CC BY
58
SAMOORGANIZATION OF THE BLOOD AND ITS PREPARATIONS AS SENSITIVITY TO INVIRONMENT FACTOR
A.B. BELEVITIN, V.N. KIDALOV, B.L. MAKEEV, A.A. NESMEYANOV, A.E. NIKITIN, P.B. PANOV, A.A.KHADARTSEV, V.N. TSYGAN,
A.V. CHECHYOTKIN
Summary
Influence on structurization changing elements tesiogramm blood of some physical and chemical factors is appreciated. The methodical features of tests essentially raising reliability of the conclusions of the researcher are revealed. High sensitivity of an early phase of crystallization of blood and other biological liquids a number (line) of external influences is shown .
Key words: tesiographic tests, integral blood
показатель микроциркуляции (ПМ) - пропорционален скорости и числу эритроцитов в измеряемом объеме. ПМ измеряется в условных (перфузионных) единицах (пф. ед.). Для регистрации ПМ использовали двухканальный лазерный допплеровский флоуметр ЛАКК-02 (НПП «ЛАЗМА», Москва) с длиной волны 0.63 мкм и мощностью излучения 0.5 мВт. Частота дискретизации сигнала 16 Гц. Для проведения тепловой пробы использовали блок функциональных проб «ЛАКК-Тест» (НПП «ЛАЗМА», Москва). Прибор оснащен температурным пробником, позволяющим осуществлять термическое воздействие в заданном диапазоне температур с контролируемой скоростью. Площадь поверхности нагревательного элемента - 1.3 см2. Световодный зонд флоуметра размещен в центре термоэлемента, что позволяет регистрировать параметры кровотока непосредственно в зоне термического воздействия. Термоэлемент совмещен с сенсором, регистрирующим температуру кожи в месте контакта.
УДК 612.13
СИНХРОНИЗАЦИЯ КОЛЕБАНИЙ КРОВОТОКА КАК ИНДИКАТОР БАЛАНСА ЦЕНТРАЛЬНЫХ И ЛОКАЛЬНЫХ МЕХАНИЗМОВ РЕГУЛЯЦИИ В СИСТЕМЕ МИКРОЦИРКУЛЯЦИИ КОЖИ ЧЕЛОВЕКА
Т.В. КИРИЛИНА*, Г.В. КРАСНИКОВ*, Г.М. ПИСКУНОВА*,
А.В. ТАНКАНАГ**, Н.К. ЧЕМЕРИС**
Ключевые слова: осцилляция, микроциркуляция кровотока
Известно, что кровоток в микроциркуляторном русле подвержен спонтанным осцилляциям. Однако, несмотря на детальное изучение данных процессов на протяжении нескольких десятилетий, вопрос о происхождении, фундаментальных механизмах и функциональном значении флуктуаций в системе микроциркуляции остается открытым [2,6]. По нашему мнению, анализ колебаний кровотока кожи может внести вклад в понимание механизмов регуляции в системе микроциркуляции, так как именно переменная составляющая допплерограммы (модуляции) содержит информацию о состоянии сосудистого тонуса и механизмах контроля за перфузией, включающих как пассивные (пульсовая и дыхательная волны), так и активные факторы (мио-, нейрогенный тонус и эндотелиальная активность).
Существуют две точки зрения на локализацию механизмов контроля кожного кровотока: с одной стороны, рассматривается исключительно местная регуляция, с другой - предполагается участие как центральных, так и локальных механизмов. Центральные механизмы определяют системное кровообращение, локальные контролируют величину кровотока в ткани или органе на местном уровне. Разделение контуров регуляции на две группы носит условный характер, поскольку местные механизмы реализуются при участии центральных, а управление системным кровообращением зависит от локальных регуляторных механизмов. В некоторых тканях влияние центральных и местных механизмов осуществляется постоянно, в других - их соотношение определяется функциональной активностью этих тканей. Особенность адаптивной реакции микроциркуляторного русла кожи на локальный нагрев, в отличие от реакции на генерализованное нагревание (например, конечности или всего тела), состоит в преимущественном участии местных механизмов вазодилатации. Реакция кожного кровотока на локальное нагревание заключается в его последовательном, бимодальном увеличении, обусловленном, по крайней мере, двумя механизмами регуляции: быстро реагирующим механизмом по типу аксон-рефлекса и медленно вовлекаемыми эндотелий-зависимыми факторами [3].
Цель работы - исследование соотношения модулирующих воздействий центральных и местных регуляторных механизмов в системе микроциркуляции кожи в нативном состоянии и при локальном тепловом воздействии путем оценки степени пространственной синхронизации флуктуаций кровотока.
Материалы и методы. В качестве инструментального метода регистрации параметров кровотока был использован метод лазерной допплеровской флоуметрии (ЛДФ). Достоинством метода является возможность неинвазивного исследования состояния регуляторных механизмов и оценки адаптационных резервов системы микроциркуляции. Регистрируемый параметр -
ГОУ ВПО Тульский госпедуниверситет им. Л.Н. Толстого, е-шаП: р*Ы5ю1о£у@(5ры. tula.ru
г. Пущино, Институт биофизики клетки РАН, [email protected]
6] ЛДФ
2-І-------------- —і—----------------------------------------------------------:—
0 50 1C0 150 2D0 250 3C0
60 62 64 66 68 70
ЕрЄМЯ (С)
Рис. 1. Фрагменты оригинальных ЛДФ-грамм и соответствующие выделенные частотные составляющие. Указаны значения коэффициента кросс-корреляции
Кровоток исследовали у 25 практически здоровых девушек-студенток (вес 60±11 кг, рост 166±5 см, АД 119±7/69±7 мм рт. ст., пульс 73±11 уд/мин). Регистрацию ПМ вели одновременно в течение 12.5 минут на предплечье обеих рук на участках кожи со сходным уровнем кровотока. Зонды флоуметра, один из которых был сопряжен с термоэлементом, фиксировали над выбранной точкой наружной поверхности предплечья вблизи лучезапястного сустава. Для каждого испытуемого регистрировались 2 пары ЛДФ-грамм: в нативном состоянии (условная норма) и при локальном нагреве (тепловая проба). Нагрев осуществляли на левой руке (правая рука не подвергалась нагреву) в диапазоне температур 32-43 оС со скоростью 1 оС/мин. После достижения заданной температуры нагрева регистрацию продолжали на фоне поддерживаемого конечного значения температуры. Измерения проводили в изолированном помещении при температуре 22-24 °С, испытуемые были в положении сидя. Испытуемые воздерживались от курения, приема лекарств, алкоголь- и кофеиносодержащих напитков минимум за 4 часа до исследования. Все давали
добровольное согласие на участие в опыте на основе полной информированности о методе и ходе проведения процедуры.
Зарегистрированные ЛДФ-граммы подвергали цифровой полосовой фильтрации на основе алгоритмов, реализующих непрерывное, адаптивное вейвлет-преобразование [1]. Фильтрацию осуществляли в 5 неперекрывающихся частотных диапазонах, колебания в которых обусловлены известными физиологическими процессами: 0.006-0.17 Гц - диапазон эндотелиальной активности (Е); 0.18-0.05 - диапазон нейрогенной активности (К); 0.05-0.15 Гц - диапазон миогенной активности (М); 0.2-
0.4 Гц - диапазон респираторного ритма (Я); 0.8-1.5 Гц - диапазон кардиоритма (С) [4,5,7]. В зависимости от локализации источника модуляций эти ритмы делят на ритмы активной и пассивной модуляции. К ритмам активной модуляции относят колебания в диапазонах Е, К, и М, так как источником колебаний в этом случае являются гладкомышечные клетки сосудистой стенки. Ритмы пассивной модуляции обусловлены внешними процессами: дыханием (Я) и прохождением пульсовой волны (С). Степень пространственной синхронизации осцилляций кровотока в этих частотных диапазонах оценивали по значениям кросс-корреляционной функции. На рис. 1 представлены синхронные фрагменты оригинальных ЛДФ-грамм и выделенные частотные составляющие со значениями коэффициента кросс-корреляции.
Группа 1 (n=13) I Группа 2 (n=12)
IT
Е N М К С
частотные диапазоны
Рис. 2. Усредненные значения коэффициентов кросс-корреляции в анализируемых частотных диапазонах для сформированных групп (описание в тексте). Символом «*» указаны пары достоверно различающихся значений (критерий Манна - Уитни, р < 0.05).
Распределение значений коэффициентов кросс-корреляции не подчиняется нормальному закону, и на приведенных графиках и таблицах данные представлены как медианы и квартили.
Результаты. Была выдвинута гипотеза о существовании двух групп испытуемых с преимущественным доминированием центральных или локальных механизмов. На основании кластеризации методом К-средних значений коэффициентов кросскорреляции по всем 5 частотным диапазонам исходная совокупность испытуемых была поделена на 2 группы.
Таблица
Усредненные значения коэффициентов кросс-корреляции в анализируемых частотных диапазонах
Част. диап. Группа I (n = 13) Группа II (n = 12)
25% | медиана | 75% 25% | медиана | 75%
условная норма
E 0.38 0.48* 0.57 0.б8 0.74* 0.80
N 0.38 0.54* 0.б1 0.б0 0.б3* 0.77
M 0.57 0.б2* 0.б8 0.59 0.бб* 0.74
R 0.4б 0.55* 0.б4 0.20 0.28* 0.31
C 0.3б 0.47 0.б3 0.2б 0.35 0.53
тепловая проба
E 0.17 0.35* 0.4б 0.19 0.45* 0.58
N 0.18 0.23* 0.30 0.23 0.2б* 0.33
M 0.2б 0.34* 0.41 0.22 0.30* 0.32
R 0.1б 0.24* 0.34 0.10 0.17* 0.20
C 0.24 0.40 0.47 0.11 0.18 0.5б
(0.74) и N (0.б3) и в меньшей степени демонстрирует корреляцию в диапазонах R (0.28) и C (0.35). Синхронизация колебаний в диапазоне миогенной активности (M) достаточно высока и значимо не отличается (0.б2 и 0.бб для групп I и II, соответственно).
Результаты анализа данных синхронизации ритмов в покое и при локальном воздействии (тепловая проба) представлены в табл. Для всех диапазонов, за исключением диапазона кардиоритма (С), наблюдается значительное уменьшение коэффициента кросс-корреляции. Десинхронизация частотных составляющих ЛДФ-грамм обусловлена активацией локальных механизмов регуляции кровотока вследствие нагревания участка кожи.
Традиционное разделение ритмических осцилляций в системе микроциркуляции кожи на активные и пассивные связано с локализацией источника модуляции. Принято считать, что колебания в диапазонах Е, N и M формируются непосредственно в микроциркуляторном русле и обусловлены спонтанными сокращениями гладкомышечных клеток сосудистой стенки (собственно вазомоции) и их модуляцией со стороны нервной системы и эндотелия. Напротив, респираторно-зависимые и пульсовые колебания (диапазоны R и C, соответственно) формируются за пределами микроциркуляторного русла и передаются пассивно. Однако обнаружено, что для диапазонов локальной регуляции, по крайней мере, у ряда испытуемых, характерна высокая пространственная синхронизация (> 0.7), которая свидетельствует о наличии центрального компонента регуляции. В данном случае централизация может быть опосредована как гуморальными факторами, так и влияниями нейрогенной природы. В то же время для колебаний центральной природы (R и C) синхронизация выражена слабее (<0.5). Это связано с эффектами амплитудной и фазовой модуляции этих колебаний низкочастотных (локальных) ритмов. Регуляция кровотока на уровне микроциркуляции идет по балансному принципу через взаимодействие местных и центральных механизмов. Синхронизация колебаний в диапазоне миогенной активности достаточно высока и примерно одинакова для обеих групп, что может говорить об автономной специфической природе центрального генеза этих механизмов контроля.
Особенности регуляции периферического кровотока (баланс локальной и центральной регуляции) имеют индивидуальную специфику. В состоянии покоя для испытуемых группы I характерны преимущественно регуляторные факторы локальной природы, а для группы II ведущую роль играют центральные механизмы регуляции. Эти особенности синхронизации флак-смоций отражают состояние регуляторных механизмов и могут быть использованы в диагностике микрососудистых нарушений.
Литература
1.Танканаг Л.В., Чемерис Н.К. // Мат-лы IV всерос. симп. «Применение лазерной допплеровской флоуметрии в медицинской практике».- 2002.- С. 28-39.
2.HayozD. et al. // Hypertension.- 1995.- Vol. 2б.- Р. 20-25.
3.Kellogg D.L et al. /. // J Appl Physiol.- 200б.- Vol. 100.-Р. 1709-1718.
4.Kvandal P. et al.
Vol.72.- Р. 120-127.
5.Kvandal P. et al.
Vol. б5.- P. 1б0-171.
6.Podgoreanu M.V. et al. / // Anesthesiology. -№ 5.- Р. 1110-1117.
7.Soder strom T. et al. /// Am J Physiol Heart Circ Physiol.-2003.- Vol.284.- P. 1б38-1б4б.
/ // Microvascular Research.- 200б.-/ // Microvascular Research.- 2003.2002.- Vol..97,
1 .0
0.8
0.6
0.4
0.2
0.0
Затенены пары достоверно отличающихся значений для сформированных групп в состоянии покоя. Символом «*» указаны пары достоверно различающихся значений внутри сформированных групп для состояния покоя и термопробы (критерий Манна - Уитни, р < 0.05).
Усредненные значения коэффициентов кросс-корреляции в анализируемых диапазонах для сформированных групп представлены на рис. 2 и в табл. Группа I характеризуется относительно низким значением корреляции сигналов в диапазонах эндотелиальной (Е) (0.48) и нейрогенной (К) активности (0.54) и достаточно высокой корреляцией в диапазонах респираторного ритма (Я) (0.55) и кардиоритма (С) (0.47). Группа II характеризуется высокой степенью синхронизации сигналов в диапазонах Е
УДК 612.112.91.085.2
НЕЙТРОФИЛЬНЫЕ ВНЕКЛЕТОЧНЫЕ ЛОВУШКИ
И.И. ДОЛГУШИН, Ю. С.АНДРЕЕВА, А.И. РЫЖКОВА*
Ключевые слова: фагоцитарная активность нейтрофилов
Нейтрофилы, благодаря высокой подвижности, способности легко передвигаться в тканях, наличию мощных бактерицидных и цитотоксических продуктов - рассматриваются как высокопрофессиональные «убийцы», составляющие «отряд быстрого
* Кафедра микробиологии, вирусологии и иммунологии Челябинской ГМА, 454092, г. Челябинск, ул. Воровского, 64. Тел. (351)232-74-56
