Особенности периферической гемодинамики подростков в зависимости от типа регуляции сердечной деятельности

Игнатосян, Артем Гургенович

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Особенности периферической гемодинамики подростков в зависимости от типа регуляции сердечной деятельности
ВАК РФ 03.03.01, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Особенности периферической гемодинамики подростков в зависимости от типа регуляции сердечной деятельности"

Игнатосян Артем Гургенович

0046001

ОСОБЕННОСТИ ПЕРИФЕРИЧЕСКОЙ ГЕМОДИНАМИКИ ПОДРОСТКОВ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ТИПА РЕГУЛЯЦИИ СЕРДЕЧНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

03.03.01 - физиология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

1АПР2И1д

004600113

Игнатосян Артем Гургенович

03.03.01 - физиология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Работа выполнена на кафедре медико-биологических основ физической культуры ГОУ ВПО «Владимирский государственный гуманитарный университет»

Научный руководитель: доктор медицинских наук, профессор

Кодин Андрей Валерьевич

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор

Тятенкова Наталия Николаевна

доктор биологических наук, доцент Мельников Андрей Александрович

Ведущая организация: ГОУ ВПО «Ивановская государственная

медицинская академия»

Защита состоится « » апреля 2010 г. в(<Ь<О0 часов на заседании диссертационного совета Д 212.307.02 по защите докторских и кандидатских диссертаций при ГОУ ВПО «Ярославский государственный педагогический университет им. К.Д. Ушинского» по адресу: 150000, г. Ярославль, Которосльная наб., д. 46-в, ауд. 203.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Ярославский государственный педагогический университет им. К.Д. Ушинского» (150000, г. Ярославль, ул. Республиканская, д. 108).

Автореферат разослан « 25» марта 2010 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, канд. биол. наук, доцент

^ И.А. Осетров

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Исследования сердечно-сосудистой системы (ССС) мотивируются ее значимостью в поддержании гомеостаза всего организма с помощью многих адаптационных процессов, скрытых в ней и в системах, регулирующих ее деятельность. В связи с выполняемой специфичной ролью в формировании и поддержании гомеостатических механизмов гемодинамической системы, в ответ на динамично изменяющиеся внешние условия, изучение периферического кровообращения в целом приобретает особую актуальность, в частности в подростковом возрасте, принимая во внимание пограничное состояние морфофункциональных изменений, характерные для данного возрастного периода.

В регуляции кровообращения существенная роль принадлежит автономной нервной системе (М.М. Безруких, 1989; JI.B. Рублева, 1999). В зависимости от состояния адаптационно-компенсаторных механизмов регуляции кровообращения вегетативное обеспечение может протекать с адаптацией и дезадаптацией сердечной деятельности (P.M. Баевский и др., 2000). При вегетативном обеспечении адаптации повышение активности одного отдела автономной нервной системе (АНС) сопровождается увеличением реактивности другого, что создает динамическое вегетативное равновесие, обеспечивая адекватную реакцию ритма сердца в ответ на физиологические воздействия (Ю.Г. Кузьмичев, 2008).

Для адаптации в пубертатном периоде существенно возрастает активность как симпатического, так и парасимпатического звена вегетативной регуляции. При этом возникает проблема вегетативной дисфункции. Ее возникновению способствует свойственная этому возрасту незавершенность морфологического и функционального формирования АНС, а также гормональная перестройка (С.М. Тромбах, 1984; В.И. Безобразова и др., 2003). По мнению некоторых авторов, временное повышение активности симпатического звена вегетативной регуляции в подростковом возрасте обеспечивает адаптацию различных систем организма к внешним условиям на разных уровнях его интеграции (Ф.З. Меерсон, 1990; А.Д. Викулов и др., 2008). Тем самым, существует некий дуализм в понимании оптимальности преобладания одного из отделов ВНС (симпатической или парасимпатической) в определенный момент времени, при определенных условиях в подростковом возрасте. Период, когда лабильность физиологических систем в большей степени проявляют неустойчивость организма в целом к неблагоприятным влияниям патогенных факторов окружающей среды.

Что касается молекулярных механизмов протекания процессов, направленных на поддержание гомеостаза в гемодинамической системе, то непосредственно главную роль в этом играет NO-эргическая система. Научные исследования последних десятилетий показали важное влияние оксида азота на такие фундаментальные биологические процессы, как регуляция артериального давления (АД), иммунитета и деятельности центральной нервной системы

(ЦНС) (Х.М. Марков, 2005; Nohria A at all, 2006; Baylis С., 2007; Pinto VL at all, 2008).

Несмотря на многочисленные исследования, остаются некоторые пробелы в отношении апробации неинвазивных методов изучения NO-эргической системы.

Поскольку капилляры не имеют мышечных элементов, то гуморальные воздействия, осуществляемые, в том числе, NO-эргической системой адресованы другим отделам сосудистого русла, и в том числе артериолам. Опосредованно эти воздействия осуществляются с помощью ритма сердца, поскольку он непосредственно зависит от нервно-гуморальных влияний. В подростковом возрасте гормональные воздействия изменяют все параметры функционирования системы кровообращения и механизмы ее регуляции. В связи с этим усиливается напряжение в системе, модулирующей тоническое состояние сосудов; при этом напряжение более крупных артерий усиливается, что увеличивает дисбаланс регуляции периферического кровотока.

Вышесказанное определяет необходимость изучения направленности изменений функционального состояния периферического кровообращения под влиянием факторов, непосредственно контролирующих уровень локальных метаболических процессов и делает тему данного исследования актуальной.

В качестве рабочей гипотезы исследования выдвинуто предположение, что в пубертатном периоде между системой периферической гемодинамики, сердечной деятельностью и системой, обеспечивающей генерацию оксида азота, которая опосредованно через АНС регулирует деятельность последних, существуют особые взаимозависимые механизмы, направленные на поддержание гомеостаза в сердечно-сосудистой системе и особо выраженные при экзогенных влияниях в виде низких температур.

Целью диссертационного исследования является 1 выявление особенностей реакции периферического кровообращения на локальное холодовое воздействие у детей старшего школьного возраста с разными типами вегетативной регуляции сердечной деятельности.

В соответствии с поставленной целью в работе определены следующие задачи:

1) провести исследование параметров периферического кровообращения в конечностях;

2) изучить особенности периферической гемодинамики у лиц с разными типами вегетативной регуляции;

3) сравнить типы реакции на температурные воздействия у подростков разного пола - мальчиков и девочек;

4) выявить взаимосвязи между концентрацией оксида азота в организме, особенностями регуляции сердечного ритма и периферическим кровообращением;

5) оценить возможность применения методики определения концентрации оксида азота для выявления особенностей реагирования периферического кровообращения на экзогенные воздействия;

Научная новизна. В ходе исследования впервые собран и систематизирован материал, касающийся оценки состояния периферической гемодинамики в условиях гипотермии, а также показателей временного и спектрального анализа вариабельности сердечного ритма (ВРС) подростков в соответствии с влиянием температурных факторов. Впервые показана возможность интеграции методики исследования концентрации оксида азота с методами исследования гемодинамики и механизмов ее регуляции. Получены данные о половых особенностях функционирования ряда параметров, характеризующих функциональное состояние CGC. Впервые выявлены корреляционные взаимосвязи между параметрами периферического кровообращения в конечностях, вариабельностью ритма сердца и уровнем активации NO-эргической системы. Анализ статистических показателей на основе качественно-количественной характеристики в вышеуказанных системах позволил детальнее изучить возможное изменение метаболизма оксида азота в условиях холодового воздействия в отдельных гемодинамических системах.

Положения, выносимые на защиту.

1. Модуляция сердечного ритма, и опосредовано этому влиянию регуляция периферического кровообращения, поддерживающие гомеостаз гемодинамической системы, в старшем школьном возрасте находятся под преобладающим влиянием парасимпатического отдела АНС. Это свидетельствует о том, что парасимпатические влияния на адаптационные механизмы, поддерживающие гомеостаз гемодинамической системы, являются оптимальным.

2. В подростковом возрасте частота сердечных сокращений, как важнейший гемодинамический фактор, выполняющий роль индикатора при изменениях окружающей среды, не имеет модулирующего влияния на гомеостатические механизмы при локальных гипотермических воздействиях на периферические участки тела.

3. У девочек с ваготоническим типом регуляции сердечной деятельности гемодинамическая система и ее регуляторные механизмы сбалансированы тек же, как и реакции АНС на температурные воздействия, что подтверждают развитые межсистемные и внутрисистемные корреляционные взаимосвязи. Это свидетельствует о том, что организм с ваготоническим типом регуляции является более устойчивым к действию экзогенных факторов.

4. Использованная в исследовании методика выявила тесные корреляции между АНС и NO-эргической системой, тогда как четких взаимосвязей между периферической гемодинамикой и концентрацией оксида азота в организме установлено не было.

представление о базовых свойствах адаптационно-компенсаторных механизмов, заложенных в организме. Только в этом случае возможна грамотная разработка методик для выявления ранних нарушений в исследуемых системах или лечения уже имеющихся патологий.

Анализ доступных научных источников показывает, что работ, посвященных изучению внутрисистемных сложных и многогранных процессов и их взаимосвязей в ССС, отражающих состояние системы периферической гемодинамики и адекватное реагирование на это состояние сердечной деятельности при различных внешних и внутренних условиях, мало. А в имеющихся работах встречаются противоречия по показателям, характеризующим состояние ССС у подростков разного пола.

Таким образом, все еще остается актуальным исследование функционального состояния ССС в подростковом возрасте в здоровом организме и выявление взаимозависимых реагирований составляющих этой системы на различные эндогенные воздействия.

Целью проведенной в исследовании локальной холодовой пробы явилось моделирование ситуации влияния неблагоприятных низких температур на открытые участки тела, в данном случае, на кисти.

Полученные результаты могут служить основой для разработки и модификации методов определения концентрации оксида азота в биологических системах, а также могут быть использованы в клинике для донозологической диагностики патологических процессов в ССС. Показано, что степень. вовлеченности различных отделов ССС в реализацию ответных реакций может служить основой для изучения модулирующего влияния N0-эргической системы на морфофункциональные изменения метаболического обеспечения любого вида деятельности. Была предпринята попытка выявления взаимосвязанной реакции двух составляющих ССС - периферического кровотока и сердечной деятельности - на гипотермическое воздействие.

Результаты исследования используются в лекциях и лабораторно-практических занятиях по курсам «Молекулярная биология», «Физиология человека», проводимых преподавателями кафедр анатомии и физиологии человека, химии и медико-биологических основ физической культуры для студентов Владимирского государственного гуманитарного университета.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены на нескольких ежегодных научных конференциях ВГГУ (2005-2008) и межрегиональной научно-практической конференции с международным участием «ЗДОРОВЬЕ, ФИЗИЧЕСКАЯ КУЛЬТУРА, СПОРТ» (Владимир, 2008).

Научные публикации. По теме диссертации опубликовано 5 печатных работ.

главы обсуждения результатов и выводов. Библиографический указатель содержит 167 источника, из них 99 на русском и 68 иностранном языках,

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Материалы и методы исследования

Изучены гемодинамические и кардиоритмографические показатели и динамика суммарной концентрации конечных метаболитов оксида азота -нитратов/нитритов в конденсате выдыхаемого воздуха (КВВ) у 74 (38 девочек и 36 мальчиков) практически здоровых подростков в возрасте 15-16 лет. Отбор в экспериментальную группу проводилось с использованием опросника ISAAC (Internationa) Study of Asthma and Allergy in Childhood) (Worldwide Variation in prevalence of symptoms of asthma, allergic rhino conjunctivitis, and atopjc eczema, 1998), что позволило исключить детей с признаками бронхиальной астмы и воспалительными состояниями верхних дыхательных путей.

В качестве методов исследования использованы реовазография (РВГ), кардиоинтервалография (КИГ) с анализом вариабельности ритма сердца (ВРС) по Баевскому и фотометрическое определение конечных метаболитов оксида азота - нитритов и нитратов в КВВ по оригинальной методике (И.Ю. Малышев и др. - www.ntpo.com/patents_medicine).

Для анализа динамики исследуемых параметров и выявления особенностей реакции кровотока на гипотермический стресс проводилась холодовая проба (ХП). Холодовая проба проводилась на верхних конечностях. Испытуемые опускали кисти в воду с температурой «тающего льда» (2-4°С). Выдерживали до появления ощущения боли (в среднем 1 мин). После чего возобновлялась запись.

Запись и анализ ВРС проводились с использованием аппаратно-программного комплекса «Поли-Спектр-3» (г. Иваново), работающего совместно с персональным компьютером и обеспечивающим формирование динамических рядов кардиоинтервалов с частотой дискретизации электрокардиографического сигнала до 1000 Гц и выше (точность измерения интервалов R-R ± 1 мс). Запись ЭКГ осуществлялась в два этапа: для определения типа вегетативной регуляции - в положении лежа. Для выяснения реакции АНС на холодовой стресс — в положении сидя (для исключения артефактов).

Запись РВГ осуществлялась на компьютерном реографе «Рео-Спектр» (г. Иваново) ь положении сидя в состоянии покоя и после ХП по общепринятой методике, используемой всеми исследователями. Для анализа использовались следующие расчетные параметры РВГ: показатель интенсивности артериального кровотока: реографический индекс - РИ (у.е.). Показатели тонуса и эластичности сосудов: 1. максимальная скорость быстрого наполнения - VMaKc (Ом/с); 2. средняя скорость медленного наполнения - Vcp. (Ом/с). Показатель венозного оттока: Индекс Симонсона -ИВО_Сим (%).

Для анализа ВРС использовались как спектральные, так и временные параметры: временные показатели: передняя длительность интервалов R-R -RRNN (мс); 2. минимальная длительность интервалов R-R - RRMHh.(mc); максимальная длительность интервалов R-R - RRMaKC;(Mc); спектральные показатели: 1. общая мощность спектра - ТР (мс2); 2. мощность высокочастотных колебаний - HF (мс2); 3. мощность низкочастотных колебаний - LF (мс2); 4. мощность сверхнизкочастотных колебаний - VLF (мс2); 5. показатель соотношения высокочастотных и низкочастотных волн -LF/HF (у.е.). Показатели вариационной пульсометрии: 1. Мода - Mo (с); 2. Амплитуда моды - АМо (%); 3. Индекс напряжения - ИН (у.е.).

Для косвенной оценки содержания оксида азота в КВВ использовалось определение суммарной концентрации нитратов и нитритов как непосредственных метаболитов оксида азота. В данном случае также проводилась ХП для оценки динамики оксида азота.

В работе использовался метод определения суммарной концентрации нитратов/нитритов. Нитраты восстанавливались до нитритов кадмиевым редуктором (C.B. Круглов, В.Г. Амелин, Н.П. Ларионов, патент на изобретение № 2161303 редуктор нитратов. - 27.12.2000). Дальнейшее определение проводилось спектрофотометрическим методом с реактивом Грисса.

Для статистической обработки полученных результатов исследования использовались методы математической статистики с применением специализированной программы «STATISTIKA 6.1». Серия 1203d (лицензия 4RMJTQJ68) и «Microsoft Excel» - Microsoft Office Enterprise 2007 (лицензия KGFVY-7733B-8WCK9-KTG64-BC7D8) для построения графиков и диаграмм. Определены средние значения (М) всех полученных экспериментальных данных. Среднегрупповые значения показателей представлены с указанием ошибки репрезентативности (±ш) и вариационного разброса значений каждого показателя (±о). Достоверность межгрупповых различий определялась по t-критерию Стьюдента, который характеризует отклонения разности двух средних арифметических к ошибкам разности. Нормальность распределения определялось по двум критериям - эксцесса и асимметрии. Представленные в таблицах данные вероятности различия характеризуют достоверность отличия аналогичных величин в сравниваемых группах при значении Р<0,05. Для выявления связи между изучаемыми показателями проводился корреляционный анализ.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Исходя из функций, выполняемых периферическим кровообращением (ПК), в целом, оно характеризуется некоторой автономностью. Мнение о том, что влияние АНС на регуляцию ПК уменьшается со снижением диаметра сосудов, является общепринятым (И.Д. Гедеванишвили, 1967). Однако известно, что в конечных звеньях артериального русла приток крови

складывается из тонуса сосудов более крупного калибра, так как в капиллярах отсутствует мышечный слой. Следовательно, участвуя в регуляции артерий мелкого калибра, АНС непрямым образом оставляет свой след на регуляции тканевого кровотока.

Одной из важнейших функций ПК в кистях является его участие в терморегуляции. При изменении температуры окружающей среды диаметр сосудов конечностей может широко варьироваться, тем самым, увеличивая или уменьшая периферическое сопротивление току крови. Данная особенность ПК имеет непосредственное отношение к формированию механизмов, стабилизирующих артериальное давление (H.A. Куршаков, 1969). Так как кровеносная система является замкнутой, для поддержания устойчивости ее функций сужение сосудов в одной области сопровождается их расширением в другой либо урежением ЧСС и/или уменьшением силы сердечных сокращений.

В достаточной степени информативным в данном случае может оказаться анализ вариабельности ритма сердца (ВРС) при холодовом стрессе.

Тендерный аспект реактивности физиологических и функциональных систем организма на различные воздействия является чрезвычайно важным для правильной интерпретации онтогенетических изменений и формирования систем адаптации в различных условиях. В научной литературе часто встречаются противоречивые данные относительно параметров, характеризующих функциональное состояние физиологических систем. Одни исследователи выявляют достоверные различия исследуемых параметров в зависимости от пола испытуемых (В.П. Бисярина и др., 1984), другие -опровергают (А.Р. Галеев и др., 2002). По данным И.Н. Калининой (И.Н. Калинина, 2008) значения параметров высокочастотных и низкочастотных волн отличаются у мальчиков и девочек с преобладанием последних у девочек (HF у мальчиков 2491,4±84,7, LF - 1635,4±32,9; HF у девочек 3334,2±129,4, LF -1995,7±52). Как утверждают другие авторы, различия параметров, характеризующие функциональное состояние физиологических систем, динамичны, индивидуальны и соответственно, не могут быть достоверными (Н.И. Шлык, 2008).Тем самым все еще остается актуальным исследование состояние физиологических систем организма в зависимости от пола, а расхождение мнений исследователей, возможно, связано с тем, что недостаточно уделяется внимания индивидуальным показателям испытуемых.

В исследованиях принимали участие подростки обоего пола 15-16 лет, находящиеся на IV - V стадиях полового развития. Это этап, на котором система кровообращения и механизмы его регуляции проходят окончательное становление, а различные факторы могут вызывать динамическое рассогласование не только в функциях этой системы, но и видоизменять ее морфологию (М.М. Безруких, 1982, 1989).

Анализируя показатели ПК, ВРС и концентрацию конечных метаболитов оксида азота (таблица 1), можно отметить, что при их сравнении в группах подростков мужского и женского пола различия по большинству из них в состоянии покоя являются достоверными,

Отсутствие достоверных изменений по основным реографическим показателям, за исключением скоростных, которые характеризуют тоническое состояние сосудов с преобладанием последних у девочек, свидетельствует о том, что уровень кровенаполнения в состоянии покоя как наиболее стабильный показатель, определяющий устойчивость метаболических процессов, к этому возрасту является достаточно сформированным (И.О. Тупицын, 1985). Данный факт совпадает с мнением других авторов, в работах которых установлено повышенное сопротивление кровотоку у девочек по сравнению с мальчиками (Нгуен Зуй-Зунг, 1963; В.П. Бисярина, 1981).

Таблица 1

РВГ, ВРС параметры, концентрация NOV NO"2 в группе мальчиков и девочек в состоянии покоя (фоновая проба) (М±с)

■—пол показатели -— Мальчики (n=36) Девочки (n=38) P

VMaKc, Ом/с 0,86±0,28 1,12±0,29 P<0,009

Vcp, Ом/с 0,49±0,18 0,66±0,16 P<0,008

RRNN, мс 779,8±94,9 705,05±89,59 P<0,001

R-RMaicc, мс 934,38±78,45 804,58±54,28 P<0,05

ЧСС, уд. в мин. 76,94±8,60 85,10±12,53 P<0,002

TP, мс2 3845,45±277,4 2346,76±145,76 P<0,001

LF, мс2 1079,72±89,56 686,52±42,9 P<0,001

HF, мс2 1639,13±78,09 790,45±101,3 P<0,001

Что касается ЧСС, и некоторых параметров ВРС, непосредственно характеризующие ЧСС, то полученные нами значения выявляют их различие у девочек и мальчиков подростков. Однако некоторые авторы приводят противоречивые данные. В частности, в работах Е.Ю. Берсенева (Е.Ю. Берсенев, 2008) установлено преобладание частоты пульса в среднем за день у мальчиков-подростков. Существуют также работы, где не выявлено достоверных значений, например, параметра ЯИЬШ, отражающего частоту сердечных сокращений. Такие данные приводит Е.В. Плышевская (Е.В. Плышевская, 2003), где значение параметра у мальчиков составляет 734,80±89,61 у девочек - 734,12±64,76. Достоверных отличий между показателями вариационной пульсометрии выявлено не было. Однако некоторые авторы указывают на преобладание ИН (у.е.) у мальчиков по сравнению с девочками почти в два раза, объясняя это тем, что механизмы восстановления функциональных резервов у девочек более развиты (Е.Ю.

Берсенев, 2008), но при этом, утверждая, что физиологический смысл половых особенностей функционирования регуляторных механизмов еще подлежат изучению.

К 16-летнему возрасту в основном, завершается формирование вегетативной регуляции хронотропной функции сердца. Количественные соотношения симпатических и парасимпатических влияний становятся аналогичными влияниям на сердце взрослого человека (Е.В. Плышевская, 2003). В этих условиях, наряду с более высоким уровнем функционирования ССС, выявляют преобладание влияние автономного контура регуляции и ослабление центральных влияний на управление сердечным ритмом (О.П. Коптюх, 1990).

Холодовое воздействие специфически воздействует на исследуемые системы у обоих полов. Анализ динамики показателей ВРС выявляет наличие половых закономерностей в его регуляции и разнонаправленных изменениях, происходящих у мальчиков и девочек в процессе холодового воздействия.

Результаты, полученные в ходе исследования, свидетельствуют о том, что в состоянии покоя в группе мальчиков и девочек преобладают парасимпатические влияния. Однако повышение тонуса вен после ХП в группе мальчиков-ваготоников свидетельствует о том, что система ПК у последних менее устойчива к холодовому стрессу, и, возможно, механизмы его регуляции менее сформированы.

Все анализируемые данные и их изменение до и после ХП свидетельствуют о том, что у детей старшего школьного возраста процессы автоматизма в регуляции работы сердца в большей степени приближаются к дефинитивному уровню в женском организме. Это во многом согласуется с утверждениями других авторов, в исследованиях которых показана большая сформированное^ у девочек не только морфофункциональной структуры регуляции сердечного ритма, но и механизмов ее вариабельности (М.М. Безруких, 1982; P.M. Баевский, Г.Г. Иванов, 2000).

Одним из важных звеньев сложных адаптивных процессов организма является NO-эргическая система. Она непосредственно участвует в регуляторных механизмах ЦНС и, в частности, регуляции тонуса сосудов (М.В. Курицына, 2005; A. Tiritilli, 1998; М. Rossi, 2002; G. Walford, 2003). Результаты представленных исследований показали различия содержания конечных метаболитов оксида азота - суммарной концентрации нитратов/нитритов в КВВ у мальчиков и девочек. Преобладание концентрации NO у мальчиков, возможно, обусловлено глубокими механизмами, обеспечивающими половые морфофункЦиональные различия в старшем школьном возрасте.

Концентрация конечных метаболитов оксида азота в выдыхаемом воздухе достоверно различалась в сравниваемых группах с одинаковым разбросом индивидуальных параметров. После ХП в каждой исследуемой группе (группа девочек и мальчиков в целом) достоверные отличия по рассматриваемому показателю нивелируются. Возможно, это связано со следующим фактом. При гипотермии для поддержания постоянства среднего АД и обеспечения баланса

во внутрисосудистой системе происходит активное перераспределение крови за счет адекватного расширения сосудов других областей в ответ на их сужение в кистях (H.A. Куршаков, Л.П. Прессман, 1967). Как следствие, общая фоновая концентрация конечных метаболитов оксида азота до и после проведения ХП не меняется.

Руководствуясь тем, что АНС является одной из регуляторных систем организма, влияющей, в частности, и на ССС, для выявления особенностей регуляции периферической гемодинамики и метаболизма оксида азота в зависимости от типа вегетативной регуляции все участники исследования были объединены в соответствующие группы. Деление на группы проводилось по значению соотношение низкочастотных и высокочастотных волн, которое характеризует преобладающее влияние одного из отделов АНС на ССС в целом или их баланс. Значение параметра больше единицы свидетельствовало о преобладании симпатических волн, соответственно группа определялось как симпатикотоники. Значение параметра меньше единицы отражало преобладание парасимпатических волн - парасимпатикотоники. В случае LF/HF=1 - эйтоники.

Дальнейшая статистическая обработка была проведена в группах мальчиков-ваготоников (п=28), у которых значение параметра LF/HF составило 0,59±0,2; девочек-ваготоников (n=22) - LF/HF - 0,58±0,1 и девочек-симпатикотоников (п=12), значение LF/HF составило 1,95±0,3. Выборка остальных групп была статистически не значимой.

В общей группе подростков суммарная концентрация конечных метаболитов оксида азота - нитратов/нитритов в КВВ в зависимости от типа вегетативной регуляции сложилась следующим образом:

Как видно из рисунка 1, рассматриваемый показатель достоверно выше в группе с преобладающим влиянием парасимпатического отдела АНС. Данный факт подтверждается и работами других авторов (М.В. Курицына, Н.П. Ларионов, 2005), в которых установлена корреляция между типом регуляции АНС и генерацией оксида азота как биомаркера напряжения в этой системе.

Анализ РВГ параметров показал следующее: реографический индекс, характеризующий артериальное кровенаполнение, достоверно выше в группе девочек-ваготоников по сравнению с аналогичной группой мальчиков и группой девочек-симпатикотоников (рис. 2). Это объясняется модулирующим влиянием парасимпатического отдела автономной нервной системы на периферические сосуды крупного калибра и особенно заметно в группе ваготоников. Венозный отток, характеризующийся параметром ИВО_Сим (%), повышен в группе симпатикотоников, что является причиной тонического влияния симпатического отдела АНС на вены мелкого и среднего калибра (рис. 3).

ваготоники_си ¡и п атн котон и ки

Рис.1. Графическое представление концентрации конечных метаболитов оксида азота (мкМ/л) в зависимости от типа вегетативной регуляции сердечной деятельности.

Рис.2. Графическое значение показателя артериального кровенаполнения (РИ, у.е.) у лиц с разным типом вегетативной регуляции.

Рис. 3. Графическое значение показателя венозного оттока (ИВО Сим, %) у лиц с разным типом вегетативной регуляции.

Интересным является тот факт (таблицы 2, 3), что во всех трех группах -в группе мальчиков-ваготоников, девочек-ваготоников девочек-симпатикотоников - холодовой стресс не вызвал достоверных изменений параметра ЛЮда (мс.) и ЧСС. Возможно, это связано с тем, что на данном возрастном этапе динамика сердечного ритма практически не направлена на поддержание тех механизмов, которые вовлечены в стабилизирующие процессы артериального давления. В пользу такого предположения также говорит тот факт, что на этом возрастном периоде рост и развитие сосудистой системы отстает от сердца (Л.И. Левина 1999; В.И. Безобразова, С.Б. Догаткина, 2003). Соответственно, вовлечение сердца в стабилизирующие процессы в гемодинамической системе могло быть дополнительной нагрузкой на сосуды.

Что касается РВГ-показателей, то после гипотермического воздействия наблюдаются достоверные изменения только в группе мальчиков-ваготоников, В двух других группах достоверных изменений не выявлено (таблица 2, 3).

В исследованиях последних десятилетий убедительно показано, что многие ткани организма продолжают развиваться (нервная, мышечная) вплоть до завершения полового созревания. Можно предположить, что активная динамика мышечной составляющей сосудистой стенки (под влиянием внешних факторов последовательное перераспределение крови за счет «игры сосудов» -адекватное расширение определенных сосудистых областей в ответ на их

сужение в других частях (H.A. Куршаков, Л.П. Прессман, 1969; А.М. Мелкумянц, С.А. Балашов, В.М. Хаютин, 1992; Л.И. Левина, 1999; М.М. Безруких, В.Д. Сонькин, Д.А. Фарбер, 2008)) и обеспечивающие эту динамику регуляторные механизмы, направленные на поддержание механизмов, стабилизирующих артериальное давление без участия сердечной деятельности, является стимулом для роста сосудистой системы. Так как в периоде полового созревания процессы роста и развития взаимосвязаны, то данный механизм может являться не только стимулом для ангиогенеза адекватно росту всего организма, но и стимулом окончательного развития и становления авторегуляторных гомеостатических механизмов.

Таблица 2

ВРС, РВГ параметры и концентрация NO'3- NO"2 в КВВ в группе мальчиков-ваготоников до и после холодовой пробы (М±о)

пол показатели^— Мальчики-ваготоники (28) Р

До ХП После ХП

ИВО_Сим, % 42,93±10,П 87,67±25,34 Р<0,007

VMaxc, ОМ/С 0,87±0,26 1,23±0,31 Р<0,01

TP, мс2 3956,4±244,67 6863,28±305,8 Р<0,0001

VLF, мс2 1103,19±77,54 2263,34±64,78 Р<0,0001

LF, мс2 1047,58±45,6 2084,1±9 7,12 Р<0,0001

HF, мс2 1754,68±78,98 2444,5±68,55 Р<0,0001

LF/HF, мс2 0,59±0,10 0,85±0,11 Р<0,05

ИН, y.e. 90,37±6,72 125,87±9,63 Р<0,0005

Таблица 3

ВРС, РВГ параметры и концентрация NOV NO"2 в КВВ в группе девочек-ваготоников до и после холодовой пробы (М±а)

пол показателн^—--^^^ Девочки-ваготоники (22) Р

До ХП После ХП

LF, мс2 580,52±34,54 992,14±78,67 Р<0,0001

LF/HF, мс2 0,58±0,10 1,15±0,13 Р<0,0001

ИН, у.е. 75,76±5,96 88,07±11,46 Р<0,0001

В группе девочек-симпатикотоников, как и в группе девочек-ваготоников не наблюдается достоверных изменений почти всех параметров исследуемых систем, кроме двух - VLF и ИН. Во всех трех группах только у девочек-симпатикотоников наблюдается уменьшение значения параметра VLF - до ХП оно составило 911,7±78,11, после - 747,6б±43,8 (Р<0,04), интерпретация которого не однотипна. Однако, согласно утверждениям А.Д. Викулова (А.Д. Викулов, 2008) можно объяснить это тем, что в связи с преобладающим влиянием в данной группе симпатических влияний уменьшение значения VLF после гипотермического воздействия характеризует энергодефицитное состояние организма не данный момент. Индекс напряжения уменьшается с 114,71±14,02 до 98,3±16,82 (Р<0,02).

Сравнение полученных результатов динамики анализируемых показателей при температурном воздействии подтверждает выдвинутый ранее тезис об оптимальном функционировании физиологических систем и сформированности регуляторных механизмов у девочек-подростков. Генетическая детерминированность скорости развития женского организма предопределяет оптимальный уровень регуляторных систем и механизмов в функциональной системе гемодинамики. Любой из ее компонентов является более сбалансированным. У мальчиков-подростков эта система так же, как и отдельные ее компоненты, является более лабильной. Как утверждает А.Д. Викулов (2008) реакция организма в процессе взаимодействия с факторами окружающей среды протекает по-разному, в зависимости от силы воздействующего фактора, времени воздействия и адаптационных возможностей организма, которые определяются наличием функциональных ресурсов. Если действующий фактор невелик по силе и продолжительности воздействия, то организм может сохранить удовлетворительную адаптацию, то есть высокие функциональные возможности.

Исходя из вышесказанного, можно сделать вывод, что одноминутное локальное гипотермическое влияние для девочек-подростков не является в достаточной степени стрессорным фактором, ввиду устойчивости исследуемых систем на данное воздействие. Однако в группе мальчиков-подростков аналогичное влияние вызывало достоверное изменение практически всех параметров исследуемых систем, что свидетельствует о лабильности физиологических систем у подростков мужского пола.

Оксид азота является связующим звеном гуморального и нервного контроля (J. Garthwaite, 1995; Genoveva М., 1999; С. Baylis, 2003). Обе регуляторные системы проявляют свое воздействие опосредованно с его участием. В литературных источниках (А.Ф. Ванин, 1998) существуют данные о том, что оксид азота может не только выделяться, но и депонироваться в организме, в дальнейшем высвобождаясь для влияния на какой-либо процесс. Возможно, NO-эргическая система является дополнительным механизмом регуляции за счет того, что оксид азота используется в качестве универсального мессенджера, через который осуществляются нервные и гуморальные воздействия.

Таким образом^ можно предположить, что изменение этого показателя можно рассматривать как целесообразную и необходимую при реально существующей деятельности регуляторную реакцию, сформировавшуюся в процессе онтогенеза. В связи с этим особое внимание было уделено анализу корреляционных связей между исследуемыми показателями.

Поскольку корреляционные зависимости отражают согласованность работы различных физиологических систем, анализировались взаимоотношения в трех системах:

1) система ПК в конечностях (показатели пульсового кровенаполнения, тонического состояния сосудов, венозного оттока);

2) система вегетативной регуляции (спектральные и временные показатели ВРС);

3) ЪЮ-эргическая система (суммарная концентрация конечных метаболитов оксида азота в КВВ).

Взаимодействие указанных систем направлено на поддержание уровня метаболизма для обеспечения сосудистого гомеостаза при изменении внешних условий. В данном случае речь идет о вегетативной регуляции сердечной деятельности, метаболитах, контролирующих взаимоотношения систем регуляции (нервной и гуморальной), и о конечном результате всех этих влияний - тоническом состоянии сосудов конечностей.

В таблицах 4 и 5 представлены корреляционные значения с достоверностью Р<0,01. Достоверные корреляционные связи в группе мальчиков установлены между показателями, характеризующими сосудистый тонус и уровень пульсового кровенаполнения, а также сосудистый тонус и уровень венозного оттока (ИВО_Сим-Умакс - 0,415, при Р<0,05; ИВО_Сим-Уср -0,352, при Р<0,05). Аналогичные корреляционные взаимосвязи существуют между большинством показателей вегетативной регуляции. Однако общее количество достоверных взаимосвязей между анализируемыми показателями незначительно и практически отсутствует между сравниваемыми показателями и концентрацией оксида азота в КВВ.

Иная картина характерна для корреляционных взаимосвязей рассматриваемых параметров в группе девочек. В данном случае корреляционные взаимосвязи установлены практически между всеми параметрами, хотя большая их часть имеет отрицательную корреляцию (при Р<0,05).

Однако появляются тесные взаимоотношения между показателями пульсового кровенаполнения (РИ), индексом вагосимпатического взаимодействия (1Л7НР), мощностью высокочастотного спектра (№), минимальной длительностью кардиоинтервалов (К-Кмин). В этом случае корреляционные взаимосвязи являются положительными.

В двух других системах - системе ПК в конечностях и системе вегетативной регуляции функции сердца - между большинством показателей

также существуют как положительные, так и отрицательные корреляционные взаимосвязи.

Таблица 4

Корреляционные значения в группе мальчиков (п=36)

Корреляционные связи Значения корреляции

-0,88

Данный факт в очередной раз подтверждает различия в скорости формирования мужского и женского организма и свидетельствует о том, что функциональные системы, регулирующие и поддерживающие сердечнососудистый гомеостаз, к этому возрасту в женском организме функционируют более сбалансировано, в отличие от более лабильной системы в мужском.

Сравнение корреляционных взаимоотношений в группах мальчиков и девочек в зависимости от типа регуляции сердечной деятельности, в данном случае ваготонического, показал следующее. Половые различия заключатся в том, что в женском организме более сформированы внутрисистемные связи и связи между уровнем метаболизма и тоническим состоянием сосудов. Это подтверждается сравнением групп девочек с ваготоническим и симпатикотоническими типами регуляции. В обеих сравниваемых группах установлены корреляционные взаимоотношения между большинством анализируемых показателей.

Таблица 5

Корреляционные значения ВРС, РВГ параметров и концентрации конечных метаболитов оксида азота в группе девочек (п=38) •

Корреляционные связи Значения корреляции

ИБО Сим - Ш"3- N0*2 0,43

Ш1Ш - ЫО'з- Ш'2 -0,77

Ш1Ш-РИ -0,42

- ИВО Сим 0,72

ЮШЧ - Умакс -0,47

- V ср -0,51

. ЯК мин - 1ТО'з- N0*2 0,51

КЯ мин - ИВО Сим -0,51

УЫ-РИ 0,42

УЬР-ТР 0,72

ОТ - Ж)"з- N0*2 0,47

Таким образом, если в качестве систем, являющихся основой поддержания сердечно-сосудистого гомеостаза, рассматривать вышеперечисленные системы, то можно прийти к следующим выводам. Во-первых, коррелятивные зависимости между отдельными показателями внутри и между системами существуют у подростков обоего пола. Во-вторых, феномен гетерохронии наблюдается не только на внутрисистемном уровне, но и на межсистемном, что может служить примером многозначности связей между всеми рассматриваемыми системами.

ВЫВОДЫ

1. Выявлены половые различия в показателях периферического кровообращения, вариабельности сердечного ритма и концентрации метаболитов N0 в конденсате выдыхаемого воздуха. У мальчиков по сравнению,с девочками, исследуемые системы, перечисленные выше, менее устойчивы к влиянию экзогенных факторов в виде низких температур.

2. Интенсивность и стабильность периферической гемодинамики, особенности механизмов ее регуляции у девочек свидетельствуют об оптимальности локальных гомеостатических механизмов по сравнению с мальчиками.

3. При анализе изученных показателей в условиях холодовых нагрузок в зависимости от особенности регуляции сердечной деятельности выявлен разнонаправленный тип реагирования на холодовые воздействия. Повышение тонуса вен вдвое, в группе мальчиков-ваготоников, свидетельствует о лабильности системы ПК по сравнению с группами девочек-ваготоников и девочек-симпатикотоников, у которых данная система более устойчива к экзогенным влияниям. Существуют тесные корреляционные взаимосвязи между ЫО-эргической системой и типом регуляции сердечной деятельности. В группе ваготоников обоего пола концентрация конечных метаболитов N0 достоверно выше, по сравнению с группой симпатикотоников, что свидетельствует об активирующем влиянии парасимпатического отдела АНС на систему, обеспечивающую синтез оксида азота.

4. У мальчиков и у девочек старшего школьного возраста при кратковременных влияниях низких температур частота сердечных сокращений практически не участвует в механизмах, направленных на поддержание гомеостаза в геодинамической системе. Механизм поддержания гомеостаза без изменения частоты сердечных сокращений, которая могла бы быть дополнительной нагрузкой на сосудистую систему, является более экономичным.

5. Изучение коэффициента корреляции между показателями периферического кровообращения, регуляцией сердечной деятельности и концентрацией метаболитов N0 показывает, что чем больше согласована деятельность различных уровней регуляции кровообращения, тем более

организована функция системы в целом. По мере формирования организма количество корреляционных связей увеличивается, одновременно увеличивается количество внутрисистемных отношений . в каждом конкретном случае, что свидетельствует об усилении саморегуляции функциональных систем, 6. Апробированная в исследовании методика определения концентрации оксида азота в конденсате выдыхаемого воздуха не позволила выявить достоверных взаимосвязей между концентрацией конечных метаболитов N0 до и после холодовых нагрузок и тоническим состоянием периферических сосудов, что может являться лимитирующим фактором для ее применения в оценке состояния гемодинамики определенных сосудистых областей.

Основные положения диссертации опубликованы в изданиях:

I. Рекомендованных ВАК РФ:

1. Игнатосян А.Г. Влияние холодового стресса на периферическое кровообращение у подростков с разным типом вегетативной регуляции [Текст] / А.Г. Игнатосян, М.В. Курицына // «Вопросы современной науки и практики» Университет им. В.И. Вернадского (Тамбов). - 2008. - №4 (14). - С. 27-33.

2. Игнатосян А.Г. Особенности реакции периферической гемодинамики подростков на гипотермическое воздействие в зависимости от типа вегетативной регуляции сердечной деятельности [Текст] / А.Г. Игнатосян, В.Б. Русанов // Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского. 2008. - №6. - С. 113-117.

3. Игнатосян А.Г. Половые особенности реакций локального кровотока и изменение метаболизма эндотелиального оксида азота на гипотермическое воздействие у подростков в зависимости от структуры сердечного ритма [Текст] / А.Г. Игнатосян, В.Б. Русанов 11 Вестник Тверского Государственного Университета. Серия «Биология и экология» -2009. №2(1 Í).-С. 22-30.

II. В других изданиях РФ:

4. Игнатосян А.Г. Особенности реакций периферической гемодинамики у подростков / А.Г. Игнатосян 11 «Здоровье, физическая культура и спорт». - Владимир- Иваново, 2008. - 486 с. - С. 43-53.

П1. В зарубежных изданиях:

5. Игнатосян А.Г. Особенности регуляторных механизмов локального кровотока при гипотермии у подростков с разными типами вегетативной регуляции [Текст] / А.Г. Игнатосян // Медицинская Наука Армении (Ереван). - 2008. - №4 (XLVIII). - С. 117-126.

Используемые сокращения

ссс - сердечно-сосудистая система

АНС - автономная нервная система

АД • - артериальное давление

ПК - периферическое кровообращение

цнс - центральная нервная система

РВГ - реовазография

КРГ - кардиоритмография

ВРС - вариабельность ритма сердца

квв - конденсат выдыхаемого воздуха

хп - холодовая проба

ЭКГ - электрокардиограмма

РИ - реографический индекс

Умакс - максимальная скорость быстрого наполнения

Уср - средняя скорость медленного наполнения

ИВО_Сим - индекс Симонсона

ииш - средняя длительность интервалов Я-Я

- минимальная длительность интервалов Я-Я

ТР(ОМС) - общая мощность спектра

НР - мощность высокочастотных колебаний

Ы1 - мощность низкочастотных колебаний

- мощность сверхнизкочастотных колебаний

ЬЬУНР - индекс вагосимпатического взаимодействия

Мо - мода

АМо - амплитуда моды

ин - индекс напряжения

Подписано в печать 19.03.10. Формат 60x84/1 б.Усл.печ.л. 1,39. Тираж 100 экз. Заказ 938.

Отпечатано в ФГУ «Типография УВД Владимирской области» 600020, ул.Б.Нижегородская, 88Д

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Игнатосян, Артем Гургенович

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Общие представления о периферическом кровообращении и особенностях иго регуляции в подростковом возрасте

1.2. Особенности вегетативного обеспечения сердечно-сосудистой системы в подростковом возрасте

1.3. Оксида азота как биомаркер в системе регуляции тонуса сосудов

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Организация исследований

2.2. Определение нитратов и нитритов в конденсате выдыхаемого воздуха

2.3. Методика реовазографического исследования

2.4. Методика анализа вариабельности ритма сердца

2.5. Статистическая обработка результатов исследования

ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

3.1. Особенности вегетативного обеспечения гемодинамики, периферического кровообращения и метаболического компонента, регулирующего тоническое состояние сосудов у девочек и мальчиков старшего школьного возраста

3.2. Особенности реакции на холодовую пробу в зависимости от типа регуляции сердечной деятельности

3.3. Корреляционные взаимоотношения исследуемых . систем (периферической гемодинамики, регуляции сердечной деятельности и генерации оксида азота) в группах мальчиков и девочек старшего школьного возраста

ГЛАВА 4. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ 84 ВЫВОДЫ 102 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Введение Диссертация по биологии, на тему "Особенности периферической гемодинамики подростков в зависимости от типа регуляции сердечной деятельности"

Исследования сердечно-сосудистой системы (ССС) мотивируются ее значимостью в поддержании гомеостаза всего организма с помощью многих резервных адаптационных процессов, скрытых в ней и в системах, регулирующих ее деятельность. В связи с выполняемой специфичной ролью в формировании и поддержании гомеостатических механизмов гемодинамической системы, в ответ на динамично изменяющиеся внешние условия, изучение периферического кровообращения в целом приобретает особую актуальность, в частности в подростковом возрасте, принимая во внимание пограничное состояние морфофункциональных изменений, характерные для данного возрастного периода.

В регуляции кровообращения существенная роль принадлежит автономной нервной системе (АНС). В зависимости от состояния адаптационно-компенсаторных механизмов регуляции кровообращения вегетативное обеспечение может протекать с адаптацией и дезадаптацией сердечной деятельности [13, 80]. При вегетативном обеспечении с адаптацией повышение активности одного отдела АНС сопровождается увеличением реактивности другого, что создает динамическое вегетативное равновесие, обеспечивая адекватную реакцию ритма сердца в ответ на физиологические воздействия [52].

При дезадаптации вегетативного обеспечения нарушается динамическое вегетативное равновесие. Так, при симпатикотоническом типе вегетативной регуляции и вегетативном обеспечении за счет симпатического отдела АНС уже при исходной тахикардии в ответ на физиологические воздействия происходит еще более выраженное учащение ритма сердца. При ваготоническом типе регуляции и вегетативном обеспечении за счет парасимпатического отдела АНС в ответ на физиологические воздействия наблюдается неадекватный прирост частоты сердечных сокращений (ЧСС).

Эти данные свидетельствуют о нарушении адаптационно-компенсаторных механизмов регуляции ССС.

Для адаптации в пубертатном периоде существенно возрастает активность как симпатического, так и парасимпатического звена вегетативной регуляции. При этом возникает проблема вегетативной дисфункции. Ее возникновению способствует свойственная этому возрасту незавершенность морфологического и функционального формирования АНС и гормональная перестройка [32, 33]. По мнению некоторых авторов, временное повышение активности симпатического звена вегетативной регуляции в подростковом возрасте обеспечивает адаптацию различных систем организма к внешним условиям [22, 72]. Тем самым, существует некий дуализм в понимании оптимальности преобладания одного из отделов ВНС (симпатической или парасимпатической) в определенный момент времени, при определенных условиях в подростковом возрасте. Период, когда лабильность физиологических систем в большей степени проявляют неустойчивость организма в целом к неблагоприятным влияниям патогенных факторов окружающей среды.

Что касается молекулярных механизмов протекания процессов, рассматриваемые выше, то непосредственно главную роль в этом играет NO-эргическая система. Научные исследования последних десятилетий показали важное влияние оксида азота на такие фундаментальные биологические процессы, как регуляция артериального давления (АД), иммунитета и деятельности центральной нервной системы (ЦНС).

Поскольку капилляры не имеют мышечных элементов, то гуморальные воздействия, осуществляемые, в том числе NO-эргической системой адресованы другим отделам сосудистого русла, и в том числе артериолам.

Опосредованно эти воздействия осуществляются с помощью ритма сердца, 5 поскольку он непосредственно зависит от нервно-гуморальных влияний. В подростковом возрасте гормональные воздействия изменяют все параметры функционирования системы кровообращения и механизмы ее регуляции. В связи с этим усиливается напряжение в системе, моделирующей тоническое состояние сосудов, при этом напряжение более крупных артерий усиливается, что увеличивает дисбаланс регуляции периферического кровотока.

Целью диссертационного исследования является выявление особенностей реакции периферического кровообращения на локальное холодовое воздействие у детей старшего школьного возраста с разными типами вегетативной регуляции сердечной деятельности.

В соответствии с поставленной целью в работе определены следующие задачи:

1) провести исследование параметров периферического кровообращения в конечностях;

2) изучить особенности периферической гемодинамики у лиц с разными типами вегетативной регуляции;

3) сравнить типы реагирования на температурные воздействия у подростков разного пола — мальчиков и девочек; б

5) оценить возможность применения методики исследования концентрации оксида азота для выявления особенностей реагирования периферического кровообращения на экзогенные воздействия; Научная новизна. В ходе исследования впервые собран и систематизирован материал, касающийся оценки состояния периферической гемодинамики в условиях гипотермии, а также показателей временного и спектрального анализа вариабельности сердечного ритма (ВРС) подростков в соответствии с влиянием температурных факторов. Впервые показана возможность интеграции методики исследования концентрации оксида азота, с методами исследования гемодинамики и механизмов ее регуляции. Получены данные о половых особенностей функционирования ряда параметров, характеризующих функциональное состояние ССС. Впервые выявлены корреляционные взаимосвязи между параметрами периферического кровообращения в конечностях, вариабельностью ритма сердца и уровнем активации Ж)-эргической системы. Анализ статистических показателей на основе качественно-количественной характеристики в вышеуказанных системах позволил детальнее изучить возможное изменение метаболизма оксида азота в условиях холодового воздействия на отдельные гемодинамические системы.

Положения, выносимые на защиту.

4. Использованная в исследовании методика выявила тесные корреляции между АНС и МЭ-эргической системой, тогда как четких взаимосвязей между периферической гемодинамикой и концентрацией оксида азота в организме установлено не было.

Научно-практическая значимость работы. Всестороннее и глубокое изучение физиологических систем здорового организма и их функциональное состояние при различных экзогенных и эндогенных влияниях дает представление о базовых свойствах адаптационно-компенсаторных механизмов, заложенных в организме, и только в этом случае возможна грамотная разработка методик для выявления ранних нарушений в исследуемых системах или лечения уже имеющихся патологий.

Анализ доступных литературных источников показывает, что работ посвященных изучению внутрисистемных сложных и многогранных процессов и их взаимосвязей в ССС, отражающих состояние системы периферической гемодинамики и адекватное реагирование на это состояние сердечной деятельности при гипотермических влияниях мало. А в имеющихся работах встречаются противоречия по показателям, характеризующим состояние ССС у подростков разного пола.

Целью проведения холодовой пробы в данной исследовательской работе явилось моделирование ситуации влияния неблагоприятных низких температур на открытые участки тела, в данном случае на кисти.

Полученные результаты могут служить основой для разработки и модификации методов определения концентрации оксида азота в биологических системах, а также могут быть использованы в клинике для донозологической диагностики патологических процессов в ССС. Показано, что степень вовлеченности различных отделов ССС в реализацию ответных реакций может служить основой для изучения модулирующего влияния NO-эргической системы на морфофункциональные изменения метаболического обеспечения любого вида деятельности. Также была предпринята попытка выявления взаимосвязанной реакции двух составляющих ССС -периферического кровотока и сердечной деятельности - на гипотермическое воздействие.

Результаты исследования используются на лекциях и лабораторно-практических занятиях по курсам «Молекулярная биология», «Физиология человека», проводимых преподавателями кафедр анатомии и физиологии человека и медико-биологических основ физической культуры для студентов Владимирского государственного гуманитарного университета.

Апробация работы. Результаты исследования обсуждались на:

1) Нескольких ежегодных конференциях профессорско-преподавательского состава ВГТУ, 2005-2008 гг;

2) межрегиональной научно-практической конференции с международным участием «ЗДОРОВЬЕ, ФИЗИЧЕСКАЯ КУЛЬТУРА, СПОРТ» (Владимир, 2008).

Научные публикации. По теме диссертации опубликовано 5 печатных работ.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 120 печатных страницах машинописного текста, иллюстрирована 13 таблицами и 17 рисунками. Работа состоит из введения, обзора литературы, главы описания организации и методов исследования, главы собственных исследований, главы обсуждения результатов и выводов. Библиографический указатель содержит 167 источника, из них 99 на русском и 68 иностранном языках.

Заключение Диссертация по теме "Физиология", Игнатосян, Артем Гургенович

выводы

1. Выявлены половые различия в • показателях периферического кровообращения, вариабельности сердечного ритма и концентрации метаболитов N0 в конденсате выдыхаемого воздуха. У мальчиков по сравнению с девочками, исследуемые системы, перечисленные выше, менее устойчивы к влиянию экзогенных факторов в виде низких температур.

4. Существуют тесные корреляционные взаимосвязи между ЫО-эргической системой и типом регуляции сердечной деятельности. В группе ваготоников обоего пола концентрация конечных метаболитов N0 достоверно выше, по сравнению с группой симпатикотоников, что свидетельствует об активирующем влиянии парасимпатического отдела АНС на систему, обеспечивающую синтез оксида азота.

5. У мальчиков и у девочек старшего школьного возраста при кратковременных влияниях низких температур частота сердечных сокращений практически не участвует в механизмах, направленных на поддержание гомеостаза в гемодинамической системе. Механизм поддержания гомеостаза без изменения частоты сердечных сокращений,

102 которая могла бы быть дополнительной нагрузкой на сосудистую систему, является более экономичным.

6. Изучение коэффициента корреляции между показателями периферического кровообращения, регуляцией сердечной деятельности и концентрацией метаболитов N0 показывает, что чем больше согласована деятельность различных уровней регуляции кровообращения, тем более организована функция системы в целом. По мере формирования организма количество корреляционных связей увеличивается, одновременно увеличивается количество внутрисистемных отношений в каждом конкретном случае, что свидетельствует об усилении саморегуляции функциональных систем. Все вышесказанное иллюстрирует сравнение корреляционных взаимосвязей у подростков мужского и женского пола.

7. Апробированная в исследовании методика определения концентрации оксида азота в конденсате выдыхаемого воздуха не позволила выявить достоверных взаимосвязей между концентрацией конечных метаболитов N0 до и после холодовых нагрузок и тоническим состоянием " периферических сосудов, что может являться лимитирующим фактором для ее применения в оценке состояния гемодинамики определенных сосудистых областей.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Игнатосян, Артем Гургенович, Владимир

1. Агаджанян, H.A. Этнические особенности адаптации студентов северного Кавказа / Агаджанян H.A., Цатурян Л.Д. // Вариабельность сердечного ритма: теоретические аспекты и практическое применение. -2008.-С. 20-23.

2. Агаджанян, H.A. Человек в условиях гипокапнии и гиперкапнии / Агаджанян H.A., Полунин И.Н., Степанов В.Д. М. 2001. - 230 с.2

3. Акулова, Ф.Д. Реография // Инструментальные методы исследования сердечнососудистой системы: Справочник. — М.: Медицина, 1986. — 416 с.

4. Алексеев, О.В. Микроциркуляторный гомеостаз / Гомеостаз // под. ред. Горизонтов П.Д. -М, -1981. С. 419-460.

5. Анаев Э.Х., Чучалин А.Г. Конденсат выдыхаемого воздуха в диагностике и оценке эффективности лечения болезней органов дыхания, http://www.pulmonology.ru/magazine/archive/2006/197/2847.php

6. Баевский, P.M. ВРС, теоретические аспекты и возможности клинического применения / Баевский P.M., Иванов Г.Г. // Конгресс, «Детская кардиология 2000». М, 2000. - С. 24 - 40.

7. Баевский, P.M. Прогнозирование состояний на грани нормы и патологии / Баевский P.M. // М.: Медицина. - 1979. - 28 с.

8. Баевский, P.M. Математический анализ изменений сердечного ритма при стрессе / Баевский P.M., Кириллов О.И., Клецкий С.М. // М.: -Наука. 1984.-254 с.

9. Баевский, P.M. Оценка адаптивных возможностей организма и риск развития заболеваний / Баевский P.M., Берсенева А.П. // М.: Медицина. -1997.-236 с.

10. Безруких, М.М. Регуляция сердечного ритма у подростков с различными типами полового созревания / Безруких, М.М. // Новые исследования по возрастной физиологии. 1982. - №1. - С. 13-18.

11. Безруких, М.М. Особенности регуляции сердечного ритма у школьников в 16 лет под влиянием учебных занятий / Безруких, М.М. // Физиология человека — 1989 №2 - С. 36-39.

12. Берсенев, Е.Ю. Анализ вариабельности сердечного ритма у юных спортсменов в разные периоды суток / Берсенев Е.Ю., Воронов A.B. // Вариабельности сердечного ритма: теоретические аспекты и практическое применение. — 2008. С. 48-51.

13. Бисярина, В.П. Артериальные сосуды и возраст / Бисярина В.П., Яковлев В.М., Кукса П.Я. // Медицина. М, - 1984 -224с.

14. Бисярина, В.П. Сравнительная оценка некоторых функциональных показателей артериальных сосудов и периферической гемодинамики у здоровых подростков и лиц молодого возраста / Бисярина В.П., Яковлев В.М., Кукса П.Я. // Педиатрия. 1981. - № 3. - С.56-59.

15. Бувальцев, В.И. Дисфункция эндотелия как новая концепция профилактики и лечения сердечнососудистых заболеваний / Бувальцев, В.И.// Международный медицинский журнал. 2001. - №3. - С. 24-46.

16. Ванин, А.Ф. Динитрозильные комплексы железа и S-нитрозотиолы — две возможные формы стабилизации и транспорта оксида азота в биосистемах / Ванин, А.Ф.// Биохимия, 1998. - №4 - С. 56-64.

17. Ванин, А.Ф. Оксид азота регулятор клеточного метаболизма / Ванин ,А.Ф.// СОЖ, - 2001. - №11. - С. 34-41.

18. Викулов, А.Д. Вариабельность сердечного ритма у подростков / Викулов А.Д., Турчанинов С.Ю., Федоров П.А. // Ярославль. 2008. -114с.

19. Виноградов, H.A. Антимикробные свойства оксида азота и регуляция ее биосинтеза в организме / Виноградов, H.A.// Антибиотики и химиотерапия, 1998. - №2. — С. 25-31.

20. Власов, Ю.А. Кровообращение и газообмен человека / Власов Ю.А., Окунева Т.Н. // Новосибирск: Наука 1992. -319 с.

21. Воропаев, Д.С. Взаимосвязь вариабельности ритма сердца и нейродинамических свойств нервной системы у подростков 14-16 лет / Воропаев Д.С., Ежова O.A. // Вариабельность сердечного ритма: теоретические аспекты и практическое применение. — 2008. С. 68-71.

22. Габриелян, Э.С. Физиология и фармакология сосудистой стенки / Габриелян Э.С., Амроян Э.А., Акопов С.Э. Ереван - 1987. - 311 с.

23. Галеев, А.Р. Вариабельность сердечного ритма у здоровых детей в возрасте 6-16 лет / Галеев А.Р., Игишева JI.H., Казин Э.М. // Физиология человека 2002. - Т. 28. - №4. - С. 54-58

24. Гедеванишвили, И.Д. Периферическое кровообращение и особенности его регуляции / Гедеванишвили, И.Д. Москва. — 1967 - 124 с.

25. Гельцер, Б.И. Комплексная оценка вазомоторной функции сосудистого эндотелия у больных с артериальной гипертензией / Гельцер Б.И.,

26. Савченко C.B., Котельников В.Н., Плотникова И.В. www.mediasphera.ru/i ournals/detaiI/2105/

27. Горрен, А.К.Ф. Универсальная и комплексная энзимология синтазы оксида азота / Горрен А.К.Ф., Майер Б. // Биохимия, 1998. - №7. -С. 67-71.

28. Гринене, Э. Возрастные особенности регуляции сердечного ритма у школьников 7-12 лет / Гринене Э., Вайткявичюс В.Ю., Марачинскене Э., Линдишене Д., Бурнейкене В. // Физиология человека. -Том. 8. -№ 6.-1982. -С. 46-51

29. Громбах, С.М. Акселерация развития и состояние здоровья детей и подростков / Громбах, С.М.- М. 1980 234 с.

30. Тромбах, С.М. Социально-гигиенический аспект оценки состояния здоровья детей и подростков. Вестн.Акад. мед наук СССР -1984,-№4.-С.75-80.

31. Гуштурова, И.В. Особенности центральной и периферической гемодинамики в покое и при физической нагрузки у детей дошкольного возраста. Автореф. дис. . канд. биол. наук, Казань. — 1996.-26 с.

32. Дратцев, Е.Ю. Регуляция сердечной деятельности и региональный кровоток у спортсменов / Дратцев Е.Ю., Викулов А.Д., Турчанинов С.Ю., Алехин В.В. // Вариабельность сердечного ритма: теоретические аспекты и практическое применение. — 2008. С. 93-97.

33. Даян, A.B. Реакция сердечной деятельности старшеклассников школ с дифференцированным обучением на экзаменационный стресс / Даян A.B., Оганнисян А.О., Геворкян Э.С. с соавт // Физиология человека. — 2003. Т. 29. - №2. - С. 37-43.

34. Диагностика биохимической функции легких с помощью системы ECoScreen компании «FILT». http://www.filt.de/uploads/media.

35. Догаткина, С.Б. Особенности центрального и периферического кровообращения юношей 16 — 17 лет с разными типами мануальной асимметрии / Догаткина С.Б., Безобразова В.Н. // Физиология школьников юношеского возраста. М, - Медицина. - 1987. - С. 145152.

36. Дупляков, Д.В. Неинвазиваня диагностика спазма коронарных артерий / Дупляков Д.В. // «Функциональная и ультразвуковая диагностика». -2002.-№l.-C.134-136. http://www.cardiosite.ru/articles/article.asp?id=2358

37. Душанин, С.А. Функция сердца у юных спортсменов / Душанин С.А., Шигалевский В.В. // Здоровье, Киев. - 1998. - 168 с.

38. Исупов, И.Б. Системные закономерности типологических регуляций общего и регионарного кровообращения в различных возрастных группах населения: Дисс. . канд. мед. наук. Москва, - 1996. -26 с.

39. Калинина, И.Н. Тендерные особенности вегетативного статуса у здоровых лиц в возрасте 15-60 лет / Калинина И.Н. // Вариабельности сердечного ритма: теоретические аспекты и практическое применение. -2008.-С. 121-124.

40. Капелько, В.И. Гидродинамические основы кровообращения / Капелько, BMJ/ СОЖ. 1996. - № 2. - С. 44-50.

41. Киселева, З.М. Сердце и катехоламины с позиции адаптационно-трофической функции симпатоадреналовой системы / Киселева, З.М.//Кардиология 1988.- №8 С. 10-14.

42. Кожанов, В.В. Особенности взаимодействия между отдельными показателями гемодинамики у детей. Здравоохранение Казахстана, -1991.- №10. С. 42-45.

43. Кузнецова, И. А. Вегетативное обеспечение физической работоспособности в циклических видах спорта / Кузнецова И.А., Степанова О.Ю. // Вариабельность сердечного ритма: теоретические аспекты и практическое применение, 2008. - С. 161-164

44. Круглов C.B., Амелин В.Г., Ларионов Н.П., патент на изобретение № 2161303 редуктор нитратов. 27.12.2000

45. Курицына, М.В. Динамика оксида азота в конденсате выдыхаемого воздуха биомаркер напряжения в системе регуляции вегетативных функций у школьников / Курицына М.В., Ларионов Н.П. //Томск -2005. - С. 34-38.

46. Куршаков, H.A. Кровообращение в норме и патологии / Куршаков H.A., Прессман Л.П. // Москва. 1969 С. 345.

47. Лабораторная и инструментальная диагностика. http://medbook.medicina.ru/chapter.php7id level=134

48. ЛАЗМА. Научно-производственное предприятие лазерной медицинской аппаратуры. Функциональные пробы: тепловой и холодовой тесты / http://www.lazma.ru/rus/article.php?r=&d::=224

49. Левина, Л.И. Особенности сердечно-сосудистой системы в пубертатном периоде. В кн.: Подростковая медицина. С-пб: Спец. Литра. 1999. - С. 32-39

50. Лучицкая, Е.С. Функциональные особенности гемодинамики подростков в условиях различной двигательной активности. Автореф. дис. канд. Биол. наук. Владимир, 2007. - С. 241.

51. Львова. Л.В. Неинвазивный, информативный, доступный. http://www.provisor.com.ua/archive/2004/N2/art 14.php

52. Льюис Ландсберг, Джеймс Б. Янг, // Физиология и фармакология вегетативной нервной системы www.rusmedserver.ru

53. Макаров, Л.М. Роль холтеровского мониторирования в обследовании больных. М, Стар'Ко, - 1998.-200с.

54. Маколкин, В.И. Микроциркуляция и поражение органов-мишеней при артериальной гипертонии // Кардиология, 2006. - №2. -С. 34.

55. Малкоч, A.B. Физиологическая роль оксида азота в организме / Малкоч A.B., Майданник В.Г., Курбанова Э.Г. М. - 2000. - С. 56-67.

56. Малышев И.Ю. Стресс, адаптация и оксид азота / Малышев И.Ю., Манухина Е.Б.// Биохимия, 1998. - №7, - С. 56.

57. Малышев И.Ю.; Манухина Е.Б. Способ определения состояния сердечно-сосудистой и дыхательной систем на основе анализа оксида азота в выдыхаемом воздухе, http://vmw.ntpo.com/patentsmedicine

58. Марков, Х.М. L-аргинин оксид азота в терапии болезней сердца и сосудов // Кардиология, - 2005. - №6. - С. 24.

59. Марков, Х.М. О биорегуляторной системе L-аргинин оксид азота // Пат. Физиология, - 1996. - №1. - С. 24.

60. Меерсон, Ф.З. Влияние стрессорной и физической нагрузок на ритмическую деятельность сердца и состояние адренергической регуляции у больных нейроциркуляторной дистонией / Меерсон Ф.З., Халфен Э. Ш., Лямина Л.П. // Кардиология 1990. - №5. - С. 56-59.

61. Нгуен, Зуй-Зунг. Географические показатели интенсивности кровообращения в конечностях // Терапевтический архив.-1963. № 7.-С.82- 86.

62. Ноздрачев, А.Д. Периферическая нервная система / Ноздрачев А.Д., Чумасов Е.И. СПб Наука, - 1999. 281 с.

63. Панкова, Т.Б. Динамика состояния вегетативной нервной системы у школьников старшего возраста по данным кардиоинтервалографии /

64. Панкова Т.Б., Бородулина Т.А.//Рос. педиатрический журнал,-2002.-№3 .-С. 16-21.

65. Петрищев, H.H. Физиология и патофизиология эндотелия. Причины, механизмы, фармакологическая коррекция / Петрищев H.H., Власов Т.Д. С.-Петербург, - 2003. 145 с.

66. Плышевская, Е.В. Функциональные особенности сердечнойдеятельности школьников 15-16 лет. Дис. канд. биол. наук. 1. Владимир-2003. 132 с.

67. Рипп, Т.М. Связь изменений вазодилататорной функции эндотелия, структуры сосудов и сердца с нарушением суточного профиля артериального давления / Рипп Т.М., Мордовии В.Ф., Пекарский С.Е. // Кардиология, 2003. -№1. - С. 19.

68. Ронкин, М.А. Реография в клинической практике / Ронкин М.А., Иванов Л.Б. МЛ НМФ МБН, 1997, -250 с.

69. Скрябина, E.H. Значение реовазографии с холодовой пробой для диагностики и лечения нарушений микроциркуляции. / Скрябина E.H., Грайфер И.В., Волковская Е.В. // Саратовский научно-медицинский журнал. 2008. - №1. - С. 135-138.

70. Соломка, Т.Н. Особенности вегетативной регуляции сердечного ритма у футболистов с разным типом гемодинамики / Соломка Т.Н., Макарова И.М. // Вариабельность сердечного ритма: теоретические аспекты и практическое применение. 2008. - С. 295-297.

Информация о работе

Игнатосян, Артем Гургенович
кандидата биологических наук
Владимир, 2010
ВАК 03.03.01

Диссертация

Особенности периферической гемодинамики подростков в зависимости от типа регуляции сердечной деятельности - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы