ФИЗИОЛОГИЯ ЧЕЛОВЕКА, 2008, том 34, № 3, с. 70-76
УДК 616.16
ПУЛЬСОВЫЕ И ДЫХАТЕЛЬНЫЕ ОСЦИЛЛЯЦИИ КРОВОТОКА В МИКРОЦИРКУЛЯТОРНОМ РУСЛЕ КОЖИ ЧЕЛОВЕКА
© 2008 г. Ä. И. Крупаткин
ФГУ Центральный научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии им. H.H. Приорова
МЗ РФ, Москва Поступила в редакцию 26.11.2007 г.
С помощью лазерной допплеровской флоуметрии с вейвлет-анализом осцилляций кровотока, спек-трофотометрии, компьютерной капилляроскопии и термометрии у 30 испытуемых изучены особенности пульсовых и дыхательных колебаний кровотока в микроциркуляторном русле кожи человека. Амплитуды сердечных (Ас) и дыхательных (Ад) ритмов связаны преимущественно с характером распределения перфузии и давления в более крупных по отношению к капиллярам микрососудах (артериолах, венулах). Кардиореспираторное спаривание в качестве регуляторного фактора присутствует в системе микроциркуляции - в условиях покоя величина Ас/Ад отражает соотношение перфузии артериального и венозного отделов капилляров.
Соотношение скоростного динамического и объемного компонентов в структуре показателя микроциркуляции (ПМ) и Ас зависит от величины перфузии соответствующего региона кожи - в покое объемный компонент выражен только в коже с артериоло-венулярными анастомозами, а в коже без анастомозов величины ПМ и Ас коррелируют преимущественно с динамическим скоростным компонентом. Величина Ас находится в обратной зависимости как от стационарного, так и от осцилляторного компонентов тонуса микрососудов. На природу дыхательной волны влияет не только дыхательная модуляция венозного оттока, но перфузионое давление в системе микрососудов и величина гемато-крита венулярного звена. Взаимосвязь Ад с общим кровотоком микрососудов кожи и раздельный вклад скоростного и объемного компонентов в величину Ад был достоверен только при достижении определенной величины кровотока, ниже порога которой дыхательные волны могут проникать в микроциркуляторное русло, но их связь с общей перфузией малозначима.
Пульсовые и дыхательные осцилляции являются важными компонентами периферического кровообращения, присутствующими как в магистральных сосудах, так и в русле тканевой микроциркуляции. Еще в XIX веке были описаны периодические колебания давления в магистральных сосудах, синхронные с пульсом (волны первого порядка) и с дыханием (волны второго порядка или волны Людвига-Траубе-Геринга), причем появление последних обусловлено центральным вегетативным и респираторно-зависимым спариванием между дыхательной и сердечно-сосудистой системами [1]. Пульсовые и дыхательные колебания кровотока регистрировались и в микрососудах [2], однако до сих пор их особенности и природа в микрогемоциркуляторном русле in vivo у человека изучены мало.
Кровоток всегда зависит от градиента давления, а не от его абсолютной величины и пульсовые колебания кровотока обусловлены колебаниями градиента давления [3], в том числе в мелких артериях и крупных артериолах на входе в микрогемо-циркуляторное русло [2]. Каждое пульсовое колебание кровотока представляет собой мгновенный расход крови, ее количество (объем), протекающее в данное мгновение через поперечное сечение
сосуда [4]. Для структуры пульсового колебания кровотока характерны как скоростной, так и объемный компоненты. В связи с отражением пульсовых колебаний, преимущественно на уровне рези-стивных сосудов (мелких артерий и артериол), особенно при повышении их тонуса, и затуханием по ходу микрососудов, в том числе за счет снижения градиента давления, вязкости крови, уменьшается их амплитуда и сглаживается вершина пульсовой волны [2]. В то же время при выраженном снижении тонуса артериол пульсовые колебания кровотока могут регистрироваться в венулах, а при дила-тации прекапиллярных сфинктеров - в капиллярах [2, 5]. В микрососудах кожи человека пульсовые колебания или кардиоритмы регистрируются в частотном диапазоне 0.8-1.6 Гц [6].
Осцилляции кровотока, синхронные с дыханием, распространяются в микрососуды со стороны путей оттока крови и регистрируются в венулах. В их происхождении обсуждаются, во-первых, механическая пассивная трансмиссия респираторных изменений внутригрудного давления, опосредуемая венозной системой (присасывающее действие грудной клетки с ростом кровенаполнения вен на вдохе), во-вторых, центральное вегетативное взаимодействие дыхательного и сердечно-сосудистого
центров [7, 8]. Отмечается корреляция дыхательных осцилляций кровотока в микрососудах с волнами второго порядка артериального давления [1]. Дыхательные осцилляции кровотока в микрососудах особенно выражены в регионах кожи без арте-риоло-венулярных анастомозов (например, в предплечье). При остановке дыхания или блокаде венозного оттока с помощью проксимальной манжеточной венозной окклюзии они исчезали [7]. Важную роль в их величине и амплитуде на уровне микрососудов играют местные факторы периферического сопротивления - при расширении арте-риол, увеличении градиента перфузионного давления респираторная модуляция кровотока менее выражена и, наоборот, респираторные колебания легче проникают в венулы при повышенном тонусе артериол и низком градиенте артерио-венозного давления [7] В микрососудах кожи человека дыхательные осцилляции кровотока регистрируются в частотном диапазоне 0.2-0.4 Гц [6].
Цель данной работы - изучение особенностей пульсовых и дыхательных колебаний кровотока в микроциркуляторном русле кожи человека.
МЕТОДИКА
Капилляроскопию в зоне эпонихия ногтевого ложа осуществляли с помощью компьютерного капилляроскопа (ЗАО Центр "Анализ веществ", Россия) согласно описанной ранее методике [5]. Обследования проводились в зоне ногтевого ложа IV пальца левой кисти у 30 человек в возрасте от 25 до 65 лет при комнатной температуре 21°С- 22°С в положении испытуемого сидя после 30-минутного отдыха. С целью изучения капиллярного кровотока в разных гемодинамических и регуляторных ситуациях в исследуемую группу включали как здоровых испытуемых (п = 16), так и больных с последствиями травм верхней конечности (п = 14). Одним из критериев включения в группу служило хорошее состояния эпонихия ногтевого ложа, что было необходимо для проведения капилляроскопи-ческих исследований. Все исследования проводили в условиях физиологического покоя без проведения нагрузочных проб. Визуализация капилляров осуществлялась на экране монитора в окне, соответствующем масштабу 700 х 580 мкм. Под увеличением х170 раз анализировали число функционирующих капилляров первого эшелона, примыкающих к сосочковой линии, размеры (длина и диаметр) капиллярных петель. Под увеличением х 400 раз определяли скоростные характеристики кровотока (линейная скорость - V, в мкм/с и объемная скорость - Q, в мкм3/с) артериального и венозного отделов в трех произвольно выбранных капиллярах. Величину Q для артериальных ®арт) и венозных ^вен) отделов капилляров рассчитывали в компьютерной программе прибора путем произведения величины V на площадь по-
перечного сечения соответствующего капиллярного звена. Вычисляли средние скорости кровотока (^ и Qср) капиллярной петли в целом.
Лазерную допплеровскую флоуметрию (ЛДФ) со спектральным вейвлет-анализом колебаний кровотока проводили на аппарате ЛАКК-02 (НПП "Лазма", Россия) согласно описанной ранее методике [6]. Записи проводили в зоне эпонихия и прилежащей коже ногтевого ложа, в коже ладонной поверхности дистальной фаланги II пальца кисти (в зоне, богатой артериоло-венулярными анастомозами), медиальной поверхности предплечья (в зоне без артериоло-венулярных анастомозов с выраженным подлежащим слоем мышц), тыла предплечья в проекции латерального надмыщелка плечевой кости (в зоне без артериоло-венулярных анастомозов с тонким безмышечным подкожным слоем) с помощью зонда диаметром 3 мм в красном (КР) канале лазерного излучения (длина волны 0.63 мкм, толщина зондирования около 0.8 мм), а также в инфракрасном (ИК) канале (длина волны 1.15 мкм, толщина зондирования около 1.6 мм с захватом более крупных артериол и венул). Оценивали показатель микроциркуляции (ПМ, перфу-зионные единицы - п. е.), характеризующий общую (капиллярную и внекапиллярную) усредненную стационарную перфузию микрососудов за время исследования. Величина ПМ пропорциональна количеству эритроцитов и их средней линейной скорости в зондируемом объеме. Колебательную составляющую перфузии исследовали по среднему квадратичному отклонению колебаний кровотока (а, п. е.), с помощью вейвлет-анализа определяли нормированные по а амплитуды колебаний кровотока активного тонус-формирующего диапазона частот (эндотелиального, связанного с КО-активностью, 0.0095-0.02 Гц; нейрогенного симпатического 0.02-0.046 Гц; сенсорного пепти-дергического 0.047-0.069 Гц; собственно миоген-ного или вазомоций 0.07-0.15 Гц) и пассивных частотных диапазонов (кардиального или сердечного 0.8-1.6 Гц, дыхательного 0.2-0.4 Гц) [6, 9, 10].
В связи с тем, что осцилляторный компонент тонуса микрососудов оценивают по формуле а/А, где А - амплитуда колебаний в соответствующем активном диапазоне частот (п. е.), определяли величину максимальной амплитуды осцилляций в активном диапазоне (Амакс).
Для исследования вклада скоростных и объемных компонентов кровотока в ЛДФ-показатели кроме гемодинамических характеристик микро-циркуляторного русла регистрировался индекс общего объемного кровенаполнения микрососудов (нутритивных и ненутритивных) исследуемой зоны кожи (V-), отражающий величину объемной (недвижущейся) фракции крови. Для этого с помощью блока ЛАКК-02 проводили одновременные измерения как перфузии с помощью ЛДФ (длина
волны 0.78 мкм, приближающаяся по толщине зондирования к показателям красного канала ЛДФ), так и кровенаполнения спектрофотометрическим датчиком в одном и том же объеме ткани. Для измерения Уг обследуемая зона освещалась низкоинтенсивным оптическим излучением видимого и ближнего инфракрасного диапазонов длин волн, а специальный фотоприемник измерительной головки прибора регистрировал обратно-рассеянное излучение. Величина Уг отражает объёмную составляющую ПМ.
Наряду с записями ЛДФ в покое, с помощью блока "ЛАКК-ТЕСТ" применяли
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.