microcirculationРегионарное кровообращение и микроциркуляцияRegional blood circulation and microcirculation1682-66552712-9756Academician I.P. Pavlov First St. Petersburg State Medical University10.24884/1682-6655-2019-18-4-37-44microcirculation-643Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ (КЛИНИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ)ORIGINAL ARTICLES (CLINICAL INVESTIGATIONS)Особенности проявления функциональной асимметрии показателей микроциркуляции при физических нагрузках на верхние конечностиSpecificity of manifestation of functional asymmetry microcirculation parameters at physical loads on the upper limbsМезенцеваЛ. В.MezentsevaL. V.

д-р биол. наук, старший научный сотрудник лаборатории системных механизмовэмоционального стресса

Dr. Biol. Sciences, senior researcher of system mechanisms of emotional stress Laboratory

l.v.mezentseva@mail.ruФедеральное государственное бюджетное научное учреждение «Научно-исследовательский институт нормальной физиологии имени П. К. Анохина» Министерства науки и высшего образования Российской ФедерацииРоссияResearch Institute of Normal Physiology AnokhinRussian Federation2019301220191843744Copyright © Мезенцева Л.В., 20192019Мезенцева Л.В.Mezentseva L.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/643

Цель – изучение функциональной асимметрии колебательных процессов микроциркуляторного русла при физических нагрузках на верхние конечности.

Материал и методы

Материал и методы. Измерения параметров микроциркуляции проведены у 5 здоровых добровольцев (мужчины 50–55 лет) методом лазерной допплеровской флоуметрии (ЛДФ). Датчики ЛДФ-сигнала устанавливали на симметричных сторонах нижних частей правого и левого плеча в точках, расположенных на 3 см выше локтевого сгиба. Физические нагрузки представляли собой махи левой или правой рукой в положении стоя в течение 1 мин. Измерения проводили в 3 состояниях: 1 – исходное состояние, 2 – сразу после физических нагрузок, 3 – спустя 5 мин после прекращения нагрузок. Оценивали изменения среднего значения перфузии и составляющих амплитудно-частотного спектра флуктуаций кровотока (миогенной, нейрогенной, дыхательной и сердечной), а также корреляционные взаимосвязи между изменениями всех показателей правой и левой сторон наблюдения.

Результаты

Результаты. Обнаружена асимметрия изменений показателей микроциркуляции и корреляционных взаимосвязей между ними под влиянием физических нагрузок на верхние конечности. Показано, что как при левых, так и при правых махах изменяются показатели микроциркуляции как левой, так и правой стороны измерения, причем изменения слева более выражены, чем справа. Показано, что при левых махах кровоток и слева, и справа возрастает, а при правых – снижается. После нагрузок правая сторона восстанавливается медленнее, чем левая.

Выводы

Выводы. Полученные данные иллюстрируют специфичность регуляции микрокровотока парных органов, обусловленную наличием функциональной асимметрии. Физиологические механизмы, лежащие в основе этой асимметрии, требуют дальнейших экспериментальных и клинических исследований.

Purpose – the study the functional asymmetry of oscillatory processes of microcirculatory bed at physical loads on the upper limbs.

Material and methods

Material and methods. Microcirculation parameters were measured in 5 healthy volunteers (men aged 50–55 years) by laser Doppler flowmetry (LDF). LDF signal sensors were fixed symmetrically on the lower parts of the right and left shoulders (3 cm above the elbow bend). Physical exercise consisted of machs left or right hand in the standing position for 1 min. Measurements were performed in 3 conditions: 1 – initial state, 2 – immediately after exercise, 3 – 5 min after load termination The changes in the mean perfusion value and the components of the amplitude-frequency spectrum of blood flow fluctuations (myogenic, neurogenic, respiratory and cardiac), as well as the correlation between the changes in all parameters of the right and left sides of the observation were evaluated.

Results

Results. Asymmetry of changes in microcirculation parameters and correlations between them under the physical loads on the upper limbs was revealed. It is shown that both left and right machs change the microcirculation parameters of both the left and right sides, and the changes on the left are more pronounced than on the right. It is shown that after the left machs the blood flow on the left and right increases, and after the right machs – reduced. After loads the right side is recovering more slowly than the left.

Conclusions

Conclusions. Our results illustrate the specific regulation of blood flow in micro vessels of paired organs, which is associated with functional asymmetry. The physiological mechanisms for this asymmetry require further experimental and clinical studies.

микроциркуляцияасимметриялазерная допплеровская флоуметрияmicrocirculationasymmetrylaser Doppler flowmetryReferencesМихайличенко Л. А. Показатели микроциркуляции парных органов и тканей экспериментальных животных в норме // Регионар. кровообращение и микроциркуляция. – 2007. – Т. 6, № 1 (21). – С. 164–167. [Mikhailichenko LA. Indicators of microcirculation of paired organs and tissues of experimental animals in norma. Regionarnoe krovoobrashchenie i micrtsirkulyatsiya. 2007;6(1):164–167. (In Russ.)].Михайличенко Л. А. Показатели микроциркуляции парных органов и тканей экспериментальных животных в норме // Регионар. кровообращение и микроциркуляция. – 2007. – Т. 6, № 1 (21). – С. 164–167. [Mikhailichenko LA. Indicators of microcirculation of paired organs and tissues of experimental animals in norma. Regionarnoe krovoobrashchenie i micrtsirkulyatsiya. 2007;6(1):164–167. (In Russ.)].Михайличенко Л. А., Мезенцева Л. В. Корреляционно- спектральный анализ регуляторных механизмов тонуса сосудов парных образований в постнатальном онтогенезе крыс // Бюл. эксперим. биологии и медицины. – 2014. – Т. 158, № 9. – С. 287–292. [Mikhailichenko LA, Mezentseva LV. Correlation and spectral analysis of the regulation mechanisms of vessel tone of pair formations in postnatal ontogenesis in rats. Bulletin of Experimental Biology and Medicine. 2014;158(9):287–293. (In Russ.)]. Doi: 10.1007/s10517-015-2748-5.Михайличенко Л. А., Мезенцева Л. В. Корреляционно- спектральный анализ регуляторных механизмов тонуса сосудов парных образований в постнатальном онтогенезе крыс // Бюл. эксперим. биологии и медицины. – 2014. – Т. 158, № 9. – С. 287–292. [Mikhailichenko LA, Mezentseva LV. Correlation and spectral analysis of the regulation mechanisms of vessel tone of pair formations in postnatal ontogenesis in rats. Bulletin of Experimental Biology and Medicine. 2014;158(9):287–293. (In Russ.)]. Doi: 10.1007/s10517-015-2748-5.Mezentseva LV, Pertsov SS, Hugaeva VK. A Comparative Analysis of the Persistence of Capillary Blood Flow Oscillations in the Left and Right Rat Kidneys. Biophysics. 2016;61(4):656–660. Doi: 10.1134/S0006350916040163.Mezentseva LV, Pertsov SS, Hugaeva VK. A Comparative Analysis of the Persistence of Capillary Blood Flow Oscillations in the Left and Right Rat Kidneys. Biophysics. 2016;61(4):656–660. Doi: 10.1134/S0006350916040163.Benedicic M, Bernjak A, Stefanovska A, Bosnjak R. Continuous wavelet transform of laser-Doppler signals from facial microcirculation reveals vasomotion asymmetry. Microvascular Research. 2007;74(1):45–50. Doi: 10.1016/j.mvr.2007.02.007.Benedicic M, Bernjak A, Stefanovska A, Bosnjak R. Continuous wavelet transform of laser-Doppler signals from facial microcirculation reveals vasomotion asymmetry. Microvascular Research. 2007;74(1):45–50. Doi: 10.1016/j.mvr.2007.02.007.Мезенцева Л. В. Нелинейный анализ флуктуаций показателей микроциркуляции сосудов cимметричных органов у человека на основании данных лазерной допплеровской флоуметрии // Регионар. кровообращение и микроциркуляция. – 2018. – Т. 67, № 4. – С. 33–39. [Mezentseva LV. Nonlinear analysis of fluctuations of microcirculation parameters in symmetrical organs of humans by laser doppler flowmetry. Regionarnoe krovoobrashchenie i micrtsirkulyatsiya. 2018;67(4):33–39. (In Russ.)]. Doi: 10.24884/1682-6655-2018-17-4-33-38.Мезенцева Л. В. Нелинейный анализ флуктуаций показателей микроциркуляции сосудов cимметричных органов у человека на основании данных лазерной допплеровской флоуметрии // Регионар. кровообращение и микроциркуляция. – 2018. – Т. 67, № 4. – С. 33–39. [Mezentseva LV. Nonlinear analysis of fluctuations of microcirculation parameters in symmetrical organs of humans by laser doppler flowmetry. Regionarnoe krovoobrashchenie i micrtsirkulyatsiya. 2018;67(4):33–39. (In Russ.)]. Doi: 10.24884/1682-6655-2018-17-4-33-38.Крупаткин А. И., Сидоров В. В., Кутепов И. А. Исследование информационных процессов в микрососудистых сетях с помощью вейвлет-анализа колебательных структур кровотока // Регионар. кровообращение и микроциркуляция. – 2009. – Т. 8, № 3. – С. 21–31. [Krupatkin A. I., Sidorov V. V., Kutepov I. A. The study of information processes in microvascular nets by wavelet-analysis of oscillatory blood flow. Regionarnoe Krovoobrashchenie i micrtsirkulyatsiya. 2009;8(3):21–31. (In Russ.).]Крупаткин А. И., Сидоров В. В., Кутепов И. А. Исследование информационных процессов в микрососудистых сетях с помощью вейвлет-анализа колебательных структур кровотока // Регионар. кровообращение и микроциркуляция. – 2009. – Т. 8, № 3. – С. 21–31. [Krupatkin A. I., Sidorov V. V., Kutepov I. A. The study of information processes in microvascular nets by wavelet-analysis of oscillatory blood flow. Regionarnoe Krovoobrashchenie i micrtsirkulyatsiya. 2009;8(3):21–31. (In Russ.).]Лазерная допплеровская флоуметрия микроциркуляции крови: рук. для врачей / под ред. А. И. Крупаткина, В. В. Сидорова. – М.: Медицина, 2005. – 256 с. [Laser Doppler flowmetry of blood microcirculation. А guide for doctors / ed. A. I. Krupatkin, V. V. Sidorov. M., Medicine. 2005:256. (In Russ.)].Лазерная допплеровская флоуметрия микроциркуляции крови: рук. для врачей / под ред. А. И. Крупаткина, В. В. Сидорова. – М.: Медицина, 2005. – 256 с. [Laser Doppler flowmetry of blood microcirculation. А guide for doctors / ed. A. I. Krupatkin, V. V. Sidorov. M., Medicine. 2005:256. (In Russ.)].Goltsov A, Anisimova A, Zakharkina M, Krupatkin A, Sidorov V, Sokolovski S., Rafailov E. Bifurcation in Blood Oscillatory Rhythms for Patients with Ischemic Stroke: A Small Scale Clinical Trial using Laser Doppler Flowmetry and Computational Modeling of Vasomotion. Frontiers in Physiology. 2017;8:160. Doi: 10.3389/fphys.2017.00160.Goltsov A, Anisimova A, Zakharkina M, Krupatkin A, Sidorov V, Sokolovski S., Rafailov E. Bifurcation in Blood Oscillatory Rhythms for Patients with Ischemic Stroke: A Small Scale Clinical Trial using Laser Doppler Flowmetry and Computational Modeling of Vasomotion. Frontiers in Physiology. 2017;8:160. Doi: 10.3389/fphys.2017.00160.Attwell D, Buchan AM, Charpak S, Lauritzen M, Macvicar BA, Newman EA. Glial and neuronal control of brain blood flow. Nature. 2010;468(7321):232–243. Doi: 10.1038/nature09613.Attwell D, Buchan AM, Charpak S, Lauritzen M, Macvicar BA, Newman EA. Glial and neuronal control of brain blood flow. Nature. 2010;468(7321):232–243. Doi: 10.1038/nature09613.Koller A, Toth P. Contribution of Flow-Dependent Vasomotor Mechanisms to the Autoregulation of Cerebral Blood Flow. J. Vasc. Res. 2012;49:375–389. Doi: 10.1159/000338747.Koller A, Toth P. Contribution of Flow-Dependent Vasomotor Mechanisms to the Autoregulation of Cerebral Blood Flow. J. Vasc. Res. 2012;49:375–389. Doi: 10.1159/000338747.Stefanovska A, Bracic M, Kvernmo HD. Wavelet analysis of oscillations in the peripheral blood circulation measured by laser Doppler technique. IEEE Trans Biomed Eng. 1999;46(10):1230–1239.Stefanovska A, Bracic M, Kvernmo HD. Wavelet analysis of oscillations in the peripheral blood circulation measured by laser Doppler technique. IEEE Trans Biomed Eng. 1999;46(10):1230–1239.Cohen MA, Taylor JA. Short-term cardiovascular oscillations in man: measuring and modelling the physiologies. The Journal of Physiology. 2002;542(3):669–683. Doi: 10.1113/jphysiol.2002.017483.Cohen MA, Taylor JA. Short-term cardiovascular oscillations in man: measuring and modelling the physiologies. The Journal of Physiology. 2002;542(3):669–683. Doi: 10.1113/jphysiol.2002.017483.Penzel T, Porta A, Stefanovska A, Wessel N. Recent advances in physiological oscillations. Physiol Meas. 2017; 38(5):E1–E7. Doi: 10.1088/1361-6579/aa6780.Penzel T, Porta A, Stefanovska A, Wessel N. Recent advances in physiological oscillations. Physiol Meas. 2017; 38(5):E1–E7. Doi: 10.1088/1361-6579/aa6780.Attwell D, Buchan AM, Charpak S et al. Glial and neuronal control of brain blood flow. Nature. 2010;468(7321):232–243.Attwell D, Buchan AM, Charpak S et al. Glial and neuronal control of brain blood flow. Nature. 2010;468(7321):232–243.Щуров В. А. Динамика скорости кровотока по артериям костного регенерата конечностей и мозгового кровотока при выполнении функциональных проб и изменении режима лечения // Регионар. кровообращение и микроциркуляция. – 2018. – Т. 67, № 4. – С. 51–56. [Schurov VA. Dynamics of the speed of blood flow in the arteries of the bone regenerate of the limbs and in the brain arteries during functional tests and changes in the treatment mode. Regionarnoe krovoobrashchenie i micrtsirkulyatsiya. 2018;67(4):51–56. (In Russ.)]. Doi: 10.24884/1682-6655-2018-17-4-51-56.Щуров В. А. Динамика скорости кровотока по артериям костного регенерата конечностей и мозгового кровотока при выполнении функциональных проб и изменении режима лечения // Регионар. кровообращение и микроциркуляция. – 2018. – Т. 67, № 4. – С. 51–56. [Schurov VA. Dynamics of the speed of blood flow in the arteries of the bone regenerate of the limbs and in the brain arteries during functional tests and changes in the treatment mode. Regionarnoe krovoobrashchenie i micrtsirkulyatsiya. 2018;67(4):51–56. (In Russ.)]. Doi: 10.24884/1682-6655-2018-17-4-51-56.

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