Центральное и мозговое кровообращение у мальчиков 10-17 лет в процессе возрастного развития Мишина Екатерина Геннадьевна

Содержание к диссертации

Введение

ГЛАВА 1: Обзор литературы

1.1. Возрастная динамика показателей центральной и мозговой гемодинамики у детей и подростков 11

1.2. Влияние дозированной статической нагрузки на состояние центральной гемодинамики и мозгового кровообращения 20

1.3. Механизмы регуляции мозгового кровообращения в покое и во время действия тестирующих нагрузок 28

ГЛАВА 2: Материалы и методы исследования

2.1 Организация исследования и характеристика обследуемого контингента 36

2.2 Методы исследования 37

ГЛАВА 3: Возрастные особенности центральной и мозговой гемодинамики

1.1 Характеристика основных показателей центральной гемодинамики у мальчиков 10- 17 лет 46

1.2 Возрастные изменения показателей церебральной гемодинамики у мальчиков 10- 17 лет 51

1.3 Корреляционные взаимоотношения показателей центральной гемодинамики и мозгового кровообращения в покое 58

ГЛАВА 4: Развитие регуляции притока крови к головному мозгу у мальчиков 10-17 лет

4.1. Реактивность показателей центральной и мозговой гемодинамики в ответ на действие дозированной статической нагрузки у мальчиков 10-17 лет 69

4.2. Корреляционные взаимоотношения показателей центральной гемодинамики и мозгового кровообращения в процессе выполнения дозированной статической нагрузки 85

Заключение 103

Выводы 119

Практические рекомендации 122

Список литературы 123

• Возрастная динамика показателей центральной и мозговой гемодинамики у детей и подростков
• Механизмы регуляции мозгового кровообращения в покое и во время действия тестирующих нагрузок
• Характеристика основных показателей центральной гемодинамики у мальчиков 10- 17 лет
• Реактивность показателей центральной и мозговой гемодинамики в ответ на действие дозированной статической нагрузки у мальчиков 10-17 лет

Введение к работе

Актуальность исследования. Изучение особенностей центрального и мозгового кровообращения организма является актуальной задачей физиологии, поскольку состояние мозгового кровообращения достаточно часто лимитирует не только пределы нормального функционирования организма человека, но и длительность его жизни. Одной из патологий, наиболее часто приводящих к неблагоприятному исходу, в настоящее время является группа заболеваний, связанных с нарушением мозгового кровотока, предпосылки, к возникновению которых закладываются в очень раннем детстве (Шток В.Н., 1987; Шахнович А.Р., Шахнович В.А.,1996; НеретинВ.Я, Котов СВ., 1997; Трошин В.Д. с соавт., 1999).

Жизнь современных детей и подростков связана с интенсификацией информационных потоков, повышенной стрессорностью и значительным ограничением двигательной активности. Негативное влияние на здоровье учащихся оказывают такие факторы, как большие учебные нагрузки, особенно в старших классах, преобладание статических нагрузок над динамическими в процессе учебной деятельности в школе и дома (Антропова М.В. с соавт., 1995; Ильин А.Г., Звездина И.В., 2000; Дерягина Л.Е., 2001).

Кровоснабжение головного мозга, адекватное условиям жизни человека является одной из важнейших функций системы кровообращения (Угрюмов В.М. с соавт., 1984;Теплов СИ., 1987). Высокий уровень метаболизма мозговой ткани, отсутствие в мозге энергетического субстрата, способного обеспечить трофику нейронов за счет анаэробных процессов, требует интенсивного и бесперебойного кровоснабжения этого органа (Мчедлишвили Г.И., 1986; Москаленко Ю.Е.,1984, 1991;Wallace R., Price Н., 1999). Изучение закономерностей развития мозгового кровообращения относится к фундаментальным аспектам исследования сердечно-сосудистой системы.

Головной мозг по сравнению с другими органами имеет более развитую анатомо-физиологическую организацию системы регионарного кровообращения, вследствие чего механизмы регуляции церебрального кровотока отличаются высокой сложностью и многоуровневым характером своих проявлений (Митагвария Н.П., 1984, 1989; Павлов Н.А., 1988; Ишекова Н.И., 1993; Хананашвили Л.А., 2001).

Церебральное кровообращение является частью системы кровообращения целостного организма, поэтому важно сочетанное исследование центральной и мозговой гемодинамики (Шхвацабая И.К. с соавт., 1982; Верстакова О.Е., 2001; Исупов И.Б., 1996, 2001).

Существенное значение имеет анализ возрастных преобразований общего церебрального кровотока, что особенно актуально у детей, поскольку у них происходит интенсивная морфологическая и функциональная перестройка органов (Колесов Д.В., Сельверова Н.Б., 1978; Осколкова М.К., 1988; Безобразова В.Н., 2003).

В последние годы патология мозгового кровообращения существенно омолодилась и занимает весомую долю в структуре детской инвалидности заболеваний сердечно-сосудистой системы. Становится понятным, что ее предпосылки закладываются уже в школьном возрасте (Шахнович А.Р., Шахнович В.А., 1996; Неретин В.Я, Котов СВ., 1997). Разработка современных диагностических методов позволяет предупредить возникновение отклонений в состоянии здоровья школьников связанных с нарушением регуляции мозгового кровообращения.

До настоящего времени изучение величины мозговой фракции сердечного выброса на разных этапах индивидуального развития проводилось преимущественно при анализе объединенных возрастных групп (Виничук СМ., Зелигер А., 1984; Соломко А.П., 1992; Исупов И.Б., 1996, 2001). Это не дает возможности провести оценку общего характера возрастных преобразований мозгового кровообращения и его зависимости от центральной гемодинамики.

Более полное представление о состоянии центральной гемодинамики и мозгового кровообращения и закономерностях их регуляции, позволяют получить функциональные пробы, приближенные к реальным условиям жизни (Тупицын И.О., 1985; Пятков А.В., 1996). Влияние дозированной статической нагрузки на функциональное состояние мозгового кровообращения у мальчиков 10-17 лет недостаточно изучено. Между тем дети этого возраста подвержены влияншо значительных статических нагрузок (напряжение небольших групп мышц кисти при письме), которые являются существенным компонентом образовательного процесса (Хрипкова А.Г., 1982; Антропова М.В., Кольцова М.М., 1983) и оказывают значительное воздействие на сердечно-сосудистую систему (Тупицын И.О. с соавт., 1995).

Изучение возрастных особенностей, развития механизмов регуляции притока крови к головному мозгу, в покое и при действии дозированной статической нагрузки, является актуальной задачей возрастной физиологии и профилактической кардиологии, позволяющих выявить группы риска среди школьников по развитию ранних нарушений церебрального кровообращения.

Цель и задачи исследования. Цель работы - изучить возрастные особенности центрального и мозгового кровообращения у мальчиков 10—17 лет.

Для решения цели были поставлены следующие задачи:

Изучить возрастные изменения артериального давления и показателей сердечного выброса у мальчиков 10—17 лет.

Изучить особенности соотношения сердечного выброса и мозгового кровотока у мальчиков 10—17 лет.

Установить возрастные особенности реактивности центральной и церебральной гемодинамики в ответ на дозированную статическую нагрузку.

Оценить состояние механизмов регуляции мозгового кровообращения в процессе возрастного развития у мальчиков 10-17 лет в покое и при действии дозированной статической нагрузки

Положения, выносимые на защиту. 1. В процессе возрастного развития у мальчиков 10-17 лет в ответ на действие статической нагрузки на мышцы предплечья (30% МПУ) независимо от изменений показателей центральной гемодинамики (увеличение или снижение сердечного выброса) происходит уменьшение значений церебральной фракции кровообращения. Наблюдается однотипная реакция мозговых сосудов различного диаметра — повышение тонуса крупных и средних артерий и незначительное снижение тонуса мелких сосудов.

У мальчиков 10-17 лет в ответ на действие тестирующей нагрузки выявлено два типа реагирования центральной гемодинамики. У детей и подростков, относящихся к первому типу реагирования — с увеличением сердечного выброса, с возрастом отмечается уменьшение корреляционной зависимости между показателями церебральной фракции кровообращения, артериальным давлением и сердечным выбросом. У мальчиков, относящихся ко второму типу реагирования — с уменьшением сердечного выброса, от 10 к 17 годам наблюдается значительное усиление корреляционной зависимости между показателями церебральной фракции кровообращения и центральной гемодинамики.

У детей и подростков, относящихся ко второму типу реагирования центральной гемодинамики в ответ на действие статической нагрузки на мышцы предплечья (30% МПУ), отмечается выраженное ухудшение притока крови к головному мозгу. Наблюдается избыточно жесткая и неэкономная регуляция мозгового кровотока, что можно рассматривать как неблагоприятный фактор по развитию нарушений церебрального кровообращения, приводящий к инвалидизации.

Новизна исследования. Впервые установлено, что статическая нагрузка на мышцы предплечья в 30% от максимального произвольного усилия близкая к той, с которой мальчики 10-17 лет сталкиваются повседневно в процессе школьного обучения, вызывает у всех испытуемых снижение притока крови к головному мозгу. Изменения сердечного выброса, при этом могут быть разнонаправленными.

Погодовое изучение абсолютной и относительной величины церебральной фракции кровообращения позволило установить, характер изменений притока крови к головному мозгу в процессе возрастного развития.

Выявлено, что как в процессе роста и развития, так и во время действия статической нагрузки регуляция притока крови к мозгу осуществляется преимущественно за счет механизма контролирующего изменение тонуса церебральных сосудов. Выявление второго типа реагирования на статическую нагрузку позволяет отнести этих подростков к группе риска по развитию ранних нарушений мозгового кровообращения.

Научно-практическая значимость исследования. Углубление знаний о возрастных особенностях механизма регуляции притока крови к головному мозгу, позволяет решать вопросы профилактики развития заболеваний сосудистой системы головного мозга, которые на сегодняшний день занимают одно из ведущих мест в инвалидизации населения, в том числе молодого возраста.

Полученные данные позволяют утверждать, что статическая нагрузка на мышцы предплечья близкая к той, с которой дети сталкиваются повседневно при обучении в школе, в частности при письме, приводит к снижению притока крови к головному мозгу у школьников, что можно рассматривать как фактор вызывающий нарушение регуляции мозгового кровообращения и, следовательно, требующий организации профилактических мероприятий, для предотвращения ранних отклонений функционирования сосудистой системы головного мозга.

Данное исследование представляет большой практический интерес для профилактической кардиологии, которая интегрирует в себя широкий спектр проблем связанных как с патологией, так и с нормальным функционированием и развитием сердечно-сосудистой системы человека.

Разработанный комплексный подход в оценке состояния мозгового кровотока и его регуляции, позволяет выявлять группы риска среди школьников по развитию ранних нарушений церебрального кровообращения.

Результаты диссертационного исследования, включены в учебную программу теоретического и практического обучения студентов Нижнетагильской государственной социально-педагогической академии г. Нижнего Тагила по дисциплинам: «Возрастная анатомия, физиология и гигиена», «Школьная гигиена», а также в преподавании дисциплин «Основы сестринского дела», «Основы социальной медицины», «Сестринское дело в терапии», «Основы реабилитации», «Сестринское дело в неврологии» для студентов факультета социальной работы (акт о внедрении от 22.11.2004).

Диссертационное исследование выполнено в соответствии с планом НИР Поморского государственного университета им. М.В.Ломоносова.

Апробация работы. Материалы исследований доложены на XIV научно-практической конференции «Человек, здоровье, физическая культура и спорт в изменяющемся мире» (Коломна, 2004 г.); Всероссийской научной конференции «Адаптация биологических систем к естественным и экстремальным факторам среды» (Челябинск, 2004 г.); Третий Российский конгресс «Современные технологии в педиатрии и детской хирургии» (Москва, 2004 г.).

По материалам диссертации опубликовано 4 печатные работы.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 146 страницах машинописного текста и состоит из введения, 4 глав, заключения, выводов и списка литературы. Работа иллюстрирована 8 рисунками и 20 таблицами. Библиография включает 219 источников, из них 171 отечественных и 48 зарубежных публикаций.

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Возрастная динамика показателей центральной и мозговой гемодинамики у детей и подростков

В настоящее время в литературе довольно широко представлены данные о преобразовании системы кровообращения у здоровых детей, в процессе роста и развития. Многочисленные исследования свидетельствуют о четкой зависимости основных гемодинамических параметров от возраста и пола ребенка (Осколкова MX, 1976; Вульфсон И.Н., 1977; Панавене В.В., 1979; Орлова И.В. с соавт., 1984; Тупицын И.О., 1985; Иванов А.П., Исаев И.И., 1987; Тараканова Т.Д., 1990), уровня физического и полового созревания (Калюжная Р.А., 1973; Осколкова М.К., с соавт., 1979; Бисярина В.П., 1986; Степанова О.В., 1986), степени физической активности (Любомирский Л.Е. с соавт. 1997, 2000; Белоцерковский З.Б. с соавт., 2000; Быков Е.В., 2002), климато-географической зоны проживания (Терновская В.А., Гудкова Ю.А., 1973; Тененбаум А.М., Молдоташев И.К.,1987; Грибанов A3., 1991; Дерягина Л.Е., 1996; Бушуева Э.В., 2000; Минасян СМ. с соавт., 2003; Леонов А.В. с соавт., 2004), циркадных ритмов (Надеждена Е.А., 1977; Соломко А.П., 1992), генетических (Александров А.А., Розанов В.Б., 1998) и других факторов.

Одним из наиболее важных и информативных показателей гемодинамики, отражающего работу всей системы кровообращения, является артериальное давление.

Артериальное давление изучалось многими исследователями (Калюжная Р.А., 1973; Матвеева Н.А. с соавт., 1983; Тубол И.Б. с соавт., 1984; Тупицын И.О., 1985; Бисярина В.П., 1986; Александров А.А., 1991; Звездина И.В.,1998; Crimm R.H.Sr., Prineas R.J., 1979; Hosbach R.E. et al, 1980; Munos S. et al, 1980). Однако данные, полученные разными авторами, довольно значительно отличаются друг от друга, что объясняется различными климато-географическими условиями проживания исследуемых детей и подростков, используемыми методиками измерения АД, а также влиянием ширины манжетки применяемой при регистрации и т.д. (Картушенко А.Г., Шестов Д.Б., 1983; Бушуева Э.В., 2000; Greenfield A.D.M. et al, 1963; Davido A., Minard F. et al, 1984; Hohn A.R. et al, 1984; LeumannE.P.₅ SpiessB., 1984).

Абсолютное большинство работ указывает на закономерное повышение систолического и диастолического артериального давления с возрастом (Костин А.С., Костина Г.Н., 1973; Леонтьева Н.Н., Маринова К.В., 1976; Мазурин А.В., Воронцов И.М., 1985; Тупицын И.О., 1985; Фарбер Д.А. с соавт., 1990; Антропова М.В. с соавт., 1999; Обреимова Н.И., Петрухин А.С., 2000; Коняева Т.Н., 2004; Walker A.R., Walker P.F., 1980; Moss A J., 1981; Wilton P., 1983). Однако существуют разноречивые мнения не только в вопросе о нормативных показателях артериального давления, но и в оценке тенденции повышения артериального давления у детей и подростков.

Рост артериального давления в некоторые возрастные периоды происходит неравномерно, что отражает морфо-функциональное созревание сердечно-сосудистой и нейроэндокринной систем в эти сроки (Ким Т.В. с соавт., 1990; Константинов В.В. с соавт., 1994; Кожевникова О.В. с соавт., 1997). Выделено два основных периода наиболее интенсивного прироста артериального давления в 7 — 9 и 12- 15 лет (Тупицын И.О., 1985; Тараканова Т.Д., 1990; Грибанов А.В., 1991; Бушуева Э.В., 2000).

Уровень артериального давления у детей и подростков зависит не только от возраста, но и от влияния пола (Анчугин Б.А., Пацких Е.В., 1983; Александров А.А.,1991). Различия между детьми мужского и женского пола по величине артериального давления проявляется с 10 лет, причем до 14 лет оно выше у девочек (Александров А.А., Розанов В.Б., 1998; Wilton Р., 1983).

Неоднозначными являются сведения о влиянии пола на характер возрастной динамики артериального давления.

Так, по данным И.Н.Вульфсон, А.М.Китикарь (1973), систолическое артериальное давление в возрастном диапазоне от 7 до 16 лет у мальчиков повышается, у девочек практически не изменяется. В тоже время ИБ.Тубол с соавт. (1984) отмечают постепенное увеличение систолического артериального давления у девочек, на аналогичном возрастном отрезке, у мальчиков от 7 до 10 лет и от 12 к 15 годам. Э.В.Бушуева (2000) обнаружила, что наиболее интенсивные приросты систолического артериального давления у девочек наблюдаются от 9 до 10 лет и от 12 к 13 годам, у мальчиков от 14 к 15 годам. По мнению И.В.Звездиной (1998), систолическое артериальное давление у юношей достоверно увеличивается до 18 лет, после снижается до уровня значений соответствующих 16-17 летнему возрасту, у девушек в 15 -18 лет достоверно не изменяется и в дальнейшем снижается.

Различный уровень артериального давления у мальчиков и девочек обусловлен, в частности, разными сроками начала полового созревания. На уровень артериального давления значительно влияет начало активного полового созревания, в регуляцию которого вовлекаются гормоны гипофиза и половых желез (Кожевникова О.В. с соавт., 1997).

Возрастная динамика системного артериального давления у мальчиков и девочек выявляемая разными методами - механокардиографическим, по Н.С. Короткову (простое или автоматическое), может несколько отличаться. С другой стороны, отличия могут быть связаны с особенностями выборки испытуемых, условиями проживания, обучения и функционального состояния организма на разных этапах индивидуального развития.

Наиболее информативными показателями центральной гемодинамики, характеризующими насосную функцию сердца, является величина сердечного выброса (ударный и минутный объемы крови). В постнатальном онтогенезе, одновременно с возрастными изменениями морфо-функциональных характеристик сердца, происходит и увеличение ударного объема крови (Калюжная Р.А., 1973; Орлова Н.В., 1974; Пушкарь ЮХ с соавт,, 1977; Осколкова М.К., 1988; Самигуллин Г.Х., 1990; Тудицын И.О. с соавт., 1995; Осадшая Л.Б., 1997; Ванюшин Ю.С с соавт., 2000; Баранов СВ. с соавт., 2001; Левушкин СП., 2001). Большинство исследователей также отмечают увеличение минутного объема сердца с возрастом (Тупицын И.О., 1985; Агаджанян Н.А. с соавт., 2003), но выраженное в меньшей степени, чем у ударного объема (Осколкова М.К., Вульфсон И.Н., 1978; Иванов А.П., Исаев И.И., 1987). Это может быть связано с урежением частоты сердечных сокращений у детей старшего возраста.

Так как ударный и минутный объемы крови являются важными показателями функционального состояния кровообращения, в практике для их определения используется большое количество методов, что обуславливает разноречивость приводимых абсолютных значений по данным различных авторов.

Так, Г.В.Кмить (1992) методом эхокардиографии изучала ударный и минутный объемы сердца у 7 летних детей, значения этих показателей были равны 34,5 мл и 3,53 л/мин соответственно. Т.Д.Тараканова (1990) методом тетраполярной реографии получила величины ударного и минутного объемов крови у детей 7 лет, равные 33,0 мл и 2,62 л/мин. В исследованиях С.Б.Догадкиной (1988) ударный объем крови рассчитывался по формуле Бремзера и Ранке, его значение у 7 летних детей составляло 36,8 мл, минутный объем сердца был равен 3,0 л/мин.

Увеличение ударного объема крови по мере роста и развития детей происходит неравномерно в различные возрастные периоды. Анализируя данные ударного объема у здоровых детей и подростков 7-18 лет, определенные механокардиографически, Р.А.Калюжная (1973, 1983) отмечает, что с возрастом происходит скачкообразные изменения ударного объема сердца. Максимальное увеличение ударного объема наблюдается у мальчиков в возрасте 13-16 лет, у девочек — 12 - 14 лет. Половые различия выявляются с 11 лет, когда у девочек величина ударного объема ниже, чем у мальчиков. Скачкообразно эта разница увеличивается в 14 лет. М.К.Осколкова и И.Н.Вульфсон (1978) также отмечают, что наряду с общей тенденцией увеличения ударного объема с возрастом, выявляются скачкообразные изменения темпов прироста этого показателя. Так, у мальчиков первый значительный прирост происходит в 4 года, затем в 11 лет, у девочек в 5 и 14 лет. Т.Д.Таракановой (1990) отмечено, что наиболее интенсивно ударный объем крови увеличивается, у мальчиков от 13 к 14 годам, у девочек в 12 лет. В.В.Панавене (1979) установлено резкое повышение ударного объема у мальчиков в 9 лет и в 16 лет, у девочек с 7 до

11 лет отмечается плавное повышение этого показателя, а в 12 — 13 лет происходит резкое его увеличение. По данным И.О.Тупицына (1985), наиболее значимо ударный объем увеличивается у мальчиков от 7 до 10 лет и от 11 к 13 годам, у девочек ударный объем начинает увеличиваться к 8 летнему возрасту и в дальнейшем значимый прирост его отмечается в 11 лет и от 15 до 17 лет. Однако его абсолютные величины в 17 лет ниже, чем у мальчиков этого возраста. А.В.Грибановым (1991) в ходе изучения возрастных изменений ударного объема у здоровых детей 7—16 лет, проживающих в условиях Европейского Севера (методом тетраполярной реографии), установлено, что наиболее интенсивно этот показатель увеличивается в возрасте от 8 к 10 годам, в 12 и 15 лет у мальчиков, и в 8, 10,

12 - 13 и 15 лет у девочек.

Минутный объем сердца также значительно увеличивается с возрастом, несмотря на то, что происходит снижение частоты сердечных сокращений. Степень увеличения минутного объема у девочек с возрастом выражено в меньшей степени, чем у мальчиков (Осколкова М.К., Вульфсон И.Н., 1978). Наибольший прирост минутного объема у мальчиков наблюдается с 7 до 13 лет, к 16 годам его увеличение менее существенно (Вульфсон И.Н., Китикарь А.М., 1973). И.О.Тушщын (1985), изучая возрастные изменения показателей сердечного выброса у детей и подростков 7—17 лет, наблюдал первый существенный прирост минутного объема от 11 к 12 годам, а к 16 -17 годам он достигал дефинитивных значений. У девочек минутный объем начинал увеличиваться уже с 8-летнего возраста, а затем увеличение происходило в период 10-11 и 14-17 лет.

По мере роста ребенка, абсолютное значение сердечного выброса- ударный объем крови с 3 - 16 лет увеличивается в 3 раза, минутный объем увеличивается в меньшей степени примерно в 2 раза (Осколкова М.К., Вульфсон И.Н., 1978; Иванов АЛ., Исаев И.И., 1987).

При этом относительные величины ударного и минутного объемов -ударный и сердечный индексы, рассчитанные на единицу поверхности тела, с возрастом, либо снижаются (Мутафов О.А., 1976; Осколкова М.К., Вульфсон И,Н., 1978; Бутаева И.С.,1980; Орлова Н.В. с соавт., 1984), либо остаются стабильными (Тараканова Т.Д., 1990).

Объемная скорость выброса, определяемая по отношению ударного объема крови ко времени изгнания, позволяющая косвенно оценить работоспособность миокарда, с возрастом достоверно увеличивается (Орлова Н.В., 1974; Тараканова Т.Д., 1990; Грибанов А.В., 1991).

Таким образом, развитие центральной гемодинамики детей и подростков характеризуется гетерохронией, в разной степени проявляющейся при анализе возрастной динамики, как показателей сердечного выброса, так и артериального давления.

С состоянием центральной гемодинамики тесно связано кровообращение головного мозга (Шхвацабая И.К. с соавт., 1982; Гундаров И.А., Бритов А.Н., 1988).

В современной литературе имеется значительное число работ, посвященных исследованию кровообращения головного мозга у здоровых людей разного возраста, показавших, что в процессе роста и развития организма церебральное кровообращение претерпевает существенные изменения.

Мозговое кровообращение детей исследовано значительно слабее, чем у взрослых людей. В большинстве случаев обследованные группы детей и подростков были малочисленными, не учитывались рост и пол, оценивались лишь отдельные показатели, характеризующие гемодинамику, и упругие свойства артериальных сосудов. Указанные недостатки в исследованиях ряда авторов (СюткинаЕ.В. с соавт., 1995) не дают возможности составить полное представление о возрастных преобразованиях притока крови к мозгу.

Исследования мозгового кровообращения детей, выполненные с использованием количественных газоаналитических методов, показали, что в среднем кровоток головного мозга ребенка почти вдвое выше, чем у взрослых людей и составляет 100 мл/ЮОг ткани/мин (Kennedy C.L., 1957; Kety S., 1960; Raimondi A.J., Cerullo L.J., 1980; Ogawa A. et al., 1989). Столь существенные различия величин мозгового кровотока связываются с более высоким уровнем метаболизма головного мозга ребенка. В то же время применение количественных газоаналитических методов не позволяет сделать существенных выводов о закономерностях онтогенеза мозгового кровообращения у человека. Это обусловлено значительными методическими трудностями, заключающимися в необходимости совмещать требования атравматичности и экспериментальной точности при проведении исследований церебрального кровотока у детей указанными методами.

В последнее время широкое распространение в оценке мозгового кровообращения детей и подростков получил реоэнцефалографический метод (Яруллин Х.Х., 1983).

На протяжении многих лет изучение возрастных преобразований мозгового кровообращения проводилось фокусированной импедансной реоэнцефалографией, позволяющей оценить интенсивность пульсового и объемного мозгового кровотока (мл/ЮОг ткани/мин) (Jacquy V., 1977; Яруллин Х.Х., 1983; Безобразова В.Н., 2000, 2003).

В исследованиях И.О.Тупицына и соавт. (1995, 2000) и В.Н.Безобразовой (2003) установлены возрастные закономерности развития системы мозгового кровообращения от 7 до 17 лет. Данные исследования свидетельствуют о том, что с возрастом происходит экономизация мозгового кровообращения, величина объемного мозгового кровотока от 7 к 17 годам уменьшается в 2,5 -3 раза. Возрастное снижение интенсивности церебрального кровообращения связано как с общим ростом организма, так и с понижением уровня метаболизма, однако, в возрасте 12—15 лет в период активного полового созревания наблюдается возрастание объемного мозгового кровотока, который к 16 — 17 годам достигает дефинитивных значений.

С другой стороны, менее интенсивно развивалось направление изучения мозгового кровообращения, связанное с оценкой абсолютной величины объемной скорости церебрального кровотока (мл/мин) и его процентного соотношения с минутным объемом сердца в возрастном аспекте (Палеев Н.Р. с соавт., 1980, 1986; Исупов И.Б., 1996).

В последнее десятилетие в литературе появились сведения об изменении величины мозговой фракции сердечного выброса на разных этапах индивидуального развития (Палеев Н.Р. с соавт., 1980; Виничук СМ., Зелигер А., 1984; Исупов И.Б., 1996, 2001).

А.М.Гурагата и И.Н.Вульфсон (1987), изучавшие объемную скорость мозгового кровотока и ее соотношение с минутным объемом сердца у детей раннего детства, отметили, что с возрастом, происходит увеличение притока крови к головному мозгу. Это подтверждается ростом мозговой фракции сердечного выброса с 4,62% в 2 - 4 месяца до 8,21% в 2 - 3 года и увеличением абсолютной величины объемной скорости мозгового кровотока — почти в 5 раз на протяжении от 2-х месяцев до 3 лет.

А.ПХоломко (1992) также обнаружил, что по мере роста и развития детей, происходит повышение абсолютных значений объемной скорости как системного, так и церебрального кровообращения. Величина объемной скорости мозгового кровотока от 7 к 17 годам возрастала в 1,64 раза, вместе с тем процентная доля церебрального кровотока в сердечном дебите также значимо увеличивалась, но в меньшей степени - в 1,23 раза.

В настоящее время изучение изменений величины мозговой фракции сердечного выброса на разных этапах индивидуального развития проводилось преимущественно при исследовании объединенных возрастных групп (Соломко АЛ, 1992; Гавриков К.В. с соавт., 1996; Исупов И.Б., 1996, 2001). Это не дает возможности провести оценку общего характера возрастных преобразований мозгового кровообращения и его зависимости от центральной гемодинамики.

Изменения мозгового кровотока у детей и подростков в процессе роста и развития объясняется морфо-функциональными особенностями строения сосудистой сети головного мозга (Трошин В.Д. с соавт., 1995, 1999).

Многими исследователями установлено, что с возрастом наблюдается повышение тонуса крупных и средних мозговых артерий (Бутягин СВ., 1976; Безобразова В.Н., 1980; Бисярина В.П. с соавт., 1986; Тупицын И.О. с соавт,, 1995; Русанов В.Б., Суворов В.В., 2002), связанное не только со структурной перестройкой сосудистой стенки (КлосовскиЙ Б.Н., 1951), но и с изменениями, происходящими во всей системе кровообращения, а именно: урежение частоты сердечных сокращений, возрастание диастолического артериального давления и ударного объема крови (Гурская И.К., 1975; Тупицын И.О. с соавт., 2000). Указанные изменения параметров гемодинамики способствуют повышению тонуса крупных церебральных артерий, что является важным фактором, оказывающим влияние на механизмы, регулирующие приток крови к головному мозгу. Также отмечено снижение тонуса мелких церебральных артерий, обусловленное морфо-функциональным созреванием центральной нервной системы и возрастанием функциональной активности головного мозга (Антропова М.В., 1983; Безобразова В.Н., 2000).

В современной литературе комплексное исследование взаимосвязей показателей контурного анализа реоэнцефалограммы и сопоставление их с параметрами количественного анализа пульсовой кривой, отражающих относительную и абсолютную величины церебральной фракции кровообращения в процессе роста и развития человека, представлено единичными работами. В данных исследованиях отсутствуют четкие сведения о структуре возрастных преобразований притока крови к мозгу, так как они выполнялись на объединенных возрастных группах.

1.2. Влияние дозированной статической нагрузки на состояние центральной гемодинамики и мозговое кровообращение

Изучение любой функциональной системы необходимо проводить не только в состоянии покоя, но и при действии различных тестирующих нагрузок, близких к тем, с которыми человеку приходится сталкиваться повседневно (Тупицын И.О., 1985).

Применение в качестве функциональной пробы физической нагрузки позволяет определить возможности адаптации аппарата кровообращения к мышечной работе. Известно, что реакция сердечно-сосудистой системы в условиях мышечной деятельности является показателем функционирования механизмов срочной адаптации, для которой в организме генетически сформированы предпосылки (Меерсон Ф.3.,1988).

Характер и напряженность адаптационных изменений в деятельности сердечно-сосудистой системы, возникающих в процессе выполнения мышечной работы, зависят не только от мощности и длительности нагрузки, но и в не меньшей степени от применяемого воздействия. В настоящее время накоплен большой фактический материал, связанный с исследованием гемодинамики в условиях динамических нагрузок (Васильева В.В., Степочкина НА., 1986; Самигулин Г.Х., 1990; Куликов В.П., Доронина Н.Л., 1999; Ванюшин Ю.С. с соавт., 2000; Любомирский Л.Е. с соавт., 2000; Левушкин СП., 2001; Алферова И.В. с соавт., 2003). Реакции сердечнососудистой системы на воздействия динамического характера изучены достаточно полно, разработаны механизмы адаптивных изменений в различных звеньях сердечно-сосудистой системы (Меерсон Ф.З., 1975). Вместе с тем, механизмы функциональных изменений в системе кровообращения при действии статической нагрузки различной интенсивности и длительности во многом не ясны, и являются предметом дискуссий.

В 70-е годы стали широко проводиться исследования влияния статической нагрузки на деятельность сердечно-сосудистой системы, когда было осознано, что локальная нагрузка на мышцы кисти легко поддается дозированию и относительна, проста в применении (Тхоревский В.И, 1967; СкардсЯ.В., ДзервеВЛ., 1978,1980; Озолинь П.П., 1984).

Действие локальной статической нагрузки на кисти рук приводит к изменению функционального состояния центральной гемодинамики. Рядом исследователей было обнаружено повышение активности симпатических влияний на сердце при статическом напряжении мышц, увеличение артериального давления, сократимости левого желудочка и увеличение величины сердечного выброса (Абросимова Л.И., Карасик В.Е., 1980; Озолинь П.П., 1984; Алферова Т.В., 1990; Лиознова Э,А. с соавт., 1994; Lamid S., Wolff F., 1973; Rowell L.B. et al., 1981).

Несмотря на то, что в общих чертах комплекс перестроек центральной гемодинамики относительно ясен, остается дискуссионным вопрос о роли интенсивности нагрузки.

Существуют две противоположные системы взглядов на причины и характер изменений гемодинамики при локальном усилии. По мнению одной группы авторов, характер гемодинамических сдвигов зависит от активности мышечной массы и типа (изометрического, изотонического) мышечного сокращения (Тхоревский В.И., Белицкая Л.А., 1986; Плетнев Б.А., Шульц А.Л., 1988; Kapitaniak В., Grucza R., 1995; Olesen H.L. et al. 1995). Однако большинство исследователей считают, что реакция системы кровообращения зависит от относительной величины мышечного сокращения в процентах от максимальной, а не от массы сокращающихся мышц (Кукулис И.П. с соавт. 1980; Lind A.R. et al 1964; Donald K.W. et al 1967; Reindl A.M. et al 1977; Gruzar R. et al., 1991; Ettinger S.M. et al. 1996).

Большинство работ указывает на возможность прессорной реакции во время статического сокращения различных групп мышц. Механизмы прессорных реакций объясняются с различных позиций. По мнению одних авторов, возрастание системного артериального давления во время действия статической нагрузки обусловлено ростом периферического сопротивления в сдавленных сосудах напряженных мышц и сосудах неработающих органов (Васильева В.В., Степочкина Н.А., 1986; Mitchell J.H., Wildenthal К., 1974; Crandall C.G. et al. 1995; Williamson J.W. et al. 1996). Однако другие считают, что при статических нагрузках с силой менее 15% от МПУ, периферическое сопротивление мало изменяется и возрастание артериального давления происходит за счет роста минутного объема крови, связанного с частотой сердечных сокращений (Городниченко Э.А., 1994; Friedman D.B. et al.1992). Некоторые исследователи полагают, что решающим фактором в развитии прессорной реакции является режим кровоснабжения мышц во время сокращения (Lind A.R. et al 1964; Скардс Я.В., Дзерве В.Я., 1978). Так, при сокращении мышц с силой 5 - 15% от максимально произвольного усилия наблюдается постепенное увеличение систолического и диастолического артериального давления, тогда как при сокращении мышц с силой 20% от максимально произвольного усилия и выше АД резко возрастает. При нагрузке свыше 50% от МПУ в результате механического сдавливания сосудов напряженных мышц происходит активация анаэробного распада веществ, выделение и накопление метаболитов, которые вызывают активацию симпатической нервной системы (Витолс А.В., Кукулис И.П., 1980; Кукулис ИЛ. с соавт., 1980; Champlain J., Ameringen M.R., 1972; Brum К. etal., 1995).

Большинство авторов считают, что при удержании статической нагрузки в неработающих мышцах происходит сужение артериальных сосудов, способствуя тем самым увеличению артериального давления при статической работе (Costa F., Biaggioni I., 1994; Jacobsen T.N. et al., 1994; Olesen H.L. et al. 1995). Исследование Т.НЛСоняевой (2004) показало, что существует фактор перераспределения кровотока между работающими и неработающими группами мышц, а изменения тонуса могут носить вторичный характер. Я.В.Скардс, В.Я.Дзерве (1980) полагают, что прессор-ные реакции могут иметь системный характер, несмотря на возникновение неблагоприятного воздействия на организм.

Таким образом, действие локальной статической нагрузки различной интенсивности приводит к функциональной перестройке системы кровообращения, проявляющейся в виде прессорных реакций, механизм которых до конца не выяснен.

Литературные данные об изменениях ударного и минутного объемов крови при локальной статической нагрузке носят весьма противоречивый характер. В настоящее время динамика ударного объема крови и минутного объема сердца во время выполнения изометрической нагрузки остается недостаточно изученной. Одни авторы полагают, что увеличение ударного объема происходит за счет возрастания конечно-диасголического объема полости левого желудочка и включения механизма Франка - Старлинга (Маркарян С.С., 1986; Crawford G. et al. 1979) лишь при действии максимальных нагрузок, при нагрузках умеренной мощности рост ударного объема сердца осуществляется вследствие усиления инотропных эффектов и более полной систолы. Изменения ударного объема крови, скорости циркуляторного укорочения волокон миокарда и фракции изгнания в ответ на статическую работу мышц расценивается по-разному. По данным С.М.Колесниченко (1988), локальная статическая нагрузка в 30% от максимального произвольного усилия вызывает изменения насосной и сократительной функции миокарда, в работе указано на наличие двух типов реакции центральной гемодинамики в ответ на предъявляемую нагрузку; с увеличением сердечного выброса и с его снижением. По мнению автора, увеличение сердечного выброса обусловлено включением механизма Франка - Старлинга, а уменьшение - действием гомеометрического механизма. Некоторые исследователи считают, что при изометрических нагрузках левый желудочек способен выполнять дополнительную работу вследствие повышения сократительной способности миокарда (Маркарян С.С, 1986; Зуборев М.А. с соавт. 1991), однако, другие полагают, что статическая нагрузка в 30% и 50% от максимального произвольного усилия не стимулирует сократимости миокарда (Crawford G. et al. 1979).

Ряд исследователей считают, что во время действия изометрической нагрузки увеличение ударного объема крови осуществляется за счет механизма Франка — Старлинга (Ярина В.Г., 1985; Кмить Г.В., 1992; Тупицын И.О. с соавт., 1995).

Достаточно часто при описании действия дозированной статической нагрузки на состояние центральной гемодинамики в недостаточной мере освещается вопрос о позе испытуемого во время выполнения функциональной пробы. В частности, ИХ.Андреевой (1996) показано, что в положении сидя чаще всего у детей, отмечается снижение показателей сердечного выброса, в то время как в работе Г.В.Кмить (1992) у детей соответствующего возраста наблюдается увеличение сердечного выброса.

В последнее время появляется все большее число работ, в которых отмечается снижение ударного объема крови во время выполнения статической нагрузки (Алферова Т.В., 1990; Зубарев М.А. с соавт., 1991; Лиознова Э.А., Лиознов М.В., 1994; Белоцерковский З.Б. с соавт., 2000; Пичугина Е.В., 2000; Grucza R., et al. 1991; Kapitamak В., Grucza R., 1995; Mizushige K., et al 1996). Так, T.B .Алферова (1990), изучая возрастные особенности адаптационных реакций сердечно-сосудистой системы на локальную статическую нагрузку, отмечала у большинства школьников 8 -17 лет обоего пола снижение ударного объема крови и уменьшение фракции выброса. Снижение ударного объема сердца при работе было выражено тем больше, чем старше возраст испытуемых. Возможно, это было связано с тем, что автор изучала детей в развивающихся условиях интенсивного техногенного загрязнения крупного города - Челябинска. В исследовании Е.В.Пичугиной (2000) показано, что по мере увеличения мощности статической нагрузки от 20% до 60% от максимального произвольного усилия наблюдается значительное снижение ударного объема крови от 12% при нагрузке в 20% от МПУ до 45% при действии статической нагрузки, выполняемой с силой 60% от МПУ до отказа. При этом минутный объем крови значительно не изменялся.

По мнению ряда исследователей, одной из причин снижения ударного объема крови является отсутствие действия «мышечного насоса», обеспечивающего возрастание притока венозной крови к сердцу при мышечной деятельности (Folkow В., et al., 1970). Работа скелетных мышц в изометрическом режиме не способствует продвижению венозной крови к сердцу. Во время действия статической нагрузки возникает натуживание, при котором происходит повышение давления в брюшной и грудной полостях, что в значительной степени уменьшает венозный возврат к сердцу. Получая меньшее количество крови, снижается, конечно-диастолический объем, ударный объем крови падает (Воробьев А.Н.,1962; Чапоров В.Н., Зырянова Н.В., 1990; Городниченко Э.А., 1994).

Гораздо меньше работ, в которых наблюдалось как увеличение, так и снижение показателей сердечного выброса в ответ на действие локальной статической нагрузки. Это показано в работах авторов, изучавших реакции кровообращения у детей (Колесниченко СМ., 1988; Догадкина СБ., 1988; Андреева И.Г., 1996). Г.В.Кмить (1992) считает, что у детей с возрастом адаптация системы кровообращения к мышечным усилиям происходит, главным образом, за счет увеличения сердечного выброса.

Имеются исследования, показывающие, что во время удержания статической нагрузки, рост ударного объема крови осуществляется, в определенной мере, за счет механизма Франка - Старлинга.

В исследовании Е.Б.Гельфгата и соавт. (1984), выполненном с применением ножной изометрической нагрузки, рост ударного объема крови происходил за счет возрастания сократимости миокарда, но по мере увеличения длительности действия нагрузки отмечалось включение механизма Франка - Старлинга.

По данным МА.Зубарева, А.А.Думлера, Э.В.Коскова (1991), ножная изометрическая нагрузка вызывала у большинства испытуемых рост насосной и сократительной функции сердца за счет хронотропного резерва и активации механизмов гомеометрической регуляции сердца. В меньшем количестве случаев происходила активация механизма Франка - Стерлинга.

И.О.Тупицын с соавт. (1995), изучая особенности функционирования центральной гемодинамики при локальной мышечной деятельности у детей 7-11 лет, обнаружили два типа изменений показателей сердечного выброса при выполнении статической нагрузки на мышцы предплечья в 30% от МПУ. У детей, относящихся к первому типу реагирования, наблюдалось увеличение ударного объема крови как за счет механизма Франка -Старлинга, так и за счет усиления сократимости миокарда. У всех детей второго типа реагирования отмечалось снижение ударного объема крови за счет уменьшения конечно — диастолического объема левого желудочка.

Исследование Э.А.Городниченко (1994) изменений ряда физиологических функций в ответ на действие локальной статической нагрузки (в 30% и 50% от максимального произвольного усилия) у лиц женского пола 8 — 40 лет выявило во всех возрастных группах (8 - 9, 13 - 14, 18 - 20, 35 — 40 лет) два типа реакций центральной гемодинамики и миокарда: первый тип характеризуется уменьшением ударного объема во время статической нагрузки, второй тип — его увеличением. С возрастом при обеих функциональных пробах изометрического характера отмечено уменьшение числа реакций первого типа адаптации.

В результате многолетних исследований особенностей реактивности центрального кровообращения у детей 6—16 лет ПВ.Кмить и Л.В.Рублева (2003) установили, что у детей в ответ на действие локальной статической нагрузки показатели сердечного выброса могут, как увеличиваться, так и уменьшаться. По их мнению, возрастание ударного объема происходит в результате усиления сократимости миокарда, обусловленного как увеличением конечно-диастолического объема левого желудочка («гетерометрический механизм»), так и возрастанием параметров сократительной функции миокарда («гомеометрический механизм»). Снижение ударного объема на нагрузку обусловлено уменьшением конечно- диастолического объема левого желудочка, а также снижением сократимости миокарда.

Таким образом, в настоящее время разными исследователями установлено наличие существенных сдвигов системного артериального давления и разнонаправленных изменений показателей сердечного выброса в момент статического усилия. Однако выраженность этих изменений зависит от индивидуальных особенностей и возраста испытуемых, а также от величины нагрузки.

В настоящее время влияние статической нагрузки на функциональное состояние мозгового кровообращения человека недостаточно изучено.

В современной литературе имеется ряд работ, посвященных исследованию состояния церебральной гемодинамики при действии изометрических нагрузок, показавших, что статическая работа даже небольших групп мышц приводит к значительным изменениям локального мозгового кровотока.

А.Е.Чижевский (1981, 1982) изучавший влияние статической нагрузки на мозговое кровообращение детей в возрасте 7—12 лет, методом биполярной реоэнцефалографии при фронто-мастоидальном отведении, наблюдал снижение пульсового кровенаполнения и повышение тонического напряжения мозговых сосудов крупного калибра.

В работе Э.АХородниченко (1994) показано, что изометрическая нагрузка в 30% и 50% от МГЛУ также вызывает изменения в церебральной гемодинамике, выражающиеся в снижении объемного мозгового кровотока у всех испытуемых.

В исследованиях И.О.Тущщына и соавт. (1995) и В.Н.Безобразовой (2003) установлено снижение объемного мозгового кровотока и повышение тонуса крупных церебральных артерий во время удержания статической нагрузки у школьников 5 — 17 лет. Кроме этого было выявлено снижение реактивности кровообращения головного мозга к 16 - 17 годам.

Есть данные о том, что при статической работе мышц кровоснабжение головного мозга почти не изменяется, даже при работе максимальной мощности (Jorgensen L.G. et al. 1992). По мнению авторов, это связано с необходимостью поддерживать окислительные процессы в нервной ткани на высоком уровне.

Резюмируя приведенные данные литературы можно сказать, что в настоящее время существует большое количество данных об изменении системного артериального давления и показателей сердечного выброса в момент действия статической нагрузки. Гораздо меньше работ посвящено изучению возрастных особенностей влияния изометрической нагрузки на мозговое кровообращение. Следует отметить, что характеристика общего притока крови к головному мозгу во время действия статической нагрузки в возрастном аспекте практически не изучалась.

1.3. Механизмы регуляции мозгового кровообращения в покое и во время действия тестирующих нагрузок

Система кровообращения органов и тканей в процессе эволюции животного мира достигла высокого уровня стурктурно-функциональной организации, неодинаково выраженной в разных частях организма (Теплов СИ., 1987; Хананашвили Л.А., 2001). Наиболее высокий уровень развития системы кровообращения наблюдается в жизненно важных органах, структурные элементы которых особенно чувствительны к малейшим нарушениям кровоснабжения. Прежде всего, это касается головного мозга (Угрюмов В.М. с соавт., 1984; Мчедлишвили Г.И., 1986; Wallace R., Price Н., 1999).

Особые условия функционирования системы кровоснабжения головного мозга заключаются в том, что он находится в полости ригидной черепной коробки, содержащей три несжимаемые среды: кровь в сосудах, церебральную жидкость, а также ткань мозга, на 80% состоящую из воды. Это ограничивает изменения диаметра мозговых сосудов и объема крови в них, в процессах макро- и микроциркуляции (Мчедлишвили Г.И., 1986) .

Известно, что сосуды мозга представляют собой ветвящуюся систему гидравлических проводников (с переменными упруго-вязкими свойствами), окруженную ликвором и находящуюся в сообщающихся полостях черепа и позвоночника. Поэтому изменения в объемах мозга, ликвора или сосудистой системе, вызывают изменения внутричерепного давления. В свою очередь это приводит к перераспределению объемов ликвора и крови в полостях. Следствием является изменение внутричерепной гемодинамики, что может компенсироваться достаточно совершенными механизмами регуляции (Москаленко Ю.Е., 1988; Вайнштейн Г.Б., Москаленко Ю.Е., 1995; Коржевский Д.Э., 2003).

Сложная структура головного мозга предопределяет высокую интенсивность и постоянство церебрального кровотока. На долю головного мозга, масса которого составляет лишь 2% от массы тела, приходится около 15% крови, поступающей в большой круг кровообращения при сердечном выбросе (Неретин В.Я., Котов СВ., 1997; Агаджанян Н.А. с соавт., 2003).

Кровоснабжение мозга осуществляется двумя парами магистральных артерий - внутренними сонными и позвоночными, образующими на основании мозга анастомоз - виллизиев круг, откуда отходят артерии, снабжающие кровью ткани головного мозга. В физиологических условиях, кровь, притекающая по магистральным артериям, в сосудах виллизиева круга не смешивается, поступая ипсилатерально из каждой внутренней сонной артерии в полушария большого мозга, а из позвоночных - преимущественно в отделы мозга, расположенные в задней черепной ямке (Клосовский Б.Н., 1951; Bergsneider М. et ah, 1998).

Мозговые артерии являются сосудами мышечного типа с большой адрен -и холинергической иннервацией (Мчедлишвили Г,И., 1989; Азии А.Л., Климин В.Г., 1995; Lindvall М. et al., 1977; Hirsch Mit et al., 1998). Кроме этого, было также установлено наличие пептид- и пуринергической иннервации (Meyer J.S., 1977; Yokote Н, et al., 1985).

Благодаря такому строению мозговые артерии способны активно изменять свой просвет в широких пределах, тем самым участвовать в регуляции кровообращения.

Артериальные сосуды, отходящие от виллизиева круга, ветвясь и анастомазируя между собой, образуют сложную систему пиальных артерий, в которой обнаруживаются активные сосудистые сегменты — прекор-тикальные артерии, сфинктеры ответвлений. Наличие этих образований позволяет регулировать кровообращение в очень малых областях коры мозга (Мчедлишвили Г.И., 1984, 1989; Куридзе Н.Т. с соавт., 1989; Горделадзе З.Т. с соавт., 1991; Lin T.N. et al., 1998).

От мельчайших артерий мягкой мозговой оболочки отходят радиальные артерии (Клосовский Б Л., 1951), ветвящиеся в толще мозга и не имеющие свободного пространства вокруг своих стенок. Поэтому диаметр этих сосудов, в отличие от мелких ветвей пиальных артерий, не может активно изменяться в процессе регуляции мозгового кровотока (Мчедлишвили Г.И., 1984, 1989; Bergsneider М. et al., 1998). Межартериальные анастомозы в толще мозга отсутствуют.

Капиллярная сеть в толще мозга непрерывная. Ее густота тем больше, чем интенсивнее обмен веществ в тканях, поэтому в сером веществе она значительно гуще, чем в белом (Faraci F.M., Heistad D.D., 1998).

Из капилляров венозная кровь поступает в широко анастомазирующую венозную систему, как мягкой мозговой оболочки, так и в большую мозговую вену. В отличие от других частей тела, венозные сосуды мозга лишены клапанов.

Особенности структурной организации церебрального сосудистого русла предопределяют наличие сложных механизмов регуляции мозгового кровообращения. Эти механизмы обеспечивают поддержание постоянства и интенсивности мозгового кровотока с учетом метаболических потребностей, в условиях значительных колебаний системного артериального давления и сердечного выброса- его ауторегуляцию (Лассен НА., 1982; Москаленко Ю.Е., 1986; Шток В.Н.,1987; Неретин В.Я., Котов СВ., 1997).

При изменении параметров центральной гемодинамики регуляция мозгового кровообращения осуществляется магистральными артериями (в основном сужаются) при повышении перфузионного давления (Мчедлишвили Г.И., 1984; Теплов СИ., 1987). В условиях нарушения адекватного кровоснабжения тканей мозга и/или изменения газового состава крови в регуляцию церебрального кровотока включаются пиальные артерии (в основном расширяются) (Мчедлишвили Г.И., 1984).

Согласно последним литературным данным, регуляция церебрального кровотока осуществляется благодаря наличию трех основных механизмов ауторегуляции (сосудистого тонуса) - нейрогенного, миогенного и метаболического (Митагвария Н.П., 1984, 1989; Теплов СИ., 1987; Москаленко Ю.Е., Бекетов А.И., 1988; Шахнович А.Р., Золотухин СП., 1989; Шахнович А.Р., Шахнович В.А., 1996). В настоящее время ведется интенсивная дискуссия по вопросу о роли каждого из этих механизмов в регуляции церебральной гемодинамики.

Нейрогенному механизму в процессе ауторегуляции отводится важная роль. Так, в зависимости от направленности изменений перфузионного давления, влияние на сосудистый тонус соответственно оказывается либо дилататорными, либо констрикторными нервными волокнами, иннервирующими мозговые сосуды. При этом отмечается факт множественности природы иннервации мозговых сосудов (Теплов СИ., 1987), наблюдается полимодальность эфферентных волокон и терминалей, и связанное с этим многообразие медиаторов. Выявлено, что наряду с симпатической нервной системой, в регуляции артерий головного мозга могут участвовать источники парасимпатической иннервации, следствием этого является множественность потенциальных центров регуляции мозгового кровообращения (Гуревич М.И., Бернштейн С А., 1972; Павлов Н.А., 1988; Хананашвили Л.А., 2001). Однако такое многообразие потенциальных источников пока не позволяет внести ясность в функционирование нервного механизма регуляции.

Миогенныи контур ауторегуляции мозгового кровообращения имеет в своей основе давно известный феномен Остроумова - Бейлиса, согласно которому при повышении артериального давления сосуды мозга адекватно суживаются, а при его снижении расширяются, поддерживая мозговой кровоток на соответствующем уровне (Хаютин В.М., Рогоза А.Н., 1986). Миогенныи механизм проявляется практически одновременно с началом сдвига системного артериального давления и завершает свое действие к концу его динамической фазы. Несмотря на это, миогенная гипотеза не может объяснить сравнительно длинный латентный период ауторе-гуляторных реакций церебральных сосудов, на протяжении которого мозговой кровоток следует пассивно за изменениями артериального давления (Митагвария Н.П. с соавт., 1984).

Метаболический вид регуляции церебрального кровообращения в настоящее время изучен достаточно подробно. Одним из наиболее активных метаболических факторов, влияющих на кровоснабжения тканей мозга, является двуокись углерода, оказывающая вазодилатируюший эффект на стенку сосудов. Вследствие этого, предполагается участие СОг в местных гемодинамических реакциях при изменениях системного артериального давления (Габриелян Э.С., Амроян Э.А., Акопов С.Э., 1987; Азии А.Л., Юїимин В.Г., 1995). Однако регуляторная роль двуокиси углерода зависит от оксигенации тканей, и если содержание кислорода в них снижается, то уменьшается образование СОг, что может вызывать в определенных условиях вазоконстрикторные реакции и уменьшение интенсивности кровотока в бассейне головного мозга (Atkinson John L.D. et al., 1990). В свою очередь, ухудшение оксигенации тканей способствует образованию аденозина, вызывающего дилатацию пиальных артерий мозга (Азин А.Л., Климин В,Г., 1995). В настоящее время установлено, что сосуды мозга чувствительны к ряду метаболитов, концентрация которых зависит от функционального состояния различных участков мозга. Описано участие ионов кальция, калия и водорода в регуляции тонуса мозговых сосудов (Демченко Н.Т., 1983).

В различных условиях жизнедеятельности человека, описанные механизмы регуляции мозгового кровообращения функционируют одновременно, и поэтому выявить вклад каждого из них в достижение результата конечного эффекта чрезвычайно затруднительно. В связи с этим широкое распространение в изучении регуляции церебральной гемодинамики получило применение разнообразных функциональных проб.

При исследовании мозгового кровообращения в условиях напряженной умственной деятельности Д.Х.Ингвар (1976) убедительно показал, что во время умственной работы кровоток в различных участках коры головного мозга изменяется мозаично, с чередованием зон повышенного и сниженного кровоснабжения.

Б.М.Федоров с соав. (1986) с помощью реоэнцефалографии при выполнении счетной операции в уме, в условиях дефицита времени, отмечали существенное снижение кровоснабжения и повышение тонуса крупных и средних артерий в неактивных, при данном виде деятельности, регионах.

Установлено, что умственная деятельность приводит не только к значительным изменениям мозгового кровообращения, но и центральной гемодинамики. Так, В.Н.Безобразовой (1985) при исследовании состояния мозгового кровообращения подростков 13 — 14 лет во время решения арифметических задач выявлено возрастание локального объемного мозгового кровотока и тонуса крупных сосудов; при этом отмечалось снижение тонического напряжения сосудов малого калибра на фоне повышения артериального давления и частоты сердечных сокращений.

Исследование Л.П.Тупицыной и М.З.Федоровой (1990) изменений функционального состояния школьников, занимающихся на компьютере, выполненное с помощью фокусированной импедансной реоэнцефалографии и тетраполярной реографии показало, что у юношей и девушек длительная работа на компьютере вызывала изменения объемного мозгового кровотока в лобных и височных долях. Авторы установили разнонаправленную реакцию кровенаполнения фронтальных долей мозга. При этом снижению кровенаполнения сопутствовала выраженная системная реакция, а увеличению — только местные сосудистые изменения.

Многими исследователями при изучении церебрального кровообращения в условиях гипервентиляции были установлены эффекты сужения мозговых сосудов и относительное уменьшение мозгового кровотока (Александрова М.П. с соавт., 1974; Безобразова В.Н., 1980; Gomez С. R. et al., 1992).

Определенное число работ посвящено исследованию реакции церебральной гемодинамики в условиях направленных гравитационных воздействий на организм человека (Яруллин Х.Х. с соавт., 1980; Гурова О.А., 1986; Тупицын И.О. с соавт. 1990; Гавриков К.В., Исупов И.Б., 1999; Исупов И.Б., 2001). Так, при проведении пассивной антиортостатической пробы наблюдалась неодинаковая переносимость данного воздействия на организм обследуемого. У лиц с хорошей переносимостью функциональной пробы приспособительные эффекты проявлялись в увеличении тонуса, преимущественно артериол. У других обследуемых отмечалась констрикция сосудов крупного калибра при одновременной дилатации артериол, венул и вен, что приводило к развитию венозного застоя и субъективно к худшей переносимости данного воздействия.

На основании современных представлений о механизмах ауторегуляции мозгового кровообращения можно сделать вывод, что поддержание постоянства церебрального кровотока в различных условиях жизнедеятельности человека является следствием сочетанного действия нескольких контуров регуляции (Павлов Н.А., 1988; Москаленко Ю.Е., Вайнштейн Г.Б., 2001). Однако до настоящего времени остается неясным вклад каждого из рассмотренных контуров в регуляцию церебральной гемодинамики. Вероятнее всего, именно это обстоятельство является одной из причин разнонаправленных изменений мозговой гемодинамики в условиях разнообразных функциональных воздействий на организм.

Возрастная динамика показателей центральной и мозговой гемодинамики у детей и подростков

В настоящее время в литературе довольно широко представлены данные о преобразовании системы кровообращения у здоровых детей, в процессе роста и развития. Многочисленные исследования свидетельствуют о четкой зависимости основных гемодинамических параметров от возраста и пола ребенка (Осколкова MX, 1976; Вульфсон И.Н., 1977; Панавене В.В., 1979; Орлова И.В. с соавт., 1984; Тупицын И.О., 1985; Иванов А.П., Исаев И.И., 1987; Тараканова Т.Д., 1990), уровня физического и полового созревания (Калюжная Р.А., 1973; Осколкова М.К., с соавт., 1979; Бисярина В.П., 1986; Степанова О.В., 1986), степени физической активности (Любомирский Л.Е. с соавт. 1997, 2000; Белоцерковский З.Б. с соавт., 2000; Быков Е.В., 2002), климато-географической зоны проживания (Терновская В.А., Гудкова Ю.А., 1973; Тененбаум А.М., Молдоташев И.К.,1987; Грибанов A3., 1991; Дерягина Л.Е., 1996; Бушуева Э.В., 2000; Минасян СМ. с соавт., 2003; Леонов А.В. с соавт., 2004), циркадных ритмов (Надеждена Е.А., 1977; Соломко А.П., 1992), генетических (Александров А.А., Розанов В.Б., 1998) и других факторов.

Одним из наиболее важных и информативных показателей гемодинамики, отражающего работу всей системы кровообращения, является артериальное давление.

Артериальное давление изучалось многими исследователями (Калюжная Р.А., 1973; Матвеева Н.А. с соавт., 1983; Тубол И.Б. с соавт., 1984; Тупицын И.О., 1985; Бисярина В.П., 1986; Александров А.А., 1991; Звездина И.В.,1998; Crimm R.H.Sr., Prineas R.J., 1979; Hosbach R.E. et al, 1980; Munos S. et al, 1980). Однако данные, полученные разными авторами, довольно значительно отличаются друг от друга, что объясняется различными климато-географическими условиями проживания исследуемых детей и подростков, используемыми методиками измерения АД, а также влиянием ширины манжетки применяемой при регистрации и т.д. (Картушенко А.Г., Шестов Д.Б., 1983; Бушуева Э.В., 2000; Greenfield A.D.M. et al, 1963; Davido A., Minard F. et al, 1984; Hohn A.R. et al, 1984; LeumannE.P.5 SpiessB., 1984).

Абсолютное большинство работ указывает на закономерное повышение систолического и диастолического артериального давления с возрастом (Костин А.С., Костина Г.Н., 1973; Леонтьева Н.Н., Маринова К.В., 1976; Мазурин А.В., Воронцов И.М., 1985; Тупицын И.О., 1985; Фарбер Д.А. с соавт., 1990; Антропова М.В. с соавт., 1999; Обреимова Н.И., Петрухин А.С., 2000; Коняева Т.Н., 2004; Walker A.R., Walker P.F., 1980; Moss A J., 1981; Wilton P., 1983). Однако существуют разноречивые мнения не только в вопросе о нормативных показателях артериального давления, но и в оценке тенденции повышения артериального давления у детей и подростков.

Рост артериального давления в некоторые возрастные периоды происходит неравномерно, что отражает морфо-функциональное созревание сердечно-сосудистой и нейроэндокринной систем в эти сроки (Ким Т.В. с соавт., 1990; Константинов В.В. с соавт., 1994; Кожевникова О.В. с соавт., 1997). Выделено два основных периода наиболее интенсивного прироста артериального давления в 7 — 9 и 12- 15 лет (Тупицын И.О., 1985; Тараканова Т.Д., 1990; Грибанов А.В., 1991; Бушуева Э.В., 2000).

Уровень артериального давления у детей и подростков зависит не только от возраста, но и от влияния пола (Анчугин Б.А., Пацких Е.В., 1983; Александров А.А.,1991). Различия между детьми мужского и женского пола по величине артериального давления проявляется с 10 лет, причем до 14 лет оно выше у девочек (Александров А.А., Розанов В.Б., 1998; Wilton Р., 1983).

Неоднозначными являются сведения о влиянии пола на характер возрастной динамики артериального давления.

Так, по данным И.Н.Вульфсон, А.М.Китикарь (1973), систолическое артериальное давление в возрастном диапазоне от 7 до 16 лет у мальчиков повышается, у девочек практически не изменяется. В тоже время ИБ.Тубол с соавт. (1984) отмечают постепенное увеличение систолического артериального давления у девочек, на аналогичном возрастном отрезке, у мальчиков от 7 до 10 лет и от 12 к 15 годам. Э.В.Бушуева (2000) обнаружила, что наиболее интенсивные приросты систолического артериального давления у девочек наблюдаются от 9 до 10 лет и от 12 к 13 годам, у мальчиков от 14 к 15 годам. По мнению И.В.Звездиной (1998), систолическое артериальное давление у юношей достоверно увеличивается до 18 лет, после снижается до уровня значений соответствующих 16-17 летнему возрасту, у девушек в 15 -18 лет достоверно не изменяется и в дальнейшем снижается.

Различный уровень артериального давления у мальчиков и девочек обусловлен, в частности, разными сроками начала полового созревания. На уровень артериального давления значительно влияет начало активного полового созревания, в регуляцию которого вовлекаются гормоны гипофиза и половых желез (Кожевникова О.В. с соавт., 1997).

Возрастная динамика системного артериального давления у мальчиков и девочек выявляемая разными методами - механокардиографическим, по Н.С. Короткову (простое или автоматическое), может несколько отличаться. С другой стороны, отличия могут быть связаны с особенностями выборки испытуемых, условиями проживания, обучения и функционального состояния организма на разных этапах индивидуального развития.

Наиболее информативными показателями центральной гемодинамики, характеризующими насосную функцию сердца, является величина сердечного выброса (ударный и минутный объемы крови). В постнатальном онтогенезе, одновременно с возрастными изменениями морфо-функциональных характеристик сердца, происходит и увеличение ударного объема крови (Калюжная Р.А., 1973; Орлова Н.В., 1974; Пушкарь ЮХ с соавт,, 1977; Осколкова М.К., 1988; Самигуллин Г.Х., 1990; Тудицын И.О. с соавт., 1995; Осадшая Л.Б., 1997; Ванюшин Ю.С с соавт., 2000; Баранов СВ. с соавт., 2001; Левушкин СП., 2001). Большинство исследователей также отмечают увеличение минутного объема сердца с возрастом (Тупицын И.О., 1985; Агаджанян Н.А. с соавт., 2003), но выраженное в меньшей степени, чем у ударного объема (Осколкова М.К., Вульфсон И.Н., 1978; Иванов А.П., Исаев И.И., 1987). Это может быть связано с урежением частоты сердечных сокращений у детей старшего возраста.

Так как ударный и минутный объемы крови являются важными показателями функционального состояния кровообращения, в практике для их определения используется большое количество методов, что обуславливает разноречивость приводимых абсолютных значений по данным различных авторов.

Так, Г.В.Кмить (1992) методом эхокардиографии изучала ударный и минутный объемы сердца у 7 летних детей, значения этих показателей были равны 34,5 мл и 3,53 л/мин соответственно. Т.Д.Тараканова (1990) методом тетраполярной реографии получила величины ударного и минутного объемов крови у детей 7 лет, равные 33,0 мл и 2,62 л/мин. В исследованиях С.Б.Догадкиной (1988) ударный объем крови рассчитывался по формуле Бремзера и Ранке, его значение у 7 летних детей составляло 36,8 мл, минутный объем сердца был равен 3,0 л/мин.

Механизмы регуляции мозгового кровообращения в покое и во время действия тестирующих нагрузок

Система кровообращения органов и тканей в процессе эволюции животного мира достигла высокого уровня стурктурно-функциональной организации, неодинаково выраженной в разных частях организма (Теплов СИ., 1987; Хананашвили Л.А., 2001). Наиболее высокий уровень развития системы кровообращения наблюдается в жизненно важных органах, структурные элементы которых особенно чувствительны к малейшим нарушениям кровоснабжения. Прежде всего, это касается головного мозга (Угрюмов В.М. с соавт., 1984; Мчедлишвили Г.И., 1986; Wallace R., Price Н., 1999).

Особые условия функционирования системы кровоснабжения головного мозга заключаются в том, что он находится в полости ригидной черепной коробки, содержащей три несжимаемые среды: кровь в сосудах, церебральную жидкость, а также ткань мозга, на 80% состоящую из воды. Это ограничивает изменения диаметра мозговых сосудов и объема крови в них, в процессах макро- и микроциркуляции (Мчедлишвили Г.И., 1986) . Известно, что сосуды мозга представляют собой ветвящуюся систему гидравлических проводников (с переменными упруго-вязкими свойствами), окруженную ликвором и находящуюся в сообщающихся полостях черепа и позвоночника. Поэтому изменения в объемах мозга, ликвора или сосудистой системе, вызывают изменения внутричерепного давления. В свою очередь это приводит к перераспределению объемов ликвора и крови в полостях. Следствием является изменение внутричерепной гемодинамики, что может компенсироваться достаточно совершенными механизмами регуляции (Москаленко Ю.Е., 1988; Вайнштейн Г.Б., Москаленко Ю.Е., 1995; Коржевский Д.Э., 2003).

Сложная структура головного мозга предопределяет высокую интенсивность и постоянство церебрального кровотока. На долю головного мозга, масса которого составляет лишь 2% от массы тела, приходится около 15% крови, поступающей в большой круг кровообращения при сердечном выбросе (Неретин В.Я., Котов СВ., 1997; Агаджанян Н.А. с соавт., 2003).

Кровоснабжение мозга осуществляется двумя парами магистральных артерий - внутренними сонными и позвоночными, образующими на основании мозга анастомоз - виллизиев круг, откуда отходят артерии, снабжающие кровью ткани головного мозга. В физиологических условиях, кровь, притекающая по магистральным артериям, в сосудах виллизиева круга не смешивается, поступая ипсилатерально из каждой внутренней сонной артерии в полушария большого мозга, а из позвоночных - преимущественно в отделы мозга, расположенные в задней черепной ямке (Клосовский Б.Н., 1951; Bergsneider М. et ah, 1998).

Мозговые артерии являются сосудами мышечного типа с большой адрен -и холинергической иннервацией (Мчедлишвили Г,И., 1989; Азии А.Л., Климин В.Г., 1995; Lindvall М. et al., 1977; Hirsch Mit et al., 1998). Кроме этого, было также установлено наличие пептид- и пуринергической иннервации (Meyer J.S., 1977; Yokote Н, et al., 1985).

Благодаря такому строению мозговые артерии способны активно изменять свой просвет в широких пределах, тем самым участвовать в регуляции кровообращения.

Артериальные сосуды, отходящие от виллизиева круга, ветвясь и анастомазируя между собой, образуют сложную систему пиальных артерий, в которой обнаруживаются активные сосудистые сегменты — прекор-тикальные артерии, сфинктеры ответвлений. Наличие этих образований позволяет регулировать кровообращение в очень малых областях коры мозга (Мчедлишвили Г.И., 1984, 1989; Куридзе Н.Т. с соавт., 1989; Горделадзе З.Т. с соавт., 1991; Lin T.N. et al., 1998).

От мельчайших артерий мягкой мозговой оболочки отходят радиальные артерии (Клосовский Б Л., 1951), ветвящиеся в толще мозга и не имеющие свободного пространства вокруг своих стенок. Поэтому диаметр этих сосудов, в отличие от мелких ветвей пиальных артерий, не может активно изменяться в процессе регуляции мозгового кровотока (Мчедлишвили Г.И., 1984, 1989; Bergsneider М. et al., 1998). Межартериальные анастомозы в толще мозга отсутствуют.

Капиллярная сеть в толще мозга непрерывная. Ее густота тем больше, чем интенсивнее обмен веществ в тканях, поэтому в сером веществе она значительно гуще, чем в белом (Faraci F.M., Heistad D.D., 1998).

Из капилляров венозная кровь поступает в широко анастомазирующую венозную систему, как мягкой мозговой оболочки, так и в большую мозговую вену. В отличие от других частей тела, венозные сосуды мозга лишены клапанов.

Особенности структурной организации церебрального сосудистого русла предопределяют наличие сложных механизмов регуляции мозгового кровообращения. Эти механизмы обеспечивают поддержание постоянства и интенсивности мозгового кровотока с учетом метаболических потребностей, в условиях значительных колебаний системного артериального давления и сердечного выброса- его ауторегуляцию (Лассен НА., 1982; Москаленко Ю.Е., 1986; Шток В.Н.,1987; Неретин В.Я., Котов СВ., 1997). При изменении параметров центральной гемодинамики регуляция мозгового кровообращения осуществляется магистральными артериями (в основном сужаются) при повышении перфузионного давления (Мчедлишвили Г.И., 1984; Теплов СИ., 1987). В условиях нарушения адекватного кровоснабжения тканей мозга и/или изменения газового состава крови в регуляцию церебрального кровотока включаются пиальные артерии (в основном расширяются) (Мчедлишвили Г.И., 1984).

Согласно последним литературным данным, регуляция церебрального кровотока осуществляется благодаря наличию трех основных механизмов ауторегуляции (сосудистого тонуса) - нейрогенного, миогенного и метаболического (Митагвария Н.П., 1984, 1989; Теплов СИ., 1987; Москаленко Ю.Е., Бекетов А.И., 1988; Шахнович А.Р., Золотухин СП., 1989; Шахнович А.Р., Шахнович В.А., 1996). В настоящее время ведется интенсивная дискуссия по вопросу о роли каждого из этих механизмов в регуляции церебральной гемодинамики.

Характеристика основных показателей центральной гемодинамики у мальчиков 10- 17 лет

Основными показателями, характеризующими состояние центральной гемодинамики, являются артериальное давление (АД) и сердечный выброс. В нашей работе мы рассматривали возрастные изменения артериального давления, параметров характеризующих инотропную и хронотропную функции сердца, также исследовали относительные величины ударного и минутного объемов крови к единице поверхности тела — ударный и сердечный индексы.

Систолическое артериальное давление (САД) у мальчиков увеличивалось с 100,8 мм рт. ст. в 10 лет до 124,5 мм рт. ст. в 17 лет (р 0,001). Преимущественный подъем максимального артериального давления происходил в период от 13 к 14 годам, и от 15 к 16 годам (р 0,05). Диастолическое артериальное давление на изучаемом отрезке онтогенеза постепенно увеличивалось и составляло 63,2 мм рт. ст. в 10 лет и 70,5 мм рт. ст. в 17 лет (р 0,001). Среднее гемодинамическое давление от 10 к 17 годам равномерно нарастало. В 15-17 летнем возрасте, среднее гемодинамическое давление поднималось до уровня характерного для взрослых людей (табл.3, рис. 1).

Показатели сердечного выброса у мальчиков с возрастом закономерно увеличивались. Ударный объем крови (УОК), характеризующий объем крови, выбрасываемый сердцем за одну систолу, в период от 10 до 17 лет увеличивался от 38,750 ± 2,153 мл до 71,294 ± 3,634 мл (р 0,001). Наиболее интенсивный рост ударного объема крови наблюдали в возрасте от 14 к 16 годам (р 0,05). В период от10к12 иот13к14 годам, УОК повышался медленнее. Величина ударного объема крови, отнесенная к площади поверхности тела -ударный индекс, с возрастом от 10 к 17 годам увеличивается от 32,3 мл/м2 до 38,7 мл/м2 (р 0,05) (табл. 3). Минутный объем крови (МОК), отражающий инотропную функцию сердца с возрастом значительно увеличивался, несмотря на то, что происходит снижение частоты сердечных сокращений (ЧСС). В период с 10 до 17 лет МОК повышался от 3,095 ± 0,184 л/мин до 4,536 ± 0,205 л/мин (р 0,001), тогда как ЧСС от 10 к 17 годам уменьшается от 80,3 уд/мин до 64,5 уд/мин (р 0,001). Наиболее существенный прирост МОК мы наблюдали от 14 к 15 годам (р 0,05), к 16 — 17 годам он достигал дефинитивных значений, ЧСС на этом возрастном этапе резко снижается от 77,9 уд/мин до 64,5 уд/мин. Менее интенсивно МОК повышается в возрасте от 11 к 12 годам (рис. 2). Величина минутного объема крови, отнесенная к площади поверхности тела - сердечный индекс, в возрастном аспекте характеризуется стабильностью; его колебания лежат в пределах 2,60 — 2,46 л/мин/м , что указывает на нормальное функционирование сердечно-сосудистой системы. Абсолютное значение показателей сердечного выброса - ударный объем крови у мальчиков за период развития от 10 до 17 лет возрастал в 1,8 раза, минутный объем увеличивался в меньшей степени примерно в 1,5 раза. Объемная скорость выброса (ОСВ), определяемая по отношению ударного объема крови ко времени периода изгнания, позволяющая косвенно оценить работоспособность миокарда, от 10 к 16 годам значительно повышалась от 132,3 мл/с до 229,3мл/с (р 0,001). В 17 лет отмечалось незначительное снижение этого показателя, по сравнению с 16-летними подростками. Достоверное увеличение ОСВ наблюдали от 14 к 15 годам (р 0,001) и от 15 к 16 годам (р 0,05). Периоды наиболее интенсивного повышения ОСВ совпадают с периодами значительных приростов ударного объема крови. Таким образом, в процессе роста и развития школьников основные параметры системной гемодинамики существенно изменяются. Установлено повышение параметров системного артериального давления и показателей сердечного выброса, однако, их увеличение происходило скачкообразно. Преимущественный подъем систолического артериального давления наблюдался в период от 10 к 12 годам и в 15 - 17 лет, в то время как диастолическое давление изменялось плавно и в значительно меньшей степени. Наиболее значимый период увеличения показателей сердечного выброса происходил в 15 — 17 лет. Комплексная оценка системы кровообращения должна включать характеристику всех основных звеньев, функции сердца, сосудистого тонуса, периферического кровотока. В нашей работе мы изучали интенсивность объемной скорости мозгового кровотока, которая оценивалась по показателям относительной и абсолютной величины церебральной фракции кровообращения, и тонические изменения состояния стенки мозговых сосудов в процессе онтогенеза. Полученные данные свидетельствуют, что с возрастом происходит увеличение относительной величины церебральной фракции кровообращения (Им/о, %), характеризующей процентное отношение объемной скорости мозгового кровотока к минутному объему крови, которое в период от 10 до 17 лет повышается от 10,125 ± 0,547% до 14,529 ± 0,858% (р 0,001). Наиболее интенсивный рост этого показателя наблюдается в возрасте от 12 к 13 годам (р 0,05), в 14 - 17 лет он волнообразно увеличивался.

Реактивность показателей центральной и мозговой гемодинамики в ответ на действие дозированной статической нагрузки у мальчиков 10-17 лет

Для более полной характеристики функционального состояния сердечнососудистой системы школьников проводилось изучение реактивности центрального звена системы кровообращения и мозгового кровотока на дозированную статическую нагрузку у мальчиков 10—17 лет. Статическая нагрузка выполнялась мышцами предплечья, ее величина составляла 30% от максимального произвольного усилия. Исследование показало, что у мальчиков 10 — 17 лет локальная статическая нагрузка вызывает два типа реакции центрального звена системы кровообращения. В связи с чем, обследуемые были разделены на группы. Первую группу составляли испытуемые, реагирующие на нагрузку увеличением МОК; во вторую группу вошли мальчики, реагирующие на данную нагрузку снижением МОК (табл. 14). Из приведенных в таблице данных видно, что в 10 лет 62,5 и 37,5% составляет первый и второй тип реагирования центрального кровообращения на предъявляемую нагрузку соответственно. К 17 годам процент реакции с увеличением сердечного выброса достигает 76,5%, а с уменьшением 23,5%.

В 10-летнем возрасте, в момент действия статической нагрузки, 62,5% мальчиков реагировали по первому типу, значение МОК увеличивалось на 16,2%, систолическое и диастолическое артериальное давление незначительно повышалось, ЧСС достоверно возрастала на 17,3% (табл.15). Во время удержания нагрузки наблюдалась констрикция крупных и средних церебральных артерий, значения показателей максимальной скорости быстрого (Умакс.) и средней скорости медленного (Vcp.) наполнения сосудов достоверно снижались, по сравнению с состоянием покоя на 22,6 и 21,4% соответственно. Время быстрого (а 1) и медленного (а 2) кровенаполнения церебральных сосудов уменьшалось. Тонус резистивных сосудов, определяемый по значениям показателей ДИК и ДИА, снижался. Это способствовало уменьшению церебральной фракции сердечного выброса: абсолютная величина (Км) снижалась на 11,9%, а относительная (Им/о) достоверно уменьшалась на 23,8% (рис. 6). После прекращения действия статической нагрузки тонус крупных и средних артерий снижается, отмечается рост показателей церебральной фракции кровообращения, однако, к пятой минуте они остаются ниже исходного уровня. В первые минуты восстановительного периода МОК снижается и к пятой — полностью восстанавливается.

Во второй группе обследованных мальчиков отмечалось снижение МОК на 6,4% по сравнению с состоянием покоя, показатели артериального давления в момент нагрузки незначительно повышались. ЧСС увеличивалась на 7,8% (табл. 16). В ответ на действие статической нагрузки наблюдалась констрикция крупных и средних церебральных артерий, значения показателей Умакс. и Vcp. достоверно уменьшались и восстанавливались к первой минуте восстановительного периода. В отличие от мальчиков, относящихся по типу реакции к первой группе, отмечалось увеличение тонуса резистивных сосудов. Наблюдалось достоверное уменьшение времени быстрого кровенаполнения (а 1) сосудов крупного калибра. Показатели церебральной фракции кровообращения снижались: Км на 14,2%, Им/о - 6,5% (рис. 7). После окончания действия нагрузки отмечается волнообразная динамика восстановления Км, при этом значение Им/о к третьей минуте восстанавливалось полностью. Такие изменения мозгового кровообращения происходили в условиях увеличения МОК в после рабочий период, однако, на пятой минуте его значение оставалось ниже исходного состояния.

В возрасте 11 лет, 50% мальчиков реагировало на нагрузку по первому типу, значение МОК увеличивалось на 13,8%. ЧСС достоверно возрастала на 10% (табл.15). На фоне роста значений МОК и ЧСС, в ответ на действие локальной статической нагрузки, в первой группе отмечалось увеличение тонуса крупных и средних мозговых артерий. Значения показателей максимальной скорости быстрого (Умакс.) и средней скорости медленного (Vcp.) наполнения сосудов достоверно понижались на 24,2 и 23,1% соответственно (рис. 8). Время быстрого наполнения крупных сосудов (al) достоверно снижалось. Это способствовало уменьшению церебральной фракции сердечного выброса. Абсолютная величина (Км) уменьшалась на 18,2%, а относительная величина (Им/о) достоверно понижалась на 26% по сравнению с состоянием покоя. Тонус резистивных церебральных артерий, определяемый по показателям дикротического (ДИК) и диастолического (ДИА) индексов, в момент удержания статической нагрузки, существенно не изменялся. Сразу после прекращения нагрузки и на первой минуте восстановительного периода тонус крупных и средних церебральных артерий снижается, значения Км и Им/о повышались, несмотря на уменьшение МОК. Однако к пятой минуте происходило снижение значений показателей церебральной фракции кровообращения ниже исходного уровня, тонус сосудов крупного и среднего калибра незначительно возрастал тогда, как МОК полностью восстанавливался.

Похожие диссертации на Центральное и мозговое кровообращение у мальчиков 10-17 лет в процессе возрастного развития

Физиологические аспекты применения биостимуляторов для регуляции процессов развития организма пчелы медоносной (Apis mellifera L.) в онтогенезеМишуковская Галина Сергеевна

Физиологическое обоснование коррекции нутриционного статуса борцов в процессе развития специальной выносливости Липатникова Марианна Александровна

Ритмы ЭЭГ и развитие процессов контроля внимания у младенцевСтроганова Татьяна Александровна

Механизмы функционирования нейронных сетей in vitro в процессе развития и при воздействии стресс-факторовВедунова Мария Валерьевна

Морфофункциональные показатели организма и соматотип в устойчивости к действию феногенетических факторов развития демиелинизирующих процессовДоронин, Борис Матвеевич

Хронофизиологические особенности развития гиперпластических процессов миометрия у женщин репродуктивного возрастаБрюнин Дмитрий Викторович

ВЗАИМОСВЯЗЬ ГОМЕОСТАТИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ С РОСТОМ, РАЗВИТИЕМ И ЖИЗНЕСПОСОБНОСТЬЮ ЦЫПЛЯТ КРОССА «ISA-15» В ПРОМЫШЛЕННЫХ УСЛОВИЯХКолесник Евгений Анатольнвич

Особенности морфофункционального развития и адаптации учащихся в процессе обучения Душенина Татьяна Владимировна

Характеристика физического развития и функционального состояния подростков-первокурсников суворовского военного училища в условиях адаптации к образовательному процессуШеховцов Виктор Петрович

Компенсаторные процессы в мозгу мышей при различной степени деградации нигростриатной дофаминергической системы и новый подход к их выявлениюХакимова, Гульнара Ринатовна