в процессе выполнения движений. Предполагается, что в основе механизмов наблюдаемых явлений лежат структурные различия кожного покрова и интенсивность микрососудистого кровотока.
Ключевые слова: кожа, анизотропия, микроциркуляция, конечности, скорость распространения поверхностной акустической волны, функциональные резервы, спортсмены, адаптация.
Б01: 10.7868/80131164614040080
Изучению влияния физических нагрузок на кровообращение и микроциркуляцию в кожном покрове человека посвящен целый ряд исследований [1—4]. Как показывает анализ литературы, для выявления резервов микроциркуляции высокоинформативным является использование функциональных проб [5, 6]. Отмечается, что у людей с малоподвижным образом жизни имеется более низкий уровень перфузии и низкое содержание оксида азота в плазме крови по сравнению с легкоатлетами [1]. В то же время при многолетних длительных тренировках кожа, как защитная покровная ткань, подвержена риску повышенной травматизации и нарушению защитной функции. Обнаружены выраженные нарушения гидро-ли-пидной мантии кожи у юношей и девушек в слож-нокоординационных видах спорта, что проявляется в снижении степени ее жирности и влажности [4]. Кожа человека — многослойный композит, обладающий структурной, оптической и биомеханической анизотропией. Теоретические аспекты и практическое применение выяв-
ленных in vivo закономерностей анизотропных свойств кожного покрова конечностей человека, в том числе, у спортсменов остаются недостаточно изученными [7]. В связи с вышеизложенным актуальным остается комплексный подход в изучении микрососудистого кровотока и анизотропии кожного покрова здоровых людей, регулярно подверженных повышенным физическим нагрузкам различной направленности.
Целью данной работы явилось исследование резервных возможностей микроциркуляции и особенностей механо-акустической анизотропии кожного покрова конечностей у спортсменов высокой квалификации с различной направленностью тренировочного процесса — борцов и легкоатлетов.
Обследовано три группы людей мужского пола: легкоатлеты-бегуны на средние дистанции в возрасте 19—25 лет (1-я группа, n = 10, 20 конечностей), борцы-единоборцы (2-я группа, греко-римская борьба, n = 10, 20 конечностей) того же
Таблица 1. Микрососудистый кровоток (МК) покоя в коже конечностей легкоатлетов высокой спортивной квалификации, мл/мин/100 г ткани (M ± m)
Показатель МК Бедро Голень Стопа Плечо Предплечье Кисть
Легкоатлеты, возраст 19—25 лет (n = 10)
M ± m Ст. отклон. 1.79 ± 0.09 0.43 2.13 ± 0.11 0.48 2.28 ± 0.13 0.58 2.54 ± 0.16 0.73 2.45 ± 0.16 0.71 2.69 ± 0.22 0.97
Испытуемые, не занимающиеся спортом, возраст 17—25 лет (n = 11)
M ± m Ст. отклон. 2.38 ± 0.16 0.8 р < 0.05 2.23 ± 0.14 0.7 2.99 ± 0.18 0.83р < 0.05 — — —
Примечание. M± ш — среднее значение ± стандартная ошибка; Ст. отклон. — стандартное отклонение.
возраста, регулярно тренирующихся и участвующих в спортивных соревнованиях. Все спортсмены имели высокую квалификацию (мастера спорта или кандидаты в мастера спорта). Третью (контрольную) группу составили здоровые мужчины 17—25 лет, не занимающиеся спортом (n = = 11, 22 конечности).
Определяли скорость микрососудистого кровотока (МК, мл/мин/100 г ткани) в коже сегментов конечностей. С этой целью проводилась лазерная допплеровская флоуметрия на установке BLF-21 фирмы Transonic Sistems Inc. (США). Функциональные резервы микроциркуляции изучали, используя местную ишемическую (ок-клюзионную) пробу. Для этого накладывали резиновую манжету на проксимальный сегмент. Давление в манжете достигало 220—230 мм рт. ст., продолжительность окклюзии — 3 мин. После регистрации данных рассчитывали показатели пикового кровотока, длительности постишемиче-ской гиперемии и индекс пикового кровотока.
Изучение механо-акустических свойств проводили посредством неинвазивного тестирования, используя анализатор кожи (ASA — acoustical skin analyzer, совместная разработка Москва—Белград). Диапазон скоростей поверхностной акустической волны (СПАВ) — 15—300 м/с, частота — 103—104 Гц, площадь рабочей зоны при проведении замеров — 8 мм2. Замеры проводили в четырех ангулярных (угловых) направлениях — продольно, поперечно и диагонально (45 и 135 градусов) относительно анатомической оси конечности [7]. Исследовали участки кожи в средней трети сегментов конечностей по передней поверхности в физиологическом положении разгибания в смежных суставах (угол 180 градусов) и в условиях проведения функциональной пробы — при максимальном сгибании суставов в течение трех минут [8].
На основе проведенных исследований микроциркуляции в коже сегментов верхней и нижней конечности у легкоатлетов высокой спортивной
квалификации были получены следующие результаты (табл. 1). Кровоток покоя в коже бедра у легкоатлетов был на 32.9% ниже показателя у неспортсменов и составил 1.79 ± 0.09 мл/мин/100 г ткани (р < 0.05). Аналогичное соотношение микрососудистого кровотока наблюдалось в коже стопы спортсменов — МК был на 31.1% ниже, чем у неспортсменов. Сравнение МК в коже нижней и верхней конечности легкоатлетов выявило достоверное его превышение в коже плеча, предплечья и кисти (р < 0.05). Для выявления особенностей эндотелий-зависимой реакции нами была проведена проба на реактивную гиперемию, в процессе которой установлено, что пиковый кровоток в коже голени у спортсменов составил 6.04 ± 1.36 мл/мин/100 г ткани, превысив его на 64.6% относительно значений у неспортсменов (табл. 2). Время его достижения у легкоатлетов было меньшим (19.6 ± 3.69 с), а в группе неспортсменов диапазон времени достижения максимального прироста МК составил 30—45 с. Расчетные значения индекса резервов микроциркуляции, определяемые как соотношение величины пикового кровотока к кровотоку покоя, достигали в группе легкоатлетов 3.46 ± 0.66 мл/мин/100 г ткани и были на 66.2% выше (р < 0.01), чем у неспортсменов.
Сравнение результатов окклюзионной пробы в коже голени и предплечья в группе легкоатлетов выявило превышение на 201.9% пикового кровотока на предплечье, составившего 12.2 ± 1.4 мл/мин/100 г ткани, и на 205.2% — резервного индекса (7.1 ± 0.1), при времени достижения пикового кровотока 16.3 ± 1.05 с и восстановления базовой перфузии до 4.1 ± 0.78 с.
Указанные особенности тканевой перфузии в коже конечностей свидетельствуют о формировании более высокого адаптационного потенциала в микроциркуляторном русле в процессе длительной адаптации к тренировочным нагрузкам. Микрососудистый кровоток в коже верхней конечности в группе легкоатлетов был достоверно
Таблица 2. Параметры микроциркуляции в коже голени при проведении окклюзионной функциональной пробы у легкоатлетов и неспортсменов, мл/мин/100 г ткани (М ± т)
Параметр п МК покоя Пиковый МК t пик. МК tвосстановления Резервный индекс
Легкоатлеты
М ± т 7 1.8 ± 0.3 6.04 ± 1.36 19.6 ± 3.69 4.5 ± 0.89 3.46 ± 0.66
Неспортсмены
М ± т 6 1.7 ± 0.29 3.9 ± 0.98 30-45 до 3.5 мин 2.29 ± 0.8
Примечание. МК — микрососудистый кровоток; t — время, секунды. Резервный индекс рассчитан по формуле: пиковый кровоток/кровоток покоя. М ± т — среднее значение ± стандартная ошибка.
Таблица 3. Различие показателя СПАВ в коже нижней конечности легкоатлетов 19—25 лет при разогнутых суставах (М ± т, м/с)
Бедро (легкоатлеты, п = 10, разгибание)
правое бедро левое бедро
х г 45 град 135 град х г 45 град 135 град
М ± т 57.4 ± 1.5 64.1 ± 3.1 57.9 ± 3.1 63.6 ± 2.0 59.5 ± 2.3 64.4 ± 2.8 65.2 ± 2.8 61.8 ± 4
Голень (легкоатлеты, п = 10, разгибание)
правая голень левая голень
х г 45 град 135 град х г 45 град 135 град
М ± т р* 82.9 ± 4.6 <0.001 85.7 ± 3.7 <0.001 83.2 ± 4.5 <0.001 85.5 ± 3.4 <0.001 88.8 ± 5.1 <0.001 96.4 ± 3.2 <0.001 105.5 ± 6.5 <0.001 88.9 ± 3.5 <0.001
Примечание. * р — достоверность различий скорости звука в коже бедра по сравнению с соответствующим показателем в коже голени в четырех ангулярных направлениях — продольном (г), поперечном (х), диагональном 45 и 135 град относительно анатомической оси конечности. Остальные обозначения см. табл. 2.
выше, чем в тканях сегментов нижней конечности, что определяется структурными различиями микроциркуляторного кровеносного русла.
При изучении особенностей механо-акустиче-ских свойств кожи конечностей у спортсменов установлено следующее. В группе легкоатлетов диапазон СПАВ в коже нижних конечностей составлял от 57.4 ± 1.5 до 105.5 ± 6.5 м/с (табл.
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.