Опубликована статья в Journal of Thermal Biology

В Journal of Thermal Biology опубликована новая статья «Phase inversion of skin temperature oscillations under the influence of local heating» д.ф.-м.н. Родиона Александровича Степанова и к.ф.-м.н. Сергея Юрьевича Подтаева.

Stepanov R., Podtaev S. Phase inversion of skin temperature oscillations under the influence of local heating. Journal of Thermal Biology. 2025. V. 131. Article no. 104200.

Система микроциркуляции крови — важнейшее звено сердечно-сосудистой системы, в котором происходят обменные процессы. Микрососуды пронизывают абсолютно все органы и ткани человека. Нарушение микроциркуляции крови развивается при ряде патологий и системным образом проявляется в организме. Кожа человека является одним из наиболее доступных органов, поэтому развитие методов оценки системы состояния кожной микроциркуляции вызывает значительный интерес. Во всем мире создаются новые инструментальные методы исследования этой системы. В ИМСС УрО РАН совместно с компанией ФМ «Диагностика» был проведен цикл исследований, в результате которого была предложена методика прецизионной термометрии. В основу метода легло изучение реакции кожной температуры на физиологические тесты. Одним из таких тестов является нагрев участка ткани, который вызывает локальное увеличение кровотока.

При локальном нагреве соотношение между кожным кровотоком и колебаниями температуры кожи позволяет оценить функцию микрососудов и их регуляцию. Важно, что динамика кожной температуры определяется как кожным кровотоком, так и механизмами теплопередачи в биологических тканях. В опубликованной работе изучено изменение фазы и амплитуды кожной температуры, вызванное локальным нагревом. Температуру кожи измеряли на ладонной поверхности дистальных фаланг указательного, среднего и безымянного пальцев левой руки. В первые 5 минут запись температуры производилась в нативных условиях, то есть нагреватель был выключен. После этого температура указательного пальца равномерно увеличивалась до температуры 40°С. В работе показано, что в нативных условиях амплитуды кожной температуры всех пальцев имеют почти одинаковые значения и скоррелированы между собой. Во время нагрева амплитуда колебаний кожной температуры указательного пальца сначала существенно уменьшается, но при переходе через 37°С восстанавливается с фазовой инверсией, т.е. с отрицательной корреляцией по отношение к двум другим пальцам.

Предложенная в работе математическая модель способна продемонстрировать данный эффект и обосновать его теоретическое объяснение. Впервые представленный подход позволил показать, что разность средней температуры кожи и крови модулирует амплитуду колебаний кожной температуры и задает сдвиг фазы. Основной вывод работы подчеркивает сложность задачи оценки микроциркуляции крови методами термометрии.

Подробнее в статье.