Научный журнал
Фундаментальные исследования
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,118

ИССЛЕДОВАНИЕ МИКРОЦИРКУЛЯЦИИ ЖЕЛУДКА ПРИ ЯЗВЕННЫХ ГЕМОРРАГИЯХ У КРЫС С ПРИМЕНЕНИЕМ БЛОКАТОРА NO-СИНТАЗЫ И ВЕЙВЛЕТ-АНАЛИЗА

Павлов А.Н. 1 Родионов М.А. 1 Семячкина-Глушковская О.В. 1 Бердникова В.А. 1 Кузнецова Я.В. 1 Семячкин-Глушковский И.А. 1
1 ГОУ ВПО «Саратовский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского», Саратов
Развитие язвенного кровотечения сопровождается повышением активности системы генерации NO. Эндоскопическое исследование микроциркуляции желудка с применением блокаторов NO-синтазы и последующим вейвлет-анализом в высокочастотной области спектра является новым перспективным методом диагностики выявления язвенных дефектов при ульцерогенезе.
оксид азота
многомасштабный анализ
1. Clarke D.L. Attenuated gastric mucosal blood flow predicts non-healing of benign gastric ulcers / D.L. Clarke, S.R. Thomson // European Surgical Research. - 2002. - Vol. 34, №6. - P. 432-436.
2. Major vasodilator role for nitric oxide in the gastrointestinal circulation of the mid-gestation fetal lamb / W.Q. Fan, J.J. Smolich, J. Wild, V.Y. Yu, A.M. Walke // Pediatr. Res. - 1998. - Vol. 44, №3. - P. 344-50.
3. Sex differences in cardiovascular control by nitric oxide in normotensive and hypertensive rats at rest and during stress / O. Semyachkina-Glushkovskaya, T. Anishchenko, S. Kapralov, R. Novikov, K. Skvorcov, Ya. Kuznetsova, A. Kuznetsova // Health. - 2010. - Vol. 2, №8. - P. 897-905.
4. Analysis of blood pressure dynamics in male and female rats using the continuous wavelet-transform / A.N. Pavlov, A.A. Ani- simov, O.V. Semyachkina-Glushkovskaya, E.G. Matasova, J. Kurths // Physiological Measurement. - 2009. - Vol. 30. - P. 707-717.
5. Characterizing the effect of L-name on intra- and inter nephron synchronization / O.V. Sosnovtseva, A.N. Pavlov, O.N. Pavlova, E. Mosekilde, N.-H. Holstein-Rathlou // European Journal of Pharmaceutical Sciences. - 2009. - Vol. 36. - P. 39-50.
6. Daubechies I. Ten lectures on wavelets. - Philadelphia: S.I.A.M. - 1992.
7. Brisk production of nitric oxide and associated formation of S-nitrosothiols in early hemorrhage / J.L. Atkins, B.W. Day, M.T. Handrigan, Z. Zhang, M.B. Pamnani, N.V. Gorbunov // J. Appl. Physiol. - 2006. - Vol. 100. - P. 1267-1277.
Стресс является одной из ведущих причин язвообразования, патофизиологические механизмы которого в этом процессе остаются малоизученными. Нарушение микроциркуляции желудочно-кишечного тракта (ЖКТ) является необъемлемой характеристикой язвы желудка и двенадцатиперстной кишки [1]. При этом оксиду азота (NO) отводится важная роль как в регуляции локальной микроциркуляции ЖКТ [2], так и в ограничении сосудистых эффектов стресса [3]. На основании вышеизложенного мы предположили, что изучение NO-зависимых механизмов регуляции микроциркуляции желудка может явиться важным диагностическим маркером развития острых язвенных геморрагий стрессорного генеза. В наших ранних исследованиях по изучению роли NO в нарушениях микро- и макроциркуляции при развитии гипертензии была показана перспективность использования метода многомасштабного анализа, основанного на дискретном вейвлет-преоб- разовании с целью диагностики латентной стадии формирования болезни [4, 5].

Цель работы. Изучение микроциркуляции желудка в условиях дефицита NO у здоровых крыс и особей с острым язвенным кровотечением с применением метода многомасштабного анализа, основанного на вейвлет-преобразовании.

Материалы и методы исследования

Эксперименты были выполнены на крысах со стресс-индуцированными язвенными геморрагиями (n = 37). Контрольную группу составляли здоровые животные (n = 52). Блокаду синтеза NO осуществляли путем введения NG-nitro-L-arginine-methyl ester (L-NAME, 10 мг/кг, per os). Микроциркуляцию желудка изучали с применением лазерной допплеровской флоуметрии ЛДФ (ЛАКК-2).

Исследование записанных сигналов проводилось на основе метода многомасштабного анализа [6], основанного на дискретном вейвлет-преобразовании и использующего пирамидальный алгоритм разложения исходного сигнала x(t) на последовательности вейвлет-коэффициентов d.k, характеризующих структуру анализируемого процесса на разных масштабах j. В проводимых исследованиях рассматривались различные базисы вейвлетов Добеши (от D4 до D20 [6]). Данные вейвлеты были получены в результате математической процедуры поиска ортонормированных базисов, обладающих конечным носителем, что обеспечивает минимизацию вычислительных затрат при проведении численного анализа экспериментальных данных. Нами анализировался уровень разрешения j = 5, который соответствует высокочастотной (0,75-3,0 Гц) области спектра, характеризующего динамику сосудистой системы крыс.

Статистическая обработка данных осуществлялась с применением критерия Манна-Уитни, различия считались достоверными при p < 0,05. Результаты приводятся в виде среднее значение ± стандартная ошибка среднего.

Результаты исследования и их обсуждение

Результаты исследования показали, что в покое базальная микроциркуляция по показаниям ЛДФ (М1) не различалась между здоровыми крысами и животными с язвенными кровотечениями (1,07 ± 0,03 и 1,04 ± 0,01 соответственно). Блокада NO- синтазы сопровождалась развитием вазоконстрикции сосудов желудка. При этом сосудистая чувствительность к дефициту NO была более выраженной у крыс с язвенными геморрагиями по сравнению со здоровыми особями. Так, под влиянием L-NAME скорость потока крови в сосудах желудка у здоровых крыс снижалась в 1,5 раза (p < 0,05), а у больных крыс - в 2,3 раза (p < 0,05).

Исследование структуры сигналов ЛДФ с помощью различных базисов вейвлетов Добеши позволило выявить, что наиболее значимые результаты были получены с применением дисперсии вейвлет-коэффициентов на масштабе j = 5 (высокочастотная область спектра) при выборе симметричного вейвлета Добеши D8.

В группе здоровых животных в условиях покоя уровень дисперсии вейвлет-коэффициентов составил о2 = 0,08 ± 0,03. Блокада NO-синтазы сопровождалась существенными изменениями в структуре сигналов ЛДФ. В условиях дефицита NO отмечались более низкие значения дисперсии вейвлет- коэффициентов (о2 = 0,04 ± 0,01, p < 0,05).

В группе крыс с язвенным кровотечением по сравнению со здоровыми животными не отмечалось различий по базальным показателям вейвлет-коэффициентов (0,09 ± 0,02 и 0,08 ± 0,03 соответственно). Как и у здоровых крыс, в условиях блокады NO-синтазы у животных с кровоточащими язвами отмечалось уменьшение вариабельности вейвлет-коэффициентов (0,02 ± 0,01, p < 0,05). Однако, если у здоровых крыс средние значения дисперсии вейвлет-коэффициентов снижались в 2,0 раза (p < 0,05), то у крыс с язвенными геморрагиями в 4,5 раза (p < 0,05), что свидетельствует, во-первых, о повышении чувствительности сосудов желудка к NO-зависимым влияниям при ульцерогенезе и, во-вторых, об эффективности применения вейвлет-анализа в высокочастотной области спектра.

Заключение

Проведенные исследования микроциркуляции желудка с применением эндоскопического исследования с помощью ЛДФ и метода многомасштабного анализа, основанного на дискретном вейвлет-преобразовании, позволило выявить существенные различия в чувствительности сосудов желудка к блокаде синтеза NO по показаниями как ЛФД, так и дисперсии вейвлет-коэффициентов в высокочастотной области спектра (j = 5, что приближенно соответствует частоте ~1,3 Гц для анализируемых сигналов). Полученные данные отражают наличие более высокой чувствительности сосудов желудка к дефициту NO у крыс с язвенными кровотечениями по сравнению со здоровыми животными, что свидетельствует о повышении активности системы генерации NO при язвенных геморрагиях. Развитие гиперактивации синтеза NO отмечается и другим исследователями при кровотечениях различного генеза [7].

Важно отметить, что изменения в вариабельности вейвлет-коэффициентов в высокочастотной области спектра при блокаде синтеза NO были более выраженными, чем изменения показателей ЛДФ, что позволяет заключить о высокой чувствительности и эффективности указанного нового способа исследования микроциркуляции желудка в качестве диагностического критерия развития язвенного кровотечения.

Таким образом, эндоскопическое исследование микроциркуляции желудка с применением блокаторов NO-синтазы и последующим вейвлет-анализом в высокочастотной области спектра является новым перспективным методом диагностики выявления язвенных дефектов при ульцерогенезе.

Работа была поддержана Федеральной целевой программой «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы (Государственный контракт № П1063) и грантом РФФИ 11-02-00560-a.

Рецензенты:

  • Киричук В.Ф., д.м.н., профессор, зав. кафедрой нормальной физиологии им. И.А. Чуевского ГОУ ВПО «Саратовский государственный университет им. В.И. Разумовского Росздрава», г. Саратов;
  • Капралов С.В., д.м.н., доцент кафедры общей хирургии ГОУ ВПО «Саратовский государственный университет им. В.И. Разумовского Росздрава», г. Саратов

Работа поступила в редакцию 14.06.2011.


Библиографическая ссылка

Павлов А.Н., Родионов М.А., Семячкина-Глушковская О.В., Бердникова В.А., Кузнецова Я.В., Семячкин-Глушковский И.А. ИССЛЕДОВАНИЕ МИКРОЦИРКУЛЯЦИИ ЖЕЛУДКА ПРИ ЯЗВЕННЫХ ГЕМОРРАГИЯХ У КРЫС С ПРИМЕНЕНИЕМ БЛОКАТОРА NO-СИНТАЗЫ И ВЕЙВЛЕТ-АНАЛИЗА // Фундаментальные исследования. – 2011. – № 9-3. – С. 467-468;
URL: http://www.fundamental-research.ru/ru/article/view?id=28535 (дата обращения: 20.10.2018).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.252