Влияние длительности ультразвукового воздействия на состояние микроциркуляторного русла и системы гемостаза у крыс | Вестник Томского государственного университета. Биология. 2019. № 48. DOI: 10.17223/19988591/48/5

Влияние длительности ультразвукового воздействия на состояние микроциркуляторного русла и системы гемостаза у крыс

С помощью ультразвукового воздействия с частотой 25 кГц, силой 7,73±0,03 Вт/см² и уровнем звукового давления 89,0 дБ моделировали состояние неизбегаемого стресса у крыс. В качестве критериев развития психоэмоционального стресса использовались показатели микроциркуляции и гемостаза. Установлено, что 24-часовая и 7-дневная экспозиции ультразвука вызывали у опытных крыс состояние стресса, выражавшееся в формировании спазма сосудов микроциркуляторного русла, повлекшего за собой развитие ишемии тканей. Кроме того, выявлена вторичность сдвигов показателей гемостаза по отношению к изменениям микроциркуляторного русла, также демонстрирующих развитие стресс-реакции, подтвержденной данными по увеличению концентрации в крови адренокортикотропного гормона (АКТГ), кортизола и результатами изменения поведенческих реакций в тесте «Открытое поле». У крыс, подвергшихся однодневной экспозиции ультразвуком, показатели гемостаза отреагировали более выраженными отклонениями по сравнению с таковыми после семидневного воздействия, что свидетельствует о формировании адаптации в ответ на длительное действие стрессора. Таким образом, полученные результаты исследования могут свидетельствовать о том, что диагностика параметров системы микроциркуляции и гемостаза является чувствительным способом оценки состояния психоэмоционального стресса.

Effect of ultrasound exposure duration on the state of microcirculation and hemostasis system in rats.pdf Введение Одним из основных стрессорных факторов, воздействующих на человека в современном обществе, является ситуация хронической информационной неопределенности, вызывающая у него депрессивно-подобное состояние, играющее существенную роль в формировании психоэмоционального стресса [1]. Среди возможных носителей информации следует выделить 98 Ю.А. Бондарчук, М.Н. Носова, И.И. Шахматов ультразвуковые волны, представляющие собой упругие звуковые колебания высокой частоты (свыше 20 кГц), обладающие материальными свойствами и несущие определенную энергию [2]. Ультразвук способен вызывать в организме человека нарушения гемодинамики в микроциркуляторном русле и показателях системы гемостаза. В этой связи перспективным представляется изучение воздействия на лабораторных животных ультразвуковых волн переменных частот, являющихся у грызунов средством зоосоциальной коммуникации. Кроме того, выявлено, что у животных, способных воспринимать ультразвуковые волны, этот фактор вызывает еще и психоэмоциональный стресс. Так, излучатели с частотой 35, 38, 40 и 50 кГц раздражали и демобилизовали крыс [3]. Установлено, что колебания с частотой волн 22-25 кГц издаются животными при наличии источника опасности, после поражения в схватке, при болевом воздействии [4]. Ситуацию массированного неизбегаемого потока информации можно смоделировать воздействием ультразвукового излучения разной частоты, которое будет вызывать у крыс состояние стресса. В условиях же длительной экспозиции у животных возможно развитие депрессивно-подобного состояния [1]. Стрессорное воздействие за счет значительного повышения уровня катехоламинов в крови вызывает сужение сосудов и может приводить к развитию нарушений в системе микроциркуляции. Тем не менее вопросы патогенетического влияния стресса на сердечно-сосудистую систему до конца не изучены. Неблагоприятное воздействие факторов риска сердечно-сосудистых заболеваний, согласно современным представлениям, реализуется через нарушение функции сосудистого эндотелия [5]. В ранние сроки действия стрессоров происходит формирование эндотелиальной дисфункции, приводящей, например, в средних сосудах мышечного типа мозга человека к повышению сосудистого тонуса и увеличению периферического сопротивления [6]. Однако возникновение острой ишемии ткани зависит не только от состояния нейрогуморальной регуляции сосудистого тонуса, но и от реологических свойств крови, во многом определяемых системой гемостаза. Последняя является одной из наиболее реактивных систем организма, а важная роль гемостазиологических параметров в процессах адаптации к действию стрессорных факторов не вызывает сомнения [7]. Современный интегральный метод тромбоэластометрии, применяемый в рамках экспериментальных исследований, позволяет оценить формирование и последующий лизис фибринового сгустка; обнаруживает как гипо-, так и гиперкоагуляционные состояния; является надежным экспресс-тестом для диагностики гиперфибринолиза [8] и венозного тромбоэмболизма [9]. В настоящее время актуальными являются научные исследования, направленные на поиск возможных предикторов развития сердечно-сосудистых заболеваний и их осложнений. В этой связи перспективным является Влияние длительности ультразвукового воздействия 99 изучение роли показателей микроциркуляции и гемостаза в качестве критериев развития психоэмоционального стресса. Цель работы - оценить влияние длительности ультразвукового воздействия на состояние микроциркуляторного русла и системы гемостаза у крыс. Материалы и методики исследования Исследования выполнены на 42 здоровых крысах-самцах линии Wistar 3-месячного возраста с массой тела 250±20 г. Животные были разделены на три группы - 1 контрольную (Контроль) и 2 опытные, по 14 крыс в каждой. Животные получены из центрального вивария Алтайского государственного медицинского университета (г. Барнаул) и до начала экспериментов находились на карантине в течение 2 нед. Животные содержались при естественном освещении в клетках размером 57×37×20 см, изготовленных из крупноячеистой проволоки, на стандартном рационе со свободным доступом к пище и воде. Температура воздуха в помещении составляла +22,5±0,2°С, атмосферное давление - 101,3±9,3 кПа и плотность воздуха - 1,19 ±0,03 кг/м’. Излучатели ультразвуковых волн устанавливали в вертикальной позиции на расстоянии 10 см с двух сторон от боковых стенок клетки и оставляли их в выключенном состоянии для контрольных животных (Контроль). Первую группу опытных животных (Группа 1) подвергали ультразвуковому воздействию с 24-часовой экспозицией, вторую (Группа 2) - 7-дневной экспозиции с помощью генератора-репеллента «Филин» (НПП «ДонКонт», Россия). Исследование параметров воздействия воздушного ультразвука от генератора проводили с помощью аттестованного в метрологическом плане шумомера-виброметра анализатора спектра «Экофизика-110А» с ультразвуковым микрофоном (внесен в реестр средств измерений Российской Федерации с регистрационным номером 48906-12, свидетельство о государственной поверке № 465699, действительно до 04.03.2020 г.) на частоте 25 кГц в режиме «Ультразвук - 40К». Микрофон измерителя ультразвуковых колебаний располагали внутри клетки и ориентировали в сторону генератора «Филин». Уровень звукового давления составлял 89,0 дБ, плотность потока мощности или сила ультразвуковых колебаний - 7,73±0,03 Вт/см’ [10]. После прекращения воздействия исследовали показатели микроциркуля-торного русла с использованием метода лазерной допплеровской флоуметрии (ЛДФ) с анализом амплитудно-частотного спектра колебаний кровотока на аппарате ЛАКК-02 (НПО «Лазма», Россия). Головка оптического зонда фиксировалась в области основания хвоста животного. Длительность записи ЛДФ-граммы составляла 5 мин. Регистрировались основные параметры микроциркуляции, а также проводился анализ амплитудно-частотного спектра колебаний кровотока в полосе частот от 0,005 до 3 Гц. В этой полосе формировалось четыре неперекры-вающихся частотных диапазона, позволяющих оценить состояние «активных» и «пассивных» звеньев регуляции микрокровотока. 100 Ю.А. Бондарчук, М.Н. Носова, И.И. Шахматов Уровень кортизола и АКТГ в крови определяли методом иммунофермент-ного анализа (ИФА) на анализаторе Immulite («DPS Cirrus Inc.», США) [11]. Для оценки системы гемостаза использовали интегральный метод исследования - тромбоэластометрия. Тромбоэластометрию проводили на приборе «Rotem» («Pentapharm GmbH», Германия) с использованием реагента «Natem», в состав которого входит хлорид кальция [12]. В ходе расшифровки тромбоэластограммы учитывали следующие показатели [8]: CT (coagulation time) - время коагуляции (время от добавления стартового реагента до начала формирования тромба). Удлинение CT может быть результатом недостатка факторов свертывания крови или избытка гепарина. Укорочение CT свидетельствует о гиперкоагуляции [13]. CFT (clot formation time) - время начала образования сгустка. Изменение этого показателя зависит от содержания тромбина и фибриногена. В этот промежуток времени образовавшийся тромбин переводит фибриноген в фибрин. Удлинение CFT, как правило, вызвано нарушением функции и низким содержанием тромбоцитов, нарушениями полимеризации фибрина или дефицитом фибриногена. По-видимому, в этой фазе также участвует фактор XIII. Укорочение CFT указывает на гиперкоагуляцию [14, 15]. Угол альфа - угол, построенный по касательной к тромбоэластограмме из точки начала образования сгустка, выражается в градусах. Отображает скорость роста фибриновой сети и ее структурообразование, характеризует уровень фибриногена. MCF (maximum clot firmness) - максимальная твердость сгустка. Является самой большой вертикальной амплитудой графика. Она отражает абсолютную прочность фибрина и тромбоцитов тромба. Низкий MCF является показателем уменьшения количества тромбоцитов или их функции, а также снижения уровня фибриногена или нарушения полимеризации фибрина или низкой активности фактора XIII. Механически слабый сгусток представляет собой серьезный риск развития кровотечения. ML (maximum lysis) - максимальный лизис. Представляет собой разницу между максимальной амплитудой и наименьшей амплитудой, полученной после достижения максимума. А10 - описывает плотность сгустка (или амплитуду), полученную через 10 мин и дает прогноз по ожидаемой плотности MCF на более ранней стадии. Использование крыс в экспериментах осуществлялось в соответствии с требованиями Европейской конвенции «О защите позвоночных животных, используемых для экспериментальных или иных научных целей» (Страсбург, 1986) и Директивами 86/609/EEC [16]. Обезболивание и умерщвление животных проводили в соответствии с Правилами проведения работ с использованием экспериментальных животных. Статистический анализ проведен с использованием пакета прикладных программ StatSoft STATISTICA 10.0. Статистическую значимость различий Влияние длительности ультразвукового воздействия 101 (p

Ключевые слова

thromboelastometry, hemostasis system, microcirculation, ultrasound exposure, psycho-emotional stress, тромбоэластометрия, система гемостаза, микроциркуляторное русло, ультразвуковое воздействие, психоэмоциональный стресс

Авторы

ФИООрганизацияДополнительноE-mail
Бондарчук Юлия АлексеевнаАлтайский государственный медицинский университет; Научно-исследовательский институт физиологии и фундаментальной медициныканд. мед. наук, доцент кафедры нормальной физиологии; с.н.с.bondarchuk2606@yandex.ru
Носова Марина НиколаевнаАлтайский государственный медицинский университет; Научно-исследовательский институт физиологии и фундаментальной медициныдоцент, канд. биол. наук, доцент кафедры нормальной физиологии; м.н.с.mn.nosova@gmail.com
Шахматов Игорь ИльичАлтайский государственный медицинский университет; Научно-исследовательский институт физиологии и фундаментальной медициныпроф., д-р мед. наук, зав. кафедрой нормальной физиологии; г.н.с.iish59@yandex.ru
Всего: 3

Ссылки

Лычева Н.А., Шахматов И.И. Состояние системы гемостаза и микроциркуляторного русла в постгипотермическом периоде у крыс // Программа и научные труды Научной конференции молодых ученых по медицинской биологии ФГБУ ФНКЦ физикохимической медицины ФМБА / под ред. Е.Н. Ильиной, Е.С. Кострюковой. М. : ФНКЦ ФХМ ФМБА России, 2016. С. 85-86.
Жалялов А.С., Баландина А.Н., Купраш А.Д., Шривастава А., Шибеко А.М. Современные представления о системе фибринолиза и методах диагностики ее нарушений // Вопросы гематологии / онкологии и иммунопатологии в педиатрии. 2017. Т. 16, № 1. С. 69-82. doi: 10.24287/1726-1708-2017-16-1-69-82
Schobersberger W., Hoffmann G., Gunga H. Interaktionen von Hypoxie und Hamostase -Hypoxie als prothrombotischer Faktor in der Hohe? // Wien. Med. Wochenschr. 2005. № 155. РР. 157-162. doi: 10.1007/s10354-005-0163-7
Николаев В.Ю., Шахматов И.И., Киселев В.И., Москаленко С.В. Система гемостаза у крыс при долговременной гипертермической нагрузке // Сибирский научный медицинский журнал. 2015. № 35 (2). С. 43-46.
Шевченко Е.В., Хлопенко Н.А. Действие ультразвука на организм // Сибирский медицинский журнал. 2006. № 2. С. 96-99.
Омельяненко М.Г., Шумакова В.А., Суховей Н.А., Щапова Н.Н. Психоэмоциональные нарушения и эндотелиальная дисфункция в развитии сердечно-сосудистых заболеваний, ассоциированных с атеросклерозом // Сибирский медицинский журнал. 2014. Т. 29, № 3. С. 18-24.
Kamada H., Imai Y., Nakamura M., Ishikawa T., Yamaguchi T. Computational analysis on the mechanical interaction between a thrombus and red blood cells: possible causes of membrane damage of red blood cells at microvessels // Med. Eng. Phys. 2012. Vol. 34, № 10. PP. 1411-1420. doi: 10.1016/j.medengphy.2012.01.003
AlMomani T., Udaykumar H.S., Marshall J.S., Chandran K.B. Micro-scale dynamic simulation of erythrocyte-platelet interaction in blood flow // Ann. Biomed. Eng. 2008. Vol. 36, № 6. PP. 905-920. doi: 10.1007/s10439-008-9478-z
Голубева М.Г. Современнне представления о влиянии эритроцитов на реактивность тромбоцитов в процессе тромбогенеза // Успехи современной биологии. 2017. Т. 137, № 6. С. 586-592. doi: 10.7868/S0042132417060059
Du V.X., Huskens D., Maas C., Al Dieri R., de Groot PG., de Laat B. New insights into the role of erythrocytes in thrombus formation // Semin. Thromb. Haemost. 2014. Vol. 40. PP. 72-80. doi: 10.1055/s-0033-1363470
Кузник Б.И. Клеточнне и молекулярнне механизмн регуляции системн гемостаза в норме и патологии. Чита : Экспресс-издательство, 2010. 827 с.
Голубева М.Г. Некоторне аспектн антистрессогенного действия тиролиберина и его синтетического аналога на эритроцитн // Тромбоз, гемостаз и реология. 2012. № 3 (51). С. 48-51.
Мацюра А.В., Антоненко Т.В., Улитина О.М., Бондарчук Ю.А., Шахматов И.И., Карманова Т.А., Коргополова И.С. Влияние ультразвука на поведение сернх крнс // Ukrainian Journal of Ecology. 2018. Т. 8, № 2. С. 1-4. doi: http://ojs.mdpu.org.ua/index. php/biol/article/view/_3021
Носова М.Н., Бондарчук Ю.А., Шахматов И.И., Мацюра А.В., Маршалкина П.С., Прокопец Д.А. Развитие признаков дистресса у крнс на фоне однократного ультразвукового воздействия // Казанский медицинский журнал. 2019. Т. 100, № 1. С. 140-146. doi: 10.17816∕KMJ2019-140
European Convention for the Protection of vertebrate animals used for experimental and other scientific purposes. Strasbоurg: Council of Europe. 1986. 51 p.
Ройтман Е.В. «Проблема гемостаза» в лабораторной диагностике // Лаборатория ЛПУ. 2016. № 8. С. 29-36.
Рнжков С.В., Полонская Е.И., Заболотняя Е.В., Жилина Е.Б., Алехина М.А., Курбатова Э.В., Курбатов М.Г., Демидова А.А. Клиническая значимость проведения тромбоэластографии в практике акушера-гинеколога // Международннй журнал прикладннх и фундаментальннх исследований. 2014. № 12. С. 101-104.
Момот А.П., Тараненко И.А., Цнвкина Л.П. Состояние тромботической готовности -возможности современной диагностики и перспективн // Медицинский алфавит. Современная лаборатория. 2013. № 1. С. 20-23. doi: 10.18411∕d-2016-062
Ярец Ю.И. Тромбоэластография: основнне показатели, интерпретация результатов. Гомель : ГУ «РНПЦ РМиЭЧ», 2018. 26 с.
Жебентяев А.И., Каткова Е.Н. Иммуноферментннй метод анализа // Вестник фармации. 2013. №2 (60). С. 90-97.
Chojnowski K., Gоrski T., Robak M., Trelinski J. Effects of Rivaroxaban Therapy on ROTEM Coagulation Parameters in Patients with Venous Thromboembolism // J. Adv. Clin. Exp. Med. 2015. № 24 (6). PP. 995-1000. doi: 10.17219∕acem∕42147
Schumake S.A. Electronic Rodent Repellent Devices: A Review of Efficacy Test Protocols and Regulatory Actions. // National Wildlife Research Center Repellents Conference. Mason J.R. editor. USDA, National Wildlife Research Center, Fort Collins, CO; 1995. РР. 253-270.
Стоменская И.С., Кострова О.Ю., Стручко Г.Ю., Тимофеева Н.Ю. Тромбоэластометрия метод лабораторной диагностики нарушений системн гемостаза // Медицинский альманах. 2017. № 2 (47). С. 96-98.
Носова М.Н., Шахматов И.И., Вдовин В.М., Бондарчук Ю.А., Киселев В.И. Влияние однократной физической нагрузки на параметры гемостаза у спортсменов // Фундаментальные исследования. 2011. № 9-1. С. 107-110.
Луцкий И.С. Влияние хронического психоэмоционального стресса на формирование эндотелиальной дисфункции, процессы ремоделирования сосудов и снижение мозгового кровотока // Кубанский научный медицинский вестник. 2015. № 3 (152). С. 65-72.
Gwirtz P.A. Teaching the interrelationship between stress, emotions, and cardiovascular risk using a classic paper by Walter Cannon // Adv. Physiol. Educ. 2008. Vol. 32, № 32 (1). PP. 18-22. doi: 10.1152/advan.00051.2007
Takahashi N., Kashino M., Hironaka N. Structure of Rat Ultrasonic Vocalizations and Its Relevance to Behavior // PLoS One. 2010. Vol. 5, № 11. PP. 109-115. doi: 10.1371∕jourπal. pone.0014115
Nweke F.U. Test to investigate the use of ultrasound as an alternative means of repelling and eradicating rodents // Journal of Electrical and Electronics Engineering. 2015. Vol. 10, № 4. РР. 91-93. doi: 10.9790/1676-10439193
Перцов С.С., Коплик Е.В., Сахаров Д.С., Судаков К.В., Каркищенко Н.Н. Информационное ультразвуковое взаимодействие у крыс // Российский медикобиологический вестник имени академика И.П. Павлова. 2012. № 2. С. 109-118.
Горлова А.В., Павлов Д.А., Ушакова В.М., Зубков Е.А., Морозова А.Ю., Иноземцев А.Н., Чехонин В.П. Динамика развития депрессивно-подобного состояния у крыс, стрессированных хроническим воздействием ультразвука переменных частот // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2017. Т. 163, № 3. С. 271-274.
 Влияние длительности ультразвукового воздействия на состояние микроциркуляторного русла и системы гемостаза у крыс | Вестник Томского государственного университета. Биология. 2019. №  48. DOI: 10.17223/19988591/48/5

Влияние длительности ультразвукового воздействия на состояние микроциркуляторного русла и системы гемостаза у крыс | Вестник Томского государственного университета. Биология. 2019. № 48. DOI: 10.17223/19988591/48/5