Научный журнал

Фундаментальные исследования

ISSN 1812-7339

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 1,674

• Авторы
• Резюме
• Файлы
• Ключевые слова
• Литература

Иванов А.Н. 1 Норкин И.А. 1 Нинель В.Г. 1 Щаницын И.Н. 1 Шутров И.Е. 1 Пучиньян Д.М. 1

---

1 Саратовский научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии

Проведена оценка изменений микроциркуляции и механизмов ее модуляции, возникающих при перерезке и нейрорафии седалищного нерва у крыс. Установлено, что в послеоперационном периоде возникает снижение среднеквадратичного отклонения перфузионного показателя, абсолютных и нормированных амплитуд эндотелиальных и нейрогенных колебаний, а также показателя шунтирования. Максимального развития эти нарушения достигают на 7–14 день после операции, а на 21 сутки отмечаются первые признаки восстановления, что, вероятно, отражает начало реиннервации. Полученные изменения аналогичны и гомологичны нарушениям микроциркуляции у больных с повреждениями периферических нервов. Особенность данной модели микроциркуляторных нарушений заключается в отсутствии статистически значимого снижения нормированной амплитуды миогенных колебаний при перерезке и нейрорафии седалищного нерва крыс, в отличие от пациентов с повреждениями периферических нервов.

Статья в формате PDF

308 KB

нейрорафия

микроциркуляция

реиннервация

лазерная допплеровская флоуметрия

1. Варсегова Т.Н. Патогистологические изменения седалищного нерва при сочетанных травмах таза и бедра в эксперименте // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. – 2012.– Т. 33, № 1–1. – С. 92–95.

2. Гистоморфологическая оценка эффективности воздействия переменного магнитного поля и импульсного тока на регенерацию седалищного нерва крыс в эксперименте / В.Г. Нинель, И.А. Норкин, Д.М. Пучиньян и др. //Фундаментальные исследования. – 2012. – № 12–2.– С. 336–340.

3. Диагностика и выбор тактики лечения при повреждениях периферических нервов / С.П. Миронов, А.И. Крупаткин, В.Г. Голубев, Д.Е. Панов // Вестник травматологии и ортопедии им. Н.Н. Приорова. – 2005. – № 2.– С. 33–39.

4. Иванов А.Н. Электромагнитные волны терагерцевого диапазона на частотах молекулярного спектра оксида азота 150,176–150,664 гГц в коррекции экспериментальных гемодинамических изменений: автореф. дис. ... д-ра мед. наук. – Саратов, 2012. – 49 с.

5. Киричук В.Ф., Иванов А.Н., Кириязи Т.С. Восстановление микроциркуляторных нарушений электромагнитным излучением терагерцового диапазона на частотах оксида азота у белых крыс при остром стрессе // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. – 2011. – Т. 151, № 3. – С. 259–262.

6. Киричук В.Ф., Кириязи Т.С., Иванов А.Н. Влияние электромагнитных волн терагерцового диапазона на частотах оксида азота на функциональное состояние эндотелия сосудов при остром иммобилизационном стрессе у белых крыс // Фундаментальные исследования. – 2011. – № 2. – С. 78–82.

7. Крупаткин А.И. Новые возможности оценки иннервации микрососудов кожи с помощью спектрального анализа колебаний микрогемодинамики // Регионарное кровообращение и микроциркуляция. – 2004. – Т. 3,. № 4. – С. 52–59.

8. Крупаткин А.И., Сидоров В.В. Лазерная допплеровская флоуметрия микроциркуляции крови. Руководство для врачей. – М.: Медицина, 2005.– 256 с.

9. Механизм действия терагерцовых волн на частотах оксида азота с физиологической точки зрения / В.Ф. Киричук, А.Н. Иванов, А.А. Цымбал, Е.В. Андронов // Миллиметровые волны в биологии и медицине. – 2009. – № 1–2. – С. 47–55.

Одним из актуальных направлений экспериментальных и клинических исследований является изучение процессов реиннервации при повреждении периферических нервов [1, 2, 3]. В настоящее время доказана высокая эффективность лазерной допплеровской флоуметрии в диагностике микроциркуляторных нарушений, возникающих при повреждениях периферических нервов [3, 7, 8]. Однако для проведения ряда фундаментальных исследований, в частности при разработке, оценке эффективности и сравнении между собой способов восстановления иннервации, требуется моделировать сдвиги микроциркуляции в условиях эксперимента [2]. В связи с этим целью настоящего исследования являлось установление особенностей изменений микрокровотока и механизмов его модуляции у крыс-самцов при перерезке и нейрорафии седалищного нерва.

Материалы и методы исследования

Экспериментальные исследования выполнены на 15 белых беспородных крысах-самцах массой 200–250 г. При проведении экспериментов на животных соблюдались этические принципы в соответствии с Женевской конвенцией (Geneva, 1990). Всем животным за 5 минут до проведения манипуляций вводилась внутримышечно комбинация золетила («Virbac Sante Animale», Франция) в дозе 0,1 мл/кг и ксилазина («Interchemie», Нидерланды) в дозе 1 мг/кг для достижения наркоза.

Под наркозом обнажали седалищный нерв и производили полную его перерезку на уровне средней трети бедра, после чего осуществляли нейрорафию путём наложения эпипериневральных швов с применением микрохирургической техники, атравматических игл и шовного материала 10/0 или 8/0 USP.

Микроциркуляцию исследовали методом лазерной допплеровской флоуметрии (ЛДФ) с помощью компьютеризированного лазерного анализатора микроциркуляции крови «ЛАКК-ОП» (производство НПП «Лазма», Россия) с использованием программы LDF 3.0.2.395. Световодный зонд фиксировали на коже тыльной поверхности стопы. Длительность записи составляла 8 минут. Регистрацию ЛДФ-грамм проводили до оперативного вмешательства, непосредственно после операции, а также на 7, 14 и 21 сутки после перерезки и нейрорафии седалищного нерва.

На первом этапе оценки микроциркуляции рассчитывались показатель перфузии (М) в перфузионных единицах (перф.ед.), его среднеквадратическое отклонение (σ) и коэффициент вариации (Кv). На втором этапе с помощью спектрального вейвлет-анализа проводилось определение абсолютных и нормированных амплитуд эндотелиальных (Аэ), нейрогенных (Ан), миогенных (Ам), пульсовых (Ак) и дыхательных (Ад) осцилляций микрокровотока и показателя шунтирования.

Статистическую обработку данных осуществляли средствами программ MS Excel 2013 и Statis tica 10.0. Большинство наших данных имеют распределение отличное от нормального, поэтому при сравнении групп использовали U-критерий Мана-Уитни.

Результаты исследования и их обсуждение

У белых крыс непосредственно после перерезки и нейрорафии седалищного нерва происходит повышение перфузионного показателя и снижение его среднеквадратического отклонения и коэффициента вариации (табл. 1). При этом отмечается снижение абсолютных величин амплитуд эндотелиальных, нейрогенных и миогенных колебаний, что отражает уменьшение роли активных механизмов в модуляции микрокровотока (табл. 2). Кроме того, выявлено изменение соотношения различных механизмов в модуляции микроциркуляции, что выражается статистически значимым снижением величины показателя шунтирования, определенным как соотношение Ан/Ам (табл. 2). Однако в соответствии с рекомендациями А.И. Крупаткина и В.В. Сидорова [8], такой расчет показателя шунтирования корректен только при доминировании нейрогенных колебаний. В связи с тем, что в спектре ЛДФ-грамм преобладают эндотелиальные колебания, более корректно рассчитывать показатель шунтирования как отношение Аэ/Ам (табл. 2).

Таблица 1

Показатели микроциркуляции при регенерации седалищного нерва у белых крыс в условиях эксперимента

Примечания: в каждом случае приведены медиана, верхний и нижний квартили; p1, p2, p3, p4 – по сравнению с контролем, 1, 7 и 14 сутками после операции соответственно.

Непосредственно после операции у животных обнаружено снижение нормированных амплитуд эндотелиальных и нейрогенных колебаний (табл. 3), что указывает на уменьшение роли этих механизмов в модуляции микрокровотока. В то же время нормированная амплитуда миогенных колебаний у животных непосредственно после операции статистически значимо не изменяется (табл. 3).

Абсолютные величины амплитуд дыхательных и пульсовых колебаний после операционного вмешательства у животных не изменяются относительно уровня контрольных значений (табл. 4), а их нормированные величины статистически значимо увеличиваются по сравнению с контрольными значениями, что свидетельствует об увеличении роли пассивных механизмов в модуляции микрокровотока (табл. 4).

Перфузионный показатель и его среднеквадратическое отклонение у животных на 7-е сутки после операции статистически значимо снижены по сравнению со значениями до и непосредственно после оперативного вмешательства (табл. 1). Анализ состояния механизмов модуляции микрокровотока у крыс-самцов через 7 суток после оперативного вмешательства свидетельствует о снижении абсолютной величины амплитуд эндотелиальных, нейрогенных, миогенных колебаний, а также показателя шунтирования (табл. 2). Одновременно с этим выявлено статистически значимое снижение нормированных амплитуд эндотелиальных и нейрогенных колебаний, но не отмечено изменения нормированной амплитуды миогенных колебаний (табл. 3). В этот период происходит статистически значимое снижение абсолютных амплитуд пульсовых и дыхательных колебаний (табл. 4). Снижение амплитуды пульсовых колебаний характеризует ограничение притока артериальной крови в микроциркуляторное русло, что, вероятно, объясняет снижение показателя перфузии. Следует отметить, что нормированные амплитуды пульсовых и дыхательных колебаний на 7-е сутки после операции находятся в пределах вариабельности контроля (табл. 4), в отличие от уровня этих показателей непосредственно после оперативного вмешательства.

Таблица 2

Активные механизмы модуляции кровотока в системе микроциркуляции при регенерации седалищного нерва у белых крыс в условиях эксперимента

Примечания. Те же, что и в табл. 1.

Таблица 3

Нормированные амплитуды, характеризующие активные механизмы модуляции кровотока в системе микроциркуляции, при регенерации седалищного нерва у белых крыс в условиях эксперимента

Примечания. Те же, что и в табл. 1.

Все показатели ЛДФ-грамм у животных на 14 сутки после операции статистически значимо не отличаются от данных, зарегистрированных на 7 сутки (табл. 1, 2, 3, 4), что свидетельствует об отсутствии динамики уровня микрокровотока и активности модулирующих его механизмов в этом временном интервале.

Таблица 4

Пассивные механизмы модуляции кровотока в системе микроциркуляции при регенерации седалищного нерва у белых крыс в условиях эксперимента

Примечания. Те же, что и в табл. 1.

Перфузионный показатель и его среднеквадратическое отклонение у крыс-самцов на 21 сутки после перерезки и нейрорафии ниже уровня контроля, но статистически значимо выше, чем на 14 сутки после оперативного вмешательства (табл. 1). При этом абсолютные значения амплитуд эндотелиальных, нейрогенных и миогенных колебаний также остаются ниже уровня контрольных значений, однако статистически значимо повышаются в сравнении с 14 сутками после операции, что свидетельствует об усилении активных механизмов модуляции микроциркуляции (табл. 2) и, вероятно, отражает начало процесса реиннервации. При расчете показателя шунтирования по формуле Ан/Ам статистически значимой динамики не выявлено, однако имеется статистически значимое увеличение соотношения Аэ/Ам в период с 14 по 21 сутки (табл. 2). В то же время выявлена лишь тенденция, не достигающая статистической значимости, к увеличению нормированных амплитуд осцилляций в эндотелиальном и нейрогенном диапазонах (табл. 3). Статистических различий как абсолютных, так и нормированных амплитуд дыхательных и пульсовых колебаний у животных на 21 по сравнению с 14 сутками после операции (табл. 4) не выявлено.

Полученные данные свидетельствуют, что у крыс-самцов до перерезки и нейрорафии седалищного нерва как абсолютные, так и относительные амплитуды эндотелиальных колебаний преобладают по сравнению с осцилляциями в других регуляторных диапазонах. Эти данные согласуются с нашими предыдущими исследованиями [4, 5, 6, 9]. Однако у клинически здоровых людей различных возрастных групп в вейвлет-спектре ЛДФ-грамм преобладают колебания в нейрогенном диапазоне [3, 7, 8]. Следовательно, соотношение механизмов модуляции микрокровотока кожи у белых крыс отличается от регистрируемых у человека. В этой связи у крыс более корректным является определение показателя шунтирования как соотношение амплитуд эндотелиальных и миогенных колебаний (Аэ/Ам) [8]. Полученные данные свидетельствуют о том, что при оценке развивающихся денервационных нарушений микроциркуляции способ расчета показателя шунтирования принципиального значения не имеет. Однако при оценке начала процесса реиннервации соотношение Аэ/Ам более информативно, поэтому именно такой способ расчета показателя шунтирования является предпочтительным для данной модели.

Согласно данным А.И. Крупаткина и соавторов у больных с полным анатомическим перерывом нервов отличительными признаками изменений кожного кровотока в зоне их иннервации является снижение нормированных амплитуд осцилляций в нейрогенном и миогенном диапазоне, что отражает повышение нейрогенного и миогенного тонуса сосудов микроциркуляции и снижение показателя шунтирования, отражающее спазм артерио-венулярных шунтов [3, 7, 8]. Следовательно, у животных при перерезке и нейрорафии седалищного нерва аналогично изменениям у больных с травмами периферических нервов развивается гиперчувствительность сосудов в денервированном участке кожи. Однако у белых крыс в отличие от людей при повреждении нерва не происходит снижения нормированных амплитуд миогенных колебаний, что может быть обусловлено как видовыми особенностями, так и влиянием наркоза.

Заключение

Изменения микроциркуляции у белых крыс при перерезке и нейрорафии седалищного нерва аналогичны и гомологичны нарушениям, возникающим у больных при повреждении периферических нервов, что позволяет использовать данную модель при изучении регенерации нервной ткани. К числу особенностей, выявляемых у животных при перерезке и нейрорафии седалищного нерва, в отличие от пациентов с травмами периферических нервов, относится отсутствие значимого снижения нормированной амплитуды колебаний в мио­генном диапазоне, что следует учитывать при использовании данной модели в условиях эксперимента.

Антипова О.Н., д.м.н., профессор кафедры нормальной физиологии им. И.А. Чуевского, ГБОУ ВПО Саратовский ГМУ им. В.И. Разумовского Минздрава России, г. Саратов;

Афанасьева Г.А., д.м.н., заведующая кафедрой патологической физиологии, ГБОУ ВПО Саратовский ГМУ им. В.И. Разумовского Минздрава России, г. Саратов.

Работа поступила в редакцию 21.03.2014.

Библиографическая ссылка