Гемодинамика и эластические свойства артерий у здоровых людей и больных сердечно-сосудистыми заболеваниями при изменении атмосферного давления

Речкина, Светлана Юрьевна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Гемодинамика и эластические свойства артерий у здоровых людей и больных сердечно-сосудистыми заболеваниями при изменении атмосферного давления
ВАК РФ 03.03.01, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Гемодинамика и эластические свойства артерий у здоровых людей и больных сердечно-сосудистыми заболеваниями при изменении атмосферного давления"

На правах рукописи

РЕЧКИНА Светлана Юрьевна

ГЕМОДИНАМИКА И ЭЛАСТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА АРТЕРИЙ У ЗДОРОВЫХ ЛЮДЕЙ И БОЛЬНЫХ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТЫМИ ЗАБОЛЕВАНИЯМИ ПРИ ИЗМЕНЕНИИ АТМОСФЕРНОГО ДАВЛЕНИЯ

03.03.01 - Физиология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

31 ОКТ 2013

Новосибирск 2013

005536167

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном учреждении Научно-исследовательском институте физиологии и фундаментальной медицины Сибирского отделения РАМН (г. Новосибирск)

Научный руководитель —

доктор биологических наук Владимир Николаевич Мельников

Научный консультант -

доктор медицинских наук, профессор

Константин Юрьевич Николаев

ФГБУ НИИ терапии СО РАМН, г. Новосибирск

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук, профессор

Аркадий Львович Маркель

ФГБУ Институт цитологии и генетики СО РАН, г.

Новосибирск

доктор медицинских наук Олег Витальевич Гришин ФГБУ НИИ физиологии и фундаментальной медицины СО РАМН, г. Новосибирск

Ведущая организация - Тюменская государственная медицинская академия Министерства здравоохранения и социального развития РФ

Защита диссертации состоится^ 2013 г. в час на заседа-

нии Диссертационного совета Д 001.014.01 при ФГБУ НИИ физиологии и фундаментальной медицины по адресу: г. Новосибирск, ул. акад. Тимакова, 4.

Отзывы на автореферат направлять по адресу: 630117, г. Новосибирск, а.я. 237, НИИ ФФМ, диссертационный совет. Телефакс 383-3359556, эл. почта ¿¡§§0; vet@phvsiol.ru. С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке НИИ физиологии.

Автореферат разослан 2013 г.

Ученый секретарь Диссертационного совета,

кандидат биологических наук

И.И. Бузуева

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Диссертация посвящена научно-практической проблеме, которая заключается в том, чтобы выяснить экзогенные и эндогенные факторы и механизмы барореактивности — внешние и внутренние условия, модулирующие способность организма отвечать изменением физиологических показателей на общее действие внешнего давления. Без знания таких механизмов невозможны прогнозирование и патогенетическая коррекция метеочувствительности, под которой в данной работе понимается изменение самочувствия и/или объективных показателей состояния при определенном сочетании метеорологических факторов. В более узком контексте выбранная проблема состоит в выяснении реакции системы кровообращения человека на изменения атмосферного давления.

Проблема имеет двоякое происхождение. Первым источником являются пробелы в наших знаниях о барочувствительности организма человека как способности воспринимать общие слабые барометрические стимулы, действующие на все тело. Если факт такого влияния установлен давно [Bert, 1878], то лишь недавно появление чувствительных неинвазивных методов исследования эластичности сосудов и регионарной гемодинамики [Милягин, Комиссаров, 2011] сделало возможным изучение механизмов сосудистого ответа на такие воздействия. Второе основание проблемы вытекает из клинической практики и связано с трудностями коррекции состояний, обусловленных патологически измененными или чрезмерными реакциями на метеорологические катаклизмы [Мандрыкин и соавт., 2004], ведущее значение в которых имеют перепады давления [Хаснулин и соавт., 2000]. Существует дефицит знаний о том, как формируется и развивается метеочувствительность, в чем внутренние механизмы ее возникновения, почему ее симптомы не всегда проявляются не только у разных людей, но и у одного и того же человека в сходных условиях.

Работа основана на следующей исходной посылке. Так как существуют люди, особо чувствительные к перепадам атмосферного давления, у которых эта чувствительность проявляется даже субъективно в сфере самочувствия, то все люди в той или иной степени реагируют какими-нибудь объективными симптомами на барометрические сдвиги. Однако у значительной части населения это реагирование остается в "подпороговой зоне" и никак не манифестирует очевидными осознаваемыми признаками, но может быть зафиксировано чувствительными методами. Работа была связана с поисками ответов на следующие вопросы: у каких людей барореактивность манифестирует наиболее наглядно - какого они пола, возраста, какой болезнью преимущественно страдают, от каких факторов она зависит? Какими объективными признаками проявляется действие барометрических стимулов? В основе последнего вопроса лежало предположение, оправданное физическими представлениями и клинико-эпидемиологическими данными [Smith et al„ 2008], что эти маркерные признаки

отражают работу сердечно-сосудистой системы и включают, главным образом, гемодинамические показатели и растяжимость кровеносных сосудов.

Все больше накапливается данных о важном значении эластичности артерий для выявления и прогноза сердечно-сосудистого риска а а1., 2010; Мшевап й а!., 2010]. С увеличением их ригидности связывают нарушения когнитивной функции [Раве й а!., 2010]. Жесткость артерий, степень которой прямо коррелирует с АД, рассматривается как этиологический фактор эссенциаль-ной гипертонической болезни ^адепвеП, МесЬаш, 2012].

Целью данной работы было, во-первых, проверить гипотезу о том, что в организме человека структурами и показателями, реагирующими на изменения атмосферного давления, являются кровеносные сосуды, их растяжимость, мышечный тонус и определяемая ими периферическая и центральная гемодинамика, во-вторых, в случае подтверждения гипотезы установить факторы среды, от которых зависит сосудистая барореактивность.

Задачи исследования:

1) проверить гипотезу о существовании связи атмосферного давления с кровообращением и эластическими свойствами артерий и, в случае ее наличия, количественно оценить ее характеристики;

2) установить возможные особенности в проявлении этой связи: временную задержку, зависимость от пола, возраста, регионарную специфику;

3) выяснить, зависит ли связь между гемодинамическими показателями и атмосферным давлением от условий среды, предположительно влияющих на эту связь: профессиональных факторов, температуры воздуха, сезона, солнечной активности;

4) установить характер зависимости гемодинамической барореактивности от степени растянутости артерий (степени гипертензии);

5) определить зависимость нарушений гемодинамической барореактивности от вовлеченных в ее формирование (пато)физиологических механизмов путем сравнения здоровых людей и пациентов с разными сердечно-сосудистыми заболеваниями.

Научная новизна. В диссертации впервые на основе анализа значительной базы данных обнаружена связь эластических свойств артерий с внешними факторами: атмосферным давлением, сезоном, солнечной активностью, вибрацией. Изучение особенностей этих эффектов у мужчин и женщин, молодых и пожилых, здоровых и больных, в верхних и нижних конечностях позволило получить новые знания о половых, возрастных и регионарных различиях в механизмах физиологической регуляции гемодинамики и растяжимости артерий. Проведенный анализ свидетельствует, что список влияющих на эластичность факторов шире, чем сейчас принято считать, и что теорию регуляции АД нужно дополнить новыми данными о барореактивности сосудов.

Научно-практическая значимость работы. Выполненное на клиниче-

ском материале исследование установило, что характеристики кровообращения и эластические свойства артерий, обусловленные тонусом гладких мышц сосудистой стенки, зависят от атмосферного давления.

Обнаруженное различие в корреляциях растяжимости артерий рук и ног с давлением атмосферы, каковое различие проявляется в наличии связи для сосудов верхних конечностей и отсутствии таковой для артерий ног, обосновывает гипотезу о том, что различающееся строение артерий, их неодинаковая растяжимость и барореактивность могут приводить к регионарному перераспределению крови при внешних барометрических сдвигах. Это предположение вместе с данными о меньшей толщине стенок мозговых артерий в сравнении с периферическими сосудами объясняет связь между уровнем атмосферного давления и случаями разрыва аневризм и геморрагий внутричерепной локализации.

Итоги работы позволяют предположить, что полученные результаты, предоставляя основу для рабочих гипотез, вызовут к жизни исследования, выполняемые в контролируемых условиях и направленные на выяснение причинно-следственных связей и физиологических механизмов непосредственного действия барометрических стимулов на сосудистый тонус.

Практическая значимость результатов заключается в возможности их использования для прогнозирования барореакций кровообращения у людей, испытывающих резкие и значительные изменения внешнего давления или работающих в условиях потенциальной опасности таких изменений: ныряльщиков, водолазов, моряков подводных лодок, горняков глубоких шахт, космонавтов, летчиков и авиапассажиров. Определенное значение эти данные будут иметь для специалистов, занимающихся профессиональным отбором людей для работы в таких условиях, и врачей, проводящих лечение больных в барокамерах. Полученные результаты проливают свет на возможные механизмы патологически повышенной метеочувствительности и могут служить теоретической основой для поиска средств ее коррекции путем фармакологического или немедикаментозного воздействия на барореактивность артерий.

Внедрение результатов. Накопленный при обследовании и использованный в работе банк информации под названием "Показатели эластичности артерий и гемодинамики у здоровых и больных людей" зарегистрирован в Государственном реестре баз данных как репрезентативный источник референсных данных о гемодинамических параметрах у здоровых людей и больных ССЗ для использования физиологами, кардиологами и врачами функциональной диагностики.

Положения, выносимые на защиту

1. Растяжимость артерий мышечно-эластического типа у здоровых людей и больных АГ определяется наряду с известными внутренними регуляторами также и внешними факторами, в частности, атмосферным давлением: в дни с высоким его значением наблюдается повышенная жесткость сосудов.

2. Указанная связь опосредуется через механизмы регуляции тонуса гладких мышц в стенке артерий.

Апробация работы. Основные положения работы представлены в виде докладов и тезисов на 6-м и 7-м Сибирских физиологических съездах (Барнаул, 2008; Красноярск, 2012); 2-м Международном экологическом форуме "Окружающая среда и здоровье человека" (Экофорум-2008, Санкт-Петербург); 14-м Международном конгрессе по приполярной медицине (Уе11о\укг^е, Канада, 2009); 3-й Всероссийской конференции "Медико-физиологические проблемы экологии человека (Ульяновск, 2009); Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 3-му Международному полярному году (Архангельск, 2009); Российской научно-практической конференции "Нарушения мозгового кровообращения. Патофизиология, клиника, диагностика, лечение" (Барнаул, 2009); 7-й научно-практической конференции молодых ученых (Красноярск,' 2009); 5-й Всероссийской научно-практической конференции "Фундаментальные аспекты компенсаторно-приспособительных процессов (Новосибирск, 2011); конференции молодых ученых НИИ физиологии СО РАМН (Новосибирск, 2012).

Личный вклад автора заключался в обеспечении клинической части работы (ведение пациентов), планировании исследования, сборе и анализе литературных сведений, участии в физиологическом обследовании, статистической обработке данных и их интерпретации.

Благодарность. Автор выражает признательность научному сотруднику лаборатории функциональных резервов организма НИИ ФФМ Т. Г. Комлягиной за помощь в физиологических обследованиях пациентов и составлении базы данных, врачам кабинетов УЗИ-диагностики д.м.н В.Я.Полякову и И.В. Шевченко, старшему научному сотруднику к.б.н. В.И. Баранову за ценные замечания и советы при обсуждении работы.

Объём и структура диссертации. Работа изложена на 224 страницах машинописи, содержит 55 таблиц и 5 рисунков и состоит из введения, обзора литературы, глав с описанием объектов и методов, результатов, заключения, выводов. Цитированная литература включает 117 отечественных и 289 иностранных источников.

Публикации. Основные результаты работы опубликованы в 3 журнальных статьях и 10 тезисах научных конференций.

ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ

Объекты. При выборе объекта исследования в настоящей работе акцент был сделан на людях с артериальной гипертензией с учетом их широкой представленности среди метеочувствительных больных и ведущей роли этого недуга в возникновении сердечно-сосудистых осложнений. Обследовались пациенты

клиник Научного центра клинической и экспериментальной медицины и НИИ ФФМ СО РАМН (г. Новосибирск) в первые дни пребывания в стационаре по поводу лечения соматических заболеваний. В качестве контроля к больным взяты здоровые люди (169 чел.) сопоставимого возраста. Всего всеми методами обследованы 2115 чел., из них пациентов с АГ 1-2-й степеней было 485 чел. (возраст 35-78 лет, 131 женщина). Граничными значениями АГ были критерии ВНОК 4-го пересмотра [2010]. Критерии включения испытуемых в ту или иную группу в каждом случае зависели от решаемых задач.

Солнечную активность оценивали по количеству солнечных пятен, отображаемому в показателе под названием "числа Вольфа" (W) по данным геофизической обсерватории "Ключи" Алтае-Саянского филиала Геофизической службы СО РАН. Этот же источник использовался для регистрации среднесуточного атмосферного давления и других метеопоказателей.

Методы физиологического исследования и показатели

Осцилловазометрический метод [Мажбич, 1990; Drzewiecki et al., 1994] заключается в создании внутри манжеты, накладываемой на плечо и нижнюю треть голени, внешнего противодавления, изменяющегося в пределах от суб-диастолического до супрасистолического, и измерении пульсовых осцилляций давления в манжете. С его помощью определяли следующие показатели: 1) внутренний эффективный диастолический радиус (ЭДРА) левой плечевой артерии и условной артерии голени, соответствующей ветвям бедреной артерии, 2) упругое сопротивление артерии (УСАин), находящейся в интактном, т.е. растянутом, состоянии, как интрамуральное давление, необходимое для расширения артерии на единицу объема (ДР/AV), 3) упругое сопротивление артерии (УСА-рел), находящейся в фазу диастолы в механически релаксированном уравновешенном состоянии, когда внешнее давление равно диастолическому и наблюдаются максимальные пульсовые осцилляции сосуда, 4) индекс упругости, равный отношению УСАин к УСАрел и косвенно характеризующий долю, которая приходится на миогенный тонус, от общей упругости артерии, 5) модуль упругости (МоУСАин) интактной артерии как значение УСАин, нормализованное на исходный объем AP/(AV*V). Этим методом обследованы 1546 человек.

Венозная окклюзионная плетизмография [Чемерис, Пискунова, 2005; Silva et al., 2009] выполнялась у 755 человек с помощью прибора Periquant-3500 (Gutmann, Германия) и заключалась в надувании манжеты, наложенной на плечо или бедро, до супрасистолического давления, что сопровождалось остановкой кровотока. При ступенчатом выпускании воздуха артериальный и венозный кровоток восстанавливается, что связано с появлением колебаний объема нижележащих сегментов конечностей — предплечья и голени, каковые колебания регистрируются с помощью эластичного заполненного ртутью браслета и барометрических датчиков. Кровоток в дистальных сегментах конечностей также

определялся после 3-минутной полной окклюзии артерий плеча и бедра в виде реактивной гиперемии, связанной с расширением артерий под действием накопившихся при ишемии продуктов обмена и образующихся эндотелиальных ва-зодилятаторов. Измеренные показатели включали: 1) объемную скорость артериального кровотока (ОСАК), 2) реактивную гиперемию (РГ) как максимальный объемный кровоток после окклюзии, 3) венозную емкость (BE) как количество крови, находящееся в венозном русле сегмента конечности, 4) гиперемиче-ский индекс как отношение максимального постокклюзионного кровотока к исходному, каковой индекс косвенно характеризует поток-зависимую способность артерий расширяться и их чувствительность к эндотелиальным вазодилятаторам [Kuvinet al., 2007].

УЗИ исследование артерий шеи выполнялось на приборе Voluson Е8 (GE, США). В условиях стационара обследованы 555 больных АГ 1-2-й степеней. Измерялись диаметр общей, наружной и внутренней сонных и позвоночных артерий, линейная скорость кровотока в них, толщина комплекса интима-медиа на

уровне бифуркации ОСА.

Методом сфигмокардиографии на приборе Сфигмокор (AtCor Medical, Австралия) у 18 здоровых испытуемых при повторных исследованиях в дни с различающимся атмосферным давлением определялись центральное (аортальное) давление, аугментационное давление и индекс аугментации, скорость распространения пульсовой волны на каротидно-запястном участке.

Методы статистической обработки

Сравнение двух средних величин производилось с помощью t-критерия Стьюдента или рангового критерия Манна-Уитни в зависимости от типов распределения сопоставляемых переменных. Гипотезы о различии распределений проверялись с помощью метода Колмогорова-Смирнова.

Для поиска связей между категориальными переменными (пол, профессия, код диагноза и т.п.), с одной стороны, и шкальными характеристиками, с другой, использовался одно- и многофакторный дисперсионный анализ, если количественная переменная соответствовала распределению Гаусса-Лапласа. В иных случаях применялся нетребовательный к виду распределений тест Крас-кела-Уоллиси. Если дисперсионный анализ подтверждал гипотезу о значимом влиянии фактора, дальнейшее парное сравнение средних в группах выполняли с помощью теста Бонферрони из котегории post hoc методов.

Линейная связь между количественными переменными оценивалась путем вычисления коэффициентов корреляции Пирсона или Спирмана, а также с помощью многофакторного регрессионного анализа. Статистический контроль влияния третьей переменной на два взаимосвязанных показателя производился вычислением частных корреляций. Существование нелинейной связи определялось путем визуального и аналитического сравнения средних величин в груп-

пах, соответствующих наименьшему (левому), среднему и наибольшему (правому) тертилям распределения предиктора.

Статистические вычисления производились с использованием пакета SPSS 19. Граничным уровнем значимости статистического вывода принималось значение р < 0.05. Уровень 0.05 < р < 0.1 рассматривался как свидетельство тенденции в проявлении тестируемой закономерности. Результаты выражались в виде среднего значения и его стандартного отклонения (SD).

РЕЗУЛЬТАТЫ

Показатели гемодинамики и эластичности артерий у здоровых людей

В связи с тем, что из всех четырех конечностей в аспекте латерализации наиболее надежные и значимые связи с влияющими факторами обнаружены для левых конечностей, все дальнейшие данные приведены именно для этой половины тела.

Имеющиеся литературные сведения о половых различиях в гемодинамике и эластических свойствах сосудов побудили проверить эти данные на исследованном контингенте, чтобы учитывать возможное влияние пола при поиске связей между физиологическими характеристиками и влияющими факторами. Результаты сравнения средних значений у мужчин и женщин и между верхней и нижней конечностями приведены в таблице 1. Ее данные свидетельствуют, что обследованные половые группы были сопоставимы по возрасту при обычно наблюдающемся в нормальной популяции соотношении в росте, весе и ИМТ. Привлекают внимание большие уровни АД у мужчин: различие достигает статистической границы значимости для АДСр и АДС в нижних конечностях.

Анализ упругости артерий в интактном состоянии не позволяет сделать однозначный вывод о половых различиях: если в руке показатели были больше у женщин (УСАин, МоУСАин), то в голени наблюдалось обратное соотношение (ИУ, МоУСАин). Однако упругость механически релаксированных артерий была больше у женщин в обеих конечностях. Эти данные противоречат принятому представлению о мягких, податливых женских артериях. Возможно, так проявилась специфика изученного в этой работе контингента здоровых людей, представленного, в основном, городскими служащими.

Объемная скорость артериального кровотока у мужчин выше, что согласуется с большим у них радиусом артерий в обеих конечностях и меньшим сосудистым сопротивлением. Реактивная гиперемия и венозная емкость у мужчин также превышали значения у женщин. Значимые различия в ГИ, который вычисляется как частное между РГ и ОСАК, не обнаружены несмотря на различия в числителе и знаменателе, которые изменяются однонаправленно и в одинаковой степени.

Таблица 1. Антропометрические характеристики, показатели гемодинамики и эластических свойств артерий в левых конечностях у здоровых людей в зависимости от пола

Показатель

Возраст, лет

Длина тела, см

Вес тела, кг

Индекс массы тела, кг*м

ЧСС, уд/мин

АДД, мм рт.ст.

Женщины

Рука

Нога

41.3±16.6

161.5±6.4

66.7±8.9

25.5±3.3

68±8

71±9

72±9

Мужчины

Рука

Нога

38.5±14.0

176.1±6.7 ***

75.5±11.0 ***

24.3±3.3 *

65±9'

70±10

74±10"

АДСр, мм рт.ст.

АДЛат, мм рт.ст.

АДС, мм рт.ст.

ЭДРА, мм

105 * УСАр, динхст'-

105 х УСАин, динхст

Индекс упругости

10" х МоУСАин, динхст"'

РСС, мм рт.ст. /(мл* 100мл"1

*МИН"')

ОСАК, млхЮО мл"'хмин"

РГ, мл"100 мл 'хмин

Гиперемический индекс

88±9

91±10'

96±11ь **

107±13

115ІІ4'

108±12

120±15'

121±14

133±16 с

125±10'

143±14 с ***

1.83±0.1

1.67±0.19

2.05±0.31 *

1.93±0.26

8.79±1.(

13.16±4.49і

7.28±2.35 *

9.01±2.46 **

9.78±3.6

9.99±2.23

7.75±3.17'

9.83±3.39"

1.11±0.5

0.76±0.401

3.42±1.8

2.46±0.71 "

57.5±22.

66.1±26.8"

Венозная емкость, мл*100 мл"'

1.71±1.0

1.39±0.54'

Ш±4.6

10.7±3.96 г

6.90±4.8

8.80±5.16'

1.68±0.5

1.93±0.58'

1.06±0.79

1.09±0.74**

2.97±1.35 '

38.5±18.2***

2.93±1.61 **

14.3±4.б ***

6.16±3.62л

2.68±0.78***

3.16±1.00 !

58.9±28.8 с

1.94±0.83 ' ***

15.6±6.9 * **

8.04±4.70 * с

2.74±0.69 **

Примечания. л, *,**,*** - р < 0.1, 0.05, 0.01, 0.001 (тест Манна-Уитни или I-критерий Стьюдента для сравнения мужчин и женщин). ,, с - р < 0.1, 0.05, 0.01 и 0.001, сравнение конечностей (тест Вилкоксона или парный Ькритерий).

Сравнение АД в верхней и нижней конечностях показало результаты, очевидные с точки зрения представлений о распределении крови под действием силы тяжести: в ноге все показатели давления были выше. Венозная емкость (у

женщин) и реактивная гиперемия, сосудистое сопротивление в нижней конечности превышали показатели в руке при обратном соотношении в скоростях артериального и венозного кровотока. Найденное различие в радиусе артерий между плечом и голенью не говорит о том, что плечевая артерия имеет больший просвет, так как метод осцилловазометрии определяет усредненный радиус нескольких артерий голени. ГИ показал такое же соотношение между конечностями, как и РГ: оба показателя в ноге были выше, чем в руке у мужчин и женщин, что указывает на большую чувствительность сосудов мышц голени к вазодилятаторам, образующимся при ишемии. Показатели упругости артерий в голени превышали таковые в плече, хотя у женщин превышение было статистически незначимым для УСАин.

Указанные соотношения между конечностями наблюдаются и при попарном рассмотрении у каждого субъекта: коэффициенты корреляции между показателями в плече и голени были во всех случаях положительными и колебались в пределах 0.3-0.7: высокое (низкое) значение в руке сочеталось с высоким (низким) значением в ноге.

На основании этих результатов можно сделать вывод, что у здоровых людей условия кровообращения в нижних конечностях связаны с низкой скоростью кровотока в сравнении с руками, несмотря на более высокое гидростатическое давление крови в артериях, обусловленное гравитационной силой. Это противоречие объясняется повышенным сосудистым сопротивлением в ногах. Артерии нижних конечностей, перманентно растянутые в условиях постоянно повышенного давления, сильнее сопротивляются растяжению как в интактном, так и расслабленном состоянии, что указывает на их повышенную жесткость по сравнению с плечевой артерией. Более высокое значение индекса упругости артерии в руке (у женщин), демонстрирующего, во сколько раз упругое сопротивление интактного сосуда превышает таковое расслабленного сосуда, косвенно свидетельствует о большей представленности мышечных элементов в плечевой артерии по сравнению с артериями голени.

Возраст. Изменчивость физиологических параметров с возрастом проверялась с помощью корреляционного анализа после визуального рассмотрения связей, которое показало их линейность (табл. 2).

Полученные результаты подтверждают известные данные о том, что с возрастом повышаются уровни АД. У мужчин снижается ОСАК, увеличиваются РСС, УСАин, МоУСАин, повышается чувствительность стенки артерий к вазо-активным веществам, образующимся при ишемии. У женщин УСАин растет значительнее, чем у мужчин. Такая динамика изучаемых физиологических показателей указывает на необходимость учитывать возраст при поиске связей между характеристиками кровообращения и факторами среды.

Таблица 2. Коэффициенты корреляции между возрастом, с одной стороны, ге-модинамическими характеристиками в мышцах предплечья и показателями эластичности левой плечевой артерии, с другой, у здоровых людей в зависимости

от пола (Я,

Р)

Показатель М (п=89) Ж (п=51)

АДД 0.57, <0.001 0.62, <0.001

АДС 0.30, <0.001 0.51, <0.001

АДЛ 0.27, <0.001 0.65, <0.001

АДСр 0.25, 0.023 0.56, <0.001

РСС 0.22, 0.031

ОСАК -0.18, 0.086

РГ 0.31,0.093

Гиперемический индекс 0.18,0.090

УСАин 0.33,0.060 0.64, 0.013

МоУСАин 0.49, 0.035

Примечание: приведены только коэффициенты корреляции с р <0.1.

Обнаружена негативная связь показателей упругости с солнечной активностью: с увеличением числа пятен, наблюдавшихся как в нулевой день, так и при сдвиге в 1, 2, 3 дня, снижается УСАин (р=0.031), ИУ (р=0.014) от первого тертиля к третьему в распределении СА при уменьшении РСС и возрастании диастолического диаметра артерии и ОСАК.

Сопряженность с атмосферным давлением.

У здоровых женщин атмосферное давление не коррелирует с упруго-эластическими свойствами артериальной стенки, но показывает отрицательную -линейную связь с артериальным давлением: чем выше атмосферное давление, тем ниже уровень давления в плечевой артерии (рис. 1).

У здоровых мужчин (табл. 3) отмечена сопряженность атмосферного давления не только с уровнями артериального давления, но и упругостью интакт-ной артерии и модулем ее упругости, причем связь имеет нелинейный характер: в крайних тертилях с низким и высоким АтД УСАин и МоУСАин были выше, чем в среднем. Как повышенное, так и пониженное АтД в день исследования сочетается с более высокими показателями упругости. Такой же результат наблюдается и в нижних конечностях у мужчин (р < 0.1, тест Краскела-Уоллиса).

— -АДСр —-АДЛ

130 ¿120 £-110 1100 * 90 80 70 60

Я=-0.40, р<0.01

---- Н=-0.27, р<0.1

Я=-0.36, р<0.05

730 740 750 760 770 Атмосферное давление, мм рт. ст.

Рисунок 1. Линии регрессии между атмосферным и артериальным давлением в левой плечевой артерии у здоровых женщин

Таблица 3. Показатели гемодинамики и эластических свойств артерий в левой руке у здоровых мужчин в зависимости от уровня атмосферного давления и ко-

Показатель Тертили АтД Р Я

1 (<751) 2(751-758) 3 (>758)

N 33 31 32 - —

АтД, мм рт.ст. 744±3.5 753±2.4 762±3.5 - —

АДД, мм рт.ст. 74±7.5 70±8.9 72±10 -0.22 ~

АДСр, мм рт.ст. 96±12 89±8.4Л 93±11 0.07 -0.24 ~

АДЛ, мм рт.ст. 114±14 108±14 107±15 -0.26 а

105 х УСАин, динхст'5 8.5±1.2 6.0±2.2Л 9.5±3.7# 0.09

Индекс упругости 1.53±0.23 0.83±0.4* 1.60±0.5а 0.04

106 х МоУСАин, динхст'^ 3.1±0.2 2.4±0.9Л 3.9±1.4# 0.05

Примечания: А, *, **, ***; #, а, Ь, с - уровень значимости р<0.1, 0.05, 0.01 и 0.001 при сравнении с первым и вторым тертилями, соответственно (тест Бон-феррони); ° - р < 0.1, 0.05, уровень значимости коэффициента корреляции. Р -тест Краскела-Уоллиса.

Связь гемодинамических характеристик проявляется только с уровнем АтД, зафиксированным в день обследования, но не за 1, 2 и 3 дня до него, что указывает на отсутствие отсроченных эффектов сдвигов давления.

У небольшого количества людей удалось проверить связь с атмосферным давлением при двукратном тестировании с помощью метода аппланационной тонометрии на сфигмокардиографе. Обследованы 18 человек научных работников (8 женщин) в возрасте 27-65 лет практически здоровых или находящихся вне обострений хронических заболеваний. Значения каждой пары измерений у отдельного человека относились к одному из двух столбцов электронной таблицы в зависимости от уровня АтД: значения показателей, зафиксированные в день с меньшим давлением, - в левую колонку таблицы, с большим - в правую. Повторное обследование приурочивалось ко дню, как можно больше отличающемуся по атмосферному давлению от первого. Средние уровни давления в сравниваемых группах были равны 746±4 и 755±4 мм рт.ст. При обследовании в день с меньшим АтД СРПВ была 7.43±1.26 м/с, в день с большим давлением -7.95±1.11 м/с (р = 0.019, тест Вилкоксона)

В жестких артериях СРПВ всегда больше, чем в податливых, легко растяжимых. Т.о., данные, полученные при двукратном обследовании, характеризуют барозависимость сосудистой жесткости как прямую: в дни с высоким АтД артерии у здоровых людей ведут себя как более ригидные сосуды — возрастает скорость распространения волны. Незначительное количество обследованных данным методом людей не позволило выявить возможные половые и возрастные различия в этой сопряженности.

Гемодинамические показатели и эластичность артерий у больных артериальной гипертензией

Среди всех изученных категорий больных с ССЗ наиболее тесная сопряженность физиологических характеристик с АтД установлена у пациентов с начальными степенями АГ, в связи с чем дальнейшее рассмотрение материала сосредоточено именно на них. Сравнение полов показало, что, как и в группе здоровых лиц, у мужчин наблюдались большие, чем у женщин, диастолический радиус артерий, скорость артериального кровотока, венозная емкость, реактивная гиперемия при меньшем регионарном сосудистом сопротивлении в мышцах предплечья. Гиперемический индекс как степень превышения постокклюзинно-го кровотока над исходным был одинаков у пациентов обоих полов из-за не совпадающих значений ОСАК.

Для растяжения релаксированной артерии на определенный объем у мужчин необходим меньший прирост интрамурального давления (УСАрел), чем у женщин, что говорит о большей податливости, эластичности артерий в этом состоянии у первых при сравнении со вторыми. Однако у артерий в интактном, обычном растянутом состоянии (УСАин) половые различия не проявляются. Таким образом, половые различия упругости у больных АГ повторяют таковые у здоровых лиц.

Сравнение верхней и нижней конечностей показало, что, аналогично здоровым людям, у больных все характеристики АД в голени превышали таковые в плече, так же как и РСС. В отличие от здоровых, у которых найдено различие в показателе окклюзионной пробы - РГ - в пользу нижней конечности, у пациентов такое различие не проявилось: гипертонический статус и перманентная растянутость артерий привели к тому, что артерии нижней конечности потеряли повышенную способность отвечать на индуцированные ишемией вазо-дилятаторы и стали в этом плане такими же, как сосуды руки.

Что касается показателей эластичности, то при отсутствии различий в УСАин между конечностями значительно большие значения УСАрел в голени объясняют, почему в этой части тела индекс упругости, вычисляемый как отношение УСАин/ УСАрел, меньше показателя в руке.

Венозная емкость у мужчин при большем, в сравнении с женщинами, среднем значении различий между верхней и нижней конечностями не показала, что, в общем, совпадает с картиной у здоровых мужчин, хотя у здоровых женщин резервная емкость вен была больше в ногах.

Зависимость физиологических показателей от возраста имела такой же характер, как у здоровых лиц.

Действие эмоциональной напряженности у мужчин диспетчерских профессий (п=30) и вибрации на рабочем месте (п=11) в сборной группе, объединяющей все ССЗ, проявилось в снижении показателей упругости артерий. Во втором случае повышалась чувствительность артериальной стенки к дилятаторам, образующимся при окклюзии кровотока, что проявилось возрастанием ги-перемического индекса.

Связь показателей упругости с атмосферным давлением, как и у здоровых лиц, была сильнее выражена в руке, чем в ноге, у мужчин сильнее, чем у женщин, но, в отличие от здоровых людей, у мужчин носила линейный характер: коэффициенты корреляции для МоУСАин и ИУ были 0.25 и 0.28 (р=0.001). Далее искали ответ на вопросы, у каких субъектов связь с АтД была наиболее выражена и как она зависела от влияющих факторов.

о о о

с;

во 03

О О

6 -

3 Т

ж ж

X Ж X Ж ^ * Ж ^ Ж « ЖЖХ М ж

X I хжж^* $ *

11 I 11 IIII 11 11 III I II I 11 I 11 I I I III 11

^ ^ {х-1 ^ ъ4 Ф # <£> <оЛ Л4 л"3

Возраст, лет

Рисунок 2. Эмпирические точки, средние значения (ломаная линия) и линии регрессии для зависимости объемной скорости артериального кровотока в предплечье у мужчин с АГ от возраста и атмосферного давления

.... После проверки всех физиологических переменных на предмет зависимости их связи с АтД от возраста путем построения трехмерных графиков был выявлен наиболее информативный параметр, ОСАК, который показал точку перегиба в связи, располагающуюся около 46 лет (рис. 2). В этом возрасте наблюдается изменение знака зависимости между ОСАК и АтД; механизм и причины

этого требуют изучения.

Проверка связей физиологических показателей с АтД раздельно в группах моложе и старше 46 лет показала, что у молодых мужчин в отличие от возрастных проявились значимые корреляции с параметрами упругости, а для РСС и ОСАК связи в сравниваемых группах имеют противоположные знаки (табл. 4).

Как и у здоровых лиц, у пациентов сопряженность проявилась только с атмосферным давлением в нулевой день и отсутствовала при лагах в 1-3 дня.

Таблица 4. Показатели гемодинамики и эластичности артерий в левой руке у мужчин сЛГи коэффициенты частной корреляции (\У=сопвО между физиоло-

Показатель АтД<Ме АтД> Ме (752) Я

Возраст <46 лет

N 19 20 —

Возраст, лет 43.4±2,6 —

105 х УС Ар, динхсш"5 7.67±1.73 5.89±2.21 ь -0.52 г

105 х УСАин, динхст° 9.09±3.98 14.7±4.0 с 0.55 у

106 х МоУСАин, динхст'2 3.26±1.41 5.61±1.79с 0.61 7

Индекс упругости 2.0Ш.24 2.83±1.21с 0.66 7

РСС, мм рт.ст./ (млх 100мл"'хмин") 35.7±27.5 53.3±31.2 " 0.46 р

ОСАК, млх 100 мл*1 х мин'1 3.5Ш.49 2.57±1.09" -0.42 а

РГ, млх 100 мл^хмин"1 11.4±4.1 14.6±6.0 " нз

Возраст>46лет

N 79 79 -

Возраст, лет 59.4±6,9 -

105 х УСАр, динхсш"5 7.36±1.97 7.09±2.12 * нз

105 х УСАин, дин хеш'5 9.88±4.26 9.97±4.23*** нз

106 х МоУСАин, дин хеш"2 3.64±1.57 4.09±1.70#** нз

Индекс упругости 1.42±0.75 1.51±0.78 , нз

РСС, мм рт.ст./ (млх ЮОмл^хмин"') 48.8±22.3 42.2±20.4 -0.15"

ОСАК, млх 100 мл"'х мин'1 2.44±0.97** 2.77±1.06 0.14"

РГ, млх 100 мл^хмин'1 11,9±5.9 13.4±5.6 0.14"

Примечания.

А * ** *** _

Ь с

р < 0.1, 0.05, 0.01 и 0.001, сравнение групп, выделенных по АтД.

Рисунок 3 иллюстрирует прямую линейную связь между АтД и одним из

показателей эластичности плечевой артерии, ее модулем упругости, у мужчин моложе 47 л.

Scatterplot of МоУСАин against Атмосферное давление Spreadsheet 2v*40c МоУСАин = -94,6011+0,1318*х; 0,95 Conf.lnt.

7 б

S <

£ 5 о 2

3 2

1 Атмосферное давление.МоУСАин: г = 0.6108; р = 0,00011 У

• •

! • • 1 •

: •

: ; •

• •

' —......~ -г«~ • ...... • • •

^^Г..... • 1 »

730 735 740 745 750 755 1Ь и Атмосферное давление

Рисунок 3. График линейной зависимости индекса упругости плечевой артерии от атмосферного давления у мужчин моложе 47 лет с начальными стадиями АГ

Данные табл. 5, характеризующие связи между АтД и УЗИ-показателями сосудов шеи, свидетельствуют об увеличении ТКИМ при повышенном АтД в нулевой день. Это может происходить за счет возрастания тонуса стенки, сокращения гладкомышечных волокон медиа-оболочки, которое, как известно, сопровождается их утолщением и соответствующим уменьшением просвета сосуда, что и наблюдается в ОСА и ПА. В ПА уменьшение просвета сочетается с

закономерным увеличением ИСК.

Некоторым особняком стоят данные, касающиеся НСА, для которой коэффициенты корреляции с диаметром были положительные (R-0.21, р-0.066 у мужчин и R=0.20, р=0.017 у женщин). Этот факт, отражающий, вероятно, особенности строения стенки НСА [Поляев, 2007] и регуляции ее тонуса, требует дальнейшего изучения. Знаки и значения коэффициентов корреляции у женщин (N=135) в общем, повторяли таковые у мужчин. Единственное различие заключается в том, что у женщин линейная скорость кровотока в НСА с ростом АтД

закономерно убывала при возрастающем просвете артерии, чего не было обнаружено у мужчин.

Таблица 5. УЗИ-показатели сосудов шеи слева у мужчин сАГ в дни с низким, средним и высоким атмосферным давлением и коэффициенты частной коррел-ляции с атмосферным давлением (возраст, W = const)____

Показатель Тертили АтД Р R

<750 750-757 >757

АтД, мм рт.ст. 743±3.8 754±2.5 763±3.5 - -

N 68 67 75 — —

ТКИМ ОСА ММ 1.15±0.12 1.18±0.13 1.21 ±0.11 ** 0.01 0.29(3

Диаметр ОСА, мм 6.57±0.46 6.55±0.63 6.45±0.57 -0.31 р

ТКИМ/диаметр ОСА 0.175±0.021 0.182±0.026 0.188±0.018 *** 0.01 0.19 а

Диаметр ВСА, мм 5.00±0.50 5.17±0.33 А 5.02±0.39 f 0.04

Диаметр НСА, мм 3.96±0.31 4.04±0.28 4.09±0.33 * 0.04 0.20-

Диаметр ПА, мм 3.61±0.40 3.65±0.41 3.53±0.49 -0.24 а

ЛСК в ОСА см/сек 72.2±11.7 72.8± 11.6 73.8±12.6

ЛСК в ВСА см/сек 55.7±8.3 57.2±10.2 60.8±14.5 * 0.02 0.20-

ЛСК в НСА, см/сек 69.4±10.7 72.1±10.2 68.8±10.9

ЛСК в ПА, см/сек 40.3±8.2 43.1±13.3 45.5±11.7 * 0.05 0.27 а

Примечания. л, *, **, *** - р < 0.1, 0.05, 0.01, 0.001 при сравнении с первым тер-тилем,; f,а,ь,с - р при сравнении со вторым тертилем (post hoc тест Бонферро-ни). Р - ANOVA или тест Краскела-Уоллиса. р - уровень значимости коэффициента корреляции, 0.1, 0.05, 0.01.

Далее проверялась гипотеза о том, что связь эластичности артерий с АтД зависит от степени гипертеюии. У мужчин с низким АДД и высоким АДС, т.е. относящихся к нижнему и верхнему тертилям соответствующих распределений, отсутствуют значимые корреляции для показателей упругости, тогда как в группах противоположных частей распределений они зыраженны. Это указывает на важность определенного уровня интрамурального давления для проявления барореактивности артерий: излишняя "дряблость" стенки, как и сильная растянутость, уменьшают или устраняют сопряженность.

В группе мужчин с начальными формами АГ многофакторный дисперсионный анализ (опция General Linear Model в пакете SPSS) показал следующие вклады факторов в общую дисперсию МоУСАин плечевой артерии: АДД -

14 2 % (р=0001), атмосферное давление - 7.4 % (р=0.001), число Вольфа - 7.32 % (р=0 001), возраст 2.5 % (р=0.046). Влияние сезона (4 градации) и температуры наружного воздуха было незначимо. Атмосферное давление в этом перечне занимает второе место по силе влияния на модуль упругости артерии. Важно отметить, что солнечная активность, наблюдавшаяся в день обследования располагается на третьем месте: ее эффект превышает влияние возраста. Этот факт ставит вопрос о механизмах быстрого влияния солнечных событий на растяжимость/тонус крупных артерий.

Сочетание АГ с ИБС, сахарным диабетом 1-го или 2-го типов, но не с остеохондрозом, устраняло связь эластичности с АтД, что позволяет предполагать важность сохранения нормального гликемического гомеостаза и кровоснабжения сердца для поддержания барореактивности периферических артерии. Вероятно, коморбидность, затрагивающая ССС, усложняет условия для проявления барореактивности. Однако количество жировой ткани в организме, оцененное по ИМТ, не влияло на корреляции.

ОБСУЖДЕНИЕ

Таким образом, в процессе движения к цели и выполнения задач получены следующие основные результаты. При анализе связи между гемодинамически-ми характеристиками и параметрами эластичности крупных артерии конечностей у 169 человек здоровых и 1125 больных ССЗ выведены уравнения линеи-ной регрессии и вычислены коэффициенты корреляции. Количественно оценен сравнительный вклад барометрического фактора, температуры, сезона, солнечной активности в детерминацию изученных показателей и определена зависимость этого вклада от пола, возраста, выраженности гипертензивного синдрома.

Для интерпретации результатов предлагаются несколько гипотез. Наилучшим образом установленные в работе факты объясняет не прямое механическое действие атмосферного давления самого по себе, т.е. веса столба атмосферы, а физически связанные с ним изменения свойств приземного воздуха, в частности, содержания кислорода. Согласно физическим законам, увеличен-ние АтД связано с повышением его парциального давления. Хотя при обычных перепадах АтД, составляющих в средних широтах не более 25 мм рт.ст. за сутки изменения р02 невелики и не сопровождаются в покое падением сатурации крови кислородом, продолжающееся многочасовое или многосуточное действие барометрических метеокатаклизмов, по-видимому, вызывает реактивные изменения. Особенно ярко это может проявляться в условиях, предъявляющих повышенные требования к кислородтранспортной системе, которые у некоторых организмов, ослабленных разными причинами или особо чувствительных к погодной гипоксии, манифестируют синдромом метеочувствительности.

Так снижение уровня 02 во вдыхаемом воздухе в гипобарических условиях усложняет работу легких и сердца над доставкой дефицитного кислорода

периферическим тканям, увеличивает нагрузку на них, сопровождается целесообразным возрастанием АД (отрицательные корреляции между АД и АтД), снижением тонуса (упругой сопротивляемости) периферических артерий, их расширением и увеличением объемного кровотока.

Снижение р02 при погодной гипобарии (при прохождении теплого фронта, циклона, наступлении барической ложбины) усугубляется уменьшением плотности воздуха и повышением его абсолютной влажности, падением растворимости кислорода в крови. Повышенная обычно скорость ветра в таких условиях затрудняет дыхание.

Также вероятным объяснением обнаруженной связи тонуса артерий с атмосферным давлением являются экспериментальные данные, полученные у крыс и морских свинок, об участии вестибулярного аппарата в реакции на ба-ровоздействия [Chi et al., 2004; Funakubo et al., 2010; Sato et al., 2011]. Эти авторы показали, что низкое АтД интенсифицирует обусловленное болью поведение у крыс с хроническим сдавлением седалищного нерва. Один из возможных механизмов заключается в том, что низкое давление может обострять хроническую боль через гормональные изменения. Это предположение основано на сообщении о том, что существует проекция вестибулярных ядер в гипоталамусе, модулирующем секрецию гормонов, в частности адреналина [Inokuchi et al., 1994; Markiaet al., 2008].

Электрическая стимуляция вестибулярных нервов вовлекает в ответ и симпатические нервы скелетных мышц [Hammam et al., 2011]. Вестибулярная активность у свинок изменяется при сдвигах давления в среднем ухе, хотя это и обнаружено при высокой скорости сдвига [Suzuki et al., 1998]. У морских свинок [Chi et al., 2004] гипербарическое воздействие препятствует развитию экспериментального эндолимфатического отека, вызванного облитерацией эндо-лимфатического мешка во внутреннем ухе. Имеются данные, что вестибулярная активность у свинок изменяется при сдвигах давления в среднем ухе, хотя это и обнаружено при высокой скорости сдвига (10 см Н20/с) [Suzuki et al., 1998].

Именно возможность вегетативных реакций на импульсы от вестибулярного аппарата, не связанных с поддержанием равновесия тела и пространственной ориентацией, по-видимому, и оправдывает существование проекций вестибулярного нервного тракта в гипоталамус. Другая возможность заключается в том, что активация рецепторов внутреннего уха низким давлением приводит к возрастанию симпатической нервной активности через автономные центры в стволе головного мозга [Porter, Balaban, 1997].

Однако, вестибулярная гипотеза барореактивности у человека не исключает других механизмов, отличных от нервного пути, прямо воздействующих на ткани. Возможно, в живых организмах существует функциональная система с неизвестными пока специфическими барорецепторами и эффекторами-артериями, позволяющая прогнозировать метеопертурбации и заблаговременно

реагировать на них.

Обнаруженная обратная зависимость эластичности артерии от СА может объясняться вторичным влиянием индуцированных ею изменений геомагнитной активности.

Таким образом, в работе путем статистической оценки линеиных и нелинейных связей установлена временная сопряженность между упругим сопротивлением артериальной стенки, т.е. жесткостью, и атмосферным давлением: у мужчин с АГ в дни с высоким давлением повышается их способность сопротивляться растягивающей силе пульсовой волны крови. Это свойство по-разному проявляется в артериях рук и ног, у мужчин и женщин, молодых и пожилых, здоровых и больных АГ.

ВЫВОДЫ

1 Путем сопоставления физиологических характеристик с уровнем атмосферного давления в день обследования у мужчин с артериальной гипертензиеи, но не у здоровых людей, обнаружена линейная временная связь, объединяющая эпизоды высокого внешнего давления с повышенной упругостью артерии мы-шечно-эластического типа — сопротивляемостью растягивающему действию пульсовой волны крови. Эта сопряженность проявляется в возрастании скорости распространения пульсовой волны, периферического сосудистого сопротивления и в уменьшении диаметра крупных артерий с соответствующим изменением линейной и объемной скорости кровотока в них по мере увеличения атмосферного давления.

2 Связь упругости артериальной стенки с внешним давлением у Ьольных

артериальной гипертензией зависит от пола и возраста и показывает регионарные и временные особенности: проявляется только у мужчин, у молодых мужчин сильнее, чем у пожилых, в артериях руки сильнее, чем ноги, регистрируется только с уровнем атмосферного давления в день обследования, но не в предшествовавшие сутки.

3 Выраженность связи не зависит от температуры воздуха в день обследования и сезона, но зависит от солнечной активности, фактора вибрации и эмоциональной напряженности на рабочем месте

4 Для проявления связи между атмосферным давлением и упругостью артерии необходим определенный уровень ее растянутости: при низком диастоли-ческом, как и высоком систолическом артериальном давлении, сопряженность

исчезает.

5 При наличии дополнительных факторов, изменяющих реактивность артериальной стенки (сочетание артериальной гипертензии с ИБС, сахарным диабетом 2-го типа, атеросклерозом сосудов нижних конечностей), связь эластичности артерий с внешним давлением ослабевает или исчезает.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Мельников В.Н. Влияние солнечной активности на эластические свойства плечевой артерии и кровоток в мышцах предплечья у людей [Текст] / В.Н. Мельников, Т.Г. Комлягина, С.Ю. Речкина, С.Г. Кривощеков // Авиакосм, экологич. мед. - 2010. - Т. 44, № 2. - С. 55-60.

2. Мельников В.Н. Эластические свойства артерий конечностей и перифериче-

ская гемодинамика у больных ИБС: сравнительное исследование жителей республики Саха (Якутия) и Новосибирской области [Текст] / В.Н. Мельников, С.Ю. Новицкая (Речкина), Т.Г. Комлягина, С.Г. Кривощеков // Бюл. СО РАМН. -2010. - Т. 30, № 3. - С. 71-77.

3. Melnikov V.M. Limb muscle hemodynamics and arterial distensibility depend on

atmospheric pressure in hypertensive men [Text] / V.N. Melnikov, S.G. Krivo-schekov, S.Yu. Rechkina, T.G. Komlyagina, N.S. Consedine // Biomed. Environ. Sei. - 2013,- V. 26, No. 4 - P. 284-294.

4. Мельников В.Н. Средовые детерминанты эластических свойств перифериче-

ских кровеносных сосудов [Текст] / В.Н. Мельников, С.Ю. Новицкая (Речкина) // Вестн. Рос. военно-мед. акад. - 2008. - № 3(23), прил. 2 - С. 383384.

5. Новицкая (Речкина) С.Ю. Половые различия и соматометрические корреля-

ты показателей периферического кровообращения у здоровых людей [Текст] / С.Ю. Новицкая (Речкина), В.Н. Мельников // VI Сибирский физиологический съезд: Тез. докл. - Барнаул: Принтэкспресс, 2008. — Т. 1. - С. 33.

6. Новицкая (Речкина) С.Ю. Эластические свойства артерий и показатели кро-

вообращения в мышцах конечностей у больных церебральным атеросклерозом [Текст] / С.Ю. Новицкая (Речкина), В.Н. Мельников, Т.Г. Комлягина, С.Г.Кривощеков // Рос. клинико-фармацевт. вестн. - 2009. - № 1. - С. 82.

7. Новицкая (Речкина) С.Ю. Региональные особенности кровообращения у жителей республики Саха (Якутии) и южной части Западной Сибири[Текст] / С.Ю. Новицкая (Речкина), Т.Г. Комлягина // Актуальн. вопр. охраны здоровья населения регионов Сибири: Матер. 7-й науч.-практ. конф. молодых ученых (Красноярск, 2009). - Красноярск, 2009. - С. 58.

8. Кривощеков С.Г. Функциональные асимметрии у человека в условиях Севера

[Текст] / С.Г. Кривощеков, В.Н. Мельников, С.Ю. Новицкая (Речкина) // Матер. Всерос. науч.-практ. конф., посвященной 3-му Междунар. полярн. году. — Архангельск, 2009. - С. 206—208.

9. Мельников В.Н. Показатели периферической гемодинамики и эластичность артерий зависят от атмосферного давления у больных гипертонической болезнью [Текст] / В.Н. Мельников, Т.Г. Комлягина, С.Ю. Новицкая (Речки-

на), С.Г. Кривощеков // Медико-физиол. пробл. экол. чел.: Матер. III Всерос. конф. (Ульяновск, 2009) - Ульяновск, 2009. - С. 196-198. 10. Melnikov V.N. Environmental determinants of peripheral circulation in Northern and Southern Siberian populations - a comparison [Text] / V.N. Melnikov, S.Yu. Novitskaya (Rechkina), T.G. Komlyagina, A.O. Ondar // Circumpolar Health

Suppl. -2010. - No. 7. - P. 339. . .

11 Novitskaya (Rechkina) S.Yu. Place of residence and peripheral blood flow m ischemic heart disease patients in Siberia [Text] / S.Yu. Novitskaya (Rechkina), T.G. Komlyagina, V.N. Melnikov // Circumpolar Health Suppl. - 2010. - No. 7. -P. 311.

12. Речкина С.Ю. Ремоделирование артерий конечностей при адаптации к хронической артериальной гипертензии [Текст] / С.Ю. Речкина, В.Н. Мельников // Фундамент, аспекты компенсаторно-приспособит. процессов: Матер. 5-й Всерос. науч.-практ. конф. (Новосибирск, 2011) - Новосибирск: РИД НГУ, 20 П.-С. 192-193.

13. Мельников В.Н. Физиология барочувствительности человека [Текст] / В. Н. Мельников, С. Ю. Речкина // VII Сиб. съезд физиологов: Матер, съезда физиологов с междунар. участием (Красноярск, 2012) - Красноярск, 2012. - С. 352-353.

14. Мельников В.Н. Показатели эластичности артерий и гемодинамики у здоровых и больных людей [База данных] / В.Н. Мельников, Т.Г. Комлягина, С.Ю. Речкина, И.Ф. Лазарева, И.Ю. Суворова, С.Г. Кривощеков // Федеральная служба по интеллектуальной собственности РФ. - Свидетельство о государственной регистрации базы данных, № 2012620540. - 9 июня 2012.

СПИСОК ОБОЗНАЧЕНИЙ И СОКРАЩЕНИЙ

АГ - артериальная гипертензия

АД — артериальное давление

АДД - артериальное давление диастолическое

АДЛ - артериальное давление латеральное

АДП - артериальное давление пульсовое

АДС - артериальное давление систолическое

АДСр - артериальное давление среднединамическое

АтД — атмосферное давление

ВСА - внутренняя сонная артерия

ги - гиперемический индекс

ИБС — ишемическоя болезнь сердца

ИМТ - индекс массы тела

ИУ - индекс упругости

лек - линейная скорость кровотока

НС А - наружная сонная артерия

ОСА - общая сонная артерия

ОСАК - объемная скорость артериального кровотока

ПА - позвоночная артерия

РГ - реактивная гиперемия

РСС - регионарное сосудистое сопротивление

СРПВ - скорость распространения пульсовой волны

ссз — сердечно-сосудистые заболевания

тким - толщина комплекса интима-медиа

УСА - упругое сопротивление артерии

ЧСС - частота сердечных сокращений

ЭДРА - эффективный диастолический радиус артерии

Подписано к печати 24.10.2013 формат - 60x84 1/8, Усл. печ. л. 1 Бумага: офсетная Печать: трафаретная Тираж: 100 экз. Номер заказа № 668 ООО " Типография ЮГУС", ИНН 5402548639, г. Новосибирск, ул. Залесского, 4, тел.: (383) 226-14-56, 225-04-47

Текст научной работыДиссертация по биологии, кандидата медицинских наук, Речкина, Светлана Юрьевна, Новосибирск

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ МЕДИЦИНСКИХ НАУК СИБИРСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ФИЗИОЛОГИИ И ФУНДАМЕНТАЛЬНОЙ МЕДИЦИНЫ

04201365554

На правах рукописи

РЕЧКИНА СВЕТЛАНА ЮРЬЕВНА

ГЕМОДИНАМИКА И ЭЛАСТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА АРТЕРИЙ У ЗДОРОВЫХ ЛЮДЕЙ И БОЛЬНЫХ СЕРДЕЧНОСОСУДИСТЫМИ ЗАБОЛЕВАНИЯМИ ПРИ ИЗМЕНЕНИИ АТМОСФЕРНОГО ДАВЛЕНИЯ

03.03.01 - Физиология

Диссертация на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Научный руководитель — доктор биологических наук В. Н. Мельников

Научный консультант — доктор медицинских наук, профессор К. Ю. Николаев

Новосибирск 2013

Оглавление

Стр.

Использованные сокращения и обозначения..........................................5

Введение..........................................................................................................7

Глава 1. Эластические свойства артерий: физиологические маркеры и влияющие факторы. Аналитический обзор..............................14

1.1. Терминология......................................................................................14

1.2. Причины, механизмы, физиологические и морфологические признаки изменения эластичности артерий..................................15

1.2.1. Графический профиль, скорость распространения и амплитудно-фазовые характеристики пульсовой волны................15

1.2.2. Морфологическая структура стенки артерии........................16

1.2.3. Механизмы изменения эластичности артерий......................18

1.2.4. Косвенные характеристики эластичности и опосредованно связанные с нею показатели....................................................20

1.3. Влияющие факторы: эндогенные, экзогенные и характеристические ..................................................................................................22

1.3.1. Пол..............................................................................................23

1.3.2. Возраст........................................................................................25

1.3.3. Метаболические..........................................................................29

1.3.4. Психоэмоциональное состояние..........................................33

1.3.5. Профессиональные....................................................................34

1.3.6. Мышечная работа......................................................................35

1.4. Механические......................................................................................37

1.5. Климато-экологические......................................................................37

1.5.1. Атмосферное давление..............................................................37

1.5.2. Концентрация кислорода в воздухе........................................46

1.5.3. Температура и загрязнение воздуха........................................49

1.5.4. Солнечная и геомагнитная активность....................................51

1.5.5. Регион проживания....................................................................53

1.6. Вредные привычки и другие факторы образа жизни......................54

1.6.1. Курение....................................................................................54

1.6.2. Алкоголь....................................................................................56

1.7. Лекарственные средства и химические вещества............................57

1.8. Эндогенные и экзогенные детерминанты периферической гемодинамики и эластичности артерий у больных сердечно-

сосудистыми заболеваниями............................................................59

1.9. Заключение..........................................................................................64

Глава 2. Объекты и методы........................................................................66

2.1. Общая характеристика обследованных............................................66

2.2. Процедура физиологического обследования..................................70

2.3. Методы измерения кровотока, свойств сосудов и изученные показатели ..............................................................................................72

2.3.1. Окклюзионная плетизмография..............................................72

2.3.2. Осцилловазометрия..................................................................74

2.3.3. Сфигмокардиография................................................................80

2.3.4. Ультразвуковое исследование сосудов шеи..........................81

2.4. Методы статистической обработки..................................................82

Глава 3. Результаты. Регионарная гемодинамика в мышцах конечностей и эластические свойства артерий у здоровых людей в зависимости от влияющих факторов..................................................84

3.1. Различия между верхней и нижней конечностями и зависимость

от пола................................................................................................84

3.2. Возрастные особенности..................................................................91

3.3. Зависимость от содержания жировой ткани в организме............92

3.4. Связь с солнечной активностью......................................................94

3.5. Сопряженность с атмосферным давлением....................................97

3.5.1. Половые различия....................................................................97

3.5.2. Возрастные особенности..........................................................101

3.5.3. Проявления при двукратном тестировании............................103

Глава 4. Результаты. Регионарная гемодинамика в мышцах конечностей и эластические свойства артерий у больных сердечнососудистыми заболеваниями..................................................................104

4.1. Различия между верхней и нижней конечностями и зависимость

от пола........................................................................................................104

4.2. Возрастная динамика........................................................................106

4.3. Зависимость от индекса массы тела................................................109

4.4. Связь с солнечной активностью....................................................111

4.5. Зависимость от уровня артериального давления............................115

4.6. Эластичность артерий при сахарном диабете................................117

4.7. Производственные факторы..............................................................119

4.7.1. Профессия..................................................................................119

4.7.2. Вибрация....................................................................................121

4.7.3. Эмоциональная напряженность на рабочем месте ...............123

4.8. Факторы образа жизни......................................................................124

4.8.1. Регион проживания....................................................................124

4.8.2. Тип поселения............................................................................126

4.8.3. Курение........................................................................................128

4.9. Сезон и температура воздуха............................................................129

4.10. Атмосферное давление....................................................................131

4.10.1. Половые различия....................................................................132

4.10.2. Зависимость от возраста........................................................140

4.10.3. Зависимость от степени гипертензии....................................143

4.10.4. Сезон и температура воздуха..................................................144

4.10.5. Влияние статуса курения........................................................147

4.10.6. Связь с солнечной активностью..............................................148

4.10.7. Отсроченные эффекты............................................................152

4.10.8. Связи физиологических показателей с атмосферным давлением при сочетанной патологии сердечно-сосудистой системы....................................................................................154

Глава 5. Обсуждение результатов..............................................................156

Заключение......................................................................................................173

Выводы............................................................................................................174

Список использованных литературных источников...........175- 224

Использованные сокращения и обозначения

АГ - артериальная гипертензия

АД - артериальное давление

АДД - артериальное давление диастолическое

АДЛ - артериальное давление латеральное

АДП - артериальное давление пульсовое

АДС - артериальное давление систолическое

АДСр - артериальное давление среднединамическое

АИ - аугментацонный индекс

АтД - атмосферное давление

ВСА - внутренняя сонная артерия

ГБ - гипертоническая болезнь

ГИ - гиперемический индекс

ГМА - геомагнитная активность

ГМК - гладкомышечные клетки

ГМП - геомагнитное поле

ЖС - ишемическоя болезнь сердца

ИУ - индекс упругости

Л - лаг-период

ЛСК - линейная скорость кровотока

МОК - минутный объем кровообращения

НСА - наружная сонная артерия

НСО - Новосибирская область

ОИМ - острый инфаркт миокарда

ОКС - острый коронарный синдром

ОПСС - общее периферическое сосудистое сопротивление

ОСА - общая сонная артерия

ОСАК - объемная скорость артериального кровотока

ОСВК - объемная скорость венозного кровотока

ПА позвоночная артерия

РГ реактивная гиперемия

РСС регионарное сосудистое сопротивление

СА солнечная активность

сд сахарный диабет

СРПВ - скорость распространения пульсовой волны

ссз сердечно-сосудистые заболевания

тким - толщина комплекса интима-медиа

УСА упругое сопротивление артерии

ХОБЛ - хроничекая обструктивная болезнь легких

хпн хроническая почечная недостаточность

чсс частота сердечных сокращений

ЭД эндотелиальная дисфунция

ЭДРА - эффективный диастолический радиус артерии

эзвд - эндотелийзависимая вазодилатация

энзвд - эндотелийнезависимая вазодилатация

число Вольфа

Введение

Актуальность проблемы

Диссертация посвящена научно-практической проблеме, заключающейся в выяснениии экзогенных и эндогенных факторов и механизмов барореак-тивности — внешних и внутренних условий, модулирующих способность организма отвечать изменением физиологических показателей на действие внешнего давления. Без знания таких механизмов невозможны прогнозирование и патогенетическая коррекция метеочувствительности, под которой в данной работе понимается изменение самочувствия или объективных показателей состояния, например АД, при определенном сочетании метеорологических факторов. В более узком контексте задача состоит в выяснении реакции системы кровообращения на изменения атмосферного давления у больных сердечно-сосудистыми заболеваниями.

Проблема имеет двоякое происхождение. Первым источником являются пробелы в наших представлениях о барочувствительности организма человека как способности воспринимать общие слабые барометрические стимулы, действующие на все тело. Так, П. Берт в классической монографии, опубликованной еще в 1878 г., отметил такие признаки изменения гемодинамики, как побледнение кожи, скудность и кратковременность кровотечений из царапин и порезов у каменщиков, работавших в кессонных камерах при строительстве подводных оснований мостов [Bert, 1878]. До настоящего времени гипотеза о снижении периферического кровотока в таких условиях не получала научных доказательств. Лишь недавно появление чувствительных неин-вазивных методов исследования эластичности сосудов и регионарной гемодинамики [Милягин, Комиссаров, 2010] сделало возможным изучение сосудистого ответа на барометрические стимулы.

Второе основание проблемы вытекает из клинической практики и связано с трудностями коррекции состояний, обусловленных патологически измененными или чрезмерными реакциями на метеорологические катаклизмы

[Мандрыкин и соавт., 2004], ведущее значение в которых имеют перепады давления [Хаснулин и соавт., 2000]. Существует дефицит знаний о том, как формируется и развивается метеочувствительность, в чем внутренние механизмы ее возникновения, почему ее симптомы не всегда проявляются не только у разных людей, но и у одного и того же человека в сходных условиях. Такое положение с воспроизводимостью реакций и экспериментальных результатов естественным образом привело к негативизму в отношении большинства ученых к данной проблеме. Так, подавляющее большинство статей в Международном биометеорологическом журнале (International Journal of Biometeorology) описывает реакции объектов, относящихся к примитивным формам жизни.

Работа основана на следующей исходной посылке. Так как существуют люди, особо чувствительные к перепадам атмосферного давления, у которых эта чувствительность проявляется даже субъективно в сфере самочувствия, то все люди в той или иной степени реагируют какими-нибудь объективными симптомами на барометрические стимулы, только у значительной части населения это реагирование остается в "подпороговой зоне" и никак не манифестирует очевидными осознаваемыми признаками, но может быть зафиксировано чувствительными методами. Работа была связана с поисками ответов на следующие вопросы: у каких людей барореактивность манифестирует наиболее наглядно — какого они пола, возраста, какой болезнью преимущественно страдают, от каких факторов она зависит? Какими объективными признаками проявляется действие барометрических стимулов? В основе последнего вопроса лежало предположение, оправданное физическими представлениями и клинико-эпидемиологическими данными [Smith et al., 2008], что эти маркерные признаки отражают работу сердечно-сосудистой системы и включают, главным образом, гемодинамические показатели и растяжимость кровеносных сосудов.

Все больше накапливается убедительных данных о важном прогностическом значении эластичности артерий для выявления сердечно-сосудистого

риска [АсУ1 ег а1., 2010; Мшезап ег а1., 2010]. С увеличением ригидности артерий связывают нарушения когнитивной функции [Разе ег а1., 2010]. Жесткость артерий, степень которой прямо коррелирует с АД, рассматривается как этиологический фактор эссенциальной ГБ [\yagenseil, МесИат, 2012].

При выборе объекта исследования в настоящей работе акцент был сделан на людях с начальными формами артериальной гипертензии с учетом данных о широкой распространенности этого недуга и его ведущей роли в возникновении осложнений [ВеЛоНа е1 а1., 2011].

Задачи исследования:

Научная новизна

В диссертации впервые на основе анализа значительной базы данных обнаружена связь эластических свойств артерий с внешними факторами: атмосферным давлением, сезоном, солнечной активностью, вибрацией. Изучение особенностей этих эффектов у мужчин и женщин, молодых и пожилых, здоровых и больных, в верхних и нижних конечностях позволило получить новые знания о половых, возрастных и регионарных различиях в механизмах физиологической регуляции гемодинамики и растяжимости артерий. Проведенный анализ свидетельствует, что список влияющих на эластичность факторов шире, чем сейчас принято считать, и что теорию регуляции АД нужно дополнить новыми данными о барореактивности сосудов.

Научно-практическая значимость работы

Проведенное исследование показало, что характеристики кровообращения и эластические свойства артерий, обусловленные тонусом гладких мышц сосудистой стенки, зависят от атмосферного давления. Полученные результаты иллюстрируют важность эколого-физиологических исследований для общей физиологии, когда через связь внутренних характеристик с внешними факторами и особыми условиями, трудно воспроизводимыми в эксперименте, познаются эндогенные механизмы регуляции отдельных функций.

Путем вычисления корреляций растяжимости интактной и механически релаксированной артерии с одним и тем же средовым фактором - атмосферным давлением - удалось показать, что данные состояния артерий принципиально различаются и, вероятно, регулируются разными механизмами, потому что для этих двух состояний обнаружены противоположные корреляции. Если вклад мышечного тонуса в растяжимость расслабленной артерии в диастолу невелик, то его значение в детерминации эластичности растянутой артерии значителен.

Результаты работы позволяют предположить, что полученные данные, предоставляя основу для рабочих гипотез, вызовут к жизни исследования, выполняемые в контролируемых условиях и направленные на выяснение причинно-следственных связей и физиологических механизмов непосредственного действия барометрических ст�

Информация о работе

Речкина, Светлана Юрьевна
кандидата медицинских наук
Новосибирск, 2013
ВАК 03.03.01

Диссертация

Гемодинамика и эластические свойства артерий у здоровых людей и больных сердечно-сосудистыми заболеваниями при изменении атмосферного давления - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы