Изменения кожного кровотока при умеренной физической нагрузке у детей 4-7 лет с разным типом микроциркуляции крови

ВОЗРАСТНАЯ ФИЗИОЛОГИЯ

ИЗМЕНЕНИЯ КОЖНОГО КРОВОТОКА ПРИ УМЕРЕННОЙ ФИЗИЧЕСКОЙ НАГРУЗКЕ У ДЕТЕЙ 4-7 ЛЕТ С РАЗНЫМ ТИПОМ МИКРОЦИРКУЛЯЦИИ КРОВИ

О.А. Гурова*

Российский университет дружбы народов, Москва

С целью исследования изменений кожного кровотока при умеренной физической нагрузке у детей дошкольного возраста методом ЛДФ изучено состояние микроциркуляции крови в коже кисти у 70 детей в возрасте 4—7 лет. Выявлены возрастные изменения реакции микрососудов кожи при умеренной физической нагрузке, а также особенности реакций у детей с разным типом микроциркуляции.

Ключевые слова: дети 4—7 лет, микроциркуляция крови, ЛДФ, физическая нагрузка.

Changes in skin blood flow during moderate physical activity in 4—7 year old children with various types of blood microcirculation.To investigate the changes in skin blood flow during moderate physical activity in preschool children by Laser Doppler Flawmetry (LDF) we studied skin blood microcirculation in the hand in 70 children at the age of 4—7 years old.The study revealed age changes in the reaction of skin microvessels at the level of moderate physical activity and showed how children with different types of microcirculation react to this activity.

Key words: 4—7 year old children, blood microcirculation, LDF, physical activity

В возрасте от 4 до 7 лет у детей происходят заметные изменения в функционировании сердечно-сосудистой системы [11]. Физическая нагрузка позволяет выявить реактивность сосудов и закономерности возрастного становления механизмов их регуляции. С помощью современных методов исследования установлено, что реактивность и адаптационные особенности сердечно-сосудистой системы зависят не столько от возраста, сколько от типа регуляции, и у детей с разными типами регуляции при нагрузках включаются разные механизмы управления [3,9,12,14,15]. При этом реакции с большей активизацией симпатического контура регуляции менее экономичны, а оптимальным считают реагирование с усилением парасимпатических -Ф- влияний [1,3,4,8,10,13].

Цель исследования — изучить изменения кожного кровотока при умеренной физической нагрузке у детей 4—7 лет с разным типом микроциркуляции крови.

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Обследованы 70 практически здоровых дошкольников в возрасте от 4 до 7 лет: 11 детей 4 лет (5 мальчиков, 6 девочек), 22 - 5 лет (13 мальчиков, 9 девочек), 19 - 6 лет (7 и 12, соответственно), 18 детей — 7 лет (по 9 каждого пола). В качестве нагрузки дети выполняли 20 приседаний в быстром темпе. Состояние микроциркуляции крови исследовалось методом лазерной допле-ровской флоуметрии (ЛДФ) в коже кисти с помощью аппарата «ЛАКК-01» (НПО «Лазма»,

Москва). Запись показателей производилась на ладонной поверхности дистальной фаланги

4-го пальца левой кисти до и сразу после нагрузки (каждая запись в течение 2 мин).

Рассчитывались стандартные статистические параметры ЛДФ-грамм [5]: параметр микроциркуляции (ПМ) — средняя величина перфузии единицы объема ткани за единицу времени; среднее квадратичное отклонение (СКО) — средняя амплитуда колебаний кровотока. При анализе амплитудно-частотного спектра (АЧС) вычислялся вклад (в %) физиологически наиболее значимых колебаний кровотока в мощность всего спектра ЛДФ-граммы: очень низкочастотных колебаний (VLF), связанных с состоянием гуморально-метаболических факторов; низкочастотных колебаний (LF), обусловленных активностью гладких миоцитов в артериолах (вазомоции); высокочастотных колебаний (HF), обусловленных периодическими изменениями давления в венозном отделе русла при дыхании; пульсовых колебаний (CF), синхронизированных с кардиоритмом. VLF и LF-колебания характеризуют активные механизмы модуляции кровотока, HF и CF - пассивные. Соотношение активных и пассивных модуляций кожного кровотока рассчитывали как индекс флаксмоций (ИФМ). Полученные данные обработаны стандартными методами вариационной статистики.

Контакты: * Гурова О.А. E-mail: oagur@list.ru

— 30

-Q-

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

В ответ на умеренную физическую нагрузку у обследованных детей всех возрастов интенсивность микроциркуляции в коже, характеризуемая параметром микроциркуляции (ПМ), несколько снижается, что, по-видимому, обусловлено перераспределением крови в пользу работающих мышц. Показатель СКО, свидетельствующий о подвижности эритроцитов, у детей 4 и 7 лет остается без изменений, у детей 5 лет увеличивается на 14,3%, а у 6-летних снижается на 19% (Табл. 1).

Таблица 1

Изменение параметров ЛДФ-граммы у детей 4—7 лет после физической нагрузки

Возраст, лет Параметр микроциркуляции -ПМ, перф. ед. Среднее квадратичное отклонение -СКО, перф. ед.

До нагрузки После нагрузки Изменение % До нагрузки После нагрузки Изменение %

4 41,9±1,9 40,4±1,9 - 3,6 2,2±0,3 2,2±0,4 0

5 41,8±1,4 39,3±1,5 - 6 2,1±0,3 2,4±0,3 + 14,3

6 37,1±1,6 36,3±1,5 - 2,2 2,1±0,3 1,7±0,2 - 19

7 32,5±2 30,8±2,1 - 5,3 1,6±0,2 1,6±0,2 0

Наибольшие изменения после физической нагрузки наблюдаются в состоянии амплитудночастотного спектра (АЧС) ЛДФ-грамм. Изменения показателей АЧС после физической нагрузки (в % от исходного уровня) у детей 4—7 лет представлены на рис. 1.

-е-

VLF

LF

HF

CF

ИФМ

Возраст, лет

Рис. 1. Изменение показателей амплитудно-частотного спектра ЛДФ-граммы после физической нагрузки у детей 4—7 лет, в % к исходному уровню

У детей 4 лет физическая нагрузка приводит к усилению амплитуды низкочастотных VLF-и LF-колебаний: на 24,3 и 17,1%, соответственно. Амплитуда высокочастотных HF- и CF-колебаний при этом снижается: на 5,6 и 11%. Такая динамика свидетельствует об усилении активных вазомоторных и ослаблении пассивных, дыхательных и пульсовых, колебаний кровотока. Соответственно, ИФМ, отражающий соотношение активных и пассивных механизмов в регуляции микроциркуляции, у детей 4 лет после нагрузки возрастает на 19,6%.

Изменения АЧС у детей 5 лет имеют сходный характер с 4-летними. У них значительно возрастает амплитуда как низкочастотных, так и высокочастотных HF-колебаний (на 33,3—38,5%), и на 10% снижается амплитуда CF-колебаний. ИФМ увеличивается на 7,3%. Усиление дыхательного компонента и существенность сдвигов в АЧС после нагрузки у детей 5 лет могут свидетельствовать о начале перестроек механизмов регуляции микроциркуляции в этом возрасте.

-31 —

У детей 6 лет изменения АЧС носят уже иной характер. После нагрузки у них уменьшаются амплитуды всех типов колебаний: низкочастотных VLF- и LF- на 28,2 и 22,9%, высокочастотных HF- и CF- на 18,7 и 20,3%, соответственно. ИФМ после нагрузки становится меньше на 8,2%. Подобная динамика выдает напряжение регуляторных систем у детей 6 лет.

В возрасте 7 лет направленность изменений АЧС после нагрузки совпадает с таковой у 6-летних, но размах сдвигов существенно меньше. Уменьшение амплитуды колебаний разных частот составляет 5,9 - 10,4%. ИФМ почти без изменений (-3,3%).

Таким образом, у детей на этапе от 4 до 7 лет именно 5—6-летний возраст является переломным в плане формирования механизмов регуляции микроциркуляции при умеренных физических нагрузках. В период от 5 до 6 лет происходит изменение реагирования, хорошо заметное по динамике показателей АЧС ЛДФ-граммы. Обращает на себя внимание тот факт, что у всех обследованных детей в ответ на нагрузку снижалась амплитуда высокочастотных CF-колебаний, что свидетельствовало об уменьшении влияния пульсовых колебаний на состояние кровотока в капиллярах кожи. Активные местные механизмы регуляции кровотока, обусловленные совершенствованием непосредственно сосудистых реакций, претерпевают изменения у детей 5—6 лет.

Для уточнения механизмов, обусловливающих регуляцию кожного кровотока, проведен анализ ЛДФ-грамм до и после нагрузки у детей с разным типом микроциркуляции. Тип микроциркуляции определялся на основании величины ПМ и СКО, и для детей 4—7 лет подробно описан нами ранее [2]. Установлено, что I, мезоемический, тип микроциркуляции характеризуется средним уровнем ПМ и высокими значениям СКО; II, гипоемический, тип — низкими показателями ПМ и СКО; III, гиперемический, тип микроциркуляции — высокими значениями ПМ и низкими СКО.

Среди всех обследованных детей 4—7 лет к I типу относится 51,4 %, II типу - 32,9 %, III типу - 15,7 %. Как показали исследования [6,7], мезоемический тип микроциркуляции встречается наиболее часто в разных возрастных группах. По нашим данным, количество детей с гипоеми-ческим типом микроциркуляции с возрастом увеличивается: среди 4-летних таковых нет, среди

5-летних — 13,6%, 6-летних — 57,9%, 7-летних — 50%. Детей с гиперемическим типом микроциркуляции с возрастом, наоборот, становится меньше: 27,3% 4-летних, 22,7% 5-летних, 5,3%

6-летних и 11,1% 7-летних.

У детей 4—7 лет с разным типом микроциркуляции преобладают различные механизмы регуляции, что подтверждается исследованием вариабельности сердечного ритма [2]. При мез-оемическом типе микроциркуляции у обследованных детей 4—7 лет симпатический и парасимпатический контуры регуляции кровообращения сбалансированы, активность вазомоторного центра находится на среднем уровне. При гипоемическом типе заметно возрастает активность вазомоторного центра. Гиперемический тип микроциркуляции отличается преобладанием симпатических влияний и слабой активностью вазомоторного центра.

В ответ на умеренную физическую нагрузку у детей с мезоемическим типом микроциркуляции показатели ЛДФ-грамм изменяются незначительно (табл. 2). ПМ имеет тенденцию к снижению (на 2,3%), СКО остается неизменным. В АЧС заметно некоторое усиление VLF-колебаний (на 2,4%) и снижение амплитуды пульсовых CF-колебаний (на 14,3%). Соотношение вклада различных колебаний в общей структуре спектра меняется незначительно, ИФМ почти без изменений. Такая реакция демонстрирует эффективный характер реагирования микрососудов, быстрое восстановление капиллярного кровотока, что обусловлено сбалансированными механизмами регуляции у детей с I типом микроциркуляции. Сбалансированность регуляторных влияний характерна для лиц с мезоемическим типом микроциркуляции [6].

Изменения показателей амплитудно-частотного спектра ЛДФ-граммы после физической нагрузки у детей 4—7 лет с разным типом микроциркуляции представлены на рис. 2.

У детей с гипоемическим типом микроциркуляции после физической нагрузки большинство изученных показателей ЛДФ-граммы имеют тенденцию к уменьшению, кроме ИФМ, который увеличивается на 3,6%. ПМ становится меньше на 6,6%, СКО - на 10,5%. Снижается амплитуда всех типов колебаний: VLF - на 9,1%, LF - на 6,9%, HF - на 7,2% и CF - на 18%, — в результате соотношение их вклада в АЧС сохраняется фактически на прежнем уровне. Однако динамика ИФМ свидетельствует о превалировании активных сосудистых механизмов регуляции над пассивными.

При III, гиперемическом, типе микроциркуляции после нагрузки величина ПМ снижается на 7,2%, в то время как СКО заметно возрастает — на 35,7%. Это свидетельствует о возрастании подвижности эритроцитов и уменьшении гиперемических проявлений в сосудах кожи. Амплитуды колебаний всех частот увеличиваются: VLF - на 54,5%, LF - на 45%, HF - на 23,7% и CF - на 5,1%. Меняется вклад колебаний разных частот в суммарную ЛДФ-грамму: усиливается

— 32 —

Таблица 2

Изменение показателей ЛДФ-граммы после физической нагрузки у детей 4—7 лет с разным типом микроциркуляции, в % к исходному уровню

Тип микроциркуляции Параметр микроциркуляции -ПМ, перф. ед. Среднее квадратичное отклонение -СКО, перф. ед.

До нагрузки После нагрузки Изменение % До нагрузки После нагрузки Изменение %

I мезоемический 39,5±1,2 38,6±1,3 - 2,3 2,2±0,2 2,2±0,2 0

II гипоемический 33,2±1,6 31,0±1,3 - 6,6 1,9±0,2 1,7±0,2 - 10,5

III гиперемический 44,5±1,5 41,3±1,6 - 7,2 1,4±0,1 1,9±0,3 + 35,7

-е-

УЬБ

и

НР ПСЕ

ИФМ

Возраст, лет

Рис. 1. Изменение показателей амплитудно-частотного спектра ЛДФ-граммы после физической нагрузки у детей 4—7 лет, в % к исходному уровню

мощность низкочастотных VLF-колебаний, характеризующих увеличение активности сосудистых механизмов регуляции, и снижается мощность высокочастотных HF- и CF-колебаний. Это обусловливает увеличение ИФМ на 15,5%. Таким образом, при нагрузке у детей с гипер-емическим типом микроциркуляции наблюдается усиление местных механизмов регуляции кровотока, обусловленное, по-видимому, выраженным влиянием симпатического контура.

Обращает на себя внимание тот факт, что изменения микроциркуляции, наблюдаемые после умеренной физической нагрузки у детей с гиперемическим типом микроциркуляции, были характерны для более младшего возраста - детей 4—5 лет. При I и II типе микроциркуляции направленность изменений показателей ЛДФ такая же, как у детей 6—7 лет. Можно полагать, что реактивность микрососудов совершенствуется по мере созревания определенных механизмов регуляции, как местного, так и центрального уровня.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Наблюдаемое незначительное ослабление кровотока в коже кисти при умеренной физической нагрузке происходит у детей с разным типом микроциркуляции посредством активизации различных механизмов регуляции. При I (мезоемическом) типе изменения кожного кровотока минимальны, преобладает снижение на местном уровне активности пассивных механизмов регуляции (уменьшается мощность CF-колебаний). Сбалансированность регуляторных влияний делает кровоток в коже у детей с мезоемическим типом микроциркуляции наиболее устойчивым к незначительным нагрузочным воздействиям.

При II (гипоемическом) типе уменьшение интенсивности микроциркуляции в коже более заметно: снижаются ПМ и СКО. Как следует из наших данных [2], именно при II типе микроциркуляции высока активность сосудистого центра, что не может не влиять на механизмы перераспределения крови при физической нагрузке.

— 33 —

При III (гиперемическом) типе микроциркуляции снижение ПМ сопряжено со значительным усилением активности как местных, так и центральных механизмов регуляции, и, таким образом, изменение кожного кровотока достигается наименее экономичным путем. По-видимому, при этом типе микроциркуляции активность симпатического контура регуляции наибольшая.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Геворкян Э.С., Минасян С.М., Адамян Ц.И. и др. Динамика интегральных характеристик вариабельности сердечного ритма и психофизиологических показателей студентов в режиме однодневной и недельной учебной нагрузки // Физиология человека, 2006. Т. 32, № 4. — С. 57—63.

2. Гурова О.А. Комплексное исследование микроциркуляции крови и вариабельности ритма сердца у детей 4—7 лет // Новые исследования, 2010. № 3 . — С. 78—86.

3. Догадкина С.Б. Автономная нервная регуляция сердечного ритма у детей 7—10 лет в процессе краткосрочной адаптации // Материалы международной научной конференции «Физиология развития человека», секция 3. — М., 2009. - С. 49—50.

4. Кмить Г.В. Краткосрочная адаптация сократительной функции миокарда к физической нагрузке у детей 5—6 лет // Материалы международной научной конференции «Физиология развития человека», секция 3. — М., 2009. - С. 66—68.

5. Козлов В.И., Мач Э.С., Литвин Ф.Б., Сидоров В.В. Метод лазерной доплеровской флоу-метрии. - М., 2001. - 22 с.

6. Козлов В.И., Литвин Ф.Б., Станишевская Т.И., Морозов М.В. Индивидуально-типологические особенности микроциркуляции у человека // Biomedical and Biosocial Anthropology, 2007. № 9. — С. 249—250.

7. Козлов В.И., Морозов М.В., Станишевская Т.И. Особенности микроциркуляции в разных анатомо-топографических областях кожного покрова у человека // Морфология, 2009. Т. 136, № 4. - С. 77.

8. Крысюк О.Н. Срочная адаптация миокарда и автономной нервной регуляции сердечного ритма к работе на компьютере у детей 10—11 лет // Физиология человека, 2007. Т. 33, № 5. — С. 74—81.

9. Кузнецова О.В., Сонькин В.Д. Вегетативный тонус в звеньях респираторно-гемодинами-ческой системы у детей младшего школьного возраста // Физиология человека, 2009. Т. 35, № 6. — С. 94—102.

10. Поборский А.Н. Особенности вегетативной регуляции и цитохимического статуса лимфоцитов у детей перед началом обучения в школе // Физиология человека, 2007. Т. 33, № 1. — С. 55—62.

11. Развитие системы кровообращения // Физиология развития ребенка: теоретические и прикладные аспекты. — М.: Образование от А до Я, 2000. - С. 148—166.

12. Ситдиков Ф.Г., Шайхелисламова М.В., Ситдикова А.А. Функциональное состояние сим-пато-адреналовой системы и особенности вегетативной регуляции сердечного ритма у младших школьников // Физиология человека, 2006. Т. 32, № 6. — С. 22—27.

13. Шайхелисламова М.В., Ситдикова А.А., Ситдиков Ф.Г. Взаимосвязь симпато-адренало-вой системы, коры надпочечников и вегетативного тонуса у детей 7—9-летнего возраста // Физиология человека, 2008. Т. 34, № 2. — С. 83—92.

14. Шарапов А.Н., Безобразова В.Н., Догадкина С.Б., Кмить Г.В., Рублева Л.В. Особенности функционального состояния миокарда и мозгового кровообращения детей 7—10 лет с разными вариантами автономной нервной регуляции сердечного ритма // Физиология человека, 2009. Т. 35, № 6. — С. 76—84.

15. Шлык Н.И., Сапожникова Е.Н., Кириллова Т.Г., Семенов В.Г. Типологические особенности функционального состояния регуляторных систем у школьников и юных спортсменов (по данным анализа вариабельности сердечного ритма) // Физиология человека, 2009. Т. 35, № 6. — С. 85—93.