AGE-RELATED ADAPTATION OF PORTAL HEMODYNAMICS IN RATS DURING 75 DAY FOLLOW-UP

Full Text

В норме адаптация организма к факторам внешней среды определяется различными функциями печени, которые обеспечивают и поддерживают высокую работоспособность. Особый интерес представляет портальная гемодинамика, которая является основным буферным регуляторным механизмом поддержания адекватного функционирования и метаболического гомеостаза печени [1]. © Виноградов А.А., Андреева И.В., Симакова Е.С., 2022 Для определения параметров портальной гемодинамики в практической и экспериментальной медицине применяют ультразвуковое исследование (УЗИ) с дуплексным сканированием воротной вены (ВВ), что позволяет информативно оценить функциональное состояние печеночного кровотока [2, 3, 4, 5, 6]. В настоящее время остаются недостаточно изученными механизмы возрастной адаптации портальной гемодинамики в процессе динамического наблюдения. Это стимулировало авторов к выполнению целенаправленного исследования механизмов возрастной адаптации портальной гемодинамики. ЦЕЛЬ РАБОТЫ На крысах в динамике изучить особенности возрастной адаптации портальной гемодинамики в процессе 75-суточного наблюдения. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ Исследование проведено в осенне-зимний период на молодых (14-16 месяцев) беспородных белых крысах-самцах массой 200-230 г, которые содержались в условиях вивария на стандартном рационе [7]. Содержание и обращение с животными в эксперименте (включая анестезию и эвтаназию передозировкой золетила) осуществляли соответственно принципам «Европейской конвенции о защите позвоночных животных, используемых для экспериментальных и других научных целей» [8], приказу Министерства Минздрава РФ от 01.04.2016 № 199н «Об утверждении правил надлежавшей лабораторной практики», «Санитарноэпидемиологических требований к устройству, оборудованию и содержанию экспериментально-биологических клиник (вивариев)» (СП 2.2.1.3218-14). Животные содержались по 6 особей в стандартных клетках при температуре воздуха 20-22 °С, относительной влажности 40-60 %, световом режиме 12:12 с включением света в 8.00, потребляли корм ПК-120 (ООО «Ла-боратокорм», Россия) и воду при свободном доступе. Отлучение от корма осуществлялось за 2 ч до ФН [9]. В условиях наркоза (золетил 20мг/кг) в положении на спине с помощью сканера Sonoace-8000 (Medison, Южная Корея) с линейным датчиком 7,5 МГц в режиме цветного допплеровского картирования (ЦДК) в проекции ВВ визуализировали цветовой сигнал и спектр кровотока в ВВ в режиме спектрального допплера. У животных определяли показатели портальной гемодинамики в начале наблюдения и возрастные изменения через 60 и 75 суток. Изучали количественные показателей портальной гемодинамики: диаметр (D в см) ВВ, линейную скорость кровотока -пиковую систолическую (Vps в см/с), конечную диастолическую (Ved в см/с) и усредненную по времени среднюю (TAV в см/с) скорости кровотока в ВВ. Среднюю объемную скорость кровотока (Оср.в мл/мин) в ВВ вычисляли по формуле - Ocp. = S * TAV * 60. Поперечное сечение (S в см2) ВВ вычисляли по формуле - S = nD2/4. Цифровые данные обрабатывали методами вариационной статистики с помощью программы Stat Soft Statistica 13.0 (США, номер лицензии AXA003J115213FAACD-X, Statsoft.ru) и Microsoft Excel for MACver. 16.24 (ID 02984-001-000001). Определяли: среднюю арифметическую выборки (M); ошибку средней арифметической выборки (m); вероятность ошибки (р); квартиль (б) - отношение медианы к максимальному и минимальному показателям выборки, t-критерий Стьюдента. При распределении данных, отличном от нормального, в независимых выборках статистическую значимость различий оценивали ^мп. по U-критерию Манна - Уитни при U^. 3-7. Наличие связи между исследуемыми группами определяли с помощью коэффициента корреляции Пирсона (R). Коэффициент менее 0,3 определял слабую корреляционная связь, 0,3-0,5 - умеренную, 0,5-0,7 - заметную, 0,7-0,9 - высокую и 0,9-1,0 - весьма высокую корреляционную связь. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ В первые сутки наблюдения (ИП - исходный показатель) у животных в режиме допплеровского сканирования в ВВ зафиксирован монофазный (венозный) спектр кровотока с практически постоянным систоло-диастолическим размахом (рис. 1). В режиме ЦДК в проекции ВВ визуализировался цветовой сигнал (рис. 2). Красный цвет соответствовал потоку, идущему в сторону датчика, синий - от датчика [6]. Красный цвет указывал на гепатопетальное направление кровотока в ВВ у всех крыс КГ. В начале наблюдения ИП диаметра (D) ВВ был в пределах (0,086 ± 0,001) см (б = 0,085/0,086/0,087). Через 60 и 75 суток D ВВ увеличивался до (0,097 ± 0,002) см (р = 0,001; б = 0,096/0,098/0,100; ^мп. = 0; R = 0,976) и (0,10 ± 0,003) см (р = 0,001; б = 0,098/0,100/0,103; ^мп. = 0; R = 0,984) соответственно. В процентном отношении в сравнении с ИП возрастные изменения D ВВ к 60-м и 75-м суткам составили увеличение на (12,97 ± 0,96) % (р = 0,001; б = 12,432/13,671/14,568; lU. = 0; R = 0,910) и на (15,80 ± 1,82) % (р = 0,001; б = 14,778/16,395/17,442; 1эмп = 0; R = 0,943) соответственно. Фактически возрастное увеличение D ВВ к завершению наблюдения составило (0,01 ± 0,002) см. i[2D] G50 /100d 3 FA2 / Р85 [С] G50 / 0.60 kHz FA2 / F1 /15 Venae Porta Рис. 2. В проекции воротной вены цветовой сигнал указывал на гепатопетальное направление кровотока. Стрелками отмечен цветовой сигнал красного цвета Параметры линейной скорости кровотока в ВВ обратно пропорциональной зависимостью были связаны с возрастными изменениями D ВВ. В начале наблюдения ИП пиковой систолической скорости кровотока (Vps) в ВВ был в пределах (9,87 ± 0,077) см/с (б = 9,823/9,900/9,948). К 60-м суткам наблюдения Vps в ВВ уменьшалась до (9,70 ± 0,025) см/с (р = 0,055; б = 9,677/9,702/9,736; 1эмп. = 1,5; R = 0,830), а к 75-м суткам до (9,66 ± 0,017) см/с (р = 0,025; б = 9,633/9,650/9,675; 1эмп = 0; R = 0,830). Через 60 суток Vps в ВВ уменьшалась в сравнении с ИП на (-0,18 ± 0,058) см/с, или на (-1,77 ± 0,582) % (р = 0,065; б = -2,261/-1,967/-1,527; l = 0; R = -0,867). К 75-м суткам - на (-0,22 ± 0,058) см/с, или на (-2,17 ± 0,579) % (р = 0,065; б = -2,663/-2,371/ -2,231; l = 0; R = -0,867). В начале наблюдения конечная диастолическая скорость кровотока (Ved) в ВВ была в пределах (4,93 ± 0,082) см/с (б = 4,895/4,930/5,003). Через 60 суток Ved в ВВ составляла (4,58 ± 0,032) см/с (р = 0,003; б = 4,553/4,590/4,605; 1эмп. = 0; R = 0,920), а к 75-м суткам -(4,59 ± 0,019) см/с (р = 0,003; б = 4,590/4,600/4,610; 1эмп = 0; R = 0,885). К 60-м суткам Ved в ВВ уменьшалась на (-0,35 ± 0,062) см/с, или (-7,05 ± 1,182) % (р = 0,003; б = -7,944/-7,215/-6,677; l = 0; R = -0,977). Через 75 суток Ved в ВВ в сравнении с ИП уменьшалась на (-0,34 ± 0,062) см/с, или на (-6,74 ± 1,176) % (р = 0,003; б = -7,792/-6,592/-6,517; l = 0; R = -0,985). В начале наблюдения усредненная по времени средняя скорость кровотока (TAV) в ВВ у животных КГ была в пределах (7,41 ± 0,088) см/с (б = 7,360/7,420/7,480). Через 60 суток TAV в ВВ уменьшалась до (7,14 ± 0,025) см/с (р = 0,009; 7,123/7,140/7,158; l = 0; R = 0,960), а 75-м суткам - до (7,13 ± 0,012) см/с (р = 0,006; 7,115/7,130/7,130; l = 0; R = 0,841). На 60-е сутки наблюдения TAVв ВВ была меньше ИП на (-0,26 ± 0,061) см/с или на (-3,54 ± 0,795) % (р = 0,014; б = -4,311/-3,773-3,227; l = 0; R = -0,920). Через 75 суток TAV в ВВ в сравнении с ИП уменьшалась на (-0,28 ± 0,069) см/с, или на (-3,72 ± 0,903) % (р = 0,012; б = -4,679/-3,907/-3,518; l = 0; R = -0,928). Средняя объемная скорость кровотока (Оср.) в ВВ была в зависимости от TAV в ВВ и площади поперечного сечения (S) ВВ. В начале наблюдения ИП 5 ВВ был в пределах (0,0058 ± 0,0001) см2 (б = 0,0055/0,0058/0,0059). Через 60 суток S ВВ увеличивалась до (0,0074 ± 0,0003) см2 (р = 0,001; 6 = 0,0072/0,0075/0,0078; l^. = 0; R = 0,951), или на (27,52 ± 2,595) %, а к 75-м суткам - до (0,0078 ± 0,0004) см2 (р = 0,001; б = 0,0075/0,0079/0,0084; 1эмп = 0; R = 0,973), или на (34,29 ± 4,920)%. Возрастное изменение S ВВ оказывало влияние на портальную гемодинамику. В начале наблюдения ИП Оср. в ВВ был в пределах (2,57 ± 0,026) мл/мин (б = 2,554/2,583/2,613). Через 60 суток Оср. в ВВ увеличивалась до 3,17 ± 0,101) мл/мин (р = 0,001; б = 3,097/3,224/3,332; 1эмп. = 0; R = 0,998) и через 75 суток - до (3,33 ± 0,169) мл/мин (р = 0,002; б = 33,216/3,366/3,573; l^. = 0; R = 0,992). В сравнении с ИП к 60-м суткам увеличение было на (0,601 ± 0,074) мл/мин, или на (23,26 ± 2,632) % (р = 0,01; б = 21,288/24,792/27,490; 1эмп. = 0; Rxy = -0,895, а к 75-м суткам - на (0,761 ± 0,143) мл/мин, или на (29,40 ± 5 ,190) % (р = 0,01; б = 25,929/30,287/32,125; = 0; Rxy = -0,897). ЗАКЛЮЧЕНИЕ У животных в ВВ был определен нормальный монофазный, низкоскоростной и непрерывный кровоток с гепатопетальным направлением и характерным венозным спектром. При ультразвуковом исследовании эхогенность и звукопроводимость печени с возрастом практически не изменялись. В фиксированные в озрастные периоды наблюдения было установлено, что возрастные гемодинамические показатели в ВВ находились в разной степени прямой или обратной пропорциональной зависимости от изменения D ВВ. Оказалось, что Vps и Ved в ВВ имели обратную пропорциональную зависимость от изменения D ВВ -при увеличении D ВВ Vps и Ved в ВВ уменьшались. Рассчитанные по их параметрам возрастные изменения TAV в ВВ также имели обратную пропорциональную зависимость от изменения D ВВ. При изменении D ВВ S ВВ изменялась в прямой пропорциональной зависимости - при увеличении D увеличивалось S ВВ. Поэтому возрастные изменения Оср. в ВВ, несмотря на то, что при ее вычислении учитывались показатели возрастные изменения TAV в ВВ, находилась в прямой пропорциональной зависимости от изменения D ВВ. При уменьшении линейной скорости кровотока в ВВ (Vps, Ved и TAV) перфузия печени изменялась незначительно вследствие увеличения Оср. в ВВ. Это соответствовало закону непрерывности потока, который указывает на то, что объемная скорость кровотока в системе трубок различного диаметра постоянна, независимо от поперечного сечения трубки [4]. Поэтому можно сравнить портальную систему с артерио-микроциркулярной-венозной системой организма в целом. В этой системе самым узким местом является аорта, которая отдает многочисленные ветви, суммарное поперечное сечение которых в разы превышает поперечное сечение аорты [4]. Этот постулат можно трактовать так, что для портальной системы печени самым узким местом является ВВ. При формировании внутриорганного сосудистого русла печени ветви ВВ создают непрерывную сеть сосудов, суммарное поперечное сечение которых превышает поперечное сечение ВВ. ВЫВОДЫ Возрастные параметры портальной гемодинамики в разной степени прямой или обратной пропорциональной зависимости были связаны с изменением диаметра воротной вены. При увеличении диаметра воротной вены уменьшалась линейная скорость кровотока (Vps, Ved и TAV), увеличивались площадь поперечного сечения воротной вены и объемная скорость кровотока. Возрастная адаптация портальной гемодинамики проявлялась компенсацией уменьшения линейной скорости кровотока увеличением объемной скорости кровотока в воротной вене. Причиной такой полярности являлось возрастное увеличение диаметра воротной вены.

About the authors

Alexander A. Vinogradov

Ryazan State Medical University named after Academician I.P. Pavlov

Doctor of Medical Sciences, Professor, Professor of the course of Operative surgery and Topographic Anatomy Ryazan, Russia

Irina V. Andreeva

Ryazan State Medical University named after Academician I.P. Pavlov

Email: prof-andreeva-irina-2012@yandex.ru
Doctor of Medical Sciences, Professor, Professor of the Department of Urology with a course of surgical diseases Ryazan, Russia

Evgeniya S. Simakova

Ryazan State Medical University named after Academician I.P. Pavlov

Email: evsimakova@yandex.ru
Postgraduate student of the Department of Physiology Ryazan, Russia

References

Supplementary files