Mountains occupy about 24 % of the land surface. There are significant natural resources here, the development of which is associated with an increased traumatic risk. Craniocerebral injuries in the mountains are very frequent, and microvascular dysfunction, as under ordinary conditions, is a key element in the chain of events in the central nervous system. However, there are very few data on vascular plexuses and brain microcirculation in craniocerebral injury that occurs in the mountains.
The aim of the study is to reveal the patterns in remodeling of vascular plexuse and main elements of brain microcirculation in craniocerebral injury that occurs in the mountains.
Materials and Methods. The study enrolled 46 white outbred male laboratory rats (210–270 g) with simulated low-mountain (760 m above sea level, Bishkek) and high- mountains (Too Ashuu mountain pass, 3200 m above sea level) traumatic brain injury. The authors used the weight-drop method (Y. Tang technique) to reproduce the traumatic brain injury. After reproduction of the trauma in high altitudes, the animals were transported to low altitudes and on the 3rd day the rats were sacrificed with chloroform overdose. The authors studied microcirculation using a microscopic method with black ink intravascular injection. Olympus Bx40 microscope (Japan) was used for this purpose. At the same time, serial microphotography with simultaneous recording of the results was carried out using a digital camera connected to a computer. The morphometry of the vascular plexuse brain components was carried out with Top View application used for measuring microscopic objects. SPSS 16.0 software was used to process statistical data.
Results. Craniocerebral injury that occurs in high mountains causes the narrowing of the capillary lumen by 52 % (p<0.001). In comparison with low mountains, the capillary lumen in high mountains decreases by 42 % (p<0.001). Venous plethora is observed. In vascular plexuses in the highlands, remodeling of the cellular component is recorded: ependymocyte volume increases by 23 % (p<0.05), nucleus volume – by 30 % (p<0.001), and cytoplasm volume – by 22 % (p<0.05).
Conclusion. Craniocerebral injury leads to the development of cytotoxic edema in the vascular plexus stroma and to remodeling of brain microcirculation, which is the pathogenetic basis for hypertension and increased intracranial pressure. In the highlands, these phenomena are more pronounced and are accompanied by blood flow centralization.
Keywords: microcirculation, vascular plexuses, brain, craniocerebral injury, highlands.
Горы занимают около 24 % территории суши. Здесь располагаются значительные природные ресурсы, освоение которых сопряжено с повышенным риском травматизма. Черепно-мозговая травма на горных высотах – частое явление, а микрососудистая дисфункция, как и в обычных условиях обитания человека, является ключевым звеном в цепи событий, развертывающихся в центральной нервной системе. Однако данных о состоянии сосудистых сплетений и микроциркуляции головного мозга при черепно-мозговой травме, возникшей в высокогорье, крайне мало.
Цель исследования – выявить закономерности ремоделирования сосудистых сплетений и основных звеньев микроциркуляции головного мозга при черепно-мозговой травме, возникшей в условиях высокогорья.
Материалы и методы. Объектом исследования послужили 46 белых беспородных лабораторных крыс-самцов весом 210–270 г, которым моделировалась черепно-мозговая травма в условиях низкогорья (высота 760 м над уровнем моря, г. Бишкек) и высокогорья (перевал Туя-Ашу, 3200 м над уровнем моря). Для воспроизведения черепно-мозговой травмы использовалась ударная модель weight drop method по Y. Tang. После воспроизведения травмы в условиях высокогорья животных транспортировали в условия низкогорья и на 3-и сут выводили из эксперимента путем передозировки хлороформа. Микроциркуляция изучалась микроскопическим методом с применением внутрисосудистого инъецирования раствором черной туши. Препараты изучались под микроскопом Olympus Bx40 (Япония). Параллельно проводилось серийное микрофотографирование с помощью цифрового фотоаппарата, подключенного к компьютеру, с одновременным протоколированием результатов. Морфометрия компонентов сосудистых сплетений головного мозга осуществлялась с помощью приложения для измерения микроскопических объектов Top View. Статистическая обработка данных проводилась в программе SPSS 16.0.
Результаты. Черепно-мозговая травма, возникшая в условиях высокогорья, приводит к сужению просвета капилляров на 52 % (p<0,001), при этом в сравнении с низкогорьем просвет капилляров в высокогорье уменьшается на 42 % (p<0,001). Отмечаются явления венозного полнокровия. Со стороны сосудистых сплетений в высокогорье регистрируется ремоделирование клеточного компонента: объем эпендимоцитов возрастает на 23 % (p<0,05), объем ядра – на 30 % (p<0,001), объем цитоплазмы – на 22 % (p<0,05).
Выводы. Черепно-мозговая травма привела к развитию цитотоксического отека стромы сосудистого сплетения и ремоделированию системы микроциркуляции головного мозга, что является патогенетической основой гипертензии и повышения внутричерепного давления. В высокогорье эти явления выражены в большей степени и сопровождаются признаками централизации кровообращения.
Ключевые слова: микроциркуляция, сосудистые сплетения, головной мозг, черепно-мозговая травма, высокогорье.
Brain perfusion in type 1 diabetes and cognitive dysfunction
