Особенности системы микроциркуляции у лиц подросткового и юношеского возраста

Состояние сердечно-сосудистой системы, являющейся одной из важных систем жизнеобеспечения, часто рассматривают как индикатор функционального состояния целостного организма [1]. Совершенствование адаптивных реакций на разных возрастных этапах происходит по мере усложнения его контактов с окружающей средой [2]. При изучении возрастных особенностей сердечно-сосудистой системы особое значение приобретает оценка изменений в системе микроциркуляции [3], поскольку именно микроге-моциркуляторное русло является структурно-функциональной единицей системы кровообращения, где осуществляются процессы диффузии газов, транскапиллярный обмен и реализуется основная функция – регуляция нутритивного кровотока [4].

Изучение системы микроциркуляции на разных возрастных этапах является актуальным направлением в возрастной физиологии, позволяющим выявлять закономерности формирования микроциркуляторного русла и особенности его функционирования, определять условия эффективной адаптации микрокровотока. Особое значение приобретает оценка функционирования системы микроциркуляции у лиц обоего пола в пубертатный и постпубертатный период. Это обусловлено тем, что подростковый период определяется важнейшим биологическим фактором – по- ловым созреванием с его сложной картиной гормональной регуляцией, характеризующейся бурными дифференцированными процессами, обеспечивающими функциональную неустойчивость, сопровождающуюся несбалансированностью формирования различных отделов микроциркулятор-ного русла. Это важно и в юношеском возрасте, так на данном этапе завершается морфофункциональное созревание организма [5].

Исходя из вышеизложенного, целью данной работы было оценить особенности системы микроциркуляции у лиц подросткового и юношеского возраста.

Материалы и методы . В обследование получения добровольного письменного информированного согласия законных представителей (родителей) были включены 52 подростка обоего пола в возрасте от 13 до 16 лет, и 41 практически здоровые юноши (n=16) и девушки (n=25) в возрасте от 17 до 21 года.

Для исследования микроциркуляции и ее регуляторных механизмов был использован метод лазерной допплеровской флоуметрии (ЛДФ). Исследование микроциркуляции проводилось при помощи лазерного анализатора ЛАКК-02 (НПП «ЛАЗМА», Москва) в стандартных условиях (23±2ºС) после десятиминутного периода адаптации. Метод ЛДФ основывается на оптическом (неинвазивном) зондировании тканей монохроматическим сигналом (обычно в красной области спектра) и анализе частотного спектра отраженного от движущихся эритроцитов сигнала [4].

В качестве тестируемой области была выбрана дистальная фаланга второго пальца правой кисти. Оценивали уровень перфузии (ПМ), среднеквадратичное отклонение (σ), коэффициент вариации (Кv) и амплитудно-частотные характеристики отраженного сигнала. Расчетные параметры М (среднеарифметическое значение ПМ), σ и Kv дают общую оценку состояния микроциркуляции крови. Более детальный анализ функционирования микроциркуляторного русла может быть проведен на втором этапе обработки ЛДФ-грамм базального кровотока при исследовании структуры ритмов колебаний перфузии крови [4, 6]. С помощью вейвлет-анализа из общего спектра ритмов были выделены отдельные частотные диапазоны, отражающие функциональный вклад различных регуляторных влияний в модуляцию микрокровотока. К таковым относят: эндотелиальные, нейрогенные, миогенные, дыхательные ритмы и кардиоритмы.

Для оценки колебательного компонента микрососуди-стого тонуса определялись величины нейрогенного (НТ) и миогенного (МТ) тонуса, а также показатель шунтирования (ПШ) [4].

Статистическую обработку полученных данных после проверки на соответствие выборки закону нормального распределения проводили с использованием t-критерия Стьюдента, различия считали статистически значимыми при р<0,05. Полученные данные представлены в виде средних значений с их стандартным отклонением (М±σ).

Результаты и обсуждение . В ходе проведенного исследования в группе лиц женского пола было отмечено снижение уровня перфузии (М) с возрастом на 20,7% (р<0,05); среднеквадратичное отклонение σ и коэффициент вариации K_v достоверно не изменились. При анализе функционирования механизмов регуляции были выявлены достоверно более низкие значения максимальных амплитуд эндотелиальных, миогенных, дыхательных и пульсовых колебаний (на 24,9, 22,1%, р<0,05, 27,7 и 22,3%, р<0,05, соответственно) у девушек юношеского возраста. Уменьшение вазомоторных амплитуд вызывает повышение периферического сопротивления и, следовательно, снижение нутритивного кровотока (табл. 1).

Показатели тонуса резистивных микрососудов (нейрогенный и миогенный тонусы), а также показатель шунтирования с возрастом достоверно не изменились (табл. 1).

Таблица 1

Показатели микроциркуляции девушек подросткового и юношеского возраста по данным лазерной допплеровской флоуметрии

Показатели		Девочки подростки (n=24)	Девушки (n=25)
Возраст, лет		14,0±1,0	17,0±1,2
М, пф. ед.,		26,5±7,7	21,0±7,0##
σ, пф. ед.,		2,49±0,93	2,11±0,78
Kv, %		9,39±2,47	10,0±3,2
Э	Аmax, Ф. ед.	1,31±0,70	0,983±0,417#
	(A /3σ)•100%, % max	14,3±3,0	16,1±4,1#
	(A /M)•100%, % max	3,72±1,76	4,43±1,99

Н	Аmax, Ф. ед.	1,05±0,39	1,02±1,49
	(A /3σ)•100%, % max	16,4±3,45	17,0±4,6
	(A /M)•100%, % max	4,83±2,47	4,97±2,12
М	Аmax, Ф. ед.	1,07±0,32	0,834±0,384#
	(A /3σ)•100%, % max	14,7±2,9	13,9±4,3
	(A /M)•100%, % max	4,38±1,84	4,22±1,89
Д	Аmax, Ф. ед.	0,566±0,172	0,409±0,233##
	(A /3σ)•100%, % max	7,98±3,36	6,66±2,79
	(A /M)•100%, % max	2,39±1,24	1,83±0,72#
С	Аmax, Ф. ед.	0,395±0,125	0,307±0,092##
	(A /3σ)•100%, % max	5,78±2,96	5,49±1,89
	(  /M)•100%, % Amax                ,	1,47±0,52	1,42±0,47
НТ, отн.ед.		2,09±0,43	1,95±0,46
МТ, отн.ед.		2,26±0,49	2,36±0,75
ПШ, отн.ед.		1,10±0,28	1,21±0,21

Обозначения: М – среднеарифметическое значение показателя микроциркуляции; σ – среднее колебание перфузии относительно значения потока крови М; Kv – коэффициент вариации; Э, Н, М, Д, С – регуляторные механизмы микроциркуляции (эндотелиальные, нейрогенные, миогенные, дыхательные и сердечные); НТ – нейрогенный тонус; МТ – миогенный тонус; ПШ – показатель шунтирования; Аmax – максимальная амплитуда; (Аmax/3σ)•100% – нормированная амплитуда; (Аmax/М)•100% – приведенная амплитуда.

Примечание: здесь и далее различия достоверны: # – при р<0,05; ## – при р<0,01 и ### – при р<0,001.

В группе лиц мужского пола была выявлена тенденция к увеличению показателя микроциркуляции с возрастом (на 7,9%, р>0,05). У юношей выли отмечены более низкие значения среднеквадратичного отклонения показателя микроциркуляции (на 27,6%, р<0,05) и коэффициента вариации (на 35,9%, р<0,001), в сравнении с аналогичными показателями группы мальчиков-подростков, что свидетельствовало о существенных изменениях в функционировании регуляторных механизмов. Снижение среднеквадратичного отклонения показателя микроциркуляции свидетельствовало об усилении артериального сосудистого тонуса и об ослаблении функционирования механизмов активного контроля микроциркуляции (табл. 2).

Анализ механизмов регуляции микрососудистого русла в группе юношей показал, что значение максимальной, нормированной и приведенной амплитуд в диапазоне миогенного ритма были значительно ниже (на 28,8; 11,9 и 25,5%, р<0,05, соответственно), чем у мальчиков-подростков. Угнетение вазомоций сопутствует состоянию увеличения миогенного тонуса артериол (табл. 2).

В ходе вейвлет-анализа установлено достоверное уменьшение с возрастом значений приведенной амплитуды нейрогенных ритмов и максимальной и приведенной амплитуд дыхательных колебаний на 27,9; 25,9%, р<0,05 и 32,2%, р<0,01, соответственно (табл. 2).

В показателях микрососудистого тонуса и шунтирования достоверных различий зафиксировано не было, однако отмечалась тенденция к их увеличению (табл. 2).

Кровоток на микроциркуляторном уровне не является стабильным, а подвержен временным и пространственным вариациям. Колебания кровотока периодически происходят в тканях, отражая изменчивость и приспособляемость кровотока к постоянно изменяющимся условиям гемодина- мики и соответственно потребностям тканей в перфузии их кровью [7].

Таблица 2

Показатели микроциркуляции мальчиков подростков и юношей по данным лазерной допплеровской флоуметрии

Показатели		Мальчики подростки (n=28)	Юноши (n=16)
Возраст		15,0±1,0	19,0±2,0
М, пф. ед.,		22,7±5,3	24,5±3,3
σ, пф. ед.,		2,21±1,10	1,60±0,60#
Kv, %		10,2±2,6	6,53±2,40###
Э	Аmax, пф. ед.	1,00±0,47	0,857±0,441
	(A /3σ)•100%, % max	16,4±4,6	18,0±3,8
	(A /M)•100%, % max	4,04±2,08	3,74±2,00
Н	Аmax, пф. ед.	1,00±0,49	0,793±0,482
	(A /3σ)•100%, % max	16,9±5,03	15,6±3,9
	(A /M)•100%, % max	4,22±2,38	3,04±1,55#
М	Аmax, пф. ед.	0,932±0,485	0,663±0,309#
	(A /3σ)•100%, % max	15,1±3,1	13,3±2,7#
	(A /M)•100%, % max	3,88±1,99	2,89±1,54#
Д	Аmax, пф. ед.	0,448±0,187	0,332±0,115#
	(A /3σ)•100%, % max	8,17±2,66	7,05±1,78
	(A /M)•100%, % max	2,08±0,87	1,41±0,45##
С	Аmax, пф. ед.	0,326±0,138	0,292±0,147
	(A /3σ)•100%,% max	5,67±2,13	5,85±2,01
	(A /M)•100%, % max	1,51±0,70	1,25±0,66
НТ, отн.ед.		1,97±0,50	2,05±0,40
МТ, отн.ед.		2,22±0,46	2,45±0,47
ПШ, отн.ед.		1,12±0,27	1,19±0,20

Обозначения: М – среднеарифметическое значение показателя микроциркуляции; σ – среднее колебание перфузии относительно значения потока крови М; Kv – коэффициент вариации; Э, Н, М, Д, С – регуляторные механизмы микроциркуляции (эндотелиальные, нейрогенные, миогенные, дыхательные и сердечные); НТ – нейрогенный тонус; МТ – миогенный тонус; ПШ – показатель шунтирования; Аmax – максимальная амплитуда; (Аmax/3σ)•100% – нормированная амплитуда; (Аmax/М)•100% – приведенная амплитуда.

В микрососудистом русле с возрастом меняются емкость всей сети капилляров и скорость кровотока в них, при этом состояние каждого капилляра определяется местными условиями тканевого метаболизма и особенностями гемодинамики в сосудистой системе в целом [8].

К концу периода полового созревания практически завершается дифференциация микрососудистого русла: изменяется соотношение размеров микрососудов, совершенствуется регуляция деятельности системы микроциркуляции, структура сосудов становится такой же, как у взрослых [9]. Некоторые авторы [10] отмечают, что с возрастом происходит увеличение эластичности и снижение тонуса периферических сосудов, улучшение кровоснабжения при нарастании диаметров артериального и венозного отделов капилляров. Следует отметить, что изменения диаметра сосудов у девочек происходят несколько раньше, чем у мальчиков.

С возрастом происходят функциональные и структурные изменения во всех системах организма, в том числе и в микроциркуляторном русле [11]. Ю.В. Костина с соавт. (2011) отмечают, что в период от 8 до 16 лет в организме осуществляются нейроэндокринные перестройки, благодаря которым происходит усиленное образование механизмов, регулирующих гемодинамику, увеличивающих емкость дренирующих кровеносных микрососудов и формирование специализированных структур для обеспечения транскапиллярного обмена.

Выявленные нами более высокие значения Kv и σ у подростков, в сравнении с лицами юношеского возраста, указывают на более глубокую модуляцию микрокровотока, обусловленную преимущественно более интенсивным функционированием регуляторных механизмов активного контроля микроциркуляции [4].

Известно, что общей тенденцией изменений периферического кровотока является его экономизация с возрастом вследствие снижения обменных процессов в организме [10]. Идет дальнейшее совершенствование приспособлений путей микроциркуляции, служащих для регуляции кровотока. Особенностью периферического звена кровообращения лиц юношеского возраста является снижение интенсивности кровоснабжения вследствие повышения тонуса прекапиллярных сосудов и уменьшения диаметра артериального отдела капилляров [4].

Так, в юношеском возрастном периоде В.А. Щуровым с соавт. (2009) было выявлено повышение общего периферического сопротивления артериальных сосудов (из-за разрастания мышечного слоя в артериолах и запаздывания по отношению к интенсивно прирастающим размерам сердца увеличения диаметра артериальных сосудов), уменьшение относительного количества циркулирующей крови.

Результаты нашего исследования продемонстрировали, что по мере полового созревания формируются существенные различия функциональных параметров системы микроциркуляции у юношей и девушек, что обусловлено не только с возрастными особенностями, но и половым диморфизмом. Сравнение базальных показателей микроциркуляции, а также вклада различных регуляторных влияний в группе юноши-подростки показало, что в интервале от подросткового периода до юношеского возраста у лиц мужского пола отмечался рост уровня перфузии и снижение амплитуд регуляторных влияний как активных, так и пассивных. У девушек в представленный возрастной период показатель микроциркуляции заметно уменьшился, при этом значительно снизилось влияние механизмов регуляции миогенных, дыхательных и пульсовых ритмов.

Выводы . Таким образом, проведенное нами исследование позволило выявить различия у лиц обоего пола в подростковом и юношеском периоде в механизмах регуляции микроциркуляторного русла. Наблюдаемое с возрастом снижение уровня перфузии у девушек и выраженный его рост у юношей свидетельствуют о сформировавшихся за этот период половых различиях в функционировании регуляторных механизмов, становлении системы микроциркуляции и формировании дефинитивного типа микрокровотока. Выявленные адаптационно-компенсаторные изменения в состоянии периферического сосудистого русла и его регуляторных механизмах направлены на обеспечение адекватного кровоснабжения органов и тканей, в соответствии с постоянно меняющимися метаболическими потребностями организма.