МОДЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА ГРАВИТАЦИОННОГО ВКЛАДА В ТЕРМИНАЛЬНЫЕ ПЕРЕХОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ КРОВОТОКА

МОДЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА ГРАВИТАЦИОННОГО ВКЛАДА В
ТЕРМИНАЛЬНЫЕ ПЕРЕХОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ КРОВОТОКА
Е.С. Стюхина, Д.Э. Постнов
Саратовский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского
E-mail: [email protected]
Терминальные переходные процессы (ТПП) в сосудистой системе
возникают при нарушении условий, обеспечивающих циркуляцию крови,
например, при
венозной или артериальной окклюзии конечности.
Аналогичная ситуация возникает и при прекращении деятельности сердца.
В статье [1] было показано, что кровоток мышей, находящихся в
терминальном состоянии (ТС) может продолжаться в течение 2 часов. ТС
характеризуется деоксигенацией тканей в ходе прекращения входящего
притока крови и развитием комплекса сосудистых реакций. Это состояние
обратимо, однако его продолжение ведёт к биологической смерти
организма. В то время как стационарный режим кровотока интенсивно
изучается десятилетиями, ТПП изучены относительно мало, в основном в связи с диагностическим применением окклюзионных проб. Наша
работа направлена на оценку и моделирование возможного
гравитационного вклада в характеристики ТПП. Ранее, в работе [2] мы
показали, что микроциркуляторный кровоток капиллярных сетей
ногтевого ложа человека при венозной окклюзии может поддерживаться
перфузионными потоками в прилежащие ткани. Однако длительность
наблюдения за низкоинтенсивным кровотоком в этом случае естественным
образом ограничена безопасным временем для человека при наложении
окклюзии. В данной работе, в качестве объекта исследования нами были
выбраны сосуды хориоаллантоисной мембраны (ХАО) куриного эмбриона.
Работа с куриным эмбрионом, как с моделью биологического объекта,
известна ещё с 3 века до нашей эры с работ Аристотеля. В настоящее
время эта биологическая модель интенсивно используется в ходе работ по
исследованию нормального и патологического ангиогенеза [3], однако
практически не применяется для моделирования и исследования
сосудистых реакций.
Эмбрион вводился в терминальное состояние посредством инъекции
раствором KCl, после чего изменения в скорости кровотока оценивались
методом mPIV в течение 3-40 минут. В результате эксперимента были
выделены две фазы поведения кровотока: (1) кратковременная фаза
быстрого спада скорости кровотока в 2 раза в течение 2 минут, (2)
продолжительная фаза медленного спада скорости. Полная остановка
кровотока происходит за 20-40 минут. В течение этого времени
неоднократно наблюдалось артефактная динамика кровотока: остановка
потока с последующим восстановлением движения, изменение
направления.
Математическое моделирование было направлено на оценку
возможного вклада гравитационной составляющей
в наблюдаемые
эффекты. Результаты показали, что учёт гравитации действительно
оказывает влияние на продолжительность и перераспределение кровотока
при ТПП, однако это влияние гораздо менее выражено для малых объектов
и, предположительно, должно перекрываться местными изменениями
сосудистого тонуса.
Работа выполнена в рамках НИР 3.1340.2014/K конкурсной части
госзадания Минобрнауки РФ.
Библиографический список
1. Меглинский И.В., и др. О природе биологического нуля в задачах динамического
рассеяния света // Доклады Академии Наук, 2013, Т.451. №4. C.393 – 396.
2. Stiukhina E.S. at al. Tissue perfusability assessment from capillary velocimetry data via the
multicompartment Windkessel model // proc. SPIE. 2015. № 9448. - 94481К.
3. Ribatti D. // The Chick Embryo Chorioallantoic Membrane in the Study of Angiogenesis
and Metastasis: Springer, 2010. P. 140.
Сведения об авторах
Стюхина Елена Сергеевна – аспирант, дата рождения: 03.05.1992г.
Постнов Дмитрий Энгелевич – д. ф. – м. н., профессор, дата рождения: 17.05.1961г.
Вид доклада: устный