Изменение показателей микроциркуляции крови у студентов в течение дня

Тип работы:
Реферат
Предмет:
Биология


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

ИЗМЕНЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ МИКРОЦИРКУЛЯЦИИ КРОВИ У СТУДЕНТОВ В ТЕЧЕНИЕ ДНЯ
О.А. Гурова1
Российский университет дружбы народов, Москва
С целью изучения изменений показателей микроциркуляции крови в течение учебного дня обследованы 15 студентов в возрасте 17−19 лет. Исследование проводилось 3 раза в течение дня: в 10−12, в 14−16 и в 18−20 часов. Использовался прибор ЛАКК-ОП, в котором реализуются методы лазерной допплеровской флоумет-рии (ЛДФ), оптической тканевой оксиметрии (ОТО) и пульсоксиметрии. Результаты свидетельствуют о снижении к 18−20 часам перфузии тканей кровью и потребления кислорода тканями. В 14−16 часов в регуляции микроциркуляции уменьшается активность вазомоторных механизмов и усиливается роль пульсовых и дыхательных влияний, что свидетельствует о напряжении в регуляции сердечнососудистой системы в середине учебного дня.
Ключевые слова: микроциркуляция крови, лазерная допплеровская флоумет-рия, оптическая тканевая оксиметрия, студенты.
Change of blood microcirculation in students during the day. 15 students aged 17-
19 years old were examined to study changes in blood microcirculation during the school day. The study was conducted three times a day: at 10−12, 2−4 and 6−8 p.m. To fulfill the study special apparatus & quot-LAKK-OP"- was used. It applies the methods of laser Doppler flowmetry (LDF), optical tissue oximetry and pulse oximetry. The results show that tissue blood perfusion and oxygen consumption decrease by 6−8 p.m. At 2−4 p.m. vasomotor mechanisms become less active while the role of pulse and respiratory effects grow. It designates certain strain in the work of cardiovascular system in the middle of a school day.
Key words: blood microcirculation, laser Doppler flowmetry, optical tissue oximetry, students.
При адаптации организма студентов к учебной деятельности меняются показатели функционирования различных его систем, в том числе сердца и сосудов [2−4]. Состояние системы микроциркуляции крови тесно взаимосвязано со сдвигами в центральной гемодинамике и влияет на способность организма к адаптации. На уровне микрососудов осуществляется обмен между тканями и кровью, поэтому состояние микроциркуляции определяется не только законами кровообращения, но и метаболическими потребностями окружающих капилляры тканей [1,5,7]. Наблюдение за состоянием микроциркуляции при адаптации к учебной нагрузке позволит изучить тонкие механизмы регуляции сосудисто-тканевых отношений.
Цель данного исследования — изучить изменение показателей микроциркуляции крови у студентов в течение учебного дня.
Контакты: 1 Гурова О. А., E-mail: & lt-oagur@list. ru>-
ОРГАНИЗАЦИЯ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
В исследовании приняли участие 15 студентов в возрасте 17−19 лет (в среднем 18,7±0,3), из них 6 юношей и 9 девушек. У каждого испытуемого показатели регистрировали 3 раза в течение дня: утром — с 10 до 12 часов, днем — с 14 до 16, и вечером — с 18 до 20 часов. Состояние микроциркуляции крови оценивалось с помощью анализатора лазерного микроциркуляции крови «ЛАКК-ОП» (НПО «Лазма», г. Москва) в коже 4-го пальца кисти. Данная модификация прибора позволяет использовать метод лазерной допплеровской флоуметрии (ЛДФ) в сочетании с оптической тканевой оксиметрией (ОТО) и традиционной пульсоксиметрией, что существенно расширяет возможности диагностики состояния микроциркуляции. Запись показателей производилась в положении испытуемого сидя, световодный зонд с помощью фиксатора устанавливался на 4-й палец левой руки (для показателей ЛДФ и ОТО), датчик пульсоксиметра — на 4-й палец правой руки.
Методом ЛДФ [6- 7] регистрируется величина перфузии тканей кровью, или показатель микроциркуляции (ПМ), а также его среднее квадратичное отклонение (СКО), характеризующее изменчивость потока крови. При специальном математическом анализе, основанном на вейвлет-преобразовании, выявляются гармонические составляющие колебаний кровотока. Различают колебания активной природы, характеризующие миогенный (Ам), нейрогенный (Ан) и эндотелиальный (Аэ) механизмы регуляции микроциркуляции, и «пассивные» колебания, обусловленные дыхательными движениями (Ад) и сердечным ритмом (Ас). Вклад этих колебаний в общую мощность спектра рассчитывается в %.
Испытуемые выполняли две функциональные пробы. При задержке дыхания в течение 15 с на уровне глубокого вдоха, что вызывает констрикцию артериол и уменьшение кожного кровотока вследствие усиления симпатических влияний, рассчитывается индекс дыхательной пробы (ИДП) по величине снижения ПМ. Окклюзионная проба, при которой производится пережатие плеча левой руки манжетой тонометра на 3 мин, позволяет определить резерв кровотока (РКК).
Методом оптической тканевой оксиметрии (ОТО) оценивается сатурация SO2 крови в микроциркуляторном русле, содержащем артериолы с оксигемоглобином, капилляры с окси- и дезоксигемоглобином и венулы с дезоксигемоглобином, то есть определяется сатурация смешенной крови. Этим методом оценивается также относительный объем фракции эритроцитов V& quot- в области исследования.
Методом пульсоксиметрии определяется уровень насыщения артериальной крови кислородом SpO2. Из соотношения сатурации кислорода в артериальной крови и сатурации крови в микросоудах рассчитывается индекс удельного потребления кислорода в ткани (I): I = (1 — SO2/ SрO2) х ПМ х Ам/Ан.
Перед каждым исследованием микроциркуляции у студентов измеряли артериальное давление (АД) на плечевой артерии с помощью тонометра.
Полученные данные обработаны методами вариационной статистики.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Динамика показателей микроциркуляции у студентов в течение учебного дня представлена в таблице 1. Уровень перфузии тканей кровью (показатель ПМ) относительно стабилен в утренние и дневные часы, но имеет тенденцию к снижению
в вечернее время на 10% и более. Значения СКО к 18−20 часам достигают максимальной величины. Такая динамика свидетельствует об увеличении к концу дня активности механизмов модуляции тканевого кровотока и согласуется с полученными ранее данными [8].
Таблица 1
Динамика показателей ЛДФ у студентов в течение дня
Показатели микроциркуляции Момент исследования
10−12 час 14−16 час 18−20 час
Показатель микроциркуляции — ПМ, перф. ед. 20,0 ± 1,8 20,7 ± 1,1 18,6 ± 1,8
Среднее квадратичное отклонение — СКО, перф. ед. 1,39 ± 0,23 1,23 ± 0,25 1,77 ± 0,31
Соотношение ритмических составляющих тканевого кровотока
Аэ, перф. ед. 0,41 ± 0,08 0,36 ± 0,12 0,78 ± 0,21
Ан, перф. ед. 0,84 ± 0,21 0,63 ± 0,2 0,92 ± 0,19
Ам, перф. ед. 0,81 ± 0,14 0,6 ± 0,1 0,85 ± 0,15
Ад, перф. ед. 0,37 ± 0,04 0,33 ± 0,02 0,35 ± 0,04
Ас, перф. ед. 0,43 ± 0,06 0,37 ± 0,03 0,46 ± 0,06
Вклад «активных» влияний на микрокровоток (э, н, м), % 82,8 ± 4,2 77,9 ± 3,7 86,9 ± 4,1
Вклад «пассивных» влияний на микрокровоток (д, с), % 17,2 ± 1,8 22,1 ± 1,9 13,2 ± 1,2
Реактивность микрососудов на задержку дыхания ИДП, % 51,0 ± 6,3 38,7 ± 7,4 43,9 ± 5,4
Реактивность микрососудов на окклюзионную пробу РКК, % 146,4± 19,8 135,3±10,3 147,2±19,9
Анализ соотношения ритмических составляющих тканевого кровотока позволяет установить более тонкие механизмы этих изменений. Наибольшую амплитуду в течение всего времени наблюдения имеют низкочастотные колебания активной природы (Аэ, Ан, Ам), что характерно для устойчивого вазомоторного ритма. Однако амплитуда этих колебаний существенно снижается от 10−12 к 14−16 часам и вновь растет в 18−20 часов (табл. 1). Уменьшение амплитуды высокочастотных колебаний (Ад, Ас) в дневные часы не столь выражено.
Расчет вклада отдельных компонентов в общую мощность спектра колебаний позволяет установить значение разных механизмов для регуляции микроциркуляции в момент наблюдения. Вклад эндотелиального компонента (Аэ) возрастает с 9,1% в утренние часы до 24,3% вечером. Вклад нейрогенной (Ан) и миогенной
(Ам) составляющих регуляции, наоборот, снижается с 38,2 и 35,5% в 10−12 часов до 33,9 и 28,7% в 18−20 часов, соответственно. Суммарный вклад активных влияний на кровоток, связанных с изменениями тонуса сосудов, в утренние часы составляет 82,8%, днем снижается до 77,9%, а вечером вновь возрастает до 86,9%. Вклад в общую мощность спектра ЛДФ-граммы высокочастотных дыхательного (Ад) и сердечного (Ас) ритмов в 10−12 часов составляет 17,2%, наибольшие значения имеет в 14−16 часов — 22,1%, а наименьшие в 18−20 часов — 13,2%.
Динамика показателей амплитудно-частотного спектра ЛДФ-грамм указывает на сбалансированность активных (сосудистых) и пассивных (центральных) механизмов регуляции микроциркуляции в утренние часы, ослабление активных вазо-моций и увеличение влияния на микроциркуляцию крови сердечного и дыхательного компонентов в 14−16 часов, и последующее усиление активных сосудистых механизмов регуляции микроциркуляции (преимущественно, за счет эндотелиального компонента) в 18−20 часов.
Ослабление активных сосудистых механизмов регуляции микроциркуляции приводит к снижению в 14−16 часов и реактивности микрососудов на дыхательную и окклюзионную пробы. В это время существенно (р& lt-0,05) уменьшается реактивность микрососудов при задержке дыхания (ИДП): с 51,0± 6,3 до 38,7 ± 7,4%. Полного восстановления ИДП не наблюдается и в 18−20 часов.
Показатели реактивности микрососудов на 3-х минутную окклюзионную пробу в утренние и вечерние часы фактически не различаются: резерв кровотока (РКК) — прирост ПМ после падения его значений при пережатии магистральной артерии — составляет 147,2 ± 19,9%. В 14−16 часов РКК снижается до 135,3±10,3%. По-видимому, усиление метаболической составляющей регуляции, которая определяется ростом эндотелиального компонента Аэ, играет решающую роль в поддержании РКК на высоком уровне в 18−20 часов.
Таким образом, наибольшее напряжение в регуляции микрокровотока отмечается в середине дня: в 14−16 часов. В это время наблюдается тенденция к увеличению ПМ и снижению СКО, что может свидетельствовать о некотором затруднении микроциркуляции и застое крови. Соотношение между «активными» и «пассивными» влияниями на микрокровоток в 14−16 часов изменяется в сторону снижения суммарного вклада в общую мощность спектра колебаний активной природы.
Полученные данные согласуются с результатами исследования вариабельности сердечного ритма, динамика показателей которого свидетельствует об увеличении в середине учебного дня активности центральных механизмов регуляции ритма сердца и ослаблении автономных механизмов [2]. В 14−16 часов симпатический контур регуляции имеет наибольшую активность, парасимпатический -наименьшую. В вечернее время показатели активности всех контуров регуляции (симпатического, парасимпатического и гуморально-метаболического) отличаются наибольшей величиной, которая, однако, не имеет достоверных различий с величиной показателей в 10−12 часов.
Показатели артериального давления у обследованных студентов в течение дня также менялись. Систолическое А Д имело тенденцию к снижению от 118 ± 2 в 1012 часов до 115 ± 1 мм рт. ст. в 14−16 часов и сохранялось на этом уровне до 18−20 часов. Диастолическое А Д росло с 71 ± 2 утром до 74 ± 2 днем и 75 ± 1 мм рт. ст. вечером. Таким образом, снижение пульсового давления с 47 ± 1 до 41 ± 1 мм рт. ст.
(р& lt-0,05) происходило в 14−16 часов и сохранялось на этом уровне до вечера. Сходная динамика показателей АД (рост диастолического давления) и вариабельности сердечного ритма (усиление симпатических влияний) отмечалась у студентов при увеличении напряженности в учебной деятельности [3- 4].
Изменение показателей центральной гемодинамики, а также состояния микрососудов в течение учебного дня у студентов определяют результат кровообращения
— доставку кислорода тканям. Насыщение артериальной крови кислородом SpO2, определяемое методом пульсоксиметрии, фактически не изменяется от 10−12 до 18-
20 часов и составляет у разных испытуемых 96−97%.
В течение дня наблюдается тенденция к увеличению насыщения крови микро-циркуляторного русла кислородом: показатель SO2 растет с 71,3 ± 1,9% в 10−12 часов до 75,1 ± 3,4% в 18−20 часов (табл. 2). Вместе с тем, относительный объем фракции эритроцитов V& quot- имеет тенденцию к снижению с 8,5 ± 0,6 до 7,5 ± 0,7% в течение дня, что также влияет на потребление кислорода тканями. Поэтому индекс удельного потребления кислорода в ткани I в течение дня имеет тенденцию к снижению: в 10−12 часов он равен 52,6 ± 3,4, в 14−16 часов — 51,3 ± 2,6, в 18−20 часов —
— 49,9 ± 5,6 усл. ед.
Таблица 2
Динамика показателей ОТО у студентов в течение дня
Показатели Момент исследования
10−12 час 14−16 час 18−20 час
Сатурация крови в микро-циркуляторном русле — 802, % 71,3 ± 1,9 74,4 ± 3,2 75,1 ± 3,4
Оносительный объем фракции эритроцитов — Уг, % 8,5 ± 0,6 8,0 ± 0,5 7,5 ± 0,7
Индекс удельного потребления кислорода в ткани — I, усл. ед. 52,6 ± 3,4 51,3 ± 2,6 49,9 ± 5,6
Можно предположить, что наблюдаемая тенденция к снижению в течение дня потребления кислорода тканями кожи обусловлена, в первую очередь, изменением в состоянии микрососудов, в то время как центральные механизмы обеспечивают достаточно стабильный уровень насыщения крови кислородом. По-видимому, имеет значение и перераспределение крови между кожей и другими, работающими органами.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
При наблюдении с 10 до 20 часов за состоянием микроциркуляции крови в коже кисти у студентов установлено, что уровень перфузии тканей кровью относительно стабилен в утренние и дневные часы, но имеет тенденцию к снижению в
вечернее время. Параллельно наблюдается тенденция к уменьшению потребления кислорода тканями.
В 14−16 часов, по сравнению с 10−12 часами, отмечается ослабление активных вазомоторных механизмов регуляции микрокровотока и усиление роли пульсовых и дыхательных влияний. В 18−20 часов роль активных механизмов регуляции микроциркуляции вновь возрастает. Отмечается определенный параллелизм в изменениях на уровне микроциркуляторного русла и в регуляции сердечного ритма: в 1416 часов наблюдался выраженный рост активности центральных механизмов регуляции сердечной деятельности и их преобладание над автономными механизмами [2].
Таким образом, в середине учебного дня (14−16 часов) в регуляции на всех уровнях сердечно-сосудистой системы ведущее значение имеют центральные механизмы- активность автономных и собственно сосудистых (эндотелиального, мио-генного) механизмов регуляции в это время снижается. Это указывает на напряжение в регуляции сердечно-сосудистой системы у студентов и снижение функциональных резервов их организма в середине учебного дня.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Васильев А. П., Стрельцова Н. Н. Возрастные особенности микрогемоциркуляции // Регионарное кровообращение и микроциркуляция. — 2012. — Т. 11, № 4 (44).
— С. 23−27.
2. Гурова О. А., Тарбаева Е. А., Сафронова Е. Ю. Дневная динамика вариабельности сердечного ритма у студентов // Новые исследования. — 2012. — № 3 (30). -С. 32−36.
3. Димитриев Д. А., Димитриев А. Д., Карпенко Ю. Д. и др. Влияние экзаменационного стресса и психоэмоциональных особенностей на уровень артериального давления и регуляцию сердечного ритма у студенток // Физиология человека. -2008. — Т. 34. — № 5. — С. 89−96.
4. Минасян С. М., Геворкян Э. С., Адамян Ц. И. и др. Изменение кардиогемоди-намических показателей и ритма сердца студентов под воздействием учебной нагрузки // Российский физиологический журнал им. И. М. Сеченова. — 2006. -Т. 92, № 7. — С. 817−826.
5. Козлов В. И. Развитие системы микроциркуляции. — М.: РУДН, 2012. — 314 с.
6. Козлов В. И., Азизов Г. А., Гурова О. А., Литвин Ф. Б. Лазерная допплеровская флоуметрия в оценке состояния и расстройств микроциркуляции крови. — М.: ГНЦ лазерной медицины, 2012. — 32 с.
7. Крупаткин А. И., Сидоров В. В. Лазерная допплеровская флоуметрия микроциркуляции крови. — М.: Медицина, 2005. — 254 с.
8. Станишевская Т. И. Индивидуально-типологические особенности микроциркуляции крови у девушек-студенток с разным соматотипом: Дис. … канд. биол. наук: 14. 03. 01 и 14. 03. 03. — М.: РУДН, 2006. — 190 с.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой