Колебания вблизи 0,01 Гц - более медленные по сравнению с частотой нейрогенных и миогенных колебаний, обусловлены функционированием эндотелия (выбросом вазодилататора NO) (Stefanovska A., Bracic M., 1999). Микроваскулярный эндотелий осуществляет модуляцию мышечного тонуса сосудов секрецией в кровь периодически изменяющихся концентраций вазоактивных субстанций. Ритмические метаболические процессы, которые воздействуют на транспортную функцию крови и содействуют обменным процессам, являются медленными динамическими процессами.

Авторы Kvandel P. et. al., (2003) обосновали, что среди двух вазодилататоров из ряда вазоактивных субстанций, выделяемых эндотелием - оксида азота (NO) и простангландинов (PGs) – только NO ответственен за сокращение миоцитов с частотой около 0,01 Гц. Эндотелиальный выброс NO включен в физиологическую регуляцию мышечного тонуса и играет важную роль в регуляции давления и распределения потока крови. В условиях эксперимента это может проявляться в двух случаях: в ответ на химическую стимуляцию ацетилхолином и в ответ на механическую стимуляцию после прекращения окклюзии сосуда.

В работе Kvernmo H.D. et. al, (1999) рассмотрена методика, позволяющая определить активность выброса NO путем сравнения сосудистых реакций в ответ на введение специфических агентов, вызывающих эндотелий-зависимую (ацетилхолин) и эндотелий – независимую (нитропруссид натрия) вазодилатацию. Ацетилхолин осуществляет васкулярную релаксацию через стимуляцию выброса NO эндотелием, а нитропруссид натрия напрямую воздействует на мышечные клетки. Колебания с пиком около 0,01 Гц отождествляются с периодическими изменениями концентрации NO (Kvandal P. et. al., 2003).

Рассмотренная методика синтеза NO была в доработанном варианте реализована с помощью блока ЛАКК-ТЕСТ, обеспечивающего ионофорез ацетилхолина (Коняева Т.И. и др., 2003). На рис.1.10 представлены результаты этих исследований.

Диагностическое значение эндотелиальных колебаний (диапазон 0,0095-0,02 Гц) заключается в оценке эндотелиальной дисфункции по относительному изменению амплитуд колебаний вблизи 0,01 Гц.

Вариабельность ЛДФ-сигнала

Регистрируемые в ходе исследований ЛДФ-граммы могут отличаться у разных пациентов на одной области исследований в силу индивидуальных особенностей микроциркуляторного русла, у одного и того же пациента - в разное время суток, в различные дни и недели (Сидоров В.В. и др., 2003).

Вариабельность ЛДФ-сигнала обусловлена пространственной неоднородностью распределения кровеносных сосудов тестируемой области и временной изменчивостью перфузии ткани.

     Пространственная гетерогенность

В работе Braverman I.M., (1990) представлены данные по анатомической пространственной неоднородности распределения кровеносных сосудов в дерме, полученные экспериментальным путем в локальном объеме ткани с проведением компьютерной реконструкции анатомии кровеносных сосудов кожи. Картина васкуляризации дермы представляет собой пространственные зоны с насыщенным содержанием артериол и венул, расположенных друг от друга на расстоянии от 1,5 до 7 мм. Эти зоны соединены между собой одним или несколькими сосудами («vascular bridges»).

Указанные зоны окружены участками ткани, где отсутствуют артериолы и венулы. Характерный диаметр таких участков составляет от 0,3 до 0,6 мм. Эти данные по пространственной гетерогенности объясняют микро-ливедо, сетчатую синеватую окраску кожи или красную сетку при гиперемии.

При лазерном зондировании и приеме отраженного сигнала световодным зондом, имеющим «входное окно» диаметром около 1 мм наличие указанной сосудистой организации дермы может привести к нескольким ситуациям, когда световодный зонд может быть случайно установлен на следующие васкулярные зоны:

– зону с большим числом артериол и венул;

– периферическую область указанной выше зоны с артериолами и венулами. Это область с преобладанием венулярных сосудов;

– участок дермы, где отсутствуют артериолы и венулы.

Из-за пространственной анатомической неоднородности распределения микрососудов в дерме ЛДФ-сигнал может быть высоким, средним или низким. Его величина может составлять 100, 75 или 25% от наибольшего значения (Tenland T., 1982).

Временная вариабельность

Временная изменчивость кровотока обусловлена адаптационными способностями микроциркуляторного русла. Изучение временных вариаций проводилось (Tenland T., 1982) на различных областях: лоб, предплечье, кончики пальца, дорсальная поверхность кожи. ЛДФ-грамма регистрировалась в течение 20 минут, среднее значение перфузии определялось последовательно каждые 30 сек. Разброс относительных величин ЛДФ-сигнала составил от 4 до 11% на предплечье и от 8 до 19% на лбу. Отмечается, что в области кожи, богатой артериоло-венулярными анастомозами (кончике пальца), разброс величины ЛДФ-сигнала меньше, чем на ткани с меньшим числом шунтов. Значительная вариабельность отмечалась также при исследованиях в течение 4 дней, день за днем, в одно и то же время суток на указанных областях. Величины сигналов отличались в несколько раз.

Функционирование эндотелиального, нейрогенного и миогенного механизмов контроля микроциркуляции, их активность или период «молчания» определяются рядом субъективных и внешних факторов. Так, например, в зависимости от температуры окружающей среды при исследованиях на волярной поверхности пальца здорового человека при 18°С обнаруживается преимущественно активная вазоконстрикция, обусловленная нейрогенной регуляцией, она незначительно проявляется в диапазоне 21-24°С и отсутствует при 27°С. (Schmid-Schonbein H.et.al., 1992).

Литература

1. Анищенко В.С. Знакомство с нелинейной динамикой, М. 2002.

2. Исимару А. Распространение и рассеяние волн в случайно-неоднородных средах, Т. 1, Мир, М., 1981.

3. Коняева Т.И., Красников Г.В., Танканаг А.В., Пискунова Г.М., Сидоров В.В., Чемерис Н.К. Оценка чувствительности показателей микроциркуляции к оксиду азота и ацетилхолину. //Материалы международной конференции «Гемореология и микроциркуляция» , Ярославль, 2003, стр. 133.

4. Крупаткин А.И. Клиническая нейроангиофизиология конечностей (периваскулярная иннервация и нервная трофика). - М.: Научный мир,2003.-328с.

5. Крупаткин А.И., Сидоров В.В., Меркулов М.В. и др. Функциональная оценка периваскулярной иннервации конечностей с помощью лазерной допплеровской флоуметрии. Пособие для врачей. М., 2004.- 26с.

6. Микроциркуляция в кардиологии, под ред. В.И. Маколкина, изд.«Визарт», М., 2004.

7. Сидоров В.В., Ронкин М.А., Максименко И.М., Щербанина В.Ю., Уколов И.А. Физические основы метода лазерной допплеровской флоуметрии и его применение в неврологической практике.// Биомедицинские технологии и радиоэлектроника, 2003, №12, стр. 26-35.

8. Трубецков Д.И. Введение в синергетику. Хаос и структуры, М.,2002.

9. Флейшман А.Н. Медленные колебания гемодинамики, Новосибирск, «Наука» 1998.

10. Фолков Б., Нил Э. Кровообращение. М., 1976.

11. Almond N. Laser Doppler flowmetry: Theory and practice, Laser Doppler. – London, Los Angeles, Nicosia, Med-Orion Publishing Company, 1994, p. 17 – 31.

12. Anderson R.R., Parrish J.A., The optics of human skin. //J. Invest. Dermatol., 1981,v.77, p.13.

13. Bollinger A., Yanar A., Hoffmann U., Franzeck U. K. Is High-Frequency Flux Motion due to Respiration or to Vasomotion Activity? // Progress in Applied Microcirculation. Basel, Karger, 1993, vol. 20, p 52-58.

14. Borgos J. Principles of instrumentation: Calibration and technical issues. Laser Doppler. – London, Los Angeles, Nicosia, Med-Orion Publishing Company, 1994, p. 3 – 16.

15. Braverman I.M., Keh A. and Goldminz D. Correlation of laser Doppler wave patterns with underlying microvascular anatomy. //J. Invest. Dermatol., 1990, v.95, p.283,

16. Chambers R., Zweifach B.W. Functional activity of the blood capillary bed, with special reference to visceral tissue. // Ann NY Acad Sci., 1944, v. 46, pp. 683-694.

17. Fagrell B. Problems using laser Doppler on the skin in clinical practice, Laser Doppler. – London, Los Angeles, Nicosia, Med-Orion Publishing Company, 1994.

18. Kvandal P., Stefanovska A., Veber M., Kvernmo H.D.,Kirkeboen K.A. Regulation of human cutaneous circulation evaluated by laser Doppler flowmetry, iontophoresis, and spectral analysis: importance of nitric oxide and prostangladines. // Microvascular Research 2003, v.65, pp. 160-171.

19. Kvernmo H.D., Stefanovska A., Kirkeboen K.A., Kvernebo K. Oscillations in the Numan Cutaneous Blood Perfusion Signal Modified by Endothelium-Dependent and Endothelium –Independent Vasodilators. // Microvascular Research, 1999, v.57, pp.298-309.

20. Mayer M.F., Rose C.J., Hulsmann J.-O., Schatz h., Pfonl M. Impaired 0.1 – Hz vasomotion assessed by laser Doppler anemometry as an early index of peripheral sympathetic neuropathy in diabetes. //Microvascular Research, 2003, v.65, pp. 88-95.

21. Nakata A., Takata S., Yuasa T. et al. Spectral analysis of heart rate, arterial pressure and muscle sympathetic nerve activity in normal humans // Am. J. Physiol.- 1998.- v.274.- pp. H1211- H1217.

22. Rosenbaum M., Race D. Frequency-response characteristics of vascular resistance vessels// Am.J.Physiol.-1968.-v.215.-pp.1397-1402.

23. Schmid – Schonbein H., Zied S., Rutten W. and Heidtmann H. Active and passive modulation of cutaneous red cell flux as measured by Laser Doppler anemometry. //VASA , 1992, v.34, Suppl. p. 38-47.

24. Stefanovska A., Bracic M. Physics of the human cardiovascular system. // Contemporary Physics, 1999,v. 40, N 1, p.31-35.

25. Schmid – Schonbein H., Ziege S., Grebe R., Blazek V., Spielmann R., Linzenich F. Synergetic Interpretation of Patterned Vasomotor Activity in Microvascular Perfusion : Descrete Effects of Myogenic and Neurogenic Vasoconstriction as well as Arterial and Venous Pressure Fluctuations.// Int J. Microcir. 1997; 17, pp. 346-359.

26. Tenland T. On Laser Doppler Flowmetry. Methods and Microvascular Application, Printed in Sweden by VTT-Gafiska, Vimmerby, 1982.

Глава 2