Динамика биомеханических показателей сосудистого русла у мужчин и женщин разных возрастных групп

В последние годы пристальное внимание уделяется изучению структуры и функции магистральных артерий, нарушение которых играет колоссальную роль в развитии и прогрессировании заболеваний кардиоваскулярной системы и определяет патофизиологические периферические механизмы конечного звена сердечнососудистого континуума – хронической сердечно-сосудистой недостаточности [1].

Значительный интерес представляет изучение морфофункциональных изменений артериального русла и кровотока в процессе онтогенеза человека с целью прогнозирования течения сердечно-сосудистых заболеваний [2, 7, 9, 13, 14].

В настоящее время предпринимаются попытки изучения разных аспектов периферического кровообращения рядом методов – исследование жесткости артериальной стенки, ее морфологии, скорости кровотока, оценка комплекса интима-медиа [4–6, 8, 9].

Возможности всех этих способов диагностики ограничены лимитом изучаемых параметров. В связи с вышеизложенным представляется особенно важным внедрение

Гаранин Андрей Александрович, врач-кардиолог клиник Самарского государственного медицинского университета, Самара

Рябов Алексей Евгеньевич, к.м.н., доцент, заведующий кардиологическим отделением № 2 клиник

Самарского государственного медицинского университета, Самара

Фатенкова Оксана Владимировна, врач-кардиолог клиник Самарского государственного медицинского университета, Самара методик, позволяющих оценить функциональность как сосудистой системы в комплексе, так и отдельных ее звеньев. Такой возможностью обладает совместное применение компьютерных сфигмографии (метод регистрации движения артериальной стенки, возникающего в связи с поступлением ударного объема крови в данный участок артерии) и реографии (неинвазивный метод исследования общего и органного кровообращения, основанный на регистрации колебаний сопротивления живой ткани переменному току высокой частоты), позволяющих не только оценить параметры пропульсивной способности стенки магистральных артерий, но и сопоставить их с объемной долей кровотока в конкретной области.

Цель

Изучить половозрастные особенности функционального состояния сосудов большого круга кровообращения у практически здоровых лиц по данным компьютерных сфигмографии и реографии.

Материалы и методы

Обследовано 120 практически здоровых лиц без клинических признаков сердечно-сосудистых заболеваний и сахарного диабета. Проведено распределение по четырем группам (по 30 человек): группа 1а – женщины со средним возрастом 20 лет, группа 1б – женщины со средним возрастом 50 лет, группы 2а и 2б – мужчины с аналогичным делением по возрасту.

Всем обследованным регистрировали сфигмограммы артерий мышечноэластического (сонной, бедренной) и мышечного (лучевой, локтевой, задней большеберцовой, тыльной артерии стопы) типов и реограммы верхней и нижней конечностей. Показатели биомеханики артерий изучали в процессе компьютерной обработки. Для изучения параметров биомеханики сосудистой стенки был разработан способ автоматизированного анализа кривых [10, 11]. Регистрация сфигмограмм и реограмм осуществлялась по стандартной традиционной методике на уникальном поликардиографе «Элон–2».

Для устранения влияния различного аппаратного усиления сигнала введенные амплитуды нормировали, т.е. программно приводили их размах к единице. Колебания пронормированных амплитуд, вызванные случайными ошибками, сглаживались по методу наименьших квадратов при аппроксимации амплитуд квадратичной параболой, проходящей через пять последовательных точек. По сглаженным значениям амплитуд вычисляли первую и вторую производные кривых.

На основе контурного анализа сфигмограмм сотрудниками кафедры пропедевтической терапии Самарского государственного медицинского университета было предложено выделять систолу – изгнание (отток) ударного объема – и диастолу (приток) в артериальном цикле по аналогии с сердечным циклом [3, 10–12]. Систола артерий состоит из фаз эластического компонента оттока (3–4) и мышечного компонента оттока (4–5), окклюзии проксимального отдела артерии I (5–6) и II (6–7), формирования среднего сосудистого давления (7–0). Диастола артерий состоит из антифлаттерной (0–1), фаз быстрого (1–2) и медленного (2–3) притока (рис. 1).

Проводилась одномоментная запись кривых компьютерных сфигмограмм и реограмм – синхронно регистрировались сфигмограммы локтевой и лучевой артерий и реограмма верхней конечности, затем сфигмограммы бедренной, задней большеберцовой и тыльной артерии стопы параллельно с реограммой нижней конечности.

Рис. 1. Фазовая структура сосудистого цикла

В ходе исследования изучались следующие параметры биомеханики сосудистой стенки: средние скорость, ускорение и мощность.

Статистический анализ проводился с использованием критерия Вилкоксона, при помощи программы Statistica 6.0 . Достоверными считались различия при p < 0,05.

Результаты исследования

На сонной артерии среднее ускорение в фазу медленного притока снижалось у женщин среднего возраста в сравнении с мужчинами на 32%, в фазу эластического компонента оттока у молодых женщин в сравнении с мужчинами – на 21% (рис. 2); средняя мощность в фазу эластического компонента оттока снижалась у мужчин среднего возраста в сравнении с молодыми на 23% (рис. 3).

На бедренной артерии наблюдалась аналогичная динамика показателей биомеханики сосудистой стенки, однако степень и объем изменений были более выраженными (рис. 4).

группа 1а группа 1б группа 2а группа 2б

Рис. 2. Динамика среднего ускорения движения сосудистой стенки на сонной артерии: МП – медленный приток; ЭКО – фаза эластического компонента оттока; АФ – антифлаттерная фаза. Условные обозначении (здесь и далее): * – достоверное различие по полу; ** – достоверное различие по возрасту

группа 1а группа 1б группа 2а группа 2б

Рис. 3. Динамика средней мощности движения сосудистой стенки на сонной артерии: ЭКО – фаза эластического компонента оттока; АФ – антифлаттерная фаза

группа 1а группа 1б группа 2а группа 2б

Рис. 4. Динамика средней скорости движения сосудистой стенки на бедренной артерии: БП – фаза быстрого притока; МП – фаза медленного притока; ЭКО – фаза эластического компонента оттока; МКО – фаза мышечного компонента оттока; ОПОА – окклюзия проксимального отдела артерии;

АФ – антифлаттерная фаза

На артериях верхних конечностей мышечного типа (локтевая, лучевая) обнаружено усиление биомеханической активности у молодых мужчин и ее снижение с возрастом у мужчин и женщин в фазы эластического компонента оттока и мышечного компонента оттока. Так, ускорение на a.radialis в фазу эластического компонента оттока в группе 1б меньше, чем в группе 1а, на 70%, в группе 2б меньше, чем в группе 2а, на 45%, а в фазу мышечного компонента оттока этот показатель в группе 2а больше, чем в группе 1а, на 19,3% (рис. 5).

На артериях нижних конечностей ( a.tibialis, a.dorsalis pedis ) подобные изменения были менее выражены (рис. 6).

По данным компьютерной реографии верхних конечностей обнаружено снижение показателей биомеханики в диастолические фазы притока у женщин с возрастом: в группе 1б в фазу быстрого притока показатели меньше, чем в группе 1а, на 23,5%, причем у молодых мужчин эти показатели достоверно больше, чем у молодых женщин, на 33,6% (рис. 7).

группа 1а группа 1б группа 2а группа 2б

Рис. 5. Динамика среднего ускорения движения сосудистой стенки лучевой артерии: МП – фаза медленного притока; ЭКО – фаза эластического компонента оттока; МКО – фаза мышечного компонента оттока; ОПОА – окклюзия проксимального отдела артерии; ФССД – формирование среднего сосудистого давления

группа 1а группа 1б группа 2а группа 2б

Рис. 6. Динамика среднего ускорения движения сосудистой стенки на задней большеберцовой артерии: МП – медленный приток; ЭКО – фаза эластического компонента оттока; АФ – антифлаттерная фаза

□ группа 1а

□ группа 1б

□ группа 2а

□ группа 2б

Рис. 7. Динамика среднего ускорения изменения сопротивления в фазу быстрого притока по данным реографии верхней конечности: БП – фаза быстрого притока, МП – фаза медленного притока, ЭКО – эластический компонент оттока, АФ – антифлаттерная фаза

Рис. 8. Динамика средней скорости изменения сопротивления по данным реографии нижней конечности: МП – фаза медленного притока; МКО – мышечный компонент оттока

В систолические фазы показатели реографии верхних и нижних конечностей менялись аналогично результатам сфигмографии. Например, при анализе реограмм нижних конечностей средняя скорость в фазу мышечного компонента оттока в группе 2а больше, чем в 1а, на 10%, а в группе 2б меньше, чем в 2а, на 25,4% (рис. 8).

Выводы

• 1.    По данным компьютерных сфигмографии и реографии у молодых мужчин наблюдается повышенная пропульсивная активность артерий большого круга кровообращения в сравнении с женщинами аналогичного возраста, что обусловлено половыми различиями в тонусе симпато-адреналовой системы и вазотропными эффектами женских половых гормонов.

• 2.    У лиц зрелого возраста эти различия несколько уменьшаются в связи со снижением влияния эстрогенов в перименопаузальном периоде у женщин и депрессией уровня андрогенов у мужчин.

• 3.    С возрастом усиливается кинетика магистральных артерий у мужчин и женщин, что может свидетельствовать об адаптации сосудистого русла к увеличению жесткости артериальной стенки.

• 4.    Кроме того, с возрастом у представителей обоих полов значительнее изменяются показатели объемного кровотока именно в фазы притока на нижних конечностях в сравнении с верхними, что является следствием компенсаторной реакции на более высокое общее периферическое сосудистое сопротивление в бассейне бедренной артерии и закономерного процесса атерогенеза с потерей стенкой сосудов адекватной эластичности.