Морфологическая и биофизическая оценка (лазерно-индуцированная флюоресценция) структуры аорты на этапах биотехнологии аортального графта

Автор: Субботин Дмитрий Викторович, Ларионов Петр Михайлович, Сергеевичев Давид Сергеевич, Субботина Ольга Анатольевна, Зайцев Григорий Сергеевич, Омельченко Александр Юрьевич, Оришич Анатолий Митрофанович, Малов Алексей Николаевич, Маслов Николай Алексеевич, Рожин Илья Алексеевич

Журнал: Патология кровообращения и кардиохирургия @journal-meshalkin

Рубрика: Новые научные разработки

Статья в выпуске: 4 т.12, 2008 года.

Бесплатный доступ

Целью нашего исследования является изучение влияния процесса децеллюляризации на аортальный трансплантат на этапах биотехнологии для подготовки тканеинженерной конструкции для дальнейшей трансплантации. Нами получены достоверные различия в снижении интенсивности флуорохромов, отражающие процессы децеллюляризации и декальцинации аортальных протезов. Кроме того, наше исследование показало возможность применения УФ-лазера (л=248) для диагностики биологических тканей и определения степени децеллюляризации аортального протеза.

Биотехнология, лазерно-индуцированная флюоресценция, аллографт, децеллюляризация

Короткий адрес: https://sciup.org/142233486

IDR: 142233486

Текст научной статьи Морфологическая и биофизическая оценка (лазерно-индуцированная флюоресценция) структуры аорты на этапах биотехнологии аортального графта

Не вызывает сомнения, что атеросклероз, как системный процесс, поражает одновременно несколько сосудистых регионов [2, 10-12, 15]. Наиболее неблагоприятно в прогностическом отношении сочетанное атеросклеротическое поражение коронарных и каротидных артерий [6, 7, 9, 13]. Нарушения липидного обмена в клинической практике у пожилых людей недооцениваются врачами офтальмологами, и они редко назначают адекватную гиполипидемичес-кую терапию [4]. Возможность возникновения нарушения мозгового кровообращения и сосудистого поражения зрительного нерва во многом зависит от состояния цереброваскулярных резервов [3].

В последние годы большое количество исследований посвящено диагностике хронической цереброваскулярной патологии, в частности дисциркуляторной энцефалопатии (ДЭП) [5, 14]. Для подтверждения сосудистого характера данного заболевания имеют значение результаты параклинических методов исследования, информативность ультразвуковой допплерографии, и возможность оценки нарушений кровообращения артериального русла остается высокой. Однако работ, посвященных допплерографической картине сосудистой патологии зрительного нерва на фоне биологического старения с параллельным изучением состояния липидного обмена при ассоциации нескольких заболеваний ИБО, АГ, ДЭП, недостаточно.

Цель работы - изучить состояние функциональных резервов каротидной и регионарной системы кровообращения, ее особенностей, а также липидного спектра крови при сосудистой патологии зрительного нерва у лиц геронтологического возраста на фоне ассоциации нескольких заболеваний ИБС, АГ, ДЭП.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ

Обследование проводилось в Государственном учреждении Курганском областном госпитале для ветеранов войн у лиц геронтологического возраста с дисциркуляторной энцефалопатией (ДЭП) в период с 1996 по 2007 г. Неврологическое исследование включало в себя верификацию диагноза ДЭП и степень ее выраженности.

Было исследовано 208 больных (356 глаз). Больные с сосудистой патологией ЗН (СПЗН) - 110 (160 глаз, 61 муж., 49 жен.), без сосудистой патологии ЗН - 98 (196 глаз, 69 муж., 29 жен.). Из них с хронической сосудистой патологией ЗН (ХСПЗН) - 75 больных (120 глаз), с острой сосудистой патологией ЗН (ОСПЗН) -19 больных (19 глаз), с сосудистой патологией ЗН с флеботромбозами (СПЗНсФТ) - 16 больных (21 глаз). Средний возраст больных с СПЗН составил 68,6±5,6 года. Средний возраст больных без СПЗН составил 69,4±5,2 года. Помимо офтальмологических методик (визомет-рия, периметрия, гониоскопия, тонометрия, офтальмоскопия, биомикроскопия, порог электрической чувствительности сетчатки (ПЭН), электролабильность ЗН), использовались ультразвуковые методы исследования, дуплексное сканирование сосудов каротидного бассейна и зрительного нерва, цветное дуплексное сканирование перечисленных сосудов, исследование липидного обмена, осмотр кардиолога, эхокардиография (ЭхоКГ). Ультразвуковое дуплексное исследование проводилось аппаратом «Тошиба-270», конвексным датчиком 2,5 MHz, линейным датчиком 7,5 МГц, для поверхностных структур. Исследование проводилось по методике, предложенной Ю.М. Никитиным [7], Л.П. Агаджано-вой [1]. Исследовались общая сонная артерия (ОСА), экстракраниальная часть внутренней сонной артерии (ВСА), наружная сонная артерия (НСА). Дуплексное исследование ветвей глазничных артерий осуществлялось по методике [8], цилиарной артерии (ЦА), центральной артерии сетчатки (ЦАС). При оценке ультразвуковых допплерографических характеристик кровотока принимается во внимание пиковая систолическая скорость (PSV), см/с, конечная диастолическая скорость (EDV), см/с, резистентный индекс (RI), у.е. - индекс циркулярного сопротивления, который рассчитывался по формуле: RI = (PSV - EDV) : PSV.

Оценка цереброваскулярных резервов магистральной и регионарной гемодинамики проводилась с применением нагрузочной пробы (НП) физической природы. Нагрузочная проба заключалась в поднятии больным вверх согнутых в коленях ног до 90°, при этом регистрация гемодинамических показателей и индекса реактивности (RY), у.е., как отношение показателя кровотока на фоне функциональной пробы к её исходному значению, осуществлялась на 2-й минуте и рассчитывалась по формуле: RY = PSV после нагрузки / PSV до нагрузки.

РЕЗУЛЬТАТЫ

В группе больных БСПЗН была выявлена ишемическая болезнь сердца (ИБС) в 40% случаев. В том числе стабильная стенокардия напряжения в 28% случаев 1-11 функционального класса и постинфарктный кардиосклероз в 12% случаев. В группе больных с сосудистой патологией зрительного нерва (СПЗН) ИБС была диагностирована в 30% случаев I-II функциональный класс и постинфарктный кардиосклероз в 13% случаях. Артериальная гипертония I-III степени отмечена в 72% в группе больных БСПЗН и 79% в группе больных с СПЗН.

При анализе полученных результатов отмечается значительное снижение скоростных характеристик у больных с ассоциацией нескольких заболеваний ИБС, АГ, ДЭП от данных возрастной нормы в орбитальных сосудах при возрастной норме PSV в ЦСА 0,11-0,12 см/с, в ЦА 0,11-0,14 см/с. Депрессия кровотока, по сравнению с возрастной нормой (р<0,05), как в каротидном, так и в регионарном бассейне и изменения основных допплерографических параметров, объясняются наличием фоновых заболеваний: ИБС, АГ, ДЭП. У больных с явлениями сосудистой патологии зрительного нерва отмечается достоверное снижение пиковой систолической скорости кровотока в ВСА по сравнению с группой БСПЗН, более выражен ные у больных с ОСПЗН и СПЗНсФТ. При оценке кровотока регионарной гемодинамики сохраняется та же тенденция, в ЦАС и ЦА более выраженные изменения кровотока отмечены в группах ОСПЗН и СПЗНсФТ в 1,6 раза PSV, в 1,3 раза EDV (табл. 1). Достоверного различия RI во ВСА в исследуемых группах больных не зарегистрировано. Однако отмечено достоверное повышение RI в регионарных сосудах ЦАС и ЦА в группах с сосудистой патологией ЗН, в 1,2-1,5 раза в группах ОСПЗН и СПЗНсФТ.

Анализ допплеровского спектра кровотока показал уменьшение и уплощение пульсирующего артериального кровотока и наличия м-ком-плекса на вершине систолы в ВСА с формированием более плоской диастолической части спектра в 100% случаев, уменьшением спектрального окна в 100% случаев.

Отмечено формирование антеградного кровотока в сосуде в 61 % случаев в группе ХСПЗН, в 86% случаев в группе ХСПЗН, и 100% случаев в группах с ОСПЗН и СПЗНсФТ. Это подтверждает наличие склеротических изменений в ВСА у всех категорий больных, при ассоциации нескольких заболеваний ИБС, АГ, ДЭП. При ОСПЗН и СПЗНсФТ в регионарных сосудах наблюдалось отсутствие EDV в ЦАС в 30% случаев.

В результате проведённого сравнительного исследования гемодинамических показателей на нагрузочную пробу физической природы удалось установить, что физический стимул вызывает значительные изменения в системе каротидной и церебральной гемодинамики у лиц геронтологического возраста на фоне ДЭП. Особенностью цереброваскулярного резерва является наличие сосудосуживающего и сосудорасширяющего компонентов, разнонаправлен-ность действия которых в условиях воздействия различных возмущающих факторов обеспечивает адекватное кровоснабжение головного мозга. При применении нагрузочного стимула ответ сосудистой системы зависит от её функционального резерва, количественной характеристикой которого является индекс реактивности. В результате расчёта показателей индекса реактивности нами отмечено снижение RY PSV в исследуемых сосудах, в группах с явлениями сосудистой патологии зрительного нерва, по отношению к показателям группы без сосудистой патологии зрительного нерва (табл. 2).

При проведении НП у лиц геронтологического возраста выделено 3 типа сосудистой реакции в экстракраниальных сосудах ОСА и ВСА. Первый тип сосудистой реакции: относи-

Таблица 1

Средние гемодинамические параметры кровотока Сосуды Показатели, п=196 БСПЗН, п=120 ХСПЗН, п=196 ОСПЗН и СПЗНсФТ, п=40 PSV, см/с 0,33±0,07 0,23±0,06* 0,18±0,05* ВСА EDV, см/с 0,10±0,02 0,09±0,02* 0,07±0,02* R I, у.е. 0,57±0,08 0,61 ±0,06 0,62±0,10 PSV, см/с 0,08±0,01 0,07±0,02* 0,05±0,02* ЦАС EDV, см/с 0,03±0,01 0,02±0,01* 0,01±0,01* R I, у.е. 0,64±0,06 0,73±0,03“ 0,86±0,02* PSV, см/с 0,11 ±0,01 0,09±0,02* 0,08±0,01 ЦА EDV, см/с 0,04±0,02 0,03±0,02* 0,02±0,01* R I, у.е. 0,65±0,05 0,73±0,05“ 0,79±0,05* р<0,05; ** р<0,03 относительно группы БСПЗН

Таблица 2

Показатели RY PSV сосудов каротидного бассейна

Сосуды ОСА НСА ВСА ЦАС ЗКЦА БСПЗН, п=196 1,32±0,03* 1,21±0,03* 1,23±0,03* 1,12±0,03*** 1,13±0,04* ХСПЗН, п=120 1,12±0,04*** 1,14±0,04* 0,97±0,04** 1,01±0,03** 0,94±0,04* ОСПЗН, п=19 0,94±0,03*** 1,20±0,03 0,89±0,05*** 0,87±0,04*** 0,70±0,04*** СПЗНсФТ, п=21 0,94±0,03*** 1,20±0,03 0,89±0,05*** 0,87±0,04*** 0,70±0,04*** р-стремящихся к 0,05, ** р<0,05, *** р<0,03 относительно группы БСПЗН

тельная величина прироста пиковой скорости кровотока (CPSV, %) свыше 20% от исходного значения. Второй тип сосудистой реакции: относительная величина прироста пиковой скорости кровотока (CPSV, %) от 1 до 20% от исходного значения. Третий тип сосудистой реакции: отсутствие реакции либо снижение относительной величины прироста пиковой скорости кровотока (CPSV, %).

В НСА отмечен первый и второй тип сосудистой реакции, третьего типа сосудистой реакции не выявлено во всех исследуемых группах, что служит подтверждением сохранения способности данного сосуда к вазодилятации на физическое возмущение при сосудистой патологии зрительного нерва. В регионарных сосудах ЦАС и ЦА выявлен второй и третий тип сосудистой реакции во всех исследуемых группах.

При индивидуальном анализе результатов НП в группе БСПЗН отмечено 2 типа сосудистой реакции: ВСА первый и второй тип сосудистой реакции на физическую нагрузку. В 44% случаев - первый тип, в 56% - второй тип.

Индивидуальный анализ результатов НП в группе ХСПЗН позволил выделить 3 типа со судистой реакции. В 18% случаев - первый тип, в 49% - второй тип, в 33% - третий тип. Индивидуальный анализ результатов НП групп ОСПЗН и СПЗНсФТ выявил 2 типа сосудистой реакции: второй и третий. В 58% случаев - второй тип, в 42% - третий тип.

Способность каротидных и регионарных сосудов к вазодилятации в ответ на физическое воздействие может резко ограничиться (при ХСПЗН) либо вовсе утрачивается (при ОСПЗН и СПЗНсФТ) при стойком снижении уровня перфузионного давления, возникающего при атеросклеротическом поражении сосудов.

В ЦАС способность сосуда к расширению в ответ на физическое возмущение сохраняется в группе БСПЗН, в группе ХСПЗН при 2 типе сосудистых реакций во ВСА вазодилятация отмечена в 41 случае (65%), однако эта способность сосуда резко ограничена. В группах с сосудистой патологией зрительного нерва у больных с 3 типом сосудистых реакций во ВСА центральная артерия сетчатки отвечает на НП парадоксальной реакцией - вазоспазмом. Ответ ЦА на физическое возмущение аналогичен ответу ЦАС, с той только разницей, парадок-

Таблица 3

Показатели холестерина в исследуемых группах

Показатели

БСПЗН п=98

ХСПЗН п=75

ОСПЗН п=19

СПЗНсФТ п=16

Общий холестерин, ммоль/л

6,02±3,59

5,21 ±0,29*

5,57±0,19*

6,03±1,75

* р<0,05 относительно группы БСПЗН

сальная реакция - вазоспазм - отмечается при всех видах сосудистой реакции у больных с явлениями сосудистой патологии зрительного нерва. Таким образом, из проведённых исследований RY можно сделать вывод, что кровоток в регионарных сосудах на фоне выполнения нагрузочной пробы изменяется адекватно сосудистой патологии зрительного нерва на фоне ДЭП у лиц геронтологического возраста и может служить критерием в диагностике сосудистой патологии зрительного нерва. Предложенная нагрузочная проба вызывает изменения показателей системной и церебральной гемодинамики у геронтологических больных с сосудистой патологией зрительного нерва на фоне ассоциации нескольких заболеваний: ишемическая болезнь сердца, артериальная гипертензия, дисциркуляторная энцефалопатия. Это позволяет адекватно оценить резервы цереброваскулярного кровоснабжения у данной категории больных, а также может использоваться для ранней диагностики скрытых нарушений гемодинамики при биологическом старении, не только при нарушении центральной гемодинамики, но и в регионарном офтальмологическом звене. Также показана информативность нагрузочной пробы в оценке компенсаторных резервов гемодинамики регионарных сосудов (снижены резервы, отсутствуют либо достаточные), что позволяет выявить ранние, скрытые нарушения гемодинамики сосудов зрительного нерва.

Атеросклеротическое поражение сосудов центральной и регионарной гемодинамики весьма часто осложняется ИБС, АГ, ДЭП либо патологией сосудов глазного яблока, что послужило стимулом для изучения липидного спектра крови у исследуемых групп больных (табл. 3). Из данной таблицы видно, что практически во всех исследованных группах отмечались повышенные уровни общего холестерина плазмы крови, характерные для пограничных изменений в рамках легкой гиперхолестеринемии. Исключение составляли больные группы ХСПЗН, где средний уровень значения общего холестерина был в пределах нормы, однако у 19 больных данной группы уровень общего холестерина плазмы крови превышал норматив. Самые высокие цифры общего холестерина отмечены у больных с БСПЗН и СПЗНсФТ. Таким образом, у больных, имеющих ассоциацию нескольких заболеваний в виде сосудистой патологии зрительного нерва, ДЭП, артериальной гипертонии и ИБС отмечены нарушения липидного обмена в виде пограничных цифр гиперхолестеринемии. В связи с выявленными нарушениями липидного обмена у больных с ассоциированными клиническими состояниями ИБС, ДЭП, артериальной гипертонией, сосудистой патологией зрительного нерва данные изменения были подвергнуты более углубленному анализу с выделением конкретных фенотипов дислипидемии.

При изучении фенотипа гиперлипидемий (ГЛП) применялась классификация ВОЗ. У больных с СПЗН наиболее часто отмечен фенотип Па, ПЬ в 41% (44 больных), IV - в 59% (66 больных). Из них у больных с ХСПЗН фенотип Па, ПЬ - в 12% (9 больных), фенотип IV - в 88% (66 больных). У больных с ОСПЗН и ОСПЗНсФТ фенотип Па, ПЬ отмечен в 100% (19 и 16, соответственно). В группе БСПЗН фенотип I типа наблюдался в 5% случаев (5 больных), IV - в 50%(49 больных), V - в 8% (8 больных), Па, ПЬ - в 37% (36 больных).

Таким образом, у больных, имеющих ассоциацию заболеваний в виде сосудистой патологии зрительного нерва, ДЭП, ИБС и артериальную гипертонию, наиболее часто отмечены фенотипы Па, ПЬ, IV, являющиеся наиболее атерогенными. Нарушение гемодинамики глаза, в том числе зрительного нерва при биологическом старении - следствие не только местного изменения регионарных сосудов, но и атеросклеротического поражения сосудов каротидной зоны с возникновением патологических сосудистых реакций, характеризующих срыв компенсации.

ВЫВОДЫ

  • 1.    У больных геронтологического возраста с ассоциацией нескольких заболеваний ИБС, АГ, ДЭП и СПЗН отмечается значительное снижение скоростных характеристик гемодинамических параметров кровотока во ВСА и сосудах зрительного нерва ЦАС и ЦА отданных возрастной нормы.

  • 2.    Допплеровский спектр кровотока имеет следующие признаки: уменьшение и уплощение пульсирующего артериального кровотока, наличия м-комплекса на вершине систолы в ВСА, ЦАС, ЦА, более плоской диастолической части спектра в 100% случаев, уменьшение спектрального окна в 100% случаев во ВСА и отсутствие спектрального окна в ЦАС и ЦА во всех исследуемых группах. При ОСПЗН и СПЗНсФТ отмечается отсутствие спектра конечной диастолической скорости EDV в ЦАС в 30% случаев.

  • 3.    Нагрузочная проба физической природы вызывает значительные изменения в системе каротидной, церебральной и региональной гемодинамики у лиц геронтологического возраста с ассоциацией нескольких заболеваний ИБС, АГ, ДЭП и СПЗН. Рассчитанный при этом индекс реактивности RY пиковой систолической скорости (PSV, см/с) внутренней сонной артерии может служить критерием оценки функциональных резервов сосудистой системы.

  • 4.    В геронтологическом возрасте с ассоциацией нескольких заболеваний ИБС, АГ, ДЭП и СПЗН выявлен первый, второй и третий типы сосудистых реакций в ОСА и ВСА. Второй и третий типы сосудистых реакций в регионарных сосудах ЦАС и ЦА. Наличие второго и третьего типа цереброваскулярных реакций, возникающих вследствие местного атеросклеротического поражения регионарных сосудов и сосудов каротидной зоны, характеризующих срыв компенсации, является неблагоприятным прогностическим фактором в плане сохранения зрительных функций глазного яблока.

  • 5.    У больных, имеющих ассоциацию нескольких заболеваний в виде сосудистой патологии зрительного нерва, ДЭП, артериальной гипертонии и ИБС, отмечены нарушения липидного обмена в виде пограничных цифр гиперхолестеринемии и наиболее часто отмечены фенотипы Ila, lib, IV, являющиеся наиболее атерогенными.

Список литературы Морфологическая и биофизическая оценка (лазерно-индуцированная флюоресценция) структуры аорты на этапах биотехнологии аортального графта

  • Кактурский Л.В. Внезапная сердечная смерть (клиническая морфология). М., 2001.
  • Автандилов Г.Г. Морфометрия в патологии. М: Медицина, 1973. С. 95-101.
  • Ларионов П.М., Оришич А.Н., Малов А.Н., Маслов Н.А.//Оптика атмосферы и океана. 2000. Т. 13, № 3. С. 305-308.
  • EDN: DLYCKO
  • Ларионов П.М., Малов А.Н., Маслов Н.А., Оришич A.M.//Журнал прикладной спектроскопии (Минск). 1999. Т. 66, № 6. С. 846-849.
  • EDN: NTARJV
  • Larionov P.M., Kushnir A.V. et al.//Proceeding SPIE. 2002. V. 4900. P. 1039-1044.
  • EDN: MQZFFL
Статья научная