References

microcirculation

Регионарное кровообращение и микроциркуляция

Regional blood circulation and microcirculation

1682-66552712-9756

Academician I.P. Pavlov First St. Petersburg State Medical University

10.24884/1682-6655-2018-17-3-42-57

microcirculation-199

Research Article

ОБЗОРЫ

REVIEWS

Возрастные изменения в системе колебательных процессов в микрососудистом русле кожи человека в норме и при сосудистых патологиях

Age-dependent changes of oscillation processes of human skin microcirculation in normal and vascular pathologies

Тихонова

И. В.

Tikhonova

I. V.

irinka_ti27@mail.ru

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки «Институт биофизики клетки» Российской академии наукРоссияInstitute of Cell Biophysics, Russian Acad. Sci.Russian Federation

2018

30092018

1734257

2018

Тихонова И.В.

Tikhonova I.V.

Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.

This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.

https://www.microcirc.ru/jour/article/view/199

Обзор посвящен анализу изменений колебательных процессов в микрососудистом русле кожи человека на фоне физиологического старения организма. Показано, что как системные заболевания (гипертоническая болезнь), так и локальные (хроническая обструктивная болезнь легких и бронхиальная астма) вызывают специфические изменения параметров периферической кожной микрогемодинамики. Продемонстрировано, что эти заболевания на фоне физиологического старения организма могут приводить к разнонаправленному изменению параметров микроциркуляции кожи по отношению к таковым у здоровых испытуемых, что может быть обусловлено как локальной активацией компенсаторных механизмов с их последующим влиянием на микроциркуляторную систему кожи, так и адекватно подобранной терапией.

The review is devoted to the problems related to changes of the oscillation processes in the skin microvascular bed in human, which result from physiological aging. It is shown that both systemic (arterial hypertension) and local (chronic obstructive pulmonary disease and bronchial asthma) microcirculation disorders are reflected on cutaneous peripheral microhemodynamics. It is demonstrated that these diseases against the background of physiological aging of organism can lead to multidirectional changes of skin microcirculation parameters as compared with healthy subjects. It may be due to both local activation of the compensatory mechanisms with their subsequent influence on the skin microcirculation and adequate drug therapy.

кожамикроциркуляциялазерная допплеровская флоуметрияколебания скорости кровотокастарениегипертоническая болезньхроническая обструктивная болезнь легкихбронхиальная астмаskinmicrocirculationlaser Doppler flowmetrybloodflow oscillationsageingarterial hypertensionchronic obstructive pulmonary diseasebronchial asthma

References1

Амосов В. И., Золотницкая В. П., Лукина О. В. и др. Микроциркуляторные дисфункции у больных хронической обструктивной болезнью легких // Регионарное кровообращение и микроциркуляция. - 2005. - № 3. - С. 41-45. [Amosov VI, Zolotnitskaya VP, Lukina OV i dr. Mikrotsirkulyatornye disfunktsii u bol’nykh khronicheskoi obstruktivnoi bolezn’yu legkikh. Regionarnoe krovoobrashchenie i mikrotsirkulyatsiya. 2005;(3):41-45 (In Russ.)].

Задионченко В. С., Адашева Т. В., Шилова Е. В. и др. Клинико-функциональные особенности артериальной гипертонии у больных хроническими обструктивными болезнями легких // Русс. мед. журн. - 2003. - Т. 11. - № 9. - С. 535-538. [Zadionchenko VS, Adasheva TV, Shilova EV i dr. Kliniko-funktsional’nye osobennosti arterial’noi gipertonii u bol’nykh khronicheskimi obstruktivnymi boleznyami legkikh. Russkii meditsinskiizhurnal. 2003; 11(9):535-538 (In Russ.)].

Крупаткин А. И., Сидоров В. В. Функциональная диагностика состояния микроциркуляторно-тканевых систем: колебания, информация, нелинейность: рук-во для врачей. - М.: ЛИБРОкОм, 2013. [Krupatkin AI, Sidorov VV. Funktsional’naya diagnostika sostoyaniya mikrotsirkulyatorno-tkanevykh sistem: Kolebaniya, informatsiya, nelineinost’ (rukovodstvo dlya vrachei). Moscow: LIBROKOM, 2013 (In Russ.)].

Маколкин В. И., Подзолков В. И., Павлов В. И. и др. Состояние микроциркуляции при гипертонической болезни // Кардиология. - 2002. - № 7. - С. 36-40. [Makolkin VI, Podzolkov VI, Pavlov VI i dr. Sostoyanie mikrotsirkulyatsii pri gipertonicheskoi bolezni. Kardiologiya. 2002;(7):36-40 (In Russ.)].

Петрищев Н. Н., Беркович О. А., Власов Т. Д. и др. Диагностическая ценность определения десквамированных эндотелиальных клеток в крови // Клин. лаборатор. диагностика. - 2001. - Т. 1. - С. 50-52. [Petrishchev NN, Berkovich OA, Vlasov TD i dr. Diagnosticheskaya tsennost’ opredeleniya deskvamirovannykh endotelial’nykh kletok v krovi. Klinicheskaya laboratornaya diagnostika. 2001;1:50-52. (In Russ.)].

Танканаг А. В., Чемерис Н. К. Адаптивный вейвлет-анализ колебаний периферического кровотока кожи человека // Биофизика. - 2009. - Т. 54. - № 3. - С. 537-544. [Tankanag AV, Chemeris NK. Adaptivnyi veivlet-analiz kolebanii perifericheskogo krovotoka kozhi cheloveka. Biofizika. 2009;54(3):537-544 (In Russ.)].

Тихонова И. В., Гущин А. Ю., Танканаг А. В. и др. Особенности функционирования микроциркуляторного русла у больных с заболеваниями сердечно-сосудистой и дыхательной систем // Клин. физиол. кровообращения. - 2006а. - № 3. - С. 31-37. [Tikhonova IV, Gushchin AYu, Tankanag AV i dr. Osobennosti funktsionirovaniya mikrotsirkulyatornogo rusla u bol’nykh s zabolevaniyami serdechno-sosudistoi i dykhatel’noi system. Klinicheskaya fiziologiya krovoobrashcheniya. 2006a;(3):31-37 (In Russ.)].

Тихонова И. В., Косякова Н. И., Танканаг А. В. и др. Влияние обструкции верхних дыхательных путей на микроциркуляцию кожи у больных бронхиальной астмой // Вестн. Росс. акад. мед. наук. - 2016. - Т. 71. - № 3. - С. 233-239. [Tikhonova IV, Kosyakova NI, Tankanag AV i dr. Effects of the Airway Obstruction on the Skin Microcirculation in Patients with Bronchial Asthma. Vestnik Rossiiskoi akademii meditsinskikh nauk. 2016;71(3):233-239 (In Russ.)]. doi: 10.15690/vramn661.

Тихонова И. В., Танканаг А. В., Косякова Н. И. и др. Возрастные особенности функционирования микроциркуляторного русла кожи человека // Росс. физиолог. журн. им. И. М. Сеченова. - 2005а. - Т. 91. - № 10. - С. 1132-1137. [Tikhonova IV, Tankanag AV, Kosyakova NI i dr. Aging features in functioning of skin microvascular bed in humans. Rossiiskii fiziologicheskii zhurnal im. I. M. Sechenova. 2005a;91(10):1132-U37 (In Russ.)].

Тихонова И. В., Танканаг А. В., Косякова Н. И. и др. Изменения в функционировании микроциркуляторной системы человека в процессе старения // Клин. физиол. кровообращения. - 2005. - № 4. - С. 53-58. [Tikhonova IV, Tankanag A V, Kosyakova NI i dr. Izmeneniya v funktsionirovanii mikrotsirkulyatornoi sistemy cheloveka v protsesse stareniya. Klinicheskayafiziologiya krovoobrashcheniya. 2005;(4):53-58 (In Russ.)].

Тихонова И. В., Танканаг А. В., Косякова Н. И. и др. Изменение уровня маркеров воспаления и состояние периферического кровотока в микроциркуляторномрусле кожи у больных хронической обструктивной болезнью легких // Пульмонология. - 2008. - № 1. - С. 57-61. [Tikhonova IV, Tankanag AV, Kosyakova NI i dr. Izmenenie urovnya markerov vospaleniya i sostoyanie perifericheskogo krovotoka v mikrotsirkulyatornom rusle kozhi u bol’nykh khronicheskoi obstruktivnoi bolezn’yu legkikh. Pul’monologiya. 2008;(1):57-61 (In Russ.)].

Тихонова И. В., Танканаг А. В., Косякова Н. И. и др. Исследование периферического кожного кровотока у больных с тяжелым течением бронхиальной астмы // Фундамент. исслед. - 2014. - № 7 (ч. 2). - C. 364-367. [Tikhonova IV Tankanag AV, Kosyakova NI i dr. Issledovanie perifericheskogo kozhnogo krovotoka u bol’nykh s tyazhelym techeniem bronkhial’noi astmy. Fundamental’nye issledovaniya. 2014;(7 Pt 2):364-367 (In Russ.)].

Тихонова И. В., Танканаг А. В., Косякова Н. И. и др. Исследование эндотелий-зависимых колебаний кровотока в микроциркуляторном русле кожи человека // Росс. физиолог. журн им. И. М. Сеченова. - 2006б. - Т. 92. - № 12. - С. 1429-1435. [Tikhonova IV, Tankanag AV, Kosyakova NI i dr. Study of endothelium-dependent blood oscillations in the human skin microcirculatory bed. Rossiiskii fiziologicheskii zhurnal im. I. M. Sechenova. 2006b;92(12):1429-1435 (In Russ.)].

Тихонова И. В., Танканаг А. В., Косякова Н. И. и др. Оценка возрастных изменений регуляции периферического кровотока у человека // Росс. физиолог. журн. им. И. М. Сеченова. - 2005б. - Т. 91. - № 11. - С. 1305-1311. [Tikhonova IV, Tankanag A V, Kosyakova NI i dr. Estimation of age-related changes in the regulation of peripheral bloodflow in humans. Rossiiskii fiziologicheskii zhurnal im. I. M. Sechenova. 2005b;91(11):1305-1311 (In Russ.)].

Тихонова И. В., Танканаг А. В., Чемерис Н. К. Возрастные особенности динамики амплитуд колебаний кровотока кожи в процессе постокклюзионной реактивной гиперемии // Физиол. человека. - 2010. - Т. 36. - № 2. - С. 114-120. [Tikhonova IV, Tankanag AV, Chemeris NK. Age features of the dynamics of the oscillation amplitudes of the peripheral skin blood flow during the postocclusive reactive hyperemia. Fiziologiya cheloveka. 2010;36(2):114-120 (In Russ.)].

Тихонова И. В., Танканаг А. В., Чемерис Н. К. Физиологические особенности старения кожи человека // Успехи физиолог. наук. - 2013. - Т. 44. - № 3. - С. 85-92. [Tikhonova IV, Tankanag AV, Chemeris NK. Physiological features of skin ageing in human. Uspekhi fiziologicheskikh nauk. 2013;44(3):85-92 (In Russ.)].

Ходюшина И. Н., Урясьев О. М. Изменения показателей гемодинамики у больных бронхиальной астмой // Росс. медико-биолог. вестн. им. акад. И. П. Павлова. - 2011. - Т. 2. - С. 146-153. [Hodyushina IN, Uryas’ev OM. Izmeneniya pokazatelej gemodinamiki u bol’nyh bronhial’noj astmoj. Ross. mediko-biolog. vestn. im. akad. I. P. Pavlova. 2011;2:146-153 (In Russ.)].

Чучалин А.Г. Бронхиальная астма: новые перспективы в терапии // Терапевт. архив. - 2012. - Т. 84. - № 3. - С. 5-11. [Chuchalin AG. Bronhial’naya astma: novye perspektivy v terapii. Terapevt. arhiv. 2012;84(3):5-11 (In Russ.)].

Abularrage CJ, Sidawy AN, Aidinian G et al. Evaluation ofthe microcirculation in vascular disease. Journal of Vascular Surgery. Elsevier BV; 2005;42(3):574-581. doi: 10.1016/j.jvs.2005.05.019.

Agabiti-Rosei E, Rizzoni D. Microvascular structure as a prognostically relevant endpoint. Journal of Hypertension. 2017;35(5):914-21. doi: 10.1097/HJH.0000000000001259.

Bari F, Toth-Szuki V, Domoki F, et al. Flow motion pattern differences in the forehead and forearm skin: Age-dependent alterations are not specific for Alzheimer’s disease. Microvascular Research. 2005;70:121-128. doi: 10.1016/j.mvr.2005.09.001.

Barnes PJ. Severe asthma: Advances in current management and future therapy. Journal of Allergy and Clinical Immunology. 2012;129(1):48-59. doi: 10.1016/j.jaci.2011.11.006.

Barnes PJ. Cellular and Molecular Mechanisms of Chronic Obstructive Pulmonary Disease. Clinics in Chest Medicine. 2014;35(1):71-86. doi: 10.1016/j.ccm.2013.10.004.

Brieva J, Wanner A. Adrenergic airway vascular smooth muscle responsiveness in healthy and asthmatic subjects. Journal of Applied Physiology. 2001;90(2):665-669. doi: 10.1152/jappl.2001.90.2.665.

Canning BJ, Woo A, Mazzone SB. Neuronal Modulation of Airway and Vascular Tone and Their Influence on Nonspecific Airways Responsiveness in Asthma. Journal of Allergy. 2012:1-7. doi: 10.1155/2012/108149.

Corella D, Ordovas JM. Aging and cardiovascular diseases: The role of gene-diet interactions. Ageing Research Reviews. 2014;18:53-73. doi: 10.1016/j.arr.2014.08.002.

Cracowski J-L, Roustit M. Current Methods to Assess Human Cutaneous Blood Flow: An Updated Focus on Laser-Based-Techniques. Microcirculation. 2016;23(5):337-344. doi: 10.1111/micc.12257.

Farage MA, Miller KW, Maibach HI, editors. Textbook of Aging Skin. Heidelberg: Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2017.

Hagisawa S, Barbenel JC, Kenedi RM. Influence of age on postischaemic reactive hyperaemia. Clinical Physics and Physiological Measurement. 1991;12(3):227-237. doi: 10.1088/0143-0815/12/3/003.

Highton J, Hessian P. A solid-phase enzyme immunoassay for C-reactive protein: Clinical value and the effect of rheumatoid factor. Journal of Immunological Methods. 1984;68(1-2):185-192. doi: 10.1016/0022-1759(84)90149-2.

Hladovec J. Circulating endothelial cells as a sign of vessel wall lesions. Physiologia Bohemoslovenica. 1978;27(2):140-144.

Ishihara M, Itoh M, Ohsawa K et al. Cutaneous blood flow. In: Kligman A and Takase Y, editors. Cutaneous Aging. Tokyo: University of Tokyo Press; 1988:167-181.

Kenney WL. Edward F. Adolph Distinguished Lecture: Skin-deep insights into vascular aging. Journal of Applied Physiology. 2017;123(5):1024-1038. doi: 10.1152/japplphysiol.00589.2017.

Levy BI, Ambrosio G, Pries AR, et al. Microcirculation in Hypertension: A New Target for Treatment? Circulation. 2001;104(6):735-740. doi: 10.1161/hc3101.091158.

Mak A, Kow NY. Imbalance between Endothelial Damage and Repair: A Gateway to Cardiovascular Disease in Systemic Lupus Erythematosus. BioMed Research International. 2014;2014:1-11. doi: 10.1155/2014/178721.

Manukhina EB, Downey HF, Mallet RT. Role of Nitric Oxide in Cardiovascular Adaptation to Intermittent Hypoxia. Experimental Biology and Medicine. 2006;231(4):343-365. doi: 10.1177/153537020623100401.

Matsuda A. Pathophysiological roles of microvascular alterations in pulmonary inflammatory diseases: possible implications of tumor necrosis factor-alpha and CXC chemokines. International Journal of Chronic Obstructive Pulmonary Disease. 2008;3:619-627. doi: 10.2147/copd.s3981.

McDaniel D, Farris P, Valacchi G. Atmospheric skin aging-Contributors and inhibitors. Journal of Cosmetic Dermatology. 2018;17(2):124-137. doi: 10.1W/jocd.12518.

Miller MR. Standardisation of spirometry. European Respiratory Journal. 2005;26(2):319-338. doi: 10.1183/09031936.05.00034805.

Ogrin R, Darzins P, Khalil Z. Age-Related Changes in Microvascular Blood Flow and Transcutaneous Oxygen Tension Under Basal and Stimulated Conditions. The Journals of Gerontology Series A: Biological Sciences and Medical Sciences. 2005;60(2):200-226. doi: 10.1093/gerona/60.2.200.

Petrofsky JS. Resting Blood Flow in the Skin: Does it Exist, and What is the Influence of Temperature, Aging, and Diabetes? Journal of Diabetes Science and Technology. 2012;6(3):674-685. doi: 10.1177/193229681200600324.

Richardson D, Shepherd S, Tyra J. Age-related potentiation of the cutaneous capillary bloodflow response to heat stress // Microcirculation Endothelium Lymphatics. 1991;7(4-6):305-323.

Rizzoni D, Agabiti Rosei C, De Ciuceis C, et al. New Methods to Study the Microcirculation. American Journal of Hypertension. 2017;31(3):265-273. doi: 10.1093/ajh/hpx211.

Rossi M, Carpi A, Di Maria C et al. Post-ischaemic peak flow and myogenic flowmotion component are independent variables for skin post-ischaemic reactive hyperaemia in healthy subjects. Microvascular Research. 2007;74(1):9-14. doi: 10.1016/j.mvr. 2007.02.006.

Rubio-Ruiz ME, Perez-Torres I, Soto ME, Pastelm G, Guarner-Lans V. Aging in blood vessels. Medicinal agents for systemic arterial hypertension in the elderly. Ageing Research Reviews. 2014;18:132-147. doi: 10.1016/j.arr.2014.10.001.

Shore AC. Capillaroscopy and the measurement of capillary pressure. British Journal of Clinical Pharmacology. 2001;50(6):501-513. doi: 10.1046/j.1365-2125.2000.00278.x.

Stefanovska A, Bracic M, Kvernmo HD. Wavelet analysis of oscillations in the peripheral blood circulation measured by laser Doppler technique. IEEE Transactions on Biomedical Engineering. 1999;46(10):1230-1239. doi: 10.1109/10.790500.

Tankanag AV, Chemeris NK. A method of adaptive wavelet filtering of the peripheral bloodflow oscillations under stationary and non-stationary conditions. Physics in Medicine and Biology. 2009;54(19):5935-5948. doi: 10.1088/0031-9155/54/19/018.

Tankanag A, Chemeris N. Application of the adaptive wavelet transform for analysis of blood flow oscillations in the human skin. Physics in Medicine and Biology. 2008;53(21):5967-5976. doi: 10.1088/0031-9155/53/21/005.

Tikhonova IV Kosyakova NI, Tankanag AV, et al. Oscillations of Skin Microvascular Blood Flow in Patients with Asthma. Microcirculation. 2016;23(1):33-43. doi: 10.1111/micc.12252.

Tikhonova IV, Tankanag AV, Chemeris NK. Age-related changes of skin bloodflow during postocclusive reactive hyperemia in human. Skin Research and Technology. 2012;19(1):e174-e181. doi: 10.1111/j.1600-0846.2012.00624.x.

Tikhonova IV, Tankanag AV, Chemeris NK. Time-amplitude analysis of skin bloodflow oscillations during the post-occlusive reactive hyperemia in human. Microvascular Research. 2010;80(1):58-64. doi: 10.1016/j.mvr.2010.03.010.

Van den Brande P, von Kemp K, De Coninck A, et al. Laser Doppler Flux Characteristics at the Skin of the Dorsum of the Foot in Young and in Elderly Healthy Human Subjects. Microvascular Research. 1997;53(2):156-162. doi: 10.1006/mvre.1996.1995.

Virdis A. Arterial Stiffness and Vascular Aging: From Pathophysiology to Treatment, with a Look at the Future. High Blood Pressure & Cardiovascular Prevention. 2018. doi: 10.1007/s40292-018-0253-4.

Wanner A, Mendes ES. Airway Endothelial Dysfunction in Asthma and Chronic Obstructive Pulmonary Disease. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine. 2010;182(11):1344-1351. doi: 10.1164/rccm.201001-0038pp.

Weiss M, Milman B, Rosen B et al. Analysis of the Diminished Skin Perfusion in Elderly People by Laser Doppler Flowmetry. Age and Ageing. 1992;21(4):237-241. doi: 10.1093/ageing/21.4.237.

Wilson. The bronchial microcirculation in asthma. Clinical Experimental Allergy. 2000;30(s1):51-53. doi: 10.1046/j.1365-2222.2000.00098.x.

Xiao L, Liu Y, Wang N. New paradigms in inflammatory signaling in vascular endothelial cells. American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology. 2014;306(3): H317-H325. doi: 10.1152/ajpheart.00182.2013.

Zanini A, Chetta A, Imperatori AS, et al. The role of the bronchial microvasculature in the airway remodelling in asthma and COPD. Respiratory Research. 2010;11(1). doi: 3100.1186/1465-9921-11-132.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.