Нероев В.В.

ФГБУ «Московский НИИ глазных болезней им. Гельмгольца» Минздрава России, Москва

Киселева Т.Н.

отделение ультразвука ФГБУ «Московский НИИ глазных болезней им. Гельмгольца», Москва, Россия

Рябина М.В.

ФГБУ Московский научно-исследовательский институт глазных болезней им. Гельмгольца Минздрава РФ, Москва

Охоцимская Т.Д.

ФГБУ Московский научно-исследовательский институт глазных болезней им. Гельмгольца Минздрава РФ, Москва

Золотых О.В.

ФГБУ "Московский НИИ глазных болезней им. Гельмгольца" Минздрава России

Оценка состояния глазного кровотока в норме и при гипергликемии на основании данных ультразвукового исследования в эксперименте

Журнал: Вестник офтальмологии. 2013;129(2): 14‑18

Просмотров : 191

Загрузок : 4

Как цитировать

Нероев В.В., Киселева Т.Н., Рябина М.В., Охоцимская Т.Д., Золотых О.В. Оценка состояния глазного кровотока в норме и при гипергликемии на основании данных ультразвукового исследования в эксперименте. Вестник офтальмологии. 2013;129(2):14‑18.
Neroyev VV, Kiseleva TN, Riabina MV, Okhotsimskaia TD, Zolotykh OV. Ocular blood flow assessment in normal subjects and in patients with hyperglycemia based on the results of ultrasonic examination in experiment. Vestnik Oftalmologii. 2013;129(2):14‑18. (In Russ.).

Авторы:

Нероев В.В.

ФГБУ «Московский НИИ глазных болезней им. Гельмгольца» Минздрава России, Москва

Все авторы (5)

Сахарный диабет (СД) и его осложнения представляют серьезную медико-социальную и экономическую проблему, являясь основной причиной потери трудоспособности, ранней инвалидности и смертности населения во всех экономически развитых странах мира. Диабетическая ретинопатия (ДР) — позднее неспецифическое сосудистое осложнение СД. Развитие ДР сопровождается прогрессирующим, необратимым снижением зрения, приводя к значительному ухудшению качества жизни пациентов с СД [1].

Нарушение микрогемодинамики и изменение реологических свойств крови наблюдается уже на начальных этапах развития ДР. Установлено, что больные СД без ретинопатии или с начальными ее проявлениями имеют нарушения функции сосудов, питающих глаз [3, 4, 7]. Дальнейшее развитие ДР приводит к усугублению гемодинамических нарушений, несмотря на строгий контроль гликемии, артериального давления и липидного обмена. Действующий многофакторный каскад реакций и изменений в микроциркуляторном русле сетчатки неизбежно приводит к прогрессированию ДР и снижению зрительных функций. В этой связи повышенный интерес вызывает изучение глазного кровотока, способствующее пониманию микроциркуляторных нарушений при СД и поиску возможностей их коррекции.

Большой простор для научного поиска дают исследования на животных. Основными методами изучения патологических изменений у экспериментальных животных являются поствитальные исследования — различные методы гистологии, иммуногистохимии и т.д. Изучение живых объектов в значительной мере затруднено из-за их малого размера, а также сопряжено с дополнительными сложностями в связи с необходимостью проведения исследований под наркозом.

В качестве объекта экспериментальных исследований наибольший интерес представляют крысы. Это объясняется тем, что морфологическое строение и ангиоархитектоника сосудов сетчатки крысы схожи с сосудами сетчатки человека, что делает данную экспериментальную модель наиболее корректной для воспроизведения ретинальной сосудистой патологии человека [8]. Кроме того, доступность и экономичность этих животных дают преимущества их использования. Прижизненное исследование сосудистой системы глаза и орбиты у крыс в эксперименте до сих пор не проводилось. Показатели глазного кровотока у этих животных в норме и при различных патологических состояниях специальному изучению не подвергались.

В клинической практике для оценки состояния кровотока сетчатки и зрительного нерва при различных заболеваниях глаза широко используются ультразвуковые (УЗ) методы исследования, такие как цветовое допплеровское картирование (ЦДК) и энергетическое картирование (ЭК). Большинство авторов указывают на высокую информативность этих методов в диагностике и прогнозе сосудистой патологии глаза в клинической практике [5, 8, 9, 11].

Проведение настоящего экспериментального исследования направлено на получение информации об особенностях гемодинамических нарушений микроциркуляторного русла органа зрения у крыс с гипергликемией задолго до появления первых клинических признаков поражения сетчатки. Результаты проведенных исследований позволят создать гемодинамическую модель патогенеза ДР, способствующую более полному и детальному пониманию всего комплекса механизмов развития этого заболевания.

Цель настоящего исследования — разработка схемы кровоснабжения глаза крысы и изучение основных показателей кровотока in vivo в условиях нормо- и гипергликемии на основании данных УЗ-исследования.

Материал и методы

Эксперимент выполнен на 20 крысах-самцах (40 глаз) линии Вистар массой тела 200—250 г.

В I серии экспериментов у 10 животных определяли параметры кровотока в норме. Исследование проводили у интактных крыс троекратно с интервалом 10 дней в условиях общей анестезии.

Во II серии экспериментов другим 10 животным предварительно моделировали СД путем введения стрептозотоцина (60 мг на 1 кг массы внутрибрюшинно однократно в 1 мл 0,9% раствора NaCl). Его диабетогенное действие связано с повреждением β-клеток поджелудочной железы [2]. Критерием тяжести заболевания служили уровень гипергликемии, потеря массы тела, выраженность полиурии. Уровень глюкозы в крови составлял от 20 до 27 ммоль/л, контроль осуществляли с помощью глюкометра 1 раз в неделю. Исследования проводили троекратно в сроки 2, 4, 6 мес и 12 мес.

УЗ-исследования, включающие высокочастотное серошкальное сканирование, ЦДК, ЭК и импульсную допплерографию выполняли с помощью многофункционального диагностического УЗ-прибора VOLUSION 730 Pro («General Electric Healthcare») с использованием линейного датчика SP 10—16 МГц в режиме сканирования Small Part. При соприкосновении датчика с увлажненным гелем глазом крысы и при ориентации датчика в двух стандартных проекциях — горизонтальной (аксиальной) и вертикальной — получали серошкальное изображение глаза и орбиты, а также карту сосудистых потоков в ретробульбарном пространстве. С целью увеличения разрешающей способности в ручном режиме переключали датчик на максимальную частоту 6—16 МГц. Для оптимизации изображения регулировали глубину сканирования (до 15 мм) с помощью функции Depth и устанавливали фокус (Foc) в зоне интереса — 10 мм. Исследование сосуда включало следующие этапы: регистрацию потока крови с определением его направления, определение принадлежности потока крови к артериальной или венозной системе, анатомическую идентификацию сосуда в характерном для него местоположении.

При проведении УЗ-исследования идентифицировали максимальный пульсирующий поток крови, расположенный у вершины орбиты и соответствующий по гемодинамическим характеристикам глазной артерии (ГА). Для точного определения ГА сравнивали место локализации потока крови с проекцией зрительного нерва. Если поток крови располагался кнутри от зрительного нерва, то его определяли как верхнюю глазную артерию (ВГА), если кнаружи — как нижнюю глазную артерию (НГА). При проведении плоскости сканирования через задний полюс глаза в проекции зрительного нерва определяли артериальный поток, соответствующий центральной артерии сетчатки (ЦАС), и минимальный пульсирующий кровоток, соответствующий центральной вене сетчатки (ЦВС). Вблизи заднего полюса глаза регистрировали два потока крови, симметричные с обеих сторон от зрительного нерва. Поток крови был направлен в сторону глаза и соответствовал проекции задних длинных цилиарных артерий (ЗДЦА).

С помощью импульсной допплерографии оценивали допплеровские характеристики потока в артериях и регистрировали спектр допплеровского сдвига частот (СДСЧ) с определением основных количественных показателей кровотока: максимальной систолической скорости (Vsyst), конечной диастолической скорости (Vdiast) и индекса резистентности или периферического сопротивления (RI).

Полученные данные статистически обработаны с применением программ Statistica for Windows 5,0 и Biostat 6,0.

Результаты и обсуждение

При осмотре глазного дна с фоторегистрацией и ангиографии с флюоресцеином в течение всего периода исследования изменений выявлено не было.

При применении ЦДК и ЭК мы отмечали наилучшую визуализацию сосудов в режиме ЭК и использовали его в комплексе с импульсной допплерографией для регистрации и анализа качественных и количественных показателей кровотока в ретробульбарных артериях и венах.

Анализ полученных данных показал, что СДСЧ кровотока в сосудах орбиты здоровой крысы по сравнению с таковым в сосудах кролика по качественным и количественным характеристикам в большей степени соответствует СДСЧ кровотока в орбитальных сосудах человека в норме [6] (рис.1, а, б, в).

Рисунок 1. Спектр допплеровского сдвига частот кровотока в ВГА у кролика (а), в ГА у человека (б) и у крысы (в).

Средние значения показателей глазного кровотока в орбитальных сосудах в норме приведены в табл. 1.

Данные табл. 1 показывают, что наибольшие значения показателей скорости кровотока наблюдались в НГА и в среднем составили: Vsyst=12,25±1,55 см/с, Vdiast=4,75±0,94 см/с, RI=0,61±0,1.

Более низкие параметры скорости кровотока отмечались в ЦАС (Vsyst=6,99±0,89 см/с, Vdiast=2,91±0,68 см/с) и ЗДЦА (Vsyst=5,83±0,99 см/с, Vdiast=2,48± 0,41 см/с) при невысоком индексе периферического сопротивления (RI=0,53±0,1 и RI=0,65±0,1 соответственно).

Показатель Vsyst венозного кровотока в ЦВС в среднем составлял 4,23±0,73 см/с.

На основании результатов УЗ-исследования сосудистой системы глаза и орбиты крысы, а также с учетом данных литературы нами была разработана схема кровоснабжения [10, 12]. Как видно на рис. 2,

Рисунок 2. Схема кровоснабжения глаза и орбиты крысы на основании результатов УЗ-исследования. 1 — глазное яблоко и зрительный нерв; 2 — ЦАС; 3 — ЗДЦА (медиальная и латеральная); 4 — ВГА; 5 — ГА; 6 — НГА; 7 — задняя цилиарная артерия.
глаз крысы кровоснабжается из системы двух магистральных артерий — ВГА и НГА, являющихся ветвями ГА. НГА дает крупную ветвь ЗДЦА, которая, в свою очередь, разделяется на три ветви: ЦАС, ЗДЦА медиальная и латеральная.

Разработка схемы кровоснабжения глаза и оценка качественных и количественных характеристик кровотока в сосудах ретробульбарного пространства у крысы в норме позволили применить полученные данные для изучения особенностей гемодинамики глаза при моделировании сосудистой патологии в эксперименте.

Результаты исследований в экспериментальной модели стрептозотоцинового СД показали, что изменение состояния кровотока отмечалось во всех исследуемых сосудах в разные сроки наблюдения.

Данные табл. 2

показывают, что наиболее выраженные изменения кровотока наблюдались в НГА. Через 2 мес после индуцированного СД имело место достоверное повышение Vsyst — на 39% (р<0,05), в то время как Vdiast была снижена в 8 раз по сравнению с контролем, что являлось наименьшим значением этого показателя за весь период наблюдения (рис. 3, а).
Рисунок 3. Динамика параметров кровотока в НГА (а), ЦАС (б), ЗДЦА (в) и ЦВС (г) при индуцированном СД. По оси абсцисс — время исследования, мес; по оси ординат — кровоток, %.
В дальнейшем отмечалась тенденция к снижению показателя максимальной скорости кровотока. К 12 мес показатели Vsyst и Vdiast составили 8,95 и 2,38 см/с соответственно. Следует отметить, что в НГА выраженное увеличение RI по сравнению с группой контроля наблюдалось уже со 2-го месяца наблюдения (RI=0,97 см/с) и к 12 мес было максимальным (RI=1,0).

Установлено достоверное снижение всех показателей скорости кровотока в ЦАС, ЗДЦА и достоверное повышение RI по сравнению с контролем у всех животных. Максимальное достоверное увеличение RI в ЦАС наблюдалось с 4-го месяца и сохранялось в течение всего периода исследования, в то время как в ЗДЦА достоверное увеличение RI отмечалось во всех сроках наблюдения, что может свидетельствовать о более раннем вовлечении в патологический процесс мелких сосудов (см. рис. 3, б, в). Выраженные изменения количественных показателей глазного кровотока указывают на значительное затруднение перфузии в системе НГА и ее ветвей уже на начальных этапах развития ДР.

Скорость венозного кровотока (Vsyst) в ЦВС достоверно снижалась лишь к 12 мес и в среднем составила 2,19 см/с, что свидетельствует о наличии признаков венозного стаза в орбите в отдаленные сроки развития СД (см. рис. 3, г).

Заключение

УЗ-исследование, включающее ЦДК, ЭК и импульсную допплерографию, является современным неинвазивным и высокоинформативным методом, позволяющим изучить состояние кровообращения глаза крысы in vivo и оценить основные параметры глазного кровотока. Наиболее четкая визуализация потоков крови наблюдалась в энергетическом режиме, что дало возможность изучить кровоток в сосудах глаза на всем их протяжении, оценить направление хода сосудов, их анатомическое расположение, а также взаимоотношение с другими орбитальными структурами.

Выполненные исследования позволили разработать схему кровоснабжения глаза крысы и изучить основные параметры кровотока. Полученные данные дают возможность оценить состояние кровотока у животных в условиях гипергликемии и определить сроки возникновения нарушений в микроциркуляторном русле до появления клинических признаков поражения сетчатки.

Таким образом, УЗ-методы исследования позволяют обнаруживать ранние гемодинамические нарушения, которые, по-видимому, являются предвестниками диабетического поражения сетчатки и могут быть использованы в оценке развития этой патологии, а также служить дополнительным критерием эффективности профилактики и лечения глазных проявлений СД.

Подтверждение e-mail

На test@yandex.ru отправлено письмо с ссылкой для подтверждения e-mail. Перейдите по ссылке из письма, чтобы завершить регистрацию на сайте.

Подтверждение e-mail