Сравнительные аспекты регуляции кожной и мозговой микроциркуляции при острой кровопотере

Цель исследования — установить особенности регуляции кожной и церебральной микрогемоциркуляции на ранних стадиях острой фиксированной по объему кровопотери с помощью ЛДФ и вейвлет-анализа колебаний микрокровотока.

Материалы и методы. Эксперименты провели на 31 беспородных крысах-самцах массой 300—400 г под наркозом (нембутал 45 мг/кг внутрибрюшинно). С целью измерения артериального давления (АД) и забора крови катетеризировали хвостовую артерию. Микрогемоциркуляцию в коже правого уха и пиальных сосудах левой теменной области регистрировали одновременно методом лазерной допплеровской флоуметрии (ЛДФ) (аппарат ЛАКК-02; НПП «ЛАЗМА», Россия). Использовали модель острой, фиксированной по объему кровопотери. Целевой объем кровопотери был 30% от ОЦК. В течение 10 мин после окончания кровопотери (постгеморрагический период) проводили регистрацию АД и запись ЛДФ-граммы. При анализе ЛДФ-граммы определяли следующие параметры: среднее значение показателя микроциркуляции (ПМ); максимальная амплитуда колебаний кровотока (Аmax) и соответствующая ей частота (Fmax) в частотном диапазоне 0,01 — 0,4 Гц. Статистическую обработку данных проводили в программе Statistica 7.0.

Результаты. В исходном состоянии ПМ, Аmax и Fmax в мозге выше чем в коже. В постгеморрагическом периоде АД снизилось, в среднем, со 105 до 41 мм рт. ст., на этом фоне ПМ в коже снизился по сравнению с исходом на 65%, а в мозге только на 17% (р0,0001). В этот же период отмечалась однонаправленная динамика изменений флаксмоций: в обеих исследуемых областях происходило резкое увеличение Аmax и снижение Fmax. В постгеморрагическом периоде происходило не только «замедление» флаксмоций, но и их синхронизация в относительно узкой полосе частот: для кожи около 0,04 Гц (на границе эндотелиального и нейрогенного диапазона), для мозга около 0,09 Гц (нейрогенный диапазон).

Заключение. Острая кровопотеря в объеме 30% от ОЦК сопровождается однонаправленной динамикой изменений амплитудно-частотных характеристик колебаний кожного и мозгового кровотока: увеличение амплитуды, замедление и синхронизация флаксмоций в узком частотном диапазоне. Результаты собственных исследований и данные литературы позволяют высказать предположение о том, что в условиях гипотензии механизмы снижения доминирующей частоты флаксмоций связаны с уменьшением давления на стенки сосудов, а увеличение амплитуды — с активацией симпатоадреналовой системы. 

1. Мороз В.В., Рыжков И.А. Острая кровопотеря: регионарный кровоток и микроциркуляция (обзор, часть I). Общая реаниматология. 2016; 12 (2): 66-89. DOI: 10.15360/1813-9779-2016-2-56-65

2. Мороз В.В., Рыжков И.А. Острая кровопотеря: регионарный кровоток и микроциркуляция (обзор, часть II). Общая реаниматология. 2016 ; 12 (5): 65-94. DOI:10.15360/1813-9779-2016-5-65-94

3. Kerger H., Waschke K.F., Ackern K.V., Tsai A.G., Intaglietta M. Systemic and microcirculatory effects of autologous whole blood resuscitation in severe hemorrhagic shock. Am. J. Physiol. 1999; 276 (6 Pt 2): H2035-H2043. PMID: 10362685

4. Косовских А.А., Чурляев Ю.А., Кан С.Л., Лызлов А.Н., Кирсанов Т.В., Вартанян А.Р. Центральная гемодинамика и микроциркуляция при критических состояниях. Общая реаниматология. 2013; 9 (1): 18-22. DOI: 10.15360/1813-9779-2013-1-18

5. Tuor U.I., Farrar J.K. Pial vessel caliber and cerebral blood flow during hemorrhage and hypercapnia in the rabbit. Am. J. Physiol. 1984; 247 (1 Pt 2): H40-H51. PMID: 6742212

6. Wan Z., Sun S., Ristagno G., Weil M.H., Tang W. The cerebral microcirculation is protected during experimental hemorrhagic shock. Crit. Care Med. 2010; 38 (3): 928-932. DOI: 10.1097/CCM.0b013e3181cd100c. PMID: 20068466

7. Kovach A.G. Cerebral circulation in hypoxia and ischemia. Prog. Clin. Biol. Res. 1988; 264: 147-158. PMID: 3289019

8. Sharma A.C., Singh G., Gulati A. Decompensation characterized by decreased perfusion of the heart and brain during hemorrhagic shock: role of endothelin-1. J. Trauma. 2002; 53 (3): 531-536. DOI: 10.1097/01.TA. 0000019797. 30036.3F. PMID: 12352492

9. Крупаткин А.И. Колебания кровотока — новый диагностический язык в исследовании микроциркуляции. Регионарное кровообращение и микроциркуляция. 2014; 1 (49): 83-99.

10. Рыжков И.А., Новодержкина И.С., Заржецкий Ю.В. Влияние перф-торана на регуляцию кожного кровотока при острой кровопотере (экспериментальное исследование). Общая реаниматология. 2015; 11 (6): 19-27. DOI: 10.15360/1813-9779-2015-6-19-27

11. Александрин В.В. Динамика вейвлет-спектра при ауторегуляции мозгового кровотока. Регионарное кровообращение и микроциркуляция. 2013; 12 (3): 47-52.

12. Рыжков И.А., Новодержкина И.С., Заржецкий Ю.В. Влияние перф-торана на амплитудно-частотный спектр колебаний мозгового кровотока при геморрагической гипотензии и в реперфузионном периоде. Общая реаниматология. 2015; 11 (4): 14-22. DOI: 10.15360/ 1813-9779-2015-4-14-22

13. Крупат кин А.И., Сидоров В.В. Функциональная диагностика состояния микроциркуляторно-тканевых систем: колебания, информация, нелинейность. Руководство для врачей. М.: ЛИБРОКОМ; 2013: 496.

14. Козлов В.И., Азизов Г.А., Гурова О.А., Литвин Ф.Б. Лазерная допплеровская флоуметрия в оценке состояния и расстройств микроциркуляции крови. Методическое пособие для врачей. М.; 2012: 32.

15. Stefanovska A., Bracic M., Kvernmo H.D. Wavelet analysis of oscillations in the peripheral blood circulation measured by laser Doppler technique. IEEE Trans. Biomed. Eng. 1999; 46 (10): 1230-1239. DOI: 10.1109/10.790500. PMID: 10513128

16. Borgstrom P, Schmidt J.A., Bruttig S.P., Intaglietta M., Arfors K.E. Slow-wave flowmotion in rabbit skeletal muscle after acute fixed-volume hemorrhage. Circ. Shock. 1992; 36 (1): 57-61. PMID: 1551185

17. Li Z., Tam E.W., Kwan M.P., Mak A.F., Lo S.C., Leung M.C. Effects of prolonged surface pressure on the skin blood flowmotions in anaesthetized rats—an assessment by spectral analysis of laser Doppler flowmetry signals. Phys. Med. Biol. 2006; 51 (10): 2681-2694. DOI: 10.1088/0031-9155/51/10/020. PMID: 16675876

18. Александрин В.В. Вейвлет-анализ мозгового кровотока у крыс. Регионарное кровообращение и микроциркуляция. 2010; 9 (4): 63-66.

19. Fulop A., Turoczi Z, Garbaisz D., Harsanyi L., Szijarto A. Experimental models of hemorrhagic shock: a review. Eur. Surg. Res. 2013; 50 (2): 5770. DOI: 10.1159/000348808. PMID: 23615606

20. Wang-Fischer Y. (ed.). Manual of stroke models in rat. Boca Raton (FL): CRC Press; 2009.

21. КаркищенкоН.Н., ГрачевС.В. Руководство по лабораторным животным и альтернативным моделям в биомедицинских исследованиях. М.: Профиль — 2С; 2010: 358.

22. Bajrovic F., Cencur M., Hozic M., Ribaric S., Stefanovska A. The contribution of lumbar sympathetic neurones activity to rat skin blood flow oscillations. Pflugers Arch. 2000; 439 (Suppl): R158-R160. DOI: 10.1007/s004240000129. PMID: 10653176

23. Морман Д., Хеллер Л. Физиология сердечно-сосудистой системы. СПб.: Питер; 2000: 256.

24. Paulson O.B., Strandgaard S., Edvinsson L.Cerebral autoregulation. Cere-brovasc. Brain Metab. Rev. 1990; 2 (2): 161-192. PMID: 2201348

25. Jones S.C., Radinsky C.R., Furlan A.J., Chyatte D., Perez-Trepichio A.D. Cortical NOS inhibition raises the lower limit of cerebral blood flow-arterial pressure autoregulation. Am. J. Physiol. 1999; 276 (4 Pt 2): H1253-H1262. PMID: 10199850

26. Preckel M.P., Leftheriotis G., Ferber C., Degoute C.S., Banssillon V., Saumet J.L. Effect of nitric oxide blockade on the lower limit of the cortical cerebral autoregulation in pentobarbital-anaesthetized rats. Int. J. Microcirc. Clin. Exp. 1996; 16 (6): 277-283. DOI: 10.1159/000179186. PMID: 9049705

27. Рыжков И.А., Кирсанова А.К., Заржецкий Ю.В. Амплитудно-частотный спектр колебаний мозгового кровотока при геморрагическом шоке. Общая реаниматология. 2014; 10 (2): 6-17. DOI: 10.15360/ 1813-9779-2014-2-6-17

28. Рыжков И.А., Новодержкина И.С., Заржецкий Ю.В. Амплитудно-частотный спектр колебаний кожного кровотока при острой кровопотере (экспериментальное исследование). Общая реаниматология. 2014; 10 (5): 6-17. DOI: 10.15360/1813-9779-2014-5-6-17

29. Aalkj&r C, Boedtkjer D., Matchkov V. Vasomotion — what is currently thought? Acta Physiol. (Oxf.). 2011; 202 (3): 253-269. DOI: 10.1111/j. 1748-1716.2011.02320.x. PMID: 21518271

30. Intaglietta M. Vasomotion and flowmotion: physiological mechanisms and clinical evidence. Vasc. Med. 1990; 1: 101—112. DOI: 10.1177/ 1358836X9000100202

31. Goldman D., Popel A.S. A computational study of the effect of vasomotion on oxygen transport from capillary networks. J. Theor. Biol. 2001; 209 (2): 189-199. DOI: 10.1006/jtbi.2000.2254. PMID: 11401461

32. Sakurai T., Terui N. Effects of sympathetically induced vasomotion on tissue-capillary fluid exchange. Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. 2006; 291 (4): H1761-H1767. DOI: 10.1152/ajpheart.00280.2006. PMID: 16731646

33. SchmidtJA., Borgstrom P., IntagliettaM. Neurogenic modulation of periodic hemodynamics in rabbit skeletal muscle. J. Appl. Physiol (1985). 1993; 75 (3): 1216-1221. PMID: 8226532

34. Borovik A., Golubinskaya V., Tarasova O., Aalkjaer C., Nilsson H. Phase resetting of arterial vasomotion by burst stimulation of perivascular nerves. J. Vasc. Res. 2005; 42 (2): 165-173. DOI: 10.1159/000084405. PMID: 15767763

35. Morita Y., Hardebo J.E., Bouskela E. Influence of cerebrovascular sympathetic, parasympathetic, and sensory nerves on autoregulation and spontaneous vasomotion. Acta Physiol. Scand. 1995; 154 (2): 121-130. DOI: 10.1111/j.1748-1716.1995.tb09894.x. PMID: 7572208