CC BY
16
УДК 612.1:616-092.9
□ ИЗМЕНЧИВОСТЬ ГЕМОДИНАМИКИ В СОСУДАХ РАЗЛИЧНОГО ФУНКЦИОНАЛЬНОГО ТИПА У ЗДОРОВЫХ КРЫС
Кузнецов А.А., Терехов А.Д., Дементьева И.И., Малышев Д.Р, Гаранин Д.Р., Дукачев Д.В., Ветрова К. С., Халепо О.В., Баженов С.М.
Научные руководители - к.м.н., доц. Халепо О.В., к.м.н. Баженов С.М.
Смоленский государственный медицинский университет Россия, 214019, Смоленск, ул. Крупской, 28. 204_Kuznetsov_alexey@mail.ru - Кузнецов А.А.
Резюме. Взаимосвязь кровотока в сосудах крупного и среднего калибра и состояния периферического кровообращения, определяющего тканевой гомеостаз при увеличении нагрузки на орган, в условиях патологии, при расстройствах систем регуляции в настоящее время изучена недостаточно.
У здоровых лабораторных крыс породы Вистар под общим наркозом изучен кровоток в общей сонной, надглазничной артериях и системе периферического кровообращения методами высокочастотной ультразвуковой допплерографии и лазерной допплеровской флоуметрии в течение 10 суток. Экспериментальный подход позволил изучить взаимосвязь состояния гемодинамики в сосудах различного функционального типа.
Максимальная реактивность кровотока при изменении условий окружающей среды выявлена в сосуде компенсирующего типа. В динамике наблюдения изменялись показатели, характеризующие линейную, объемную скорость кровотока и периферического сосудистого сопротивления в общей сонной артерии. В сосудах резистивного типа гемодинамика была менее изменчивой, а состояние микроциркуляции и механизмов ее регуляции оставалось стабильным на протяжении всего периода исследования, что согласуются с литературными данными о наличии систем ауторегуляции на уровне периферического кровообращения.
Сочетанное использование двух высокотехнологичных методов оценки дистального кровотока позволило получить информацию, взаимно дополняющую друг друга, используя преимущества каждого из них.
Ключевые слова: лазерная допплеровская флоуметрия, ультразвуковая высокочастотная допплерография, микроциркуляция, гемодинамика, общая сонная артерия, надглазничная артерия.
□ VARIABILITY OF HEMODYNAMICS IN VESSELS OF VARIOUS FUNCTIONAL TYPES IN HEALTHY RATS
Kuznetsov A.A., Terekhov A.D., Dementieva I.I., Malyshev D.R., Garanin D.R., Dukachev D.V, Vetrova K.S., Khalepo O. V., Bazhenov S.M.
Scientific adviser - Ph.D., associate professor Khalepo O.V., Ph.D. Bazhenov S.M
Smolensk State Medical University
28, Krupskoy str, Smolensk, 214019, Russia
204_Kuznetsov_alexey@mail.ru - Kuznetsov A.A.
Abstract. The relationship between bloodflow in large and medium-sized vessels and the state of peripheral blood circulation, which determines tissue homeostasis with an increase in the load on the organ, in conditions of pathology, in disorders of the regulatory systems, is currently insufficiently studied.
In healthy laboratory Wistar rats under general anesthesia, blood flow in the common carotid, supraorbital arteries and the peripheral circulatory system was studied by high-frequency ultrasound Dopplerography and laser Doppler flowmetry for 10 days. The experimental approach allowed us to study the relationship between the state of hemodynamics in vessels of various functional types.
The maximum reactivity of the bloodflow under changing environmental conditions was found in a vessel of the compensating type. In the dynamics of observation, the parameters characterizing the linear, volumetric blood flow rate and peripheral vascular resistance in the common carotid artery changed. In the vessels of the resistive type, hemodynamics was less variable, and the state of microcirculation and its regulation mechanisms remained stable throughout the study period, which is
consistent with the literature data on the presence of autoregulation systems at the level of peripheral blood circulation.
The combined use of two high-tech methods for assessing distal blood flow allowed us to obtain information that complements each other, taking advantage of each of them.
Keywords: laser Doppler flowmetry, ultrasound high-frequency dopplerography, microcirculation, hemodynamics, common carotid artery, supraorbital artery.
Введение. Известно, что адаптация функционального состояния исполнительных органов и систем к их потребностям происходит прежде всего за счет изменения активности регуляторных влияний. Однако в условиях патологии приспособительные возможности организма могут снижаться, что создает угрозу гомеостазу [4].
Несмотря на структурно-функциональные особенности сосудов различного калибра, их состояние также обусловлено нейрогуморальными влияниями. Известно, что основной задачей гемодинамики является доставка крови в систему микроциркуляции и реализация на ее уровне транспортной функции крови, то есть резервные возможности периферического кровообращения могут позволить некоторое время компенсировать повышенные потребности органов и тканей при увеличении нагрузки на орган, в условиях патологии [6].
С другой стороны, в литературе имеются данные о механизмах ауторегуляции периферического кровообращения, например, в головном мозге, кожных покровах, которые позволяют поддерживать постоянство микрогемодинамики при изменении состояния кровотока в сосудах крупного и среднего калибра, расстройствах систем регуляции [7].
Однако взаимосвязь изменений кровотока в сосудах различного функционального типа изучена недостаточно, что и послужило целью нашего исследования.
Цель исследования. Сопоставить показатели гемодинамики в сосудах различного функционального типа у здоровых крыс в динамике наблюдения.
Материалы и методы. Исследование выполнено на 10 лабораторных крысах-самцах породы Вистар массой 250,7±5,4 г. Работа одобрена этическим комитетом СГМУ и выполнялась в соответствии с принципами гуманного обращения с подопытными животными, которые содержались в соответствии с санитарными правилами по устройству, оборудованию и содержанию вивариев.
У всех крыс под общим наркозом (премедикация 2% раствором ксилазина гидрохлорида «Ксила», наркоз «Золетил») методом высокочастотной ультразвуковой допплерографии (ВУЗДГ) с помощью аппарата Минимакс-допплер-К (ООО СП Минимакс, Россия) изучали состояние гемодинамики в общей сонной, надглазничной артериях, которые относятся соответственно к сосудам компенсирующего и резистивного типа, и дистальный кровоток в области 4 пальца правой задней конечности [5].
В каждом случае оценивали количественные характеристики допплеровского спектра: максимальную систолическую скорость по кривой средней скорости (Vas), среднюю линейную скорость кровотока по кривой средней скорости (Vam), максимальную систолическую объемную скорость по кривой средней скорости (Qas), среднюю объемную скорость по кривой средней скорости (Qam), показатель степени стеноза артерии (STI) и пульсаторный индекс (PI) [1].
Методом лазерной допплеровской флоуметрии (ЛДФ) с помощью аппарата ЛАКК-М (НПП Лазма, Россия) было изучено состояние микроциркуляции в кожных покровах предварительно эпилированной области наружной поверхности правого бедра. Оценивали показатели, характеризующие состояние перфузии: показатель микроциркуляции (М), среднеквадратичное отклонение показателя микроциркуляции (g) и коэффициент вариации (Кв), дающие информацию о вазомоторной активности микрососудов [2].
Вейвлет-преобразование допплерограмм позволило оценить максимальную амплитуду колебаний кровотока в диапазоне эндотелиальных (АтахЭ), нейрогенных (AmaxH) и миогенных (АтахМ) колебаний, а также относительные показатели нейрогенного (НТ), миогенного (МТ) и эндотелиально-зависимого компонента тонуса (ЭЗКТ), характеризующие, в соответствии с литературными данными, локальные механизмы контроля, и максимальную амплитуду колебаний в
диапазоне дыхательных экскурсий (АтахД) и кардиоритмов (AmaxC), отражающие состояние пассивных механизмов регуляции микроциркуляции. [3].
Повторное изучение состояния кровотока в общей сонной и надглазничной артериях и в системе периферического кровообращения проводили на 1,3,7,10 сутки.
Статистическую обработку результатов проводили с помощью компьютерной программы StatSoft «Statistica 10.0» с использованием параметрических (t-критерий Стьюдента) и непараметрических (критерий Манн-Уитни) статистических параметров.
Результаты. Полученные результаты свидетельствуют, что максимальная изменчивость состояния кровотока у здоровых животных в динамике наблюдения выявлена в общей сонной артерии. Обнаружено, что на 1 сутки Vas и Vam оказались больше исходных значений соответственно в 2,4 и в 2,6 раза (p<0,05 в обоих случаях). Показатели, отражающие объемную скорость кровотока, Qas и Qam также превышали исходные значения соответственно в 2,4 и 2,7 раза (p<0,05 в обоих случаях). Подчеркнем, что в этот срок исследования величина STI, характеризующая периферическое сосудистое сопротивление, стала меньше исходных показателей на 7% (p<0,05).
На 3 сутки динамика показателей кровотока в общей сонной артерии здоровых крыс сохранялась: Vas и Vam оставались больше исходных значений в 2,3 и в 2,5 раза соответственно, а Qas и Qam - в 2,6 и в 2,9 раза соответственно (p<0,05 во всех случаях).
В последующие сроки все изученные показатели гемодинамики в общей сонной артерии статистически значимо не различались с исходным уровнем.
Можно предположить, что выявленные в динамике наблюдения различия кровотока в общей сонной артерии здоровых животных отражают адаптационные реакции и связанны, прежде всего, с изменениями сердечной деятельности.
Результаты изучения кровотока в надглазничной артерии здоровых животных показали, что гемодинамика в ней была значительно более стабильна, чем в общей сонной артерии: статистически значимых различий в динамике наблюдения выявлено не было, обнаружена лишь тенденция к снижению показателей линейной и объемной скорости кровотока и увеличению периферического сосудистого сопротивления.
Изучение состояния дистального кровотока у здоровых животных показало его наибольшую стабильность, по сравнению с гемодинамикой в сосудах другого функционального типа. Лишь на 7 сутки показатель PI в системе регионарного кровообращения превысил исходные значения на 62% (p<0,05).
Результаты изучения периферического кровообращения и механизмов его регуляции у здорового животного метода ЛДФ свидетельствуют, что уровень перфузии в системе микроциркуляции не изменялся в динамике наблюдения. Выявлено снижение g, характеризующего вазомоторную активность микрососудов, на 3 и 10 сутки соответственно на 29% и 45% по сравнению с исходными значениями (p<0,05 в обоих случаях). Состояние центральных механизмов регуляции микрогемодинамики оставалось стабильным во все сроки исследования.
Среди локальных механизмов контроля микрогемодинамики на 10 сутки выявлено нарастание вклада нейрогенных влияний: НТ оказался на 46% меньше исходных значений (p<0,05). В этот срок исследования обнаружено уменьшение AmaxЭ на 34 % (p<0,05), что свидетельствует о снижении роли функциональной активности эндотелия в поддержании микрососудистого тонуса, что может быть связано с неблагоприятным влиянием наркоза на здоровых животных в динамике наблюдения.
Таким образом, максимальная изменчивость гемодинамики у здоровых животных, выявленная в общей сонной артерии, свидетельствует о большей реактивности кровотока в сосудах компенсирующего типа при изменении условий окружающей среды, а состояние системы микроциркуляции оставалось стабильным на протяжении всего периода исследования. Полученные результаты согласуются с данными литературы о наличии систем ауторегуляции на уровне периферического кровообращения. Подчеркнем, что результаты изучения дистального кровотока с помощью двух методов исследования, основанных на различных физических принципах, позволили получить информацию, взаимно дополняющую друг друга, используя преимущества каждого из двух методов.
Литература
1. Гирина М.Б., Петрищев Н.Н. Области применения высокочастотной доплерографии в медицине //Регионарное кровообращение и микроциркуляция. - 2007. - Т. 6. - №. 1. - С. 43-50.
2. Крупаткин А.И., Сидоров В.В. Лазерная доплеровская флоуметрия микроциркуляции крови. Руководство для врачей. - М.: ОАО «Издательство «Медицина», 2005. - 256 с.
3. Крупаткин А.И., Сидоров В.В. Функциональная диагностика состояния микроциркуляторно-тканевых систем: колебания, информация, нелинейность: руководство для врачей. - М: Либроком, 2013. - 496 с.
4. Леонова Е.В. Патологическая физиология мозгового кровообращения. - Мн: БГМУ, 2007. - 43 с.
5. Ноздрачев, А.Д. Анатомия крысы (Лабораторные животные) / А.Д. Ноздрачев, Е. Л. Поляков. - СПб.: Лань, 2001. - 464 с.
6. DeFily D. V., Chilian W. M. Coronary microcirculation: autoregulation and metabolic control //Basic research in cardiology. - 1995. - Т. 90. - №. 2. - С. 112-118.
7. Strain W.D., Adingupu D.D., Shore A.C. Microcirculation on a large scale: techniques, tactics and relevance of studying the microcirculation in larger population samples //Microcirculation. - 2012. - Т. 19. - №. 1. - С. 37-46.
