ФИЗИОЛОГИЯ ЧЕЛОВЕКА, 2004, том 30, № 6, с. 51-56
УДК 612.13+612213+6122732
ВЛИЯНИЕ ОСТРОЙ НОРМОБАРИЧЕСКОЙ ГИПОКСИЧЕСКОЙ НАГРУЗКИ НА РЕГИОНАРНОЕ КРОВОСНАБЖЕНИЕ ВЕРХНЕЙ КОНЕЧНОСТИ
© 2004 г. В. Э. Диверт, Т. Г. Комлягина, С. Г. Кривощеков
Государственное учреждение НИИ физиологии СО РАМН, Новосибирск Поступила в редакцию 07.02.2003 г.
Исследовано влияние нормобарической гипоксии (вдыхание газовой смеси с 10% содержанием 02 в течение 16 мин) на показатели сердечно-сосудистой системы в группе здоровых молодых мужчин. Обнаружена выраженная индивидуальная вариабельность реакций. Установлена прямо пропорциональная связь уровня насыщения кислородом гемоглобина крови у отдельных лиц в конце нагрузки от исходной величины кровотока мышц. При этом у лиц с высоким исходным кровотоком в предплечье уровень насыщения кислородом понижается, а у лиц с низким - не изменяется или даже слегка повышается. После прекращения гипоксической нагрузки (через 10-15 мин) артериальный кровоток мышц продолжает понижаться, возрастает венозный резерв и ослабляется реакция по-стокклюзионной гиперемии. Полученные данные позволяют предполагать, что использованная ги-поксическая нагрузка активирует преимущественно нервно-рефлекторные механизмы регуляции периферического кровотока, а исходный уровень кровоснабжения скелетных мышц в значительной степени определяет развитие сосудистой реакции в периферических тканях на острую гипоксию.
В последние годы нормобарическая гипоксия широко используется в клинической практике как эффективное лечебное и профилактическое средство при целом ряде заболеваний, а также рекомендована для повышения неспецифической резистентности и функциональных резервов организма [1, 2]. Вместе с тем, отдельные вопросы, связанные с физиологическими механизмами формирования ответа организма на сильные и короткие гипоксические воздействия, недостаточно изучены, а имеющиеся литературные данные довольно противоречивы. В частности, это касается вопроса о сосудистых реакциях в скелетных мышцах и коже при острой гипоксической нагрузке. С одной стороны, ряд работ, выполненных на организменном уровне [3-6], и прямые экспериментальные исследования сосудистой ткани in vitro [7] указывают на дилятаторный эффект гипоксического воздействия. При этом широко используется термин "гипоксическая диля-тация" и интенсивно проводятся исследования молекулярных механизмов изменения свойств мембраны [8, 9] и сократимости изолированных гладкомышечных клеток [7]. С другой стороны, имеется ряд данных о констрикторной реакции сосудов периферических тканей на гипоксичес-кое воздействие [10-14].
Можно предположить, что противоречивость имеющихся литературных данных относительно направленности реакции периферических сосудов при вдыхании гипоксической газовой смеси
обусловлена вариабельностью индивидуального уровня функциональных резервов сосудистого звена газотранспортной системы организма.
Задача настоящего экспериментального исследования состояла в анализе влияния острой нормобарической гипоксической нагрузки на показатели кровообращения в конечности у человека.
МЕТОДИКА
Обследовано 12 практически здоровых мужчин-добровольцев (возраст 20.5 ± 0.4 лет, вес 71.1 ± 1.9 кг и рост 180 ± 1.4 см). Температуру в помещении поддерживали на постоянном уровне 25.8 ± 0.3°С для исключения ее влияния на периферический кровоток. Среднее атмосферное давление в дни обследования составляло 746 ± 1.5 мм рт. ст.
Газовую смесь для дыхания приготовляли автоматически при помощи специализированного промышленного устройства фирмы "КЛИМБИ" (Москва, Россия). В исследованиях А.З. Колчин-ской [1] и Л.Д. Лукьяновой [15] показано, что 1012% концентрация кислорода во вдыхаемой смеси является оптимальной для исследовательских и клинических применений гипоксической нагрузки, поскольку дальнейшее ее понижение сопровождается развитием вторичной тканевой гипоксии с нежелательными остаточными явлениями. В настоящей работе использовали газовую смесь, содержащую 10 объемных % кислорода (02).
51
4*
Таблица 1. Влияние острой гипоксической нагрузки (10% O2; 16 мин) на показатели сердечно-сосудистой системы для группы обследованных лиц (М ± т; число наблюдений п = 12)
Показатели Исходное состояние Острая гипоксия Изменение показателя Изменение (%) Р
Частота сердечных сокращений, уд/мин 65.9 ± 3.6 84.0 ± 2.7 18.1 ± 2.9 26.2 <0.001
Уровень сатурации гемоглобина, % 98.4 ± 0.2 83.2 ± 1.2 -15.2 ± 1.3 -15.5 <0.001
Артериальный кровоток мыши предплечья, мл/100 мл мин 2.96 ± 0.32 2.32 ± 0.17 -0.63 ± 0.18 -21.6 <0.005
Венозный резерв мышц предплечья, мл/100 мл 2.73 ± 0.19 2.82 ± 0.21 0.09 ± 0.18 3.7 -
Венозный отток мышц предплечья, мл/100 мл мин 61.3 ± 5.8 60.9 ± 6.2 -0.4 ± 2.1 -0.7 -
Реактивная гиперемия мышц предплечья, мл/100 мл мин 5.97 ± 0.69 5.56 ± 0.81 -0.41 ± 0.54 -6.9 -
Артериальный кровоток кожи, мл/100 мл мин 1.39 ± 0.27 0.96 ± 0.24 -0.43 ± 0.15 -30.9 <0.02
Венозный резерв кожи, мл/100 мл 1.94 ± 0.25 1.90 ± 0.27 -0.04 ± 0.11 -2.1 -
Венозный отток кожи, мл/100 мл мин 39.5 ± 5.16 38.8 ± 5.9 -0.7 ± 1.9 -1.8 -
Реактивная гиперемия кожи, мл/100 мл мин 6.92 ± 1.33 6.12 ± 1.17 -0.79 ± 0.48 -11.6 -
Примечание. Здесь и в табл. 2 уровни значимости для изменений показателей р > 0.05 (незначимые) отмечены знаком "-".
Оценку состояния периферического кровообращения проводили по показаниям венозно-ок-клюзионного плетизмографа "PERIQUANT 3500" (Германия). Для получения отдельных показателей кровотока применяли стандартные процедуры, автоматически запрограммированные в функции прибора, и последующую математическую обработку исходных цифровых данных. Артериальный кровоток определяли по результатам трех повторных окклюзий с интервалом в 1 мин при давлении в манжете 60 мм рт. ст. Венозный резерв и отток определяли по трем повторным измерениям кровенаполнения при окклюзи-онном давлении 80 мм рт. ст. с интервалом в 1 мин. Реактивную гиперемию оценивали после 3 мин пережатия сосудов при давлении 220 мм рт. ст. по усредненной величине кровотока для четырех последующих повторных 6-секундных окклюзий (при 60 мм рт. ст.) и 4-секундных паузах. Все измерения проводили с использованием двух ртутно-силиконовых датчиков-браслетов. Один из них располагали на наиболее широкой части предплечья, что позволяло оценивать мышечную компоненту, а другой - на ногтевой фаланге пальца для характеристики кожной компоненты кровотока.
Порядок исследования был следующий. После заполнения анкетных данных обследуемых укладывали на мягкую кушетку. На предплечье и пальце правой руки закрепляли датчики плетизмографа, а на плече - манжету для создания ок-клюзионного давления. Частоту пульса и величину насыщения гемоглобина крови кислородом (SaO2) измеряли непрерывно с использованием автоматического пульсоксиметра "PALCO 305" (США), датчик которого располагали на среднем пальце кисти. Прибором "BLOOD PRESSURE MONITOR" (фирма Meditech, США) на левой ру-
ке периодически измеряли артериальное давление.
Исходные значения показателей регистрировали через 20-30 мин после предварительного привыкания людей к условиям эксперимента. Затем обследуемые через маску дышали газовой смесью с пониженным содержанием кислорода (10 объемных %) в течение 15-16 мин. Через 9-10 мин от начала воздействия производили запись всех показателей для состояния острой гипоксической нагрузки. В периоде восстановления регистрацию показателей производили через 9-10 мин после прекращения дыхания газовой смесью с пониженным содержанием кислорода.
Статистическую обработку данных проводили с использованием стандартных методов расчета средней величины показателей и ее ошибки, ¿-критерия достоверности различий Стьюдента, корреляционного и регрессионного анализов.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Средние величины показателей сердечно-сосудистой системы для группы обследованных лиц в исходном состоянии, при острой нормобаричес-кой гипоксической нагрузке (вдыхание газовой смеси 10% й2 в течение 16 мин) и их изменения (в абсолютных значениях и процентах) приведены в табл. 1. Можно отметить, что использованная ги-поксическая нагрузка практически не оказала влияния на системное артериальное давление (систолическое 120.9 ± 2.6 и диастолическое 73.7 ± ± 1.7 мм рт. ст.), что отмечается в других работах [6], но привела к понижению уровня сатурации гемоглобина крови в среднем для группы лиц до 83.2% и сопровождалась повышением частоты сердечных сокращений на 26.2% (от 65.9 ± 3.6 до
84.0 ± 2.7 уд/мин). Артериальный кровоток в мышцах предплечья понизился в среднем на 21.6% от 2.96 ± 0.32 до 2.32 ± 0.17 мл/100 мл ткани в мин. Артериальный кровоток в коже пальца также понизился в среднем для группы обследованных на 30.9% от 1.39 ± 0.27 до 0.96 ± 0.24 мл/100 мл ткани в мин. Показатели венозного резерва и венозного оттока как для мышц, так и для кожи, не выявили значимых групповых изменений в ответ на гипо-ксическое воздействие. Также не выявлены изменения для группы обследованных в величине реакции реактивной гиперемии мышц и кожи.
Полученные результаты о снижении кровотока в периферических тканях под влиянием острой гипоксической нагрузки в целом согласуются с данными ряда проведенных ранее исследований. Так показано, что вдыхание гипоксической смеси увеличивает активность симпатических нервов, регулирующих тонус кровеносных сосудов [10, 12] вследствие стимуляции периферических артериальных хеморецепторов [14, 16]. Эффект активации симпатического контроля тонуса кожных сосудов при гипоксии у человека получен при прямой черезкожной регистрации нервной им-пульсации [13]. Существуют убедительные доказательства констрикторного влияния острого ги-поксического воздействия на сосуды легких, причем основную роль в этом механизме отводят калиевым вольт-зависимым каналам мембран гладкомышечных клеток сосудов [11]. Периферическая вазоконстрикция показана при задержке дыхания (апноэ), а сочетанное вдыхание гипоксической (10.5% 02) смеси приводит к ее дополнительному усилению [12]. Можно предполагать, что в основе вазоконстрикторной реакции в периферических тканях лежит механизм п
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.