ГЛАВНАЯ :: ПРИБОРЫ :: ИНФОРМАЦИЯ :: КОНТАКТЫ
русскийenglish

ИНФОРМАЦИЯ
Статьи к приборам
Публикации
Новости
 

ПРИБОРЫ
Диагностическая аппаратура
Офтальмологическая аппаратура


   Контакты


Тел/факс (495) 780-92-30,
тел. (495) 780-92-31,
тел. 8-901-535-06-15

Адрес: 123458, Москва,
ул. Твардовского, д.8
Технопарк "Строгино"
ООО НПП "ЛАЗМА"
E-mail: lazma@plusnet.ru
E-mail: spelazma@mail.ru

Схема проезда >>

Региональный представитель в Кыргызской Республике ОсОО "МЕДОФФ" >>


 

[03.01.2007]

Колебательный контур регуляции числа функционирующих капилляров

Опубликована в журнале
«Регионарное кровообращение и микроциркуляция», 2006, №3, с.54-58.
КОЛЕБАТЕЛЬНЫЙ КОНТУР РЕГУЛЯЦИИ ЧИСЛА ФУНКЦИОНИРУЮЩИХ КАПИЛЛЯРОВ
Крупаткин А.И.*, Сидоров В.В. **, Федорович А.А. ***, Ефимочкин С.А. *, Зейналов В.Т. *
ФГУ ЦНИИ травматологии и ортопедии им. Н.Н. Приорова МЗ РФ*, НПП «ЛАЗМА» **, ЗАО Центр «Анализ веществ»,г.Москва.***
 127299, г. Москва, ул. Приорова 10, ЦИТО. E-mail: arch2003@mail.ru.
  
    С помощью лазерной допплеровской флоуметрии (ЛДФ) с вейвлет-анализом осцилляций кровотока и компьютерной капилляроскопии ногтевого ложа у 30 испытуемых показана важная роль осцилляторного (колебательного) контура в регуляции числа функционирующих капилляров. В регуляции числа функционирующих капилляров участвуют осцилляции собственно миогенного и сенсорного пептидергического генеза. Появление последних, особенно высокоамплитудных осцилляций, является приспособительным нейротрофическим механизмом, достоверно увеличивающим число функционирующих капилляров и целенаправленность потока крови из артериол в капиллярное русло. При анализе ЛДФ-грамм и расчете показателя шунтирования следует использовать величину амплитуды осцилляций сенсорного пептидергического диапазона  вместо миогенного в случаях синхронизации осцилляций этих двух диапазонов по частоте в границах первого.
  
Ключевые слова: лазерная допплеровская флоуметрия, осцилляции кровотока, капилляры.
 
THE OSCILLATORY CIRCUIT FOR THE CONTROL OF FUNCTIONAL CAPILLARIES NUMBER
Krupatkin A.I. *, Sidorov V.V. **, Fedorovich A.A. ***,
Efimochkin S.A. *, Zeinalov V.T. *
CITO by name of N. N. Priorov*, SME “Lazma” **,
CAS “Substance analysis” ***.
127299,Moscow, ul. Priorova 10. E-mail: arch2003@mail.ru.
   The important significance of the oscillatory circuit for the control of the functional capillaries number was revealed with capillaroscopy and wavelet- analysis of blood flow oscillations by laser Doppler flowmetry. The region of finger-nail bed was studied at 30 people with and without hand injuries. Oscillations of myogenic and sensory peptidergic origin take part in the control of the functional capillaries number. The appearance of the sensory peptidergic oscillations, especially of high amplitude, serves as an adaptive neurotrophic mechanism that increases the number of functional capillaries; the goal-directed flow from arterioles to capillary bed grows too. When synchronization occurs between oscillations of myogenic and sensory peptidergic origin in the borders of the last frequency range, the amplitude value of sensory peptidergic oscillations must be used to calculate the index of schunting.
    Key words: laser Doppler flowmetry, blood flow oscillations, capillaries.  
 
    Капилляры – это ключевое обменное звено микрогемоциркуляторного русла, в связи с чем количественная оценка капиллярной гемодинамики принципиально важна как в научных, так и практических целях. Наиболее распространенными современными методами оценки микрогемоциркуляции, отвечающими принципу неинвазивности исследований у человека, являются методы компьютерной капилляроскопии и лазерной допплеровской флоуметрии (ЛДФ). Современные компьютерные капилляроскопы позволяют исследовать капилляры ногтевого ложа под большим увеличением (х 170, х400 и более раз), оценивать плотность капилляров, их размеры (длину и диаметр), линейную и объемную скорости капиллярного кровотока артериального и венозного отделов, структуру кровотока, периваскулярную зону [8]. Благодаря компьютерному вейвлет-анализу колебаний или осцилляций кровотока метод ЛДФ обеспечивает информацию  как о параметрах перфузии микрососудов исследуемого региона, так и их регуляции со стороны активных и пассивных механизмов[3-6].
   Известно, что микроциркуляторное русло находится под сложным многофакторным регуляторным контролем нервных, гуморальных и местных факторов с участием реактивности сосудистой стенки [1-5,7,9]. Влияние большинства из этих факторов складывается не только из постоянной составляющей, но и переменного динамического колебательного или осцилляторного компонента, особенно значимого на уровне микрососудов [3-6,11,12]. Однако в литературе отсутствуют систематизированные исследования  соотношения количественных параметров микрогемоциркуляции, в том числе колебаний кровотока, определяемых при помощи ЛДФ, с числом функционирующих капилляров, определяемых по результатам капилляроскопии.
   Целью работы явилось изучение колебательного контура регуляции числа функционирующих капилляров с помощью сочетанного использования современных возможностей ЛДФ и компьютерной капилляроскопии ногтевого ложа человека. Подобных работ в доступной литературе не выявлено.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
    Обследования проводились у 30 человек в возрасте от 25 до 65 лет в зоне ногтевого ложа IV  пальца левой кисти при комнатной температуре 21°C- 22°C в положении испытуемого сидя после 30- минутного отдыха. С целью изучения капиллярного кровотока в разных гемодинамических и регуляторных ситуациях в исследуемую группу включались как здоровые испытуемые (n= 16), так и больные с последствиями травм кисти (n=14). Одним из критериев включения в группу служило хорошее состояния эпонихия ногтевого ложа, что было необходимо  для проведения капилляроскопических  исследований. Все исследования проводили в условиях физиологического покоя без проведения нагрузочных проб.
   Лазерную допплеровскую флоуметрию со спектральным вейвлет-анализом колебаний кровотока проводили на аппарате ЛАКК-02 (НПП «Лазма», Россия) согласно описанной ранее методике [3,6]. Записи проводили в зоне эпонихия и прилежащей коже ногтевого ложа с помощью зонда диаметром 3 мм в красном канале лазерного излучения (длина волны 0,63 мкм). Оценивали показатель микроциркуляции (ПМ, перфузионные единицы, п.е.), среднее квадратичное отклонение колебаний кровотока (s, п.е.), с помощью вейвлет-анализа определяли нормированные по s амплитуды колебаний кровотока активного диапазона частот (эндотелиального, связанного с NO – активностью, 0,0095-0,02 Гц; нейрогенного симпатического 0,02-0,046 Гц; сенсорного пептидергического 0,047-0,069 Гц; собственно миогенного 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) [6,12]. Величины нормированных амплитуд оценивали по формуле А/s.
      Капилляроскопию в зоне эпонихия ногтевого ложа осуществляли с помощью компьютерного капилляроскопа (ЗАО Центр «Анализ веществ», Россия) согласно описанной ранее методике [8]. Визуализация капилляров осуществлялась на экране монитора в окне, соответствующем масштабу 700мкм х 580 мкм. Под увеличением х170 анализировались число функционирующих капилляров первого эшелона, примыкающих к сосочковой линии, размеры (длина и диаметр) капиллярных петель. Под увеличением х400  определялись скоростные характеристики кровотока (линейная скорость, V в мкм/сек и объемная скорость, Q в мкм3 /сек) артериального и венозного отделов в трех произвольно выбранных капиллярах. Величина Q для артериальных и венозных отделов капилляров рассчитывалась в компьютерной программе прибора путем произведения величины V на площадь поперечного сечения соответствующего капиллярного звена. Вычислялись средние скорости кровотока каждой их капиллярной петли в целом.
   Статистическую обработку проводили с помощью программы «Biostat 4.03», для сравнения двух выборок использовали критерий Манна-Уитни, для корреляционного анализа применяли коэффициент ранговой корреляции Спирмена ( r ).
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
   По данным капилляроскопии среднее число функционирующих капилляров у исследуемых лиц составило 5,2 ± 0,4; по данным ЛДФ величины нормированных амплитуд осцилляций кровотока эндотелиального диапазона составили 0,476±0,03, нейрогенного симпатического – 0,452±0,045, миогенного – 0,35±0,03, сенсорного пептидергического – 0,417±0,02, дыхательных – 0,3±0,04, сердечных – 0,315±0,03. Ведущим механизмом регуляции числа функционирующих кожных капилляров  является активность прекапиллярных сфинктеров, в связи с чем исследовалось влияние амплитуд осцилляций кровотока в активном диапазоне частот на число капилляров. Выявлена положительная корреляция числа функционирующих капилляров с  нормированной амплитудой осцилляций кровотока миогенного частотного диапазона (n=26, r = 0,69, р = 0,001). Корреляции нормированных амплитуд осцилляций эндотелиального и нейрогенного симпатического генеза с числом функционирующих капилляров не выявлялось (r менее 0,3, р более 0,5). Таким образом, регуляция числа капилляров обеспечивается миогенным компонентом тонуса микрососудов; топографически осцилляции этого диапазона представлены в наиболее «чистом» немодулируемом виде в метартериолах и прекапиллярных сфинктерах [6]. С учетом отсутствия симпатической синаптической иннервации прекапиллярных сфинктеров понятно отсутствие вышеуказанной корреляционной связи с осцилляциями нейрогенного диапазона. Особый интерес представляет отсутствие корреляций амплитуд осцилляций эндотелиального NO- зависимого генеза с числом функционирующих капилляров. Это подтверждает положение о гетерогенности вазомоторной функции эндотелия [2,10] и топографическую связь NO - зависимых осцилляций с более проксимальными  и относительно более крупными артериолами.
   При анализе ЛДФ-грамм в качестве показателей тонуса микрососудов используются как показатели колебательной активности ( s/А), так и более интегральные показатели с учетом перфузии региона ткани (Рср. х s/ПМ х А), где А – амплитуда осцилляций соответствующего активного частотного диапазона [6]. Однако включение параметра Р/ПМ для расчета миогенного тонуса микрососудов снижало корреляцию с числом функционирующих капилляров – при использовании формулы  s/Ам коэффициент r =  0,69, р = 0,001; при использовании формулы Рср. х s/ПМ х Ам. коэффициент r= 0,47, р=0,1. Полученные данные подтверждают гемодинамическую значимость колебательных процессов в миогенном частотном диапазоне для регуляции числа функционирующих капилляров. Соответственно при ЛДФ-анализе в качестве показателей тонуса микрососудов более целесообразно  использовать формулу s/А. Постоянная составляющая величины ПМ, отражающая стационарный компонент перфузии региона ткани, определяется не только тонусом сосудов непосредственно микрогемоциркуляторного русла, но и более крупных по диаметру (мелких артерий и вен). Исходя из вышеизложенного физиологическая природа показателя Рср. х s/ПМ х А определяется тем, что он интегрально отражает соответствующий компонент тонуса (например, миогенный при использовании Ам ) кожных сосудов в целом исследуемого региона. Следует подчеркнуть, что на уровне микрососудов отчетливо доминирует гемодинамическая значимость колебательной структуры тонуса.
   Интерес представляет исследование корреляции числа функционирующих капилляров с амплитудой осцилляций сенсорного пептидергического генеза частотой 0,047- 0,069 Гц (чаще 0,052-0,069 Гц или 3-4 колебания в мин). Осцилляции этого диапазона на низкочастотной границе собственно миогенных колебаний  были впервые описаны в 2004 г.[4,5]. Возрастание их амплитуд связано с активацией сенсорных пептидергических нервов и секрецией вазоактивных нейропептидов (чаще на фоне гипосимпатикотонии в условиях умеренной локальной гипертермии, воспаления) на уровне артериол.  Результаты представлены в таблице 1.
   Появление высокоамплитудных осцилляций сенсорного пептидергического генеза способно увеличить число функционирующих капилляров (таблица 1) и  отражает колебательный компонент нейротрофического влияния сенсорных волокон тканевого региона. Синхронизация миогенных осцилляций по частоте в этом диапазоне является приспособительным механизмом, достоверно увеличивающим число функционирующих капилляров. В этих случаях возрастает целенаправленность потока крови из артериол в капиллярное русло.
   В таблице 2 приводятся результаты анализа взаимосвязи тонуса микрососудов, рассчитанного по Ам или Асп, с числом функционирующих капилляров при условии наличия в спектре  вейвлет- анализа осцилляций в обоих частотных диапазонах,. При этом в группе с доминированием Асп возрастает выраженность корреляции амплитуд собственно миогенного диапазона с числом функционирующих капилляров. Это подтверждает значимость высокоамплитудных осцилляций в сенсорного пептидергического генеза для увеличения целенаправленности потока крови из прекапиллярного артериолярного звена в капиллярную сеть.
   Одним из важных компонентов анализа ЛДФ-грамм служит расчет показателя шунтирования (ПШ). Например, для кожи без артериоло-венулярных анастомозов он вычисляется по формуле: ПШ = А макс./ Ам, где А макс. – доминирующая амплитуда колебаний кровотока в активном диапазоне (п.е.), Ам.- амплитуда колебаний в миогенном диапазоне (п.е.). Исходя из данных таблиц 1 и 2, при применении ЛДФ для расчета ПШ в случаях отсутствия осцилляций миогенного диапазона и  синхронизации осцилляций миогенного и сенсорного пептидергического диапазонов по частоте в границах последнего вместо Ам следует использовать величину Асп., где Асп.- амплитуда колебаний кровотока сенсорного пептидергического генеза.
   Отчетливой высокодостоверной корреляции скоростных параметров кровотока  и числа функционирующих капилляров не выявлялось.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
   Таким образом, проведенные исследования свидетельствуют о важной роли осцилляторного (колебательного) контура в регуляции числа функционирующих капилляров. На уровне микрососудов отчетливо доминирует гемодинамическая значимость колебательной, а не стационарной  структуры тонуса. В регуляции числа функционирующих капилляров участвуют осцилляции собственно миогенного и сенсорного пептидергического генеза. Появление высокоамплитудных осцилляций сенсорного пептидергического генеза и особенно  синхронизация осцилляций по частоте в сенсорном пептидергическом частотном диапазоне является приспособительным нейротрофическим механизмом, достоверно увеличивающим число функционирующих капилляров. В этих случаях возрастает целенаправленность потока крови из артериол в капиллярное русло. При анализе ЛДФ-грамм и расчете показателя  шунтирования в случаях синхронизации осцилляций миогенного и сенсорного пептидергического диапазонов по частоте в рамках последнего вместо Ам следует использовать величину Асп. Включение параметра Р/ПМ для расчета миогенного тонуса микрососудов снижало корреляцию с числом функционирующих капилляров. 
 
 
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.Дворецкий Д.П., Караченцева О.В., Ярцев В.Н. Контрактильная функция сосудистых миоцитов: зависимость от степени их предстимульного механического растяжения // Рос. физиол. журн. им. И.М. Сеченова.- 2001.-т.87,№10.-с.1318-1324.
2.Дисфункция эндотелия. Причины, механизмы, фармакологическая коррекция/ Под ред. Н.Н. Петрищева.- СПб.: Издательство СПбГМУ,2003.- 184с.
3.Крупаткин А.И. Клиническая нейроангиофизиология конечностей (периваскулярная иннервация и нервная трофика). М.: Научный мир, 2003.-328с.
4.Крупаткин А.И. Новые возможности оценки иннервации микрососудов с помощью спектрального анализа колебаний микрогемодинамики // Регионарное кровообращение и микроциркуляция.- 2004.-т.3,№4.-с.52-59.
5.Крупаткин А.И. Способ диагностики нарушений антидромной функции сенсорных пептидергических нервных волокон. Патент на изобретение РФ
№ 2277861 // Бюлл. открытий и изобретений.-2006.-№17.-с.5.
6.Лазерная допплеровская флоуметрия микроциркуляции крови/ под ред. А.И.Крупаткина, В.В.Сидорова: Руководство для врачей. М.:Медицина,2005.- 256с.
7.Осадчий О.Е., Покровский В.М. Регуляторные эффекты опиоидных пептидов – энкефалинов в контроле деятельности сердечно-сосудистой системы // Успехи физиол. наук.-2000.-т.31,№1.-с.18-30.
8.Федорович А.А. Капиллярная гемодинамика в эпонихии верхней конечности// Регионарное кровообращение и микроциркуляция.- 2006.-т.5,№1.-с.20-29.
9.Фундаментальная и клиническая физиология. Под ред. А.Г. Камкина, А.А. Каменского.- М.: Издательство «Академия»,2004.- 1072с.
10. Pagliaro P., Rastaldo R., Paolocci N. et al. The endothelium-derived hyperpolaraising factor: does it play role in vivo and is it involved in the regulation of vascular tone only? // Ital. Heart J.- 2000.-v.1,.№4.-pp.264-268.
11. Schmid-Schonbein H., Ziege S., Grebe R. et al. Synergetic interpretation of patterned vasomotor activity in microvadcular perfusion: discrete effects of myogenic and neurogenic vasoconstriction as well as arterial and venous pressure fluctuations // Int. J. Microcirc.- 1997.-v.17.-pp.346-359.
12.Stefanovska A., Bracic M. Physics of the human cardiovascular system // Contemporary Physics.- 1999.-v.40.,№1.-pp.31-55.
 
  
   Таблица 1. Влияние нормированных амплитуд (А) осцилляций кровотока миогенного (м) и сенсорного пептидергического (сп) генеза на число функционирующих капилляров.
Особенности осцилляций кровотока по результатам вейвлет-анализа
Число функционирующих капилляров (М ± m)
I.Выявляются осцилляции в м- диапазоне, колебания в диапазоне сп отсутствуют (n =15).
 
4,85 ±0,2
II.Выявляются осцилляции в сп- диапазоне (n= 15):
1.Выявляются колебания в сп-  диапазоне, осцилляции  в м- диапазоне отсутствуют (n = 4).
2.Выявляются осцилляции в обоих м- и сп- диапазонах, причем Асп доминирует над Ам  (n = 7).
3.Выявляются осцилляции в обоих м- и сп- диапазонах, причем Ам доминирует над Асп (n=4). 
5,2 ± 0,2·
 
 
6,3 ±0,4*
 
5,15 ±0,3
 
 
4,6 ±0,3
 
    · р <  0,1,  * р< 0,05 по сравнению с числом капилляров в I группе. А – амплитуды осцилляций (п.е.).
 
  
 
Таблица 2. Коэффициент ранговой корреляции Спирмена ( r ) тонуса микрососудов с числом функционирующих капилляров.
 
Исследуемые группы
Величина r при расчете тонуса по формуле  s/Ам
Величина r при расчете тонуса по формуле  s/Асп
Выявляются осцилляции в обоих м- и сп- диапазонах (n=11).
 
- 0,6, р= 0,08
 
- 0,81, р = 0,006
Выявляются осцилляции в обоих м- и сп- диапазонах, причем Асп доминирует над Ам  (n = 7).
 
- 0,88, р= 0,008
 
- 0,83, р = 0,015
 
Обозначения см. табл. 1.


Copyright 2006-2021 НПП «ЛАЗМА»