кандидат биологических наук старший научный сотрудник лаборатории физиологии дыхания федерального государственного бюджетного учреждения науки «Институт физиологии им. И.П. Павлова» Российской академии наук, Санкт-Петербург, Российская Федерация
Cand. Sci. (Biology), Senior Researcher at the Respiratory Physiology Laboratory, Pavlov Institute of Physiology of the Russian Academy of Sciences, Saint Petersburg, Russian Federation
кандидат биологических наук старший научный сотрудник лаборатории физиологии сердечно-сосудистой и лимфатической систем федерального государственного бюджетного учреждения науки «Институт физиологии им. И.П. Павлова» Российской академии наук, Санкт-Петербург, Российская Федерация
Cand. Sci. (Biology), Senior Researcher at the Laboratory of Physiology of Cardiovascular and Lymphatic Systems, Pavlov Institute of Physiology of the Russian Academy of Sciences, Saint Petersburg, Russian Federation
Основные положения
Резюме
Цель. Определение и анализ величин линейных скоростей и индексов кровотока коры и подкорковых структур полушарий головного мозга крыс при иммерсионной гипотермии методом ультразвуковой допплерографии.
Материалы и методы. Наркотизированным (уретан, в/б, 1 000 мг/кг) крысам линии Wistar массой 300–320 г (n = 11) проводилась трепанация черепа и удаление твердой мозговой оболочки. Во время охлаждения животных в воде с добавлением льда (температура смеси порядка 10 °C) измеряли скоростные показатели церебрального кровотока методом ультразвуковой допплерографии и непрерывно регистрировали параметры среднего артериального давления, частоты дыхания и частоты сердечных сокращений. Крыс охлаждали до ректальной температуры 17 °C за ~80 мин со средней скоростью охлаждения 0,25 °C/мин.
Результаты. Было обнаружено разнонаправленное изменение скоростных показателей мозгового кровотока. В начале охлаждения происходит усиление перфузии лобной и затылочной областей полушарий головного мозга за счет повышения пиковой систолической (на 15%, p = 0,005) и средней за сердечный цикл (на 41,5%, p = 0,001) скоростей кровотока. При легкой и умеренной гипотермии повышенная перфузия сохраняется за счет поддержания высокой пиковой систолической скорости в теменной области мозга. На стадии тяжелой и глубокой гипотермии организма происходит значительное понижение церебрального кровоснабжения, на что указывает уменьшение значений пиковых и средней за сердечный цикл скоростей кровотока, происходящее во всех исследуемых областях.
Заключение. На различных этапах прогрессирующей иммерсионной гипотермии у крыс отмечаются изменения скоростных параметров кортико-церебрального кровотока, которые носят нелинейный характер: на начальном этапе охлаждения скорость кровотока увеличивается, а при дальнейшем охлаждении наблюдается ее уменьшение.
Highlights
Abstract
Aim. Determination and analysis of linear velocities and indices of blood flow in the cortex and subcortical structures of the cerebral hemispheres during immersion hypothermia of rats using Doppler ultrasound.
Methods. Anesthetized (urethane, intraperitoneal, 1 000 mg/kg) Wistar rats weighing 300–320 g (n = 11) underwent craniotomy and removal of the dura mater. While the animals were cooling in water with the addition of ice (the temperature of the mixture was about 10 °C), using Doppler ultrasound the velocity indicators of cerebral blood flow were measured, and the parameters of mean arterial pressure, respiratory rate and heart rate were continuously recorded. Rats were cooled to a rectal temperature of 17 °C in ~80 min with an average cooling rate of 0.25 °C/min.
Results. Multidirectional changes in cerebral blood flow velocity parameters were detected. At the beginning of cooling, the perfusion of the frontal and occipital areas of the cerebral hemispheres increases due to an increase in peak systolic velocity (by 15%, p = 0,005) and mean velocity per cardiac cycle (by 41,5%, p = 0,001). In mild to moderate hypothermia, increased perfusion is maintained by maintaining a high peak systolic velocity in the parietal area. At the stages of severe and deep hypothermia of the body, there is a significant decrease in cerebral blood supply, as indicated by a decrease in the values of peak systolic and mean velocity per cardiac cycle, occurring in all studied areas.
Conclusion. At various stages of progressive immersion hypothermia in rats, changes in the velocity indicators of cortico-cerebral blood flow are observed, which are nonlinear: at the initial stage of cooling, the blood flow velocity increases, and with further cooling its decrease is observed.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.