CC BY
30
УДК 612.15:612.82:616.717/.718-001 В.А. Щуров, И.П. Гайдышев, Н.И. Буторина, М.А Тарасова
ГБУ «Российский научный центр "Восстановительная травматология и ортопедия" имени акад. Г.А.Илизарова», г. Курган
возрастное снижение интенсивности кровоснабжения конечностей и мозга человека
Аннотация. Цель - определение причин возрастного снижения скорости кровотока (СК) по-средней мозговой артерии (СМА).
Методика. СК по СМА определялась методом транскраниальной допплерографии. Проведен анализ изменения показателя при функциональной мышечной пробе у 941 практически здоровых людей 5-75 лет и 30 больных 3-62 лет с отставанием в росте одной из нижних конечностей в процессе её оперативного удлинения. В качестве показателя ауторегуляции мозгового кровотока использован размах изменений показателей СК при повторном проведении мышечной функциональной пробы.
Результаты. Выявлено возрастное снижение скорости кровотока по средней мозговой артерии, более выраженное у больных с патологией опорно-двигательной системы. В то же время средняя величина размаха изменений показателя скорости кровотока при проведении функциональной пробы у здоровых людей старше 10 лет, а также у больных до лечения и в период фиксации остается стабильной.
Вывод. Возрастное снижение СК по СМА является необходимым условием для сохранения церебральной ауторегуляции, при нарушении которой у пациентов при дистракции конечности значительно снижается их работоспособность.
Ключевые слова: кровоснабжение мозга, удлинение конечностей, адаптация, работоспособность.
V.A. Schurov, I.P. Gaydyshev, N.I. Butorina, M.A. Tarasov
Russian Ilizarov Scientific Center "Restorative Traumatology and Orthopaedics", Kurgan
AGE-RELATED DEcLINE
intensity blood supply limbs and the human brain
annotation. Aim. Determination of the causes of age-related decrease of blood flow velocity (BFV) in the middle cerebral artery (MCA).
Methods. BFV on MCA was identified by the transcra n ial d o ppl e rog ra phy. It was ca rried o ut the
analysis of the indicator change in functional muscle probein 941 healthy people 5-75 years old and 30 patients 3-62 years old witha growth lag of one of the lower limbs in the course of its operational extension. As the indicator of cerebral blood flow autoregulation was used changes excursion of BFV indicators in the repetitive muscle functional probe.
Results. It has been found that there is an age reduction ofblood flow velocityin the middle cerebral artery, more pronounced in patients with musculoskeletal system disorders. At the same time, the average value of the excursion of blood flow velocity index changes in the functional probe in healthy individuals from 10 y.o., as well as in patients before treatment and during the fixation keeps stable.
Conclusion. Age-related decrease in the BFV at MCA is a prerequisite for the preservation of cerebral autoregulation. In a cerebral autoregulation disturbance the efficiency of patients with limbs distraction is greatly degraded.
Keywords: cerebral blood supply, limb lengthening, adaptation, efficiency.
Возрастное снижение скорости кровотока (СК) по средней мозговой артерии (СМА) является хорошо задокументированным фактом [7; 9]. Такое снижение объёмного кровотока связывают с уменьшением ударного объема крови, возрастным изменением строения сосудистой стенки, снижением уровня метаболизма мозга у пожилых [1; 2 ; 4].
В исследованиях американских авторов [9], проведенных в домах престарелых, показано, что замедление походки у проживающих (419 чел.) происходит по мере уменьшения скорости мозгового кровотока, наступающего вследствие падения чувствительности сосудов к углекислоте.
Общеизвестно, что скорость восприятия информации начинает ухудшаться уже после 20 лет, кратковременная память - после 35 лет, в возрасте 45-49 лет на 3,6% снижаются умственные способности, ослабевает память. В возрасте от 65 до 70 лет умственные способности падают на 9,6% у мужчин и на 7,4% у женщин [3].
Известно, что с увеличением возраста людей линейная СК по артериям конечностей изменяется разнонаправленно: по бедренным артериями снижается, а по артериям голени и стопы - возрастает [5]. Сделано предположение, что возрастное снижение СК по СМА обусловлено не столько морфологическими причинами, сколько функциональными, в частности необходимостью сохранения ауторегуляции мозгового кровотока. И хотя возрастная реактивность мозговых сосудов с увеличением возраста обследуемых при использовании пробы Штанге и затруднении венозного оттока становится меньше [1], ауторегуляция сосудистого русла мозга не должна нарушаться.
Целью настоящего исследования явилась проверка гипотезы о возрастном снижении скорости кровотока по средним мозговым артериям как условия сохранения резерва функциональной
'121
серия «физиология, психология, медицина», выпуск 8
адаптации сосудистого русла, необходимого для поддержания механизма ауторегуляции мозгового кровотока.
Материал и методы исследования
Из мозговых артерий средняя имеет самый большой диаметр, который варьируется от 2,5 до 3,8 мм и обеспечивает наиболее точное измерение скорости. Этот сосуд является идеальной артерией для изучения контралатеральной разницы скорости потока из-за его очень низкой анатомической изменчивости по сравнению с другими сосудами, которые составляют Вилизиев круг [10]. Исследование скорости кровотока в средних мозговых артериях и артериях нижних конечностей проводилось в покое в положении лёжа с помощью метода ультразвуковой доп-плеровской флоуметрии (прибор «Ангиодин-2КМ» Россия) с датчиками с несущей частотой 2, 4 и МГц. При этом у больных после записи скорости мозгового кровотока повторно выполняли записи при последовательном сжимании в течение 30 с эластического эспандера правой и затем левой кистью с силой 2-5 кгс. Для оценки состояния здоровья использовали тест SF-36. Оценка велась по 8 модулям, среди которых был показатель интенсивности болей, содержащий от 0 (негативное значение) до 100 баллов (положительное значение здоровья). Этот модуль отражал влияние боли на способность заниматься повседневной деятельностью и мог использоваться самостоятельно. У здоровых людей, по данным [6], средний балл модуля влияния боли на состояние работоспособности организма обследуемых снижался с возрастом от 80 до 70 баллов.
Обследовано 30 больных с отставанием в росте одной из нижних конечностей на величины от 2 до 15 см в возрасте от 3 до 62 лет (в среднем 20±2,8). Больные обследованы до лечения и в процессе оперативного удлинения сегментов конечности по методу Илизарова. Контрольную группу составили 941 практически здоровых людей 5-75 лет.
Результаты исследования и их обсуждение
У здоровых людей с увеличением возраста снижается линейная СК по проксимальным артериям эластического типа нижних конечностей (бедренная артерия) и возрастает - по дистальным артериям мышечного типа (задняя большебер-цовая и тыльная артерия стопы, рисунок 1). Это связано с возрастным утолщением соединительнотканной и уменьшением толщины мышечной оболочки сосудов.
Величина СК по средней мозговой артерии с возрастом неуклонно снижается (рисунок 2). При этом у больных с патологией опорно-двигательной системы снижение СК происходит относительно быстрее, чем в контрольной группе обследуемых.
Рисунок 1 - Возрастная динамика скорости кровотока по бедренной артерии и по тыльной артерии стопы у здоровых обследуемых
Рисунок 2 - Возрастная динамика скорости кровотока по СМА у больных с отставанием в росте конечности (V.Р) и у здоровых людей (VI)
В то же время как у здоровых, так и у больных наблюдалось возрастное увеличение прироста СК по СМА при проведении функциональной мышечной пробы (рисунок 3). Прирост СК был тем больше, чем меньше её абсолютные значения: ДV = 0,174-0,0018^с ; г = -0,773.
Рисунок 3 - Возрастная динамика изменения скорости кровотока по СМА при проведении функциональной мышечной пробы
У больных по мере отставания одной из конечностей в продольном росте до 10 см скорость кровотока по бедренной артерии становилась больше (рисунок 4). Эта СК зависит от размеров кровоснабжаемых тканей, влияющих на диаметр приносящих сосудов. И лишь при ещё более тяжелой патологии наблюдалось снижение показателя, объясняемое снижением кровоснабжения мышц неопороспособной конечности.
Принципиальным отличием динамики относительной скорости кровотока (ОСК) по СМА контрлатеральной стороны мозга (соотношения СК по контрлатеральной и ипсилатеральной сторонам) является её снижение по мере укорочения конеч-
122
Вестник КГУ, 2016. № 2
ности (рисунок 5), что свидетельствует о сниже нии кровоснабжения центров головного мозга.
Рисунок 4 - Зависимость скорости кровотока по бедренной артерии от величины отставания конечности в продольных размерах
Рисунок 6 - Динамика размаха изменений показателя СК по СМА, полученных при выполнении функциональных проб с работой мышц рук
Рисунок 5 - Зависимость относительной скорости кровотока по СМА от величины укорочения конечности
Рисунок 7 - Возрастная динамика размаха изменений показателя СК по СМА при выполнении 4 вариантов функциональной мышечной пробы
В процессе лечения больных ОСК по СМА контрлатеральной стороны мозга по мере усиления действия болевого фактора и снижения работоспособности больных неуклонно снижалась. Для нас было важно проанализировать максимальную амплитуду изменений СК на обеих сторонах мозга при работе мышц кистевого схвата каждой конечности. Для анализа часто разнонаправленных изменений СК использовали величину размаха (интервала между максимальными и минимальными значениями) изменений СК при выполнении 4 вариантов функциональной пробы. У больных в послеоперационном периоде величина размаха изменений достигала 56%±3,5, постепенно снижаясь к окончанию периода дистракции до 22%±1,6 (рисунок 6). На этом уровне, характерном и для периода до начала лечения (22% ±2,2), она сохранялась в период фиксации.
Анализ возрастной динамики величины размаха изменений СК по СМА при проведении 4 вариантов функциональной пробы у здоровых людей контрольной группы позволил установить, что стабилизация величины на уровне 22%±2,4 достигается у детей лишь после 11-13 лет (рисунок 7).
Следовательно, ауторегуляция мозгового кровотока в условиях замкнутого пространства черепной коробки в значительной мере осуществляется за счет разнонаправленных изменений скорости кровотока по различным артериям. Нормальное функционирование мозговых центров возможно при сохранении резервов функциональной адаптации сосудистого русла. При выполнении мышечной функциональной пробы усиление соматической афферентации должно приводить к ускорению мозгового кровотока на контрлатеральной стороне мозга.
Высокие исходные показатели СК и их снижение при выполнении функциональной пробы характерны и для детей до 7 лет. Возрастное снижение СК по СМА у лиц трудоспособного возраста является необходимым условием сохранения ау-торегуляции мозгового кровотока.
Выводы:
1 Выявленное возрастное снижение скорости кровотока по средним мозговым артериям у здоровых людей и у пациентов с патологией опорно-двигательного аппарата является необходимым условием сохранения ауторегуляции мозгового кровотока.
2 У больных с отставанием конечности в росте при дистракции происходит увеличение скорости кровотока по СМА контрлатеральной стороны, увеличение размаха изменений показателя при функциональной пробе и снижение работоспособности.
серия «физиология, психология, медицина», выпуск 8
"123
Список литературы
1 Андреева Ю. В., Вайнштейн Г. Б., Семерия В. Н. Исследования изменений мозгового кровотока и цереброва-скулярной реактивности в период позднего постнатально-го онтогенеза //Журн. эвол. биохим. и физиол. 2013. Т. 49. № 6. С. 457-459.
2 Железкова А. А., Скоробогатов Ю. Ю, Филатова О. В. Возрастное изменение диаметра внутренних сонных артерий // Известия Алтайского государственного университета. 2010. №3. С. 29-34.
3 Кошар Н. Мозг начинает стареть после 25. URL: www. utro.ru/articles/2015/05/07/1242031.shtml. Обр. 5.04.16]
4 Молдавская А. А., Горбунов А. В., Калаев А. А. Структурные преобразования артерий головного мозга на этапах онтогенеза человека // Морфологические ведомости. 2006. №3-4. C. 128-130.
5 Щуров В. А. Информативность ультразвуковой доп-плерографии магистральных артерий нижних конечностей в клинике травматологии и ортопедии // Межд. журн. прикладных и фундам. иссл. 2015. № 11 (часть 5). С. 699-703.
6 Hopman W. M., Towheed T, Anastassiades T.et al. Canadian normative data for the SF-36 health survey / // Canadian Medical Association or its licensors, 2000. № 8. 163 (3). P. 265-271.
7 Katz M. L. Intracranial cerebrovascular evaluation. In: Textbook of Diagnostic ultrasonography. St Louis. Mosby-Year Book. 2001.
8 Schurov V. A., Popkov A. V. Speed of regional blood flow and blood flow in the middle cerebral artery in surgical leg lengthening in patients with congenital and acquired limb shortening/Human Physiology. 2015. (43). № 3. С. 74-81.
9 Sorond F. A., Galica A., Serrador J. M. et al. Cerebrovascular hemodynamics, gait, and falls in an elderly population mobilize Boston Study // Neurology, 2010. V. 74. P. 1627-1633.
10 Watt B. P. Design and Development of a Novel Assessment of Cerebral Blood Flow. Lincoln, Nebraska. 2012. 94 p.
УДК 615.076.9
М.В. Стогов, М.А. Ковинька ФГБУ «Российский научный центр "Восстановительная травматология и ортопедия" им. акад. Г.А. Илизарова» Минздрава России, Курган
способ выявления остеотропного эффекта биотехнологических препаратов
Аннотация. В работе проведена оценка способа выявления наличия или отсутствия остеотропного эффекта биотехнологических препаратов (на примере модифицированной плазмы крови).
ключевые слова: остеотропный эффект, биотехнологические препараты.
M.V. Stogov, M.A. Kovinka
Russian Ilizarov Scientific Center «Restorative
Traumatology and Orthopaedics», Kurgan
method for detection of osteotropic effect of biotechnological products
Annotation. This paper evaluates the method of detecting of the osteotropic effect of biological products (the case of the modified blood plasma).
Keywords: osteotropic effect, biotechnological products.
Введение
Оценка и стандартизация биологической активности биотехнологических препаратов является одной из ключевых проблем Фарминдустрии. Предлагаемые подходы и способы такого анализа, как правило, направлены на определение системных реакций организма реципиента, не подразумевая оценку тропности эффекта [1]. В этом плане нами предложен собственный способ выявления наличия или отсутствия остеоиндуциру-ющего эффекта биотехнологических препаратов на животных тест-системах.
Цель исследования - оценка способа для выявления наличия или отсутствия остеоиндуци-рующего эффекта при применении биотехнологических препаратов (на примере модифицированной плазмы крови).
Материалы и методы исследования
В предложенном нами способе для биологической оценки остеоиндуцирующего эффекта в качестве биотехнологического препарата нами выбраны модифицированные белки плазмы крови, для которых должна быть проведена биологическая оценка эффективности.
Модифицированную плазму получали следующим образом. Апирогенно готовили посуду и растворы: насыщенный раствор аммония сульфата, 0,15 М натрия хлорида, 8М мочевины, трис-HCl 0,005 М рН=4,5. Плазму крови, взятую однократно в количестве 3,0 мл, разводили в два раза 0,15 М раствором NaCl, после чего проводили осаждение белков с помощью насыщенного раствора сульфата аммония. На первом этапе добавляли 3 мл насыщенного раствора сульфата аммония и отбрасывали после центрифугирования преципитат.
На втором этапе добавляли 3 мл насыщенного раствора сульфата аммония и отбирали осадившуюся фракцию для дальнейшей работы. Фракцию, осаждающуюся в диапазоне насыщения от 30 до 50%, растворяли в 8 М растворе мочевины и подвергали гельпроникающей хроматографии на Toyoperl HW-55. Собирали фракции, соответствующие белкам с Mr 20-30 кД, диализо-вовали полученный раствор против дистиллированной в о_д ы , лиоф и л ь н о вы с_уш и в а л и и с_т е р и л и -
Вестник КГУ, 2016. № 2
