CC BY
12
сердцах самцов, родившихся от крыс, матери которых на фоне стресса получали РСВ - всего 7,2%, что косвенно свидетельствует о снижении активности индуцибельной NO-синтазы в коронарных сосудах самцов под действием РСВ. Следовательно, прирост сократительного ответа коронарных сосудов изолированных сердец пренатально стрессированных самцов под влиянием РСВ был обусловлен его способностью активировать эндотелиоцитарную NO-синтазу.
Выводы. Введение ресвератрола беременным крысам на фоне стресса способно эффективно предотвращать повышение артериального давления и нарушения тонуса сосудов сердца у половозрелого пренатально стрессированного потомства, в том числе, благодаря модулирующему влиянию на активность различных изоформ NO-синтазы, а также уменьшать выраженность морфологических нарушений в ткани сердца и способствовать увеличению его сниженной сократительной активности.
ЛИТЕРАТУРА
1. Coplan J.D. et al. Reduced left ventricular dimension and function following early life stress: A thrifty phenotype hypothesis engendering risk for mood and anxiety disorders // Neurobiol. Stress. - 2017. - Vol. 8. - P. 202-210.
2. Беляева Л.Е. и др. Хронический непредсказуемый стресс у беременных крыс и здоровье их потомства // Росс. Физиол. ж-л им. И.М. Сеченова. - 2016. - Т. 102, № 7. - С. 852-863.
УДК 612.15
ОЦЕНКА ПАРАМЕТРОВ КРОВОТОКА В ПИАЛЬНЫХ АРТЕРИАЛЬНЫХ И ВЕНОЗНЫХ СОСУДАХ ГОЛОВНОГО МОЗГА КРЫС НА ОСНОВЕ АНАЛИЗА РЕЗУЛЬТАТОВ ВЫСОКОСКОРОСТНОЙ ВИДЕОРЕГИСТРАЦИИ
Волков М.В.1, Маргарянц Н.Б.1, Потемкин А.В.1, Горшкова О.П.2, Шуваева В.Н. 2 1 Университет ИТМО, Санкт-Петербург, Россия 2Институт физиологии им. И.П. Павлова РАН, Санкт-Петербург, Россия
Резюме
При исследовании влияния различных воздействий на состояние пиальных сосудов головного мозга крыс актуальной является задача оценивания параметров кровотока в данных сосудах. Ранее методами видеокапилляроскопии была решена задача вычисления скорости кровотока для капилляров ногтевого ложа человека. В крупных пиальных сосудах головного мозга, в отличие от капилляров, скорость кровотока существенно выше; кроме того, наблюдаются радиальные градиенты скорости кровотока. В работе предложены методы, позволяющие восстановить динамический профиль скорости кровотока, построить модель сосуда и на ее основе вычислить объем крови, протекающей через сосуд.
Ключевые слова: скорость кровотока, профиль скорости кровотока, пиальные сосуды, крысы, флоуметрия.
EVALUATION OF BLOOD FLOW PARAMETERS IN RATS PIAL ARTERIAL
AND VENOUS BRAIN VESSELS BASED ON VIDEO REGISTRATION
Volkov M.V.1, Margaryants N.B.1, Potemkin A.V.1,
2 2 Gorshkova O.P. , Shuvaeva V.N.
1ITMO University, Saint Petersburg, Russia 2 Pavlov Institute of Physiology, Russian Academy of Sciences,
Saint Petersburg, Russia [email protected]
Abstract
Evaluation of rat cerebral blood flow parameters in pial arterial and venous vessels is relevant task. In previous researches we designed methods of blood flow velocity evaluation with using video frames of human nailfold capillaries. Blood flow velocity value in rat pial vessels is higher than in capillaries. Also in large vessels the blood flow velocity values in cross-section points are different. We present the methods of blood flow velocity dynamic profile evaluation for rat cerebral vessels.
Keyworlds: blood flow velocity, blood flow velocity profile, pial vessels, rats, flowmetry.
Введение. Успешное предупреждение и эффективное лечение нарушений мозгового кровообращения, обусловленных различными патологиями, зависит от диагностики параметров кровотока. Измерение скорости кровотока в магистральных артериях и венах имеет большое диагностическое значение, поскольку косвенно свидетельствует о патологическом изменении геометрии сосуда и упругих свойствах его стенки [1,2,3]. Для решения этой задачи предлагается метод определения профиля кровотока на примере пиальных артерий и вен головного мозга крыс.
Целью работы являлась разработка методов оценки динамических параметров кровотока в пиальных сосудах головного мозга крыс на основе данных высокоскоростной видеорегистрации, обеспечивающих оценивание скорости кровотока, профиля кровотока, модели сосуда и объема крови, прокачиваемой через сосуд.
Методы исследования. Эксперименты проведены в лаборатории физиологии сердечно-сосудистой и лимфатической систем Института физиологии им. И.П. Павлова РАН в соответствии с требованиями Комиссии по контролю за содержанием и использованием лабораторных животных при Институте физиологии им. И.П. Павлова РАН. Условия содержания крыс и подготовка к исследованиям описаны в [4]. Исследования соответствовали «Правилам проведения работ с использованием экспериментальных животных», принятых Европейской конвенцией 19.07.2014. Для оценки состояния мозгового кровотока крыс наркотизировали 4,3% раствором хлоралгидрата (внутрибрюшинно, 27мг/100 г массы тела). Наблюдение осуществляли через высверленное на дорсальной поверхности черепа окно (S-2 см2).
Исследовались пиальные артериальные и венозные сосуды головного мозга крыс линии Wistar массой 230-300 г., перенёсших ишемию головного мозга, и интактных животных. В процессе исследования с помощью системы высокоскоростной видеорегистрации [5] регистрировались изображения поверхности коры полушарий головного мозга крыс. В системе использовалась видеокамера IDS UI3060-CP с интерфейсом USB3. Также выполнялась видеорегистрация фрагментов пиальных сосудов с целью определения скорости кровотока.
Основным фактором, ограничивающим возможность вычисления скорости кровотока, является скорость передачи данных с учетом пределов интерфейса USB3. Был выполнен ряд предварительных экспериментов, позволивших оценить предельные значения скорости кровотока в артериальных и венозных сосудах. Показано, что скорость кровотока в артериальных сосудах может достигать 10 см/с, а в венозных - 2 см/с. При этом оценить скорость кровотока в артериях можно при регистрации видеокадров с частотой не менее 800 к/с. Регистрация параметров венозного кровотока накладывает значительно меньшие ограничения на процесс регистрации. Измерение со скоростью 800 к/с ограничивается параметрами интерфейса USB3 и обеспечивается для размера кадра порядка 500*150 пикселей с длительностью видеорегистрации до 30 секунд (с использованием стандартного программного обеспечения). Эти параметры использовались при получении основных экспериментальных данных.
Результаты и их обсуждение. Зарегистрированные последовательности видеокадров артериальных и венозных сосудов использовались при разработке и верификации методов восстановления динамических параметров кровотока. Разработаны
эффективные методы компенсации смещений изображений сосудов, методы восстановления динамического профиля скорости кровотока. На основе перечисленных методов разработано программное обеспечение для восстановления параметров кровотока. Полученные результаты позволяют построить модель кровотока в различных поперечных сечениях сосуда и вычислить объем крови, прокачиваемый через сосуд за единицу времени. Выполнена верификация предложенных методов при анализе объема прокачиваемой крови через различные сечения артериальных и венозных сосудов. Показано, что погрешность вычисления мгновенного объема прокачиваемой крови для различных сечений сосуда без ответвлений не превышает 5%, что свидетельствует о корректности разработанных методов.
Выводы. К настоящему моменту разработан экспериментальный стенд для оценивания параметров кровотока в пиальных сосудах головного мозга крыс на основе системы высокоскоростной видеорегистрации с использованием рассмотренных методов обработки данных.
ЛИТЕРАТУРА
1. Bakker S., Leeuw F.-E., Groot J.C. et al. Cerebral vasomotor reactivity and cerebral white matter lesions in the elderly // Neurology. - 1999.- N.52. - P. 578.37.
2. Одинак М.М., Лобзин В.Ю., Емелин А.Ю., Лупина Н.А. Ультразвуковая диагностика нарушений церебральной гемодинамики у больных сосудистой деменцией // Мед. акад. журн. - 2008. - Т.8, №4. - С. 115-122.
3. Москаленко Ю.Е. Кровоснабжение головного мозга. В кн.: Физиология кровообращения. Физиология сосудистой системы. Руководство по физиологии. Л.: Наука, 1984. С. 352 — 381.
4. Горшкова О.П., Ленцман М.В., Артемьева А.И., Дворецкий Д.П. Постишемическая реактивность пиальных сосудов на гиперкапнию // Бюл. Эксперим. Биологии и медицины, 2015. - 17(1). - С. 7-10.
Gurov I., Volkov M., Margaryants N., Pimenov A., Potemkin A. High-speed video capillaroscopy method for imaging and evaluation of moving red blood cells // Optics and Lasers in Engineering, 2018. - V. 104. - pp 244-251.
УДК: 616-005.4
КОРРЕКЦИЯ МИКРОЦИРКУЛЯТОРНЫХ НАРУШЕНИЙ ПРИ ИШЕМИЧЕСКИХ И РЕПЕРФУЗИОННЫХ ПОВРЕЖДЕНИЯХ ПОЧЕК В
ЭКСПЕРИМЕНТЕ
Елагин В.В., Братчиков О.И.
ФГБОУ ВО Курский государственный медицинский университет
Минздрава России, Курск, Россия [email protected]
Резюме
В работе 60 крыс-самцов линии Wistar были разделены на 6 групп: ложнооперированные с выведением через 24 и 72 часа, группы с моделированием 40 -минутной билатеральной ишемией почек с реперфузионным периодом 24 и 72 часа, группы с предварительным введением селективного ингибитора аргиназы II КЦ0975 и асиалированного эритропоэтина. Полученные данные позволяют сделать вывод об эффективной коррекции микроциркуляторных нарушений с использованием асиалированного эритропоэтина и КЦ0975 при ишемических и реперфузионных повреждениях почек, что подтверждалось восстановлением уровня микроциркуляции по данным лазерной допплеровской флоуметрии.
Ключевые слова: микроциркуляция, ишемия-реперфузия почек, лазерная допплеровская флоуметрия, острое почечное повреждение.
