Взаимосвязь между параметрами системной гемодинамики и изменениями кровотока в сонных артериях правого и левого мозга

В настоящее время накоплены многочисленные экспериментальные данные, позволяющие идентифицировать функциональные различия мик-рососудистой системы коры двух полушарий мозга [5-8]. Однако эти данные пока не дают возможности понять физиологические механизмы регуляции кровоснабжения мозга с позиций системной целостности кровеносного русла и пространственновременной организации системы кровообращения. Для дальнейшего анализа специфики функционирования симметричных бассейнов необходимо сравнивать основные свойства этих сосудистых регионов в целом, в том числе и специфику их взаимосвязи с основными гемодинамическими параметрами - артериальным давлением (АД) и частотой сердечных сокращений (ЧСС). Поэтому целью настоя- щей работы явилось сравнительное исследование параметров кровотока в магистральных (общих сонных) артериях правого и левого мозга и их сравнение с параметрами системной гемодинамики

Методика.

Опыты проводили на 19 котах массой около 3,5 кг, наркотизированных пентобарбиталом внутрибрюшинно в дозе 40 мг/кг за 2-3 ч. до начала измерений. Измерения параметров кровотока в магистральных (общих сонных) артериях правого и левого мозга проводили ультразвуковым методом с помощью специально выполненных датчиков, калиброванных в единицах объемной скорости кровотока (мл/мин) по методике, описанной в работе [2]. ЧСС регистрировали кардиотахометром, запускаемым сигналом фазового кровотока. Давление в бедренной артерии измеряли микроманометром. Запись производили с помощью регистратора Н 3031. Синхронно зарегистрированные в правой и левой общих сонных артериях показатели объемной скорости кровотока (ОСК) и параметры системной гемодинамики подвергали дальнейшему математическому анализу, который включал в себя: статистический анализ; корреляционный анализ; нелинейный регрессионный анализ.

При оценке степени корреляционной взаимосвязи принималось, что при | r | <0,4 степень связи практически отсутствует; при 0,4<| r | <0,6 – умеренная степень связи; при 0,6< | r | <1 – сильная степень связи. Расчеты проводили с применением стандартных статистических методов, входящих в пакеты прикладных программ Excel for Windows, v. 6.0.

Результаты исследований показали наличие явно выраженной лево-правосторонней асимметрии взаимосвязей показателей объемной скорости кровотока с показателями системной гемодинамики.

Таблица 1

Значения коэффициентов корреляции между показателями объемной скорости кровотока (ОСК) в левой (Yлев, мл/мин) и правой (Yправ, мл/мин) общих сонных артериях и параметрами системной гемодинамики АД(мм.рт. ст). и ЧСС(уд/мин)

Примечание: 0< | r | <0,4; *0,4≤ |r|<0,6; **0,6 ≤ | r |<1

В таблице 1 представлены результаты корреляционного анализа, характеризующего эти взаимосвязи. Из этой таблицы можно видеть, что кровоток в левой артерии связан многократно более выраженной отрицательной зависимостью c ЧСС (r= -0,61), чем кровоток в правой артерии (r= -0,26). В правой артерии более выражена отрицательная корреляция с АД (r= -0,70). Дальнейший регрессион- ный анализ зависимостей Yправ и Yлев от АД и ЧСС также показал наличие функциональной асимметрии кровотока правой и левой сонных артерий. Оказалось, что если кровоток в левой артерии описывается параболической зависимостью от АД:

Yлев = - 0, 022 АД 2 + 6,181 АД-394,3(1), то для правой артерии имеет место полиномиальная зависимость 3-го порядка:

Yправ = 0,001АД 3 – 0,398 АД 2 + 51,8 АД –

2178,9(2).

Аналогично и для зависимостей ОСК от ЧСС: кровоток в левой артерии описывается параболической зависимостью от ЧСС:

Yлев = 0,0012 ЧСС 2 – 0,57 ЧСС + 88,87(3), а для правой артерии имеет место полиномиальная зависимость:

Y прав = - 4Е-05 ЧСС3 + 0,018 ЧСС 2 - 2,872

ЧСС + 168,92 (4).

Таким образом, результаты регрессионного анализа показали, что взаимосвязи между параметрами системной гемодинамики и параметрами кровотока в общих сонных артериях правого и левого мозга носят нелинейный характер, с явно выраженной спецификой взаимодействия левого и правого русла с АД и ЧСС. Левое русло взаимодействует как с АД, так и с ЧСС по параболическому типу, причем это взаимодействие носит комплементарный характер, т.к. параболы, описывающие зависимости Yлев(АД) и Yлев(ЧСС) направлены в противоположные стороны (коэффициенты при членах регрессионных уравнений левосторонней и правосторонней параболы имеют противоположные знаки). Правое русло взаимодействует как с АД, так и с ЧСС по полиномиальному типу, причем это взаимодействие также носит комплементарный характер, т.к. коэффициенты при членах регрессионных уравнений, описывающих зависимости Yправ (АД) и Yправ (ЧСС) имеют противоположные знаки.

На рис. 1 показаны зависимости ОСК в сонных артериях от АД (рис. 1А) и ЧСС (рис. 1Б), из которого можно видеть, что в исходном состоянии зависимость ОСК правой артерии от АД имеет вид, характерный для ауторегуляции с элементом "перере-гуляции", которая особенно выражена в области низких значений АД, когда величина кровотока справа значительно превышает кровоток слева. Таким образом, результаты проведенных исследований свидетельствуют о том, что параметром системной гемодинамики, активно взаимодействующем с правым бассейном, является АД, а с левым – ЧСС. Анализ кривых на рис. 1 также показывает, что формирование динамической конструкции основано на раздельном дифференцировании в симметричных кровеносных руслах, а именно, кровоток в левом русле в большей степени зависит от ЧСС, а в правом от АД, то есть динамической и статической составляющей общего входного сигнала.

Рис. 1. Зависимость объемной скорости кровотока (ОСК) в сонных артериях от АД и ЧСС (а. 1 – зависимость ОСК в правой артерии от АД, 2 – зависимость ОСК в левой артерии от АД. Б.1 – зависимость ОСК в правой артерии от ЧСС, 2 – зависимость ОСК в левой артерии от ЧСС. Ось абсцисс вверху – АД (мм. рт. ст.), внизу – ЧСС (уд./мин). Ось ординат – ОСК (мл/мин).

Таким образом, результаты исследований показали, что системы симметричных русел строго скоординированы в своей организации и поведении, определяющем объем пропускаемой крови, причем непосредственными факторами, определяющими экстенсивность гемодинамической системы, являются частота сердечных сокращений (ЧСС) и величина артериального давления (АД).

Из анализа кривых на рис. 1 также следует, что существует двухуровневая организация сосудистого русла – собственно самоорганизация, отраженная в пассивной, параболической зависимости ОСК (АД)

слева и активная саморегуляция в ответ на возмущающие воздействия, отраженная в бимодальной кривой ОСК (АД) справа (рис1А). Аналогичное справедливо и для кривых ОСК (ЧСС) слева и ОСК (ЧСС) справа. «Перекрещивающиеся» – пассивные и активные зависимости обьемной скорости кровотока в правой и левой артериях от ЧСС и величины АД выявляют структурно закрепленный уровень самоорганизации и дополняющий его – подвижный уровень саморегуляции во внутренней структуре этого динамического двуединого блока.

То обстоятельство, что закрепленные различия сохраняются на уровне снабжаемого органа, подтверждается зеркальными соотношениями в структуре правого и левого русла в распределении величин морфометрических показателей по удельной протяженности (длины) видимого сосудистого русла и среднего диаметра сосудов, о чем свидетельствуют результаты экспериментальных исследований [1, 4]. Сравнение исходных характеристик пи-альной системы симметричных теменных областей правого и левого полушарий показало, что удельная длина видимого сосудистого русла достоверно выше в левом полушарии. Величина среднего диаметра сосудов, напротив, выше справа. Кроме того, оказалось, что распределение величин морфометрических показателей в левой теменной зоне по форме ближе к нормальному, чем в правой. Это указывает на большую стабильность пиальной системы левой зоны и более низкий уровень спонтанных вазомоций, что свидетельствует о более высоком миогенном тонусе сосудов бассейна правой артерии и их более высокой вазомоторной активности.

Таким образом, проведенные исследования показали, что особенности гемодинамики левого и правого русла согласуются с морфометрическими различиями этих русел и свидетельствуют о том, что в основе пространственно-временной упорядоченности гемодинамики лежит комплементарность как в поведении, так и в строении левого и правого русла.