CC BY
6
УДК: 611.161+612.135+612.8.04 DOI: 10.46742/2072-8840-2022-71-72-3-4-14-22 КОМПЛЕКСНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ЦЕНТРАЛЬНОЙ ГЕМОДИНАМИКИ И МИКРОЦИРКУЛЯЦИИ В ДИСТАЛЬНЫХ ОТДЕЛАХ КОНЕЧНОСТЕЙ
У ДЕТЕЙ 6-7 ЛЕТ
Гурова О. А., Сахаров В. Н., Зайко О. А
ФГАОУ ВО «Российский университет дружбы народов», г. Москва, Россия;
Автор, ответственный за переписку: Гурова Ольга Александровна
Аннотация. В статье приведены результаты комплексной оценки показателей центральной гемодинамики и микроциркуляции в коже верхних и нижних конечностей у детей 6-7 лет. Обследовано 14 девочек и 7 мальчиков 6-7 лет с помощью методов лазерной допплеровской флоуметрии (с помощью прибора ЛАЗМА-ПФ, позволяющего одновременную запись четырьмя датчиками) и анализа вариабельности сердечного ритма («Варикард»).
По результатам оценки кожного кровотока определены параметры, характеризующие микроциркуляцию в конечностях, обнаружены признаки появляющейся функциональной асимметрии верхних конечностей, а также различия в модуляции кожного кровотока у мальчиков и девочек на основании оценки ритмических составляющих по их вкладу в мощность спектра.
При оценке вариабельности сердечного ритма обнаружены признаки склонности девочек 6-7 лет к симпатотонии, а мальчиков данного возраста к ваготонии. Отмечено, что у девочек при формировании сердечного ритма больший вклад имеют центральные механизмы регуляции.
Ключевые слова: лазерная допплеровская флоуметрия (ЛДФ), микроциркуляция, вазомоции, вариабельность сердечного ритма, дети.
COMPLEX ASSESSMENT OF PARAMETERS OF CENTRAL HEMODYNAMICS AND MICROCIRCULATION IN DISTAL SEGMENTS OF LIMBS IN CHILDREN OF 6-7 YEARS OLD
Gurova O. A., Sakharov VN., Zaiko O. A.
RUDN University, Moscow, Russia
Abstract. The paper presents the results of the complex estimation of the central hemodynamics and microcirculation indices in the skin of the upper and lower limbs in 6-7-year-old children. Laser doppler flowmetry (by means of «ЛАЗМА ПФ» allowing the simultaneous recording of the data from 4 detectors) and heart rate variability assessment were performed in 14 girls and 7 boys of 6-7years old.
Based on the data analysis the parameters to characterize the skin bloodflow are described. Some signs of the developing asymmetry between right and left limbs were found. Also, the differences in the mechanisms of skin bloodflow modulation were revealed based on the analysis of the contribution ofdifferentfluxmotions to the spectrum power.
Assessed data of heart rate variability shows the signs of the predominance of sympathetic effects in the regulatory systems in girls, when parasympathetic effects were more pronounced in boys. It was noticed that the central regulation mechanisms make a great contribution to the heart rhythm formation in girls.
Keywords: laser dopplerflowmetry (LDF), microcirculation, heart rate variability, children, vasomotions.
ВВЕДЕНИЕ
Изучение возрастных изменений в организме детей и подростков, особенно на этапах ростовых скачков и качественных преобразований в функционировании систем органов на этапах развития, всегда остаются актуальными ввиду чрезвычайного значения подобных знаний для сохранения здоровья детей и подростков [3]. Состояние сердечно-сосудистой системы, выполняющей в организме интегрирующие функции, влияет на функционирование других систем организма. Представляет интерес выявление особенностей в функциональном состоянии сердца и сосудов, в частности от-
дельных особенностей регуляции системного кровотока и микроциркуляции у детей дошкольного возраста на важном этапе в развитии, названном «полуростовой скачок» [5].
Улучшение понимания того, какие именно различия в регуляции микроциркуляции и тканевого кровотока имеются в зависимости от пола и возраста, может способствовать решению вопросов коррекции в случаях нарушений кровотока [9]. Нельзя не отметить появление методов, способных существенно упростить процедуру изучения отдельных параметров микроциркуляции [11] и даже автоматизированных систем для исследования кожного кровотока [8].
Для оценки состояния микроциркуляции и изучения конкретных механизмов регуляции кровотока широко используется метод лазерной допплеровской флоуметрии (ЛДФ) [7]. ЛДФ может предоставить не только интегральную информацию о состоянии тканевого кровотока, но на основе частотно-амплитудного анализа ЛДФ-грамм позволяет судить о конкретных соотношениях различных механизмов, определяющих состояние микроциркуляции крови. Современные модификации приборов ЛДФ-метрии дают возможность осуществлять мониторинг уровня тканевого кровотока в разных участках кожного покрова одновременно, что повышает информативность метода.
Широко используемым в настоящее время методом интегральной оценки состояния сердечнососудистой системы является анализ вариабельности сердечного ритма (ВСР), основанный на анализе параметров электрокардиограмм [1]. Изменение показателей ВСР сопряжено со многими факторами, действующими на организм, и позволяет оценивать участие различных регуляторных систем в его адаптации к существованию в данное время. При этом, помимо показателя суммарного регуляторного эффекта (ПАРС — показателя активности регуляторных систем), метод дает возможность оценить вклад отдельных механизмов регуляции в функционирование сердца и сосудов [2].
Цель исследования—комплексно изучить показатели вариабельности сердечного ритма и микроциркуляции крови в коже терминальных отделов конечностей у детей в возрасте 6-7 лет.
ОРГАНИЗАЦИЯ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Проведено комплексное исследование показателей в центральном (вариабельность сердечного ритма) и периферическом (микроциркуляция крови) звеньях сердечно-сосудистой системы у детей дошкольного возраста. Измерения проводились на базе детского сада г. Москвы в первой половине дня (до 12 часов) у 21 здорового ребенка в возрасте 6-7 лет: из них 14 девочек и 7 мальчиков. У каждого испытуемого в состоянии покоя регистрировали показатели ЛДФ, а затем показатели ВСР. Исследование проходило при получении добровольного согласия родителей, а также с одобрения этического комитета РУДН.
Состояние микроциркуляции крови в коже конечностей (флаксмоции) изучено с помощью ЛДФ-а-нализатора «ЛАЗМА ПФ» (НПП «Лазма», Москва) одновременно на кистях и стопах и в соответствии с методическими материалами производителя. В исследовании два ЛДФ-анализатора устанавливались на средние пальцы правой и левой кистей, еще два ЛДФ-анализатора — на большие пальцы стоп. Испытуемые находились в положении лежа. Автоматически получены такие показатели ЛДФ-грамм, как параметр микроциркуляции (ПМ), отражающий поток эритроцитов в единицу времени через единицу объема ткани в перфузионных единицах (перф. ед.); флакс (или СКО) — средняя амплитуда колебаний потока крови в микрососудах, которая также измеряется в относительных, перфузионных, единицах (перф. ед.).
Спектральный анализ ЛДФ-граммы выявляет ее ритмическую структуру как результат суперпозиции различных ритмов: миогенных (AMF), нейрогенных (ANF), дыхательных (AHF) и кардиогенных (ACF), влияющих на модуляцию тканевого кровотока. Вклад указанных ритмических составляющих определялся по их мощности Ri (%) по отношению к общей мощности спектра М флаксмоций:
Ri = Ai2/M x 100%, где М = ANF2+AMF2+AHF2+ACF2.
Для интегральной оценки состояния вазомоторного механизма модуляции тканевого кровотока рассчитывался индекс флаксмоций (ИФМ), определяемый по соотношению амплитуд различных колебаний: ИФМ = AMF/ (AHF+ ACF).
Регистрация показателей вариабельности сердечного ритма производилась методом кардиоин-тервалографии по Р.М. Баевскому на аппарате «Варикард» («Рамена», Рязань) [1] в положении ребенка сидя. Рассчитывались частота сердечных сокращений (ЧСС), среднее квадратичное отклонение (SDNN) и коэффициент вариации (CV), характеризующие суммарный эффект вегетативной регуляции кровообращения; индекс напряжения регуляторных систем (стресс-индекс, SI), свидетельствующий
о степени преобладания активности центральных механизмов регуляции над автономными; индекс централизации (1С), который отражает степень централизации управления ритмом сердца. Общую оценку состояния вегетативной регуляции демонстрирует показатель активности регуляторных систем (ПАРС, или IARS). Вклад отдельных механизмов регуляции (парасимпатических—НР, симпатических —LF и гуморально-метаболических—'УЬР) в суммарный уровень активности регуляторных систем (ТР) оценивался по мощности их спектра, в %. Активность парасимпатического звена вегетативной регуляции характеризовалась также показателями рЫ№0 и RMSSD.
Для статистической обработки данных использовано программное обеспечение Я [10], при сравнении показателей применялись непараметрические тесты (Mann-WЫtney-Wilcoxon). Рассчитывались медианы и значения 25-75-го перцентилей (квартилей Q1 и Q3). Достоверно значимыми считались результаты при величине ошибки р<0,05.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
В результате проведенных исследований у детей 6-7 лет описаны показатели микроциркуляции в дистальных сегментах верхних и нижних конечностей, а также подтверждена существенная роль вазомоторного ритма среди механизмов модуляции кожного кровотока. В частности, медианы с 1 и 3 квартилями представлены в таблице 1.
Таблица 1. Показатель микроциркуляции и флакс (СКО) в коже кистей и стоп у детей 6-7 лет
Показатель Группа Конечность Q1 М Q3
Пм (пока- Мальчики Правая рука 24,665 27,670 30,145
затель микроциркуляции) Левая рука 20,485 22,540 27,085
Правая стопа 14,745 17,210 18,055
Левая стопа 13,380 14,850 17,420
Девочки Правая рука 23,588 25,140 27,093
Левая рука 19,035 21,830 24,335
Правая стопа 14,035 16,970 19,153
Левая стопа 10,610 17,030 20,693
СКО Мальчики Правая рука 2,205 2,630 2,745
(среднеква-дратическое Левая рука 1,675 2,170 2,585
отклонение) Правая стопа 2,310 2,950 3,085
Левая стопа 2,610 3,350 3,745
Таблица 1. Продолжение. Показатель микроциркуляции и флакс (СКО) в коже кистей и стоп у детей 6-7 лет
Показатель Группа Конечность Q1 М Q3
СКО (среднеква-дратическое отклонение) Девочки Правая рука 1,123 1,550 2,515
Левая рука 1,280 1,960 2,123
Правая стопа 1,723 3,475 3,868
Левая стопа 2,080 3,185 3,780
Анализ ЛДФ-грамм показал, что у детей 6-7 лет значения ПМ на верхних конечностях достоверно выше, чем на нижних конечностях (р<0,05), что согласуется с результатами других исследователей [6] и обусловлено различиями гемодинамических условий в верхних и нижних конечностях.
Отмечается наличие асимметрии в показателях ПМ на правой и левой кисти: в группе девочек на пальцах правой кисти отмечались достоверно более высокие показатели (р=0,01), чем на левой. И хотя в группе мальчиков отмеченные различия не были достоверны (р>0,05), в сводной выборке (рисунок 1) все же отмечено достоверное различие указанного показателя между пальцами правой и левой кисти (р=0,004). Полагаем, что это связано с более частой встречаемостью праворукости у детей. В стопах же слева и справа различия по уровню ПМ отсутствуют.
Рисунок 1. Сравнение показателей микроциркуляции на верхних и нижних конечностях в сводной выборке.
Высокие значения СКО, характеризующего интенсивность колебаний потока эритроцитов в ми- 17 -
крососудах, и показателя эффективности микроциркуляции ИФМ указывают на ведущую роль вазомоторного механизма модуляции тканевого кровотока [4]. Превышение у детей этих показателей на нижних конечностях, по-видимому, объясняется проведением исследования в положении лежа. Показатель СКО демонстрирует асимметрию между пальцами правой и левой верхних конечностей (p<0,05) у девочек и мальчиков.
Показатель эффективности флаксмоций (ИФМ) у девочек ниже, чем у мальчиков, что связано с некоторым ослаблением у девочек влияния вазомоторного ритма. Частотно-амплитудный анализ ЛДФ-грамм показывает, что амплитуда вазомоторного ритма на пальцах кисти у девочек достоверно (p= 0,03) ниже, чем у мальчиков: 0,5 и 1,03 перф.ед. соответственно. В результате вклад вазомоторного ритма в общую мощность спектра колебаний у мальчиков составляет 33%, а у девочек — 27%. В то же время отмечается, что сравнительное ослабление вазомоторного ритма у девочек компенсируется усилением вклада в частотный спектр кардиогенного и респираторного ритмов (рисунок 2). Достоверных различий в амплитуде нейрогенных ритмов у обследованных детей не выявлено.
Мальчики / Boys Девочки / Girls
■ Нейрогенные / Neurogenic ■ Миогенные / Myogenic
■ Респираторные / Respiratory ■ Кардиогенные / Cardiogenic
Рисунок 2. Вклад различных флаксмоций (в %) в мощность спектра на пальцах кисти у мальчиков и девочек
На нижних конечностях соотношение основных колебаний в картине ЛДФ-граммы соответствует таковому на верхних конечностях, что подтверждает существенную роль вазомоторного ритма как у мальчиков, так и у девочек в модуляциях флаксмоций в системе микроциркуляции. Однако, поскольку у девочек показатели вазомоторного (миогенного) ритма несколько снижены, у них наблюдается неустойчивость других ритмов по сравнению с мальчиками. В целом это может свидетельствовать о более выраженной на данном возрастном этапе перестройке в организме девочек.
Результаты анализа вариабельности сердечного ритма у обследованных детей подтверждают наличие признаков большей активности возрастных преобразований в сердечно-сосудистой системе у девочек 6-7 лет, по сравнению с мальчиками того же возраста. Выявлено достоверное превышение у девочек показателя уровня функционирования регуляторных систем ПАРС (p = 0,04), отражающего суммарный регуляторный эффект, направленный в сторону большей частоты сердечных сокращений (рисунок 3).
Рисунок 3. Уровень функционирования регуляторных систем сердечного ритма у детей 6-7 лет.
Такие показатели ВСР, как индекс напряжения регуляторных систем (стресс-индекс, SI), свидетельствующий о степени преобладания активности центральных механизмов регуляции над автономными, и индекс централизации (1С), также выше в группе девочек (таблица 2). Это свидетельствует о большей стабильности сердечного ритма и существенном его влиянии на кровообращение у девочек. Что касается непосредственно показателя частоты сердечных сокращений, то достоверных различий между группами мальчиков и девочек не выявлено (р>0,05), в среднем этот показатель колеблется у них в пределах 95-99 ударов в мин. Однако у девочек наблюдается тенденция к большей величине ЧСС, что согласуется с преобладанием у них, по сравнению с мальчиками, симпатических влияний на сердце.
Мощность высокочастотного компонента спектра ОТ (отражает активность парасимпатического компонента регуляции) достоверно выше в группе мальчиков (р = 0,05). В то же время у них имеется тенденция к снижению симпатических и гуморально-метаболических влияний (LF, Уи). Параметр, отражающий абсолютный уровень активности регуляторных механизмов (суммарная мощность спектра ТР), достоверно не отличается в группах мальчиков и девочек (р>0,05).
Таблица 2. Показатели вариабельности сердечного ритма у детей 6-7 лет
Показатель Группа Q1 М Q3 Р (при сравнении групп девочек и мальчиков)
Стресс-индекс, усл.ед SI Девочки 178,5 248,0 402,0 р = 0,06
Мальчики 73,5 128,0 173,5
В целом 92,0 216,0 348,0
Индекс централизации, усл. ед 1С Девочки 1,1 1,95 2,975 р = 0,04
Мальчики 0,8 1,0 1,6
В целом 1,0 1,5 2,3
Мощность Ш, % Девочки 25,2 34,4 47,15 р = 0,05
Мальчики 38,2 49,9 56,1
В целом 30,4 39,8 49,9
Мощность Щ % Девочки 35,825 40,2 42,65 р = 0,17
Мальчики 25,65 30,2 36,7
В целом 30,2 36,4 42,2
Мощность УЬК, % Девочки 18,35 23,1 30,08 р = 0,14
Мальчики 10,95 16,2 24,25
В целом 16,2 21,1 29,1
Суммарная мощность спектра ТР, мс2 Девочки 731,25 1440,5 2296,0 р = 0,08
Мальчики 2058,0 3035,0 4709,0
В целом 896,0 1507,0 3205,0
На основании оценки вариабельности сердечного ритма выявлены особенности вегетативной регуляции у обследованных мальчиков и девочек 6-7 лет. Для девочек в данной выборке была характерна склонность к симпатотонии, а у мальчиков к ваготонии. В целом у девочек 6-7 лет, по сравнению с мальчиками, выявляется большее напряжение регуляторных систем сердечного ритма, что может свидетельствовать об активизации возрастной перестройки на уровне центральной гемодинамики.
ВЫВОДЫ
1. По результатам оценки кожного кровотока дана характеристика кожной микроциркуляции в дистальных отделах верхних и нижних конечностей у детей 6-7 лет, обнаружены признаки функциональной асимметрии верхних конечностей, а также различия в модуляции кожного кровотока у мальчиков и девочек на основании оценки ритмических составляющих по их вкладу в мощность спектра.
3. На основе данных оценки вариабельности сердечного ритма обнаружены признаки склонности девочек 6-7 лет к симпатотонии, а мальчиков данного возраста к ваготонии. У девочек отмечен больший вклад центральных механизмов регуляции в формирование сердечного ритма.
3. Выявленные по результатам комплексного исследования сердечно-сосудистой системы на уровне центральной гемодинамики и микроциркуляции отличия позволяют предположить, что у девочек 6-7 лет изменения регуляторных механизмов кровообращения наступают несколько раньше, чем у мальчиков данного возраста.
Публикация выполнена при поддержке Программы стратегического академического лидерства РУДН.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
25.Баевский Р.М., Иванов Г. Г., Гаврилушкин А. П. и др. Анализ вариабельности сердечного ритма при использовании различных электрокардиографических систем (часть 1) // Вестник аритмологии. — 2002. — № 24. — С. 65-86.
26.Буй М.З., Таратухин Е. О. Возможности методики вариабельности сердечного ритма // Российский кардиологический журнал. — 2011. — № 6. — С. 69-75.
27.Зиматкин С.М., Мацюк Я.Р, Мельник С. Н. и др. Половые и возрастные особенности длины и сегментов тела в онтогенезе у городских школьников // Журнал Гродненского государственного медицинского университета. — 2017. — Т. 15. — № 2. — С. 205-209
28.Козлов В.И., Азизов Г. А., Гурова О. А., Литвин Ф. Б. Лазерная допплеровская флоуметрия в оценке состояния и расстройств микроциркуляции крови. М.: Изд-во РУДН, 2012. — 32 с.
29.Сонькин В.Д., Корниенко И. А., Козлов А. И. и др. Основные закономерности роста и физического развития. В кн.: Физиология развития ребенка: Руководство по возрастной физиологии / Под ред. М.М. Безруких, Д.А. Фарбер. — М.: Издательство МПСИ; Воронеж: Издательство НПО "МОДЭК", 2010. — С. 43-122.
30.Тихомирова И.А., Бабошина Н. В., Терехин С. С. Возможности метода лазерной допплеровской флуометрии в оценке возрастных особенностей функционирования системы микроциркуляции // Регионарное кровообращение и микроциркуляция. — 2018. — Т. 17. — № 3. — С. 80-86.
31.Bagno A., Martini R. Wavelet analysis of the Laser Doppler signal to assess skin perfusion // Annu Int Conf IEEE Eng Med Biol Soc. — 2015. — P. 7374-7377. doi:10.1109/EMBC.2015.7320095
32.Helmy Abdou M. A., Truong T. T., Dykky A. et al. CapillaryNet: An automated system to quantify skin capillary density and red blood cell velocity from handheld vital microscopy // Artif Intell Med. — 2022. — Vol. 127. — 102287. doi:10.1016/j.artmed.2022.102287
33.Huxley V.H., Kemp S. S. Sex-Specific Characteristics of the Microcirculation // Adv Exp Med Biol. — 2018. — Vol. 1065. — P. 307-328.
34.R Core Team (2016, 2019). R: A language and environment for statistical computing. R Foundation for Statistical Computing, Vienna, Austria. URL: https://www.R-project.org/ (date of accessing: 24.07.2022 г.).
35.Tesselaar E., Farnebo S. Objective assessment of skin microcirculation using a smartphone camera // Skin Res Technol. — 2021. — Vol. 27. — No. 2. — P. 138-144.
REFERENCES
1.Baevskiy R.M., Ivanov G. G., Gavrilushkin A. P. et al. Analiz variabel'nosti serdechnogo ritma pri ispol'zovanii razlichnykh elektrokardiograficheskikh system (chast' 1) [Analysys of heart rate variability
with the use of different electrocardiography systems (Part 1)] // Journal of Arrythmology. — 2002. — № 24. — S. 65-86.
2.Buy M.Z., Taratukhin E. O. Vozhmozhnosti metodiki variabelnosti serdechnogo ritma // Rossiyskiy kardiologicheskiy journal. — 2011. — No. 6. — S. 69-75.
3.Zimatkin S.M., Matsiuk Ya.R., Melnik S. N. et al. Poloviye I vozrastniye osobennosti dlini I segmentov tela v ontogeneze u gorodskih shkolnikov // Journal GrSMU. — 2017. — T. 15. — № 2. — S. 205-209
4.Kozlov V.I., Azizov G. A., Gurova O. A., Litvin F. B. Lazernaya dopplerovskaya floumetriya v otsenke sostoyaniya i rasstroystv mikrotsirkulatsii krovi [Laser Doppler flowmetry for the evaluation of the state of and disorders of blood microcirculation]. M., RUDN Publ., 2012. — 32 s.
5.Sonkin V.D., Kornienko I.A., Kozlov A. I. et all. Osnovnyye zakonomernosti rosta i fizicheskogo razvitiya. V kn.: Fiziologiya razvitiya rebenka: Rukovodstvo po vozrastnoy fiziologii [Basic laws of growth and physical development. In the book: Physiology of child development: A guide to developmental physiology] / Ed. M.M. Bezrukikh, D.A. Farber. — M.: Publishing house of the Ministry of State Social Communications; Voronezh: Publishing house NPO "MODEK", 2010. — S. 43-122
6.Tikhomirova I.A., Baboshina N. V., Terekhin S. S. LDF method vozhmozhnosti v otsenke vozrastnih osobennostey functsionirovaniya systemi microtsirculiatsii // Regionarnoye krovoobrasheniye I microtsirculiatsia. — 2018. — T. 17. — № 3. — S. 80-86.
