CC BY
26
черей // Вестник новых медицинских технологий. 2011. Т. 18, № 3. С. 248-250.
6. Певгова Г.Ю., Брюхина Е.В., Важенин А.В. Возрастная структура гиперпластических процессов молочных желез // Гинекология. 2004. № 5. С. 224-226.
7. Подзолкова Н.М., Коренная В.В. Онкопротек-тивные эффекты гормональных контрацептивов. Гинекология. 2012. Т. 14, № 1. С. 28-33.
8. Семиглазов В.Ф., Семиглазов В.В., Кле-цель А.Е. Неинвазивные и инвазивные опухоли молочной железы. СПб., 2006. 211 с.
9. Статистика злокачественных новообразований в России и странах СНГ в 2010 г. / Под редакцией М.И. Давыдова и Е.М. Аксель. М., 2012. 105 с.
10. Тонких О.С., Сотникова Л.С., Гергерт О.М., Эль-Акад Е.В., Оккель Ю.В., Драничникова О.С. Комплексное обследование женщин с доброкачественной дисплазией молочной железы на фоне ги-перпролактинемии. Бюллетень СО РАМН. 2013. Т. 33, № 5. С. 42-44.
11. Wolff A., Hammond M., Schwartz J. American Society of Clinical Oncology/College of American Pathologists guideline recommendations for human epidermal growth factor receptor 2 testing in breast cancer // J. Clin. Oncol. 2007. Vol. 25. P. 118-145.
References
1. Adamjan A.G., Shagiakhetova R.A. Periareolar Incision for the partial mastectomy. Khirurgiya. 1986;9:29-31. Russian.
2. Nasedkina TV, Gromyko OE, Emelyanova MA, Zasedatelev AS, Ignatova EO, Kuzubskaya TP, Port-noi SM, Lyubchenko LN. Genotyping of BRCA1, BRCA2, and CHEK2 germline mutations in Russian breast cancer patients using diagnostic biochips. Mole-kulyarnaya Biologiya. 2014;48(2):243-50. Russian.
3. Pavlov OG. Systemic effects of inherited predisposition to somatopatologii and medical and social factors on the course of pregnancy and birth outcomes [dissertation]. Tula (Tula region): VPO " Tula State University ."; 2006. Russian.
4. Pavlov OG. The influence of hereditary predisposition to somatopatologii and medical and social factors on the course of pregnancy and birth outcomes from the perspective of system analysis; Ed. N.M. Agarkova, V.G. Volkov. Kursk: Kursk State . Technical Univ; 2006. Russian.
5. Pavlov OG. Concomitant somatic pathology parents and their daughters reproductive function. Bulletin of new medical technologies. 2011;18(3):248-50. Russian.
6. Pevgova GU, Brjukhina EV, Vadgenin AV. Age structure of the hyperplastic processes of the mammary glands. Ginekologiya. 2002;5:224-6. Russian.
7. Podzolkova NM, Korennaya VV. Onkoprotek-tivnye effekty gormonal'nykh kontratseptivov. Gineko-logiya. 2012;14(1):28-33. Russian.
8. Semiglazov VF, Semiglazov VV, Kletsel AE. Noninvasive and invasive tumors of a mammary gland. St-Ptb, 2006. Russian.
9. Statistics of the malignant neoplasms in Russia and in the countries of UIS in 2010. Ed.: M.J. Davidov, E.M. Aksel, Moscow; 2012. Russian.
10. Tonkikh OS, Sotnikova LS, Gerget OM, El-Akad EV, Okkel YV, Dranichnikova OS. Complexinves-tigation of women with benign mammary dysplasia against the background of hyperprolactinemia. Byulle-ten' SO RAMN. 2013;33(5): 42-44. Russian.
11. Wolff A, Hammond M, Schwartz J. American Society of Clinical Oncology/College of American Pa-thologists guideline recommendations for human epidermal growth factor receptor 2 testing in breast cancer. J. Clin. Oncol. 2007;25:118-45.
УДК: 612.82-089.843-0.89.843 DOI: 10.12737/ 17025
НЕЙРОПЛАСТИЧНОСТЬ ЭМБРИОНАЛЬНОЙ ТКАНИ МОЗГА КРЫС ПРИ НАРУШЕНИИ ГЕМОДИНАМИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ
Г.Ш. ГАФИЯТУЛЛИНА, Я.А. ХАНАНАШВИЛИ
ГБОУ ВПО «Ростовский государственный медицинский университет» Минздрава России, Нахичеванский пер., 29, Ростов-на-Дону, Россия, 344022, e-mail: ggsh@aaanet.ru
Аннотация. Целью настоящего исследования явился анализ изменений локального мозгового кровотока, парциального напряжения кислорода (рО2) и характера регуляторных реакций микрососудов эмбрионального нейротрансплантата в динамике его приживления в зоне представительства вибрисс соматической коры мозга крыс-реципиентов. Эксперименты проведены на крысах линии Wistar, которым осуществляли гомотопическую аллотрансплантацию 17-дневной эмбриональной нервной ткани. В микроучастках эмбрионального нейротрансплантата имеет место неравномерность распределения локального мозгового кровотока и снижение его интенсивности по сравнению с ин-
тактной соматической коры контрольных крыс. В 4-месячном сроке после пересадки в эмбриональном нейротрансплантате устанавливается необходимый уровень гемодинамического и кислородного обеспечения, возрастает дилататорная способность микрососудов при осуществлении ими регуля-торных адаптивных реакций, направленных на регулирование кровотока в нервной ткани, о чем свидетельствует повышение амплитуды функциональной гиперемии и величины прироста парциального напряжения кислорода. В 8- и 12-месячном сроках после пересадки в эмбриональном нейротрансплантате происходит прогрессирующее снижение интенсивности кровоснабжения и эффективности вазодилатации микрососудов, что проявляется в уменьшении выраженности реакций локальной функциональной гиперемии и возрастания парциального напряжения кислорода, удлинении латентных периодов их формирования. Через 4 месяца после пересадки сохраняются уникальные свойства незрелой ткани, эмбриональный нейротрансплантат обладает протекторными свойствами, обеспечивая нейропластический эффект.
Ключевые слова: мозг, эмбриональный нейротрансплантат, локальный мозговой кровоток, парциальное напряжение кислорода.
NEUROPLASTICITY OF EMBRYONIC BRAIN TISSUE IN THE RATS AT HEMODYNAMIC
DISTURBANCE
G.SH. GAFIJATULLINA, YA.A. KHANANASHVILI
Rostov State Medical University, 29, Nakhichevansky Str., Rostov-on-Don, Russia, 344022, e-mail: ggsh@aaanet.ru
Abstract. The investigation was aimed to study of the local cerebral blood flow, partial pressure of oxygen (рО2) and the character of development of local vascular reactions at embryonic neurotransplant (ENT) through 4, 8 и 12 months after its transplantation into the barrel field of somatic recipient's rat brain cortex. In experiments, a homotopical allotransplantation 17-day embryonic nervous tissue was conducted in the Wistar rats. In microareas of embryonic neurotransplant there is an uneven distribution of local cerebral blood flow and decrease in intensity as compared with intact somatic cortex of control rats. A 4-month period after transplantation in the embryonic neuro-transplantation there is the desired level of hemodynamic and oxygen supply. Dilatatory ability of micro-vessels increases in the exercise of regulatory adaptive responses aimed at regulating the blood flow in nerve tissue, as evidenced by the increasing amplitude of functional hyperemia and magnitude of the increase of partial oxygen tension. After 8 and 12 months after transplantation, perfusion intensity and efficiency of ENT micro-vessels vasodilatation are decreased. The local functional hyperemia is reducing, the partial pressure of oxygen increases. 4 months after transplantation unique properties of immature tissue persist; ENT possesses protective properties and provides neuroplastic effect.
Key words: brain, embryonic neuro-transplant, local cerebral blood flow, partial pressure of oxygen.
Одним из важных направлений современной нейрофизиологии является исследование функциональных характеристик нервной ткани в процессе ее компенсаторно-пластической реорганизации. В присутствие эмбрионального нейротрансплантата (ЭНТ), оказывающего специфическое влияние на мозг реципиента, происходит коррекция метаболизма, феноти-пических нарушений функций, усиленное снабжение нервной ткани биологически активными веществами, восстановление сенсорных систем головного мозга реципиента [9,14]. Нейропластичность пересаженной ткани может быть связана со способностью нервной
системы восстанавливать свою утраченную функцию посредством качественных и количественных нейрональных перестроек, изменения межклеточных связей [11,16].
При этом важнейшим вопросом остается нейротрофический механизм действия пересаженной эмбриональной ткани, который не может быть описан традиционными методами оценки, и представляется как результат взаимодействия полифункциональных систем мозга и изолированных систем пересаженных нейронов. Послеоперационные эффекты нейротранс-плантации, являющие собой итог интеграции, связаны с компенсаторными возможностями
нейронов взрослого мозга, запуском новых механизмов регенерации, развитием метаболической кооперации клеточных систем донора и реципиента, а также нейропротекцией, определяемой как непрерывная адаптация нейрона к новым функциональным условиям гипоксии [12]. При этом существенная роль должна принадлежать восстановлению отдельных морфо-функциональных компонентов микроциркуля-торного русла, а также активации механизмов поддержания оптимального уровня кровотока [5,6,10]. В этой связи ЭНТ позволяет проанализировать в динамике ряд вопросов, связанных со становлением циркуляторно-
метаболического обеспечения пересаженных нервных клеток de novo, а также регуляцией кровотока в ткани коры головного мозга реципиента. Однако для эмбриональной нервной ткани не определены закономерности кровоснабжения и кислородного обеспечения, отсутствуют данные о характере реакций ее микрососудов. Для решения данных задач первостепенную значимость приобретает проблема оценки функционального состояния ней-ротрансплантата, обусловленного его приживаемостью, условиями жизнеспособности и влиянием на мозг реципиента. Не до конца выяснены и сроки жизнеспособности ЭНТ, особенно в случаях, когда речь идет о пересадке в функционально специфичные области мозга. Поскольку одним из инициальных факторов жизнеспособности ЭНТ и его интеграции с мозгом реципиента является кровеобеспечение, целью проведенного исследования явился анализ изменений локального мозгового кровотока (ЛМК), парциального напряжения кислорода (рО2) и характера регуляторных реакций микрососудов эмбрионального нейротрансплантата в динамике его приживления в зоне представительства вибрисс соматической коры (СК) мозга крыс-реципиентов.
Материалы и методы исследования. В работе представлены результаты исследований, выполненных в экспериментах на крысах-самцах линии Wistar массой 180-200 г, содержащихся в стандартных условиях вивария без ограничения доступа к воде и пище. Основную группу составили крысы с ЭНТ (n=51), исследования у которых осуществляли через 4, 8 и 12 месяцев после операции. Контрольная группа была представлена крысами с интактной СК
(n=54), возраст которых соответствовал возрасту крыс основной группы. Правила работы с лабораторными животными соответствовали Заключению Комиссии по биомедицинской этике РАН с учетом этических принципов, предлагаемых Европейским научным фондом (European Science Fundation), «Правилами проведения работ с использованием экспериментальных животных» Минздравсоцразвития, а также в соответствии с международными рег-ламентациями экспериментов на животных.
Крысам-реципиентам осуществляли алло-генную гомотопическую нейротрансплантацию [4,6]. Производили трепанацию теменной кости в области проекции СК, координаты которой соответствовали: АР=+2,0 мм; L=5,5 мм. Затем в коре формировали углубление, в которое помещали донорскую эмбриональную нервную ткань. Надрезали твердую мозговую оболочку и с помощью шприца со стеклопластиковым наконечником удаляли 1 мм3 серого вещества, формируя в коре углубление, в которое под микроскопическим контролем помещали донорскую эмбриональную нервную ткань. Производили костную аутопластику, ткани головы ушивали. Донорскую ткань получали от 17-дневных эмбрионов, у которых из зоны мозга, соответствующей СК, извлекали фрагмент нервной ткани, используемый в качестве им-плантата.
Регистрацию ЛМК и рО2 у наркотизированных кетамином крыс производили с применением стереотаксической техники. Для этого в кости черепа проделывали трепанационное отверстие, через которое имплантировали электрод. Область представительства вибриссы С1 в ЭНТ и СК контрольных крыс идентифицировали путем определения фокуса максимальной активности вызванного потенциала при адекватной сенсорной стимуляции вибриссы С1 (на контралатеральной к оперированному полушарию стороне) с помощью устройства, позволяющего осуществлять ее дозированное отклонение. Стимуляцию вибриссы проводили с частотой 1 Гц сериями продолжительностью 10 с. Отведение фокальных ответов осуществляли эпидурально от поверхности мозга монополярно, серебряными шариковыми электродами диаметром 200 мкм. Биопотенциалы регистрировали при помощи электрофизиологической установки УЭФПТ-5. Уста-
новленный фокус максимальной амплитуды вызванного потенциала, возникавшего с наименьшим латентным периодом, соответствовал корковой проекции вибриссы С1.
В идентифицированную зону ЭНТ и ин-тактной СК контрольных крыс на глубину 100 мкм имплантировали многоканальный блок электродов для синхронной регистрации локального мозгового кровотока и тканевого рО2. Показатели регистрировали с шагом 10 мкм по всей глубине трансплантата, для чего с помощью микроманипулятора погружали электрод, а глубину его расположения в нервной ткани определяли по показаниям микрометрического индикатора.
Для исследования ЛМК был использован ранее описанный метод электрохимической генерации Н2 с одновременным полярографическим определением тканевого напряжения Н2 [5,6]. Генерирующий платиновый электрод диаметром 30 мкм обеспечивал насыщение водородом участка ткани объемом 2 мм3. Величина тока генерации составляла 1 мкА, напряжение поляризации - 200 мВ. Измерительный платиновый электрод диаметром 10 мкм, удаленный на расстояние 30 мкм, служил для полярографического определения рН2 (поддерживаемое напряжение поляризации +0,29 В). Калибровку измерительного электрода проводили путем сопоставления его количественных значений и величины тока в измерительной электрической цепи. Динамическая регистрация интенсивности вымывания Н2 из участка мозга после ее предварительного насыщения позволяла качественно оценивать интенсивность кровоснабжения микроучастка мозга. Абсолютные количественные величины объемной скорости кровотока рассчитывали методом начального наклона. С этой целью к генерирующему электроду кратковременно прикладывалось напряжение для создания тока в генерирующей Н2 цепи величиной 2-5 мкА, что позволяло достигать необходимой для регистрации клиренса Н2 концентрации за 3-5 с. При этом регистрировали повышение напряжения Н2 в нервной ткани. Последующая подача исходного тока генерации в 1 мкА приводила к снижению рН2 в мозговой ткани. Формы кривых клиренса Н2 имели вид экспоненты. Далее с помощью пакета программ, анализируя последовательность координат, определяли вре-
мя, за которое начальное значение кривой клиренса снижалось в 2 раза (Т1/2), после чего осуществляли расчет по формуле: ЛМК=100-1-0,693: Т1/2 (мл/100г/мин), где 1 -коэффициент распределения Н2 в системе кровь-ткань, равный 1; Т1/2 - время (в мин.), за которое начальное значение кривой клиренса снижалось в 2 раза.
Регистрацию рО2 производили полярографическим методом, с использованием микроэлектродной техники. При этом измерительные платиновые электроды были электролитически заточены на конце до диаметра 10 мкм. Напряжение поляризации в измерительной цепи составляло - 0,68 В. Производили предварительную калибровку электрода путем измерения силы тока на его рабочей поверхности в 0,9% растворе NaCl с известным содержанием в нем рО2. Количественный уровень рО2 рассчитывали по величине диффузионного тока с помощью разработанной компьютерной программы.
Хлорсеребряные электроды сравнения для цепей измерения рН2 и рО2, а также референтный платиновый электрод для цепи генерации водорода помещали под кожу животного в область шеи. Для регистрации кровотока и тканевого рО2 использовали прибор «Физиоблок-01», выход которого соединяли через аналогово-цифровой преобразователь с компьютером. Сигналы обрабатывали с использованием усилителя напряжения при полосе пропускания 0,5-2500 Гц, с частотой дискретизации 1-15 КГц.
При исследовании характера развития реакций в ЭНТ и СК контрольных крыс в качестве адекватного сенсорного стимула использовали механостимуляцию вибриссы С1 на контрала-теральной к оперированному полушарию стороне. Вибриссу раздражали отклонением металлической пластины шириной 1,5 мм, прикрепленной к подвижной части электромеханического преобразователя, напряжение на который подавали с выходного гнезда электростимулятора. Электрические импульсы, подаваемые на электромагнит устройства, имели длительность 10 мсек. Стимулы подавали 1 раз в секунду сериями длительностью 10 с.
Строили гистограммы распределения величин ЛМК и рО2, осуществляли проверку нормальности распределения величин с помощью расчета коэффициента асимметрии. Ста-
тистическии анализ полученных результатов производили с помощью программы Statistica 6.0. Для определения значимости различии между данными двух выборок при распределении признаков согласно нормальному закону использовали ^критерий Стьюдента. При наличии достоверных отличии распределения от нормального (критерий %2), применяли критерий Уилкоксона-Манна-Уитни.
По окончании эксперимента животное подвергали эвтаназии введением большой дозы кетамина, череп вскрывали, визуально оценивали размеры трансплантата, микроскопически производили верификацию местонахождения электродов.
соответственно) свидетельствовало о распределении значений в динамическом ряду по нормальному закону. Модальный класс соответствовал 45-50 мл/100 г/мин. Средние значения показателя равнялись 48,1+1,6 мл/100 г/мин.
Результаты измерения рО2 в ЭНТ через 4 месяца после пересадки показали, что при ступенчатом погружении электрода его значения варьировали в пределах 11-42 мм рт.ст.. Наибольшие значения рО2 регистрировали на глубине 0,5-0,7 мм. Гистограмма распределения величин рО2 имела близкую к симметричной форму, модальный класс значений соответствовал 20-25 мм рт.ст.. Средний уровень рО2 в ЭНТ составил 24,3+2,91 мм рт. ст. В СК кон-
Рис. Гистограммы распределения величин локального мозгового кровотока (I) и рО2 (II) в эмбриональном нейротрансплантате (А) и в соматической коре контрольных крыс (Б) через 4 месяца после пересадки. Обозначения: для (I): по оси абсцисс - классы значений локального мозгового кровотока; по оси ординат - число значений в каждом классе (в% к общей выборке); для (II): по оси абсцисс - классы значений рО2; по оси ординат - число значений в каждом классе (в% к общей выборке)
Результаты и их обсуждение. Через 4 месяца приживления нейротрансплантаты имели стандартные размеры, - около 1,5 мм3, замещали полость, сделанную при операции имели зоны прямого слияния ткани с мозгом реципиента. Нами приводятся данные анализа локального мозгового кровотока и рО2, зарегистрированных в трансплантате на глубине <1 мм, что было всегда меньше его толщины. В нейротрансплантате выявлено снижение объемной скорости локального кровотока, уровень которого варьировал в пределах 26-69; в СК крыс - 3581 мл/100г/мин (рис.). Гистограммы распределения величин кровотока имели формы, близкие к симметричным., что наряду с низкими значениями коэффициента асимметрии (0,23 и 0,28
трольных крыс значения рО2 варьировали по глубине коры от 10 до 43 мм рт. ст., а максимальные его значения были зарегистрированы на глубине 0,6-0,8 мм. Гистограммы распределения величин рО2 имели близкую к симметричной форму, модальные классы располагались в диапазоне 20-25 мм рт.ст.. Величины коэффициентов асимметрии составляли, соответственно, 0,19 и 0,18, отражая нормальное распределение признаков в динамическом ряду. Уровень рО2 у контрольных крыс составил 25,8+1,83 мм рт.ст..
Таким образом, объемная скорость кровотока в ЭНТ была снижена по сравнению с контролем на 15,2% (р<0,05), тогда как в значениях рО2 различий не обнаружено, отмечалось не-
равномерное распределение кровотока и рО2 в соседних микроучастках циркуляторной сети нейротрансплантата. При этом общее число высоких значений на гистограммах распределения рО2 снизилось. Данное обстоятельство, вероятно, связано с тем, что регионарная ка-пилляризация имплантатов, как и васкуляри-зация окружающей ткани неокортекса снижена в области глиоменингиального рубца, но наличие непрерывной гибридной капиллярной сети обеспечивает относительно небольшую гипоксию при неоднородном неравномерном распределении О2. Беспорядочное врастание сосудов приводит к бессистемному расположению нейронов в трансплантате, а его васкуля-ризация на ранних этапах после пересадки ускоряется по сравнению с процессом в интакт-ном мозге в онтогенезе [2,4,16], что можно считать проявлением нейропротекторных и ней-ропластических свойств мозговой ткани.
Через 8 месяцев приживления в ней-ротрансплантате интенсивность ЛМК понижалась. Его уровень колебался в пределах 26-69, а в коре контрольных животных - 37-79 мл/100г/мин. Гистограммы распределения величин кровотока имели формы, близкие к симметричным, что наряду с низкими значениями коэффициентов асимметрии (0,18 и 0,23) свидетельствовало о нормальном распределении. Модальный класс значений соответствовал в нейротрансплантате 45-50 мл/100 г/мин, средняя величина показателя была в пределах 47,0+2,5 мл/100 г/мин.
Через 8 месяцев после пересадки значения рО2 в ЭНТ варьировали в пределах 11-43 мм рт.ст., а наибольшие из них зарегистрированы на глубине 0,5-0,7 мм. Гистограмма распределения величин рО2 имела близкую к симметричной форму, модальный класс значений соответствовал 20-25 мм рт.ст.. Средний уровень рО2 в ЭНТ составил 23,2+1,06 мм рт. ст.. В СК контрольных крыс уровень рО2 изменялся от 13 до 45 мм рт. ст., а максимальные его значения зарегистрированы на глубине 0,6-0,8 мм. Гистограммы распределения рО2 имели симметричную форму, с модальными классами в диапазоне 25-30 мм рт.ст.. Величины коэффициентов асимметрии составляли, соответственно, 0,29 и 0,16. Средний уровень рО2 в контроле составил 26,2+2,78 мм рт.ст..
Таким образом объемная скорость кровотока
в ЭНТ была снижена по сравнению с контролем на 19,9% (р<0,05). От 4 к 8 месяцу приживления в нейротрансплантате объемная скорость ЛМК не изменялась, но была достоверно снижена, а диапазон изменений его величин варьировал в пределах клеточных популяций. Можно полагать, что выявленная закономерность распределения кровотока определяется неравномерностью ци-тоархитектоники и плотности васкуляризации пересаженной ткани, что подтверждается результатами морфологических исследований.
Через 12 месяцев приживления в ней-ротрансплантате, по сравнению с корой контрольных крыс, снижалась интенсивность локального кровотока, его уровень колебался в пределах 14-64 мл/100г/мин. Гистограммы распределения кровотока имели симметричную форму, коэффициенты асимметрии составили, соответственно, 0,18 и 0,24. Модальный класс значений соответствовал в нейротрансплантате 40-45 мл /100 г/мин, средняя величина показателя составила 41,7+ 2,8 мл/100г/мин. Таким образом, объемная скорость кровотока в ЭНТ была снижена по сравнению с контролем на 21% (р<0,05).
Значения рО2 в ЭНТ изменялись в пределах 10-40 мм рт. ст.. Наибольшие уровни рО2 регистрировали на глубине 0,5-0,7 мм. Модальный класс гистограммы распределения величин рО2 соответствовал 16-26 мм рт.ст.. Средняя величина рО2 в ЭНТ равнялась 18,7+1,9 мм рт.ст.. В исследуемой зоне СК контрольных крыс исходные значения показателя рО2 варьировали в диапазоне от 11 до 42 мм рт. ст.. Гистограмма распределения величин рО2 имела близкую к симметричной форму, коэффициент асимметрии составил 0,26, модальный класс соответствовал 20-25 мм рт.ст.. Средняя величина рО2 в контрольной СК составила 23,4+ 2,92 мм рт. ст.. Таким образом в динамике приживления ЭНТ выявлена устойчивая тенденция к снижению рО2 между ЭНТ и контролем (р>0,05).
Таким образом через 12 месяцев приживления в нейротрансплантате отмечалось снижение объемной скорости локального кровотока. Распределение его значений было неравномерным, диапазон их вариации сократился. Зарегистрированные нами изменения количественных составляющих кровотока, вероятно, детерминируются особенностями ангиоархитектоники,
которые не являются препятствием для адекватного микроциркуляторного и метаболического обеспечения клеточных популяций ней-ротрансплантата. При этом вновь образовавшаяся система между имплантатом и мозгом реципиента осуществляет совместный активный ответ на внешнее воздействия, дозируя их по интенсивности и длительности, что позволяет судить об ее компенсаторных возможностях и способности к адаптации при различных функциональных состояниях организма.
При механостимуляции вибриссы С1 через 4 месяца после пересадки уровень интенсивности локального мозгового кровотока в ЭНТ возрастал с латентным периодом 4,2+1,15 с и амплитудой, соответствовавшей 60,8+5,23%. Латентный период реакции постстимуляционно-го повышения кровотока в зоне представительства вибриссы С1 СК контрольных крыс составил 5,1+1,02 с, а ее амплитуда - 25,3+3,82%. Латентный период реакции возрастания тканевого рО2 в ЭНТ составил в среднем 4,03+1,93 с, а амплитуда прироста его величины достигала 40,1+6,33%. В СК контрольных крыс латентный период постстимуляционного возрастания рО2 составил 5,1+2,43 с, а амплитуда его прироста -23,2+2,12%.
Таким образом анализ пространственно-временных характеристик микрососудистых реакций в ЭНТ и в СК контрольных крыс не выявил статистически значимых различий продолжительности их латентных периодов. В то же время в ЭНТ прирост ЛМК составил в 2,4 раза большую (р<0,01), а рО2 - в 1,7 раз большую (р<0,01) величину, чем у контрольных животных.
Результаты данной серии экспериментов, выявившие развитие в ЭНТ повышенного уровня локальной функциональной гиперемии в ответ на сенсорную стимуляцию вибрисс, могут свидетельствовать о повышенной дилататорной способности микрососудов при осуществлении ими регуляторных адаптивных реакций, компенсирующих снижение исходной величины мозгового кровотока [10], благодаря чему в нервной ткани поддерживается стабильный уровень рО2.
При механостимуляции вибриссы С1 уровень интенсивности локального мозгового кровотока в ЭНТ возрастал с латентным периодом 6,8+0,76 с и амплитудой, соответствовавшей
12,7+1,34%. Латентный период реакции пост-стимуляционного повышения кровотока в зоне представительства вибриссы С1 СК контрольных крыс составил 4,8+0,47с, а ее амплитуда - 21,8+2,26%. При механостимуляции вибриссы С1 латентный период реакции возрастания тканевого рО2 в ЭНТ составил в среднем 6,9+0,68 с, а амплитуда прироста его величины достигала 10,4+1,12%. В СК контрольных крыс латентный период постстимуляционного возрастания рО2 составил 5,1+0,49 с, а амплитуда его прироста - 22,7+2,32%.
Таким образом анализ пространственно-временных характеристик микрососудистых реакций в ЭНТ через 8 месяцев после пересадки и в СК контрольных крыс не выявил статистически значимых различий продолжительности их латентных периодов. В то же время в ЭНТ прирост кровотока составил в 1,7 раза меньшую (р<0,01), а рО2 - в 2,1 раз меньшую (р<0,01) величину, чем у контрольной группы животных.
При механостимуляции вибриссы С1 уровень интенсивности локального мозгового кровотока в ЭНТ возрастал с латентным периодом 12,2+4,25 и амплитудой, соответствовавшей 8,9+2,16%. Латентный период реакции пост-стимуляционного повышения кровотока в зоне представительства вибриссы С1 СК контрольных крыс составил 6,2+1,23 с, а ее амплитуда - 21,3+2,64%. При механостимуляции вибриссы С1 латентный период реакции возрастания рО2 в ЭНТ составил в среднем 16,4+3,18 с, а амплитуда прироста его величины достигала 8,9+2,4%. В СК контрольных крыс латентный период возрастания рО2 составил 7,2+2,90 с, а амплитуда его прироста - 18,9+4,23%.
Таким образом при анализе пространственно-временных характеристик микрососудистых реакций в ЭНТ через 12 месяцев после пересадки установлено, что их латентные периоды были выше, чем в СК контрольных крыс (р<0,05). В то же время в ЭНТ прирост кровотока составил в 2,3 раза меньшую (р<0,01), а рО2 -в 2,1 раз меньшую (р<0,01) величину, чем у контрольных крыс.
Результаты экспериментов, выявившие развитие в ЭНТ через 8 и 12 месяцев после пересадки снижение уровня локальной функциональной гиперемии в ответ на сенсорную стимуляцию вибрисс, могут свидетельствовать об
уменьшении эффективности вазодилатации при реализации метаболических потребностей пересаженной нервной ткани. При этом микрососудистая сеть ЭНТ в определенной степени проявляет способность к осуществлению активных сосудистых реакций, направленных на регулирование кровотока в нервной ткани.
Таким образом зарегистрированное нами отсутствие достоверных изменений в снабжении кислородом ЭНТ, вероятно, связано с повышением поступления кислорода к активной в функциональном отношении нервной ткани, а также со значительной выраженностью в пересаженных клетках анаэробных процессов гликолиза, компенсирующих часть затрат при осуществлении метаболических процессов, благодаря чему они обладают высокой устойчивостью к гипоксии [4]. Зарегистрированное нами снижение уровня функциональной активности нейронов ЭНТ, проявлявшееся уменьшением средней частоты импульсации [7], во-первых, сопровождается уменьшением потребления кислорода нейронами имплантата, во-вторых, вносит вклад в формирование нейропластич-ности, предупреждая возникновение эффекта эксайтотоксичности [13]. Поскольку гипоксия является универсальным фактором повреждения мозга плода, он обладает генетически детерминированными механизмами ответных реакций на возникающую в результате ишемию. Прежде всего они связаны с поддержанием границ кислородной безопасности в виде снижения потребления глюкозы, лактата, аминокислот, замедления процессов роста, двигательной активности, перераспределения интенсивности кровоснабжения. При этом усиление церебрального кровотока в целом сопровождается его перераспределением внутри мозговых структур, следовательно чрезвычайно высокая нейропластичность незрелого мозга вступает в противоборство с процессами деструкции, сопровождающими гипоксическое состояние нервной ткани [2,8,16].
В то же время известно, что в нейротранс-плантате возникают преходящие периоды ишемии, что активирует использование альтернативных энергетических источников: лактата и кетоновых тел [15]. Кроме того, в начальном периоде после пересадки в отсутствие васкуляризации ЭНТ находится в условиях гипоксии [4]. В соответствии с представлениями
И.П. Ашмарина [1] вещество головного мозга отличает высокая интенсивность энергетического метаболизма, что объясняется, прежде всего, непрерывной работой механизмов активного транспорта, синтеза нейромедиаторов, функциональной активностью нейронов [5,7]. Основным энергетическим субстратом в мозге является глюкоза, 90% которой метаболизирует в цикле трикарбоновых кислот, около 5% расходуется в реакциях анаэробного гликолиза с образованием молочной кислоты, а оставшиеся 5% - в других реакциях биосинтеза. В головном мозге в качестве метаболического пути превалирует аэробный гликолиз, одновременно активен пентозо-фосфатный шунт, конечным субстратом которого является НАДФН2, необходимый для обеспечения синтеза липи-дов [1,3], и, наконец, в небольшом объеме протекает глиоксилатный цикл, являющийся донором промежуточных субстратов для цикла трикарбоновых кислот. Нами установлено, что в условиях транзиторной гипоксии, которой неизбежно подвергается ЭНТ, рост эмбриональной ткани протекает достаточно интенсивно. Данное обстоятельство может быть результатом повышения скорости пентозо-фосфатного шунта, не требующего непосредственного присутствия кислорода. Кроме того, при гипоксии происходит активация синтеза НАДФН2, необходимого для биосинтеза в мозге фосфолипидов, холестерина, жирных кислот
[1,3].
Полученные материалы позволяют подтвердить предположение о том, что на ранних этапах приживления через 4 месяца после пересадки сохраняются уникальные свойства незрелой ткани, и ЭНТ обладает протекторными свойствами, обеспечивая нейропластический эффект. При этом в мозге реципиента запускаются механизмы биосинтеза, необходимые для поддержания в нем гомеостатического равновесия.
Выводы:
1. Характер микрогемодинамики и кислородного режима эмбриональной нервной ткани изменяется в зависимости от срока, прошедшего со времени ее пересадки. Через 4, 8 и 12 месяцев в микроучастках нейротрансплан-тата имеет место неравномерность распределения локального кровотока и снижение его интенсивности по сравнению с интактной сомато-
сенсорной корой контрольных крыс.
2. В 4-месячном сроке после пересадки в эмбриональной нервной ткани устанавливается необходимый уровень гемодинамического и кислородного обеспечения, возрастает дилата-торная способность микрососудов при осуществлении ими регуляторных адаптивных реакций, направленных на регулирование кровотока в нервной ткани, о чем свидетельствует повышение амплитуды функциональной гиперемии и величины прироста парциального напряжения кислорода по сравнению с соматической корой контрольных крыс.
3. В 8- и 12-месячном сроках после пересадки в эмбриональной нервной ткани происходит прогрессирующее снижение интенсивности кровоснабжения и эффективности вазоди-латации микрососудов, что проявляется в уменьшении выраженности реакций локальной функциональной гиперемии и возрастания парциального напряжения кислорода, удлинении латентных периодов их формирования.
Литература
1. Ашмарин И.П., Стукалов П.В. Нейрохимия. М.: Изд-во Ин-та биомед.химии РАМН, 1996. 470 с.
2. Барашнев Ю.И. Перинатальная неврология. М.: Триада-X, 2011. 672 с.
3. Березов Т.Т., Коровкин Б.Ф. Биологическая химия. М.: Медицина, 2008. 704 с.
4. Виноградова О.С. Развитие нервной ткани млекопитающих при трансплантации в мозг и переднюю камеру глаза: проблемы и перспективы // Онтогенез. 1984. Т.15, №3. С. 229-251.
5. Гафиятуллина Г.Ш., Хананашвили Я. А. Нейрофизиологические принципы организации эмбрионального нейротрасплантата коры головного мозга // Валеология. 2011. №4. С. 19-22.
6. Гафиятуллина Г.Ш., Хананашвили Я.А. Принципы организации эмбрионального нейротранс-плантата коры головного мозга // Вестник новых медицинских технологий. 2011. Т. 18, №1. С. 100-104.
7. Гафиятуллина Г.Ш., Хананашвили Я.А. Фоновая и вызванная импульсная активность нейронов эмбрионального нейротрансплантата соматосенсор-ной коры мозга у крыс // Рос. физиол. журн. им. И.М. Сеченова. 2005. Т.91, №5. С. 473-480.
8. Дамулин И.В., Екушева Е.В. Процессы нейро-пластичности после инсульта // Неврология, нейроп-сихиатрия, психосоматика. 2014. №3. С. 69-74.
9. Avivi-Arber L., Lee J.-Ch., Yao D., Adachi K., Sessle B.J. Neuroplasticity of face sensorimotor cortex and implications for control of orofacial movements // Japanese Dental Science Review. 2010. № 46. Р. 132-142.
10. Development of vessels in the fetal cortical transplant depending on the place of grafting in the rat brain / Dymecki J., Wierzba-Bobrowicz T., Malec I. [et al.] // Acta Neurobiol. Exp. 1990. 4-5. P. 397-403.
11. Fass D.M., Schroeder F.A., Perlis R.H., Haggar-ty S.J. Epigenetic mechanisms in mood disorders: targeting Neuroplasticity // Neuroscience. 2014. № 264. P. 112130.
12. de Gobbi Portoa F.H., Foxa A.M., Tuscha E.S., Sorondb F., Mohammed A.H., Daffnera K.R. In vivo evidence for neuroplasticity in older adults // Brain Research Bulletin. 2015. № 114. P. 56-61.
13. Muresanu D.F. Neuroprotection and neuroplas-ticity - a holistic approach and perspective // Journal of the Neurological Sciences. 2007. V. 257. P. 38-43.
14. Player M.J., Taylor J., Weickert C.Sh., Sachdev P.S., Mitchell P.B., Loo C.K. Increase in PAS-induced neuroplasticity after a treatment course of transcranial direct current stimulation for depression // Journal of Affective Disorders. 2014. № 167. P. 140-147.
15. Rosenstein J.M., More N.S. Immunocytochemi-cal expression of the blood-brain barrier glucose transporter (GLUT-1) in neural transplants and brain wounds // Journal of Comparative Neurology. 1994. 58(2). P. 229240.
16. Stranahan A.M., Erion J.R., Wosiski-Kuhn M. Reelin signaling in development, maintenance, and plasticity of neural networks // Ageing Research Reviews. 2013. №12. P. 815-822.
References
1. Ashmarin IP, Stukalov PV. Neyrokhimiya. Moscow: Izd-vo In-ta biomed.khimii RAMN; 1996. Russian.
2. Barashnev YuI. Perinatal'naya nevrologiya. Moscow: Triada-X; 2011. Russian.
3. Berezov TT, Korovkin BF. Biologicheskaya khi-miya. Moscow: Meditsina; 2008. Russian.
4. Vinogradova OS. Razvitie nervnoy tkani mleko-pitayushchikh pri transplantatsii v mozg i perednyuyu kameru glaza: problemy i perspektivy. Ontogenez. 1984;15(3):229-51. Russian.
5. Gafiyatullina GSh, Khananashvili YaA. Neyrofi-ziologicheskie printsipy organizatsii embrional'nogo neyrotrasplantata kory golovnogo mozga. Valeologiya. 2011;4:19-22. Russian.
6. Gafiyatullina GSh, Khananashvili YaA. Printsipy organizatsii embrional'nogo neyrotransplantata kory golovnogo mozga [Principles of organization of somatic' brain embryonic neurotransplant]. Vestnik novykh me-ditsinskikh tekhnologiy. 2011;18(1):100-4. Russian.
7. Gafiyatullina GSh, Khananashvili YaA. Fonovaya i vyzvannaya impul'snaya aktivnost' neyronov embrional'nogo neyrotransplantata somatosensornoy kory mozga u krys. Ros. fiziol. zhurn. im. I.M. Sechenova. 2005;91(5):473-80. Russian.
8. Damulin IV, Ekusheva EV. Protsessy neyroplas-
tichnosti posle insul'ta. Nevrologiya, neyropsikhiatriya, psikhosomatika. 2014;3:69-74. Russian.
9. Avivi-Arber L, Lee J-Ch, Yao D, Adachi K, Sessle BJ. Neuroplasticity of face sensorimotor cortex and implications for control of orofacial movements. Japanese Dental Science Review. 2010;46:132-42.
10. Dumeski J, Wierzba-Bobrowicz T, Malec I, et al. Development of vessels in the fetal cortical transplant depending on the place of grafting in the rat brain // Acta Neurobiol. Exp. 1990;4-5:397-403.
11. Fass DM, Schroeder FA, Perlis RH, Haggarty SJ. Epigenetic mechanisms in mood disorders: targeting Neuroplasticity. Neuroscience. 2014;264:112-30.
12. de Gobbi Portoa FH, Foxa AM, Tuscha ES, So-rondb F, Mohammed AH, Daffnera KR. In vivo evidence for neuroplasticity in older adults. Brain Research Bulletin. 2015;114:56-61.
13. Muresanu DF. Neuroprotection and neurop-lasticity - a holistic approach and perspective. Journal of the Neurological Sciences. 2007;257:38-43.
14. Player MJ, Taylor J, Weickert CSh, Sachdev PS, Mitchell PB, Loo CK. Increase in PAS-induced neurop-lasticity after a treatment course of transcranial direct current stimulation for depression. Journal of Affective Disorders. 2014;167:140-7.
15. Rosenstein JM, More NS. Immunocytochemi-cal expression of the blood-brain barrier glucose transporter (GLUT-1) in neural transplants and brain wounds. Journal of Comparative Neurology. 1994;58(2):229-40.
16. Stranahan AM, Erion JR, Wosiski-Kuhn M. Reelin signaling in development, maintenance, and plasticity of neural networks. Ageing Research Reviews. 2013;12:815-22.
УДК: 616.24-006-089.5+612.13 БОТ: 10.12737/ 17026
ВЛИЯНИЕ МУЛЬТИМОДАЛЬНОЙ АНЕСТЕЗИИ НА ГЕМОДИНАМИЧЕСКИЙ ПРОФИЛЬ И КИСЛОТНО-ОСНОВНОЕСОСТОЯНИЕ В РАННЕМ ПОСЛЕОПЕРАЦИОННОМ ПЕРИОДЕ У ПАЦИЕНТОВ, ОПЕРИРОВАННЫХ ПО ПОВОДУ НОВООБРАЗОВАНИЙ ЛЁГКИХ
С.В. КАЧУР**, В.Т. ДОЛГИХ*
*Омский государственный медицинский университет МЗ РФ, ул. Ленина, д. 12, г. Омск, Россия, 644000 **Омский областной клинический онкологический диспансер, ул. Завертяева, д. 9, г. Омск, России, 644000
Аннотация. В работе оценивается влияние мультимодальной анестезии с нейроаксиальной блокадой на основные параметры центральной гемодинамики у пациентов, оперированных по поводу новообразований лёгких, определяемые методом тераполярнойреовазографии по Кубичеку (уровень артериального давления систолического, диастолического, среднего, частота сердечных сокращений, фракция выброса, минутный объём кровообращения, сердечный индекс, индекс доставки кислорода, индекс общего периферического сосудистого сопротивления), а также на показатели кислотно-основного состояния артериальной крови в раннем послеоперационном периоде. Уровень антиноци-цептивной защиты оценивался по визуально-аналоговой шкале. Выявлено, что у пациентов, оперированных в условиях мультимодальной анестезии с в сравнении с пациентами, оперированными в условиях ингаляционно-внутривенной анестезии с искусственной вентиляцией лёгких, у которых пе-риоперационная аналгезия проводилась опиоидными анальгетиками, гемодинамический профиль отличался стабильностью основных параметров, таких как артериальное давление и частота сердечных сокращений, отсутствием выраженного снижения фракции выброса и ударного объёма сердца, несмотря на вазоплегию, вызываемую эпидуральной блокадой. Уровень парциального напряжения кислорода артериальной крови снижался в раннем послеоперационном периоде, но находился в пределах нормального значения и был статистически значимо выше аналогичного показателя в группе сравнения, что может способствовать снижению риска послеоперационных осложнений, а достоверно более низкий уровень болевых ощущений свидетельствует об адекватной антиноцицептивной защите пациентов.
Ключевые слова: мультимодальная анестезия, нейроаксиальная блокада, центральная гемодинамика, кислотно-основное состояние.
