Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Возрастные резервы периферического кровообращения и их роль в компенсации недостаточности кровоснабжения нижних конечностей

ВАК РФ 03.00.13, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Возрастные резервы периферического кровообращения и их роль в компенсации недостаточности кровоснабжения нижних конечностей"

На правах рукописи

Щ У Р О В А

Елена Николаевна

ВОЗРАСТНЫЕ РЕЗЕРВЫ ПЕРИФЕРИЧЕСКОГО КРОВООБРАЩЕНИЯ И ИХ РОЛЬ В КОМПЕНСАЦИИ НЕДОСТАТОЧНОСТИ КРОВОСНАБЖЕНИЯ НИЖНИХ КОНЕЧНОСТЕЙ

03.00.13. - Физиология человека и животных

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических паук

Челябинск - 1996

Работа выполнена в лаборатории биофизических методов исследования тканей и их кровоснабжения при чрескостном остеосинтезе по Илизарову Российского Научного Центра "Восстановительная травматология и ортопедия" имени академика Г.А. Илизарова в г. Кургане.

Научные руководители:

— академик РАМТН, доктор медицинских наук, профессор Шевцов В.И.

— доктор медицинских наук Щуров В.А.

Официальные оппоненты:

— доктор биологических наук, профессор, академик МАНЭБ Кузнецов А.П.

— кандидат биологических наук, доцент кафедры биомеханики Уральской государственной академии физической культуры Дятлов Д.А.

Ведущее учереждение:

Институт физиологии СО РАМН. г. Новосибирск Защита состоится " А^/" .^СО^^Ау^ 1996 года в

часов на

заседании диссертационного совета К 113.13.04. по присуждению ученой степени кандидата биологических наук Челябинского государственного педагогического университета, 454080, Челябинск, пр. Ленина, 69.

С диссертацией можно ознакомиться в читальном зале библиотеки Челябинского государственного педагогического университета.

Автореферат разослан

1996 г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат биологических наук

r-Sfc ;/.--___Шибкова Д.З.

АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ. Изучение возрастных резервов и предупреждения расстройств периферического кровообращения становится одной из важных задач современной физиологической науки в связи с увеличивающимся ростом численности пожилых людей (О.В. Коркушко и др., 1994; S. Wallace. 1994; Ф.И. Комаров и др., 1994; В.В. Безруков, 1994). В последние годы наблюдается увеличение числа лиц трудоспособного возраста, страдающих расстройствами кровообращения в нижних конечностях в связи с деструктивными изменениями в артериальных сосудах (облитерирующий атеросклероз и тромбангнит) (H.H. Малиновский и др., 1991; В.М. Дмитриев, В.Ф. Чернов, 1992). По данным A.B. Покровского (1979), в 25 - 65% случаев эта патология приводит к ннвалидпзашш пациентов. Кроме того, продолжительность жизни мужчин с облитерирующими изменениями артерий нижних конечностей меньше в среднем на 10 лет ( A.A. Спиридонов и др., 1996).

Несмотря на значительное количество работ, посвященных исследованию влияния возраста на сердечно-сосудистую систему, возрастные изменения кровоснабжения нижних конечностей исследованы недостаточно полно вследствие возникающих методических трудностей (Kushar et. al., 1977; O.B. Коркушко, 1983; В.П. Гордпенко и др., 1995; W. Mordechzi, 1993) Вопрос о характере изменения объемной скорости кровотока голени с увеличением возраста людей продолжает оставаться нерешенным (A.J.Krouse, 1977; B.B. Трошок и др. 1988). Сравнительно мало уделено внимания возрастной динамике компенсаторно-адапташюнных изменений периферического кровоснабжения (Савицкий H.H.. 1974; Коркушко О.В. 1983).

Механизмы компенсаторных процессов в гемодинамике мужчин с недостаточностью кровоснабжения нижней конечности вследствие деструктивных изменений артериальных сосудов в различные возрастные периоды остаются недостаточно освещенными (К. А. Морозов, 1966; Д.Д. Закиркиджаев и др., 1987; Коркушко О.В. и др. 1987).

Известно, что уменьшение или отсутствие функциональной нагрузки приводит к инволюции и атрофии органов и тканей. Гипокинезия может быть одной из причин преждевременного старения (В.А.Боер, 1969). Ведущим симптомом у мужчин с облитерирующими изменениями артерий нижних конечностей является перемежающаяся хромота, когда через определенное количество метров пути обследуемый вынужден останавливаться из-за

3

появления болей и усталости в икроножных мышцах. Следствием этого является снижение локомоторной двигательной активности.

Мышечная деятельность является важнейшим естественным стимулятором физиологических функций организма (Д.Ф. Чеботарев, 1969; Н.А. Фомин, Ю.Н. Вавилов, 1991; De Caprio L. et. al., 1993). Умеренные физические нагрузки способствуют предотвращению развития болезней сердечнососудистой системы у людей разных возрастных групп. Под влиянием физических упражнении у людей старше 60 лет происходит нормализация систолического артериального давления (G. Abate et. al., 1993). становятся менее выраженными атеросклеротнческие изменения (В.М. Заииорский, 1986). снижается смертность (V. Lemaire et.al.. 1993).

Дозированные физические упражнения используются как метод компенсации недостаточности кровоснабжения нижней конечностн у мужчин с об-литерирующими изменениями артерий нижних конечностей (С.А.б Clyne et. al., 1985; М. Andrissen et.al., 1989: B.A. Челноков. 1992). Однако физическая тренировка на фоне ишемии нижних конечностей может и ускорить течение патологического процесса (С.P. Shearman. 1992). Возникла необходимость исследования двигательной активности в естественных условиях и определения ее влияния на показатели кровообращения нижней конечности.

В 1983 году Г.А. Илизаровым был предложен новый оригинальный метод стимуляции периферического кровообращения при наличии хронической ишемии нижних конечностей (А.с. 1061803 СССР). Несмотря на то, что он используется длительное время, остаются неизученными функциональные результаты, не ясен механизм позитивных изменений в кровообращении нижних конечностей. Вопрос о том. на каком этапе развития недостаточности кровоснабжения нижней конечности предпочтительно использовать этот метод, остается спорным.

ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ. Целью настоящего исследования является изучение возрастной динамики резервов кровообращения нижних конечностей у здоровых мужчин и выявление ее особенностей у лиц с облитерирующими изменениями артерий нижних конечностей; исследование механизмов позитивных сдвигов в периферическом кровообращении в усло-виял его стимуляции по методу Илизарова.

В процессе исследования определены следующие задачи:

— изучение динамики резервов периферического кровообращения у здоровых мужчин в возрасте от 20 до 70 лет;

— анализ влияния возрастных резервов адаптации и двнгателыюй активности на компенсаторные свойства системы кровообращения у мужчин с облитерирующими изменениями артерий нижних конечностей;

— изучение механизмов позитивных изменений периферического кровообращения в условиях стимуляции по методу Илизарова;

— влияние стимуляции периферического кровообращения на показатели функционального состояния нижней конечности и разработка критериев прогнозирования длительности положительного эффекта компенсации недостаточности кровоснабжения.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА. В данной работе впервые изучены резервы кровообращения нижней конечности и суточная двигательная активность здоровых мужчин разных возрастных групп. Выявлены особенности возрастной динамики адаптационно-компенсаторных возможностей системы кровообращения и опорно-двигательного аппарата и их влияние на уровень функциональной реабилитации мужчин с деструктивными изменениями артерий нижних конечностей. Исследованы механизмы позитивных изменений кровообращения нижней конечности в условиях компенсации по методу Илизарова.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ. Практическая значимость работы заключается в разработке зозрастных нормативов показателей кровообращения конечности и двигательной активности мужчин, в проведении комплексной оценки резервных возможностей сердечно-сосудистой системы лиц с облитерирующими изменениями артерии нижних конечностей, разработке на этой основе балльной системы прогнозирования длительности положительного эффекта компенсации недостаточности кровоснабжения, а также выявлении роли функциональной нагрузки на конечность в поддержании этого результата. Результаты исследования применяются в сосудистой хирургии Российского научного центра "Восстановительной травматологии и

ортопедии", отделении ангиологии медсанчасти "ВАЗА", при чтении курса лекций в медицинском университете им. академика Г.А. Илизарова.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ .

1. Возрастное снижение резервных возможностей периферической гемодинамики у мужчин с деструктивными изменениями артерий нижних конечностей сопровождается более ранним, чем у здоровых сверстников, развитием компенсаторных механизмов, обеспечивающих кровоснабжение в состоянии покоя.

2. Компенсация недостаточности кровоснабжения нижней конечности по методу Илизарова показана при сохранении резервов сосудистой системы конечности, снижающихся с у величением возраста.

3. Стойкость функциональной реабилитации мужчин с деструктивными изменениями артерий нижних конечностей находится в зависимости от уровня восстановления локомоторной двигательной активности.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Материалы диссертации доложены на международной научной конференции "Метод Илизарова - достижения и перспективы" (Курган, июнь, 1993). на Юбилейной научной конференции научно-исследовательского центра Татарстана (Казань, январь, 1994). на заседании 7 Республиканской школы "Биология опорно-двигательного аппарата" (Харьков, июнь, 1994), на научной конференции "Хроническая критическая ишемия конечности" (Москва-Тула, сентябрь, 1994).

ПУБЛИКАЦИИ. По материалам диссертации опубликовано 15 работ, имеется положительное решение на изобретение.

ОБЪЕМ И СТРУКТУРА РАБОТЫ. Диссертация изложена на 149 страницах машинописного текста, состоит из введения, шести глав, выводов и списка литературы. Первая глава отражает состояние изучаемого вопроса. Во второй главе дается общая характеристика материала и методы исследования. В третьей, четвертой, пятой и шестой главах излагаются результаты исследований автора и их обсуждение, даются практические рекомендации. В тексте диссертации содержится 31 таблица и 22 рисунка. Список литературы включает 115 отечественных и 57 зарубежных работ.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ 1. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Для решения поставленных задач нами было проведено исследование на 76 здоровых мужчинах без симптомов сосудистой патологии в возрасте от 20 до 70 лет. Обследуемые были разделены по десятилетиям жизни: 20-29 лет; 30-39 лет; 40-49 лет; 50-59 лет; 60-69 лет. В возрастную группу 60 - 69 лет вошли мужчины, ведущие активный образ жизни (работающие пенсионеры).

Дополнительное комплексное обследование проведено на 216 мужчинах с облитернруюшпмп изменениями артерий нижних конечностей 2. 3 и 4 стадий недостаточности кровоснабжения конечности (классификация по A.B. Покровскому) в возрасте от 25 до 69 лет. 80 обследуемых наблюдались в процессе стимуляции периферического кровообращения по методу Илизаро-ва.

Компенсация недостаточности кровоснабжения конечности осуществлялась посредством выполнения медиальной кортикотомии с созданием отще-па большеберцовой кости в верхней или средней трети голени и перемещение его в поперечном направлении с помошыо аппарата Илизарова. В ближайшие и отдаленные сроки после снятия аппарата было обследовано соответственно 106 и 97 человек.

У всех мужчин исследовалась центральная и периферическая гемодинамика. Регистрировались показатели: минутный объем сердца, системное систолическое артериатьное давление, линейная и объемная скорости кровотока в общей бедренной артерии, систолическое артериальное давление на разных уровнях нижней конечности, объемная скорость кровотока покоя в средней трети голени, пиковый кровоток, индекс пикового кровотока, коэффициент капиллярной фильтрации. Все показатели были получены в состоянии физического покоя, в положении обследуемых "лежа на спине". При оценке кровообращения были использованы ультразвуковая установка "ALOKA" SSD-630 (Япония) с использованием датчиков 7.5 и 3.5мГц, венозный окклюзион-ный плетизмограф "PER1QUANT-3500" (Швеция), полиграф PM-S5 "Nihom Kohden-" (Япония).

Двигательная активность исследовалась с помощью механических шагомеров "ЗАРЯ". Этот прибор срабатывает при у скорении центра тяжести тела

7

по вертикальной составляющей. Шагомеры крепились на поясе. Обследуемые ходили с шагомером в течение 2-3 суток в произвольном естественном темпе. Учитывая показания прибора при прохождении 100 - метрового контрольного отрезка пути, рассчитывался декремент погрешности (Ор) для каждого обследуемого:

йр = кол-во испит, ишгог, / кол-со шагов по шагомеру.

Так же рассчитывали расстояние, которое обследуемый проходит за сутки (СДА):

СДА = /Г, • 0,I / А",„

где СДА - расстояние в метрах. Кс - показания шагомера за сутки. Км - показания шагомера на контрольном отрезке пути.

Кроме того, на контрольном отрезке пути регистрировалась скорость ходьбы, темп, длина шага. Рассчитывался показатель валовых энерготрат при ходьбе по формуле, предложенной В.М. Зацпорским с соавт. (1987). У мужчин с деструктивными изменениями артериальных сосудов исследовалась длина безостановочного пути - расстояние, которое обследуемый может пройти до возникновения боли и усталости. Статистическая обработка результатов проведена с использованием методов вариационной статистики с определением параметрического I - критерия по Стыоденту, корреляционного и регрессионного анализов, метода математического прогнозирования.

2. РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

Исследование кровообращения в группе здоровых мужчин показало, что в кровообращении нижней конечности по мере старения организма развивается комплекс приспособительно-компенсаторных изменений.

На фоне возрастного снижения минутного объема сердца (19%, р < 0,05) и роста системного систолического артериального давления (на 8%, р < 0.05) в общей бедренной артерии (рис. 1а и 16) можно проследить снижение линейной (на 18%, р < 0,05) и объемной скоростей кровотока (на 25%, р < 0,05). Зависимость этих показателей от возраста можно описать уравнением линейной регрессии:

•у(+) = 0,699 - 0,0033 ■ В, г = - 0,873, р < 0,05;

О = 26,Н -0,116 ■ В, г = - 0,71), р < 0,05,

где V,.)- линейная скорость, С) - объемная скорость, В - возраст.

0,8 ;

I ]

0,6

О

а

\ 0,4 ■ >

0,2 ■

30-39 40-49 50-59 60-69

Возраст, годы

а

24

о

5 12

20-29 30-39 -Ю-49

б

Рис.1. Линейная (а) и объемная (о) скорости кровотока в общей бедренной артерии у здоровых мужчин разных возрастных групп.

о----------

20-29

30-59 60-69

Возраст (годы)

Следует заметить, что снижение линейной скорости кровотока, по сравнению с показателями возрастной группы 20-29 лет наблюдается раньше (5059 лет), чем объемном (60-69 лет). Диаметр общей бедренной артерии при сравнении показателей двух возрастных групп 20-29 и 60-69 лет достоверно не меняется, хотя имеет характерный подъем ( на 13%, р < 0,05) в возрасте 50-59 лет. Из вышеизложенного можно сделать вывод, что более раннее снижение линейной скорости в шестом десятилетии компенсируется увеличением диаметра артерии, что поддерживает объемную скорость кровотока на прежнем уровне.

Объемная скорость кровотока покоя в средней трети голени у мужчин возрастной группы 60-69 лет на 36% (р < 0.001) ниже, чем в самой молодой группе (20-29 лет). При рассмотрении последовательной возрастной динамики этого показателя (рис.26) мы отмечали характерный подъем (на 18%. р < 0,05) в возрасте 50-59 лет.

Объемная скорость кровотока после ишемической пробы - пиковый кровоток (рис.2а) после 40 лет снижается на 23% (р < 0.05) и держится на относительно постоянном уровне в последующие десятилетня жизни. Зависимость этого показателя от возраста можно описать уравнением линейной регрессии:

ПК = 13,3 - 0,09 ■ В, г- - О,77, р < 0,05,

где ПК - пиковый кровоток. В - возраст.

Индекс пикового кровотока, отражающий резервные возможности сосудистой системы нижней конечности, достоверно уменьшается после 50 лет. Процент возрастного снижения при сравнении двух крайних возрастных групп составляет 15% (р < 0.05). Так в 20-29 лет индекс пикового кровотока равен 10,0 ± 0,4, в 30-39 лет - 11,0 ± 0.6. в 40-49 лет - 8,9 ± 1,0, 50-59 лет - 7.5 ± 1,0, в 60-69 лет - 8,4 ± 0,5. Зависимость этого показателя от возраста можно описать уравнением линейной регрессии:

ПИК = 15,1 - 0,15 -В, / =- 0,85, р < 0,05,

где ИПК - индекс гшкового кровотока, В - возраст.

Анализируя вышеприведенные данные венозной окклюзионпои плетизмографии, можно сделать вывод, что в 30-39 лет, когда наблюдается пик развития физиологических функций организма (А. Harth, 1993), оптимум регуляции кровоснабжения (Ю.Е. Маляренко, 1993), в наших исследованиях регистрируется снижение объемной скорости кровотока голени в покое, высокий пиковый кровоток в условиях функциональной пробы, наибольший индекс пикового кровотока. Затем после 40 лет снижается пиковый кровоток и после 50 лет индекс пикового кровотока, параллельно нарастает объемная скорость кровотока в покое. Возрастное снижение пикового кровотока и индекса пикового кровотока влечет компенсаторное увеличение в шестом десятилетии объемной скорости кровотока в покое. После 60 лет наблюдается снижение всех показателей.

В научной литературе о динамике показателей объемной скорости кровотока существуют противоположные мнения. По данным Kroese A.J. (1977) объемная скорость кровотока покоя снижается, пиковый достоверно не коррелирует с возрастом. Трошок В.В. с соавт. (1988) пришли к выводу, что кровоток покоя с возрастом увеличивается, а пиковый и индекс пикового кровотока достоверно не меняются, хотя имеют тенденцию к снижению. Мы считаем, что возрастное снижение объемной скорости кровотока покоя, индекса пикового кровотока, пикового кровотока - закономерная реакция сосудистой системы конечности, она обусловлена снижением физической активности мужчин, относительного объема мышц, сердечного выброса.

Коэффициент капиллярной фильтрации как интегральный показатель нутритивного кровотока зависит от размера фильтрующей поверхности капиллярной стенки и ее проницаемости. В огдичне от ранее приведенных показателей он увеличивается с зозрастом. процент увеличения при сравнении двух крайних возрастных групп составляет 40° о (р < 0,001). Так. если в 20-20 лет ККФ равен 0,010 ± 0.001 мл/мин • 100 г. на мм.рт.ст., то в 60-69 лет -0,014 ±0.003. В шестом десятилетии наблюдается более выраженный подъем этого показателя, достигающий 90% (р < 0,001). Это увеличение можно рассматривать как компенсаторную реакцию микрососуднстого русла на снижение прптока крови к конечности, уменьшение резервов сосудистой системы и капилляризашш тканей конечности.

20-29 30-39 40-49 50-59 60-69

Возраст (годы)

2

О ----,------

20-29 30-39 40-49 50-59 60-69

Возраст (годы)

б

Рис. 2. Объемная скорость кровотока покоя голени (б) и пиковый кровоток (а) у здоровых мужчин разных возрастных групп.

Таким образом, с увеличением возраста основные показатели кровоснабжения конечности снижаются. Это обусловлено, по всей видимости, как снижением сердечного выброса, так и падением двигательной активности, уменьшением объема мышц конечности. Наряду с этим развивается ком-

плекс адаптивно-компенсаторных изменении. Для поддержания оптимального уровня объемной скорости кровотока в общей бедренной артерии происходит увеличение диаметра. Снижение резервов сосудистой системы конечности компенсируется повышением объемной скорости кровотока в покое, увеличением коэффициента капиллярной фильтрации. Шестое десятилетне жизни здоровых мужчин является важным этапом компенсаторно-приспособительных изменении в кровоснабжении конечности, направленных на поддержание его оптимального состояния. В последующем все показатели даже в состоянии покоя имеют тенденцию к снижению.

При сравнительном анализе возрастной динамики показателей сердечнососудистой системы выявлено, что у мужчин с облптерируюшими изменениями артерий нижних конечностей снижение некоторых показателей периферической гемодинамики идет более быстрыми темпами, чем у здоровых сверстников.

Так. пиковый кровоток при всех стадиях недостаточности кровоснабжения конечности (рис.За) ниже, чем у здоровых мужчин. В возрасте до 30 лет этот показатель соответствует уровню здоровых в 60-69 лет. При 2 стадии имеет тенденцию к снижению: у здоровых мужчин снижается на 30% (р < 0,05), у мужчин 3 стадии - на 27% (р < 0,05), 4 стадии - на 40% (р < 0,05). Наибольший темп возрастного снижения наблюдается в терминальной стадии недостаточности кровоснабжения конечности. Индекс пикового кровотока при 2 и 3 стадиях недостаточности кровоснабжения достоверно не менялся. при 4 стадии возрастное снижение составляло 66% (р < 0,001).

В обшей бедренной артерии возрастное снижение линейной скорости кровотока при 2 стадии наиболее выражено (35°Ь. р < 0.05), при 3-4 стадиях составляло такой же процент, как ну здоровых мужчин (на 18%, Р < 0,05).

На фоне выраженного возрастного снижения перечисленных показателей развивается комплекс адаптационно-компенсаторных сдвигов в состоянии периферического кровообращения. Наблюдается компенсаторное увеличение диаметра общей бедренной артерии (вне окклюзии) у мужчин 2 стадии на 16% (р < 0,05), при 3-4 стадия - на 25% (р < 0.05). Следует отметить, что это увеличение в стадии компенсированного кровообращения развивается на десять лет раньше, чем у здоровых мужчин.

5 Г Я

О

о

г—

X X

2 С 5

До 30 30-35 40-49 50-59 Возраст, годы

60-69

Е здоровые □ 2 стадия Е2 3 стадия ! г 4 стадия

х

1

х Е

"Е

2

20-29 30-39 40-49 50-59 Возраст, годы

60-69

|Е! здоровые

I □ 2 стадия | с 3 стадия

II 4 стадия

б

Рис. 3. Пиковый кровоток (а) и объемная скорость кровотока покоя (б) у мужчин с облитернрующнми изменениями артерий нижних конечностей разных возрастных групп.

Также отмечается возрастной рост объемной скорости кровотока покоя голени, при 2 и 3 стадиях недостаточности кровоснабжения он составляет 20% и 13% (р < 0,05) соответственно. На протяжении возрастного интервала 23-69 лет объемная скорость кровотока покоя голени имеет характерный 14

компенсаторный подъем, который у здоровых наблюдается в 50-59 лет, при 2 стадии он сдвинут в более ранний возрастной период - 40-49 лет, при 3 стадии - 30-39 лет, 4 стадии - 20-29 лет. Во всех обследуемых группах мужчин с недостаточностью кровоснабжения нижней конечности объемная скорость кровотока покоя голени выше, чем у здоровых сверстников (рис. 3 б).

Кроме того, у обследуемых с облитерируюшими изменениями артерий нижних конечностей в отличие от здоровых муж-чин выявлено участие центрального звена кровообращения в процессе компенсации возрастного снижения показателей периферической циркуляции. Минутный объем сердца при 2 стадии недостаточности кровоснабжения увеличивается на 46% (р < 0.01). при 3 и 4 стадии поддерживается на относительно постоянном уровне. Наблюдается рост систолического системного артериального давления более быстрыми темпами. Так, если в норме его увеличение составляет 8% (р < 0.05), у мужчин 2 стадии - 21% (р < 0.05), 3 - 4 стадии - 16% (р < 0,05).

Более выраженное возрастное снижение резервных возможностей сосудистой системы нижней конечности мужчин с облитерируюшими изменениями артерий нижних конечностей может быть связано с тем, что к возрастным изменениям присоединяются патологические: выход из строя сосудистых ветвей вследствие окклюзии артериального русла, деструктивных изменении артериальной стенки. Компенсаторное увеличение объемной скорости кровотока покоя обусловлено, по всей видимости, наблюдаемыми у этой категории обследуемых следующими явлениями: вазодилятацией микроцирку-ляторного русла (J. Eieklioff, Н. Engell, 1982). снижением регионарного систолического артериального давления, которое ведет к адекватному падению удельного периферического сопротивления сосудов конечности (В.В. Шломин. 1987), наличием артерно-венозных анастомозов (Гервазиев и др., 1980). Возрастной подъем объемной скорости кровотока может являться следствием снижения симпатического контроля сосудов нижних конечностей, увеличения чувствительности к гуморальным факторам.

Рост минутного объема сердца с возрастом или отсутствие его снижения у мужчин с облнтерирующнми изменениями артерий нижних конечностей можно рассматривать как компенсаторную реакцию сердца в условиях, когда функциональные резервы периферического сосудистого русла недостаточны. Окклюзия магистральных артерий вызывает рост общего периферического

сопротивления сосудов, это сопровождается развитием гипертрофии миокарда левого желудочка и гиперфункцией сердца в покое (Г.С. Беляева, 1989).

Таким образом, при облитерирующих изменениях артерий нижних конечностей выраженное возрастное снижение показателей функциональных резервов периферической гемодинамики ведет к подключению в процесс компенсации, кроме местных механизмов, центрального звена кровообращения. По мере углубления деструктивного процесса резервы компенсаторной адаптации истощаются. Более раннее развитие компенсаторных реакций вызвано резким снижением резервных возможностей сосудистой системы конечности.

Исследование локомоторной двигательной активности у здоровых мужчин показало, что скорость свободного передвижения снижается с возрастом (табл. 1).

Таблица 1 Соматометрическпе показатели и содержание двигательной активности здоровых мужчин разных возрастных групп

Группа Сред, возраст Показатели

Рост см Вес кг V м/сек Темп шаг/мин Длина шага, м сдл. M/cvt Е, Вт

20-29 п= 16 25 ± 1 174±1 69±4 1,51 ± 0.03 111 =3 0,83 ± 0,03 77S0± 1100 363 ± 28

30-39 п= 10 36 ± 1 176x2 75=2 1.42 ± 0.05 100 ±2 * 0.85 ± 0.02 7~00± 992 339 г 24

40-49 п= 17 45 ± 1 174±2 78±2 1,35 ± 0.07 * 102 ±3 * 0,80 ± 0.02 7400+ 1400 334 ± 19

50 - 59 п= 16 54 ± 1 J 75—4 80±6 1.36 ± 0.01 " 103 ±3 0.83 ± 0.05 5343± 383 305 = 24

оО - 69 :: = 15 об г 2 1~0гЗ 55-1 1.33 г О iVv * 100 = 5 * 0.8! г П.ОЗ 40!-= ! 320 * 2S'X ± "> ч

Примечание: * - достоверность отличий относительно показателен возрастной группы 20-29 лет, р < 0,05.

Следует отметить, что максимальная скорость регистрируется в группе 20 - 29 лет, после 30 лет она уменьшается и держится на этом уровне до 60 лет. затем наблюдается более резкое снижение. Процент снижения при сравнении групп 20-29 и 60-69 лет составляет 12% (р < 0,05). Темп ходьбы после 30 лет становится меньше на 10% (р < 0,05) и неизменен во всех последующих воз-

растных группах. Ширина шага не имеет возрастной динамики. Суточная локомоторная двигательная активность (пройденный в км путь за сутки) от 20 до 50 лет держится на одном уровне, после 50 лет снижается. Процент возрастного уменьшения составляет 49% (р < 0,05). Величина валовых энергозатрат при ходьбе (Е) после 50 лет падает за счет снижения скорости передвижения, после 60 лет - за счет уменьшения скорости и массы тела.

Снпженне валовых энерготрат при сравнении крайних возрастных групп составило 21% (р < 0.05). Таким образом, с возрастом происходит ограничение суммарной суточной двигательной активности здоровых мужчин. По всей видимости, это обусловлено снижением скорости, падением темпа ходьбы. Становится также меньше 15 показатель валовых энергозатрат при ходьбе. Снижение двигательной активности может быть связано с падением силы мышц и мышечной массы (М. ВетЬеп а1., 1991), возрастным снижением а-мотонейронов (Е. СаЬпБкк е1. а1. 1993) и скорости проведения нервных импульсов по периферическому двигательному нерву (Е.П. Подрушняк А.С. Янковская, 1969), ригидностью суставов (Е.П. Подрушняк, 1994).

У мужчин с облитерируюшими поражениями артерий нижних конечностей регистрируются компенсаторные изменения параметров ходьбы. Для уменьшения нагрузки на больную конечность, по всей видимости, происходит снижение времени опоры, что приводит к укорочению шага. При 2 стадии недостаточности кровоснабжения конечности темп ходьбы поддерживается на относительно постоянном уровне, что препятствует резкому снижению скорости ходьбы и общего объема двигательной локомоторной активности. поддерживает энерготраты при ходьбе на постоянном уровне. В терминальной стадии резкое возрастное уменьшение скорости ходьбы обусловлено снижением длины шага. Резервы компенсации истощены. Резко ограничиваются энерготраты при ходьбе.

В процессе стимуляции периферического кровообращения по методу Илнзарова у мужчин с облптерирующимн изменениями артерий нижних конечностей компенсация недостаточности кровоснабжения осуществляется при участии всех звеньев сердечно-сосудистой системы. По характеру реакции сердечно-сосудистой системы на стимуляцию периферического кровообращения обследуемые были разделены на две группы. Первую группу составили мужчины с деструктивными изменениями артерий нижних конечно-

стен в возрасте от 25 до 45 лет, вторую от 45 до 65 лет. У обследуемых первой группы (табл. 2) увеличивается и остается повышенным весь период лечения минутный объем сердца, объемная скорость кровотока покоя голени, снижается систолическое артериальное давление в средней трети бедра.

Таблица 2 Показатели кровообращения в процессе стимуляции по Илиза-рову у мужчин с облитерируюшнми изменениями артерий нижних конечностей в возрасте от 25 до 45 лет.

Этапы наблюдения Количество больных Показатели кровообращения

МОК (л/мин) DS (см) ОСК (мл/мин-100 г) СД с/3 бедра (мм.рт.ст.)

До СТИМУЛЯЦИИ 59 4.2 г 0,2 0.75 ± 0.04 1,7 ± 0,1 172 ±7

Днстракция аппаратом 52 5,3 ± 0.2 * 0.85+0,01* 2,8-0,2 * 156 ¿5 4

Фиксация аппаратом 59 5.5 + 0,3 * 0.75 ± 0.03 2,4 ± 0.3 * 153 = 3 *

Примечание: * - различия достоверны по отношению к исходному уровню, р <0,05.

Таблица 3 Двигательная активность мужчин с облитерирующим изменениями артерий нижних конечностей в процессе стимуляции по Илизарову

Этап наблюдения Количество наблюдений Показатели

Скорость ходьбы (м/сск) Темп ходьбы (шагов/мин) Сут. двиг. активность (M CVT>

До стимуляции 25 1.1 +0.05 86 ±8 4331 + 800

Днстракция 23 0.8 ± 0.03 * 70 ±5 * 2706 ±614*

Фиксация 20 0.9 ¿0.08 74 ±4 3261 ¿701

Примечание: * - различия достоверны относительно исходного уровня. Р < 0.05).

В период дистракции увеличивается диаметр общей бедренной артерии. Эти гемодинамические сдвиги обеспечивают купирование ишемических явлений в тканях нижней конечности, приводят к нормализации окраски кожных покровов и ее потеплению, способствуют заживлению трофических язв.

Изменения в системе кровообращения возникают не только под влиянием кортикотомии и последующей дистракции отщепа, но и функциональной нагрузки, которая является неотъемлемым атрибутом стимуляции периферического кровообращения по методу Илизарова. В процессе стимуляции мы

регистрировали скорость и темп ходьбы, суточную локомоторную двигательную активность (табл. 3). Исследования начинались через 20 дней после наложения аппарата. В процессе компенсации недостаточности кровоснабжения нижней конечности обследуемые активно передвигались, нагружая конечность. Уже в период фиксации аппарата показатели двигательной активности достоверно не отличались от исходного уровня.

Таблица 4 Показатели кровообращения в процессе стимуляции у мужчин с обл итерирующим и изменениями артерий нижних конечностей в возрасте от 45 до 65 лет.

Эгап Количество Показатели

наблюдения наблюдении МОК ОСК СД с.'3 бедра

(л/мин) (мл'мин-ЮОг) (мм.рт.ст.)

До СТИМУЛЯЦИИ 20 5.2 г 0.5 1.8 + 0.1 140+12

Дпстракиш 20 7.4 ±1.0* 2.7 + 0.06 * 151 ±7 *

Фиксация 18 5.5 ±0.1 1.7 + 0.06 104 + 15 *

Примечание: * - различия достоверны относительно исходного уровня, Р < 0.05.

У обследуемых второй группы реакция системы кровообращения менее выражена и длительна (табл.4 ). В период фиксации аппарата изменения кровообращения нивелируются. Суточная двигательная активность, несмотря на сниженные скорость и темп, достоверно не отличается от исходного уровня.

Результаты исследования двигательной активности в процессе стимуляции показали, что существует тесная связь между объемом двигательной активности в процессе стимуляции и длительностью ее положительного эффекта. Обследуемые, у которых сохранялся положительный эффект в отдаленные сроки, проходили в процессе стимуляции за сутки в среднем 5230 м ± 520 (от 3340 до 6800 м). В случаях, когда суточная двигательная активность в период стимуляции составляла лишь 2320 м ± 480 м (от 500 до 3856 м), т.е. была ниже на 60% (Р < 0,001), положительные исходы наблюдались лишь до 1 года после снятия аппарата Илизарова, а в дальнейшем кровоснабжение конечности ухудшалось.

Таким образом, сохранение положительного эффекта у мужчин с облите-рирующими изменениями артерий нижних конечностей в отдаленные сроки после стимуляции периферического кровообращения по методу Илизарова

находится в зависимости от степени сохранения локомоторной двигательной активности в период компенсации. Объем двигательной активности в процессе стимуляции, по-видимому, отражает степень сохранения резервных возможностей сердечно-сосудистой системы, которые не всегда соответствуют стадии недостаточности кровоснабжения нижней конечности.

Сочетание оперативного вмешательства на большеберцовой кости с поддержание,м двигательной активности обеспечивает компенсацию недостаточности кровообращения нижней конечности.

Анализируя вышеперечисленные факты, можно предположить, что при стимуляции периферического кровообращения по методу Илизарова сначала развивается системная реакция на травму, затем на дистракцпонные усилия. Известно, что остерецептивная сенсорная система кости реагирует как единое целое, участвуя в регуляции общих и системных реакции ( G. Jankovsky, 1992). Реакция организма на нарушение целостности кости обусловлена действием регулирующих систем на разных уровнях с преобладающим влиянием местных физико-химических факторов (М.Г. Ахалая и др.. 1970). Особенно большую роль в патогенезе повреждения играют вазоактивные вещества, являющиеся вазодилятаторами (A.M. Чернух, 1975).

Мы имеем основание предположить, что при наложении аппарата Илизарова и кортикотомии развивается системная реакция на травму, афферента-цня от зоны повреждения формирует очаг возбуждения в ЦНС, который влияет на местные механизмы регуляции. Развивается артериальная воспалительная гиперемия, сопровождающаяся снижением вазомоторного симпатического контроля. Дистракция (перемещение отщепа) способствует расширению имеющегося и появлению нового сосудистого русла (И.В. Петровская, 1985). Все это сопровождается ускорением кровотока, который сам может служить фактором, стимулирующим ангиогенез (О. Hudlicka, 1984). Кроме того, раннее восстановление физической нагрузки на конечность и двигательная активность способствуют созданию резервов адаптации, более стойкой компенсации биохимических и физиологических расстройств в мышцах, ускорению формирования коллатеральных путей.

Менее выраженная реакция на стимуляцию периферического кровообращения у обследуемых второй группы может быть связана прежде всего с возрастными изменениями органно-тканевых реакций (В.В. Фролькис и др., 20

1984), с замедлением регенерации и сосудистого роста (Р.Випй-ок, 1982), проксимальными окклюзнями сосудистого русла конечности, сниженными резервами функциональной адаптации периферического кровообращения конечности.

Прослеженная разница в реакции системы кровообращения на компенсацию недостаточности кровоснабжения у обследуемых первой и второй группы отмечается и при анализе ее результатов. У мужчин первой группы, имеющих положительный эффект стимуляции в отдаленные сроки (при 2 стадии в 70% случаев, при 3 стадии в 57%, при 4 стадии в 67%), наблюдается увеличение индексов артериального давления: плече-лодыжечного на 19% (Р < 0.05). голень-плечо на 14% (Р ,0.05). Так же возрастают резервы сосудистой системы конечности (индекс пикового кровотока увеличивается на 53% Р < 0.05). Увеличивается дистанция безостановочного пути от 3 до 9 раз и суточная двигательная активность от 2 до 3 раз. Следует отметить, что наибольший прирост показателей наблюдается при 4 стадии.

У мужчин второй группы, имеющих положительный эффект стимуляции, наблюдается неоднозначность изменений клинической картины и физиологических параметров. В отдаленные сроки число лиц с положительным результатом составляет в среднем по стадиям 50%. У этой группы мужчин наблюдается стабилизация индексов артериального давления, индекса пикового кровотока 11 увеличение безостановочного пути в 6,7 раза (Р < 0,001).

На основании результатов обследований мужчин с облитерирукшими изменениями артерий нижних конечностей до и после стимуляции была предпринята попытка прогнозирования срока положительного эффекта по исходному состоянию конечности. Для этого были использованы 16 клини-ко-физиологическнх показателей состояния обследуемых. Выявлена наиболее тесная корреляционная связь между длительностью положительного эффекта и такими показателями, как индекс пикового кровотока, индекс артериального давления голень-плечо, уровень поражения артериального русла конечности, давность деструктивного процесса и возраст обследуемого.

Для каждого из этих показателей рассчитывалась прогностическая ценность по формуле Кульбака (Л.Е.Штейн, 1987). Расчеты показали, что наи-

большей прогностической ценностью обладают индекс артериального давления, индекс пикового кровотока и уровень поражения артериального русла конечности, характеризующие степень сохранения резервов сосудистой системы нижней конечности.

Разработана балльная система по градациям показателей, используемых в прогнозировании. В основу этой системы был положен расчет вероятности появления каждой градации показателя в группе положительных результатов или в группе без эффекта стимуляции (табл.5).

Таблица 5 Сводная таблица прогностических показателей

Показатель Градации показателя Оценка в баллал

1 Индекс регионарного артериального давления 1) от 0,7 и ниже 0

2) от 0,7 до 0,9 ->

3) от 0.9 и выше 3

Индекс пикового кровотока 1) от 1 до 2 0

2) от 2 до 4 1

3) от 4 до 15 3

3 Уровень поражения артерий 1) окклюзия арте- 0

рии голени и

оедра

2) окклюзия арте- ^

рий голени

4 Давность деструктивного процесса 1) до 1 года 0

2) от 1 до 4 лет 7

3) от 4 до 15 лет 3

5 Возраст обследуемого 1) 25-30 лет 1

2) 30-40 лет ~>

31 40-50 лет 3

Общая сумма баллов:

Если обследуемый набирает П > 14 батлов, то предполагаемый срок положительного эффекта 2-5 лет, если 11 < П < 14 баллов, то 1-1.5 года, если П < 10 баллов, то до 6 месяцев. Ошибка прогнозирования составляет 6% (из 50 мужчин у 3-х прогноз не оправдался).

В заключение можно сделать вывод, что компенсацию недостаточности кровоснабжения нижней конечности по методу Илизарова у мужчин с облп-терирующими изменениями артерий нижних конечностей предпочтительнее применять, когда резервные возможности сосудистого русла конечности более сохранены, индекс давления голень-плечо не менее 0,9, относительно

медленное течение деструктивного процесса, возраст 30 - 40 лет, дистальные

формы поражения артериального русла конечности.

ВЫВОДЫ

1. С возрастом у лиц мужского пола с деструктивными изменениями артериальных сосудов нижних конечностей наблюдается существенное снижение резервных возможностей гемодинамики, сопровождающееся более ранним, чем у здоровых сверстников развитием компенсаторных механизмов, обеспечивающих кровоснабжение в состоянии покоя (увеличение СД. МОК. ОСК покоя).

2. У мужчин с деструктивными изменениями артерий нижних конечностей отмечаются приспособительные изменения показателей ходьбы. Для уменьшения динамической нагрузки на мышцы конечности укорачивается длина шага, снижается объем двигательной локомоторной активности.

3. В стадии компенсированного кровообращения, несмотря на увеличение возраста, темп и энерготраты при ходьбе поддерживаются на относительно постоянном уровне, что препятствует резкому снижению скорости ходьбы и суточной двигательной активности. На этапе декомпенсирован-ного кровообращения происходит возрастное снижение скорости ходьбы за счет падения частоты и укорочения длины шагов, сопровождающееся уменьшением энерготрат.

4. Механизм компенсации недостаточности кровоснабжения у мужчин с деструктивными изменениями артерий нижних конечностей в условиях стимуляции периферического кровообращения нижней конечности по методу Илнзарова состоит из трех компонентов:

1) реакции на травму, проявляющейся в виде артериальной гиперемии;

2) дистракции, ведущей к увеличению объема сосудистого русла, расширению магистральных артерий;

3) увеличения двигательной активности, способствующего улучшению кровоснабжения мышц.

5. Возрастные изменения локомоторной двигательной активности наиболее отчетливо проявляется в 50-59 лет, что дает основание для целенонаправ-

ленных профилактических мероприятий по предупреждению сосудистых расстройств.

6. Выявлена взаимосвязь между степенью сохранения локомоторной двигательной активности мужчин в процессе стимуляции периферического кровообращения и длительностью ее положительного эффекта. В отдаленные сроки после компенсации дальнейшее улучшение показателей периферического кровообращения также связано с повышением показателей локомоторной двигательной активности.

7. Компенсация недостаточности кровоснабжения нижней конечности по методу Илизарова показана в наибольшей степени для мужчин, у которых более сохранены резервные возможности сосудистого русла конечности, поддерживается определенный уровень артериального давления в верхней трети голени, относительно медленное течение деструктивного процесса, возраст 30 - 40 лет, имеются дистальные формы поражения артериального русла конечности.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Возможности прогнозирования функциональных исходов лечения по Илизарову у больных с облитерирующими заболеваниями артерий нижних конечностей // Значение открытых Г.А.Илизаровым обшебиологиче-ских закономерностей в регенерации тканей: Сб. науч. тр. КНИИЭКОТ. -Курган, 1988. - в. 13. - С. 205 - 210. В соавторстве с Щуровым В.А., Кибе-ревым А.Ф.

2. Измерение локомоторной двигательной активности у больных с облите-рирующнм эндартериптом до и после лечения по Илизарову / Областная медико-биологическая конференция: Тезисы док. конференции - Курган. 1989. - С.63. В соавторстве с Буновым B.C.

3. Функциональное состояние мышц у больных с перемежающейся хромотой // Медико-биологические и медико-инженерные проблемы чрескост-ного остеосинтеза по Илизарову: Сб. научных трудов КНИИЭКОТ - Курган, 1989. - вып.14. - С.121-129. В соавторстве с Илизаровым Г.А., Щуровым В.А., Гребенюк J1.A.

4. Измерение давления крови в сосудах нижних конечностей у здоровых людей и при окклюзионных заболеваниях артерий // Медико-биологические и медико-инженерные проблемы чрескостного остеоснн-теза по Илизарову: Сб. научных трудов КНИИЭКОТ - Курган, 1989. -вып.14. - С.103 -108. В соавторстве с Щуровъш В.А.

5. Кровоснабжение конечности в период стимулирующего воздействия механических факторов на регенерацию и рост // Метод Илизарова: теория, эксперимент, клиника: Тезисы докладов Всесоюзн. научной конференции

- Курган. 1991. - С.280-281. В соавторстве с Илнзаровым Г.А., Щуровым В.А.. Долгановон Т.Н.. Меньшиковой Т.П.

6. Информативность опенки локомоторной двигательной активности у больных с облитерирующим эндартершгтом //Биология опорно-двигательного аппарата: Материалы школы - Харьков, 1992. - С.358.

7. Скорость распространения пульсовой волны при изменении длины конечности и регионарного артериального давления у обследуемых разного возраста Г Физиология человека. - 1993. - Т.19. - N 4. - С. 64-69. В соавторстве с Щуровым В.А., Долгановой Т.И.

8. К вопросу о состоянии периферического кровообращения при лечении больных с облитерирующим эндартершгтом по методу Илизарова //Метод Илизарова - достижения и перспективы: Тезисы док. международ, конференции - Ку рган. 1993. - С. 304. В соавторстве с Петровской Н.В., Щуровым В.А.

9. Взаимосвязь локомоторной двигательной активности больных с облитерирующим эндартеринтом и результатов лечения по Илизарову //Клиника и эксперимент в травматологии и ортопедии: Тез. док. науч. конференции

- Казань. 1994. - С. 187-188. В соавторстве с Шевцовым В.И., Пепеляевым А.Г.

10. Способ диагностики облитерирующих поражений артерий нижних конечностей // Клиника и эксперимент в травматологии и ортопедии: Тез. докл. науч. конференции - Казань, 1994. - С. 89-90.

11. Оценка функциональных исходов лечения по Илизарову больных с терминальной стадией облитернруюшего тромбангиита нижних конечностей

// Хроническая критическая ишемия конечности: Тез. докл. научной конференции - Москва-Тула, 1994. С.257- 259. В соавторстве с Шевцовым В.И., Щуровым В.А.

12. Анализ факторов определяющих объемную скорость кровотока голени при лечении заболеваний конечности по Илнзарову //Травматология и ортопедия России. - 1994. N 2. - С.91-95. В соавторстве с Щуровым В. А.. Долгановой Т.И.

13. Биологический возраст и состояние кровоснабжения конечности /7 Биология опорно-двигательного аппарата: Материалы 7 Республикан. школы -Харьков, 1994 г.- С.85. В соавторстве с Щуровым В.

14. Динамометрические показатели мышц и локомоторной двигательной активности у больных с облитерирующим тромбангиитом нижних конечностей // 2 Всероссийская конференция по биомеханике: Тезисы докладов -Нижний Новгород, 1994. - T.l. - С.58.

15. Прогностическая ценность показателей состояния нижней конечности при лечении методом Илизарова больных с облитерирующим тромбангиитом // Ангиология и сосудистая хирургия. - 1995. - N 2. - С. 136. В соавторстве с Пепеляевым А.Г.

16. Положительное решение от 28.12.95, МИ Кб В А61В 5/026, А61В 8/06 "Способ оценки состояния кровообращения конечности" Щуров В.А.. E.H. Щурова, В.М. Симахина (РФ). - N 93018946; Заявлена 13.04.93.