Введение к работе
Актуальность темы
Исследование закономерностей функционирования системы микроциркуляции человека по-прежнему остается актуальной задачей современной физиологии и медицины, что находит подтверждение в многочисленных ежегодных отечественных и зарубежных публикациях по данной тематике. Интерес к изучению физиологических механизмов регуляции кровотока в микроциркуляторном русле кожи человека обусловлен тем, что система микроциркуляции является конечным звеном системы кровообращения, и параметры, характеризующие кровоток, с успехом используются в качестве маркера как нормального состояния, так и ряда нарушений васкулярного контроля [Hafher Н.-М. et al., 2007].
Фундаментальной особенностью микроциркуляции является ее постоянная изменчивость как во времени, так и в пространстве, что проявляется в спонтанных флуктуациях тканевого кровотока [Крупаткин А. И, Сидоров В. В., 2005]. Колебания кровотока (флаксмоции) являются показателями приспособительной реакции микроциркуляторного русла к постоянно меняющимся условиям гемодинамики и потребности тканей в перфузии их кровью, и регистрируются методом лазерной допплеровской флоуметрии (ЛДФ) как спонтанные осцилляции сигнала. Согласно современным представлениям, переменная составляющая лазерной допплерограммы (ЛДФ-граммы) отражает нативные динамические процессы регуляции кровотока. В этой связи, анализ флаксмоции позволяет дифференцированно оценивать состояние различных регуляторных компонентов системы микроциркуляции [KvernmoH. D. et al., 2003; Крупаткин А. И., 2007].
Косвенно оценить вклад регуляторных механизмов, модулирующих осцилляции периферического кровотока, позволяет амплитудно-частотный анализ ЛДФ-грамм. Осциллятор-ные компоненты, выявленные при анализе спектров исходных сигналов, содержат информацию о динамике регуляторных влияний на микрососуды. Однако, несмотря на пристальное изучение колебательных процессов в системе микроциркуляции на протяжении последних десятилетий, вопрос о происхождении, механизмах формирования и функциональном значении флуктуации все еще остается открытым. Также пока остается неясным соотношение параметров регистрируемых осцилляции кровотока (их амплитуда, частота, паттерн) и обусловливающих их характеристик физиологических процессов.
Цель и задачи исследования
Целью диссертационной работы является исследование особенностей регуляции системы гемомикроциркуляции кожи человека на основе амплитудно-частотно-временного анализа спонтанных осцилляции кровотока.
Задачи исследования:
осуществить анализ динамики осцилляции кровотока в микроциркуляторном русле кожи в процессе термоадаптации при локальном нагреве;
исследовать особенности респираторно-зависимых осцилляции кровотока в системе микроциркуляции кожи человека при различных частотах навязанного дыхательного ритма;
оценить соотношение модулирующих воздействий со стороны центральных и местных регуляторных механизмов в системе микроциркуляции кожи человека.
Научная новизна исследования
На основе анализа амплитуд флаксмоции в координатах «частота - время» в процессе адаптации периферического кровотока кожи к локальному нагреву продемонстрирована двухфазная динамика осцилляции кровотока в диапазонах нейрогенной и эндотелиальной активности, отражающих особенности реакции тепловой вазодилатации. Подобных исследований в доступной литературе не выявлено.
Впервые исследованы эффекты управляемого дыхания в широком диапазоне частот навязанного дыхательного ритма на респираторно-зависимые осцилляции микроциркуляторно-
го кровотока кожи. Продемонстрированы особенности фазовой задержки сигналов пневмо-грамм и ЛДФ-грамм. Обнаружены резонансоподобные эффекты увеличения амплитуды рес-пираторно-зависимых колебаний при совпадении частоты навязанного дыхательного ритма с частотами спонтанных флаксмоций в миогенном и нейрогенном диапазонах.
В ходе исследования пространственной синхронизации осцилляции кровотока в кон-тралатеральных участках кожи предплечья человека выявлены особенности синхронизации в нативном состоянии и при ассиметричном локальном нагреве. Обнаружена высокая степень синхронизации колебаний микроциркуляторного кровотока в диапазонах частот локальных механизмов регуляции, что позволяет говорить о наличии фактора синхронизации, имеющего центральную гемодинамическую природу.
Теоретическая и практическая значимость работы
Результаты работы углубляют существующие представления о специфике процессов терморегуляции, локализации и взаимодействии механизмов модуляции кровотока в системе микроциркуляции кожи человека. Это, в свою очередь, открывает новые возможности для разработки методов активации различных регуляторных процессов в системе микроциркуляции и в дальнейшем может быть использовано в клинической физиологии и практической медицине.
Основные положения, выносимые на защиту
Специфика динамики реакции микроциркуляторного русла кожи на локальное тепловое воздействие определяется механизмами активной модуляции кровотока.
Параметры респираторно-зависимых колебаний кровотока зависят от частоты навязанного дыхательного ритма.
Взаимодействие респираторно-зависимых и собственных колебаний кровотока в мик-роциркуляторном русле кожи осуществляется по механизму амплитудного резонанса.
Высокая степень пространственной синхронизации колебаний микроциркуляторного кровотока определяется факторами центрального генеза.
Апробация результатов работы
Результаты работы были представлены на заседании секции III Регионарной научно-практической конференции аспирантов, соискателей и молодых ученых «Исследовательский потенциал молодых ученых: взгляд в будущее» (Тула, 2007), VI Сибирском физиологическом съезде (Барнаул, 2008), XXXV учебно-методической конференции профессорско-преподавательского состава ТГПУ им. Л.Н.Толстого «Введение инновационных технологий в деятельность университета» (Тула, 2008), Четвертой Всероссийской конференции с международным участием «Клиническая гемостазиология и гемореология в сердечно-сосудистой хирургии» (симпозиум «Регионарная гемодинамика и микроциркуляция») (Москва, 2009), VII Международной конференции «Гемореология и микроциркуляция» (Ярославль, 2009).
По материалам диссертации опубликовано 5 статей, в том числе 4 в рецензируемых журналах, входящих в перечень рекомендованных ВАК РФ изданий, и 8 тезисов докладов.
Объем и структура диссертации
Диссертация изложена на 130 страницах машинописного текста, содержит разделы «Введение», «Литературный обзор», «Материалы и методы исследования», «Результаты исследования», «Обсуждение результатов», «Заключение», «Выводы», «Список публикаций по теме диссертации», «Список цитируемой литературы». Библиографический указатель включает 214 источников: 36 отечественных и 178 зарубежных. Работа иллюстрирована 16 таблицами и 19 рисунками.
