Методология флоуметрии, 1997 г. стр.129-136.
Лазерный доплеровский флоуметр и изучение фармакологических воздействий на микроциркуляцию коры головного мозга крыс.
А.В.Топчян, Р.С.Мирзоян, М.Г.Баласанян
Лаборатория фармакологии цереброваскулярных расстройств (зав.лаб. проф. Р.С.Мирзоян) НИИ фармакологии РАМН , Москва
Цереброваскулярные расстройства занимают одно из ведущих мест среди основных причин смертности и инвалидности населения. При этом для разработки экспериментальных моделей расстройств мозгового кровообращения и анализа цереброваскулярного компонента действия лекарственных препаратов очень важно изучение микроциркуляции коры головного мозга. Накопившиеся за последние годы литературные данные свидетельствуют об успешном использовании лазерной доплеровской флоуметрии в фармакологических экспериментальных исследованиях, направленных на изучение механизма действия лекарственных веществ и оценку состояния микроциркуляции в условиях ишемических расстройств мозгового кровообращения (1,2).
Настоящее исследование посвящено изучению состояния микроциркуляции в коре головного мозга крыс в условиях локальной ишемии мозга крыс и изучению в этих условиях влияния блокатора кальциевых каналов дигидропиридинового ряда - нимодипина на церебральную гемодинамику с использованием лазерного доплеровского флоуметра.
Исследования проводились на крысах линии Вистар массой 350-400 г под общей анестезией хлоралгидратом (400 мг/кг внутрибрюшинно).
В первой серии экспериментов исследовалось влияние перевязки средней мозговой артерии на состояние микроциркуляции в теменной области коры головного мозга. Для этой цели животных помещали в специально сконструированную установку, которая позволяет удобно и жестко фиксировать голову в боковом положении левой стороной кверху. Операцию производили с помощью нейрохирургической бинокулярной лупы с волокнистым осветителем (ЛБВО) фирмы ЛОМО (Санкт-Петербург). После удаления шерстяного покрова и обработки операционного поля производили разрез кожи по ходу скуловой кости (около 2 см). Затем расширяли раневую поверхность ранорасширителем и обнажали слюнную железу, расположенную в задне-нижнем квадрате операционного поля (рис.1А). С помощью микрохирургических инструментов слюнную железу вместе с сосудистым сплетением аккуратно отделяли от окружающих тканей и перемещали в задне-верхний квадрат с ее последующей иммобилизацией (рис.1Б). Далее вскрывали скуловую кость на всем протяжении и производили ее резекцию (рис.1Б,В). После удаления скуловой кости раскрывались края крепления височной мышцы к нижней челюсти и с помощью бормашины производился щадящий разрез кости по краю крепления к ней сухожилия указанной мышцы (рис.1В). Поднимали с помощью крючков нижний край височной мышцы кверху (рис.1Г) и перед нами обнажалась височная ямка, дно которой образует крыловидная мышца с проходящим рядом нижнечелюстным нервом. С помощью специально сконструированного ранорасширителя раздвигали крыловидную мышцу, вследствие чего открывалась поверхность черепа между овальным отверстием и отверстием зрительного нерва (рис.1Г). В этой области, а именно под нижним краем сустава между нижней и верхней челюстями, сверлили трепанационное отверстие диаметром около двух миллиметров и тем самым обнажали район расположения средней мозговой артерии (рис.1Г).
Дальнейшую операцию по перевязке указанной артерии производили под микроскопом (ОГМЭ-ПЗ) с большим фокусным расстоянием (f=190 мм) под большим увеличением (14Х3,3). Под левую среднюю мозговую артерию подводили иглу с этилоновой нитью толщиной 10/0 (Ethion Ltd), прокалывая иглой твердую мозговую оболочку. Здесь следует отметить, что в отличие от методики Tamura et al., твердую мозговую оболочку мы не удаляли, а вместе с ней перевязывали среднюю мозговую артерию. Кроме того, Tamura et al., перевязывали среднюю мозговую артерию дистальнее первой ветви, отходящей от средней мозговой артерии. Для того, чтобы увеличить зону ишемического поражения мозга, в наших опытах перевязка средней мозговой артерии производилась у ее основания (рис.1Г). После перевязки ток крови по средней мозговой артерии прекращался, что можно было наблюдать в поле зрения под микроскопом.
Рис. 1. Этапы оперативного подхода при перевязке средней мозговой артерии у крыс (А,Б,В,Г).
1. височная мышца
2. слюнная железа
3. скуловая кость
4. зона резекции скуловой кости
5. нижнечелюстной нерв
6. овальное отверстие
7. отверстие зрительного нерва
8. зона трепанации черепа в области расположения средней мозговой артерии.
Регистрацию состояния микроциркуляции производили в теменной области коры головного мозга крыс с помощью лазерного доплеровского флоуметра ALF-21 фирмы "Transonic Systems, Inc." США . Для этой цели игольчатый датчик флоуметра диаметром 0,8 мм устанавливали на поверхности теменной области коры головного мозга на расстоянии 6-7 мм дистальнее основания средней мозговой артерии по направлению ее центральной ветви с помощью микроманипулятора и коромысла. Одновременно производили регистрацию уровня артериального давления электроманометром BPR-01 фирмы "Экспериметрия" (Венгрия). Напряжение углекислоты регистрировали с помощью надкожного датчика ТМС-20 фирмы Radiometer (Дания), который был установлен на мышцах грудной клетки животного.
Опыты показали, что сразу же после перевязки средней мозговой артерии кровоток в теменной области коры головного мозга понижается на 85±9% (n=9) и продолжает оставаться на низком уровне в течение всего эксперимента (60 - 120 мин ) . При этом мы не наблюдали существенных изменений артериального давления и напряжения углекислоты в мышечной ткани (рис.2). Таким образом, проведенные опыты позволили выявить значительное уменьшение микроциркуляции в пограничной зоне ишемии коры головного мозга.
Рис. 2. Влияние перевязки средней мозговой артерии на локальный мозговой кровоток в теменной области коры головного мозга у крыс.
Сверху вниз:
- локальный мозговой кровоток в процентах к исходному уровню (ЛМК).
-артериальное давление в мм рт.ст. (АД).
-напряжение углекислоты в тканях в мм рт.ст., (рСО2)
-отметка времени - ___ - 1 мин.
-отметка перевязки средней мозговой артерии- ^
Дальнейшее исследование было посвящено изучению влияния блокатора кальциевых каналов нимодипина на кровоснабжение пограничной зоны ишемии (пенумбры).
Выбор нимодипина обусловлен многочисленными литературными данными и собственными наблюдениями о способности препарата усиливать кровоснабжение мозга как в эксперименте, так и в клинике. Однако, имеется ряд клинических наблюдений о недостаточной эффективности нимодипина при лечении ишемического инсульта (3,4). Поэтому представляло интерес изучить влияние нимодипина на микроциркуляцию пенумбральной зоне при ишемии, вызванной перевязкой средней мозговой артерии. Результаты проведенного исследования представлены в таблице 1 и свидетельствуют о слабо выраженном (около 10%) увеличении кровотока в зоне регистрации. Здесь необходимо отметить, что ранее в лаборатории были получены данные о существенном влиянии нимодипина на кровоснабжение в средней мозговой артерии у интактных крыс (5). Через 45 мин после введения нимодипин вызывал увеличение кровотока в средней мозговой артерии на 53±8,1%.
Таблица 1. Влияние нимодипина на локальный мозговой кровоток коры головного мозга крыс в пограничной зоне ишемии.
Время регистрации (мин) | контроль |
5мин |
15мин |
25мин |
35мин |
45мин |
ЛМК (в мл/100г/мин) |
52,8±3,4 |
53,5±3,0 |
56,4±2,1 |
56,6±2,4 |
58,9±2,6 |
58,3±1,9 |
Артериальное давление (мм рт.ст) | 99,0±2,0 |
99,0±1,3 |
96,0±1,2 |
91,0±1,5 |
92,0±1,3 |
90,0±1,2 |
В наших опытах кровоток в пограничной зоне возрастал всего на 10%. Следовательно, в условиях ишемического поражения мозга цереброваскулярный эффект нимодипина значительно ослабляется. Полученные данные необходимо учитывать как при обсуждении механизма цереброваскулярного эффекта нимодипина, так и при назначении препарата больным с ишемическим инсультом.
Список литературы.