Гемодинамика в скелетных мышцах и температурная реакция после повреждения спинного мозга (экспериментальное исследование)

В настоящее время поиск диагностических, хирургических и терапевтических подходов к прогнозированию течения, а также способов устранения последствий врожденных патологических состояний, либо травматических повреждений позвоночника и, в частности, спинного мозга (ТСМ) сохраняет высокую актуальность, как в практической медицине, так и в ветеринарии [1, 2, 6, 9]. Решение возникающих проблем обычно направлено на восстановление нарушенных, либо полностью утраченных произвольных движений, нарушенной функции тазовых органов и сердечно-сосудистой системы, значительно реже – дисфункции пищеварительной системы. Чаще всего повреждение спинного мозга не приводит к отчетливому патофизиологическому профилю; дефициты и изменения варьируют в зависимости от уровня и степени травмы [4, 8, 13].

Принято считать, что при полном перерыве спинного мозга на высоком уровне, наряду с прочими патологическими состояниями, происходят серьезные нарушения кровообращения тканей и органов, изменяется терморегуляция [10, 11]. Однако вазомоторные расстройства ниже уровня травмы наблюдаются даже при частичной потере двигательных и сенсорных функций [12]. Они являются одной из причин возникновения такого осложнения как пролежни, лечение которых часто не позволяет добиться желаемого результата [7].

Очевидно, что изучение особенностей течения изменений и патологических процессов, формирующихся в ответ на ТСМ, имеет как клиническое, так и фун- даментальное значение. При этом многие вопросы возможно решить путем экспериментального моделирования in vivo на мелких лабораторных и крупных животных [3, 5].

Цель исследования: изучить динамику кровообращения в мышцах дистальных сегментов тазовых конечностей и температурную реакцию после контузионной травмы спинного мозга у мелких лабораторных животных.

Материал и методы исследований. Выполнены эксперименты на 24 самках крыс линии Wistar в возрасте от 8 до 10 месяцев, с массой тела 270-320 г. Животные содержались в индивидуальных клетках (по одной особи в каждой клетке). Рацион включал стандартные корма и чистую питьевую воду без ограничений.

Во всех случаях, в условиях операционной, наркотизированным животным моделировали контузионную травму спинного мозга средней степени тяжести. Для этого после продольного разреза мягких тканей выполняли ляминэктомию на уровне Тh IX . Осуществляли жесткую фиксацию позвоночника за остистые отростки позвонков Тh VIII и Тh Х . Травму спинного мозга проводили цилиндрическим грузом (диаметр 1,8 мм, масса 10 г), свободно падающим с высоты 25 мм. После этого на мягкие ткани накладывали узловые швы.

Для достижения цели у животных перед оперативным вмешательством, а также через 5, 15, 30, 60 и 90 суток эксперимента изучали температурную реакцию тканей и особенности кровообращения на симметричных участках дистальных сег- ментов тазовых конечностей (с латеральной поверхности голеней, в области брюшка передней большеберцовой мышцы).

Дополнительно в эти же периоды регистрировали частоту сердечных сокращений (ЧСС, уд/мин), общую температуру тела (Тобщ, °С). Показатель ЧСС (ЭКГ исследование), температурную реакцию и функциональное состояние сосудов регистрировали с использованием реографа-полианализатора РГПА-6/12 «РЕАН-ПОЛИ» (НПКФ «МЕДИКОМ-МТД», Россия) и входящих в комплект принадлежностей. Электроды для снятия ЭКГ-потенциалов устанавливали во втором стандартном отведении. Температуру покровных тканей регистрировали непрерывно в течение трех минут с помощью контактного температурного датчика ДТ-3. Для оценки кровообращения в тканях применяли метод фотоплетизмографии (ФПГ). Исследование выполняли в течение 60 секунд датчиком ФПГ-2. Вязкоупругие свойства артерий крупного, среднего и мелкого калибра оценивали по степени изменения максимальной скорости быстрого кровенаполнения (МСБКН, Ом/с) и средней скорости медленного кровенаполнения (ССМКН, Ом/с). Для изучения особенностей венозного оттока анализировали изменение индекса венозного оттока (ИВО, %). Общую температуру тела измеряли при помощи электронного термометра DT-622 в течение 1 минуты.

Исследования проводили в утренние часы. В качестве нормальных использовали количественные значения, полученные от экспериментальных животных перед оперативным вмешательством и при обследовании 15 интактных животных аналогичного возраста при однотипных условиях содержания.

Полученные количественные данные подвергали статистической обработке с использованием программы AtteStat 13.1 (Россия). Для каждого анализируемого параметра определяли средние значения (М) и стандартное отклонение (SD). Достоверность различий оценивали с помощью критерия Вилкоксона. Различия показателей считали достоверными при р<0,05.

Эксперименты выполнены в соответствии с требованиями «Европейской конвенции по защите позвоночных животных, используемых для экспериментальных и других научных целей».

Результат исследований. При анализе результатов обследования экспериментальных животных до начала опыта и интактных животных были получены следующие средние значения изучаемых параметров: ЧСС – 284,58±1,32 уд/мин; Тобщ - 33,36±0,73 °С. При оценке показателей, характеризующих локальную температурную реакцию и сосудистый ответ, не выявили достоверных отличий между симметричными участками на правой и левой половине тела. В связи с этим, для них были определены общие средние значения показателей: tлев (локально голень левая) и tпр (локально голень правая) – 28,38±1,58 °С; МСБКН - 1,58±0,33 Ом/с, ССМКН - 0,89±0,43 Ом/с, ИВО - 57,57±19,14 %.

Через 5 суток после моделирования контузионной травмы спинного мозга определили снижение ЧСС по отношению к дооперационному уровню. В периоды 15, 30 и 60 суток эксперимента его значения достоверно от исходных данных не отличались. К 90 суткам вновь было зарегистрировано значимое уменьшение данного показателя (Таблица 1).

Таблица 1 – Динамика ЧСС, (M±s)

Параметр	Этапы эксперимента
	до операции	5 суток	15 суток	30 суток	60 суток	90 суток
ЧСС (уд/мин)	284,28 ±57,42	223,28 ±37,56	240,28 ±28,33	270,28 ±27,98	224,28 ±57,42	188,25 ±13,98
Достоверность различий в сравнении с дооперацион-ным периодом (р=)		0,04	0,11	0,44	0,08	0,01

Анализ динамики общей температуры тела показал достоверное увеличение этого параметра на всех сроках эксперимента. Через 5 суток Тобщ повышалась на 1 °С (р=0,01) по сравнению с нормой. На следующем этапе (15 суток) данный пока- еще достоверно превышали нормальный уровень (р=0,02).

Локально, на симметричных участках дистальных сегментов тазовых конечностей, температура тканей была достоверно повышенной на всех этапах опыта.

затель продолжал повышаться, как по от-

Ее максимальные значения регистрирова- ношению к дооперационным значениям (р=0,001), так и к предыдущему периоду (р=0,004) и сохранялся на достигнутом уровне до 60 суток опыта. При этом разница с нормой составляла 3,35 °С ли через 15 суток после операции. В частности, tлев превышала норму на 2,5 °С (р=0,006), а tпр – на 2,4 °С (р=0,004). В последующем эти параметры незначительно снижались и к окончанию опыта были

(р=0,0001). К окончанию эксперимента (90

больше нормальных значений:  tлев на суток) Тобщ уменьшалась более, чем на

2,1 °С (р=0,01), t пр – на 1,8 °С (р=0,01). Ди-

При количественном анализе параметров, характеризующих вязкоупругие свойства сосудов дистальных сегментов тазовых конечностей, определили, что через 5 суток опыта происходило резкое увеличение МСБКН у 42 % животных слева (в 2,6 раза по отношению к норме, р=0,0004) и в 25 % наблюдений – справа (в 2 раза, р=0,006). На контралатеральных участках тела данный показатель варьировал в диапазоне нормы. У двух животных, как справа, так и слева, МСБКН значимо не изменялся. В большинстве наблюдений ССМКН соответствовал нормальному уровню. У одного животного МСБКН и ССМКН были незначительно снижены, и еще в одном наблюдении – резко увеличены, как слева, так и справа.

К 15 суткам эксперимента у 25 % животных было отмечено достоверное увеличение МСБКН (р=0,003) в 2 раза и более в сравнении с нормой на обоих сегментах. Еще у 25 % данный показатель был повышен на одной из сторон, в одном наблюдении соответствовал норме, а в остальных случаях происходило его достоверное снижение в 1,7-2,4 раза (р=0,009). В этот период ССМКН в 25 % случаев был заметно снижен (р=0,003) справа и слева, в 17 % с одной из сторон повышался, а у остальных животных соответствовал норме.

Через 30 суток опыта практически во всех наблюдениях регистрировали достоверное снижение МСБКН и ССМКН справа и слева как по отношению к предыдущему периоду (р=0,03), так и в сравнении с нормой (более чем в 4 раза, р=0,001).

Лишь у одного животного данные показатели были увеличены в 2 раза слева.

К 60 суткам в 63 % случаев МСБКН и ССМКН варьировали в диапазоне нормы. У остальных животных эти параметры были повышены с одной из сторон (р=0,003). К окончанию эксперимента (90 суток) в большинстве наблюдений данные показатели превышали нормальные значения, как справа, так и слева более, чем в 1,5 раза (р=0,002), у одного животного были резко снижены и в одном случае соответствовали норме.

Во всех наблюдениях на протяжении эксперимента не отмечали значимого изменения параметра ИВО.

Заключение. Таким образом, анализ результатов показал, что у животных контузионная травма спинного мозга средней степени тяжести на уровне Тh IX сопровождалась незначительным нарушением сердечного ритма, что было сильнее выражено в ранний послеоперационный период и через 3 месяца после повреждения.

На протяжении эксперимента регистрировали нарушение процессов терморегуляции, что характеризовалось достоверным повышением общей температуры тела и локальной температуры, в частности на симметричных участках латеральной поверхности правой и левой голени. Гемодинамика в тканях дистальных сегментов тазовых конечностей в первые две недели эксперимента развивалась по гиперкинетическому типу, как правило, за счет увеличения тонуса артерий крупного калибра. К окончанию первого месяца в большинстве наблюдений состояние вазоконстрикции сосудов сменялось их вазодилатацией. Об этом свидетельствовало снижением скорости кровотока, как следствие гипотонуса артерий крупного, среднего и мелкого калибра. В последующем тонус сосудов постепенно увеличивался и к окончанию опыта превышал нормальный уровень. Нарушения венозного оттока на протяжении эксперимента не регистрировали. Локально изменения термальных показателей и вязкоупругих свойств сосудов были более выражены на левой конечности.

Работа выполнена в соответствии с планом научных исследований, в рамках программы НИР Государственного задания на 2018-2020 гг: «Оптимизация условий восстановительных и адаптационнокомпенсаторных процессов при оперативных вмешательствах на позвоночнике и в остром периоде травматической болезни спинного мозга (ТБСМ)».

Результаты работы будут использоваться в качестве контроля в рамках программы НИР Государственного задания на 2021-2023 гг: «Разработка интраоперационных нейрорегенеративных и реваскуляризирующих воздействий для улучшения результатов восстановительных и реконструктивных операций на нервах конечностей».

Резюме

Выявили признаки изменения сердечного ритма в сторону его снижения; на всем протяжении эксперимента регистрировали нарушение процессов терморегуляции в виде выраженной гипертермии; кровообращение в мышцах голеней через 1 месяц опыта протекало по гипокинетическому типу, которое в последующем сменялось гипертонусом, как крупных, так и мелких артерий. В данном эксперименте нарушения венозного оттока не наблюдали. Локально изменения температурной реакции и функциональных свойств сосудов были более выражены на левой конечности.

HEMODYNAMICS IN THE SKELETAL MUSCLES AND TEMPERATURE RESPONSE AFTER SPINAL CORD INJURY