Типи і варіанти церебрального кровообігу у здорових людей - системний аналіз церебрального кровообігу людини

глава 3
ТИПИ І ВАРІАНТИ церебральний кровообіг У ЗДОРОВИХ ЛЮДЕЙ В УМОВАХ фізіологічного спокою
Великий фактичний матеріал, отриманий в результаті проведених досліджень, дозволив нам сформулювати цілісні уявлення про типологію церебрального кровообігу у здорових людей різного віку. Це обумовлено тим, що будь-якої окремо взятий показник органної гемодинаміки, дозволяє оцінити лише функціональний стан певного фрагмента регіонарного судинного русла. Для цілісної оцінки мозкового кровотоку необхідно досліджувати по-перше, стан регіонарної мікроциркуляції, по-друге, особливості пульсового кровонаповнення церебрального басейну в цілому і, по-третє, визначити особливості діяльності функціональної системи оптимізації артеріального тиску (ФС ОАД). Останнє необхідно для оцінки взаємодій системних і місцевих механізмів регуляції регіонарного кровообігу.
У зв`язку з цим в процесі роботи були виділені типи церебрального кровообігу (нормотоніческій, гіпотонічний, гіпертонічний), що характеризують переважно реґіонарну мікроциркуляцію, варіанти Волемія головного мозку (нормоволемічної, гіповолемічний, гіперволемічна), що характеризують церебральну фракцію кровообігу і типи системної гемодинаміки (еукінетіческій, гіперкінетичний, гипокинетический).
Всього під спостереженням перебувало 199 дорослих здорових людей (вік 18-22 роки) і 300 обстежуваних - дітей другого дитинства (вік 79 років).

Типи церебрального кровообігу у дорослих осіб

Попередній аналіз фізіологічної інформації виявив значну варіабельність показників церебрального кровообігу дорослих осіб у стані відносного спокою. Так, наприклад, величини реографічного систолічного індексу (РСІ), що характеризує сумарне пульсове кровонаповнення церебрального басейну, перебували в діапазоні 0,038 - 0,112 Ом, максимальної швидкості швидкого наповнення судин головного мозку в діапазоні 418 - 789 Ом / с. У всіх обстежених значно різнилися величини середньої швидкості повільного наповнення церебральних судин, дикротичного індексу, рівня венозного відтоку крові з регіону.
Відомо, що механізми регуляції системного та регіонарного кровотоку в чому різні. Висока варіабельність регуляцій останнього обумовлена наявністю генетичної специфічності мікроциркуляторного русла. Про це свідчить велика кількість гістологоанатоміческіх досліджень (Мчедлішвілі Г.І., 1968 Ганнушкіна І.В.,
Шафранова В.П., Рясіна Т.В., 1977- Демченко І.Т., Москаленко Ю.Є., 1977).
Разом з тим є відомості про існування гетерогенності регуляторних механізмів регіонарного кровотоку. Кровопостачання тканин з одного боку визначається системними кардіогемодінаміческімі факторами, з іншого - механізмами регуляції тонусу пре- і посткапілярні відділів судинного русла.
Найважливішими системними кардіогемодінаміческімі факторами, що впливають на рівень органного кровообігу є іно, хронотропні і насосна діяльність серця, а також диастолическая функція його шлуночків і систолічна функція передсердь, що визначають величини венозного повернення.
Регіонарний судинний тонус створюється поєднаною дією факторів миогенной, гуморальної і нейрогенної регуляції тканинного кровотоку. Причому, за сучасними уявленнями, співвідношення цих факторів неоднакові в різних регіонах. У той же час вважається доведеним, що нейрогенні фактори роблять переважно коригуючий вплив на органний кровотік, здійснюючи перерозподільні гемодинамічні реакції (Павлов Н.А., 1988).
Висока варіабельність регуляцій регіонарного кровообігу обумовлена системними і місцевими механізмами, взаємопов`язаними між собою. Для розкриття цих взаємозв`язків необхідно враховувати типи не тільки системного, але і регіонарного кровообігу.
До теперішнього часу питання про типах регіонарного кровообігу вивчений недостатньо. Мабуть, це обумовлено відсутністю єдиного класифікатора типу регионарной мікроциркуляції. Недостатньо досліджені співвідношення механізмів регуляції тонусу пре- і посткапілярних резистивних судин, що визначають рівень перфузійного тиску крові, інтенсивність тканинної мікроциркуляції.
Відомо, що одним з провідних ланок ауторегуляції церебрального кровообігу є зміна тонусу його дрібних артеріальних судин і артеріол. Констрикція або дилатація резистивних судин головного мозку може бути наслідком як системних (зміни системного артеріального тиску) так і регіонарних (зміни ємності венозного відділу регіонарного судинного русла) причин. Таким чином, в якості класифікатора типу церебральної гемодинаміки може служити показник, що характеризує збалансованість припливу крові до регіону і її венозного відтоку.
Серед реоенцефалографіческіх параметрів відповідають цій умові найбільш широке поширення в фізіологічних дослідженнях та функціональної діагностики до теперішнього часу отримали дикротичний і реографічний діастолічний індекси (ДІ та РДІ), веноартеріальное відношення (В / А).
Незважаючи на відносну методичну простоту обчислення величин ДІ та РДІ на Реоенцефалограма практично здорових людей, їх визначення в деяких випадках пов`язане зі значними труднощами і може мати істотну погрішність. Помилки при визначенні ДІ та РДІ часто зустрічаються при сглаженности інцизури і дикротичного зубця реограми в умовах підвищення тонусу резистивних судин головного мозку.
Досліджуючи різні можливості вирішення проблеми вивчення тонусу пре- і посткапілярних ділянок судинного русла головного мозку ми прийшли до висновку про те, що в якості критерію типологічної характеристики мікроциркуляторного кровообігу доцільно використовувати показник віно-артеріального (систолічного) відносини (В / А). Цей показник визначається на основі аналізу пульсового кровонаповнення тканин досліджуваного регіону методом реографії з виділенням артеріальної і венозної компонент пульсової кривої.
Попередній аналіз виявив значну варіабельність величин В / А у різних обстежених. Розподіл значень показника мало нормальний характер. Це дозволило застосувати алгоритм виділення типів кровообігу головного мозку по сигмального відхилень від середнього арифметичного. Виявлена можливість виділення трьох типів церебрального кровообігу: нормотоніческій (В / А = 62,04 + 0,3 сигми), гіпертонічного (з перевищенням середнього більш ніж на 0,4 сигми), гипотонического (величини В / А нижче середнього рівня більш ніж на 0,4 сигми) (див. табл. 3.).
Алгоритм визначення типів церебрального кровообігу аналогічний алгоритму виділення варіантів вегетативних регуляцій, застосованого Л.К. Гаврикова (1993) (рис. 5).
Таким чином, застосування прийомів двокомпонентного аналізу реоенцефалограми дозволило виявити критерій - класифікатор типів церебрального кровообігу, переважно характеризує стан регіонарної мікроциркуляції.

Мал. 5. Визначення типологічних груп церебрального кровообігу по величинам систолічного відносини (В / А).

Таблиця 3
Класифікація типу церебрального кровообігу у дорослих і дітей другого дитинства

Примітка: достовірність типологічних відмінностей величин В / А відзначена знаком "*"

В умовах фізіологічного спокою у дорослих осіб виявлено ряд типологічних відмінностей церебральної та системної гемодинаміки. Абсолютні величини показників кровообігу в нормо-, гіпо- та гіпертонічному типах представлені в табл. 4.
У людей з нормотоніческій типом кровообігу головного мозку величини максимальної швидкості швидкого і середньої швидкості повільного наповнення судин (МСБН і ССМН), реографического систолічного індексу трохи вище нормативів, наведених в літературних джерелах (Яруллин Х.Х., 1983). Час початку реографической хвилі, навпаки незначно нижче вікової норми. Дикротичний і реографічний діастолічний індекси (ДІ, РДІ), віно-артеріальний відношення (В / А), рівень венозного відтоку відповідають нормальним величинам.
Відносна і абсолютна величини церебральної фракції кровообігу (ІМО і Км) у людей з нормотоніческій типом в кліностазе підвищені в порівнянні з нормою, відповідно на 19,0 і 18,7%, що, мабуть, обумовлено зниженням тонусу магістральних церебральних артерій.
Таблиця 4.
Параметри церебрального кровообігу і системної гемодинаміки дорослих обстежуваних в кліностазе (М + m)

Примітки. 1. Вид аналізу - буквами позначені: А - системний артеріальний тиск-
Б - системна гемодінаміка- В - церебральний кровообращеніе- Г - церебральна фракція кровообігу.
2. Знаком &ldquo- *&rdquo- відзначені показники, достовірно відрізняються від своїх значень у дорослих з нормотоніческій типом.

На підставі отриманої інформації можна зробити висновок про наявність у людей з нормотоніческій типом церебрального кровообігу ефективних механізмів забезпечують співвідношення артеріального припливу крові до регіону і її венозного відтоку.
У нормотоніческій типі в кліностазе оптимальне співвідношення між артеріальним припливом крові в регіон і її венозних відтоком досягається в умовах підвищеного кровонаповнення великих артерій мозку, їх зниженого тонусу. Це підтверджується і результатами аналізу величин церебральної фракції кровообігу. Однак тонус магістральних екстракраніальних артерій, що приносять кров в регіон головного мозку підвищений, що, мабуть, є своєрідним механізмом обмеження надлишкового кровонаповнення мозкових артерій.
Аналіз лінійних кореляцій параметрів церебральної гемодинаміки в нормотоніческій типі дозволив встановити, що провідним фактором, що впливає на величину сумарного пульсового кровонаповнення головного мозку у людей цієї групи є зміна тонусу церебральних артерій (виявлені прямі зв`язки РСІ - МСБН, РСІ - ССМН). У той же час на величини абсолютної церебральної фракції кровообігу в значній мірі впливають фактори системної гемодинаміки (СОК, ОСВ, МОК, Млж).
Таким чином, в нормотоніческій типі системні і місцеві механізми регуляції церебрального кровотоку збалансовані. Нормотоніческій тип в подальших дослідженнях був умовним контролем по відношенню до гіпо- та гіпертонічним типам.
У дорослих осіб з гіпотонічним типом церебрального кровообігу в порівнянні з нормотоніческій типом величини РСІ, ССМН, МСБН, ДІ, РДІ, В / А достовірно нижче (відповідно, на 17,1, 14,9, 7,1, 14,9, 25 , 9%). Величини Имо і Км в гипотоническом типі незначно нижче (рgt; 0,05), ніж у обстежуваних з нормотоніческій типом, а значення ВНРВ і ВО, навпаки, вище ніж в нормотоніческій типі (на 3,4 і 41,7%) (див . табл. 4).

Отже, в умовах фізіологічного спокою у людей з гіпотонічним типом, сумарне пульсове кровонаповнення церебральних артерій менше, ніж у людей з нормотоніческій типом. Це, на перший погляд, незвичайне явище обумовлене підвищенням тонусу артерій, середнього і великого діаметра - магістральних судин головного мозку. У той же час, власне гіпотонія селективна і характерна для судин мікроциркуляторного русла - дрібних артерій і артеріол. В умовах підвищеного пульсового кровонаповнення у людей з гіпотонічним типом виникає деякий функціональний утруднення венозного відтоку крові з церебрального басейну.
Механізми ауторегуляция церебрального кровотоку в гипотоническом типі досить ефективні, що підтверджує аналіз кореляційних взаємозв`язків параметрів регіонарної гемодинаміки. У обстежених даної групи виявлено прямі кореляції Їм / о - МСБН, Їм / о - ССМН, Км - ССМН і зворотні зв`язки РСІ - АДД, РСІ - МОК, РСІ - СІ.
Суттєвою особливістю людей з гіпотонічним типом є відсутність у них прямих кореляцій між параметрами инотропной і насосної функцій серця, з одного боку, і абсолютними значеннями церебральної фракції кровообігу.
Результати порівняльного аналізу дозволяють зробити висновок, що типологічні особливості церебрального кровообігу у людей з гіпотонічним типом полягають не тільки в меншому рівні тонусу судин регіонарного мікроциркуляторного русла, а й в меншому рівні сумарного пульсового кровонаповнення церебрального басейну і скруті венозного відтоку з нього. При цьому механізми ауторегуляції церебрального кровотоку в кліностазе у людей з гіпотонічним типом більш виражені.
У людей з гіпертонічним типом у кліностазе величини ДІ, РДІ, В / А вище (відповідно на 39,3, 31,6, 32,5%), а відносна і абсолютна величини церебральної фракції кровообігу - Имо і Км істотно менше (відповідно, на 18,2 і 16,3%) в порівнянні з нормотоніческій типом. Інші параметри істотних відмінностей не мають (див. Табл. 4).
Таким чином, підвищений тонус дрібних артерій і артеріол - резистивних судин головного мозку в гіпертонічному, є, мабуть, чинником, що обмежує сумарний кровонаповнення судинного русла регіону і знижує церебральну фракцію кровообігу.
У людей з гіпертонічним типом сформовані негативні взаємозв`язку МСБН - ДІ, МСБН - В / А, ССМН - ДІ, ВНРВ - В / А і позитивні кореляції РСІ - Имо, РСІ - Км. Отже, структура взаємозв`язків параметрів, що характеризують тонус церебральних судин, пульсовий кровонаповнення і мозкову фракцію кровообігу істотно відрізняється від нормотоніческій типу.
Можна зробити висновок, що у людей з гіпертонічним типом у клино- стазе механізми регуляції тонусу артеріальних судин різного діаметра: дрібних внутрішньомозкових артерій і артеріол, артерій середнього і великого калібру, магістральних судин тісно взаємопов`язані між собою. Механізми вазоконстрикції носять неселективний характер, охоплюючи весь артеріальний відділ церебрального судинного русла. Церебральна фракція кровообігу тісно пов`язана з сумарним пульсовим кровонаповненням артеріальних судин головного мозку.
Результати проведеного аналізу демонструють значні відмінності церебральної та системної гемодинаміки у людей з нормо-, гіпо- та гіпертонічним типами церебрального кровообігу.
Типологічні відмінності в кліностазе зачіпають більшою мірою рівень тонічної напруги внутрішньомозкових артерій і артеріол і, в меншій - сумарне пульсове кровонаповнення судинного русла головного мозку, церебральну фракцію кровообігу.
Абсолютні величини параметрів системної гемодинаміки в типах розрізняються незначно, хоча у людей з нормотоніческій типом системний артеріальний тиск має &ldquo-середні&rdquo- величини, а у людей з гіпотонічним і гіпертонічним типами, відповідно, &ldquo-мінімальні&rdquo- і &ldquo-максимальні&rdquo- значення. Таким чином, субсистема оптимізації церебрального кровообігу, знаходиться в певному супідрядності з функціональною системою оптимізації системного артеріального тиску.
Регуляція тонусу артерій різного діаметру також має типологічні особливості. У людей з нормотоніческій і гіпотонічним типами зміни тонусу церебральних артерій селективно зачіпають микроциркуляторное ланка. У осіб з гіпертонічним типом тонус мікроциркуляторного судинного русла тісно взаємопов`язаний з величинами системного артеріального тиску і, в меншій мірі з тонусом магістральних, великих і середніх артерій головного мозку.
Застосування кластерного аналізу дозволило встановити, що ієрархія механізмів регуляції церебрального кровообігу в типах має виражені відмінності.
У людей з нормотоніческій типом в кліностазе сформовані п`ять кластерів віддалених один від одного в кластерному просторі. Показники церебрального кровообігу входять до складу чотирьох кластерів. Причому параметри тонусу великих і дрібних церебральних артерій входять до складу різних кластерів, значно віддалених один від одного. Відносна і абсолютна церебральна фракція кровообігу утворюють також окремі класи. У той же час абсолютна церебральна фракція кровообігу входить до складу кластера утвореного параметрами системної гемодинаміки.
Таким чином, у людей з нормотоніческій типом церебрального кровообігу в кліностазе домінуючим фактором, що впливає на рівень церебрального кровотоку є зміни системної гемодинаміки. Це свідчить про напругу і неузгодженості механізмів ауторегуляції церебрального кровообігу.
У людей з гіпотонічним типом МСБН, РСІ, ССМН, Имо і Км утворюють окремий кластер, який, проте тісно пов`язаний з кластером показників системної гемодинаміки. Параметри тонусу судин мікроциркуляторного русла і венозного відтоку крові з церебрального басейну віднесені в різні кластери.
Отже, у людей з гіпотонічним типом механізми ауторегуляції церебрального кровотоку в кліностазе домінують і є більш ефективними, ніж у людей з нормотоніческій типом. Однак для стабілізації мозкового кровотоку істотне значення мають механізми регуляції системної гемодинаміки.
У осіб з гіпертонічним типом параметри сумарного пульсового кровонаповнення, тонусу великих і середніх церебральних судин і церебральної фракції кровообігу утворюють автономний кластер. Однак, тонус судин мікроциркуляторного русла церебрального басейну взаємопов`язаний з величинами системного артеріального тиску.
Таким чином, у людей з гіпертонічним типом домінуючим фактором стабілізації церебрального кровообігу є механізми ауторегуляції тонусу великих і середніх мозкових артерій. Механізми ауторегуляції тонусу дрібних артерій недостатньо ефективні.
За результатами кластерного аналізу можна зробити висновок, що в умовах кліностазе найбільш ефективні механізми ауторегуляції регіонарного кровообігу у людей з гіпотонічним типом. Ці механізми менш ефективні у обстежуваних з нормотоніческій і гіпертонічним типами.
Таким чином, типологічні ознаки церебрального кровообігу визначаються:

1. умовами мікроциркуляції в тканинах головного мозку;
2. організацією взаємодій механізмів регуляції тонусу церебральних артерій різного діаметру;
3. ієрархією системних і місцевих механізмів оптимізації церебральної фракції кровообігу.

Викладені факти розвивають і поглиблюють уявлення про Багатоконтурні характер регуляції церебрального кровообігу у людини (Шидловський В.А., 1982- Глазачев О.С., 1997). Однак дослідження типів церебрального кровообігу не дозволяє в повній мірі відповісти на питання про особливості механізмів регуляції тонусу великих і середніх артерій головного мозку і відтоку крові з даного регіону.