Теоретические обобщения полученных результатов - системный анализ церебрального кровообращения человека

1. Церебральная вазоконстрикция и веноартериальные механизмы регуляции притока крови в регион головного мозга в типах и вариантах кровообращения последнего.

Результаты наших исследований позволяют предположить существование двух разновидностей регионарной вазоконстрикции у здоровых людей, наблюдаемых, в частности, в условиях антиортостаза у людей с различными вариантами церебрального кровообращения (см. рис. 11):

1. Селективные вено-артериальные (венулярно-артериолярные) механизмы (констрикция резистивных сосудов головного мозга). Их &ldquo-включение&rdquo-, по-видимому, осуществляется в форме &ldquo-миогенной&rdquo- эндотелий- зависимой реакции в случае повышения давления крови в регионарных венулах (Vassanelli C., Menegatti G., Molinari J. et al., 1994). (В настоящее время рядом исследователей доказано, что эндотелий прекапиллярных сосудов обладает собственной чувствительностью к изменениям внутрисосудистого давления (James M.A., Watt P.A., Potter J.F. et al., 1996- Pirotton S., 1996- Schiffrin E.L., Deng L.Y., Sventek P., 1996- Гогин Е.Е., 1997)). Эти механизмы являются неспецифическими, не зависящими от типологии регионарного и системного кровообращения. Они характерны для здоровых людей различных возрастных групп.
2. Неселективная констрикция регионарных резистивных сосудов и артерий распределения. По-видимому, глубинными причинами повышения тонуса крупных и средних церебральных артерий является миогенная реакция их стенок в ответ на увеличение абсолютных значений давления крови внутри сосуда и, возможно, повышение скорости нарастания внутрисосудистого давления. Констрикцию крупных артерий региона может обусловить распространение эндотелий-зависимой реакции микрососудов головного мозга в ретроградном направлении. Повышение тонуса крупных и средних артерий является специфическим, существенно зависящим от типа кровообращения и варианта волемии головного мозга механизмом ограничения притока крови в регион, снижения церебральной фракции кровообращения.

В результате настоящих исследований установлена четкая зависимость - &ldquo-градиент&rdquo- констрикции крупных и средних церебральных артерий (сосудов распределения) в антиортостазе от их исходного тонуса в условиях физиологического покоя. У людей с гиповолемическим вариантом, исходный тонус крупных и средних артерий головного мозга высок, вследствие этого в антиортостазе регионарная вазоконстрикция отсутствует. Для гиперволемического варианта, отличающегося исходно низким тонусом крупных церебральных артерий, характерна констрикция сосудов распределения в антиортостазе.
Антиортостатическое воздействие является фактором, способствующим перераспределению крови в организме. Увеличивается приток крови к сердцу по венам нижних конечностей и брюшной полости. Увеличение притока крови к сердцу влечет за собой ряд изменений системной гемодинамики: повышение хронотропной, инотропной, насосной функций сердца, возрастание среднего гемодинамического давления. Степень этих изменений зависит от исходной организации функциональной системы оптимизации системного АД и имеет выраженные различия у людей с эу-, гипо-, гиперкинетическим типами

Рис. 11. Механизмы регуляции оттока крови из церебрального бассейна в антиортостазе.
Примечание: штриховой линией выделены механизмы регуляции, определяющие типологические особенности гемодинамики- знаки &ldquo-+&rdquo- и &ldquo--&rdquo- обозначают положительные и отрицательные влияния на отток крови из церебрального бассейна.
системной гемодинамики. Значительная реорганизация системного кровообращения в антиортостазе может негативно влиять на отток крови из церебрального бассейна.
Выявленная закономерность изменений тонуса церебральных артерий прослеживается у людей различного возраста. Однако, &ldquo-порог&rdquo- включения механизмов повышения тонуса крупных артерий головного мозга у детей второго детства ниже, чем у взрослых. У детей описываемые вазомоторные реакции возможны при средней и высокой волемии головного мозга. У взрослых они имеют место, главным образом, в гиперволемическом варианте.
В типах церебрального кровообращения (типах регионарной микроциркуляции) особенности изменений тонуса крупных и средних церебральных артерий более сложны и существенно различаются у взрослых и детей. Констрикция артерий распределения в антиортостазе наиболее вероятна у взрослых людей с гипертоническим типом кровообращения головного мозга. У этих лиц она, по-видимому, представляет собой дополнительный механизм ограничения притока крови в церебральный бассейн при недостаточной эффективности механизмов регуляции тонуса резистивных артерий головного мозга и венозного оттока крови. Констрикция крупных и, особенно, средних церебральных артерий развивается в антиортостазе у детей второго детства с различными типами церебрального кровообращения, являясь существенным фактором противодействия венозному застою крови в этих условиях.
Определение типа церебрального кровообращения позволяет прогнозировать ухудшение условий венозного оттока крови из региона, вероятность ее церебрального венозного застоя в антиортостазе. У взрослых людей и детей второго детства наиболее благоприятным в этом отношении является гипотонический тип церебрального кровообращения, а наименее благоприятным - гипертонический и нормотонический тип.

1. Регионарный вено-артериальный сосудистый комплекс у здоровых людей и информативность определения типов и вариантов церебральной гемодинамики. Аналитическая физиология регионарного кровообращения человека.

По результатам настоящих исследований наиболее информативным для изучения особенностей изменений регионарного венозного оттока крови при гравитационных воздействиях на сердечно-сосудистую систему человека является определение варианта волемии головного мозга. Установлено, что выраженные затруднения венозного оттока в антиортостазе у взрослых и детей наиболее редко встречаются в нормоволемическом варианте. В то же время у взрослых наиболее часто признаки ухудшения венозного оттока крови встречаются в гиперволемическом варианте, а у детей в гипо- и гиперволемическом вариантах.
Таким образом, регуляция церебральной гемодинамики имеет ряд особенностей в зависимости от типа и варианта церебрального кровообращения. Поэтому лишь совместное, комплексное определение типов церебрального кровообращения, вариантов волемии головного мозга и типов
системной гемодинамики позволяет оценивать эффективность ряда основных звеньев регуляции церебрального кровообращения у здоровых людей (табл. 16).
Таблица 16.
Типологические особенности регуляции церебральной гемодинамики

Примечание: уровень участия: +++ - высокий, ++ - умеренный, + - низкий,
0 - отсутствие.
Полученные в настоящей работе данные существенно дополняют и развивают представления об архитектуре функциональной системы оптимизации мозгового кровообращения (ФС ОМК). Ниже представлена возможная модель ФС ОМК человека в антиортостазе (рис. 12), построенная с учетом типологической специфики регуляции церебрального кровотока.
Типы церебрального кровообращения и варианты волемии головного мозга не тождественны. Нами не обнаружено четкого соответствия определенного типа и варианта друг другу. У взрослых людей с нормотоническим типом чаще встречается гиперволемический вариант церебрального кровообращения, в гипотоническом типе наиболее распространен гиповолемический вариант, а в гипертоническом типе - преобладают гипо- и гиперволемический варианты. У детей второго детства с нормотоническим типом встречаемость каждого варианта волемии приблизительно одинакова, в гипотоническом типе чаще встречаются нормоволемический и гиповолемический варианты, а в гипертоническом - преобладает гиповолемический вариант.

Рис. 12. Функциональная система оптимизации мозгового кровотока у здоровых людей в условиях антиортостаза.
Примечание: штриховой линией выделены механизмы, имеющие различия в типах и вариантах церебрального кровообращения.
Таким образом по мере взросления распределение вариантов волемии в типах церебрального кровообращения изменяется, что является следствием созревания основных гомеостатических систем организма человека (Осадшая Л.Б., 1997). Заслуживает внимания факт, что у людей с низким тонусом сосудов микроциркуляторного русла головного мозга часто выявляется гиповолемический вариант кровенаполнения церебрального бассейна. По-видимому, это является своеобразным компенсаторным механизмом, предотвращающим избыточный приток крови в регионарную капиллярную сеть за счет повышения тонуса крупных и средних артерий.
Распределение типов и вариантов церебрального кровообращения в типах системной гемодинамики неравномерно. У взрослых людей с эукинетическим типом чаще встречаются гипотонический тип, а также нормо- и гиповолемический варианты церебрального кровообращения. В гипокинетическом типе преобладают нормотонический тип и гиперволемический
вариант регионарного кровообращения. В гиперкинетическом типе чаще распространены нормотонический тип и гиповолемический вариант. Таким образом, у взрослых людей (в период стабилизации физиологических функций) обнаружена определенная взаимообусловленность типов системной гемодинамики и вариантов волемии головного мозга. При понижении инотропной и насосной функций сердца (в гипокинетическом типе) оптимальное кровоснабжение мозга осуществляется главным образом за счет уменьшения тонуса крупных и средних артерий региона. В условиях возрастания роли сердечного компонента регуляций системной гемодинамики (в гиперкинетическом типе) наблюдается обратная закономерность. Типологические признаки церебральной микроциркуляции имеют меньшую взаимосвязь с типологическими особенностями системной гемодинамики.
У детей второго детства взаимообусловленность типологических свойств церебрального кровообращения и типологических особенностей системной гемодинамики больше, чем у взрослых. В гипокинетическом типе наиболее часто встречается гипертонический тип церебрального кровообращения, а в гиперкинетическом типе, соответственно - гипотонический. По-видимому, механизмы ауторегуляции тонуса мелких резистивных артерий у детей второго детства, по сравнению со взрослыми недостаточно эффективны, функционально &ldquo-незрелы&rdquo-. Это обусловливает тесную прямую взаимосвязь общего периферического сосудистого сопротивления и тонуса резистивных артерий и артериол головного мозга. В то же время механизмы ауторегуляции тонуса крупных артерий региона у детей достаточно эффективны.
На основании изложенных фактов можно предполагать существование гетерохронности формирования механизмов регуляции тонуса крупных и мелких артерий головного мозга в процессе взросления человека. Эффективные механизмы регуляции тонуса крупных сосудов головного мозга формируются раньше, а тонкие механизмы регуляции микроциркуляции в тканях мозга достигают физиологического оптимума, соответственно, позже.
В последние годы внимание исследователей все чаще привлекают механизмы гормон-рецепторного взаимодействия на мембранах клеток резистивных сосудов различных органов (Muirhead E.E., Brooks B., Byers L.W., 1992- Vassanelli C., Menegatti G., Molinari J. et al., 1994- Schiffrin E.L., Deng L.Y., Sventek P. et al., 1996- Шустов С.Б. и др., 1997). Обнаружено, что у больных с пограничной артериальной гипертензией в зависимости от типа системной гемодинамики имеются особенности чувствительности рецепторов сосудистой стенки к некоторым гормональным факторам (Яковлев Г.М. и др. 1991- Craven P.A., De Rubertis F.R., 1991- Яковлев Г.М., Карлов В.А., 1992).
По-видимому, типологическая специфика церебрального кровообращения обусловлена особенностями распределения рецепторного аппарата эндотелия сосудов головного мозга, плотностью и чувствительностью эндотелиновых рецепторов регионарных микрососудов.
Результаты исследований типологических характеристик церебрального кровообращения у людей различного возраста позволяют сформулировать новые представления об аналитической физиологии регионарного кровообращения.
Основной задачей аналитической физиологии является систематизация сведений об исходной (выявляемой в условиях покоя) неоднородности регионарного кровообращения, на основании которых оказывается возможным прогнозирование его изменений при различных функциональных воздействиях на сердечно-сосудистую систему человека.
Аналитическая физиология изучает неоднородность регионарного кровотока человека с позиций методологии системного подхода, разработанного академиком П.К. Анохиным (1980). Методическим приемом аналитической физиологии является комплексный последовательный анализ типологических свойств органного кровотока и особенностей его вариантов. Основными этапами физиологического анализа вариабельности регионарного кровотока являются следующие (рис. 13):

1. Определение типа органного кровообращения человека. Тип регионарного кровообращения позволяет исследовать особенности механизмов регуляции регионарной микроциркуляции, определяющих специфику метаболического обеспечения органа в различных условиях жизнедеятельности человека. Классификатором типа регионарного кровообращения может являться параметр, характеризующий тонус сосудов микроциркуля- торного русла. Таким образом, тип регионарного кровообращения определяет адекватность снабжения тканей органа кровью.
2. Определение варианта волемии (суммарного пульсового кровенаполнения) органа. Определение варианта волемии позволяет исследовать особенности механизмов регуляции органного кровотока в целом, а также выяснить особенности взаимодействий системных и местных механизмов регуляции интенсивности регионарного кровотока. Классификатором варианта волемии может являться показатель, характеризующий регионарную фракцию кровообращения или тонус крупных артерий органа. Вариант волемии позволяет исследовать согласованность механизмов регуляции артериального притока крови в регион и ее венозного оттока.
3. Определение типа системной гемодинамики. Определение типа системной гемодинамики позволяет исследовать влияние изменений параметров системного кровообращения на органный кровоток.
4. Прогнозирование изменений регионарного кровообращения при функциональных воздействиях на организм человека с учетом типологических признаков органного кровотока и системной гемодинамики.

Рис. 13. Основные этапы типологического анализа регионарного кровообращения человека.
Полученные в настоящей работе данные позволяют с позиций системного подхода исследовать гетерогенность церебрального кровообращения, механизмов ауторегуляции тонуса регионарных сосудов, иерархического взаимосодействия факторов регуляции кровенаполнения головного мозга. Сформулированные представления о типах и вариантах церебрального кровообращения открывают новые перспективы углубленного изучения важнейших результатов деятельности сердечно-сосудистой системы человека и могут найти широкое применение в клинической практике.