Регионарная и системная гемодинамика при модуляции волновых характеристик кровотока и внешнего дыхания
На правах рукописи
Поясов
Илья Залманович
РЕГИОНАРНАЯ И СИСТЕМНАЯ ГЕМОДИНАМИКА ПРИ
МОДУЛЯЦИИ ВОЛНОВЫХ ХАРАКТЕРИСТИК КРОВОТОКА
И ВНЕШНЕГО ДЫХАНИЯ
03.03.01 - физиология
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание учёной степени
доктора биологических наук
Санкт-Петербург
2010
Работа выполнена в Учреждении Российской академии медицинских наук
«Научно-исследовательский институт экспериментальной медицины Северо-Западного отделения РАМН»
Научный консультант: академик РАМН, доктор медицинских наук,
профессор
Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор
Суворов Николай Борисович
доктор медицинских наук, профессор
Поленов Сергей Александрович
доктор биологических наук
Пуговкин Андрей Петрович
Ведущая организация: Институт эволюционной физиологии
и биохимии РАН им. И.М. Сеченова,
Санкт-Петербург.
Защита состоится 21 октября 2010 г. в ……. часов на заседании Диссертационного совета Д 001.022.03 при Научно-исследовательском институте экспериментальной медицины РАМН по адресу: 197376, Санкт-Петербург, Каменноостровский пр., 71.
С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Научно-исследо-вательского института экспериментальной медицины СЗО РАМН по адресу: 197376, Санкт-Петербург, ул. акад. Павлова, 12.
Автореферат разослан …………………………. 2010 г.
Учёный секретарь
Диссертационного совета
доктор биологических наук, Л.В. Пучкова
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность проблемы
Важная роль, которую волновые процессы играют в живой и неживой природе, обусловливает постоянно растущее в последнее время внимание исследователей к их изучению. При этом анализ колебательного режима работы разнообразных систем (физических, химических, биологических и технических) позволяет вскрыть ранее неизвестные механизмы их функционирования и выявить общие закономерности их поведения. При несомненной теоретической значимости вопроса о роли колебаний в системе кровообращения, использование волновых технологий в диагностике и лечении различных патологических состояний является одним из наиболее перспективных направлений ХХI века (Барбараш А., 1998; Проблемы ритмов в естествознании, 2004; Лазерная допплеровская флоуметрия…, 2005; Combs D., 2006).
Применительно к системе кровообращения колебательный (пульсирующий) режим её работы обеспечивается сократительной деятельностью сердца и является естественным, непрерывно действующим на сосудистую систему фактором, а также поддерживает постоянно меняющееся за время сердечного цикла механическое (пульсовое) растяжение сосудистых стенок, оказывая действие на нервные и гладкомышечные образования их стенок.
В физиологии кровообращения представление о чувствительности гладких сосудистых мышц к растяжению рассматривается как феномен Остроумова-Бейлисса (Гуревич М.И., Бернштейн С.А., 1984). Сформулированная У. Бейлиccом миогенная гипотеза (Bayliss W.M., 1902) регуляции сосудистого тонуса предполагала участие в его формировании механизма сокращения гладких мышц, реагирующих сокращением на растяжение внутрисосудистым давлением и расслаблением на его снижение. Позднее миогенная гипотеза была подтверждена результатами многих экспериментальных исследований, материалы которых представлены в ряде обзорных работ (Конради Г.П., 1973; Шендеров С.М., Рогоза А.Н., 1979; Хаютин В.М., Рогоза А.Н., 1986; Johnson P.C., 1980).
Интерес физиологов к изучению действия механогенных стимулов на сосудистое русло обусловлен их участием в формировании базального тонуса сосудов, обеспечении баланса фильтрационно-абсорбционных процессов в ткани на капиллярном уровне, развитии рабочей и реактивной гиперемии (Гуревич М.И., Бернштейн С.А., 1972; 1984; Ткаченко Б.И., Левтов В.А., 1986; Hauge A., Nicolaysen G., 1979; Somlyo A.P., 1985). Актуальность задачи выяснения роли механогенных стимулов в регуляции кровообращения обусловлена также её практической важностью: она непосредственно связана с решением проблемы разработки и эксплуатации аппаратов "искусственное сердце" и использованием перфузионной техники в клинике и лабораторных условиях (Шумаков В.И. и др., 1988; Nagel S. et al., 2005; Arndt A. et al., 2008).
Большое количество работ, посвящённых исследованию сосудистых реакций, вызываемых механогенными стимулами, проводили в условиях, при которых входное воздействие имитировали изменением средней величины внутрисосудистого давления (Хаютин В.М., 1979; Johnson P.C., Intaglietta V.,1976; Grande P.O., Borgstrom P., Mellander S., 1979) без учёта возможного участия в наблюдаемых ответах пульсовых колебаний кровотока или давления. В меньшей степени представлены в литературе данные о влиянии на сосуды пульсового (быстроменяющегося) внутрисосудистого давления, причём в этих работах оценку действия пульсаций нередко проводили без рассмотрения вклада в наблюдаемые ответы собственно пульсовых (волновых) характеристик кровотока, среди которых наиболее часто используемыми являются амплитуда и частота пульсаций. В тех же работах, где анализируется роль указанных волновых характеристик (Осадчий Л.И., Пуговкин А.П., 1983; Speden R.N., Warren D.M., 1987), как правило, приводятся данные о влиянии лишь одного из пульсовых параметров на исследуемые гемодинамические показатели сосудистого русла.
Традиционно исследование действия пульсаций на органную гемодинамику проводится, главным образом, при сравнении влияния пульсирующего и непульсирующего режимов перфузии на изучаемые сосудистые функции. Оценка изменений резистивной функции сосудов в этом случае проводится, как правило, по поведению суммарного (интегрального) сопротивления исследуемого сосудистого региона без учёта вклада в его изменение каждого из последовательно расположенных сегментов.
В настоящее время не вызывает сомнения немаловажная роль венозных сосудов в органном и системном кровообращении (Ткаченко Б.И., 1979). Исследованию влияния пульсирующего кровотока на венозный отдел сосудистого русла в литературе по физиологии кровообращения не уделялось достаточного внимания: считалось, поскольку амплитуда пульсаций в венах мала, пульсации практически не влияют на венозные сосуды. В литературе отмечается и трудность анализа вен, связанная с существенной нелинейностью их характеристик. Учитывая значимость вен в системе кровообращения (Ткаченко Б.И.,1979), представляет несомненный интерес изучить участие пульсаций в формировании резистивной функции венозных сосудов и в обеспечении их основной роли – ёмкостной функции.
Данные литературы о влиянии пульсовых колебаний на обменную функцию сосудов носят противоречивый характер. Одни авторы отмечают, что пульсирующая перфузия увеличивает количество внесосудистой жидкости (Hauge A., Nicolaysen G.,1979), другие (Taguchi S. et al.,1988) наблюдали противоположный эффект.
Противоречивость литературных данных о влиянии пульсовых колебаний кровотока на показатели сосудистых функций могут быть и следствием того, что анализ их влияния на сосудистое русло проводили, как правило, при варьировании одного из волновых параметров: амплитуды или частоты пульсаций. Для сосудистой системы, которая является нелинейной, наиболее правомерен одновременный учёт обеих указанных характеристик, поскольку в нелинейных системах не соблюдается принцип суперпозиции, предполагающий выполнение условий аддитивности и однородности по выходному сигналу (отсутствие линейной зависимости между выходным сигналом и входными воздействиями). Адекватность одновременного рассмотрения влияния амплитуды и частоты пульсаций на сосудистое русло определяется и тем, что в естественных условиях любая нагрузка на сердечно-сосудистую систему, как правило, сопровождается одновременным изменением, как амплитуды, так и частоты сердечных сокращений. Проведение исследований, рассматривающих одновременно влияние и амплитуды и частоты пульсирующего кровотока на работу последовательно расположенных участков органного сосудистого русла (артерии, капилляры, вены), позволило бы в единых методических условиях выявить специфику действия пульсаций на каждую из сопряжённых сосудистых функций.
Волновые процессы в сердечно-сосудистой системе присутствуют на разных уровнях её организации, начиная с реологического до высшего нервного и системного (Биоритмические…, 1992; Барбараш А., 1998; Циклы: матер. межд. конф. 2000, 2002, 2003; Романов Ю.А.и др., 2004; Загускин С.Л., Загускина С.С., 2008). Хотя в литературе по теории колебаний (Андронов А.А. и др., 1959; Васильев В.А. и др., 1987; Бычков Ю.А. и др., 2004) много внимания уделяется анализу волновых характеристик (амплитуды, частоты, фазы, скорости изменения и т.д.) рассматриваемых процессов, в физиологии эти вопросы остаются малоизученными. Исследование роли и функциональной значимости волновых характеристик пульсирующего кровотока в функционировании системы кровообращения в норме и при действии нагрузок различной модальности, согласно данным литературы, практически не проводилось.
В физиологической литературе подчёркивается тесная функциональная взаимосвязь в организме систем дыхания и кровообращения (Физиология человека, 2006; Гайтон А.К., Холл Дж. Э., 2008; Rowell, 1993). Режим дыхания, как и режим работы сердечно-сосудистой системы, является также колебательным. Однако, связь волновых характеристик (параметров) дыхательного цикла - амплитуды и частоты - с показателями как лёгочной, так и системной гемодинамики остаётся практически неизученной. Учитывая важность изучения транссосудистого перемещения жидкости для понимания регуляции обменных процессов в лёгких, изменения объёма межклеточного пространства и развития отёка в них, изучение влияния частоты и объёма вентиляции лёгких на транскапиллярный обмен жидкости в этом сосудистом регионе является актуальной задачей, требующей своего разрешения. Малоизученной, согласно литературным данным, остаётся и взаимосвязь изменений параметров дыхания с показателями, в том числе и волновыми, системной гемодинамики, в частности, её артериального и венозного отделов.
Цель исследования:
Целью работы являлось изучение влияния волновых гемодинамических характеристик на резистивную, ёмкостную и обменную функции органных сосудов и выяснение характера зависимости показателей органной и системной гемодинамики от волновых характеристик внешнего дыхания.
Задачи исследования:
1. Установить характер изменений резистивной и ёмкостной функции
сосудов скелетной мышцы у кошек при модуляции волновых характеристик
(амплитуды и частоты) пульсирующего кровотока.
2. Исследовать влияние амплитудно-частотной модуляции пульсовых колебаний кровотока на изменения обменной функции сосудов скелетной мышцы у кошек.
3. Выяснить влияние волновых характеристик (объём, частота) различных режимов искусственной вентиляции лёгких на их гемодинамику.
4. Изучить влияние увеличения амплитуды дыхания (глубокого дыхания) на артериальный и венозный кровоток.
5. Исследовать характер изменений волновых характеристик артериального давления, а также кровотока и давления в лёгочной артерии при действии на систему кровообращения прессорных стимулов.
Научная новизна
Установлены ранее неизвестные закономерности влияния волновых характеристик пульсовых колебаний кровотока на сопряжённые (резистивную, ёмкостную и обменную) функции органных сосудов. Для выполнения работы была специально разработана методика и сконструирована установка, позволяющая модулировать амплитуду и частоту пульсаций без изменения средней величины перфузионного кровотока или давления. В работе получены приоритетные данные о характере действия пульсаций на последовательно расположенные - артериальный, капиллярный и венозный - отделы сосудистого русла. Впервые выявлена роль пульсовых характеристик кровотока (давления), заключающаяся в возможности изменением амплитуды и частоты пульсаций воздействовать на сопряжённые функции органных сосудов. Впервые показано, что при определенных значениях амплитуды и частоты пульсовых колебаний, свойства гемодинамических параметров, характеризующих обменную и резистивную сосудистые функции, достигать своих максимальных сдвигов ассоциируются с резонансными.
Показана возможность изменением волновых характеристик внешнего дыхания влиять на лёгочное кровообращение (его макро- и микрогемодинамику) и волновые характеристики артериального и венозного кровотоков системной гемодинамики. Получены данные об изменениях пульсовых характеристик (амплитуды и частоты) артериального давления при действии прессорных стимулов (введении катехоламинов, увеличении объёма циркулирующей крови). Анализ соотношения сдвигов сердечного выброса, венозного возврата, и лёгочного кровотоков, вызываемых введением катехоламинов, позволил расшифровать информационную значимость фазового сдвига между давлением и кровотоком в артериальном русле лёгочных сосудов, свидетельствующего об изменении ёмкостной функции сосудов лёгких.
Обобщение полученных данных о влиянии волновых параметров пульсирующего кровотока на органную макро- и микрогемодинамику указывает на существование ранее не рассматриваемого в физиологии волнового контура управления в системе кровообращения. В результате проведённых исследований предложена концепция волновой регуляции сопряжёнными функциями органных сосудов, в соответствии с которой гемодинамические параметры, характеризующие указанные функции, могут изменяться при модуляции волновых характеристик кровотока и внешнего дыхания.
Основные положения, выносимые на защиту
1. Величина и направленность сдвигов сопротивления сосудов скелетной мышцы при переходе от непульсирующей к пульсирующей перфузии зависит от значений амплитуды и частоты пульсаций. Ёмкость сосудистого русла скелетной мышцы при амплитудно-частотной модуляции перфузионного кровотока в режиме стабилизации расхода зависит от амплитуды пульсаций: рост амплитуды приводит к снижению кровенаполнения органов.
2. Переход от непульсирующей к пульсирующей перфузии вызывает увеличение коэффициента капиллярной фильтрации, приводя, таким образом, к возрастанию скорости транскапиллярного перемещения жидкости.
3. Амплитудно-частотная модуляция параметров внешнего дыхания, сопровождающаяся возрастанием минутного объёма вентиляции, вызывает снижение показателей гемодинамики доли лёгкого. В условиях гипервентиляции изменения фильтрационно-абсорбционного равновесия в сосудистом русле лёгких становятся более выраженными и характеризуются смещением в сторону фильтрации.
4. Изменение амплитуды дыхательного цикла влияет на частоту и амплитуду пульсовых колебаний артериального и венозного кровотоков; при этом практически неизменными остаются значения их средних величин. В результате реализуется возможность модуляцией режима дыхания воздействовать на амплитудно-частотные характеристики работы сердца, изменения которых влияют на сопряжённые функции органных сосудов.
5. Прессорные воздействия – введение катехоламинов, нагнетание в сосудистое русло физиологического раствора – на систему кровообращения вызывают сдвиги амплитудно-частотных характеристик артериального давления, причём изменения амплитуды пульсовых колебаний давления более выражены, чем сдвиги его средней величины. Диапазон изменений амплитуды и частоты пульсовых колебаний данного параметра указывает на возможность их непосредственного влияния на резистивную, ёмкостную и обменную функции органных сосудов.
6. Полученные данные свидетельствуют, что управление сопряжёнными функциями органных сосудов может осуществляться посредством изменения волновых характеристик кровотока, что позволяет предложить концепцию волнового управления указанными функциями.
Апробация работы
Материалы диссертации представлены и доложены на ежегодных научных конференциях Отдела физиологии висцеральных систем НИИ Экспериментальной медицины СЗО РАМН, V Всесоюзной школе-семинаре «Центральные механизмы регуляции кровообращения» (Ашхабад, 1987), IV Всесоюзном симпозиуме «Венозное кровообращение и лимфообращение» (Алма-Ата, 1989), II Всесоюзной конференции физиологов «Система микроциркуляции и гемокоагуляции в экстремальных условиях» (Фрунзе, 1990), II Республиканском съезде физиологов Туркменистана (Ашхабад, 1992), XXVII съезде физиологов России (Ростов на Дону, 1998), на Международной конференции, посвященной 150-летию И.П. Павлова «Механизмы функционирования висцеральных систем» (Санкт-Петербург, 1999), Всесоюзной научной конференции с международным участием, посвященной 150-летию со дня рождения академика Ивана Петровича Павлова (Санкт-Петербург, 1999), на научной конференции «Актуальные проблемы фундаментальных исследований биологии и медицины», посвященной 110-летию института Экспериментальной медицины (Санкт-Петербург, 2000), XXVIII съезде физиологов им. И.П. Павлова (Казань, 2001), на Научной сессии СЗО РАМН «Болезни сосудов: фундаментальные и клинические аспекты (Петрозаводск, 2001), III Всероссийский научной конференции с международным участием «Механизмы функционирования висцеральных систем», посвященной 175-летию со дня рождения Ф.В. Овсянникова (Санкт-Петербург, 2003), на конгрессе «Кардиостим 2004» и IV Международном симпозиуме «Электроника в медицине» (Санкт-Петербург, 2004), II Международном симпозиуме «Проблемы ритмов в естествознании» (Москва, 2004), конференции «Достижения и трудности современной кардиологии», посв. памяти проф. В.Н.Померанцева (Москва, 2005), IV Всероссийской школе-конференции по физиологии и кровообращению (Москва, 2008), на I Российском съезде по хронобиологии и хрономедицине с международным участием (Владикавказ, 2008).
Публикации
Основные положения диссертации изложены в 40 научных работах, опубликованных в отечественных и зарубежных изданиях, в том числе 2 главы в Руководстве по физиологии кровообращении, 15 работ в рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК.
Объём и структура диссертации
Диссертация изложена на 329 страницах машинописного текста, состоит из введения, обзора литературы, описания методов исследований, семи глав результатов собственных исследований, заключения, выводов и списка литературы. Работа иллюстрирована 21 таблицей и 35 рисунками. Указатель литературы содержит 342 источника, включая 165 отечественных и 177 зарубежных.
Работа выполнена в Учреждении Российской академии медицинских наук - Научно-исследовательском институте экспериментальной медицины Северо-Западного отделения РАМН в соответствии с основным научным направлением, утвержденным Президиумом Северо-Западного отделения РАМН «Интегративные механизмы регуляции висцеральных систем организма в норме и патологии». Исследование выполнено также при поддержке грантов РФФИ №№ 96-15-97667; 00-04-49342 и ведущих научных школ РФ № НШ-2330.2003.4.
Личный вклад соискателя
В основу диссертационной работы положены многолетние (1985-2009 гг.) исследования по изучению механизмов регуляции сопряжённых функций органных сосудов, а также лёгочной и системной гемодинамики. Автором разработана методика попеременной (постоянный или пульсирующий кровоток) перфузии органных сосудов с модуляцией по амплитуде и частоте пульсовых колебаний кровотока при сохранении неизменного значения его средней величины. Методика позволяет получать амплитудно-частотные характеристики показателей, характеризующих резистивную, ёмкостную и обменную функции органных сосудов, с целью изучения функциональной значимости волновых характеристик пульсирующего кровотока в обеспечении указанных функций. Автор принимал участие в разработке методики комплексного определения параметров регионарного кровообращения и методики одновременного многопараметрического измерения показателей системной и лёгочной гемодинамики, позволяющей производить многофакторный анализ взаимосвязей указанных параметров, которая может быть использована не только в фундаментальных исследованиях, но и в клинической практике у человека. Идея поставленной задачи исследования, проведение экспериментов, статистическая обработка и оценка результатов, научные выводы диссертационной работы, предложенная в результате выполненной работы концепция волнового управления сопряжёнными функциями органных сосудов принадлежат автору.
содержание работы
Материалы и методы исследований
Исследование механизмов изменений резистивной, ёмкостной и обменной функций органных и системной гемодинамики при модуляции волновых характеристик пульсирующего кровотока и внешнего дыхания выполнено на 139 кошках массой 2.8 - 5.0 кг под уретановым (1.0 г/кг) или нембуталовым (35 - 40 мг/кг, внутримышечно) наркозом в условиях острых опытов при естественном дыхании животных и в ряде опытов при искусственной вентиляции лёгких и вскрытой грудной клетке, а также в наблюдениях на 12 добровольцах. Эксперименты на кошках проводились с соблюдением основных биоэтических правил обращения с животными.
Важная роль в изучении сопряжённых функций органных сосудов отводится скелетной мускулатуре, масса которой составляет около 40% от общей массы тела, а её кровоток имеет большое значение в регуляции объёма циркулирующей крови, распределении сердечного выброса и формировании венозного возврата крови к сердцу (Ткаченко Б.И., 1979; 1984). Поэтому в проводимой работе исследование влияния пульсаций на функции органных сосудов проводилось в экспериментах на сосудистом русле скелетной мышцы у кошек. Эксперименты выполнены на 48 кошках обоего пола, массой 2.8 - 4.5 кг, наркотизированных уретаном, с применением гепарина (2000 ЕД/кг). Препарат задней конечности кошки был децентрализован и изолирован в гуморальном отношении путём перевязок соответствующих сосудистых коллатералей. Эксперименты проводили с использованием двух режимов перфузии – при постоянном расходе и постоянном давлении. Значения перфузионного давления и кровотока в начале опытов составляли в среднем 110 - 120 мм рт.ст. и 5 - 9 мл/мин/100г соответственно, что совпадает с приводимыми в литературе данными (Фолков Б., Нил Э., 1976; Джонсон П., 1982).
Для изучения влияния пульсаций на сосудистое русло скелетной мышцы был разработан метод модуляции перфузионного кровотока и давления по амплитуде и частоте без изменения их средней величины. С этой целью сконструировано и введено в установку для комплексного определения параметров регионарной гемодинамики специальное устройство – пульсатор, с помощью которого амплитуда пульсаций (А) на входе перфузируемого органа либо задавалась равной 0.25, 0.5, 1.0, 1.5 значений от своей исходной величины замеренной до начала перфузии либо сглаживалась до 0.1 исходной величины; такой кровоток принимался за непульсирующий. Частота пульсаций (f) менялась дискретно (50, 90, 134 и 178 уд/мин.) в интервале от 1 до 3 гц, что перекрывает естественный и ниже его диапазоны частоты сердечных сокращений кошки (Западнюк И.П. и др., 1974). Препарат перфузировали насосом постоянной производительности (производство ЭПМ НИИЭМ СЗО РАМН) в режиме постоянного расхода и стабилизированного давления (Интеграция…, 1984). Давление венозного оттока из перфузируемой конечности поддерживалось на уровне 10 мм рт.ст. (Фолков Б., Нил Э., 1976).
Резистивную функцию сосудов скелетной мышцы оценивали по изменению перфузионного давления (в режиме стабилизации расхода) или кровотока (в режиме стабилизации давления), а также сдвигам интегрального (R), пре- (Rа) и посткапиллярного (Rv) сопротивлений. Об изменениях ёмкостной функции сосудов судили по сдвигам уровня крови в экстракорпоральном резервуаре (Ткаченко Б.И., 1979). По изменению капиллярного гидростатического давления (Pc) и сдвигам величины коэффициента капиллярной фильтрации (CFC), который отражает площадь обменной поверхности и состояние проницаемости микрососудов, оценивали транссосудистое перемещение жидкости исследуемого региона (обменная функция). Определение CFC, Рс, расчёт интегрального, пре- и посткапиллярного сопротивлений проводили по уже известным методикам (Интеграция…, 1984).
Изменения венозного оттока, приводящие к сдвигам объёма крови в экстракорпоральном резервуаре и свидетельствовавшие об изменениях ёмкостной функции сосудов, рассчитывали в миллилитрах на 100 г массы препарата.
Для изучения различий в реакции скелетной мышцы на пульсирующий и непульсирующий кровоток (давление) исследования проводились попарно: каждому заданному набору параметров (А и f) пульсаций предшествовали измерения в непульсирующем режиме перфузии. Все измерения (кроме динамических в переходном процессе) проводились в установившемся режиме, идентифицируемом по достижению стабильного состояния перфузионного давления и венозного оттока.
При переходе от непульсирующей к пульсирующей перфузии, во время переходного процесса, изменения интегрального сосудистого сопротивления оценивали во время максимума наблюдаемых реакций перфузионного давления или кровотока (в зависимости от режима перфузии).
Измеряемые параметры (артериальное давление, перфузионное давление и давление венозного оттока в экстракорпоральном резервуаре) регистрировали с помощью механотронных датчиков электроманометров производства ЭПМ НИИЭМ СЗО РАМН. Кровоток измерялся проточным датчиком ультразвукового расходомера «Dyna» (тип DUD-400, Франция). Для стандартизации динамической составляющей венозной нагрузки в экспериментальную установку было введено специально разработанное автоматическое подъёмное устройство. Температура поступающей в орган крови поддерживалась на уровне 37оС с помощью ультратермостата UTU-4 (Германия).
Полученные экспериментальные данные после подсчёта средних и их ошибок сводились в двумерные таблицы (в координатах амплитуда – частота); при статистической обработке проверялась гипотеза о достоверности различий (сдвигов) средних от нуля.
Опыты по изучению влияния параметров дыхания на гемодинамику лёгочных сосудов проведены на 11 кошках, наркотизированных уретаном в условиях искусственной вентиляции лёгких аппаратом «Вита-1». Начальные параметры вентиляции лёгких животного выбирали по рекомендуемым (Дворецкий Д.П., Ткаченко Б.И., 1987; Гриппи М., 1997) значениям составляющих газового состава артериальной крови (рН – 7.294 ± 0.018; рСО2 – 36.4 ± 2.3 мм рт. ст.; рО2- 102.2 ± 3.4 мм рт.ст.), измеряемым с помощью газоанализатора крови BMS 3 Мк2 («Radiometer», Дания). В указанных условиях напряжение газов в конечных порциях выдыхаемого воздуха составили: рО2 – 17.8 ± 0.2 об%: рСО2 – 3.2 ± 0.17 об%, при интратрахеальном давлении 4.1 ± 0.5 см. вод. ст. Газовый состав выдыхаемого воздуха оценивали с помощью масс-спектрографа МХ6202 (Россия).
Заднюю долю правого лёгкого изолировали в гемодинамическом отношении и перфузировали аутокровью с помощью насоса постоянной производительности. Перфузионное давление в артериальном сосудистом русле в доли лёгкого устанавливали на уровне 21.0 ± 1.5 мм рт.ст., а венозное давление, при котором кровь оттекала в экстракорпоральный резервуар, поддерживалось равным 5 мм рт.ст., что соответствует данным литературы (Дворецкий Д.П., Ткаченко Б.И., 1987). Измерение коэффициента капиллярной фильтрации, капиллярного гидростатического давления, а также расчёт пре- и посткапиллярного сопротивлений (Ра и Рv) осуществляли по методикам, описанным ранее (Интеграция…, 1984).
Модуляцию параметров дыхания создавали посредством изменения дыхательного объёма за цикл (V) или частоты (f) искусственной вентиляции лёгкого в 1.5; 2 и 3 раза (исходный уровень искусственной вентиляции лёгкого (V) составлял 1910 ± 23 мл мин -1). Показатели обменной (CFC, Pс), резистивной (R, Rа, Rv) функций лёгкого, газового состава выдыхаемого воздуха (рО2, рСО2), напряжение газов и кислотно-щелочного состояния артериальной и венозной крови (рН, рСО2, рО2), интратрахеальное давление измеряли до воздействия и на 5 - 10 минутах после изменения режима искусственной вентиляции лёгких.
Исследование влияния амплитуды дыхательного цикла на волновые характеристики артериального и венозного кровотоков, а так же влияния прессорных стимулов на амплитудно-частотные характеристики гемодинамических параметров большого и малого кругов кровообращения проводили на специально разработанной многоцелевой универсальной экспериментальной установке. Созданная установка позволяла проводить многофакторный анализ характера взаимосвязи исследуемых показателей и осуществлять гибкую адаптацию своей структуры под конкретную задачу эксперимента. Исследования этой части работы выполнены на 80 кошках массой 4.0-5.0 кг под нембуталовым наркозом в условиях острых опытов при искусственной вентиляции лёгких и вскрытой грудной клетке, а в ряде опытов – при естественном дыхании животных. Искусственная вентиляция лёгких осуществлялась аппаратом «Фаза-9» при этом частота дыхания составляла 12 циклов/мин, а дыхательный объём – 70 см3. Отсутствие сдвигов газового состава крови контролировали при помощи газоанализатора ABL-50, «Radiometer», Дания. Температуру тела животного поддерживали на уровне 37.8-38.4 С путём подогрева операционного столика. Для предотвращения тромбообразования в сердечно-сосудистой системе животным в левую бедренную вену вводили гепарин в (1000 ЕД/кг).
При изучения влияния амплитуды дыхательного цикла на артериальный и венозный кровоток у кошек при естественном дыхании создавали дополнительное сопротивление вдоху в течение 2-х мин (Bjurstedt H., Rosenhamer G. et al., 1980). Вдох осуществлялся через соединительную трубку из резервуара ёмкостью 20 л, в котором вакуумным насосом снижали давление воздуха, измеряемое манотронным датчиком, на -16.5 ±± 0.5 мм рт. ст. Выдох происходил через клапан в атмосферу без увеличения сопротивления. Создаваемое у животных в результате такого дыхания отрицательное внутригрудное давление оценивали по величине давления в грудной части пищевода с помощью силиконового зонда диаметром 5 мм и длиной 15 см, соединённого с датчиком Statham P23XL, США. Оно возрастало только в течение вдоха и возвращалось к исходному значению во время выдоха. Кровоток в сонной артерии регистрировали манжеточным датчиком ультразвукового расходомера Т-106 «Transonic» (США), а кровоток в брюшной или восходящей аорте (сердечный выброс) регистрировали манжеточным датчиком электромагнитного расходомера MVF-2100 «Nihоn Kohdеn» (Япония). В этих опытах грудная клетка у животных не вскрывалась, а измерение венозного кровотока осуществляли в брюшной части каудальной полой вены с помощью манжеточного датчика ультразвукового расходомера T-106 «Transonic», США. После расположения датчика на вене брюшную полость герметически зашивали послойно.
Для выяснения степени влияния амплитуды дыхательного цикла (глубины дыхания) на артериальный и венозный кровоток у человека в специальной серии опытов были проведены наблюдения на 6 молодых людях-добровольцах, у которых в вертикальном положении измеряли кровоток в левой сонной артерии и в левой бедренной вене с помощью линейного датчика (5 МГц) ультразвукового датчика сонографа «Philips» (Голландия). Испытуемым предлагали произвести 9 глубоких медленных вдохов и выдохов в течение 40 с. Сдвиги артериального и венозного кровотоков записывали на видеокассету с последующей визуализацией на эхокардиографе, компьютерным анализом и статистической обработкой измеряемых величин.
Изучение характера влияния прессорных стимулов на волновые характеристики гемодинамических параметров большого и малого кругов кровообращения проводили у животных при вскрытой грудной клетке (путём удаления грудины) и в условиях искусственной вентиляции лёгких. Одновременно осуществляли многопараметрическую регистрацию показателей системы низкого и высокого давлений, а так же ряда параметров кардиогемодинамики.
Сердечный выброс у кошек определяли в восходящей аорте манжеточным датчиком ультразвукового расходомера Т-106, «Transonic», США. Артериальное давление измеряли в левой бедренной артерии датчиком ПДП-400. Частоту сердечных сокращений измеряли специально сконструированным тахометром по интервалу между зубцами R-R электрокардиограммы, регистрируемой во втором стандартном отведении.
Суммарный венозный возврат крови к сердцу рассчитывали на компьютере по сумме величин кровотоков в передней и задней полых венах, измеряемым манжеточными датчиками двухканального ультразвукового расходомера T-206, «Transonic», США. Давление в предсердиях измеряли датчиками давления Baxter, США с помощью гибких катетеров, проведённых в полости предсердий через их ушки. Давление в лёгочной артерии определяли датчиком ПДП-400 с помощью мягко-эластичного катетера диаметром 2 мм и длиной 20 см, который проводили в лёгочную артерию через ушко правого предсердия, минуя последовательно трикуспидальный и полулунный клапаны сердца. У животных регистрировали систолическое и диастолическое артериальное давление и давление в лёгочной артерии, а так же в предсердиях. Кровоток в лёгочной артерии измеряли манжеточным датчиком электромагнитного расходомера MFV-2100, «Nihon Kohden», Япония. Лёгочное сосудистое сопротивление рассчитывали по формуле Пуазейля, используются величины среднего давления в лёгочной артерии и левом предсердии, которые рассчитывали с помощью компьютера как среднее арифметическое систолического и диастолического давлений.
В соответствии с поставленными задачами у животных внутривенно применяли ряд прессорных - адреналин (2.5 - 5.0 мкг/кг), норадреналин (2.5 -5.0 мкг/кг) вазоактивных веществ, которые вызывали примерно одинаковые по величине (на 50-60%) сдвиги артериального давления.
Исследуемые показатели артериального давления, кровотоков в полых венах, давления и кровотока в лёгочной артерии, сердечного выброса, давления в предсердиях регистрировали на быстродействующем чернилопишущем приборе Н-338-8П (или Н-327/5). При помощи платы аналого-цифрового преобразования L-Сard L-783 (Россия) осуществлялась также запись этих сигналов на жёсткий диск компьютера с последующим анализом программой АСТ (Россия). Статистическую обработку экспериментальных данных проводили на IBM PC Pentium с использованием пакета оригинальных и стандартных (Axum 5.0, Math Soft Inc.) программ, t-критерия Стьюдента.
результаты работы и их обсуждение
Функции сосудов скелетных мышц задней конечности при амплитудно-частотной модуляции волновых характеристик перфузионного кровотока в режиме стабилизации его средней величины.
В физиологической литературе отсутствуют данные, рассматривающие совместное влияние двух волновых характеристик пульсирующего кровотока на функции органных сосудов, тем более одновременно, в единых методических условиях, на их резистивную, ёмкостную и обменную функции. Изучение влияния амплитуды и частоты пульсаций на сопряжённые функции сосудов являлось одной из задач проводимого исследования.
При переходе от непульсирующей к пульсирующей перфузии в проведённых экспериментах при вариациях амплитуды (А) и частоты (f) перфузионного кровотока отмечали, три типа изменений суммарного сосудистого сопротивления (R): увеличение (в большинстве случаев – 44%), уменьшение, либо отсутствие изменений, причём при определённых сочетаниях амплитуды и частоты пульсаций сдвиги этого показателя были достоверными. Результаты статистической обработки изменений суммарного сопротивления показали, что величина и направленность его сдвигов зависят от значений волновых характеристик кровотока: амплитуды и частоты, причём максимум зарегистрированных изменений, равный 4.3 ± 1.9% (p<0.05), наблюдали при f=90, A=0.5; минимум, равный -5.5 ± 2.3 (p<0.05) – при f=90, A=1.5 (табл. 1). Зарегистрированное увеличение суммарного сопротивления согласуется с данными литературы (Mellander S., Arvidsson S., 1974), где увеличение суммарного сопротивления скелетной мускулатуры составило 6.0 ± 0.5%. Достоверного уменьшения суммарного сопротивления в цитированной работе не наблюдали, что объясняется, по-видимому, тем, что работа Мелландера и Арвидсона была проведена без учета влияния вариаций амплитуды и частоты пульсаций на исследуемое сосудистое русло.
Таблица 1. Сдвиги суммарного сопротивления сосудов скелетной мышцы
при изменении амплитуды и частоты пульсирующего крово-
тока.
| f А | 60 | 90 | 134 | 178 |
| 0.25 | 1.4 ± 0.7 | 2.1 ± 1.1 | 0.8 ± 0.4 | 3.0 ± 2.0 |
| 0.5 | 1.6 ± 1.1 | 4.3 ± 1.9 * | 2.8 ± 1.1 * | 1.9 ± 2.1 |
| 1.0 | 0.6 ± 1.0 | -0.7 ± 1.0 | 2.4 ± 2.0 | 2.3 ± 1.0 * |
| 1.5 | -4.5 ± 3.5 | -5.5 ± 2.3 * | -1.0 ± 1.1 | 3.4 ± 4.4 |
Обозначения: A - амплитуда пульсаций (в частях по отношению к исходной величине, измеренной в бедренной артерии до начала эксперимента); f –частота пульсаций (ударов/мин); * - p < 0.05; величины сдвигов даны в про- центах по отношению к значениям, полученным при непульсирующем кро-
вотоке.
При изменении амплитуды и частоты пульсаций увеличение пре-капиллярного сопротивления (Ra) отмечено в 44.5% случаев, уменьшение - в 53.8%. Результаты статистической обработки показали, что достоверные сдвиги Ra были направлены только в сторону уменьшения (-6.4 ± 2.3% (p<0.05) при f=90, A=1.5). При увеличении амплитуды пульсаций и уменьшении частоты наблюдалась тенденция к увеличению отрицательных сдвигов прекапиллярного сопротивления.
Изменения посткапиллярного сопротивления (Rv) при амплитудно-частотной модуляции перфузионного кровотока были направлены, в основном, в сторону увеличения (71.8% случаев). Максимум сдвигов, равный 19.1 ± 5.7% (p<0.02) наблюдали при f=90, A=1. Достоверных сдвигов в сторону уменьшения посткапиллярного сопротивления, в отличие от изменений суммарного и прекапиллярного, зарегистрировано не было.
Сравнительная характеристика исследуемых сопротивлений R, Ra, Rv в диапазоне своих максимальных изменений в ответ на появление пульсаций представлена на рис. 1 (зависимость от f при A=0.5). Поскольку изменения Rv наиболее выражены (по сравнению с R и Ra) и, учитывая, что его изменения практически напрямую передаются на капиллярное гидростатическое давление (Интеграция…, 1984), можно полагать высокую степень влияния пульсаций на обменную функцию сосудов.
Рис. 1. Сравнительная характеристика изменений суммарного, пре- и постка-
пиллярного сопротивлений сосудов скелетной мышцы частоты пуль-
сирующего кровотока при фиксированной амплитуде.
Обозначения: по оси ординат – изменения сопротивлений в процентах; по оси абсцисс – изменения частоты пульсаций; R – суммарное сопротивление (белые столбики), Ra – прекапиллярное сопротивление (столбики с правой штриховкой), Rv – посткапиллярное сопротивление (столбики с левой штриховкой). f – частота пульсаций (ударов/минуту), А – амплитуда пульсаций в
частях по отношению к исходной величине, измеренной в бедренной артерии до начала эксперимента.
Сопоставляя изменения сопротивлений различных последовательно расположенных участков сосудистого русла скелетной мышцы, можно отметить, что увеличение посткапиллярного сопротивления на 18.9 ± 3.0% (p<0.01) при f=90, A=0.5 сопровождалось ростом суммарного сопротивления на 4.3 ± 1.9% (p<0.05) без достоверных сдвигов прекапиллярного; а уменьшение прекапиллярного при f=90, A=1.5 на -5.5 ± 2.3% (p<0.05) сопровождалось почти таким же снижением суммарного на -4.6 ± 2.1% (p<0.05) на фоне отсутствия достоверных сдвигов посткапиллярного сопротивления.
Минимумы и максимумы изменений исследуемых сопротивлений варьировали от опыта к опыту, как по величине, так и по тем значениям амплитуд и частот, при которых они возникали, что свидетельствует об индивидуальных особенностях сосудистого русла исследуемых животных. Различались и координаты экстремумов суммарного, пре- и посткапиллярного сопротивлений, как в каждом отдельном опыте, так и от опыта к опыту. В используемом амплитудно-частотном диапазоне изменений волновых характеристик кровотока полученные данные позволили выявить экстремумы в сдвигах исследуемых сосудистых сопротивлений, существование которых ассоциируется со свойствами резонанса данных переменных.
Существенным фактором, определяющим величину и направленность достоверных изменений R, Ra и Rv, являлись значения амплитуды и частоты пульсирующего кровотока: только при определённых сочетаниях этих волновых характеристик наблюдали достоверные сдвиги исследуемых сосудистых сопротивлений. Полученные данные позволяют предположить существование волнового контура управления данными гемодинамическими показателями, в котором управление реализуется посредством изменения пульсовых характеристик кровотока. Анализ свойств пре- и посткапиллярного сопротивлений, вызванных изменениями волновых характеристик перфузионного кровотока, позволил расшифровать их вклад в сдвиги суммарного сопротивления, возникающими при переходе от непульсирующей к пульсирующей перфузии. Достоверное увеличение посткапиллярного сопротивления сопровождалось и ростом суммарного сопротивления в том же амплитудно-частотном диапазоне, а уменьшение прекапиллярного – снижением суммарного, то есть сдвиги посткапиллярного сопротивления коррелировали с ростом суммарного сопротивления, а сдвиги прекапиллярного – с его снижением.
При модуляции амплитуды и частоты пульсаций сдвиги ёмкостной функции сосудов скелетной мышцы, в условиях стабилизированного перфузионного кровотока, оценивали по изменениям венозного оттока (ВО), которые происходили как в сторону увеличения (46.5% случаев), так и в сторону уменьшения (47.5%). В большей степени уменьшение венозного оттока наблюдали при малых амплитудах пульсаций (A=0.25, A=0.5), увеличение – при больших амплитудах (A=1, A=1,5). Результаты статистической обработки показали, что наибольшее уменьшение ёмкостной функции сосудов, равное -0.14 ± 0.06 мл/(мин·100г ткани) (р<0.05), наблюдали при f=90, A=0.5, а максимум увеличения, равный 0.21 ± 0.14 мл/(мин·100 г ткани), – при f=90, A=1.5; то есть существенным фактором, определяющим величину и направленность сдвигов этого показателя, являлась амплитуда пульсаций, частота же практически не влияла на характер изменения этой функции.
Помимо непосредственного влияния пульсовых колебаний кровотока на ёмкостную функцию венозных сосудов можно полагать, что сдвиги венозного оттока (в том числе и их разнонаправленность) могут происходить и вследствие нарушения фильтрационно-абсорбционного равновесия исследуемого региона, вызываемых изменением волновых характеристик пульсаций. Разнонаправленность сдвигов этого равновесия в сторону фильтрации или абсорбции может приводить к снижению или увеличению венозного оттока, а, следовательно, и трактоваться как возрастание или уменьшение ёмкостной функции соответственно. О справедливости такого предположения свидетельствуют вызываемые пульсациями изменения посткапиллярного сопротивления, сдвиги которого изменяют и капиллярное давление.
В проведенных экспериментах среди исследуемых гемодинамических параметров наиболее выраженные сдвиги в ответ на действие пульсаций были отмечены у показателей, характеризующих обменную функцию. При переходе к пульсирующей перфузии изменения среднего капиллярного гидростатического давления (Рс) были направлены в основном в сторону увеличения (69.8%). Результаты статистической обработки экспериментальных данных показывают, что максимум сдвигов Рс, равный 11.1 ± 3.8% (p<0.02) был зарегистрирован при f=134, A=1, отрицательные же значения статистик Рс выявлены не были. Наибольшие сдвиги Рс регистрировали в средней части диапазонов изменения амплитуд и частот. Изменения капиллярного гидростатического давления, представленные в виде 3-х мерной гистограммы (поверхности отклика) на рис. 2, отчётливо демонстрируют присутствие выраженного максимума (резонанса) в его амплитудно-частотной характеристике. Помимо собственных механизмов на капиллярном уровне, реагирующих на пульсовые колебания кровотока (Каро К. и др., 1984; Лазерная…, 2005; Hochman J. S., 2003), в проведённых экспериментах увеличение Рс могло быть взаимосвязано с ростом посткапиллярного сопротивления, вызванного влиянием пульсаций.
Увеличение коэффициента капиллярной фильтрации при пульсирующем режиме перфузии (по сравнению с непульсирующим), в ответ на изменение волновых характеристик кровотока наблюдали в 58.8% случаев, уменьшение – в 37.3%. Наиболее часто увеличение коэффициента капиллярной фильтрации наблюдали в среднем диапазоне изменений амплитуды и частоты пульсаций. Результаты статистической обработки сдвигов CFC в зависимости от амплитуды и частоты пульсаций показали, что изменения CFC были разнонаправлены: максимум сдвигов, ассоциирующийся с резонансом, равный 48 ± 17% (p<0.02) наблюдали при входных воздействиях f=90, A=0.5; минимум, равный -12.8 ± 3.2% (p<0.02), – при f=90, A=1.5. Полученные данные показывают, что рост коэффициента капиллярной фильтрации, связанный, по-видимому, с увеличением поверхности фильтрации (Интеграция..., 1984), свидетельствует о том, что пульсирующий кровоток, обеспечивая более интенсивное транскапиллярное перемещение жидкости, способствует лучшему выполнению одной из важнейших задач системы кровообращения – её обменной функции.
Рис. 2. Зависимость изменений капиллярного гидростатического давления
сосудов (Рс) скелетной мышцы (в процентах) от амплитуды и частоты
пульсаций в режиме стабилизации кровотока.
Таким образом, полученные данные свидетельствуют, что при переходе от непульсирующей к пульсирующей перфузии модуляция амплитуды и частоты кровотока (при сохранении его среднего значения), в режиме постоянного расхода, приводит к изменению параметров резистивной, ёмкостной и обменной функций сосудов скелетной мышцы. В каждом конкретном опыте наблюдали, как правило, отчетливо выраженный экстремум сдвигов этих параметров (один или несколько), который, в силу индивидуальных отличий животного, варьировал от опыта к опыту. Наличие экстремумов в координатах “амплитуда-частота” на поверхности отклика исследуемых параметров свидетельствует о существовании резонансных свойств исследуемых переменных. Результаты статистической обработки выявили наличие таких экстремумов (индивидуальных и усреднённых по всей выборке) в амплитудно-частотных характеристиках параметров сосудистых функций, а также определили диапазоны изменений амплитуд и частот пульсаций, при которых проявлялись достоверные сдвиги этих параметров. Возможность изменением амплитуды и частоты пульсаций сдвигать показатели резистивной, ёмкостной и обменной функций позволяет предположить существование волнового контура управления этими функциями и регуляторную роль волновых характеристик кровотока в обеспечении сопряжённых функций органных сосудов.
Влияние режима перфузии (постоянное давление или кровоток) на сдвиги параметров сосудистых функций скелетных мышц задней конечности при изменении амплитуды и частоты пульсаций.
Поскольку режим перфузии (постоянный расход или постоянное давление) оказывает влияние на величину и характер сосудистых реакций, было проведено исследование влияния волновых характеристик пульсирующего кровотока на резистивную и обменную функции сосудов скелетной мышцы в режиме стабилизации перфузионного давления (P=const).
В проведённой экспериментальной серии по сравнению с режимом стабилизации кровотока увеличение суммарного сосудистого сопротивления при переходе к пульсирующей перфузии происходило более часто (50,6% случаев), а уменьшение – более редко (12.7%). Наиболее часто сдвиги суммарного сопротивления сосудов наблюдали при увеличении амплитуды пульсаций (А=1 и А=1.5) во всем диапазоне частот. Максимум увеличений R равный 13.9 ± 5.9% (p<0.05) отмечали при f=60, A=1.5 и он был втрое более выражен, чем при стабилизации кровотока; достоверных же сдвигов в сторону уменьшения R зарегистрировано не было. Большая выраженность констрикторных ответов суммарного сопротивления сосудов в режиме Р=const (по сравнению с перфузией при Q= const) может быть объяснено тем, что их способность к констрикции в этом режиме усиливается (Интеграция…, 1984).
При переходе от непульсирующей к пульсирующей перфузии (P=const) прекапиллярное сопротивление (Ra) сосудов скелетной мышцы возрастало в 59.9%, уменьшалось в 37.2%. По сравнению с опытами со стабилизированным давлением в режиме Q=const наблюдали меньшее количество случаев возрастания Ra (44.5%) и большее количество случаев его уменьшения (53.8%). Более часто увеличение прекапиллярного сопротивления в режиме P=const происходило при f=60, A=1.5 (84% случаев) и при f=90, A=1.5 (83.3%). Наиболее выраженный прирост этого показателя в режиме P=const был отмечен при больших значениях амплитуды пульсаций (А=1, А=1.5) и на средних её частотах (f=60, f=90). Результаты статистической обработки изменений суммарного сопротивления, вызванных действием пульсаций, показали, что максимальные сдвиги Ra были при f=60, A=1.5 (13.7 ± 4.2% (p<0.01)) и близкие к ним – при f=90, A=1 (13.5 ± 5.4% (p<0.05)). Достоверных сдвигов в сторону уменьшения Ra в проведенной серии экспериментов не наблюдали, что свидетельствует о преобладании констрикторных ответов при переходе от непульсирующей к пульсирующей перфузии. Характер изменений прекапиллярного сопротивления при амплитудно-частотной модуляции перфузионного кровотока в режиме стабилизации давления качественно совпадал с изменениями суммарного регионарного сопротивления, что указывает на взаимосвязь между этими показателями.
В режиме перфузии со стабилизированным расходом при амплитудно-частотной модуляции кровотока достоверных сдвигов прекапиллярного сопротивления в сторону увеличения получено не было. Можно полагать, что слабая выраженность к констрикции прекапиллярных сосудов в этом случае обусловлена указанным режимом перфузии. Достоверное уменьшение Ra, наблюдали в том же амплитудно-частотном диапазоне, в котором снижалось суммарное сопротивление сосудов, что позволило сделать вывод о том, что снижение суммарного сопротивления в режиме Q=const обусловлено уменьшением прекапиллярного сопротивления.
В проведённых экспериментах посткапиллярное сопротивление (Rv) при изменении амплитуды и частоты пульсаций в режиме стабилизации перфузионного давления могло, как увеличиваться (59.6% случаев), так и уменьшаться (40.4%). При стабилизации кровотока количество случаев увеличения Rv было больше, а уменьшения – меньше. Статистическая обработка выявила тенденцию Rv к росту – все средние изменений Ra при P=const были положительны, причем максимум (33.4 ± 17.4%) наблюдали при f=134, A=1, однако достоверных сдвигов посткапиллярного сопротивления на изменения амплитуды и частоты пульсаций отмечено не было. В режиме стабилизации кровотока были зафиксированы значения амплитуд и частот, при которых наблюдали достоверные увеличения Rv (менее выраженные, чем при стабилизации давления), достоверного же снижения Rv также не наблюдали.
Сравнительная характеристика достоверных максимальных сдвигов сосудистого суммарного, пре- и посткапиллярного сопротивлений при изменении пульсовых характеристик кровотока в различных режимах перфузии (P=const, Q=const) представлена на рис. 3. Эти данные показывают, что величина и направленность изменений суммарного регионарного сопротивления сосудов скелетной мышцы и сопротивлений последовательно расположенных отделов зависели от режима перфузии. В режиме P=const сдвиги сумарого, пре- и посткапиллярного сопротивлений оказались более выраженными по величине по сравнению с режимом стабилизации кровотока.
Рис. 3. Максимальные сдвиги суммарного, пре- и посткапиллярного сопро-
тивлений сосудов скелетной мышцы при переходе от непульпульси-
рующей к пульсирующей перфузии в режиме стабилизации давле-
ния или кровотока.
Обозначения: R,Ra,Rv - соответственно суммарное, пре- и посткапиллярное
сопротивления в процентах по отношению к значениям, полученным при не-
пульсирующей перфузии. Заштрихованные столбики – перфузия при стабилизации давления, светлые столбики – перфузия при стабилизации кровотока.
Рассматривая вклад пре- и посткапиллярных сопротивлений в изменение суммарного сосудистого сопротивления, можно предположить, что в режиме перфузии постоянным расходом рост суммарного сопротивления обусловлен увеличением посткапиллярного сопротивления, а его снижение – уменьшением прекапиллярного сопротивления. В режиме перфузии при постоянном давлении рост суммарного сопротивления, по-видимому, обусловлен увеличением пре- и посткапиллярного сопротивлений. Такие предположения основываются на наличии однонаправленных сдвигов этих сопротивлений в одних и тех же диапазонах изменения амплитуды и частоты.
В режиме перфузии под постоянным давлением при переходе от непульсирующей к пульсирующей перфузии среднее капиллярное гидростатическое давления (Pc) увеличивалось в 53% случаев, а уменьшалось в 46.5%, то есть приблизительно в равном соотношении, и не изменялось в 0.5% случаев; в то время как в режиме Q=const преобладало число увеличений Рс. Результаты статистической обработки сдвигов среднего капиллярного гидростатического давления не выявили достоверно значимых сдвигов Рс во всем исследуемом амплитудно-частотном диапазоне. Была лишь тенденция к увеличению Рс при малых и средних амплитудах пульсаций (A=0.251) для всех частот и – к снижению его при максимальных амплитудах. При стабилизации же кровотока сдвиги Рс были статистически достоверны и направлены в сторону увеличения; снижение этого показателя отмечено не было.
В условиях стабилизации перфузионного давления при изменении амплитуды и частоты пульсаций регистрировали как увеличение (50.8% случаев) коэффициента капиллярной фильтрации (CFC), так и его уменьшение (44.1%). В режиме Q=const рост CFC происходил в 58.3% случаев, а его снижение – в 37.3%. Данные статистической обработки свидетельствуют, что при стабилизации давления достоверные сдвиги коэффициента капиллярной фильтрации были направлены в сторону увеличения, в то время как в режиме стабилизации кровотока изменения CFC были разнонаправлены. При P=const максимум увеличения CFC, равный 17.5 ± 6.7% (p<0.02), наблюдали при f=60, A=1.5; увеличение близкое к максимальному, равное 16.2 ± 5.1% (p<0.01) – при f=90, A=0.5. Достоверные сдвиги коэффициента капиллярной фильтрации в режиме Q=const были более выражены и направлены как в сторону увеличения, так и в сторону уменьшения.
Рассмотрение действия пульсаций на обменную функцию сосудов показывает, что переход к пульсирующей перфузии в режиме Q=const при определенных сочетаниях амплитуд и частот приводит (в случае одновременного, синхронного увеличения Рс и CFC) к смещению фильтрационно-абсорбционного равновесия в сторону фильтрации. При стабилизации перфузионного давления увеличение коэффициента капиллярной фильтрации при пульсирующем кровотоке приводит к увеличению скорости транскапиллярного перемещения жидкости без нарушения фильтрационно-абсорбционного равновесия (достоверных сдвигов среднего капиллярного гидростатического давления при P=const отмечено не было).
Таким образом, результаты исследований показали, что и в режиме стабилизации давления (как и при стабилизации кровотока) волновые характеристики пульсирующего кровотока влияли на резистивную и обменную функции сосудов скелетной мышц. Режим перфузии (постоянный кровоток или давление) влиял на величину и направленность сдвигов параметров, характеризующих эти функции. Полученные результаты позволяют сделать вывод, что в обоих режимах перфузии при пульсирующем кровотоке транскапиллярное перемещение жидкости происходит более интенсивно, способствуя лучшему выполнению одной из важнейших задач системы кровообращения – её обменной функции.
В обоих используемых в исследовании режимах перфузии были выявлены свойства гемодинамических параметров резистивной и обменной функций при изменении (и в зависимости от) амплитуды и частоты пульсаций достигать своих экстремумов. Такие свойства этих показателей ассоциируются с резонансными. Наличие резонансных свойств является одним из важнейших условий функционирования открытых, нелинейных, неравновесных самоорганизующихся биосистем, к которым относится и система кровообращения (Николис Г., Пригожин И., 1979, 2003; Писаревский А.А. и др., 1985; Берже П. и др., 1991).
Полученные в процессе работы данные указывает на возможность существования в сердечно-сосудистой системе волнового контура управления, в котором управление гемодинамическими параметрами происходит посредством вариации волновых характеристик существующих в системе колебательных процессов, а так же позволяют сформулировать и предложить волновую концепцию регуляции сопряжённых сосудистых функций, заключающуюся в возможности изменением амплитуды и частоты пульсаций воздействовать на резистивную, ёмкостную и обменную функции органных сосудов. Эффективность волновой регуляции сопряжёнными функциями регионарных сосудов, реализуемой изменением волновых (амплитуды и частоты) характеристик пульсирующего кровотока (давления) при сохранении неизменного значения его средней величины, заключается в возможности осуществления такой регуляции без дополнительных энергетических затрат (затрат энергии на рассеяние) со стороны сердца.
Динамические характеристики реакций сосудов скелетной мышцы при переходе от непульсирующего кровотока к пульсирующему.
Наиболее полная информация об изучаемом объекте может быть получена при анализе изменений его параметров как в установившемся в ответ на внешнее воздействие новом функциональном состоянии, так и при исследовании динамики изменений этих параметров во время переходного процесса. В этом плане было проведено исследование временной динамики развития показателей, характеризующих реакции сосудов скелетной мышцы у кошек. Были использованы два режима перфузии: при постоянным кровотоке регистрировали перфузионное давление, а при постоянном давлении – кровоток, по которым определяли изменения резистивной функции, оцениваемой по сдвигам суммарного сосудистого сопротивления. Количественная оценка исследуемых гемодинамических показателей в условиях амплитудно-частотной модуляции перфузионного кровотока в динамике их изменений проводилась по двум параметрам: максимальному отклонению от исходного уровня (максимум реакции) и времени наступления этого максимума.
При переходе от непульсирующей к пульсирующей перфузии в режиме стабилизации кровотока характер изменения суммарного регионарного сопротивления (R) был идентичен изменениям перфузионного давления. Во время переходного процесса во всем используемом амплитудно-частотном диапазоне преобладали дилататорные ответы сосудистого русла скелетной мышцы (88.9% случаев). С увеличением амплитуды пульсаций (А=0.5 - 1.5) количество дилататорных ответов возрастало, приближаясь к 100%, что свидетельствует о том, что существенным фактором, влияющим на величину изменения сопротивления, являлась амплитуда пульсаций; частота практически не оказывала влияние на этот показатель. Максимальное уменьшение R, равное -19.2 ± 4.4% (p<0.01), наблюдали при f=134, A=1.5. Амплитуда и частота пульсаций не влияла на время достижения экстремумов – во всем используемом амплитудно-частотном диапазоне различия значений времен были статистически не значимы. Вариация времен находилась в пределах (83.1 - 97.8) сек. Величина изменения сопротивления увеличивалась с ростом амплитуды пульсаций и практически не зависела от их частоты.
В режиме стабилизации давления во время переходного процесса от непульсирующей к пульсирующей перфузии было зарегистрировано преобладание дилататорных сосудистых ответов (53.2% случаев) над ответами с отсутствием изменений сосудистого сопротивления (35.3%). При малых амплитудах пульсаций (A=0.25) сосудистое сопротивление в большинстве случаев не изменялось. При увеличении амплитуды пульсаций (A=0.51.5) проявлялись дилататорные сосудистые ответы, причём с увеличением амплитуды они становились преобладающими во всем используемом частотном диапазоне. Частота пульсовых колебаний кровотока на характер изменений сосудистого сопротивления влияния не оказывала. Максимум уменьшения R, равный -20.1 ± 6.5% (p <0.01), наблюдали при f=60, A=1.5. Зависимости времени максимума ответа сопротивления от изменения амплитуды и частоты пульсации перфузионного кровотока в результате статистической обработки выявлено не было. Вариации времен находились в пределах (43.0 - 78.3) сек.
Экспериментальные данные о временных характеристик дилататорных сосудистых ответов на включение пульсаций во время переходного периода в обоих режимах перфузии выявили их независимость от амплитуды и частоты. Такой результат может свидетельствовать о том, что дилататорные реакции, преобладавшие среди других видов реакций при переходе от непульсирующей к пульсирующей перфузии, развиваются по единому сценарию, т.е. имеют схожую природу. При всех видах перфузии в ряде экспериментов (порядка 20% случаев) переходный процесс был двухфазным (колебательным) – за фазой снижения давления следовал менее выраженный его подъем и только затем переход в новое устойчивое состояние.
Отмеченные во время переходного процесса вазодилататорные сосудистые реакции могут вызываться различными причинами. Возможна их реализации при участии миогенного или метаболического контуров регуляция (Хаютин В.М., Рогоза А.Н., 1986). Приводятся данные (Busse R. et al., 1985) об участии в подобных ответах эндотелиальных клеток. Отмечается участие в дилататорных ответах реактивной компоненты волнового сопротивления (импеданса) сосудов (Мещерский Е.Л., Мелькумянц А.М., 1980; Каро К. и др., 1981; Бычков Ю.А. и др., 2004). Величина этой реактивной компоненты зависит от амплитуды и частоты пульсаций и эта зависимость, как правило, нелинейна (Нелинейные волны, 1983; Галль Л.Н., Галль Н.Р., 2009), что, в свою очередь, может приводить к неоднозначности изменений сосудистого сопротивления. Результирующая сосудистая реакция в итоге является суперпозицией нескольких вовлеченных в действие механизмов (в том числе и констрикторных) с преобладанием дилататорного фактора.
Таким образом, при различных режимах перфузии во время переходного процесса при включении пульсаций преобладали дилататорные сосудистые ответы. Эти данные свидетельствуют о присутствии ёмкостной составляющей в изменениях волнового сопротивления сосудов скелетной мышцы во время переходного процесса. Режим перфузии не влиял на величину сосудистого ответа при переходе к пульсирующей перфузии, но изменял соотношение реакций различного вида: дилататорные реакции в условиях стабилизации кровотока, проявлялись значительно чаще, чем при стабилизации давления, и преобладали над другими ответами: констрикцией либо отсутствием сдвигов. Время наступления максимума сосудистой реакции во время переходного процесса также зависело от характера перфузии: при стабилизации давления оно меньше, что свидетельствует о большей реактивности сосудов скелетной мышцы в ответ на пульсации в этом режиме перфузии. Амплитуда пульсаций влияла на величину изменения суммарного сосудистого сопротивления – большая амплитуда вызывала большее его изменение. Влияние частоты пульсаций на изменение R установлено не было.
Волновые характеристики кровотока и давления в лёгочной и системной гемодинамике при действии прессорных стимулов.
Поскольку имеющиеся в физиологической литературе данные об особенностях колебательного режима работы сердечно-сосудистой системы в динамике, во время переходного процесса, вызванного действием внешних стимулов, недостаточны для анализа участия волновых характеристик кровотока в наблюдаемых сдвигах исследуемых гемодинамических параметров, одной из задач работы было изучение динамических соотношений и количественных изменений величин давления и кровотока в лёгочной артерии (с учётом фазового сдвига между ними) в ответ на действии прессорных стимулов, а так же выяснение информационной значимости одной из волновых характеристик наблюдаемых процессов – фазового сдвига между давлением и кровотоком. Кроме того, одной из целей работы являлось изучение изменений волновых характеристик системной гемодинамики: амплитуды колебаний артериального давления и частоты сердечных сокращений при действии прессорных стимулов.
Поскольку направленность и величина изменений давления в лёгочной артерии, а также время достижения максимального значения при применении катехоламинов у кошек были различными, полученные данные при анализе были разделены на две группы. В ответ на применение адреналина у кошек I группы (70% случаев) давление в лёгочной артерии возрастало (17 ± 4% (р<0.05)), однако его прирост был меньше, чем при применении норадреналина (26 ± 5% (р<0.02)). У животных же II группы давление в лёгочной артерии при введении адреналина снижалось (-10 ± 3% (р<0.05)), а при применении норадреналина – повышалось (11 ± 4% (р<0.05)), но в меньшей степени по сравнению с его величиной у кошек I группы. В последнем случае максимальные изменения давления в лёгочной артерии были отмечены к 1216 с, т.е. раньше, чем у кошек II группы (20 с). В обеих группах животных этот показатель возвращался к исходному значению в среднем к 180200 с после применения катехоламинов.
Проведённые исследования показали, что при применении катехоламинов кровоток в лёгочной артерии возрастал у всех животных. В ответ на введение адреналина и норадреналина у животных I группы кровоток возрастал на 31 ± 4 % и на 21 ± 2 % соответственно, а у животных II группы – на 30 ± 7 % и 48 ± 10 %. Однако у кошек I группы - с выраженным приростом давления в лёгочной артерии - имели место различия временной динамики лёгочного кровотока и давления. Максимальные изменения кровотока в лёгочной артерии у них были отмечены позже (40 с), чем давления (12 - 16 с). У животных же II группы – с разнонаправленными или маловыраженными сдвигами давления в лёгочной артерии при внутривенном введении адреналина и норадреналина – время достижения максимума лёгочного кровотока и давления совпадали. Во всех опытах лёгочный кровоток возвращался к исходному значению лишь к 300 - 320 с, то есть его временная динамика была более длительной по сравнению с таковой для давления в лёгочной артерии.
Для изучения причин в различиях реакций исследуемых гемодинамических переменных был проведен анализ изменений расчётного (в Пуазейлевском приближении) лёгочного сосудистого сопротивления и временного сдвига между давлением и кровотоком в лёгочной артерии.
В случае внутривенного введения адреналина у кошек I группы оно снижалось к 16 с и к 40 с соответственно на -6 ± 3% и -11 ± 4% относительно исходного уровня. При применении же норадреналина лёгочное сосудистое сопротивление, напротив, увеличивалось, и его максимальные сдвиги, отмеченные к 12 с, были равны 26 ± 4 %. К 40 с величина этого показателя была практически равна исходной (сдвиги на 1 ± 3%). Таким образом, у животных I группы в ответ на применение адреналина расчётное лёгочное сосудистое сопротивление уменьшалось, а при внутривенном введении норадреналина оно, напротив, возрастало, хотя давление в лёгочной артерии, как и артериальное, в обоих случаях повышалось. У кошек же II группы, как в ответ на внутривенное введение адреналина, так и норадреналина, к 20 с лёгочное сосудистое сопротивление снижалось соответственно на -29 ± 5 % и -20 ± 5 % соответственно, то есть практически в равной степени, несмотря на то, что у этих животных в первом случае давление в лёгочной артерии уменьшалось, а в последнем, напротив, увеличивалось. Следовательно, направленность сдвигов расчётного сосудистого сопротивления в лёгких у животных обеих групп не коррелировали с характером изменений давления в лёгочной артерии при применении катехоламинов и не могли объяснить отмеченные различия временной динамики этих показателей. Более того, разнонаправленные сдвиги лёгочного сосудистого сопротивления при указанных воздействиях на систему кровообращения были отмечены в условиях возрастания кровотока в лёгочной артерии у всех животных. Причиной же неинформативности сосудистого сопротивления лёгких является некорректность использования формулы Пуазейля для расчёта сопротивления сосудов в колебательном режиме, а так же при переходных процессах в динамическом режиме.
Моделирование гидравлического сопротивления сосудистого русла, включающего резистивную, ёмкостную и индуктивную составляющие, каждая из которых отражает то или иное свойство кровеносных сосудов, приводит к неизбежности присутствия фазового сдвига между кровотоком и давлением, величина которого зависит от соотношения входящих в сопротивление компонент и может изменяться при действии на сосудистое русло внешних стимулов. На экспериментальном материале показано присутствие фазового сдвига между регистрируемыми кривыми давления и кровотока в разных точках сосудистого русла. Раскрывается информационная значимость фазового сдвига, вариации которого позволяют судить об изменениях входящих в волновое сопротивление составляющих, в частности, о сдвигах ёмкости сосудистого русла. Волновая модель сосудистого сопротивления подтверждает некорректность применения формулы Пуазейля в этих целях при анализе работы системы в колебательном режиме или во время переходного процесса. Изложенные положения были использованы в экспериментальной части работы при анализе временной динамики изменений давления и кровотока в лёгочной артерии при применении катехоламинов. На том же экспериментальном материале показано, что приближения Пуазейля для расчёта сосудистого сопротивления при рассмотрении работы системы во время переходного процесса приводит к противоречивым и ошибочным результатам.
Дальнейший анализ полученных данных был проведён с учётом временной динамики изменений давления и кровотока в лёгочной артерии. Временная динамика и величины изменений давления и кровотока в лёгочной артерии при применении адреналина у животных I группы представлены на рис. 4, из которого видно, что максимум реакции давления происходит раньше (16 с), чем максимум кровотока (40 с), то есть имеет место фазовый сдвиг между этими переменными, равный 24 с. Во II группе максимумы реакций давления и кровотока практически совпадали, а фазовый сдвиг был близок к нулю. Было предположено, что вариации временного сдвига между потоковой характеристикой и давлением могут свидетельствовать об изменении реактивной компоненты общего волнового сопротивления сосудистой цепи. Для проверки данного предположения в экспериментах изучали соотношение кровотоков на входе и выходе малого круга при действии адреналина, то есть проводили измерение сердечного выброса и венозного возврата во время переходного процесса после введения препарата.
Оказалось, что в динамике развития реакции у животных I группы венозный возврат был больше сердечного выброса, а возникающий в этом случае дисбаланс между ними позволяет сделать вывод о депонировании крови в сосудах малого круга, то есть увеличении их ёмкостной функции и что адреналин в большинстве случаев (70%) оказывает на неё влияние. У животных II группы временной сдвиг между давлением и кровотоком в лёгочной артерии практически отсутствовал. Кривые сердечного выброса и венозного возврата во время переходного процесса после введения адреналина показали, что их изменения были однонаправленными, синхронными во времени (без фазового сдвига между ними) и близкими по величине, то есть баланс между потоками не был нарушен. Аналогичные результаты были получены при применении норадреналина: в случае синхронности изменений давления и кровотока в лёгочной артерии, сдвиги сердечного выброса и венозного возврата были близки между собой.
Рис. 4. Временная динамика и величины изменений давления и кровотока в
в лёгочной артерии при применении адреналина (группа животных с
повышением давления в лёгочной артерии),
Обозначения: ДЛА – давление в лёгочной артерии, КрЛА – кровоток в лёгоч-
ной артерии. По оси абсцисс - время, с; ординат – изменения в процентах.
Анализ изменений артериального давления (среднего значения, амплитуды и частоты колебаний) в ответ на действие прессорных стимулов (адреналина и норадреналина в дозах 2.5 и 5.0 мкг/кг и введении 20 мл физиологического раствора) показывает, что при этих воздействиях возрастает средняя величина артериального давления и амплитуда его пульсовых колебаний. Частота сердечных сокращений так же возрастала всегда, за исключением случая применения физиологического раствора. Прирост средней величины артериального давления при введении 2.5 и 5.0 мкг/кг адреналина составлял соответственно 20 ± 7% и 40 ± 16% относительно исходного уровня, а тех же доз норадреналина 25 ± 8% и 51 ± 18%, то есть при увеличении дозы практически вдвое в обоих случаях. Рост давления в ответ на введение адреналина был меньшим, чем при использовании норадреналина, что вызвано, по-видимому, преимущественным действием последнего на -рецепторы сосудов (Машковский М.Д., 1994). Частота сердечных сокращений при действии данных препаратов возрастала нелинейно от дозы, при применении адреналина её увеличение было более выраженным (16 ± 5% и 25 ± 6% соответственно), чем в ответ на введение норадреналина (10 ± 4% и 19 ± 7%), что свидетельствует о большем инотропном эффекте действия на сердце адреналина.
При применении физиологического раствора прессорные реакции давления (среднего, систолического и диастолического) были по величине соизмеримы с таковыми, полученными при введении малых доз катехоламинов. Однако частота сердечных сокращений в этом случае уменьшалась на -28±8%. Отмеченные изменения давления и частоты могут быть следствием рефлекторных влияний, вызванных увеличением притока крови к сердцу по венам и связанных с эффектом Франка-Старлинга.
Результаты статистической обработки изменений амплитуды пульсовых колебаний и частоты сердечных сокращений при действии прессорных стимулов приведены в табл.2. Из данных этой таблицы следует, что в ответ на применение катехоламинов амплитуда пульсаций увеличивалась на 65 - 75%. Изменения амплитуды пульсовых колебаний давления на введение адреналина и норадреналина были близкими по величине и практически не зависели от дозы препарата. Однако увеличение пульсовых колебаний артериального давления было в 1.5 - 2 раза более выраженным, чем сдвиги средней величины этого показателя, изменения которого в ответ на применение катехоламинов составляли 20 - 51%.
Аналогичные выводы справедливы и в случае применения физиологического раствора, при введении которого амплитуда колебаний артериального давления возрастала до 58 ± 7 мм рт. ст., в то время как в фоне этот показатель составлял 42 ± 6 мм рт. ст. Таким образом, прирост амплитуда колебаний оказался 16 мм рт. ст., то есть на 38% больше своего фонового значения. В то же время среднее значение артериального давления возросло на 20 ± 7% по сравнению с фоновым. В итоге прирост амплитуды колебаний давления в ответ на введении физиологического раствора в процентном отношении оказался вдвое больше сдвигов его средней величины. Изменялась и частота сердечных сокращений, уменьшение которой составило -28 ± 8%.
Табл. 2. Изменения амплитуды пульсовых колебаний артериального давле-
ния и частоты сердечных сокращений в ответ на применение кате-
холаминов и введение физиологического раствора.
| Препарат | Доза | АД | АД | ЧСС |
| Адреналин | 2.5 | 42 ± 6 | 65 ± 8 | 16±5 |
| Адреналин | 5.0 | 70 ± 11 | 25±6 | |
| Норадреналин | 2.5 | 68 ± 8 | 10±4 | |
| Норадреналин | 5.0 | 75 ± 13 | 19±7 | |
| Физиол. раст-р | 20 | 58 ± 7 | -28±8 |
Обозначения: АД – изменения амплитуды колебаний мгновенных значений артериального давления, в мм рт.ст.; физиол. раст-р - физиологический раствор; 2.5, 5.0 – дозы препарата в мкг/кг; 20 – доза вводимого раствора в мл. Абсолютные величины исходных значений давления представлены в мм рт. ст. ЧСС – изменения частоты сердечных сокращений (ударов в минуту). Изменения гемодинамических показателей указанны в процентах от исходного уровня. Все данные таблицы представлены в виде М ± m.
Учитывая, что применённые препараты оказывали влияние и на частоту сердечных сокращений, полученные результаты свидетельствуют, что используемые прессорные вещества вызывают амплитудно-частотную модуляцию колебаний артериального давления (и, соответственно, кровотока). В результате, становится возможным реализация волнового управления сопряжёнными функциями органных сосудов, при котором эти функции сосудов могут изменять значения своих параметров в зависимости от амплитуды и частоты пульсаций кровотока.
Лёгочная и регионарная гемодинамика при изменении волновых характеристик режима вентиляции лёгких.
Поскольку колебательные процессы участвуют в работе организма на всех уровнях его организации и, учитывая тесную взаимосвязь сердечно-сосудистой и дыхательной систем, представляло особый интерес изучить влияние волновых характеристик дыхания на органную и регионарную гемодинамику. Объектом исследования на органном уровне являлись лёгкие, гемодинамика которых имеет непосредственную связь с системой дыхания, на регионарном же уровне изучали влияния амплитуды дыхательного цикла на артериальный и венозный кровоток системы кровообращения.
В исследованиях на органном уровне, при амплитудно-частотной модуляции параметров искусственной вентиляции лёгких (ИВЛ) у кошек, приводившей к возрастанию минутного вентиляционного объёма и интратрахеального давления, увеличение последнего в физиологическом диапазоне приводило к уменьшению суммарного и прекапиллярного сосудистого сопротивлений (в среднем на 5%), которые определялись, в основном, изменениями минутного объёма вентиляции, а не его амплитудно-частотными составляющими. Рост же посткапиллярного сопротивления был большим (10%) при модуляции объёмной составляющей ИВЛ, чем частотной (6%). В этих же условиях отмечался рост капиллярного гидростатического давления (6%) и снижение коэффициента капиллярой фильтрации (20 - 25%). Изменения CFC оказались более выраженными в ответ на вариацию частотной составляющей вентиляции, чем объёмной. Снижение венозного оттока на 6%, свидетельствующие о поведении ёмкостной функции, увеличивалось при росте минутного объёма вентиляции, и могло быть связано со сдвигами фильтрационно-абсорбционного равновесия. В проведенных экспериментах не была отмечена достоверная разница в динамике изменений газового состава и выдыхаемого воздуха в ответ на увеличение объёма искусственной вентиляции, как за счет ступенчатого повышения частоты дыхания, так и его амплитуды, что исключает возможность их влияния на полученные результаты.
Изучение поведения показателей микро- и макрогемодинамики лёгких при ступенчатом увеличении интратрахеального давления в физиологических пределах (от 4 до 10 см вод. ст.) выявило их относительную устойчивость к изменениям динамики вентиляции, что является отражением происходящих в лёгких ауторегуляторных процессов и объясняется как биофизическими особенностями сосудистого русла лёгких, так и существованием быстроадаптивных механизмов их регуляции (Зильбер А.П., 1984)
На фоне гипервентиляции, вызываемой увеличением частоты дыхания и дыхательного объёма за цикл, отмечалось большее возрастание сдвигов посткапиллярного сопротивления (7%) и среднего капиллярного гидростатического давления (9%), а так же падение коэффициента капиллярной фильтрации (40%), которые, в свою очередь, могут приводить к смещению фильтрационно-абсорбционного равновесия в лёгких. В большей степени отмечалось и снижение венозного оттока (10%). При вентиляции лёгких большими объёмами, сдвиги показателей, характеризующих обменную функцию, достигнутые при изменении частотной составляющей вентиляции, были более выражены, чем при вариации её объёмной компоненты.
Исследования влияния высокоамплитудного дыхания на артериальный кровоток у животных показали, что в этом случае имели место неодинаковые по характеру и величине изменения кровотока в сонной артерии у различных животных. Рост средней величины кровотока, отмеченный у большинства кошек (57.2%) сопровождался и ростом частоты сердечных сокращений (12 ± 4%) при коэффициенте корреляции между этими показателями 0.82 ± 0.07 (р<0.05). Средний кровоток в сонной артерии по всей выборке возрастал на 6.0 ± 1.7 % (р < 0.05) относительно своего исходного значения, в то время как амплитуда его фазных изменений увеличивалась в полтора раза больше – на 10%. Аналогичные результаты были получены и при изучении влияния роста амплитуды дыхания на артериальный кровоток в брюшной и восходящей аорте (сердечного выброса). Результаты экспериментов показали, что высокоамплитудное дыхание приводит к неоднозначным сдвигам сердечного выброса. В тех опытах, когда у животных сердечный выброс или кровоток по брюшной аорте возрастали (8 ± 1%), было отмечено и увеличение частоты сердечных сокращений (9 ± 2%), что указывает на взаимосвязь этих гемодинамических показателей.
Разнонаправленность изменений кровотока или их отсутствие в артериальной системе животных в ответ на увеличение амплитуды может быть обусловлена, в частности, спецификой выбранной модели (Bjurstedt H. et al., 1980). В такой модели при увеличении сопротивления вдоха существенно изменяется лёгочная гемодинамика: дыхательный объем, ёмкость и сопротивления сосудов малого круга (Rowell L.B., 1993). В этой связи, для дальнейшего анализа влияния амплитуды дыхания на артериальный кровоток, представлялось целесообразным провести наблюдения на человеке, у которого имеется возможность произвольного управления дыханием без изменения сопротивления дыхательной системы.
При высокоамплитудном дыхании средняя величина кровотока в сонной артерии человека и амплитуда его фазных колебаний практически не изменялись, хотя при этом, как и у животных, возрастала частота сердечных сокращений на 13 ± 4%, причём у всех испытуемых. Такие различия с данными, полученными в опытах на животных можно объяснить тем, что у человека высокоамплитудное дыхание не было связано с повышенным сопротивлением вдоха, и поэтому оно могло сопровождаться значительным увеличением лёгочных объёмов, а, возможно, и ёмкости сосудов малого круга.
Исследование влияния амплитуды дыхательного цикла на венозный кровоток показало, что увеличение этого показателя практически не изменяет величину среднего кровотока по задней полой вене у животных и, очевидно, не оказывает влияния на величину венозного возврата крови к сердцу. В то же время увеличение амплитуды дыхания приводит к большему приросту кровотока на вдохе, чем при обычном дыхании, а во время выдоха величина венозного кровотока становится меньше таковой (табл. 3). В итоге амплитуда колебаний фазного кровотока по задней полой вене при высокоамплитудном дыхании оказалась на 168% больше, чем в случае обычного дыхания. В этих условиях возрастала и частота сердечных сокращений (на 13 ± 4%).
В проведённых экспериментах высокоамплитудное дыхание вызывало некоторое снижение напряжения кислорода в артериальной и венозной крови и увеличение напряжения углекислого газа, однако, эти изменения не были статистически достоверными и не влияли существенно на полученные результаты.
Таблица 3. Изменение величин кровотока в брюшной части задней полой
вены у животных при увеличении амплитуды дыхания.
| Параметр | Нормальное дыхание у животных | Дыхание с повышенной амплитудой | Изменение показателя в процентах к исходному |
| Средний кровоток | 50.0 ± 7.4 | 49.3 ± 5.7 | -1.6 ± 3 % |
| Кровоток во время выдоха | 44.5 ± 9.2 | 34.5 ± 8.7 | -23± 5 % |
| Кровоток во время вдоха | 55.5 ± 6.4 | 64.0 ± 3.9 | 15 ± 4 % |
| Амплитуда кровотока | 11.0 ± 2.8 | 29.5 ± 7.3 | 168 ± 22 % |
Обозначения: значения кровотока указаны в мл/мин.
Результаты наблюдений на людях подтвердили закономерность, полученную в экспериментах на животных: при высокоамплитудном дыхании средний кровоток в бедренной вене практически не изменялся. Мгновенные значения кровотока во время вдоха возрастали, а на выдохе снижались в большей степени, чем при обычном дыхании, то есть отмечался рост амплитуды их колебаний. В изменениях амплитуды колебаний венозного кровотока при высокоамплитудном дыхании участвуют сдвиги внутригрудного и трансдиафрагмального давлений.
Полученные экспериментальные данные выявили влияние волновых характеристик внешнего дыхания на пульсовые (амплитуду и частоту) характеристики кровотока. Диапазон изменений указанных характеристик дыхания позволяет сделать вывод о возможности их изменением направленно воздействовать на сопряжённые функции органных сосудов.
заключение
Представленные в диссертационной работе данные о механизмах изменений сопряжённых функций органных сосудов и системной гемодинамики при модуляции волновых характеристик кровотока и внешнего дыхания позволили выявить принципиально новые закономерности их функционирования и сформулировать концепцию волнового управления ими.
Установлено, что при переходе от непульсирующей к пульсирующей перфузии изменение амплитуды и частоты кровотока (при сохранении его среднего значения) приводит к сдвигам резистивной, ёмкостной и обменной функций сосудов. Величина и направленность отмеченных сдвигов определялись значениями амплитуды и частоты пульсаций, что позволяет предположить существование волнового контура управления этими функциями. Функциональная значимость и эффективность управления сопряжёнными функциями регионарных сосудов, реализуемой посредством модуляции амплитуды и частоты пульсовых колебаний, заключается в осуществлении таких изменений с минимальными энергетическими затратами со стороны сердца.
Пульсирующий кровоток вызывал наибольшие сдвиги гемодинамических параметров, характеризующих обменную функцию сосудов. Такой кровоток, увеличивая скорость транскапиллярного перемещения жидкости по сравнению с непульсирующим, способствует выполнению одной из главных задач системы кровообращения – её обменной функции. В амплитудно-частотных характеристиках исследуемых гемодинамических параметров, характеризующих резистивную и обменную сосудистые функции, выявлены точки экстремумов, существование которых свидетельствуют о наличии резонансных свойств в указанных функциях, играющих важную роль в функционировании биосистем.
Внутривенное введение катехоламинов, вызывая увеличение лёгочного кровотока, приводит к неоднозначным по величине и направленности изменениям давления в лёгочной артерии. При этом если между этими гемодинамическими показателями существует фазовый сдвиг, время максимума реакции давления наступает раньше времени максимума кровотока в лёгочной артерии; причём фазовый сдвиг свидетельствует об изменении ёмкости сосудов малого круга при действии катехоламинов.
Прессорные воздействия на систему кровообращения вызывают изменения частоты сердечных сокращений и амплитуды пульсовых колебаний артериального давления более выраженные, чем сдвиги его средней величины. Диапазоны наблюдаемых сдвигов амплитуды и частоты колебаний давления свидетельствуют о возможности их непосредственного влиянии на сопряжённые функции органных сосудов.
В условиях искусственной вентиляции лёгких модуляция частоты и амплитуды дыхательного объёма за цикл выявила относительную устойчивость параметров лёгочной микро- и макрогемодинамики, если величина интратрахеального давления находилась в физиологических пределах. На фоне гипервентиляции сдвиги этих параметров в основном возрастали, причём сдвиги показателей, характеризующих обменную функцию, достигнутые при изменении частотной составляющей вентиляции, были более выражены, чем при вариации её объёмной компоненты.
Результаты проведённых экспериментов свидетельствуют о влиянии параметров режима дыхания (амплитуды дыхательного цикла при глубоком дыхании) как на мгновенные значения артериального и венозного кровотока, так и на частоту сердечных сокращений, то есть на волновые характеристики кровотока. При увеличении амплитуды дыхательного цикла возрастает амплитуда пульсовых колебаний кровотока в большей степени, чем сдвиги его средних значений. На изменение величины пульсовых колебаний кровотока влияют сдвиги внутригрудного и трансдиафрагмального давлений.
Таким образом, при рассмотрении взаимодействия сердечно-сосудистой и дыхательной систем, работающих в колебательном режиме, показано, что изменение волновых характеристик дыхания оказывает непосредственное влияние на микро- и макрогемодинамику лёгочных сосудов, а также модулирующее действие на амплитудно-частотные характеристики артериального и венозного кровотоков, влияющие, в конечном итоге, на сопряжённые функции органных сосудов.
Полученные данные об участии волновых характеристик кровотока (давления) и внешнего дыхания в управлении сопряжёнными функциями регионарных сосудов и системной гемодинамикой позволяют предложить концепцию волновой регуляции функциями органных сосудов, в соответствии с которой гемодинамические параметры, характеризующие указанные функции, могут изменяться при модуляции волновых характеристик кровотока и внешнего дыхания. Возможность изменением амплитуды и частоты пульсаций сдвигать показатели резистивной, ёмкостной и обменной функций позволяет предположить существование волнового контура управления этими функциями.
В Ы В О Д Ы
1. Установлена функциональная значимость волновых характеристик кровотока, заключающаяся в возможности модуляцией амплитуды и частоты пульсаций, при сохранении его среднего значения, изменять величину и направленность сдвигов параметров, характеризующих резистивную, ёмкостную и обменную функции сосудов.
2. Наибольшими сдвигами в ответ на действие пульсаций характеризуются показатели обменной функции. Пульсирующий кровоток, в сравнении с непульсирующим, увеличивает интенсивность транскапиллярного перемещения жидкости, способствуя лучшему выполнению одной из главных задач системы кровообращения – её обменной функции.
3. Режим перфузии (постоянный кровоток или давление) при переходе от непульсирующего к пульсирующему влияет на величину и направленность сдвигов гемодинамических параметров резистивной и обменной сосудистых функций. В условиях стабилизации перфузионного давления сдвиги суммарного сопротивления сосудов в ответ на действие пульсаций направлены только в сторону увеличения и более выражены, чем при стабилизации кровотока, при котором изменения сопротивления были разнонаправленными. При перфузии постоянным кровотоком пульсации приводили к разнонаправленным и большим по величине сдвигам коэффициента капиллярной фильтрации, чем при стабилизации давления, в условиях которого изменения этого параметра были направлены только в сторону увеличения.
4. Модуляция амплитуды и частоты кровотока выявила свойство гемодинамических параметров, характеризующих резистивную и обменную сосудистые функции, достигать своих максимальных изменений – экстремумов при определённых значениях амплитуды и частоты пульсаций. Такие свойства исследуемых гемодинамических показателей ассоциируются с резонансными.
5. Увеличение амплитуды дыхательного цикла и частоты искусственной вентиляции доли лёгкого приводят к снижению показателей её макро- и микрогемодинамики; сдвиги указанных показателей мало зависят от частотно-объёмных характеристик вентиляции и относительно стабильны в физиологическом диапазоне изменения транстрахеального давления и определяются изменениями минутного объёма вентиляции. На фоне гипервентиляции сдвиги фильтрационно-абсорбционного равновесия в лёгких становятся более выраженными и смещаются в сторону фильтрации.
6. Возрастание амплитуды дыхательного цикла, вызывая увеличение отрицательного внутригрудного давления, приводит к росту частоты и амплитуды пульсовых колебаний артериального и венозного кровотоков, не изменяя их средние величины. Эти данные свидетельствуют об отсутствии прямого механизма действия отрицательного внутригрудного давления на средние величины регионарного артериального и венозного кровотоков.
7. Изменение волновых характеристик дыхания в условиях взаимодействия работающих в колебательном режиме сердечно-сосудистой и дыхательной систем оказывает непосредственное влияние на микро- и макрогемодинамику лёгочных сосудов, а также модулирующее действие на амплитудно-частотные характеристики артериального и венозного кровотоков, диапазон изменений которых оказывает непосредственное воздействие на сопряжённые функции органных сосудов.
8. Катехоламины вызывают одинаковые по величине прессорные сдвиги артериального давления и неоднозначные по величине и направленности изменения давления в лёгочной артерии. Максимум сдвигов давления наступает раньше времени максимума кровотока в лёгочной артерии. При асинхронности реакций давления и кровотока, фазовый сдвиг между ними свидетельствует об увеличении ёмкости сосудов малого круга в ответ на действие катехоламинов.
9. Прессорные реакции системы кровообращения сопровождаются изменением амплитудно-частотных характеристик артериального давления; сдвиги амплитуды его пульсовых колебаний более выражены, чем изменения средней величины. Наблюдаемые сдвиги амплитуды колебаний давления и частоты сердечных сокращений свидетельствуют о возможности их непосредственного влияния на сопряжённые функции органных сосудов.
10. Предложена концепция волновой регуляции резистивной, ёмкостной и обменной функциями органных сосудов, в соответствии с которой гемодинамические параметры, характеризующие указанные функции, могут изменяться при модуляции волновых характеристик кровотока и внешнего дыхания. Возможность изменением амплитуды и частоты пульсаций сдвигать показатели сосудистых функций позволяет предположить существование волнового контура управления этими функциями.
Список основных работ, опубликованных по материалам диссертации.
Монографии, брошюры, учебники и учебные пособия:
1. Ткаченко Б.И., Левтов В.А., Поясов И.З. Соотношение традиционного физиологического и с позиций теории автоматического регулирования подходов к изучению регуляции кровообращения // Руководство по физиологии. Физиология кровообращения: регуляция кровообращения. – Л.: Наука, 1986. – С.22-30.
2. Дик И.Г., Поясов И.З. Моделирование процессов регуляции кровообращения // Руководство по физиологии. Физиология кровообращения: регуляция кровообращения. – Л.: Наука, 1986. – С.546-573.
Статьи в изданиях, рекомендованных ВАК.
3. Дворецкий Д.П., Юров А.Ю., Поясов И.З., Установка для сопряжённого измерения параметров микроциркуляции и регионарной гемодинамики в лёгких // Физиол. журн. СССР им. И.М. Сеченова. – 1985. – Т.71, № 7. – С.928-932.
4. Дворецкий Д.П., Поясов И.З., Юров А.Ю., Савельев А.К., Иванов А.И. Модификация метода комплексного определения параметров регионарного кровообращения // Физиол. журн. СССР им. И.М. Сеченова. – 1985. – Т.71, № 8. – С.1020-1024.
5. Поясов И.З., Савельев А.К. Влияние амплитуды и частоты пульсовых колебаний кровотока на резистивную и обменную функции сосудов скелетной мышцы у кошек // Физиол. журн. СССР им. И.М. Сеченова. – 1989. – Т.75, № 4. – С.548-554.
6. Поясов И.З. Изменения резистивной и ёмкостной функции сосудов скелетной мышцы при амплитудно-частотной модуляции перфузионного кровотока // Рос. физиол. журн. им. И.М. Сеченова. – 1998. – Т.84. № 9. – С.884-891.
7. Ткаченко Б.И., Евлахов В.И., Поясов И.З. Артериальный кровоток при глубоком дыхании // Бюлл. экспер. биол. и мед. – 2000. – Т.129, № 2. – С. 129 -132.
8. Ткаченко Б.И., Евлахов В.И., Поясов И.З. Характер изменения кровотока в сосудах бассейна нижней полой вены при увеличении отрицательного внутригрудного давления // Бюлл. экспер. биол. и мед. – 2000. – Т.129, № 3. – С.248 -251.
9. Евлахов В.И., Поясов И.З. Артериальный и венозный кровоток при глубоком дыхании в условиях орто- и антиортостатического воздействий // Рос. физиол. журн. им. И.М. Сеченова. – 2001. – Т.87, № 1. – С.37–42.
10. Ткаченко Б.И., Евлахов В.И., Поясов И.З. О роли отрицательного внутригрудного давления в изменении венозного возврата крови к сердцу // Рос. физиол. журн. им. И.М. Сеченова. – 2001. – Т.87, № 1. – С.14–22.
11. Ткаченко Б.И., Евлахов В.И., Поясов И.З. Механизмы формирования венозного возврата крови к сердцу // Медицинский академический журнал СЗО РАМН. – 2002. – Т.2, № 1. – С.3-18.
12. Ткаченко Б.И., Евлахов В.И., Поясов И.З. О роли сил «vis a fronte» в формировании венозного возврата крови к сердцу // Вестник РАМН. – 2002. – № 12. – С.3-9.
13. Ткаченко Б.И., Евлахов В.И., Поясов И.З. Об отсутствии взаимосвязи в изменениях давления в правом предсердии и центрального венозного давления // Бюлл. экспер. биол. и мед. – 2002. – Т.134, № 10. – С.371- 373.
14. Ткаченко Б.И., Евлахов В.И., Поясов И.З. Соотношение изменений давления в предсердиях и показателей системной гемодинамики при применении катехоламинов // Рос. физиол. журн. им. И.М.Сеченова. - 2005. - Т.91, № 6. - С.625 – 635.
15. Ткаченко Б.И., Евлахов В.И., Поясов И.З. Динамические соотношения изменений давления и кровотока в лёгочной артерии при применении катехоламинов. // Бюлл. экспер. биол. и мед.- 2008.- Т. 145, № 1.- С. 4 - 7.
16. Ткаченко Б.И., Евлахов В.И., Поясов И.З. Динамика изменений величин давления и кровотока в лёгочной артерии при применении прессорных вазоактивных веществ.// Медицинский академический журнал СЗО РАМН.- 2008.- Т. 8, № 2.- С.14 - 20.
17. Ткаченко Б.И., Евлахов В.И., Поясов И.З. Гемодинамические механизмы изменений давления и кровотока в лёгочной артерии при применении прессорных веществ.// Рос. физиол. журн. им. И.М. Сеченова.- 2008. - Т.94, № 8.- С. 888–899.
Статьи в журналах, регионарных изданиях и материалах международных и союзных конференций.
18. Поясов И.З., Юров А.Ю., Самойленко А.В. Особенности методики измерения кровотока несколькими электромагнитными расходомерами // Исследование сердечно-сосудистой системы: Матер. II конф. молодых учёных и спец. по биологии, медицине и биомед. технике, Л., 15-17 апр. 1981. – Л.: Наука, 1981. – С.187- 189.
19. Дик И.Г., Поясов И.З., Кириленко В.И., Богач В.Г. Описание алгоритмов исследовательского комплекса для изучения механизмов регуляции физиологических процессов // Применение математических методов и ЭЦВМ в медико-биологических исследованиях: Тез. Всесоюзн. симп. / НИИ Экспериментальной медицины. – Л., 1982. – С.52-59.
20. Поясов И.З., Дик И.Г., Кириленко В.И., Богач В.Г. Статистический метод изучения сердечно-сосудистых процессов с учётом их нелинейности и нестационарности // Интеграция сосудистых функций: Сб. научн. тр. – Л.: Медицина, 1984. - С.133-142.
21. Поясов И.З., Дик И.Г. Моделирование ауторегуляции кровотока // Бионика и биомедкибернетика-85: Тез. докл. Всесоюзн. конф. Биол. кибернетика. Кибернетика спорта, труда и отдыха. Ч.4. – Л., 1986. – Ч.4. – С.88-90.
22. Поясов И.З. Методы статистики в исследованиях системы кровообращения // Центральные механизмы регуляции кровообращения: Матер. V Всесоюзн. школы-семинара “Физиология кровообращения”. – Ашхабад: “Ылым”, 1987. – С.117-124.
23. Поясов И.З. Влияние амплитуды и частоты пульсирующего кровотока на венозный отдел сосудистого русла скелетной мышцы // Венозное кровообращение и лимфообращение: Тез. докл. IV Всесоюзн. симп., 10-13 окт. 1989. – Алма-Ата, 1989. – Ч.2. – С.72-73.
24. Поясов И.З., Савельев А.К. Влияние амплитудно-частотной модуляции тока на микрогемодинамику скелетной мышцы // Система микроциркуляции и гемокоагуляции в экстремальных условиях: Тез. докл. II Всесоюзн. конф., Фрунзе, 23-25 окт. 1990. – Фрунзе: “Илим”, 1990. – С.293-294.
25. Поясов И.З., Савельев А.К. Характеристика сдвигов суммарного, пре- и посткапиллярного сопротивлений сосудов скелетной мышцы при амплитудно-частотной модуляции перфузионного кровотока // Тез. докл. II Республ. съезда физиологов Туркменистана. – Ашхабад: “Ылым”, 1992. – С.110-111.
26. Поясов И.З. Роль пульсовых характеристик кровотока в регуляции сопряжённых функций органных сосудов // Тез. докл.: XVII съезд физиологов России, 1998. – Ростов-на-Дону, 1998. – С.142.
27. Поясов И.З., Евлахов В.И. Использование флоуметрии в острых опытах на животных // Методология флоуметрии. (Flowmetry methodology). – М.: Transonic systems Inc., 1999. – Вып. 3. – С.181-187.
28. Поясов И.З. Роль пульсовых характеристик кровотока в регуляции органной микро- и макрогемодинамики // Мат. конф.: Всеросс. научн. конф. с междунар. участием, посвящ. 150-летию со дня рождения академика Ивана Петровича Павлова, С.-Петербург, 15-17 сент. 1999. – СПб.: СПбГМУ, 1999. – С.263.
29. Поясов И.З. Органная микро- и макрогемодинамика при пульсирующем кровотоке // Механизмы функционирования висцеральных систем: Тез. докл. Межд. конф., посвящ. 150-летию И.П.Павлова, С.-Петербург, 23-25 сент. 1999. – СПб., 1999. – С.300.
30. Ткаченко Б.И., Евлахов В.И., Поясов И.З. Характер изменения артериального и венозного кровотока при глубоком дыхании // Актуальные проблемы сердечно-сосудистой, легочной и абдоминальной хирургии: Сб. трудов научн. конф., посвящ. 95-летию со дня рожд. Ф.Г.Углова. – СПб., 1999. – С.148-149.
31. Поясов И.З. Волновая концепция регуляции сосудистых функций и кровотока // Актуальные проблемы фундаментальных исследований в области биологии и медицины: Мат. научн. конф., посвящ. 110-летию Института эксперимент. медицины, С.-Петербург, 18-20 дек. 2000. – СПб., 2000. – С.145.
32. Поясов И.З., Вишневский А.А. Влияние различных режимов искусственной вентиляции легких на их микрогемодинамику // Актуальные проблемы фундаментальных исследований в области биологии и медицины: Мат. научн. конф., посвящ. 110-летию Института эксперимент. медицины, С.-Петербург, 18-20 дек. 2000. – СПб., 2000. – С.146.
33. Поясов И.З. Исследование роли пульсаций кровотока в регуляции органных сосудов и фильтрационно-абсорбционного равновесия // Методология флоуметрии. (Flowmetry methodology). – М.: Transonic systems Inc., 2000. – Вып. 4. – С.107-120.
34. Ткаченко Б.И., Евлахов В.И., Поясов И.З. Влияет ли глубокое дыхание на артериальный и венозный кровоток? // XVIII cъезд физиологов им. И.П.Павлова: Тез. докл. – Казань, 2001. – С.436.
35. Ткаченко Б.И., Евлахов В.И., Поясов И.З. К механизмам формирования венозного возврата крови к сердцу // Болезни сосудов: фундаментальные и клинические аспекты: Мат. научн. сессии 27-30 июня 2001 / Медицинский академический журнал. СЗО РАМН. Приложение №1. – 2001. – С.80-81.
36. Поясов И.З. Концепция волновой регуляции сопряжённых функций органных сосудов // Механизмы функционирования висцеральных систем: Мат. докл. III Всеросс. научн. конф. с международн. участ., посвящ. 175-летию со дня рожд. Ф.В.Овсянникова, С. Петербург, 29 сент.-1 окт. 2003. – СПб., 2003. – С.265
37. Поясов И.З. Волновая концепция регуляции сопряжённых сосудистых функций и кровотока // Тез. конгресса Кардиостим 2004 и IV междунар. симп. Электроника в медицине: Вестник аритмологии. – СПб., 2004. – Т.35, Приложение АВ. – С.195.
38. Поясов И.З. Волновая концепция регуляции сопряжённых функций органных сосудов // Проблемы ритмов в естествознании: Мат. II междунар. симп. Москва, 1-3марта 2004г. / Росс. Универ. дружбы народов. – М., 2004. – С.328-329.
39. Поясов И.З. Влияние волновых характеристик пульсирующего кровотока на функции органных сосудов // IV Всеросс. школа – конф. по физиологии кровообращения: Тез. докл. – М.: МГУ, 2008. – С.79-80.
40. Поясов И.З. Влияние амплитудно-частотной модуляции параметров искусственной вентиляции на резистивную и обменную функции лёгочных сосудов // Мат. первого Росс. съезда по хронобиологии и хрономедицине. –
Владикавказ, РАН, 15-17 октября, 2008. С.80-81.
