СЕНСОРНЫЕ СИСТЕМЫ, 2004, том 18, № 1, с. 56-64
КОЖНАЯ ^^^^^^^^^^^^
ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ
УДК 612.014.41/43+612.79/15+612.882
ВЛИЯНИЕ МЕСТНЫХ БАРОМЕТРИЧЕСКИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ НА ПОРОГИ КОЖНЫХ ТЕРМООЩУЩЕНИЙ
© 2004 г. В. Э. Диверт
Государственное Учреждение НИИ физиологии СО РАМН 630117 Новосибирск, ул. Ак. Тимакова, 4 Поступила в редакцию 26.05.03 г.
Исследовано влияние слабых местных барометрических воздействий на температурную чувствительность предплечья руки, помещенной в барокамеру Кравченко. При повышении барометрического давления на 20 мм рт. ст. пороги термоощущений быстро (менее чем за 30 с) возрастают. После прекращения 9-10-минутной барометрической нагрузки пороги термоощущений медленно снижаются. Последующее воздействие пониженным барометрическим давлением (-20 мм. рт. ст.) вновь резко снижает локальную температурную чувствительность. Анализ изменений системного давления крови, локальной температуры и теплопроводности кожи предплечья, а также динамики кровенаполнения кожи конечности позволяет полагать, что в механизме модуляции термочувствительности принимают участие процессы изменения локального кожного кровенаполнения, тонуса и проницаемости сосудистых стенок.
Ключевые слова: кожа, скорость кровотока, температурная чувствительность, действие тепла и холода, действие атмосферного давления.
ВВЕДЕНИЕ
Согласно распространенной среди зарубежных исследователей точке зрения, сенсорный аппарат кожной температурной чувствительности составляют специализированные свободные нервные окончания (Неше1, 1981; ^о, 1985). Вместе с тем единственная попытка морфологической идентификации кожных холодовых терморецепторов, предпринятая Хензелем с соавторами три десятилетия назад (Неше1 е! а1., 1974), до настоящего времени не получила подтверждений. Также не определен чувствительный аппарат тепловой рецепции.
Предметом дискуссий остается и функциональная специализация термоафферентов, что в значительной степени связано с признанием их полимодальности, в частности, наличием у них сопряженной механочувствительности. При этом отечественные специалисты подчеркивают ведущую роль механочувствительных нервных окончаний кожи в выполнении функции температурного восприятия через термозависимые свойства кожного коллагена (Зевеке, 1976, 1991; Малышева, Зевеке, 1995). Другие специалисты отмечают, что все исследованные ими терморецепторы дополнительно обладают чувствительностью к механическим раздражениям и предпринимают попытки их классифицировать с учетом дуальности свойств (Клейнбок, 1990). Представления о ведущей роли механического фактора во всех видах кожных ощущений (тактильных, болевых, темпе-
ратурных) (ваугЛоу е! а1., 1996) и о возможности для одной термочувствительной структуры принимать участие в формировании ощущений тепла и холода (Цирульников, 1977) сочетаются с альтернативным мнением о высокой специфичности термочувствительных нервных окончаний (Иванов, 1990; Козырева, 1991). В монографии по физиологии терморецепции О. П. Минут-Сорохтина, на основании результатов многолетних исследований руководимого ею коллектива кафедры физиологии Петрозаводского университета, обосновывает возможность выполнения функции температурного восприятия рецепторами, расположенными в стенках кожных и подкожных сосудов (Минут-Сорохтина, 1972). Собственные исследования импульсной активности чувствительных к температуре кожных афферентов у крыс свидетельствуют, что фоновая частота их очень низка (менее чем 0.06 имп/с), но резко возрастает до типичных значений в несколько импульсов в секунду после механического прислонения к коже термода (Диверт, 2000). Подобное неопределенное состояние вопроса о функциональной специфичности чувствительных к температуре нервных окончаний в коже требует проведения дополнительных исследований, которые могли бы помочь в его разрешении.
В данной работе исследовано влияние барометрического давления, прикладываемого к конечности человека, на пороги появления локальных температурных ощущений.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА
В обследованиях использовали стандартную барокамеру В.А. Кравченко для конечностей (Завод "Технолог", г. Москва), куда помещали исследуемую руку. Для исключения пережима кровеносных сосудов герметизацию входа в барокамеру проводили посредством переходного полиэтиленового чулка, край которого приклеивали к коже плеча лентой лейкопластыря. При этом рука свободно лежала на специальной подложке из пенопласта с вмонтированным в нее рабочим элементом термостимулятора.
В ходе обследования непрерывно регистрировали: температурные пороги появления локальных термоощущений, а также температуру и теплопроводность кожи на средней части внутренней стороны предплечья. Порядок обследования состоял из 10-20-минутных периодов записи показателей в исходном состоянии при текущем естественном атмосферном давлении и 5-10-минутных отрезков при повышенном на +20 мм рт. ст. местном барометрическом давлении, естественном атмосферном давлении, пониженном на -20 мм рт. ст., и вновь при естественном атмосферном давлении. Выбор величины барометрических нагрузок основывался на том, что внешние давления ± 20 мм рт. ст. близки к возможным внутрисосудистым его изменениям при ортоста-тических нагрузках на область предплечья за счет естественных движений рук. Они минимально достаточны для проявления местных гемодинамиче-ских реакций (Holloway et al., 1976; Petersen, Sin-drup, 1990) и не вызывают системных реакций кровообращения (Катков и др., 1981; Nishiyasu et al., 1998).
Пороги температурных ощущений на коже предплечья измеряли с помощью специального электронного термостимулятора, управляющего полупроводниковой термобатареей - термодом. Известно, что на величину порогов термических ощущений влияет площадь поверхности термода и скорость нарастания термостимулов (Kenshalo, 1990). Показано, что для кожи предплечья достаточно площади раздражения в 10 см2 (Kenshalo, 1990), что и было использовано в данной работе. Для улучшения передачи тепла в кожу поверхность термода покрывали тонким слоем глицерина. Использовали непрерывные линейно изменяющиеся термостимулы обеих полярностей. В зарубежной литературе этот метод обычно называют методом MarStock (Yarnitsky, 1997). Суть метода состоит в том, что предварительно проинструктированный испытуемый нажимал кнопку в момент появления локального ощущения, например теплого, и при этом направление изменения термостимула сменялось на противоположное до появления ощущения прохладного, где после нажатия кнопки вновь менялось направление стимула и
Температура термода, °C
Время, мин
Рис. 1. Пример записи порогов появления температурных ощущений на коже предплечья при изменениях местного барометрического давления у одного из обследованных лиц.
так далее. Результаты изменений температуры термода выводились на ленту самописца фирмы Беекшап, а точные величины пороговых температур на момент нажатия кнопки последовательно отображались на цифровом табло прибора, что позволяло вести протокол вручную. Точность измерения порогов термоощущений составляла ± 0.1°С, а чувствительность (соотвественно величине разрешения цифрового термометра) -0.02°С. Скорость изменения температуры поверхности термода поддерживали строго постоянной +0.2°С/с или -0.2°С/с. Выбор скорости сделан на основе специально проведенного исследования, где показано, что при ± 0.2°С/с минимизируется межпороговый интервал кожных термоощущений (Диверт, 2002).
В качестве примера на рис. 1 приведен отрезок записи одного из наблюдений.
Температуру кожи измеряли, используя стеклянный микротермистор типа МТ-54 конструкции В.Г. Карманова (ЭПМ АгроНИИ, г. Санкт-Петербург), оформленный в специальный держатель, который обеспечивал постоянный прижим к коже с силой 2 г на площади 12 мм2 и сохранял естественные условия теплообмена между кожей и окружающим воздухом на участках, непосредственно прилегающих к датчику.
Для непрерывного измерения теплопроводности кожи применяли специально сконструированное устройство, использующее метод терморазведения, предложенный А. Диттмаром с соавторами (БШшаг е! а1., 1982). По изменению теплопроводности судили об изменениях локального кожного кровотока. Устройство работало по принципу введения локальной тепловой метки на участке кожи диаметром 7 мм и автоматического ее поддержания на уровне +0.5°С относительно тонкого серебряного кольца, также расположенного на
коже и радиально отстоящего от границы участка подогрева на 2 мм. Разность температур между нагреваемым участком и кольцом измерялась термобатареей из 24 спаев медьконстантановых термопар, выполненных из проводов диаметром 0.07 мм и равномерно распределенных по окружности нагревателя и кольца. В качестве показателя теплопроводности использовали мощность электрического тока, подводимую к нагревателю. Ее величина отображалась на цифровом табло и выводилась на самописец. Калибровку устройства проводили согласно рекомендациям Ä. Бартона (Burton, 1940), с использованием жидкостей, имеющих близкие к граничным для кожи величины коэффициента теплопроводности (к) при минимальном (глицерин, к = 6.8 х 10-4 кал см1 с1 град-1) и максимальном (вода, к = 14 х 10-4 кал см-1 с-1 град-1) кровоснабжении.
Для объективного определения системной реакции кровообращения до и во время барометрического воздействия проводили измерения артериального давления и частоты сердечных сокращений с использованием автоматизированного устройства М-01 из комплекса аппаратуры авиационного врача nÄB-01 (Завод p3mä, г. Львов). Погрешность измерения артериального давления составляла ± 5 мм рт. ст.
Обследования проводили в течение февраля и марта месяцев с 10 до 11 часов дня в условиях изолированной комнаты объемом 46 м3 при естественной конвекции и средней температуре воздуха 25 ± 1°С. Относительная влажность воздуха в периоде наблюдений составила в среднем 75 ± 2%, а величины атмосферного давления были равны 746 ± 3.3 мм рт. ст. Всего обследовано 10 мужчин-добровольцев со средним возрастом 33.8 ± 4.1 лет, весом 70.8 ± 4.3 кг и ростом 175.8 ± 2.7 см. Обследуемые были легко одеты, их не менее 1 ч выдерживали в усл
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.