Механізми венозного кровообігу головного мозку в нормі та за умов утруднення відтоку у щурів за даними аналізу реоенцефалограм

Размещено на http://www.allbest.ru/

МІНІСТЕРСТВО ОХОРОНИ ЗДОРОВ'Я УКРАЇНИ

ЛУГАНСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ МЕДИЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата медичних наук

МЕХАНІЗМИ ВЕНОЗНОГО КРОВООБІГУ ГОЛОВНОГО МОЗКУ ЩУРІВ В НОРМІ ТА ЗА УМОВ УТРУДНЕННЯ ВІДТОКУ ЗА ДАНИМИ АНАЛІЗУ РЕОЕНЦЕФАЛОГРАМ

14.03.04 - патологічна фізіологія

ЯКОБСОН ОЛЕНА ОЛЕКСАНДРІВНА

Луганськ-2009

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Луганському державному медичному університеті МОЗ України.

Науковий керівник: кандидат медичних наук, доцент Тананакіна Тетяна Павлівна, Луганський державний медичний університет МОЗ України, завідувачка кафедри фізіології.

Офіційні опоненти: доктор медичних наук, професор Сидорчук Ігор Йосипович, Буковинський державний медичний університет МОЗ України, професор кафедри пропедевтики внутрішньої медицини;

доктор медичних наук, професор Абрамов Андрій Володимирович, Запорізький державний медичний університет МОЗ України, професор кафедри патологічної фізіології.

Захист відбудеться «05» червня 2009 р. об 11.00 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 29.600.02 при Луганському державному медичному університеті (91045, м. Луганськ, квартал 50-річчя Оборони Луганська, 1 г).

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Луганського державного медичного університету (91045, м. Луганськ, квартал 50-річчя Оборони Луганська, 1г).

Автореферат розісланий «05» травня 2009 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради, кандидат медичних наук, доцент Шанько В.М.

АНОТАЦІЇ

Якобсон О.О. Механізми венозного кровообігу головного мозку в нормі та за умов утруднення відтоку у щурів за даними аналізу реоенцефалограм. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата медичних наук за спеціальністю 14.03.04 - патологічна фізіологія. - Луганський державний медичний університет. - Луганськ, 2009.

Дисертаційна робота присвячена удосконаленню знань про механізми регуляції венозного кровообігу головного мозку в нормі та за умов утруднення венозного відтоку у щурів. За допомогою даних РЕГ вивчені особливості венозного кровообігу головного мозку у щурів у нормі та при моделюванні механічного та функціонального утруднення відтоку венозної крові від головного мозку. Встановлено, що при моделюванні механічного утруднення венозного відтоку змінювались ряд параметрів мозкового кровообігу, окрім показників, які характеризують кровообіг в крупних артеріях головного мозку. До кінця експерименту змінені параметри не поверталися до вихідних значень. При моделюванні функціонального утруднення венозного відтоку всі змінені показники мозкового кровообігу поверталися до вихідних значень через 3 години після припинення експериментальної дії. Основою для стабілізації кровообігу головного мозку стала активація механізмів авторегуляції мозкового кровообігу. Отримані результати є експериментальним обґрунтуванням доцільності діагностування та корекції венозної ланки мозкового кровообігу при різних його розладах.

Ключові слова: венозний кровообіг головного мозку, реоенцефалограма, механізми авторегуляції мозкового кровообігу, зовнішні яремні вени, антиортостатична гіпокінезія.

АННОТАЦИЯ

Якобсон Е.А. Механизмы венозного кровообращения головного мозга в норме и в условиях нарушения оттока у крыс по данным реоэнцефалограммы. - Рукопись.

Диссертация на соискания ученой степени кандидата медицинских наук по специальности 14.03.04 - патологическая физиология. - Луганский государственный медицинский университет. - Луганск, 2009.

Диссертационная работа посвящена усовершенствованию знаний о механизмах регуляции венозного кровообращения головного мозга в норме и в условиях нарушения венозного оттока от головного мозга у белых лабораторных крыс. С помощью реоэнцефалографии были изучены особенности церебрального венозного кровотока у белых лабораторных крыс как в норме, так и в условиях моделирования механического и функционального нарушений оттока венозной крови от головного мозга.

Установлено, что при моделировании механического нарушения венозного оттока от головного черепа статистически значимо изменялись ряд параметров кровообращения головного мозга, которые характеризуют состояние венозного кровообращения головного мозга (амплитуда венозной компоненты и диастолический индекс), состояние кровообращения в артериях среднего и мелкого калибра и ОПСС (дикротический индекс, скорость и время медленного наполнения артериальной компоненты), состояние мозгового кровообращения в целом (реографический индекс, реографический коэффициент и скорость объемного кровотока). Статистически значимых изменений показателей, которые описывают кровообращения в крупных артериях головного мозга, выявлено не было. Указанные выше показатели изучались в динамике до- и после операции, в ранний и поздний постоперационные периоды. Большинство из изучаемых показателей не вернулись к исходным значениям, что указывало на недостаточность системы ауторегуляции мозгового кровообращения для ликвидации венозного застоя, которые возникли в результате механического нарушения оттока венозной крови от головного мозга. При моделировании функционального нарушения венозного оттока от головного черепа статистически значимо изменялись ряд показателей кровообращения головного мозга, которые описывают состояние венозного кровообращения головного мозга (амплитуда венозной компоненты), состояние кровообращения в артериях среднего и мелкого калибра и ОПСС (дикротический индекс, скорость и время медленного наполнения артериальной компоненты), состояние мозгового кровообращения в целом (реографический индекс, реографический коэффициент). Также были выявлены статистически значимые изменения показателя, который описывает кровообращение в крупных артериях головного мозга (скорость быстрого наполнения артериальной компоненты). Все перечисленные выше показатели реоэнцефалограммы вернулись к исходным значениям через 3 часа после прекращения экспериментального воздействия, что указывало, по нашему мнению, на адекватность и способность развившихся компенсаторных реакций поддерживать кровообращение головного мозга на достаточном для него уровне. Показатель СОК, который характеризует уровень кровоснабжения мозговой ткани, в ходе всего исследования оставался неизменным, что указывает на способность системы ауторегуляции церебрального кровообращения компенсировать затруднения венозного оттока от головного мозга при его функциональном нарушении.

Полученные результаты являются экспериментальным обоснованием целесообразности диагностирования и коррекции венозного звена мозгового кровообращения при его различных нарушениях.

Ключевые слова: венозное кровообращение головного мозга, реоэнцефалограмма, механизмы ауторегуляции мозгового кровообращения, наружные яремные вены, антиортостатическая гипокинезия.

ABSTRACT

Yakobson H.A. Cerebral venous circulatory mechanisms in health and during difficulties of outflow in rats according to REG data.

Thesis for a candidate degree on medical sciences on speciality 14.03.04 - pathological physiology. - Lugansk State Medical University. - Lugansk, 2009.

The thesis is devoted to evaluation of knowledge about regulatory mechanisms of cerebral venous circulation in health and during venous outflow difficulties in rats. The rats' peculiarities of cerebral venous circulation in health and laboratory simulation of mechanical and functional cerebral venous outflow difficulties were researched according to REG data. It was found that some cerebral circulation parameters, except indexes of circulation in cerebral big arteries, were changed in laboratory simulation of mechanical cerebral venous outflow difficulty. All change indexes didn't return to starting values till end of experiment. In laboratory simulation of functional cerebral venous outflow difficulty all change cerebral circulation indexes retuned to base values in 3 hours after experiment. The basis for stabilization of cerebral circulation is activation of mechanisms of cerebral circulation autoregulation. The obtained results are experimental foundation for usage of diagnoses and correction of venous cerebral circulation in its disorders.

Key words: venous cerebral circulation, reoencеphalogram, mechanisms of cerebral circulation autoregulation, external jugular veins, antiorthostatic hypokinesia.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Порушення мозкового кровообігу на даний момент займають одне з провідних місць серед причин непрацездатності та смертності дорослого населення (Новикова М.Н., 2004; Лугай М.І. і ін., 2002; Шумаков В.О., 2002). Окрім органічного ураження судин, погіршення мозкового кровообігу часто виникає в результаті порушень функціонального характеру. При цьому часто першопричиною функціональних порушень мозкового кровообігу є збій механізмів авторегуляції кровообігу головного мозку, які підтримують його на адекватному рівні при змінах системного артеріального і центрального венозного тиску (Захарова Н.И., 2006), а також при зміні положення тіла стосовно вектора гравітації (Заболотских Н.В. і ін., 2008; Ilias Tachtsidis et al., 2004; K.-І. Iwasaki et al., 2005) Описані вище порушення мозкового кровообігу однаково стосуються як артеріального, так і венозного відділу судинної системи головного мозку. На жаль, ангіоневрологи головним чином досліджують питання патології артеріального русла судинної системи головного мозку, продовжуючи недооцінювати роль розладів венозного мозкового кровообігу в походженні, розвитку та клінічному перебігу судинних захворювань головного мозку. Це пов'язано з недостатнім володінням інформацією про фізіологічні механізми регуляції венозного кровообігу головного мозку (Schaller B. et al, 2004.), а також з обмеженими можливостями прижиттєвої діагностики і терапії венозних порушень мозкового кровообігу.

Проте, в ряді сучасних досліджень, які були присвячені, як вважалося раніше, суто артеріальним порушенням мозкового кровообігу, таким як вегето-судинна дистонія і атеросклерозна дисциркуляторна енцефалопатія, було показано, що в патогенезі цих захворювань значну роль відіграють венозні порушення мозкового кровообігу (E. P. Wei et al., 2006), що виглядає цілком закономірно з причини анатомо-функціональної єдності артеріальної і венозної систем головного мозку (Бобрышева Е. В. и др., 2005; Гачечинадзе Д. и др., 2004). Згадані захворювання нині досить глибоко вивчаються ангіоневрологами, оскільки відносяться до ранніх клінічних форм порушення мозкового кровообігу і є найбільш перспективними в плані профілактики, лікування і збереження працездатності та професійної придатності пацієнтів (Шестаков В., 1998; Otsuka H. et al., 2000).

У зв'язку з цим, на перший план все частіше виходить необхідність вивчення порушень венозної ланки мозкового кровообігу і механізмів її регуляції, як в нормі, так і при патологічних станах. Залишаються недостатньо дослідженими механізми компенсаторних процесів, що розвиваються при порушеннях венозного відтоку різного генезу від головного мозку, а також їх верифікація інструментальними методами. Тому результати дослідження в цьому напрямку можуть стати основою для розробки нових шляхів діагностики і корекції порушень мозкового кровообігу, як артеріального, так і венозного походження.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота виконана згідно з планом наукових досліджень Луганського державного медичного університету. Вона є фрагментом комплексної науково-дослідної роботи за темою «Аналіз психофізіологічних методик, які використовуються для оцінки стану здоров'я різних груп населення» № державної реєстрації 010U001111. Автор дисертації є співвиконавцем комплексної науково-дослідної роботи і виконавцем фрагменту «Механізми венозного кровообігу головного мозку щурів в нормі та за умов утруднення відтоку за даними аналізу реоенцефалограми».

Мета дослідження: вивчити на білих лабораторних щурах особливості регуляції венозного кровообігу головного мозку і вплив на нього різних чинників при збереженому і порушеному венозному мозковому кровообігу за допомогою реоенцефалографії.

Для досягнення поставленої мети сформульовані наступні завдання дослідження:

1. Вивчити особливості РЕГ - кривій у здорових білих лабораторних щурів.

2. Виявити закономірності регуляції венозного кровообігу головного мозку у білих лабораторних щурів за допомогою аналізу венозного компонента кривої РЕГ.

3. Створити модель порушення відтоку венозної крові з порожнини черепа шляхом:

А) двобічної перев'язки зовнішніх яремних вен;

Б) створення антиортастатичної гіпокінезії під кутом нахилу площини 45⁰ із закачуванням.

4. Вивчити зміни венозного відтоку крові з порожнини черепа за даними аналізу РЕГ при різних станах мозкового кровообігу у лабораторних тварин.

5. Провести оцінку взаємозв'язку змін венозного кровообігу головного мозку по даним РЕГ зі ступенем порушення мозкового кровообігу в експерименті.

Об'єкт дослідження: венозний відділ кровообігу головного мозку білого лабораторного щура в нормі і при порушенні відтоку венозної крові від порожнини черепа.

Предмет дослідження: патогенетичні механізми регуляції венозного кровообігу головного мозку в нормі і шляхи розвитку компенсаторних реакцій, які направлені на підтримку адекватного мозкового кровообігу при утрудненні венозного відтоку від головного мозку.

Методи дослідження: дослідження проведене комплексно із використанням електрофізіологічних методів та методів експериментального моделювання, виконано статистичну обробку отриманих даних.

Наукова новизна одержаних результатів. У представленій роботі був виявлений ряд чинників, що впливають на регуляцію венозного кровообігу при нормальному мозковому кровообігу і після експериментальної дії, яка була спрямована на створення порушень венозного відтоку від головного мозку.

Розроблена оригінальна модель утруднення відтоку венозної крові від головного мозку у білого лабораторного щура. Запропонована модель враховує особливості мозкового кровообігу білого щура і повністю основана на даних анатомічної будови венозних колекторів головного мозку цього виду тварин.

Встановлені особливості функціонального стану системи мозкового кровообігу білого лабораторного щура в нормі і при порушенні венозного відтоку від головного мозку.

Виявлені нові дані про закономірності функціональних змін венозного кровообігу головного мозку за допомогою аналізу кривої РЕГ при експериментальній дії на церебральний кровообіг білого лабораторного щура, яка була спрямована на створення порушень венозного відтоку від головного мозку.

Практичне значення одержаних результатів. Виявлені закономірності авторегуляції мозкового кровообігу і механізми розвитку компенсаторних реакцій, що виникають при порушенні венозного відтоку як органічного, так і функціонального генезу. Отримані дані були зареєстровані за допомогою РЕГ, в ході розшифровки якої було виявлено відповідність між змінами її показників і характером, ступенем і динамікою порушень венозного кровообігу головного мозку тварини. Це дозволить упровадити ширше використання цього методу в терапевтичній практиці для діагностики ранніх порушень мозкового кровообігу, таких як вегето-судинна дистонія, атеросклерозна дисциркуляторна енцефалопатія і транзиторні порушення мозкового кровообігу. Результати дослідження можуть стати основою для розробки уніфікованої оцінки критеріїв стану кровообігу головного мозку у пацієнтів за допомогою реоенцефалограми при дослідженні порушень венозного кровообігу.

Отримані дані використовуються у навчальному процесі кафедр нормальної та патологічної фізіології Луганського державного медичного університету, а також кафедри патологічної фізіології Харківського національного медичного університету, що підтверджено відповідними актами впровадження.

Особистий внесок здобувача. Автором самостійно був проведений патентно-ліцензійний пошук, науковий аналіз джерел літератури за предметом дисертаційної роботи та їх узагальнення. Розроблена оригінальна модель, за допомогою якої моделюються порушення венозного відтоку від головного мозку шляхом двобічної перев'язки зовнішніх яремних вен. Досліджений функціональний стан венозного відділу системи кровообігу головного мозку білих лабораторних щурів при різних видах порушень венозного відтоку від головного мозку. Самостійно підготовлені до друку наукові роботи, написані всі розділи дисертації. Проведена статистична обробка і аналіз отриманих результатів, інтерпретація наукових положень і формулювання висновків.

Сумісно с науковим керівником здійснено вибір теми дисертаційної роботи, постановка мети і завдань дослідження, планування експерименту, інтерпретація одержаних результатів і формулювання висновків.

У роботах, виконаних в співавторстві, реалізовані наукові ідеї здобувачки. Співавторами здійснювалась допомога у виконанні методів експериментального моделювання та електрофізіологічних методів дослідження, консультація щодо статистичної обробки результатів дослідження та їх інтерпретації. Дисертантом не були використані результати та ідеї співавторів публікацій.

Апробація результатів дисертації. Результати роботи доповідалися та обговорювалися на: ХVII з'їзді фізіологів України (Чернівці, 2006); на Всеукраїнських науково-практичних конференціях «Сучасні методичні підходи до аналізу стану здоров'я» (Луганськ 2007, 2008), на міжнародній конференції «Центральные и периферические механизмы вегетативной нервной системы» (Донецьк, 2007), на Міжнародній науково-практичній конференції «Проблеми та перспективи методичних підходів до аналізу стану здоров'я» (Луганськ, 2009). Матеріали дисертаційної роботи доповідалися та обговорювалися на засіданнях кафедри та на підсумкових наукових конференціях Луганського державного медичного університету.

Публікації. За матеріалами дисертації опубліковано 10 наукових праць, з яких 5 статей - у фахових медичних виданнях, рекомендованих ВАК України, 5 - у вигляді тез доповідей наукових конгресів і конференцій.

Структура дисертації. Робота викладена на 133 сторінках, з них на 25 сторінках наведено 6 таблиць та 20 рисунків. Дисертація складається із вступу, огляду літератури, опису матеріалів та методів дослідження, 3 розділів власних досліджень, аналізу та узагальнення одержаних результатів, висновків і переліку використаних літературних джерел. Перелік містить 232 джерела, з них 115 - кирилиця та 117 - латиниця.

кровообіг головний мозок щур

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ

Матеріали і методи дослідження. Дослідження особливостей фізіологічних механізмів регуляції венозного кровообігу головного мозку в нормі і при утрудненні венозного відтоку проводили на 75 білих статевозрілих безпородних щурах обох статей у віці 3-6 місяців, масою 150-180 грамів.

Порушення венозного відтоку крові від головного мозку у піддослідних тварин моделювалося двома шляхами: (1) проводилася двобічна перев'язка зовнішньої яремної вени як одного з основних колекторів венозної крові, що відтікає від головного мозку; (2) створювалася антиортостатична гіпокінезія під кутом нахилу площини 45⁰ із закачуванням протягом 1 години (Сапегин И.Д., 2001).

Для вивчення механізмів авторегуляції мозкового кровообігу і компенсаторних реакцій, які розвиваються при порушеннях венозного відтоку крові від головного мозку, що виникли внаслідок двобічної перев'язки зовнішніх яремних вен, лабораторні тварини були розділені на три групи: першу контрольну, другу контрольну та дослідну. Перша контрольна група складалася з інтактних тварин, у яких реєстрували тільки РЕГ за схемою, до другої контрольної групи входили псевдооперовані щури, яким проводили операційне втручання без двобічної перев'язки зовнішніх яремних вен і реєстрували РЕГ за схемою, дослідна група складалася з щурів, яким проводили операційне втручання з двобічною перев'язкою зовнішньої яремної вени і реєстрували РЕГ за схемою. До кожної групи входили 15 тварин. Експеримент тривав протягом трьох діб. Послідовність реєстрації РЕГ була однакова для всіх груп: вихідна, через три години, через добу, через три доби. Другій контрольній і дослідній групам після операції проводилася додаткова реєстрація РЕГ.

Для вивчення механізмів авторегуляції мозкового кровообігу і компенсаторних реакцій, які розвиваються при порушеннях венозного відтоку крові від головного мозку, що виникли внаслідок антиортостатичної гіпокінезії під кутом нахилу площини 45⁰ із закачуванням, тварини були розділені на дві групи: першу - контрольну, вона складалася з інтактних тварин, у щурів реєстрували лише РЕГ, другу, - дослідну - щури піддавалися антиортостатичній гіпокінезії під кутом нахилу площини 45⁰ із закачуванням протягом 1 години і реєстрації РЕГ. Кожна група складалася з 15 піддослідних тварин. Експеримент тривав 5 годин. Послідовність реєстрації РЕГ була однакова для всіх груп: вихідна і через три години. У дослідній групі після експериментального впливу проводилася додаткова реєстрація РЕГ.

Моделювання порушень венозного відтоку крові від головного мозку та реєстрація РЕГ у піддослідних тварин проводилися під тіопенталовим наркозом.

Запис РЕГ здійснювали за допомогою біполярного реографа. Голчаті електроди довжиною 5 см вводилися під шкіру: перший - в міжочноямковий простір, другий - в область підборіддя нижньої щелепи, третій - в область потиличного отвору, відстань між третім і першим електродом складала 2 см; четвертий - на відстань 2 см від третього, більш каудально (Проценко В.А. и др., 1991).

Функціональний стан венозного мозкового кровообігу білих лабораторних щурів оцінювався за допомогою аналізу реоенцефалогічних кривих двома способами:

1. візуальний аналіз;

2. математичний аналіз реоенцефалограм.

Показники РЕГ, що вивчалися в процесі дослідження, були розділені на чотири групи, що дозволило спростити аналіз отриманих даних. Цей розподіл на групи був заснований на тому, що кровообіг будь-якого відділу судинного русла головного мозку характеризує той або інший показник. Виходячи з цього, ми виділили наступні групи показників:

1. показники, що характеризують наповнення крупних артеріальних судин (амплітуда артеріальної компоненти, швидкість прискореного наповнення АК, час прискореного наповнення АК)

2. показники, які описують венозний кровообіг головного мозку (діастолічний індекс і АВК)

3. показники, що характеризують середні і дрібні артерії головного мозку і ЗПСО (час повільного наповнення АК, ДКІ, швидкість повільного наповнення АК)

4. показники, які описують мозковий кровообіг в цілому (РІ, РК і ШОК).

Статистичну обробку отриманих результатів проводили за допомогою програми статистичного аналізу Microsoft Excel XP. Статистична значимість кількісних відмінностей в дослідженнях, які були проведені в динаміці в одній групі, розраховували за допомогою параметричного парного критерію Стьюдента з поправкою Бонферроні. Зв'язок між параметрами оцінювали за допомогою коефіцієнту кореляції Пірсона.

Результати досліджень. Криві РЕГ, які були зареєстровані в дослідній групі до проведення двобічної перев'язки зовнішніх яремних вен і відразу після оперативного втручання, не мали будь-яких рис, які вказували би на патологічний стан мозкового кровообігу. При візуальному аналізі РЕГ, які були зареєстровані через 3 години після проведення операції (в 60 % випадків) і РЕГ, які були отримані через 24 години після двобічної перев'язки зовнішніх яремних вен, був відмічений ряд змін кривих РЕГ. Вершина РЕГ-хвилі стала круглішою, часто виявлялося систолодіастолічне плато, спостерігалась випукла катакротична частина. На катакроті часто розташовується високий дикротичний зубець (рисунок 1). Подібні зміни РЕГ-кривих виникають при підвищенні венозного тонусу і утрудненні венозного відтоку від головного мозку. На РЕГ, які були зареєстровані через 3 доби після оперативного втручання, були виявлені ознаки вираженого утруднення венозного відтоку від головного мозку: грубі зміни форми низхідній частини хвилі, зміни конфігурації висхідної частини (багатоступінчастий підйом) кривої, збільшення амплітуди хвилі РЕГ (рисунок 2).

При візуальній оцінці кривих РЕГ, які були зареєстровані відразу після антиортостатичної гіпокінезії під кутом нахилу площини 45⁰ із закачуванням, був виявлений ряд змін: вершина РЕГ-хвилі стала більш округлою, часто виявлялося систолодіастолічне плато, спостерігалася випукла катакротична частина хвилі, на якій часто був розташований високий дикротичний зубець (рисунок 1). Такі зміни візуальних характеристик РЕГ виникають при утрудненні венозного відтоку від головного мозку і підвищенні венозного тонусу. Описані вище візуальні зміни кривих РЕГ спостерігалися недовго. Через 3 години після припинення експериментальної дії всі виявлені ознаки порушень венозного відтоку від головного мозку на РЕГ зникали, і криві РЕГ, які були зареєстровані в цей час, відповідали нормальним РЕГ без ознак патології кровообігу головного мозку.

Рисунок 1. Крива РЕГ, яка була зареєстрована через 3 - 24 години після двобічної перев'язки зовнішніх яремних вен у білих лабораторних щурів.

Рисунок 2. Крива РЕГ, яка була зареєстрована через 3 доби після двобічної перев'язки зовнішніх яремних вен у білих лабораторних щурів.

При проведенні математичного аналізу РЕГ у дослідній групі тварин, яким була проведена двобічна перев'язка зовнішніх яремних вен, була виявлена відсутність будь-яких статистично значимих змін у групі показників РЕГ, що характеризують кровообіг у крупних артеріях головного мозку. В умовах нашого експерименту артеріальна ланка мозкового кровообігу залишилася інтактною, що і дозволяє пояснити відсутність будь-яких змін в даній групі показників в перші години після оперативного втручання. Надалі також не було виявлено статистично значимих змін значень показників цієї групи, що може бути пояснено активізацією різних механізмів авторегуляції мозкового кровообігу і розвитком колатеральних шляхів відтоку крові з порожнини черепу для стабілізації кровопостачання мозкової тканини.

У групі показників, які описують стан венозного кровообігу головного мозку, відмічали ряд статистично значимих змін цих показників (табл. 1). Відразу після оперативного втручання показники діастолічного індексу і АВК змінювалися односпрямовано: їх значення статистично значимо знижувалися в порівнянні зі значеннями цих показників, які були зареєстровані до оперативного втручання (б<0,05), що, як ми вважаємо, є ознакою падіння тонусу венул і порушенням відтоку крові з артеріального відділу церебрального кровообігу у венозний.

При цьому слід звернути увагу, що показник, який характеризує ЗПСО (ДКІ) також статистично значимо знижувався в цей період експерименту і корелював з показником діастолічного індексу (коефіцієнт кореляції Пірсона=+0,85). Подібні зміни показників РЕГ вказують на значне падіння ЗПСО і утруднення венозного відтоку у зв'язку з механічними причинами порушення гемодинаміки, що узгоджується з методикою нашого експерименту. На РЕГ, які були зареєстровані через 3 години після проведення операції, значення АВК статистично значимо зросло (б<0,05) в порівнянні із значенням цього показника, яке було зареєстроване відразу після операції, що може бути пояснене розвитком альтернативних шляхів венозного відтоку, наприклад, колатеральних вен, які частково компенсують венозний застій. Проте через 24 години і 3 доби після проведення оперативного втручання значення даного показника статистично значимо знижувався (б < 0,05), що, можливо пов'язано з виснаженням компенсаторних можливостей колатерального венозного кровообігу.

Зміна показників діастолічного індексу має протилежну динаміку: через 3 доби після операції на РЕГ виявлялося статистично значиме збільшення цього показника в порівнянні з його значенням, яке було зареєстроване відразу після оперативного втручання (б<0,05), що вказує на підвищення венозного тонусу і може розглядатися як компенсаторна реакція, яка спрямована на стабілізацію мозкового кровообігу і посилення відтоку крові з порожнини черепа.

Таблиця 1. Динаміка показників реоенцефалограми, які характеризують венозний кровообіг головного мозку при механічному порушенні відтоку венозної крові від головного мозку

* - достовірність відмінностей в порівнянні з доопераційним значенням; ** - достовірність відмінностей в порівнянні зі значенням, яке було зареєстроване відразу після оперативного втручання; *** - достовірність відмінностей зі значенням, яке було отримане через 3 години після операції; (б < 0,05 для всіх випадків).

При розгляді показників, які характеризують середні і дрібні артерії головного мозку і ЗПСО, також були відмічені статистично значимі зміни ДКІ, часу та швидкості повільного наповнення АК (таблиця 2). ДКІ значимо знижувався на РЕГ, які були зареєстровані відразу після операції, в порівнянні з їх доопераційними значеннями (б < 0,05). Подібна зміна ДКІ вказувала на зниження тонусу артеріол і падіння ЗПСО, що пов'язано з розвитком венозного застою в порожнині черепу. На РЕГ, які були отримані через 24 години і 3 доби, ДКІ статистично значимо зріс (б<0,05), що вказувало на підвищення судинного тонусу артеріол і ЗПСО і було проявом функціонування системи авторегуляції мозкового кровообігу.

Таблиця 2. Динаміка показників реоенцефалограми, які характеризують середні і дрібні артерії головного мозку і загальний периферійний судинний опір при механічному порушенні відтоку венозної крові від головного мозку

* - достовірність відмінностей в порівнянні з доопераційним значенням; ** - достовірність відмінностей в порівнянні зі значенням, яке було зареєстроване відразу після оперативного втручання; *** - достовірність відмінностей зі значенням, яке було отримане через 3 години після операції; (б<0,05 для всіх випадків).

Значення показника часу повільного наповнення АК статистично значимо знизилося на РЕГ, які були зареєстровані через 3 години, 24 години і 3 доби після операції, в порівнянні з доопераційним значенням (б<0,05), що вказувало на розвиток венозного застою в порожнині черепу, який не був повністю ліквідований механізмами компенсації. Приблизно такий же характер змін носила динаміка значень швидкості повільного наповнення АК. Статистично значиме підвищення показника спостерігалося через 3 години після двобічної перев'язки зовнішніх яремних вен, в порівнянні із значеннями цього показника, які були зафіксовані до і відразу після операції (б<0,05). На наш погляд, подібна зміна цього показника вказує на спробу системи авторегуляції мозкового кровообігу стабілізувати церебральний кровообіг і, можливо, на розвиток колатеральних шляхів венозного відтоку від порожнини черепу. Проте значення показників, які були зареєстровані через 24 години і через 3 доби після операції, статистично значимо знижувалися в порівнянні із значенням, яке було отримане через 3 години після операції (б < 0,05), що вказує на нездатність механізмів авторегуляції компенсувати порушення мозкового кровообігу. Побічно це підтверджувалося існуванням високого ступеню прямої кореляційної залежності з показниками ШОК (коефіцієнт кореляції Пірсона рівний +0,78).

При аналізі РЕГ в цій дослідній групі тварин були виявлені статистично значимі зміни показників, що характеризують мозковий кровообіг в цілому. Статистично значиме підвищення РІ через 3 години після перев'язки судин (б<0,05), на нашу думку, вказувало на розвиток альтернативних шляхів венозного відтоку від головного мозку. Проте, статистично значиме падіння даного показника через 24 години і 3 доби після операції в порівнянні зі всіма попередніми значеннями цього показника (б < 0,05), вказувало на недостатність механізмів компенсації та їх нездатність ліквідовувати існуючий венозний застій. Це підтверджувалося наявністю сильного ступеня прямої кореляційної залежності, який був нами виявлений між даним показником і показниками ШОК і АВК (коефіцієнти кореляції Пірсона рівні відповідно +0,85 і +0,87). Схожі динамічні зміни спостерігалися при аналізі значень показника ШОК. Функціонування всіх механізмів системи авторегуляції мозкового кровообігу і розвиток інших компенсаторних реакцій, наприклад колатеральних шляхів кровообігу, направлені, перш за все, на підтримку цього показника. Постійність ШОК забезпечує стабільність кровопостачання головного мозку, що дозволяє останньому виконувати свої функції. Отже, при розвитку венозного застою ШОК повинен знижуватися, що і спостерігалося при аналізі кривих РЕГ, які були зареєстровані в ході дослідження. Відразу після оперативного втручання значення ШОК статистично значимо знижувалося (б<0,05), що було пов'язано з різким утрудненням відтоку венозної крові від головного мозку. Проте через 3 години після операції цей показник статистично значимо зростав в порівнянні з до- і післяопераційними значеннями (б<0,05), що, на нашу думку, було пов'язано з активацією механізмів системи авторегуляції головного мозку. Надалі, через 1-3 доби значення ШОК статистично значимо зменшувалося в порівнянні зі всіма попередніми значеннями даного показника: до-, післяопераційним і зареєстрованим через 3 години після операції (б<0,05). Це вказувало на виснаження механізмів компенсації та їх недостатність для ліквідації венозного застою головного мозку, який був викликаний утрудненням венозного відтоку. Зміни значень показника РК також вказували на існування некомпенсованого венозного застою в порожнині черепу. Достовірне зниження значень РК через 3 години і через добу після операції (б<0,05) було ознакою зниження пульсового кровонаповнення головного мозку експериментальної тварини.

Отже, аналіз кривих РЕГ, які були зареєстровані в ході експерименту з двобічною перев'язкою зовнішніх яремних вен у лабораторних щурів, показав, що при виникненні механічних порушень, які призводили до порушення венозного відтоку від порожнини черепа, відбувалися активація механізмів авторегуляції мозкового кровообігу і, можливо, розвиток колатеральних шляхів відтоку венозної крові. Проте, виходячи з отриманих в ході експерименту даних, можна зробити висновок, що ці механізми були недостатні для ліквідації венозного застою головного мозку і стабілізації церебрального кровообігу, вони виснажувалися через 1-3 доби після проведення експериментального оперативного втручання.

За допомогою другої експериментальної методики (створення антиортостатичної гіпокінезії під кутом нахилу площини 45⁰ із закачуванням) ми змоделювали функціональне порушення венозного відтоку від головного мозку, яке можна легко коригувати, і спробували провести детальний аналіз змін параметрів мозкового кровообігу шляхом вивчення даних, які були отримані при реєстрації РЕГ. При аналізі реоенцефалограм ми розділили показники РЕГ на чотири групи, які були описані вище.

При порушенні венозного відтоку від порожнини черепа шляхом створення антиортостатичного положення під кутом нахилу площини 45⁰ із закачуванням, змінювалися параметри РЕГ, які характеризують кровообіг в крупних артеріальних судинах, чого не спостерігалося при двобічній перев'язці яремних зовнішніх вен. Відразу після проведення експериментальної дії відмічалося статистично значиме збільшення швидкості прискореного наповнення АК (б<0,05), через 3 години після закінчення експерименту значення даного показника поверталося до вихідного значення. Подібна динаміка значень швидкості прискореного наповнення АК, на наш погляд, може бути пояснена тим, що при створенні антиортостатичного положення під кутом нахилу площини 45⁰ приплив крові до краніального кінця тіла збільшився у зв'язку зі зміною положення тіла стосовно вектора гравітації. При експериментальній дії напрями вектору припливу крові до головного мозку і вектору гравітації збігаються, що приводить до статистично достовірного зростання значення показника швидкості прискореного наповнення АК (б<0,05). Повернення положення тіла до ортостатичного призводить до повернення значення даного показника до вихідного.

У дослідній групі тварин при аналізі показників РЕГ, що характеризують венозний кровообіг головного мозку, нами була виявлена статистично достовірна зміна АВК. Після проведення експериментального втручання значення цього показника РЕГ статистично значимо збільшилося (б<0,05), що, на нашу думку, пояснювалося розвитком венозного застою і збільшенням об'єму венозної крові в порожнині черепа. При створенні антиортостатичної гіпокінезії під кутом нахилу площини 45⁰ вектори венозного відтоку і гравітації стають різноспрямованими, що значно утрудняє рух венозної крові від головного мозку і призводить до розвитку венозного застою. Через 3 години після проведення експерименту значення АВК поверталося до вихідного, що було пов'язано зі зміною напряму вектора гравітації по відношенню до положення тіла і розвитком компенсаторних реакцій переважно метаболічного і міогенного характеру.

У цій же групі щурів була виявлена динамічна зміна показників РЕГ, які характеризують кровообіг в середніх і дрібних артеріях головного мозку і характеризують ЗПСО. В ході дослідження спостерігалася статистично значима зміна трьох показників РЕГ: часу і швидкості повільного наповнення АК і ДКІ. Статистично значиме збільшення показника часу повільного наповнення АК (б<0,05), на нашу думку, можна пояснити розширенням судин дрібного і середнього калібру, яка була викликана збільшенням припливу крові до краніального відділу завдяки створенню антиортостатичної гіпокінезії під кутом нахилу площини 45⁰ з закачуванням. Наявність вазодилятації артеріол і зниження їх тонусу було підтверджено також статистично достовірним зниженням ДКІ (б<0,05), який характеризує стан тонусу артеріол. Односпрямована зміна цих параметрів мозкового кровообігу, можливо, вказувала на те, що механізми авторегуляції мозкового кровообігу на той час не були достатні для ліквідації венозного застою, який виник внаслідок експериментального втручання. Статистично значиме збільшення показника швидкості повільного наповнення АК (б<0,05) може бути поясненим збігом напрямів припливу артеріальної крові до головного мозку і вектору гравітації, які в ортостатичному положенні мають різну спрямованість. Через 3 години після припинення експериментального впливу всі вище перераховані параметри поверталися до вихідних значень, що вказувало на активацію механізмів авторегуляції мозкового кровообігу, перш за все її механізмів «негайного реагування» - метаболічного і міогенного.

При аналізі групи показників РЕГ, які характеризують мозковий кровообіг в цілому, було виявлено статистично значиму зміну наступних показників: РІ і РК. Збільшення РІ (б<0,05) може бути пояснене тим, що при створенні антиортостатичного положення під кутом нахилу площини 45⁰ кровонаповнення головного мозку збільшилося у зв'язку зі збігом напрямів вектора гравітаційного поля Землі і припливу артеріальної крові до головного мозку. Через 3 години після припинення експериментальної дії РІ повертався до початкового значення у зв'язку зі зниженням пульсового кровонаповнення. Останнє знижувалося у зв'язку з поверненням положення лабораторної тварини до вихідного. Така динаміка значень РІ узгоджувалась з динамікою змін інших параметрів РЕГ: нами була виявлена сильна позитивна кореляційна залежність між РІ, АВК і ААК (коефіцієнти кореляції Пірсона рівні +0,82 і +0,92 відповідно), РІ і швидкостями прискореного і повільного наповнення АК (коефіцієнти кореляції Пірсону рівні + 0,75 і + 0,73 відповідно), РІ і ШОК (коефіцієнт кореляції Пірсона рівний +0,81). Значення показника РК статистично значимо зменшувалося (б<0,05), що, на нашу думку, вказувало на те, що час наповнення артеріального русла при антиортостатичному положенні під кутом нахилу площини 45⁰ із закачуванням значно скорочувався, і співвідношення між часом заповнення артеріального русла і тривалістю всієї хвилі РЕГ, яке і описується РК, знижувалося. Через 3 години після експериментальної дії РК повертався до вихідного рівня, що пояснювалося поверненням експериментальної тварини до ортостатичного положення.

Динаміка всіх показників РЕГ, що змінилися при створені антиортостатичної гіпокінезії під кутом нахилу площини 45⁰ із закачуванням протягом 1 години наведені в таблиці 3.

Таблиця 3. Динаміка показників РЕГ при функціональному порушенні відтоку венозної крові від головного мозку

* - достовірність відмінностей зі значенням, яке було отримане до створення антиортостатичної гіпокінезії під кутом нахилу площини 45⁰ із закачуванням

Крім того, звертає на себе увагу той факт, що в ході проведеного експерименту значення ШОК залишилося постійним. Це вказує на те, що система авторегуляції мозкового кровообігу змогла стабілізувати і підтримувати на постійному рівні кровопостачання мозкової тканини, не дивлячись на зміну багатьох параметрів мозкового кровообігу і розвиток венозного застою в порожнині черепа, таким чином виконавши своє основне завдання. На нашу думку, в даному випадку адекватний мозковий кровообіг підтримувався, перш за все, міогенним і метаболічним механізмами регуляції, оскільки вони являються механізмами «негайного реагування».

ВИСНОВКИ

У дисертації роботі наведене теоретичне узагальнення і наукове вирішення наукової задачі, що міститься у експериментальному обґрунтуванні механізмів регуляції церебрального венозного кровообігу в нормі й при порушенні венозного відтоку від головного мозку. Виявлені особливості функціонального стану мозкового кровообігу при утрудненні венозного відтоку від порожнини черепа, що виражається в зміні параметрів кровообігу в різних відділах судинної системи головного мозку і розвитку компенсаторних реакцій, які направлені на стабілізацію церебрального кровообігу і підтримку адекватного кровопостачання головного мозку.

1. Механічне утруднення венозного відтоку від головного мозку, яке викликане двобічною перев'язкою зовнішніх яремних вен, призводить до змін кровообігу головного мозку в цілому, що відбивається в змінах параметрів реоенцефалограми: значення швидкості об'ємного кровообігу і реографічний індекс підвищуються через 3 години після операції на 215,4 % і 230 % відповідно, але через 24 години після операції знижуються: реографічний індекс - на 77,8 %; швидкість об'ємного кровообігу - на 60,5 %; через 3 доби ці показники ставали менше вихідних доопераційних значень: реографічний індекс - на 56,3 %, швидкість об'ємного кровообігу - на 70,6 %. Реографічний коефіцієнт знижується протягом першої доби після перев'язки судин: через 3 години після операції - на 29,2 %, через добу - на 22,8 %. Всі зміни носять статистично значимий характер.

2. Динаміка таких показників реоенцефалограми, як діастолічний індекс та амплітуда венозної компоненти характеризує зміни венозного кровообігу після механічного утруднення венозного відтоку. Діастолічний індекс знижується після оперативного втручання на 33,18 %, але на 3 добу після операції повертається до вихідного значення; амплітуда венозної компоненти значно підвищується через три години після операції (на 230,36 %), проте її параметри через 24 години стають навіть менше вихідного значення (на 68,28 %) і зберігаються до кінця експерименту. Всі зміни носять статистично значимий характер.

3. Кровообіг в крупних артеріях головного мозку при механічному утрудненні венозного відтоку не змінюється (значення показників реоенцефалограми статистично значимо не змінюються). За тих же умов спостерігаються зміни кровообігу в артеріях середнього і дрібного калібру: значення дикротичного індексу після операції знижується на 35,96 %, проте через добу після операції відмічається його підвищення (на 60,96 %) і повернення до вихідного доопераційного рівня; час повільного наповнення артеріальної компоненти знижується через 3 години після операції на 34,31 % і більше не змінюється до кінця експерименту. Значення швидкості повільного наповнення артеріальної компоненти підвищується на 249,5 % через 3 години після операційного втручання, проте, через добу після операції відбувається зниження цього значення на 70,68 % і повернення до доопераційного значення.

4. Функціональне утруднення венозного відтоку при моделюванні антиортостатичної гіпокінезії під кутом нахилу площини 45⁰ із закачуванням призводить також до змін мозкового кровообігу в цілому, що відбивається зміні показників реоенцефалограми: реографічний індекс зростає в 4 рази в порівнянні з вихідним значенням, а реографічний коефіцієнт знижується після припинення експериментальної дії на 23,45 %. Всі зміни носять статистично значимий характер.

5. Функціональне утруднення венозного відтоку призводить до статистично значимих змін кровообігу як в артеріях середнього і дрібного калібру і загального периферійного судинного опору - відразу після закінчення експериментального втручання відзначається підвищення значень часу і швидкості повільного наповнення артеріальної компоненти на 138,35% і 286,58% відповідно і зниження значення дикротичного індексу на 24,66 %, так і в крупних артеріях - підвищується значення швидкості прискореного наповнення артеріальної компоненти на 179,17 %.

6. Моделювання функціонального порушення венозного відтоку від головного мозку сприяє порушенню кровообігу у венах головного мозку - значення показника реоенцефалограми амплітуди венозної компоненти статистично значимо збільшується на 178,53 %.

7. Через 3 години після припинення антиортостатичної гіпокінезії під кутом нахилу площини 45⁰ із закачуванням, всі змінені показники реоенцефалограми у білих лабораторних щурів повертаються до вихідних значень.

СПИСОК НАУКОВИХ ПРАЦЬ, ОПУБЛІКОВАНИХ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Якобсон Е.А. Методика оценки венозного кровотока головного мозга по данным РЭГ у лабораторных крыс / Якобсон Е.А., Тананакина Т.П., Болгов Д.М., Пархомчук Д.С., Глебов А.М // Український медичний альманах. - 2006. - Т. 9, № 5. - С. 219-220. (Здобувачем самостійно здійснювався пошук літератури за темою, формування груп лабораторних тварин та їх обстеження за допомогою РЕГ, написання статті)

2. Тананакина Т.П. Отражение морфологических изменений сосудов головного мозга при экспериментальном венозном полнокровии в показателях реоэнцефалографии у белых лабораторных крыс / Тананакина Т.П., Болгов Д.М., Якобсон Е.А., Глебов А.М. // Український медичний альманах. - 2007. - Т. 10, № 3. - С. 61-63. (Дисертантом самостійно здійснювався пошук літератури за темою, обстеження лабораторних тварин за допомогою РЕГ, фотографування судин головного мозку для вивчення їх морфологічних змін, участь в підготовці рукопису).

3. Тананакина Т.П. Реоэнцефалограмма как метод диагностики нарушений кровообращения головного мозга / Тананакина Т.П., Якобсон Е.А., Болгов Д.М., Глебов А.М. // Український медичний альманах. - 2008. - Т. 11, № 1. - С. 275-276. (Здобувачем особисто проведено аналіз літературних джерел, участь в підготовці рукопису).

4. Тананакина Т.П. Характеристика периферического сосудистого сопротивления при экспериментальном полнокровии у белах лабораторних крыс по данням реоэнцефалографии / Тананакина Т.П., Якобсон Е.А., Глебов А.М. // Загальна патологія та патологічна фізіологія. - 2007. -Т. 2, № 5. - С. 34-41. (Здобувачем особисто проведено аналіз літературних джерел, проведено обстеження лабораторних тварин за допомогою РЕГ, статистичну обробку та узагальнення отриманих даних, участь в підготовці рукопису).

5. Якобсон Е.А. Физиологические механизмы регуляции венозного кровообращения головного мозга белых лабораторных крыс при болезни движения по данным реоэнцефалографии / Якобсон Е.А. // Загальна патологія та патологічна фізіологія. - 2008. - Т. 3, № 1. - С. 45-50. (Виконана дисертантом особисто).

6. Савро В.О. Функціональна оцінка мозкового кровообігу при різній судинній патології за показниками реоенцефалографії / Савро В.О., Якобсон О.О., Пархомчук Д.С. // Фізіологічний журнал. - 2006. - Т. 52, № 2. - С. 221-222. (Здобувачем особисто проведено аналіз літературних джерел вітчизняних та закордонних авторів присвячених проблемі функціональної оцінки мозкового кровообігу, формування груп обстеження пацієнтів, аналіз отриманих РЕГ, участь у підготовці рукопису).