Особенности внутрисердечного и внутриорганного кроватока при избранных позах человека

Особенности внутрисердечного и внутриорганного кроватока при избранных позах человека

Время чтения 11:12

Работа выполнена на кафедре общей физиологии

Санкт-Петербургского Государственного Университета.

Научный руководитель: академик А.Д. Ноздрачев

Официальные оппоненты:

д.м.н., с.н.с. Л.И.Осадчий, д.м.н., проф. Н.П.Ерофеев

Ведущее учреждение: Военно-медицинская Академия, Санкт-Петербург.

Защита состоится "___" __________ 1999 г. в ____ часов

на заседании Диссертационного совета К 063.57.09 по защите диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук в Санкт-Петербургском Государственном Университете по адресу 199034, Санкт-Петербург, Университетская наб., 7/9 (ауд.90).

С диссертацией можно ознакомиться в Научной библиотеке им.А.М.Горького Санкт-Петербургского Государственного Университета

Автореферат разослан "___" _________ 1999 г.

Ученый секретарь

Диссертационного совета

кандидат биологических наук Р.И.Коваленко


Общая характеристика работы

Актуальность проблемы

Гемодинамические эффекты постуральных реакций человека изучаются на относительно ограниченном наборе условно стандартных изменений положения тела, которые можно было бы суммировать в следующем виде:

1. Активный переход из положения лежа в положение стоя ("ортостатическая проба").

2. Пассивные наклоны на поворотном столе из горизонтального положения лежа на спине на различные углы головой вверх (пассивный ортостаз).

3. Пассивный поворот на различные углы головой вниз (пассивный антиортостаз).

Наибольшее число работ по постуральным изменениям посвящено именно этим трем типам изменений положения тела, прежде всего благодаря их известному прикладному значению в диагностике ортостатической неустойчивости и в исследованиях влияния моделированной невесомости на организм человека (Осадчий Л.И. с сотр. 1997, Arbeille P. et al. 1995, 1996, Buckey JC. Jr. et al. 1996, Jellema W.T. et al. 1996, Lacolley P.J. et al. 1993, Madsen P. et al. 1995, Ruiz G.A. et al. 1996, Zhang R. et al. 1997). Таким образом, можно констатировать, что постуральные реакции иных возможных положений тела человека изучены в значительно меньшей степени. С этой оговоркой рассматриваемые изменения положения тела могут быть дополнены еще двумя вариантами:

4. В положении лежа на спине изучались повороты на правый или левый бок

5. Активный переход из положения лежа в положение сидя или "частичный ортостаз"

Разумеется, этот дополненный перечень из пяти условно стандартных основных изменений положения тела можно было бы продолжить дальше, но, по нашей оценке, перечисленные пять позиционных изменений составляют предмет подавляющего большинства исследований, посвященных изучению постуральных реакций человека и животных (Осадчий Л.И. 1982).

Таким образом, можно сделать вывод, что на сегодняшний день другие возможные изменения положения тела человека практически не исследованы. А между тем, гемодинамика при прочих постуральных изменениях может дать результаты, существенно отличающиеся от гемодинамических эффектов уже изученных положений тела.

По нашему глубокому убеждению в области гемодинамических эффектов постуральных реакций открываются многообещающие перспективы для исследования новых, ранее недостаточно или совсем не изученных изменений положения тела.

Цель и задачи исследования

В качестве объекта исследования мы выбрали ряд специфических поз тела, известных как позы восточной оздоровительной системы хатха-йоги (санскрит: асана - "поза тела").

Соответственно, мы провели исследования внутрисердечного кровотока при различных вариантах активного антиортостаза - стойки на голове (рис. 1), известной в хатха-йоге как сиршасана, и стойки на лопатках (рис. 2), известной в хатха-йоге как сарвангасана (Минвалеев Р.С. с сотр. 1996). Мы также наблюдали значительные качественные изменения внутрипеченочного кровотока при йоговском упражнении - позы "плуга" (рис. 3), или халасаны (Минвалеев Р.С. с сотр. 1998), и внутрипочечного кровотока при исполнении позы "кобры" (рис. 4) бхуджангасаны (Минвалеев Р.С. с сотр. 1999).

Основная цель настоящей работы заключалась в изучении гемодинамических реакций специфических поз тела, отличающихся от стандартных, как правило, пассивных постуральных изменений значительными и весьма активными специфическими мышечными усилиями (упражнения из практики хатха-йоги). Причем для каждой конкретной позы мы выдвинули соответствующие гипотезы о возможном фокусе действия этих специфических поз тела, связанными, прежде всего, с известными терапевтическими эффектами упражнений хатха-йоги (Ebert D. 1986).

Рис.1 Сиршасана или стойка на голове

Рис.2 Сарвангасана или стойка на плечах

Рис.3 Халасана или поза плуга

Рис.4 Бхуджангасана или поза кобры

В работе ставились следующие задачи:

1. Выявить количественные и качественные изменения внутрисердечного и внутриорганного кровотока в ответ на специфические позы тела человека, известных как упражнения хатха-йоги сиршасана, сарвангасана, халасана и бхуджангасана.

2. Для антиортостатических поз хатха-йоги (сиршасана и сарвангасана) оценить изменения диастолической функции сердца по скоростным параметрам потока крови через митральное отверстие в фазу диастолы в условиях повышенной преднагрузки объемом крови.

3. Выявить гемодинамические различия между двумя вариантами активного антиортостаза (сиршасана и сарвангасана), а также в сравнении с известными данными, полученными при пассивном антиортостазе.

4. Для позы "плуга" (халасана) и позы "кобры" (бхуджангасана) оценить количественные и качественные постуральные изменения притока и, в особенности, венозного оттока крови от паренхиматозных органов (печени и почек, соответственно).

Научная новизна работы

Под постуральными изменениями в литературе понимают весьма ограниченный набор вариантов положений тела человека (и животных), за пределами которого остается все многообразие "иных" положений тела. При этом было недостаточно изучено влияние специфического паттерна мышечных напряжений, участвующих в поддержании (и формировании) различных специфических поз тела. В нашей работе неинвазивно методом допплерэхографии были изучены особенности внутрисердечного кровотока при различных вариантах активного антиортостаза (стойка на голове, известная в упражнениях хатха-йоги как сиршасана, и стойка на лопатках, или сарвангасана) и внутриорганного кровотока при таких специфических позах тела как халасана (поза "плуга") и бхуджангасана (поза "кобры"). Судя по доступной нам литературе, этот материал рассматривается впервые.

Установлено, что два различных варианта активного антиортостаза (стойка на голове, или сиршасана, и стойка на лопатках, или сарвангасана) несмотря на внешне одинаковые гидростатические условия, существенно различаются между собой по показателям диастолического наполнения левого желудочка сердца.

Впервые обнаружен феномен исчезновения венных пульсаций от паренхиматозных органов (печени и почек) при позах "плуга" (халасана) и "кобры" (бхуджангасана) вплоть до формирования "гладкой" эхографической кривой скорости венозного кровотока при правильной технике выполнения этих упражнений. При этом в литературе по ультразвуковой диагностике такого рода монофазный венозный отток от паренхиматозных органов рассматривается как "ненормальный", что используется в клинике как один из диагностических признаков патологического процесса в паренхиматозных органах, прежде всего, в печени (Берестень Н.Ф. 1991, Bolondi L. et al. 1991, 1991, Ueno S. et al. 1996, Gorka W. et al. 1997, Hamato N. et al. 1997, 1997). Наши исследования показали, что такого рода изменения венозного кровотока могут наблюдаться и при исходном "нормальном", пульсирующем венозном оттоке от здорового паренхиматозного органа при специфических позах тела.

Теоретическая значимость работы

Полученный материал по антиортостатическим позам тела существенно расширяет представления о внутрисердечной гемодинамике при этих положениях тела. Представленные в работе экспериментальные данные по постуральным изменениям внутриорганного кровотока вносят существенный вклад в понимание моторно-висцеральных взаимодействий (Могендович М.Р. 1972) при специфических паттернах напряжения мышц, сопровождающих исследуемые избранные позы человека.

Практическая значимость работы

Объектом наших исследований были упражнения древней оздоровительной системы (асаны хатха-йоги) с известными терапевтическими эффектами (Ebert D. 1986), физиологические механизмы которых мы и постарались вскрыть.

Получены предварительные данные о терапевтическом действии халасаны, когда исходно измененный монофазный печеночный отток (у пациентки с перенесенным гепатитом в анамнезе) сразу после выполнения позы "плуга" (халасаны) восстанавливался до трехфазного. Соответственно для бхуджангасаны получены предварительные результаты, говорящие о том, что исходно измененный венозный отток от почек восстанавливается после выполнения позы "кобры" (бхуджангасаны).

Апробация работы

Основные положения диссертации доложены и обсуждены на XXXIII Международном конгрессе Физиологических наук (Санкт-Петербург, 30 июня - 5 июля 1997); на Международном семинаре "Traditional Medicine: Theoretical and Practical Aspects" (Улан-Удэ, 8-10 сентября 1998); на Международной научно-практической конференции "Курорты и оздоровление" (Санкт-Петербург, 21-22 апреля, 1999)

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, методического раздела, трех экспериментальных глав, каждая с соответствующим обзором литературы и методической частью, заключения и выводов; изложена на 118 страницах, иллюстрирована 22 рисунками, 7 таблицами. Список цитированной литературы содержит 237 источников, из них 163 иностранных авторов.

Глава I. Внутрисердечный кровоток при антиортостатических позах тела

Материал и методы

Были обследованы 15 здоровых лиц (7 мужчин и 8 женщин), в возрасте от 19 до 42 лет. Критерием для отбора в группу являлась способность стоять на голове. Кроме того, для сравнения использованы ранее полученные результаты проведения пробы со вставанием из горизонтального положения на левом боку у 16 женщин, в возрасте от 18 до 35 лет.

Исходные показатели фиксировали в горизонтальном положении лежа на спине, после чего испытуемые принимали позу сиршасана (стойка на голове) (рис.1). Затем опять в лежачем положении повторно измерялись исходные показатели, вслед за этим эхокардиографическое исследование проводилось во время исполнения сарвангасаны (стойка на лопатках) (рис.2).

HITACHI EUB-525

Ультразвуковое исследование сердца проводили с помощью эхокамеры HITACHI EUB-525 (Япония). Использовали секторальный датчик с частотой сканирования 2,5 Мгц. Показатели внутрисердечного кровотока оценивали методом импульсной допплерографии. Полученные результаты были статистически обработаны, значимость изменений отдельных параметров оценивали по t-критерию Стьюдента для парных связанных выборок. Полученные результаты были подвергнуты также корреляционному и факторному анализу, с помощью пакета прикладных программ STATGRAPHICS.

Результаты и их обсуждение

Увеличение преднагрузки на левые камеры сердца в стойке на голове приводило к значительному нарастанию скорости раннего диастолического наполнения левого желудочка (E - от 78,7±2,7 до 112,3±3,8 см/с на вдохе, p<0,001). Скорость кровотока в систолу предсердия (А) менялись незначительно. Переход в стойку на голове приводил к резкому укорочению периода изоволюмического расслабления левого желудочка (IVRT - с 77,9±1,9 мс в положении лежа до 52,8±2,1 мс в стойке на голове, p<0,001) и незначительному приросту ЧСС.

В отличие от стойки на голове у всех лиц, выполнявших стойки на лопатках, наблюдалось значительное учащение сердечных сокращений (ЧСС - до 88,1±2,8 уд/мин, p<0,001); Е и IVRT увеличивались в меньшей степени, чем в стойке на голове (p<0,001); возрастала и минимальная скорость в период медленного диастолического наполнения левого желудочка (MDV). Вставание на ноги из горизонтального положения (ортостатическая проба) вызывало вместе с нарастанием ЧСС падение Е, достоверное уменьшение соотношения Е/А, увеличение MDV.  

Методами корреляционного и факторного анализа определено, что объем диастолического наполнения в наибольшей степени влияет на Е (прямая зависимость) и IVRT (обратная зависимость); с ЧСС максимально и прямо коррелирует MDV. Относительно меньшее, чем в стойке на голове, нарастание преднагрузки при выполнении стойки на лопатках, связано с приемом джаландхара-бандха - давлением подбородком на щитовидную железу, оказывающим положительное хронотропное влияние на сердце.

Глава II Постуральные влияния на кровоток в печени

Материал и методы

Материалы работы основаны на обследовании 33 человек (из них 24 женщины) средний возраст которых 35,8 года (18 - 55 лет), обученных выполнению халасаны (позы "плуга") (рис.3). Обследованные лица имели различный стаж занятий йогой. Работа проведена в два этапа: в первой группе исследовался артериальный приток крови в печень, а во второй - венозный приток и отток крови.

Использовались эхо-камеры НITACHI EUB - 525 (Япония) и KONTRON “Sigma - 44” (Франция) и датчики для абдоминальных исследований с частотой сканирования 3,5 МГц. Неинвазивно методом пульсирующе-волновой допплерографии определяли кровоток в правой печеночной вене, правой ветви собственной печеночной артерии и правой ветви воротной вены печени. При этом использовался боковой доступ из правого фланга живота, а также через межреберье по правой передней линии. Правый доступ был применен как единственно возможный в момент выполнения позы "плуга". Используя одну и ту же глубину размещения контролируемого объема зондирующего луча у каждого исследуемого, добивались регистрации кровотока перед асаной в горизонтальном положении на спине, далее во время выполнения позы и, наконец, сразу после выхода из нее в одном и том же участке обследуемого сосуда. Это условие соблюдалось в целях получения сравнимых параметров кровотока.

Статистическая обработка проведена с помощью пакета прикладных программ STATGRAFICS, достоверность измерений оценивалась по t-критерию Стьюдента для связанных выборок.

Результаты и их обсуждение

В правой ветви собственной печеночной артерии при халасане был снижен пульсовой кровоток, а минутный был на том же уровне, что и до асаны. Кровоток по воротной вене также не изменялся. Таким образом, минутное кровенаполнение печени в ходе данной пробы не изменялось. Однако венозный отток в момент правопредсердной систолы разительно видоизменился. Так, если до начала упражнения у 21 исследуемого наблюдался частичный возврат крови в печень в систолу правого предсердия (Va положительна - 12,0±1,1 см/с), то во время упражнения средняя величина линейного кровотока в этой фазе оказалась отрицательной (-1,6±4,2 см/с, p<0,01), то есть кровоток приобрел монофазный характер. Таким образом, у лиц, технически наиболее качественно исполнявших асану, выявлен феномен "сглаживания" эхографической кривой скорости кровотока в печеночных венах (рис.5). Учитывая технические особенности халасаны (рис.3), когда суть упражнения фактически заключается в уменьшении объема брюшной полости и механическом давлении на печень, мы склонны думать, что пульсирующий и монофазный печеночный венозный кровоток переходят друг в друга по мере нарастания внутрипеченочного обжатия собственных печеночных вен органа. Аналогичное уменьшение пульсаций было зафиксировано при выполнении пробы Вальсальвы, т.е. при повышении внутрибрюшного давления (Abu-Yousef M.M. 1992). Иными словами, повышение трансмурального давления в печеночных венах уменьшает венную пульсацию, в результате чего и формируется "гладкая" эхографическая кривая венозного оттока на выходе из печени.

Особенности внутрисердечного и внутриорганного кроватока при избранных позах человека

Рис.5. Развитие непульсирующего монофазного печеночного венозного оттока во время халасаны: слева - исходное состояние, справа - во время выполнения упражнения.

Зарегистрирован терапевтический эффект халасаны, когда исходно измененный монофазный печеночный отток (у пациентки с перенесенным гепатитом в анамнезе) сразу после халасаны восстанавливался до нормального, трехфазного с частичным возвратом крови в печень во время систолы правого предсердия (восстановление венного пульса, характерного для здоровой печени).

Глава III. Постуральные влияния на кровоток в почках

Материал и методы

Работа проводилась в три этапа. На первом этапе были обследованы 9 человек (из них 7 женщин) 20 - 45 лет, обученных выполнению позы "кобры" (бхуджангасана, рис.4).

Использовался задний доступ для сканирования левой почки. С помощью эхо-камеры НITACHI EUB - 525 (Япония) методом цветного допплеровского картирования регистрировался кровоток в междолевых артериях левой почки в исходном состоянии (лежа на животе), в момент выполнения позы и сразу после нее. Затем у 10 человек (из них 8 - женщины в возрасте 20 - 50 лет) фиксировался кровоток в восходящей аорте из загрудинного доступа при выполнении той же позы. В этом случае регистрировали только индекс минутного интеграла скорости, рассчитываемого по формуле Flow/BSA=FVI*ЧСС/BSA (см/минґм?), где ВSA - body surface area - площадь поверхности тела. В работе мы отказались от традиционного расчета объемного кровотока в аорте, так как встретились с большими затруднениями при измерении ее диаметра.

На последнем этапе определялось действие позы "кобры" на венозный отток от почки. Для этого контролируемый объем допплеровского сигнала помещали в почечную вену на уровне ворот почки в исходном горизонтальном положении лежа на животе, во время выполнения позы "кобры" и сразу после ее завершения в горизонтальном положении. Таким образом, обследованы 22 человека (среди них 14 женщин, возраст 26 - 63 года). Центральная и венозная гемодинамика изучались с помощью эхокамеры KONTRON “Sigma - 44” (Франция) под контролем цветного картирования кровотока.

Статистическая обработка проведена с помощью пакета прикладных программ STATGRAFICS, достоверность измерений оценивалась по t-критерию Стьюдента для связанных выборок.

Результаты и их обсуждение

У всех испытуемых при позе "кобры" (бхуджангасане) падал минутный сердечный выброс в восходящую аорту. При этом пульсовой кровоток по междолевым артериям почек также уменьшился, и, в итоге, минутное кровенаполнение оставалось стабильным. Отток по почечной вене, фиксируемый на уровне ворот органа, менялся в сторону достоверного возрастания в фазу систолы правого предсердия (с -4,5±1,4 до -10,2±1,2 см/c, p<0,01) вплоть до полного сглаживания скоростного спектра, что по нашей оценке аналогично разительным изменениям венозного оттока в печени при халасане. Получены предварительные данные о том, что патологически измененный монофазный почечный венозный кровоток после позы "кобры" восстанавливает свои нормальные пульсации.

Общее заключение

Наши исследования показали, что активный переход из положения лежа на спине в положение вниз головой (антиортостатические асаны хатха-йоги) вызывает значительные изменения трансмитрального диастолического кровотока, которые хотя и не отличаются существенно от аналогичных пассивных поворотов головой вниз (Downes T.R. et al. 1990, Kmetzo J.J. et al. 1991), но обнаруживают значительные различия между двумя вариантами активного антиортостаза.

Еще более мощные, и при этом имеющие весьма специфический характер, мышечные усилия сопровождают две другие исследованные нами позы хатха-йоги (халасана и бхуджангасана). Вопреки ожиданиям мы не обнаружили существенных количественных изменений перфузии паренхиматозных органов (соответственно, печени и почек) при выполнении этих упражнений. Однако нами выявлены разительные качественные изменения венозного оттока от этих органов в момент кульминации правильного выполнения исследуемых поз тела, т.е. на максимуме напряжения соответствующих мышц. Если в исходном положении у здоровых лиц в характере венозного оттока от печени и почек наблюдается различной степени венная пульсация, то в момент выполнения упражнений отток по венам становится монофазным, вплоть до "гладкой" эхографической кривой скорости потока, что является следствием повышения трансмурального давления в венах печени и почек при повышении внутрибрюшного давления. Интересно, что подобная картина наблюдается при ряде патологий затрагиваемых паренхиматозных органов, когда причиной внутриорганного обжатия вен является тот или иной патологический процесс.

Изложенное позволяет сформулировать следующее положение. С помощью специфических поз тела из практики хатха-йоги можно смоделировать монофазный венозный кровоток, обычно регистрируемый при патологических процессах в паренхиматозном органе. И наоборот, единичные случаи исходно монофазного венозного оттока, также связанные с наличием патологического процесса в анамнезе, сразу после выполнения соответствующей асаны обнаруживают восстановление венных пульсаций, характерных для здорового органа.

Выводы

1. Ряд специфических поз тела человека, известных как упражнения хатха-йоги сиршасана, сарвангасана, халасана и бхуджангасана, сопровождаются значительными количественными и качественными изменениями системного и периферического кровообращения.

2. Колебания преднагрузки, вызываемые вставанием человека из горизонтального в вертикальное положение на ноги (ортостатическая проба) или перевернутое положение головой вниз (антиортостатические позы хатха-йоги - сиршасана и сарвангасана) значительно изменяют трансмитральный кровоток. Параметром трансмитрального кровотока, в наибольшей степени зависящем от количества притекающей к левому желудочку крови, является максимальная скорость кровотока в раннюю диастолу. С преднагрузкой на левые камеры сердца также сильно отрицательно взаимосвязана длительность изоволюмического расслабления левого желудочка.

3. В отличие от стойки на голове (сиршасана) стойка на лопатках с прижатием подбородка к грудине (сарвангасана) сопровождается учащением сердечных сокращений и относительно более низким, чем при сиршасане, диастолическим наполнением левого желудочка, хотя гидростатические условия обеих этих поз, на первый взгляд, кажутся одинаковыми. Этот гемодинамический эффект, возможно, вызван прижатием подбородка к грудине (джаландхара-бандха) во второй позе, при которой сдавливается щитовидная железа.

4. При выполнении специфического упражнения поза "плуга" (халасана) минутное кровенаполнение печени через печеночную артерию и воротную вену не меняется. В условиях падения минутного объема кровообращения во время позы "кобры" (бхуджангасана) сохраняется стабильное артериальное кровоснабжение почек.

5. В позе "плуга" (халасана) у большинства лиц отток крови по печеночным венам вместо обычного трехфазного (с частичным возвратом крови в печень) становится монофазным непульсирующим или пульсирующим двухфазным. Равным образом, поза "кобры" (бхуджангасана) приводит к достоверному увеличению линейной скорости кровотока в фазу правопредсердной систолы в почечных венах, что вызывает уменьшение или полное исчезновение в них пульсаций крови.

6. Зарегистрирован терапевтический эффект халасаны, когда исходно измененный монофазный печеночный отток (у пациентки с перенесенным гепатитом в анамнезе) сразу после халасаны восстанавливался до трехфазного. Соответственно для бхуджангасаны получены предварительные результаты, говорящие о том, что исходно измененный венозный отток от почек восстанавливается после выполнения позы "кобры".

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1) Минвалеев Р.С., Кузнецов А.А., Ноздрачев А.Д., Лавинский Х.Ю. Особенности наполнения левого желудочка сердца при перевернутых позах человека // Физиология человека, 1996, т.22, №6, с.27-34.

2) Минвалеев Р.С., Кузнецов А.А., Ноздрачев А.Д. Как влияет поза тела на кровоток в паренхиматозных органах? Сообщение I. Печень // Физиология человека, 1998, т.24, №4, с.101-107.

3) Минвалеев Р.С., Кузнецов А.А., Ноздрачев А.Д. Как влияет поза тела на кровоток в паренхиматозных органах? Сообщение II. Почки // Физиология человека, 1999, т.25, №2 с. 92-98.

4) Minvaleev R.S., Kuznetsov A.A. Postural impacts on the intracardiac and intraorganic blood flow in human // XXXIII International Congress of Physiological Sciences, June 30 - July 5 1997, St.Petersburg, 1997, P070.18.

5) Minvaleev R.S., Kuznetsov A.A. Intracardiac and intraorganic blood flow during hatha-yoga practice // Traditional Medicine: Theoretical and Practical Aspects, September 8-10, 1998, Ulan-Ude, 1998, p.88.

6) Минвалеев Р.С., Кузнецов А.А. Постуральные влияния на внутрисердечный и внутриорганный кровоток при асанах йоги // Международная научно-практическая конференция "Курорты и оздоровление", 21-22 апреля, 1999, СПб, 1999, с.49-50.

Обязательно поделись

этим