Нелинейный анализ флуктуаций показателей микроциркуляции сосудов симметричных органов у человека на основании данных лазерной допплеровской флоуметрии

Цель– изучение нелинейной динамики показателей микроциркуляции сосудов симметричных органов у человека.

Материал и методы. Измерения параметров микроциркуляции проведены у 5 здоровых добровольцев (возраст – 50–70 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. Оценивали степень хаотичности параметров микроциркуляции как нелинейного динамического процесса с помощью показателя Хаусдорфа, относительной энтропии и характеристик фазовых портретов. Кроме того, оценивали составляющие амплитудно-частотного спектра флуктуаций кровотока (миогенной, нейрогенной, дыхательной и сердечной) и корреляционные взаимосвязи между всеми показателям микроциркуляции симметричных сторон наблюдения.

Результаты. Обнаружена асимметрия корреляционных взаимосвязей показателей нелинейной динамики и составляющих амплитудно-частотного спектра флуктуаций кровотока правой и левой сторон наблюдения. Показатель Хаусдорфа слева коррелировал не только со средним значением перфузии и коэффициентом вариации той же стороны (r1 = –0,68; r2 =–0,51), но и с показателем корреляционной размерности хаоса противоположной стороны измерения (r=0,49). Аналогично энтропия слева коррелировала не только со средним значением перфузии и коэффициентом вариации слева (r1 =0,43; r2 =0,60), но также с энтропией и корреляционной размерностью хаоса правой стороны измерения (r1 =0,48; r2 =–0,41). Нейрогенная компонента слева положительно коррелировала с миогенной компонентой той же стороны измерения (r=0,71), а справа – с миогенной компонентой противоположной стороны (r=0,57). Асимметрия корреляционных взаимосвязей обнаружена также для дыхательной и сердечной составляющих спектра.

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. 

1. Лазерная допплеровская флоуметрия микроциркуляции крови / под ред. А. И. А. И. Крупаткина, В. В. Сидорова. – М.: Медицина, 2005.

2. Лазерная допплеровская флоуметрия в оценке состояния и расстройств микроциркуляции крови / В. И. Козлов, Г. А. Азизов, О. А. Гурова, Ф. Б. Литвин. – М.: Медицина, 2012.

3. Крупаткин А. И., Сидоров В. В., Кутепов И. А. Исследование информационных процессов в микрососудистых сетях с помощью вейвлет-анализа колебательных структур кровотока // Регионарное кровообращение и микроциркуляция. – 2009. – Т. 8. – № 3. – С. 21–31.

4. Мезенцева Л. В., Перцов С. С., Хугаева В. К. Анализ персистентности флуктуаций почечного кровотока крыс // Биофизика. – 2015. – Т. 60, № 6. – С. 1186–1190.

5. Мезенцева Л. В., Перцов С. С., Хугаева В. К. Сравнительный анализ персистентности флуктуаций капиллярного кровотока правой и левой почки крысы // Биофизика. – 2016. – Т. 61, № 4. – С. 777–781.

6. Михайличенко Л. А. Эндотелиальный компонент в механизмах регуляции тонуса сосудов парных образований по данным лазерной допплеровской флоуметрии // Регионарное кровообращение и микроциркуляция. – 2008. – Т. 28, № 4. – С. 71–79.

7. Михайличенко Л. А., Мезенцева Л. В. Корреляционноспектральный анализ регуляторных механизмов тонуса сосудов парных образований в постнатальном онтогенезе крыс // Бюлл. эксперимент. биол. и мед. – 2014. – Т. 158, № 9. – С. 287–292. Doi: 10.1007/s10517-015-2748-5. Epub 2015 Jan 9.

8. 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.

9. Анализатор лазерный микроциркуляции крови для врача общей практики «ЛАКК-ОП»: рук-во по эксплуатации / ООО Научно-производственное предприятие «ЛАЗМА». – М., 2005.

10. Goltsov A, Anisimova A, Zakharkina A et al. 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;l.8(160):1–11. Doi: 10.3389/fphys.2017.00160.

11. Koenigsberger M, Sauser R, Seppey D, Bény J and Meister J. Calcium dynamics and vasomotion in arteries subject to isometric, isobaric, and isotonic conditions. Biophys. J. 2008;95(6):2728–2738. Doi: 10.1529/biophysj.108.131136.

12. Михайличенко Л. А., Тимкина М. И. Микрососуды защечных мешков хомячка в условиях снижения системного давления // Бюлл. эксперимент. биол. и мед. – 2004. – Т. 138, № 12. – С. 617–621.

13. Архипов М. Е., Субботина Т. И., Яшина А. А. Хиральная асимметрия биоорганического мира: теория, эксперимент. Тула: Тульский полиграфист, 2002.

14. Твердислов В. А., Малышко Е. В., Ильченко С. А. и др. Периодическая система хиральных структур в молекулярной биологии // Биофизика. – 2017. – Т. 62, № 3. – С. 421–434.