Автореферат и диссертация по медицине (14.00.02) на тему:Адаптационные процессы в микроциркуляторных модулях скелетных мышц после гемодинамических нарушений и огнестрельного ранения

На правахрукоп иси

Гелашвили Павел Алексеевич

АДАПТАЦИОННЫЕ ПРОЦЕССЫ В МИКРОЦИРКУЛЯТОРНЫХ МОДУЛЯХ СКЕЛЕТНЫХ МЫШЦ ПОСЛЕ ГЕМОДИНАМИЧЕСКИХ НАРУШЕНИЙ И ОГНЕСТРЕЛЬНОГО РАНЕНИЯ

14.00.02 - анатомия человека 14.00.27 - хирургия

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора медицинских наук

Работа выполнена на кафедре анатомии человека с курсом топографической анатомии в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Самарский государственный медицинский университет Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию»

Научные консультанты: заслуженный деятель науки РФ,

доктор медицинских наук, профессор Виктор Михайлович Чучков,

член-корреспондент РАМН, заслуженный деятель науки РФ, доктор медицинских наук, профессор Геннадий Петрович Котельников

Официальные оппоненты: доктор медицинских наук, профессор

Владимир Николаевич Николенко,

доктор медицинских наук, профессор Эдуард Салихович Валишин,

доктор медицинских наук, профессор

Рим Гарипович Каланов

Ведущая организация - Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева»

Защита диссертации состоится «ХТ» ЦИЗ^ 2005 года в «_» часов

на заседании диссертационного совета Д 208.006.02 при ГОУ ВПО «Башкирский государственный медицинский университет Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию» по адресу: 450025, Уфа, ул. Ленина, 3.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Башкирский государственный медицинский университет Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию»

Автореферат разослан «_»_2005 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор медицинских наук, профессор

Р.Т. Нигматуллин

Актуальность темы. Любое изменение условий гемодинамики в органе, обязательно сказывается на устройстве и взаимоотношениях всех компонентов гемомикроциркуляторного русла этого органа (Азизов Г.А., Козлов В.И., 2004; Аминова Г.Г. и соавт., 2004; Белов Ю.В. и соавт., 2001; Гайворонский И.В. и соавт., 1999; Кошкин В.М. и соавт., 2004; Чуйков В.М. и соавт., 2000; Allegra С. et al., 1999).

Несмотря на заметные успехи в оперативном лечении окклюзионных заболеваний сосудов, частные вопросы тактического подхода по ведению больных остаются дискутабельными и в настоящее время (Бурлева Е.П., Смирнов О.А.1999; Гансбургский А.Н. и соавт., 2002; Гиси П.В. и соавт., 1999; Лосев Р.З. и соавт., 2004; Ткаченко Б.И. и соавт., 2001; Ярыгин Н.Е. и соавт., 2004).

Повреждения ахиллова сухожилия составляют категорию тяжёлых травм опорно-двигательного аппарата, так как они приводят к значительным нарушениям функции трёхглавой мышцы голени, а вместе с этим и всей конечности (Измалков С.Н., 1994; Краснов А.Ф. и соавт., 1999; Лебедева Н.Б. и соавт., 1992).

Огнестрельные ранения приобрели статус важной медико-биологической и социальной проблемы (Чиж И.М. и соавт., 2004; Шапошников Ю.Г., 1996). Границы некроза по периметру огнестрельной раны, степень жизнеспособности и динамика регенераторных процессов в разных тканях отличаются не меньшим многообразием, чем ее хирургическая анатомия (Блинков Ю.А. и соавт., 1995; Hardaway R.M., 1978)

Данные литературы об изменениях микроциркуляторного русла тканей, окружающих огнестрельную рану, носят противоречивый характер. Некоторые авторы отмечают, что кровоток в поврежденной конечности после огнестрельного ранения возрастает (Almskog B.A. et al., 1979; Nsouli А., 1983; Wind G. et'al., 1988). Другие же специалисты считают, что, наоборот, вначале развивается выраженный спазм сосудов, в последствии -их расширение или парез (Беркутов А.Н., 1979). Отсутствуют сведения о

целостной характеристике структуры всех компонентов микроциркуляторного русла в тканях вокруг раневого канала. Не учитывалась реакция скелетных мышц, различавшихся по типу метаболизма и сократительной активности.

В современной клинической практике крайне актуальна оценка состояния микроциркуляции крови и тестирование микроциркуляторных расстройств. От успешной разработки этого фундаментального направления медицинской науки в конечном итоге зависит решение ряда важнейших вопросов практической медицины (Банин В.В., 2002; Коваленко В.И. и соавт., 2004; Котельников Г.П. и соавт., 1991-2004; Михайлик ТА и соавт., 2002; Покровский А.В., 2004; Козлов В.И., 2004; Хач В., 2001; Чучков В.М. и соавт., 2004).

Проведение математического моделирования в рамках морфологических исследований является тем направлением, которое позволяет значительно повысить эффективность работы, получить новую ценную информацию, вскрыть закономерности процессов морфогенеза, а на заключительном этапе дает практические рекомендации или план дальнейших исследований (Гланц С.А., 1999; Денисов-Никольский Ю.И. и соавт., 2002; Дюк В.А., 1997; Лапач С.Н. и соавт., 2002). Состояние вычислительной техники и программного обеспечения для проведения компьютерного анализа значительно ускоряют и упрощают процесс получения результатов, позволяют существенно экономить денежные средства (Боровиков В.П., 2001; Бююль А., Цефель П., 2001; Иванов А.И., Волчихин В.И., 2002).

Углубление знания восстановления циркуляции крови и метаболизма в тканях после гемодинамических нарушений требует детализации каждой стадии этого процесса на нескольких уровнях организации морфологического субстрата, в том числе и на уровне структурно-функциональных единиц. Между тем, в таком плане этапы компенсации гипоксии остаются малоизученными.

Цель работы: представить комплексную морфологическую оценку динамики адаптационных процессов в модулях микроциркуляторного русла метаболически различных типов скелетных мышц после снижения сократительной активности, гемодинамических перегрузок и огнестрельного ранения в эксперименте с привлечением современных методов обработки информации.

Задачи исследовния:

1. Установить особенности гемомикроциркуляторных модулей в связи с их микротопографией в метаболически различных типах скелетных мышц кроликов и белых крыс в норме.

2. Изучить с позиций морфологического и морфометрического анализов динамику структурной перестройки модулей микроциркуляторного русла метаболически различных типов скелетных мышц крыс после тенотомии.

3. Изучить с позиций морфологического и морфометрического анализов динамику реактивной перестройки микроциркуляторной структурно-функциональной единицы разных типов скелетных мышц крыс в условиях артериальной ишемии при окклюзии магистральной артерии в эксперименте.

4. Выявить с позиций морфологического и морфометрического анализов перестройку гемомикроциркуляторного модуля в метаболически различных типах скелетных мышц крыс в условиях венозного полнокровия при окклюзии магистральной вены в эксперименте.

5. Установить с позиций морфологического и морфометрического анализов перестройку гемомикроциркуляторного модуля в метаболически различных типах скелетных мышц крыс в условиях окклюзии магистральных артерии и вены в эксперименте.

6. Выявить с позиций морфологического и морфометрического анализов динамику перестройки гемомикроциркуляторного модуля в зонах огнестрельного повреждения разных типов скелетных мышц кроликов в эксперименте.

7. Оценить возможности применения нейросетевого анализа для распознавания в различных типах скелетных мышц млекопитающих процессов гипофункции, артериальной ишемии, венозного полнокровия, редуцированного кровотока, огнестрельного повреждения.

Научная новизна работы. Установлены и сопоставлены сосудисто-тканевые взаимоотношения интактных скелетных мышц как целостной системы с учетом особенностей внутриорганного микроциркуляторного кровеносного русла.

Впервые в рамках экспериментального исследования комплексом морфологических методик изучена перестройка ангиоархитектоники сосудов гемомикроциркуляторного русла различных типов скелетных мышц млекопитающих (крыса, кролик) в динамике после острого нарушения регионарной гемодинамики и на этапах заживления огнестрельной раны в эксперименте.

Приведен анализ данных состояния гемомикроциркуляторных модулей скелетных мышц в условиях как отдельных видов сосудистых нарушений - артериальной ишемии, венозного полнокровия, редуцированного кровотока, так и возникших после травм изменений микроциркуляции крови в мышцах.

Впервые для решения морфометрических задач, приведен алгоритм сочетанного использования различного вида и способов обучения искусственных нейронных сетей (самоорганизующихся карт Кохонена и MLP-сетей) для нейросетевой экспертной системы, позволяющий распознавать структурно-функциональные особенности

гемомикроциркуляторных модулей разных типов скелетных мышц при различных условиях нарушенной микроциркуляции без привлечения автоматизированных систем визуализации изображений.

Теоретическое и практическое и значение работы. Исследование основано на использовании экспериментальных биологических моделей и обоснованного применения математических (искусственные нейронные сети) и статистических моделей, позволяющих корректно соотнести результаты анализа данных морфологических и морфометрических исследований, внести определенный вклад в положения доказательной медицины.

Изучение в эксперименте адаптационных процессов в модулях микроциркуляторного русла метаболически различных типов скелетных мышц после снижения сократительной активности, гемодинамических нагрузок, огнестрельного ранения позволяет более полно обосновать положения клинической медицины с общебиологических позиций учения о целостности организма.

Установлена динамика перестройки гемомикроциркуляторных модулей, как основных структур, влияющих на стабилизацию микроциркуляции при заживлении ран.

Проведённый нейросетевой анализ (с применением генетического алгоритма) различных типов нарушений гемодинамики показал, что экспериментальные сосудистые нарушения затрагивают все компоненты микроциркуляторного кровеносного русла белого и красного типов мышц.

Характер изменений микроциркуляторного русла специфичен для каждого вида нарушения, что позволяет рассматривать артериальную ишемию, венозное полнокровие, тенотомию и огнестрельное ранение как отдельные виды процессов нарушений гемодинамики, отличающиеся в различных типах скелетных мышц.

Установлен изоморфный характер морфологической составляющей компенсаторных процессов в регенерирующих после огнестрельного ранения скелетных мышцах, что может внести вклад в лечебные и реабилитационные мероприятия.

Обоснованный алгоритм нейросетевого анализа морфологических данных, включавший использование различных видов искусственных

нейронных сетей позволил спроектировать нейросетевую экспертную систему, способную быть далее основой экспертных систем распознавания модулей скелетных мышц.

Положения выносимые на защиту:

1. Морфологические характеристики компенсаторных процессов в гемомикроциркуляторном русле различных типов скелетных мышц зависят от вида гемодинамических нарушений.

2. Экспериментальное изменение кровотока в конечности затрагивает все компоненты микроциркуляторного кровеносного модуля белого и красного типов мышц млекопитающих.

3. Динамика перестройки компонентов микроциркуляторного модуля после огнестрельного ранения зависит от зоны раневого канала и типа скелетной мышцы.

4. Регенерация мышечных волокон после повреждения мышцы непосредственно зависит не только от ультраструктуры стенки, но и от архитектоники путей микроциркуляции крови.

5. Разработан эффективный алгоритм нейросетевой экспертной системы дифференциального распознавания вида гемодинамической травмы для различных типов скелетных мышц.

Апробация материалов диссертации. Материалы и основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на 2-й Всероссийской конференции «Влияние антропогенных факторов на структурные преобразования органов, тканей, клеток человека и животных», Саратов, 1993; Ш-м Конгрессе Международной Ассоциации Морфологов, 1996; Всероссийской конференции «Структурно-функциональная организация органов и тканей в норме, патологии и эксперименте», Тверь, 1996; ГУ-М Конгрессе Международной Ассоциации Морфологов, 1998; Научно-практической конференции «Самарскому государственному медицинскому

университету - 80 лет», Самара, 1999; I I - й Международной конференции «Микроциркуляция и гемореология», Ярославль, 1999; Научной конференции «Моделирование в медицинских и биологических исследованиях», Самара, 1999; Всероссийской научной конференции «X XI век: актуальные задачи морфологии», Саратов, 2001; Научной конференции «Структурные преобразования органов и тканей на этапах онтогенеза человека в норме и при воздействии антропогенных факторов», Астрахань, 2000; Научной конференции «Актуальные вопросы экспериментальной и клинической морфологии», Томск, 2002; Научной конференции «ЦНИЛ - вчера, сегодня, завтра», Воронеж, 2003; Всероссийской научно-практической конференции «Актуальные проблемы морфологии», Красноярск, 2004; на заседании Самарского отделения Всероссийского научного общества анатомов, гистологов и эмбриологов, 2004; Всероссийской научной конференции «Микроциркуляция в клинической практике», Москва, 2004; Y-м Общероссийском съезде анатомов, гистологов и эмбриологов, Казань, 2004; YII-м Конгрессе Международной Ассоциации Морфологов, Казань, 2004; Научной конференции «Актуальные вопросы клинической морфологии», Ижевск, 2004; Всероссийской научной конференции «Нейроинформатика-2005», Москва, 2005.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 39 научных работ, из них 19 - в центральной печати, 1 монография.

Диссертация изложена в классическом стиле на 278 страницах машинописного текста, состоит из введения, обзора литературы, описания использованных материалов и методов исследования, пяти глав собственных исследований и их обсуждения, выводов, практических рекомендаций. Указатель литературы содержит сведения о 560 источниках, из них 423 работ отечественных авторов, 137 - зарубежных авторов. Иллюстрации представлены 60 микрофотографиями, 22 графиками. Цифровой материал сгруппирован в 61 таблицу.

Материал и методы исследования

Эксперименты были проведены на 53 (из которых 7 интактных) половозрелых белых беспородных крысах весом от 180 до 200 г и 32 кроликах (5 - интактных), весом от 3,5 до 5,2 кг. Животные использовались в экспериментах согласно международным и российским этическим принципам и нормам биоэтики (Хельсинская декларация Всемирной медицинской ассоциации, 1964; Европейская конвенция по биоэтике, 1996; Основы законодательства РФ //Ведомости съезда народных депутатов РФ и ВС РФ, 1993.- №33).

Исследуемым материалом служили камбаловидная и икроножная мышцы голени белых крыс. У кроликов - мышцы медиальной и задней групп бедра. Камбаловидная мышца крыс состоит на 80% из красных мышечных волокон. Икроножная мышца крысы содержит 70% белых мышечных волокон (Dawson J.M. et al., 1987).

Забор биоматериала для морфометрии и электронной микроскопии осуществлялся на 1-е, 5-е, 15-е и 30-е сутки после начала эксперимента.

Изучение перестройки гемомикроциркуляторного модуля в скелетных мышцах крыс в условиях изменённой сократительной активности после тенотомии (первая серия экспериментов). Под эфирным наркозом на левой голени крыс удаляли участок ахиллова сухожилия, размером 1-2 мм. Тенотомия приводит к гипофункции камбаловидной и икроножной мышц голени.

Изучение перестройки гемомикроциркуляторного модуля в скелетных мышцах крыс в условиях изменённого регионарного кровотока (вторая серия экспериментального исследования). В рамках этой серии проведены три опыта:

а) перестройка гемомикроциркуляторного модуля в скелетных мышцах крыс в условиях артериальной ишемии при окклюзии магистральной артерии. Под эфирным наркозом, в стерильных условиях,

доступом через брюшную полость тупо выделяли левую общую подвздошную артерию и накладывали шелковую лигатуру.

б) перестройка гемомикроциркуляторного модуля в скелетных мышцах крыс в условиях венозного полнокровия при окклюзии магистральной вены. Методика операции аналогична операции первой части серии, но лигировали левую общую подвздошную вену.

в) перестройка гемомикроциркуляторного модуля в скелетных мышцах крыс в условиях окклюзии магистральных артерии и вены. Моделировали состояние редуцированного кровотока. Одномоментно лигировали левые общие подвздошные артерию и вену.

Перевязка на уровне общих подвздошных сосудистых магистралей обусловлена тем, что лигирование бедренных или наружных подвздошных сосудов животного, вследствие наличия большого количества анастомозов (по средним, хвостовым коллатералям), не приводит к равномерно выраженному нарушению кровотока.

Изучение перестройки гемомикроциркуляторного модуля в скелетных мышцах кроликов после огнестрельного повреждения. В условиях тира Самарского военно-медицинского института мелкокалиберным оружием с расстояния 30-35 см нанесены пулевые ранения кроликам со стороны медиальной поверхности бедра без повреждения сосудисто-нервного пучка и бедренной кости. Первичная хирургическая обработка не проводилась.

Морфологические методы Выявление микроциркуляторного русла осуществлялось инъекцией кровеносного русла по оригинальной методике:

• В грудную аорту животного через катетер медленно вливали 1,5% раствор формальдегида, приготовленного из порошкообразного параформальдегида на 0,1 М фосфатном буфере (рН=7,3) и 0,5% взвесь берлинской лазури в данном растворе формальдегида. Температура раствора поддерживалась на уровне 37°С.

• Последующую фиксацию проводили в 10% нейтральном формалине, после чего отпрепарированные скелетные мышцы проводили через батарею спиртов для обезвоживания.

• После просветления в ксилоле готовили срезы толщиной 200-1000 мкм. Срезы заливали сибирским или пихтовым бальзамом в специально подготовленные на предметный стёклах ёмкости. Срезы просматривали и фотографировали под малым увеличением.

• Оставшуюся часть материала заливали в парафиновые блоки. На роторном микротоме готовили серийные срезы толщиной 40+2 мкм. После просветления в каждом срезе определяется большое количество отдельных компонентов микроциркуляторного русла и не менее 5 полных микроциркуляторных модулей.

• Также готовили классические гистологические срезы, толщиной от 7 до 15 мкм. Окраску проводили гематоксилином-эозином и пикрофукцином по ван Гизон (Артишевский А.А. и др., 1999).

Дополнительно изготавливались реконструкционные модели по микрофотографиям последовательных гистологических срезов (Круцяк В.Н. с соавт., 1996). Примененная методика выявления сосудистого русла с предварительной перфузионной фиксацией и последующей гистологической обработкой расширяет информативность полученных препаратов, позволяет представить во всем объеме мышцы реакцию внутримышечного кровеносного русла, уменьшить количество используемых животных.

Электронная микроскопия. Участки мышц каждой группы животных фиксировали в 2,5% растворе глютарового альдегида на 0,1 М фосфатном буфере рН=7,3 в течение 2 ч. В течение суток ткань отмывали в фосфатном буфере с сахарозой 6 раз и фиксировали 1 час в 1% растворе тетраокиси осмия на том же буфере с сахарозой при температуре 0-4°С. После этого материал промывали в растворе фосфатного буфера, обезвоживали в спиртах возрастающей концентрации и ацетоне, заливали в аралдит по общепринятой методике (Гайер Г., 1974).

Для прицельной ультрамикроскопии и морфометрии со всех блоков получали полутонкие срезы толщиной 1-2 мкм. Окрашивали их 1% раствором метиленового синего.

Ультратонкие срезы толщиной 200-500 нм готовили на ультрамикротоме LKB 4804, контрастировали 2,5% раствором уранилацетата и 0,3% раствором цитрата свинца по Е.С. Рейнольдсу. Срезы просматривали и фотографировали на электронных микроскопах Hitachy-HU-12 и Hitachy-9.

Морфометрическое исследование. На просветленных препаратах на уровне мелких сосудов определяли венозно-артериальный коэффициент, вычисляемый, как соотношение диаметров в четвертой степени рядом идущих вены и артерии (Мерперт Е.П., 1972).

На срезах каждой исследуемой мышцы с помощью окуляр-микрометра MOB xl-15 измеряли диаметр всех пяти компонентов микроциркуляторного модуля: артериолы, прекапилляра, капилляров, посткапилляров и венул, а также диаметры мышечных волокон. Всегда проводилось измерение наименьшего поперечника попавших в срез мышечных волокон. На увеличенных микрофотографиях транспортиром измерялись углы ветвления микрососудов. На увеличенных фотоотпечатках с электроннограмм, с учетом суммарного увеличения, определяли диаметры микропиноцитозных пузырьков и вакуолей, ширину межэндотелиальных щелей, толщину базальных мембран капилляров и сарколеммы.

Статистическое исследование и математическое моделирование проводили с использованием статистического пакета Statistica 5.0 ("StatSoft", США) и универсального пакета нейросетевого анализа Statistica Neural Networks ("StatSoft", США). Оно включало следующие этапы: • проверку соответствия данных нормальному распределению, использование методов дескриптивной статистики с расчетом средних значений, их стандартных отклонений; медиан, асимметрии, эксцесса и их ошибок;

• определение значимости различий двух выборок проводили с использованием непараметрических критериев U-Манна-Уитни (для двух независимых групп) и Н-Краскала-Уоллиса (для более, чем двух независимых групп);

• корреляционный анализ с использованием коэффициента ранговой корреляции R- Спирмена (Кулаичев А.П., 1999; Реброва О.Ю., 2003);

• системный многофакторный анализ (Котельников Г.П., 1998; Углов Б.А.. исоавт., 1994);

• дискриминантный анализ с пошаговым включением переменных по значению Лямбды Уилкса.

• Нейросетевое моделирование проводили с использованием самоорганизующихся карт Кохонена и MLP-сетей (многослойный персептрон). Обучение искусственных нейронных сетей проводили с помощью алгоритма обучения сети Кохонена и алгоритма обратного распространения ошибки (для MLP-сети). Для оценки диагностической эффективности нейросетей проводили расчет ее чувствительности, специфичности и точности (А.Н. Горбань, 1998).

Достоверность различий, уровней статистической значимости и достоверность корреляционных коэффициентов принимали при р<0,05.

Текст диссертации набран шрифтом Times New Roman с использованием текстового редактора Microsoft Word версии 7,0.

Результаты исследования и их обсуждение

Проведённое исследование исходит из эволюционно-биологических представлений о природе и основах биологического полиморфизма, о роли этого явления в определении общей жизнеспособности организма млекопитающих, в том числе и человека, о способности противостоять раневой и гемодинамической травмам. Внезапное нарушение регионарной гемодинамики мы можем назвать «гемодинамической травмой».

Таблица 1

Дескриптивные статистики диаметров мышечных волокон и компонентов гемомикроциркуляторных модулей мышц голени контрольных животных (белые крысы, кролики), мкм

Тип мышцы

| 3

3 К

3 £

I §

I 8.

Компоненты модуля

ПрК

ПсК

МВ

Среднее

Медиана

Квартиль

левый

правый

Стандартное отклонение

БЕЛЫЕ КРЫСЫ

7,35

4,50

2,66

4,85

8,37

28,12

7,60

4,40

2,80

4,80

8,40

28,30

6,50 8,20

4,40

2,20

4,10

8,20

24,60

4,60

3,00

5,60

8,60

31,80

0,94

0,18

0,45

0,94

0,39

4,40

5 >е

_ПеК_

ПсК

МВ

7,06

7,00

6,90

7,20

0,19

4,25

4,00

3,90

4,80

0,44

2,61

2,60

2,40

2,90

0,27

3,96

4,00

3,50

4,20

0,57

6,73

6,70

6,30

7,10

0,49

29,60

30,20

27,00

32,20

3,59

я 3

ПрК

к

ПсК

МВ

КРОЛИКИ

5,60

3,80

2,18

5,00

8,59

22,58

4,70

4,00

2,20

4,80

8,00

22,30

4,20

3,80

2,00

4,40

7,20

20,65

7,00

4,00

2,40

5,20

10,40

25,35

2,04

0,40

0,35

0,76

1,83

3,09

и . 2 § * 3

8 I

с. 5

ПрК

к

ПсК

МВ

9,45

9,30

8,90

10,00

0,63

3,94

4,00

3,80

4,00

0,14

3,02

3,20

2,60

3,40

0,50

4,97

4,40

4,10

5,60

1,20

8,43 28,31

8,40 28,20

6,20 25,20

9,40 29,20

1,80 3,31

Примечание: А — артериолы, ПрК — прекапилляры, К — капилляры, ПсК -посткапилляры, В- венулы, МВ - мышечные волокна

Применённые нами модели с использование лабораторных животных (перевязки магистральных сосудов, тенотомия, огнестрельное ранение мягких тканей) мы рассматривали, в первую очередь, в качестве нагрузки на внутриорганное сосудистое русло. Это позволяет более полно выявить пластические возможности и микроциркуляторного русла и окружающих

тканей. Окольный кровоток, являющийся лишь одним из показателей пластичности, нами не рассматривался, вследствие достаточного освещения этого аспекта в специальной литературе.

Мы уделили особое внимание тому, чтобы применяемые нами тестовые характеристики были как можно более технически простыми, быстрыми, не требующими дорогостоящих или редких лабораторных реактивов. И все это не в ущерб информативности тестов, которая связана не с техникой их выполнения, а с тем, какие имеющие значение в заживлении ран свойства организма эти тесты выявляют.

Инъекционный способ выявления микроциркуляторных модулей не нов для морфологии. Требовалось оценить микроциркуляторные единицы с точки зрения объединения структурных параметров в систему взаимодополняющих показателей, которые оказывают как самостоятельное, так и совместное влияние на заживление ран и компенсацию кровотока в трёхмерном объёме поперечно--полосатых мышц. В мышцах, изначально различавшихся по метаболическим характеристикам, а, следовательно, и по уровню васкуляризации.

Нами установлено, что внутримышечное кровеносное русло имеет единый принцип организации в скелетных мышцах одинаковых метаболических типов у белой крысы и кролика.

При сравнении же мышц, отличающихся функциональными свойствами (тип метаболизма, гистохимическая характеристика мышечных волокон, амплитуда сокращения мышечных пучков), установлены различия в количественных характеристиках микроангиоархитектоники (диаметры артериол, капилляров и венул, углы ветвления, размеры капиллярных ячеек, величина перикапиллярного пространства). На формирование микротопографии сосудов решающее воздействие оказывает функциональная нагрузка и местоположение в толще мышечного брюшка группы мышечных волокон, питаемой данным сосудистым модулем.

Уменьшение степени повреждения микроциркуляторного русла при разрезах мышц реально способствует сужению зоны ишемии, более быстрому восстановлению объемных конструкций микрососудистых сетей, следовательно, восстановлению микроциркуляции крови и регенерации мышечных волокон.

После тенотомии средние значения диаметров артериол в белой (икроножной) мышце крыс подвержены большим колебаниям, чем в камбаловидной. С первых суток в обеих мышцах диаметры артериол резко уменьшаются по сравнению с контролем. Восстановление этого параметра в икроножной мышце происходит к 30-м суткам после тенотомии. Это, по-видимому, объясняется возобновлением функционирования мышцы.

Средние значения диаметров капилляров в икроножной (белой) мышце повышаются дважды (на 5-е и 30-е сутки). В камбаловидной (красной) мышце диаметры капилляров повышаются на 15-е сутки.

Диаметры венул в обеих мышцах расширяются в первые пять суток, но к 15-м суткам - достоверно ниже контроля. Это происходит, возможно, из-за падения действия внутримышечной мышечно-венозной «помпы».

На 30-е сутки в белой мышце диаметры венул сохраняются меньше контроля (р=0,024), а в красной мышце - нормализуются.

Зарегистрированные достоверные расширения диаметров мышечных волокон - в течение 15-ти суток в белой мышце (р=0,049), а в красной мышце диаметры волокон расширяются лишь к 30 суткам (р<0,001).

В процессе формирования рубца на месте тенотомии, мышцы начинают постепенно функционировать, адаптируясь к своей новой длине, постепенно приближаясь к первоначальной силе сокращения.

Корреляционным анализом с использованием коэффициента ранговой корреляции R- Спирмена установлено, что после тенотомии и в белом и в красном типах мышц крыс характерно появление и сохранение сильных прямых связей во все изученные периоды.

Таблица 2

Дескриптивные статистики диаметров мышечных волокон и компонентов гемомикроциркуляторных модулей мышц крыс __после тенотомии, мкм __

Мышца Компо- Квартиль Стандартное отклонение Ошибка

ненты Среднее Медиана левый правый стандарт.

модуля отклонения

5-е сутки '

§ А 6,54 6,45 6,40 6,60 0,38 0,08

й ПрК 4,08 4,10 4,00 4,50 0,47 0,06

Я К 3,25 3,40 2,80 3,60 0,42 0,04

1 ПсК 6,18 5,80 5,50 5,80 1,43 0,18

В 10,63 10,50 10,20 11,00 0,50 0,05

мв 25,49 24,80 22,80 28,00 3,36 0,87

А 5,9 5,80 5,60 6,20 0,46 0,09

а 1 В ПрК 3,83 3,80 3,40 4,40 0,44 0,05

К 2,53 2,60 2,20 2,80 0,40 0,0

§ ю ¡1 ПсК 4,97 4,80 4,40 5,40 0,60 0,08

В 7,57 7,00 6,20 8,20 1,73 0,15

МВ 30,07 30,50 26,70 33,40 4,29 1,24

15-е сутки

А 5,42 4,60 4,60 6,40 1,24 0,23

1 ПрК 3,10 3,20 2,80 3,60 0,62 0,08

ё К 1,86 1,80 1,40 2,20 0,51 0,05

§■ ПсК 3,34 3,60 2,80 3,80 0,44 0,06

к В 5,60 5,40 5,20 6,00 0,52 0,05

МВ 33,41 33,70 32,10 34,40 2,37 0,56

й А 6,33 6,40 6,00 6,60 0,34 0,06

Я К ПрК 3,58 3,55 3,40 3,80 0,26 0,03

К 2,94 3,00 2,80 3,30 0,39 0,03

§ ю I ПсК 4,59 4,70 3,90 5,15 0,61 0,08

В 5,80 5,90 5,50 6,00 0,30 0,03

МВ 32,68 32,80 27,75 36,75 5,34 1,19

30-е сутки

к А 7,17 7,20 6,80 7,40 0,38 0,07

ПрК 3,05 3,00 2,90 3,20 0,21 0,02

§ К 2,90 3,00 2,60 3,20 0,41 0,04

£ ПсК 3,47 3,60 3,40 3,70 0,26 0,03

К В 7,90 7,90 7,80 8,00 0,17 0,01

МВ 28,84 28,40 24,40 33,00 5,23 0,90

§ £ § Ш А 6,92 6,95 6,80 7,10 0,18 0,03

ПрК 3,43 3,40 3,20 3,60 0,25 0,03

К 2,76 2,90 2,30 3,10 0,41 0,04

>р ПсК 4,28 4,30 4,10 4,60 0,46 0,06

В 6,93 7,00 6,80 7,20 0,33 0,03

« МВ 34,37 33,80 32,20 37,60 3,32 0,54

При расчете интегрального показателя в рамках системного многофакторного анализа по всем изученным параметрам после тенотомии для белой (икроножной) мышцы показатель резко возрастает к 5-м суткам, после которых неуклонно понижается. У красной (камбаловидной) мышцы интегральный показатель имеет другие значения и совершенно другой характер кривой графического отражения (рис. 1).

Рис 1 Взаимоотношения интегральных показателей диаметров компонентов гемомикроциркуляторных модулей без учета мышечных волокон в белом (БМ) и красном (КМ) типе мышц крыс после тенотомии

Следовательно, не только морфологический анализ, но и математическое моделирование показывает четкую связь между всеми компонентами микрососудистого модуля и мышечными волокнами в динамике адаптационной перестройки в обоих типах мышц. При этом, тенотомия вызывает более бурную реакцию комплекса «сосудистый модуль - мышечные волокна» (миоангион) в белом типе скелетных мышц.

При изучении артериальной ишемии в мышцах голени нами было установлено, что также все компоненты микроциркуляторного кровеносного русла конечности животного принимают участие в процессах компенсации нарушенного кровотока (табл. 3).

Таблица 3

Дескриптивные статистики диаметров мышечных волокон и компонентов гемомикроциркуляторных модулей мышц крыс после

Мышца Компо- Квартиль Стандартное отклонение Ошибка

ненты Среднее Медиана левый правый стандарт.

модуля отклонения

5-е сутки

А 5,43 5,40 5,20 5,80 0,35 0,07

* ПрК 3,91 3,80 3,80 4,20 0,30 0,04

X К 1,94 1,80 1,80 2,20 0,32 0,03

ПсК 5,14 4,60 4,60 6,0 0,80 0,10

В 6,54 6,20 6,0 7,20 0,59 0,05

МВ 28,42 27,20 25,40 32,30 3,92 1,13

А 7,33 7,00 6,80 8,20 0,63 0,13

х ПрК 4,24 4,20 3,40 5,20 0,86 0,11

э я К 3,70 3,60 3,40 4,00 0,36 0,03

§ ю 1 ПсК 6,40 6,40 6,00 6,80 0,57 0,07

В 10,60 10,60 10,50 10,70 0,14 0,01

Ь4 МВ 31,15 33,00 27,80 33,60 3,54 1,12

15-е сутки

1 А 4,27 4,00 4,00 4,80 0,38 0,07

ПрК 2,65 2,60 2,50 2,80 0,22 0,03

О X К 2,49 2,40 2,30 2,80 0,35 0,03

й- ПсК 5,35 5,50 4,90 5,80 0,59 0,07

В 8,17 8,10 8,00 8,40 0,38 0,03

МВ 25,61 25,20 23,60 26,80 2,97 0,94

§ X еа А 10,14 10,10 10,00 10,20 0,39 0,08

ПрК 4,97 5,10 4,60 5,20 0,36 0,04

К 3,43 3,60 2,90 3,80 0,49 0,04

§ «о ПсК 6,90 6,90 6,70 7,10 0,22 0,03

В 8,69 8,60 8,20 8,80 0,55 0,05

Ьк! МВ 30,73 31,60 28,90 31,80 1,43 0,27

30-е сутки

§ X к А 6,42 6,45 6,40 6,60 0,21 0,04

ПрК 3,70 3,70 3,40 4,00 0,25 0,03

8 К 2,31 2,20 2,10 2,60 0,25 0,02

о. ПсК 4,76 4,80 4,60 4,80 0,27 0,03

£ В 8,04 8,00 7,60 8,40 0,37 0,03

МВ 22,25 21,75 21,40 23,40 1,95 0,44

А 6,40 6,40 6,20 6,60 0,29 0,06

X § со ПрК 3,58 3,60 3,50 3,60 0,12 0,01

К 2,96 3,00 2,80 3,20 0,28 0,03

§ ПсК 5,46 5,50 5,20 6,00 0,48 0,06

1 В 7,47 7,40 6,90 8,20 0,71 0,06

и, МВ 24,00 24,40 20,40 26,10 2,99 0,71

Особенности межтканевых корреляций и равномерность васкуляризации в трёхмерном пространстве мышцы обусловливают определённую метаболическую пластичность: скелетная мышца явно может поддерживать обмен веществ в условиях значительно меньшего количества поступающего кислорода, по сравнению с высокодифференцированными органами.

В разных типах скелетных мышц имеется разная реакция и капилляров, и мышечных волокон на артериальную ишемию. Для красной (камбаловидной) мышцы характерно продолжительное увеличение просвета капилляров. В белой порции икроножной мышцы - противоположная тенденция: уменьшение диаметров капилляров на длительный срок. При ишемии развивался отёк эндотелиальных клеток кровеносных капилляров, но без возникновения тромбов в микрососудах. Диаметры мышечных волокон в красной мышце на фоне расширенных капилляров длительно превышали контрольные значения, как отражение отека мышечных волокон. Уменьшение диаметров мышечных волокон икроножной (белой) мышцы, наблюдалось вдвое быстрее.

Установлено, что венозный отток при артериальной окклюзии зависит не только от степени и срока ишемии, но и от метаболического типа мышц конечности. Диаметры посткапилляров в белой мышце менялись волнообразно, нормализуясь к 30-м суткам. В красной мышце посткапилляры оставались больше контроля весь период наблюдения.

Венулы в белой мышце в условиях артериальной ишемии в остром периоде были тоньше контрольных, далее приближались к норме. В красной мышце, наоборот, венулы сразу расширялись, достигая максимума на 5-е сутки, не приближаясь к контрольным значениям даже на 30-е сутки.

При корреляционном анализе установлено, что в условиях артериальной ишемии в белой мышце крыс сразу возникают сильные прямые корреляционные связи между всеми компонентами микроциркуляторного

модуля. В красной камбаловидной мышце характерно появление средней по силе прямой корреляционной связи между диаметром артериол и диаметром венул, появление сильных прямых корреляционных связей между диаметрами прекапилляров, капилляров, посткапилляров и венул.

К 15-м суткам в белой (икроножной) мышце корреляционные связи между диаметрами артериол, прекапилляров и диаметрами мышечных волокон ослабляются до средних прямых, а корреляционные связи между другими компонентами модуля исчезают. В камбаловидной мышце, наоборот, корреляционные взаимоотношения (сильные, прямые) сохраняются.

На 30-е сутки артериальной ишемии и в белой и в красной мышцах крыс зарегистрированы корреляционные связи между всеми исследуемыми параметрами.

Рис 2 Взаимоотношения интегральных показателей диаметров компонентов гемомикроциркуляторных модулей без учета мышечных волокон в белом (БМ) и красном (КМ) типе мышц крыс после перевязки магистральной

артерии

В рамках системного многофакторного анализа по интегральному показателю параметров сосудистых модулей также отмечено, что артериальная ишемия более неблагоприятна для миоангионов (сосудисто-

мышечных единиц) красных скелетных мышц, микроциркуляторное русло которых реагирует раньше, а изменения с большими отклонениями от контрольных параметров сохраняются дольше (рис 2).

Наши данные объясняют установленный клиницистами факт, что при артериальной ишемии в нижней конечности более жизнеспособной оказывается икроножная мышца, что позволяет при ампутации на уровне верхней трети голени применить икроножный кожно-мышечный лоскут. В то же время, камбаловидная мышца (мышца-синергист) существенна поражена, в ней выявлено множество микроскопических очагов некроза (Льггкин М.И. и др., 1983; Митиш В.А. и др., 1997). В этой ситуации после выполнения ампутации голени в массивной культе камбаловидной мышцы ишемические некрозы прогрессируют, а присоединение инфекции приводит к развитию флегмоны и нагноению раны культи.

После возникновения венозной гиперемии вследствие лигирования магистральной вены зарегистрированы изменения архитектоники и структуры элементов миоангиона: расширение просвета капилляров и перикапиллярного пространства, явления пространственной дезориентации капиллярных ячеек, микроварикоз посткапилляров и венул, увеличение внутренней поверхности эндотелиоцитов, усиленный микропиноцитоз, утолщение базальных мембран и капилляров и сарколеммы.

Установлено, что как по срокам регистрации изменений, так и по интенсивности, компенсаторные процессы в красной и белой мышцах не идентичны (табл. 4). В камбаловидной мышце изменения ангиоархитектоники, структуры стенки компонентов микроциркуляторного модуля, явления отёка более стойки.

Корреляционным анализом установлено, что сразу после перевязки магистральной вены в обоих типах мышц появляются сильные прямые корреляционные взаимосвязи между всеми компонентами микроциркуляторного модуля, сохранившиеся во все периоды наблюдения.

Таблица 4

Дескриптивные статистики диаметров мышечных волокон и компонентов гемомикроциркуляторных модулей мышц крыс _после перевязки магистральной вены, мкм_

Мышца Компо- Квартиль Стандартное отклонение Ошибка

ненты Среднее Медиана левый правый стандарт.

модуля отклонения

5-е сутки

1 А 2,96 3,00 2,80 3,20 0,35 0,07

* о ПрК 1,68 1,80 1,30 2,00 0,37 0,05

в 1 К К 3,19 3,50 2,70 3,60 0,49 0,04

ПсК 5,10 5,20 4,70 5,40 0,35 0,04

В 12,61 12,80 12,2 13,5 0,88 0,08

мв 26,59 27,55 23,5 28,6 3,54 0,95

§ § А 5,77 5,90 5,40 6,00 0,36 0,06

ПрК 3,13 3,10 3,00 3,20 0,24 0,03

§ К 2,76 2,70 2,50 3,00 0,27 0,02

§ ю 1 ПсК 5,78 5,85 5,40 6,00 0,400 0,05

В 12,34 12,40 11,80 12,80 0,49 0,04

МВ 29,64 29,05 26,60 32,95 4,05 1,01

15-е сутки

а А 7,87 7,95 7,70 8,05 0,23 0,04

X и ПрК 4,18 4,20 3,90 4,40 0,30 0,04

8 I К 3,20 3,20 3,20 3,40 0,37 0,03

& ПсК 5,80 5,60 5,40 6,40 0,61 0,07

К В 10,75 11,20 10,70 11,40 0,98 0,08

МВ 28,89 28,10 26,00 30,00 4,36 0,85

5 А 6,14 6,20 5,80 6,60 0,61 0,12

X ПрК 3,92 3,90 3,80 4,00 0,23 0,03

§ К 2,85 2,80 2,80 3,10 0,35 0,03

§ ю 1 ПсК 5,04 5,00 4,80 5,20 0,47 0,06

В 6,59 6,60 6,00 7,00 0,46 0,04

МВ 25,85 26,55 23,70 27,20 1,78 0,30

30-е сутки

1 ЕС А 6,38 6,40 5,90 6,80 0,48 0,10

ПрК 4,85 4,70 4,40 5,30 0,59 0,07

О £ К 2.47 2,40 2,00 2,80 0,34 0,03

а ПсК 5,27 5,80 4,60 6,00 0,93 0,12

к В 10,96 11,20 10,20 11,60 0,64 0,05

МВ 25,44 25,20 23,05 28,25 2,76 0,56

X § СО А 6,83 6,80 6,40 7,40 0,47 0,09

ПрК 4,18 4,10 3,90 4,40 0,34 0,04

К 2,64 2,60 2,40 2,90 0,24 0,02

1 ПсК 4,50 4,55 4,10 4,80 0,37 0,05

1 В 6,73 6,80 6,60 7,00 0,31 0,03

а МВ 26,74 26,10 23,80 30,10 3,59 0,58

В рамках проведения системного многофакторного анализа вычисленный интегральный показатель выявил прямо противоположные тенденции, происходящие в миоангионах белых и красных мышц, находящихся в условиях венозного полнокровия (рис. 3).

Рис 3 Взаимоотношения интегральных показателей диаметров компонентов

гемомикроциркуляторных модулей без учета мышечных волокон в белом (БМ) и красном (КМ) типе мышц крыс после перевязки магистральной вены

Анализ достоверности различий проводили с определением парного теста ^Манна Уитни для структур микроциркуляторного модуля белого и красного типов мышц в сравнении с контролем и между собой на разных сроках исследования. Для артериальной ишемии при сравнении диаметров и компонентов микроциркуляторного модуля и мышечных волокон различия между красным и белым типами мышц определялись достоверными на 5-е, 15-е и ЗО-е сутки эксперимента (р<0,001), за исключением диаметра мышечных волокон на 5 сутки и 30-е сутки, диаметра артериол на 30-е сутки Для венозного полнокровия различия были достоверны (р<0,001) для всех компонентов микроциркуляторного модуля, за исключением диаметров мышечных волокон на 30 сутках эксперимента (р=0,08).

Таким образом, при венозном полнокровии с изменением гемодинамического равновесия меняются все компоненты внутримышечной

микроциркуляции. Мы поддерживаем точку зрения, что при этом речь идет о настоящей панангиопатии, изменяющей систему малых сосудов. Этот термин учитывает трофические изменения и в скелетных мышцах, и отражает в своем общем характере микроангиопатию кожи, жировой и соединительной ткани при венозном полнокровии в нижней конечности человека.

При редуцированном кровотоке после одновременного сужения магистральных артерии и вены колебания просвета компонентов микроциркуляторных модулей в икроножной и камбаловидной мышцах происходят гетерохронно (табл. 5).

В красной мышце отмечается в основном сужение диаметров прекапилляров и артериол (р=0,002). В белой мышце - достоверно расширенные капилляры (р<0,001). Посткапилляры и начальные части венул расширены только в красной мышце (р<0,001). Диаметры мышечных волокон достоверно меньше контроля в обеих мышцах (р<0,001).

На 15-е сутки артериолы, прекапилляры и капилляры в обеих мышцах меньше контроля (р=0,008). Венулы в белой мышце были тоньше контрольных (р=0,002), а в красной, наоборот, расширенны (р=0,013). Диаметры мышечных волокон на 15-е сутки редуцированного крвотока в обеих мышцах вследствие атрофии меньше контроля (р<0,001).

К 30-м суткам диаметры артериол, прекапилляров и диаметров мышечных волокон в обеих мышцах по-прежнему меньше контроля (р<0,001). Диаметры капилляров, посткапилляров и венул только в красной больше контрольных значений (р<0,001).

Корреляционным анализом установлено, что при редуцированном кровотоке на 5-е сутки в белой порции икроножной мышцы отсутствовали корреляционные взаимоотношения между диаметром капилляров и диаметром мышечных волокон. При этом имелись сильные прямые корреляционные связи между другими компонентами модуля мышечными волокнами.

Таблица 5

Дескриптивные статистики диаметров мышечных волокон и компонентов гемомикроциркуляторных модулей мышц крыс после перевязки магистральных артерии и вены, мкм

Мышца

Компоненты модуля

ПрК

К

ПсК

МВ

Среднее

Медиана

Квартиль

левый

правый

Стандартное отклонение

4,83

2,27

3,62

4,68

8,13

19,97

4,20

2,25

3,80

4,50

8,20

19,80

5-е сутки

4,00 5,00

2,20

3,50

4,20

6,80

17,90

2,30

3,90

5,20

8,80

20,60

1,34

0,07

0,38

0,80

1,45

2,34

ч я ш

о §

ю

ПрК

к

ПсК

В

МВ

4,45

4,40

4,20

4,60

0,30

3,68

3,70

3,50

4,00

0,29

4,06

4,00

3,80

4,40

0,56

6,80

6,00

5,80

6,80

1,45

19,80

20,00

19,20

20,10

0,97

22,16

23,40

19,60

24,60

3,14

ПрК

ПсК

МВ

4,00

2,10

0,72

4,12

7,41

19,16

3,80

2,20

0,80

4,00

7,40

19,60

15-е сутки

3,60 4,20

1,80

0,60

3,90

6,80

17,80

2,20

1,00

4,40

8,00

20,40

0,41

0,33

0,21

0,45

0,65

1,88

Лек.

К

ПсК

В

МВ

4,28

4,30

4,10

4,40

0,21

2,90

2,90

2,80

3,00

0,08

0,82

0,80

0,60

1,00

0,24

4,63

4,60

3,80

5,20

0,74

7,85

7,70

7,00

8,40

1,28

20,68

20,60

20,00 21,80

1,13

ПрК

ПсК

МВ

4,05

3,00

2,31

5,32

7,97

22,50

4,05

3,10

2,40

5,40

8,00

22,20

30-е сутки

4,00

2,80

2,00

5,20

6,60

20,60

4,20

3,20

2,40

5,40

9,40

24,00

0,14

0,25

0,35

0,33

1,25

1,88

ПрК

ПсК

МВ

4,28 3,22 3,38 5,10 7,42 25,42

4,15 3,20 3,60 5,10 7,60 25,40

4,00 3,10 3,10 4,80 6,80 24,60

4,60 3,40 3,80 5,40 7,80 26,00

0,31 0,15 0,57 0,42 0,52 1,05

На 15-е сутки в белой мышце связи между диаметрами всех компонентов микроциркуляторного модуля и мышечных волокон не установлены. На ЗО-е сутки произошло восстановление сильных прямых корреляционных взаимоотношений между всеми элементами сосудистого модуля в зоне белых мышечных волокон.

В отличие от белой мышцы, в красной камбаловидной мышце при редуцированном кровотоке характерно наличие корреляционных взаимоотношений между всеми элементами сосудистого модуля и диаметрами мышечных волокон.

Рис 4 Взаимоотношения интегральных показателей диаметров компонентов гемомикроциркуляторных модулей без учета мышечных волокон в белом (БМ) и красном (КМ) типе мышц крыс после перевязки магистральных

артерии и вены

При системном многофакторном анализе в белой мышце интегральный показатель ниже контроля, но графическая кривая пологая, без резких скачков в разные сроки (рис 4). Интегральный показатель в красной мышце отражает бурную реакцию микрососудистых единиц и мышечных волокон (миоангионов) в течение 15-х суток опыта.

Таким образом, в условиях редуцированного кровотока (после одновременной перевязки артерии и вены) и в белой, и в красной скелетных мышцах происходят сдвиги адаптационного характера. При этом новое

морфологическое состояние микроциркуляторных модулей и мышечных волокон более стабильно в белом типе мышц.

Математическое моделирование параметров микроциркуляторных модулей в условиях редуцированного кровотока показало, что наблюдаемые изменения в миоангионах не похожи ни на состояние артериальной ишемии, ни на состояние венозной гиперемии после изолированного лигирования только артерии или вены.

Мы можем сделать заключение, что редуцированный кровоток - это отдельный вид гемодинамической травмы.

При попытке выявления сходства между изучаемыми процессами нарушений кровотока пошаговым методом дискриминантного анализа с включением переменной по значению Лямбды Уилкса, в белой порции икроножной мышцы крыс (с гликолитическим типом метаболизма) сходство определялось только на 15-е сутки опыта. На этом сроке в белой мышце показатели, определяемые при артериальной ишемии в 8,3% случаев сходны с показателями при венозном полнокровии. При редуцированном кровотоке показатели состояния микроциркуляторного модуля белых мышц в 29,4% сходны с показателями при артериальной ишемии, в 17,6% - с венозным полнокровием. Следует подчеркнуть, что сходства отмечены по показателю диаметра артериол. Это, по-видимому, обусловлено наименьшей пластичностью артериол среди всех компонентов микроциркуляторного модуля. Приведенные данные подтверждают факты меньшей зависимости белых мышц (имеющих меньшую степень васкуляризации мышечных волокон) от нарушений кровотока, лучшую адаптацию этих мышц к условиям циркуляторной гипоксии.

В отличие от белых мышц, реакция микроциркуляторного русла у хорошо васкуляризированных красных мышц (с окислительно-восстановительным типом метаболизма) частично имеет общие черты при любом нарушении движения крови только в острый период. В первые пять суток в красной (камбаловидной) мышце венозное полнокровие в 12,5%

случаев сходно с артериальной ишемией и в 18,8% - с редуцированным кровотокам.

Заживление ран можно охарактеризовать не только переменными, но и постоянными параметрами, также отражающими свойства организма, от которых зависят индивидуальное разнообразие течения раневого процесса. Возникающие после огнестрельного ранения у животных нервно-рефлекторные, гемодинамические и метаболические процессы фактически представляют собой пусковые изменения в патогенезе раневого процесса в скелетных мышцах любого метаболического профиля. При этом, проявления посттравматической регенерации мышц отличаются гетерогенностью (зональностью). Изменения микроциркуляторного русла являются самыми ранними, влияющими на развитие как воспаления, так и регенерации.

На 5-е сутки изменения можно охарактеризовать как замещение мышечных элементов на фиброзные структуры и изменения стенки сосудов адаптационного и ишемического характера. Зона раневого канала лишена функционирующих сосудов (инъекционная краска транскапиллярно не проходит). Вокруг раневого канала на инъецированных препаратах регистрируется бурно растущая, плотная сеть микрососудов грануляционной ткани. В нескольких миллиметрах вокруг входного отверстия выявляется очень мало компонентов микроциркуляторного русла. Поперечник мышечных волокон резко уменьшен по сравнению с контролем. У обнаруженных капилляров - выраженная извилистость. Зарегистрированы единичные сужения прекапиллярных сфинктеров. В непосредственной близости вдоль раневого канала в глубине мышц медиальной поверхности бедра кролика на препаратах отмечается неравномерность просвета артериол с конгломератами из эритроцитов и тромбоцитов. Во многих капиллярах -«монетные столбики» из эритроцитов. Инъекционная масса, даже строго мелкодисперсная, через эти конгломераты практически не проходит, видимо, как и кровь при жизни животного. Этим объясняются, отмеченные разными авторами, «аваскулярные зоны» по периметру раневого канала.

Таблица 6

Дескриптивные статистики диаметров мышечных волокон и компонентов гемомикроциркуляторных модулей мышц бедра кроликов

Тип мышцы а а а % г 3 1 Компоненты модуля Среднее Медиана Квартиль Стандартное отклонение Ошибка стандарт, отклонения

левый правый

5-е сутки

А 6,55 6,10 5,30 7,80 2,17 0,44

ПрК 3,56 3,80 2,80 4,00 0,66 0,08

К 3,08 3,20 2,60 3,40 0,65 0,06

ПсК 5,95 5,70 4,60 7,50 1,90 0,24

В 12,44 12,80 7,00 18,00 5,47 0,49

мв 13,27 13,40 12,40 13,80 1,47 0,39

Красная мышца А 4,96 4,80 4,40 5,40 0,67 0,14

ПрК 3,20 3,20 2,60 3,80 0,64 0,08

К 2,78 2,40 2,00 3,60 0,89 0,08

ПсК 5,80 6,00 5,40 6,00 1,03 0,13

в 10,20 12,00 6,20 12,40 2,97 0,26

мв 16,33 15,40 14,40 19,20 2,13 0,50

Белая мышца 15-е сутки

А 7,85 7,80 7,20 8,60 1,72 0,34

ПрК 3,87 3,80 3,80 4,00 0,09 0,01

К 2,52 2,40 2,00 3,00 0,60 0,05

ПсК 5,55 5,20 4,60 6,00 1,25 0,16

в 8,06 7,40 7,20 9,40 1,26 0,11

мв 24,67 23,10 19,20 30,00 5,48 0,91

Красная мышца А 7,99 8,00 7,10 8,40 0,59 0,12

ПрК 5,30 6,00 4,50 6,00 1,41 0,17

К 2,57 2,40 2,20 3,00 0,55 0,05

ПсК 5,36 5,40 4,60 6,00 0,63 0,08

в 7,80 6,40 6,20 11,50 2,18 0,19

мв 22,41 22,00 21,00 24,00 3,29 0,64

| Белая мышца ! 30-е сутки

А 7,47 7,00 5,60 9,00 2,06 0,40

ПрК 5,54 5,30 4,40 6,40 1,53 0,19

К 2,51 2,40 2,00 2,80 0,57 0,05

ПсК 5,65 5,80 4,80 6,60 1.13 0,14

в 15,32 16,00 11,00 18,80 3,84 0,34

мв 14,56 14,40 12,80 16,20 2,16 0,32

Красная мышца А 6,56 6,20 4,80 7,40 1,87 0,36

ПрК 3,96 3,80 3,20 4,60 0,74 0,09

К 2,45 2,40 2,20 2,60 0,29 0,03

ПсК 4,50 4,60 4,20 4,80 0,55 0,07

В 7,48 6,80 6,80 8,00 1,56 0,14

МВ 16,25 15,00 14,40 17,80 2,32 0,50

Выявляемые капиллярные сети выглядят в несколько раз длиннее вследствие полной непроходимости поперечных капилляров. Капилляры строго прямолинейны, извилистость отсутствует. Несмотря на это, диаметры компонентов микроциркуляторных модулей в мышцах вдоль раневого канала больше, чем около входного отверстия.

Около выходного отверстия кожно-мышечной огнестрельной (пулевой) раны на препаратах более чётко выявляются все компоненты микроциркуляторных модулей, чем на протяжении всего раневого канала и, тем более лучше, чем вокруг входного отверстия. У продольных капилляров определяется лёгкая извилистость, аналогичная интактной. Хорошо проходимы поперечные капилляры.

Через две недели (15-е сутки) после огнестрельного ранения на уровне повреждённых мышц кролика возникают сосудистые (и артериальные и венозные) анастомозы, огибающие всю область раневого канала. Вокруг входного отверстия у капилляров неравномерный просвет, очагами встречались капиллярные сети с узкими, длинными капиллярами. Поперечные капилляры вблизи от входного отверстия по-прежнему не проходимы. Хорошо заметны локальные расширения венул. По периметру вдоль раневого канала нередки тромбы во внутримышечных артериях. В большом объёме мышц не дифференцируются компоненты микроциркуляторных модулей. Большинство мышечных волокон этой зоны некротически изменены и выглядят гомогенной безъядерной массой без поперечной исчерченности с фрагментированной саркоплазмой в пределах сохранённой сарколеммы.

Следует особо отметить, что «аваскулярные зоны» существенно различаются по распространённости в разные стороны от раневого канала. Проксимальнее раневого канала первые сосуды, проходимые для инъекционной взвеси, встречаются на расстоянии уже в 5-8 мм от некротических масс. Дистальнее по конечности аваскулярные зоны распространяются не менее 30 мм от раневого канала, т.е. в несколько раз

дальше. В мышцах дистальнее раневого канала больше выражены дефекты спазмированных внутримышечных артерий: грубая извилистость и сильные локальные сужения. Можно предположить отсутствие ламинарности кровотока по таким артериям. Обнаруженные явления, по-нашему мнению, связаны не только с зоной молекулярного сотрясения. Большее значение имеет то, что кровоток вдоль мышцы после поперечного прохождения пули внезапно встречает структурную и гемодинамическую «запруду».

К 30-м суткам состояние микроциркуляторных модулей далеко от контроля. У подопытных животных раневой канал практически очищен от некротических масс. Много сосудов грануляционной ткани и гиподермы, формируется структура рубцовой ткани. В мышечной ткани ядра дифференцируются хорошо, но вблизи от входного отверстия встречаются отдельные фрагментированные волокна, в саркоплазме которых плохо дифференцируется поперечная исчерченность. Артериолы и капилляры извитые, с неравномерным поперечником. В расширенные венулы впадали очень тонкие посткапилляры. Значительно расширены капилляры фасций.

Достоверные отличия (критерий U-Манна-Уитни) на 5-е сутки после ранения выявлялись для артериол, прекапилляров, капилляров, венул, диаметров мышечных волокон (р<0,001), на 15 сутки для прекапилляров, венул, а на 30 сутки для прекапилляров, венул (р<0,001) и диаметров мышечных волокон (р=0,008).

При определении критерия Н- Краскалл-Уоллиса были выявлены статистически значимые различия (р<0,05) для всех компонентов модуля между контролем и сроками эксперимента как для белых, так и для красных мышц.

Корреляционным анализом с использованием коэффициента ранговой корреляции R- Спирмена установлено, что в преимущественно белых мышцах кроликов на 5-е сутки появляется средняя по силе корреляционная связь только между диаметрами капилляров и диаметрами мышечных волокон. С 15-х суток появляются сильные прямые корреляционные связи

(р<0,001) между всеми диаметрами компонентов микроциркуляторного модуля. В зоне красных мышечных волокон сразу появляются сильные прямые корреляционные связи, не меняющиеся по силе и направлению во все изучаемые периоды огнестрельного ранения.

Рис 5 Взаимоотношения интегральных показателей диаметров компонентов гемомикроциркуляторных модулей без учета мышечных волокон в белом (БМ) и красном (КМ) типе мышц кроликов после огнестрельного ранения

При системном многофакторном анализе интегральный показатель в белом типе мышц кроликов изменялся незначительно во все периоды наблюдения. В красном типе мышц состояние микроциркуляторных модулей и мышечных волокон (миоангионов) резко ухудшается в течение пяти суток (рис.5).

Следовательно, динамика перестройки внутримышечного микроциркуляторного русла и восстановление сосудистого снабжения предопределена различиями изменений пространственной организации микроциркуляторных модулей и уровня тканевого метаболизма тканей, окружающих огнестрельную рану. Перестройка микрососудов микроциркуляторного модуля адаптационного характера происходит гетерохронно в разных отделах толщи мышечного брюшка и на разном

расстоянии от раневого канала. В повреждённых мышцах сохраняется атрофия.

Среди многих характеристик объекта регенерации (фило- и онтогенетических, анатомических, гистологических), важнейшими мы считаем особенности васкуляризации, определённые сосудисто-тканевые корреляции. Нормализация микроциркуляторного статуса регенерирующих скелетных мышц зависит от скорости стабилизации не только ультраструктуры капиллярной стенки, но и от нового характера сосудистой топографии - микроангиоархитектоники.

При совместном применении непараметрических методов статистического исследования и нейросетевого анализа можно утверждать, что микроциркуляторный модуль обоих типов мышц реагирует в условиях гемодинамической травмы всеми своими структурными компонентами.

В плане математического моделирования использование нейросетевого анализа является корректным, поскольку распределение морфометрических показателей отлично от нормального распределения.

Средние показатели точности для дискриминантных моделей в нашем исследовании несколько выше, чем для нейросетевых. Однако показатели чувствительности и специфичности лучше у нейросетевых моделей.

Проведённый нейросетевой анализ показал, что характер изменений микроциркуляторного русла специфичен для каждого вида нарушений. Это позволяет надёжно различать состояния артериальной ишемии, венозного полнокровия, тенотомии, огнестрельного ранения мышц и контроля. Достаточное по диагностическим характеристикам распознавание с помощью искусственных нейронных сетей процессов гемодинамических нарушений позволяет подтвердить вывод о рассмотрении каждого из этих процессов как отдельного, реально протекающего во времени.

Заключительным этапом работы явилось разработка проекта нейросетевой экспертной системы (НСЭС) распознавания вида процесса и его динамики в различных типах скелетных мышц в условиях воздействия

гемодинамической травмы. Схема НСЭС приведена на рисунке 6. В качестве нейроимитатора была выбрана 8КК-среда универсального пакета нейросетевого анализа 81а&Иса 5.5, а в качестве задачника использовали простой и доступный менеджер файлов, позволяющий под общей оболочкой интерфейса выбирать одну из нескольких нейросетей, а также осуществлять переход в 8КК-среду.

Рис 6 Структура нейросетевой экспертной системы распознавания типа нарушения гемодинамики в скелетных мышцах

Разработанный нами интерфейс ввода и вывода не представляет сложности в работе для сотрудника морфологической лаборатории: исследователь выбирает пункт меню, позволяющий ввести имеющиеся данные состояния модуля с указанием типа скелетной мышцы. После завершения ввода система выдает запрос о предполагаемом виде морфогенетического процесса и его сроке. На основании введенных данных морфолог получает экспертное заключение о виде процесса. В конце работы программа предлагает сохранить введенные параметры в базу данных для последующего «дообучения» нейронной сети.

Предлагаемая нейросетевая экспертная система относится к группе систем, у которых процесс обработки данных является распределенным, но управление осуществляется независимой подсистемой, интегрированной в общую среду. В связи с этим преодолеваются проблемы несогласованности, несовместимости и избыточности, возникающие в интегрированных комплексах нейросетевых экспертных систем и баз данных.

Нейрокомпьютинг является на современном этапе одним из наиболее успешных способов моделирования в клинико-морфологических исследованиях. Нами он был использован как один из математических инструментов подтверждения результатов, полученных классическими методами статистического анализа. В последствии может быть применен также и для распознавания объектов в поле зрения микроскопа с применением обычных автоматизированных средств визуализации изображений. Кроме того, позволяет использовать такие системы для создания картотеки микропрепаратов и уменьшить ошибки, возникающие при потерях морфометрических данных.

ВЫВОДЫ

1. Микроциркуляторный модуль отличается в различных типах скелетных мышц одного и того же организма (крыса, кролик). Ультраструктура стенки и микротопография компонентов гемомикроциркуляторного русла определяют метаболизм и компенсаторные процессы в скелетных мышцах.

2. После экспериментальной окклюзии магистральных кровеносных сосудов влияние сосудистой составляющей миоангиона является наиболее важным условием, обеспечивающим динамику восстановительных процессов в мышечной ткани.

3. Комплексное применение искусственных нейронных сетей и системного многофакторного анализа в изучении морфометрических

данных компонентов микроциркуляторного модуля различных типов скелетных мышц млекопитающих позволяет выявить закономерности протекания адаптационных процессов в условиях гемодинамических нарушений.

4. Характер изменений параметров микроциркуляторного русла специфичен для каждого вида нарушений в разных типах скелетных мышц, что позволяет надёжно соотносить между собой состояния артериальной ишемии, венозного полнокровия, гипофункции, огнестрельного ранения мышц и рассматривать их как отдельный, реально протекающий во времени процесс.

5. Для белого типа мышц более неблагоприятны состояния гипофункции вследствие тенстомии, редуцированного кровотока после одновременного уменьшения притока и оттока крови, а также огнестрельного (пулевого) повреждения. Для красной мышцы более неблагоприятно состояние артериальной ишемии после перевязки магистральной артерии.

6. Наибольшие морфологические изменения в сторону деструкции ангиоархитектоники и строения стенки путей гемомикроциркуляции в скелетных мышцах млекопитающих происходят в условиях венозного полнокровия.

7. Проведённый нейросетевой анализ показал, что редуцированный кровоток после одновременной перевязки магистральных артерии и вены является особым видом гемодинамического нарушения, не сочетающим в себе сумму признаков артериальной ишемии и венозного полнокровия.

8. Восстановление параметров компонентов микроциркуляторного кровеносного русла после огнестрельного ранения мышц происходит не одномоментно в области разных типов мышечных волокон скелетных мышц кролика и на разном расстоянии от раневого канала, что необходимо учитывать при первичной хирургической обработке.

9. Предложенный путь решения морфометрических задач, сочетающий возможности самоорганизующихсся карт Кохонена и МЬР-сетей позволяет распознавать особенности гемомикроциркуляторных модулей разных типов скелетных мышц в различных условиях нарушенной микроциркуляции без привлечения автоматизированных систем визуализации изображений.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Лечебные мероприятия при нарушении внутримышечной гемодинамики необходимо разрабатывать дифференцированно, с учетом метаболического профиля мышц.

2. Установленные особенности внутримышечного расположения микрососудистого русла - его отношение к соединительнотканным элементам и мышечным волокнам следует учитывать при производстве разрезов мышц. Для белого типа скелетных мышц продольные разрезы являются щадящими, а для красного - нерациональны, поскольку нарушают целостность сегментарно распределяющихся сосудов.

3. Методы консервативного и хирургического лечения окклюзионных поражений сосудов нижней конечности должны включать в себя мероприятия, направленные на улучшение морфофункционального состояния мышечно-венозной помпы конечности, повышение активности факторов, регулирующих местный крово- и лимфоток.

4. Создание редуцированного кровотока при перевязке магистральной вены после окклюзии артерии не для всех типов мышечных волокон положительно изменяет условия компенсации ишемии.

5. При проведении первичной хирургической обработки после огнестрельного ранения скелетных мышц необходимо учитывать различия сроков восстановления пространственной организации микроциркуляторного русла в области разных типов мышечных волокон и на разном удалении от раневого канала.

6. Разработанная нейросетевая экспертная система может быть применена для оценки морфологической составляющей мышечной микроциркуляции у лабораторных животных при тестировании влияния опытных лекарственных форм, экологических, геофизических и других факторов.

Автор приносит глубокую благодарность и признательность за помощь кандидату технических наук СЕ. Кисляеву (ГОУ ВПО «Самарский аэрокосмический университет им. СП. Королёва»).

Работы, опубликованные по теме диссертации

1. Адыширин-Заде Э.А., Гелашвили П.А., Габаин Л.И., Захаров К.В. Новая методика выявления элементов кровеносного русла //Архив анатомии. -1984.- Т.87.- Вып.11.- С.97-99.

2. Адыширин-Заде Э.А., Гелашвили П.А., Габаин Л.И. Морфологические аспекты адаптации путей гемомикроциркуляции скелетных мышц в норме и при нарушении венозного оттока //Актуальные вопросы морфологии: Тезисы докладов 112 съезд анатомог, гистологов, эмбриологов и топографо-анатомов УССР. -Полтава, 1985.- СЮ.

3. Адыширин-Заде Э.А., Гелашвили П.А Морфологические аспекты регуляции кровотока в скелетных мышцах //Научно-технич. прогресс и диспансеризация населения. Новое в медицине. -Куйбышев, 1985.-С.168-169.

4. Адыширин-Заде Э.А., Орловский Ю.А., Гелашвили П.А. Структурные основы обеспечения органной гемодинамики //Тез. докл. /X Всесоюзн. съезд анатом., гистол. и эмбриологов. - Полтава, 1986.-Сб.

5. Гелашвили П.А. Анатомия микроциркуляторного русла скелетной мышцы в онтогенезе человека //Морфологические аспекты органной гемоциркуляции. - Куйбышев, 1988. - С.65-72.

6. Гелашвили П.А., Альхимович В.Л. Состояние микроциркуляторного русла при венозном застое //Актуальные вопросы теоретической и практической медицины. - Самара, 1993.- Деп. в ВИНИТИ 03.02.93 N284-B93.-C.9-12.

7. Адыширин-Заде Э.А., Гелашвили П.А., Федорова Р.Н., Юнусов Р.Р., Перхуров К.М., Гелашвили О.А. Гемомикроциркуляторные пути в различных по морфологическим и функциональным параметрам мышцах //Влияние антропогенных факторов на структурные преобразования органов, тканей, клеток человека и животных: Тезисы материалов /2-я Всероссийск. конф.- Саратов: СМИ, 1993.-часть 2.-С.56.

8. Адыширин-Заде Э.А., Гелашвили П.А., Юнусов P.P. Гемомикроциркуляторные пути в органах опорно-двигательного аппарата в измененных функциональных и гемодинамических условиях //Материалы Конгресса Ассоциации морфологов. -Морфология, 1993.- T.105.-N 9-10.- С.34.

9. Орловский Ю.А., Гелашвили П.А., Юнусов P.P., Ваньков В.А., Учителев О.В. Гемомикроциркуляция в условиях изменения гемодинамики и функциональной активности //Тез. докл. /3 Всероссийск. съезд анатомов, гистологов, эмбриологов. - Тюмень, 1994.- С.140.

Ю.Адыширин-Заде Э.А., Гелашвили П.А., Бадалянц Е.С., Гелашвили О.А. Факторы регуляции местного кровотока и их роль в патогенезе и лечении заболеваний //Тез. докл./3-й Конгресс Международной Ассоциации Морфологов.- Морфология.- 1996.-T.109.-N 2.- С.28.

11 .Адыширин-Заде Э.А., Гелашвили П.А., Фомин AJM. Развитие и становление путей гемомикроциркуляции в онтогенезе человека

//Структурные преобразования органов и тканей на этапах онтогенеза в норме и при воздействии антропогенных факторов: Тезисы матер. /Научн. конф.- Астрахань, 1996.- С. 10-11.

12.Орловский Ю.А., Адыширин-Заде Э.А., Гелашвили П.А., Захаров К.В. Значение путей оттока крови в нормализации микроциркуляторного статуса органов //Структурно-функциональная организация органов и тканей в норме, патологии и эксперименте: Тезисы материалов /Всероссийск. конф.- Тверь: РИО ТГМЛ, 1996,- С.123.

13.Гелашвили П.А., Котельников ГЛ., Данилов Р.К. Реактивные изменения гемомикроциркуляторного русла тканей, окружающих огнестрельную рану //Тез. докл./ У I съезд • травматологов и ортопедов России. - Нижний Новгород, 1997. - С. 293.

Н.Котельников ГЛ., Гелашвили П.А. Микрохирургическая анатомия кровеносных сосудов скелетных мышц //Вопросы оперативной микрохирургии и микрохирургической анатомии: Тезисы материалов /Всероссийск. научн. конф.- Оренбург, 1997. - С. 96-97.

15.Котельников Г.П., Гелашвили П.А. Особенности гемомикроциркуляторного русла органов опорно-двигательного аппарата в норме и некоторые закономерности регенераторных процессов в них при огнестрельном повреждении //Анналы травматологии и ортопедии -1997.-№ 2.- С. 81-95.

16.Гелашвили П.А., Бадалянц Е.С. Микроангиоархитектоника в развивающихся скелетных мышцах, пищеводе и регенерирующих тканях //Тез. докл. /4-й Конгресс Международной Ассоциации Морфологов.- Морфология.- 1998.-Т.113,- N 3.- С. 35.

17.Орловский Ю.А., Гелашвили О. А., Гелашвили П.А. Микрососудисто-тканевые взаимодействия в скелетной мышце в условиях экспериментальной артериальной ишемии и венозной

гиперемии //Тез. докл./4-й Конгресс Международной Ассоциации Морфологов.- Морфология.- 1998.-Т.113.- N 3.- С. 89-90.

18.Гелашвили П.А., Орловский Ю.А., Гелашвили О.А. Пути совершенствования изучения микроциркуляторных расстройств при повреждении органов опорно-двигательного аппарата //Самарскому государственному медицинскому университету - 80 лет: Тезисы материалов научно-практ. конф. - Самара, 1999. - С.64-65.

19.Гелашвили П.А., Бадалянц Е.С. Сосудисто-тканевые взаимодействия в костях людей пожилого возраста //Микроциркуляция и гемореология: Тезисы материалов Л I Международная конференция.- Ярославль, Москва, 1999. - С.55-57.

20.Гелашвили П.А., Гелашвили О.А. Методические этапы изучения структуры путей гемомикроциркуляции в эксперименте //Моделирование в медицинских и биологических исследованиях /Сб. научных статей.- Самара, 1999. - С. 49-52.

21.Гелашвили П.А., Чжан А.И, Кузнецова О.А, Князькина С.Н. Возможность моделирования почечной артериальной гипертензии на мелких животных - морских свинках и белых крысах // Моделирование в медицинских и биологических исследованиях /Сб. научных статей.- Самара, 1999. - С. 53-54.

22.Гелашвили П.А., Адыширин-Заде Э.А., Фомин A.M. Реактивность микроциркуляторного русла органов и тканей при воздействии неблагоприятных факторов //Структурные преобразования органов и тканей на этапах онтогенеза человека в норме и при воздействии антропогенных факторов /Материалы научн. конф.- Астрахань: АГМА, 2000.- С. 43-44.

23.Гелашвили П. А., Гелашвили О.А. Микрососудистые аспекты гемодинамических нарушений в конечности //Структурные преобразования органов и тканей на этапах онтогенеза человека в

норме и при воздействии антропогенных факторов /Материалы научн. конф.- Астрахань: АГМА, 2000.- С. 207-208.

24.Гелашвили П.А. Перестройка микроциркуляторного кровеносного как составляющая часть регенерационного процесса при повреждении органов опорно-двигательного аппарата. - Первый губернский съезд врачей /Сб. тезисов и статей. - Самара: ГП «Перспектива», 2001. - С.129-130.

25.Гелашвили П.А., Гелашвили О. А. Реактивность путей микроциркуляции крови в мышцах и фасциях конечности при экспериментальном нарушении венозного оттока //Актуальные вопросы экспериментальной и клинической морфологии. Вып. 2 /Сб. научн. трудов. - Томск: СГМУ, 2002.- С. 107-109.

26.Гелашвили П.А., Бадалянц Е.С., Гелашвили О.А., Подсевалова И.В. Комплексность выяления гемомикроциркуляторного русла в условиях морфологической лаборатории /ЛДНИЛ - вчера, сегодня, завтра /Сб. научн. трудов.- Воронеж: ВГМА, 2003.- С. 79-81.

27.Гелашвили П.А. Необходимость междисциплинарного подхода к изучению пластичности микрососудов при оценке процесса заживления ран //Экран муниципального здравоохранения Самара, 2003.-№4.-С.245-246.

28.Иванов А.И., Кузнецов А.В., Кисляев С.Е., Цунина Н.М., Гелашвили П.А. Электронный паспорт здоровья" гражданина Российской федерации //Безопасность информационных технологий. Аутентификация: парольная, биометрическая, криптографическая /Тр. научно-технич конф.

Пенза: Изд-во ПНИЭИ, 2004. - Т. 5. - С. 7-8.

29.Гелашвили П.А., Адыширин-Заде Э.А., Галахов Б.Б., Подсевалова И.В. Сосудистый возраст как критерий этапа онтогенеза //Актуальные проблемы морфологии /Матер. Всерос. научн.-практ. конф.- Красноярск, 2004.- С.65-67.

ЗО.Гелашвили П.А., Кисляев С.Е., Юхимец С.Н. Нейросетевой анализ в оценке изменения диаметров компонентов

гемомикроциркуляторного русла скелетных мышц после нарушения кровотока в эксперименте //Актуальные проблемы морфологии /Матер. Всерос. научн.-практ. конф.- Красноярск, 2004,- С. 67-68.

31 .Гелашвили П.А., Юхимец С.Н., Гелашвили О.А., Чемидронов С.Н., Галахов Б.Б., ПодсеваловаИ.В. Комплексность анализа перестройки гемомикроциркуляторного русла при экспериментальных морфологических исследованиях //Новые технологии в медицине (экспериментальные, клинические, морфологические и социальные аспекты) /Матер, конф.- Волгоград: ООО «Принт», 2004.- С. 231232.

32.Гелашвили П.А. Нейросетевой анализ параметров модулей микроциркуляторного русла скелетных мышц в эксперименте //Тезисы докладов /У-й Общероссийский съезд анатомов, гистологов и эмбриологов, Казань, 2004.- Морфологические ведомости (приложение), 2004.- № 1-2.- С. 24-25.

33.Гелашвили П.А. Возможности применения нейросетевого анализа для оценки пластичности микроциркуляторных модулей скелетных мышц //Тез. докл. /VII Конгресс Международной Ассоциации Морфологов- Казань, 16-18 сентября 2004.- Морфология.- 2004.-Т. 126.-№4.-С. 35.

34.Подсевалова И.В., Гелашвили П.А., Бадалянц Е.С., Галахов Б.Б. Особенности становления бронхиальных артерий в развивающихся легких человека //Микроциркуляция в клинической практике /Материалы Всероссийск. научной конф. Москва, 27-29 октября 2004.- Ангиология и сосудистая хирургия, 2004.- Т. 10.- № 3.- С. 4445.

35.Гелашвили П.А. Нейросетевой анализ влияния экспериментальных гемодинамических нарушений на параметры микроциркуляторных

модулей скелетных мышц //Микроциркуляция в клинической практике / Материалы Всероссийск. научной конф. Москва, 27-29 октября 2004.- Ангиология и сосудистая хирургия, 2004.- Т. 10.- С. 29-30.

Зб.Чучков В.М., Котельников Г.П., Гелашвили П.А. Системный многофакторный анализ реактивной перестройки

микроциркуляторных модулей различных типов скелетных мышц млекопитающих в условиях нарушенного кровотока //Морфологические ведомости, 2004,- № 3-4.- С. 68-70.

37.Гелашвили П.А. Возможности нейросетевого анализа при комплексном математическом моделировании по морфометрическим данным //Морфологические ведомости, 2004.-№3-4,-С. 48-50.

38.Кисляев С.Е., Гелашвили П.А., Гелашвили О.А. Нейросетевой анализ показателей микроциркуляторного модуля скелетных мышц в условиях редуцированного кровообращения //Нейроинформатика-2005 /Сборник научн. трудов У11 Всероссийской научно-технич. конф.- Москва, 26-28 января 2005.- М.: МИФИ, 2005.- Ч. I.- С. 135140,297,298.

39.Иванов А.И., Кисляев С.Е., Гелашвили П.А. Искусственные нейронные сети в биометрии, медицине и здравоохранении.-монография. Издание РАН. - Самара: Офорт, 2004.- 236 с.

Подписано в печать 20.04.2005 г. Формат 60x84 1/16 д.л. Объём 3 п.л. Тираж 100 экз. Печать оперативная. Заказ № 700

Отпечатано в типографии АНО «Издательство СНЦ РАН» 443001, Самара, Студенческий пер., За тел.: 42 37 07

ы X / •

, !l»«f«lUUHI j

1 í "1 ч ? "в , / Y v~'--ï8'</?rî¡

1739

АКТУАЛЬНОСТЬ. Жизненно необходимая функция кровообращения -обеспечение тканевого метаболизма - зависит от количества крови, подаваемой к органу, от того, как эта кровь течёт по органу, от поверхности стенок-капилляров, от длительности пребывания в них крови и от «резерва» в виде части капиллярного русла, добавочно раскрывающегося при повышении метаболизма (Малкина H.A. и соавт., 1997; Linten М. et al., 1995). Поэтому особое значение имеет пластичность органного кровообращения - реагирование микроциркуляторного русла органа на изменения в органе (Ткаченко Б.И. и соавт., 2001; Покровский A.B., 2004; Borel J.P. et al., 1991).

Термином «микроциркуляторное русло» обозначается пять типов мелких сосудов: артериолы, прекапилляры, кровеносные капилляры, поскапилляры и венулы, а также артериоловенулярные анастомозы. Этот функциональный комплекс кровеносных сосудов, окруженный лимфатическими капиллярами и лимфатическими сосудами вместе с соединительной тканыо обеспечивает регуляцию кровенаполнения органов, транскапиллярный обмен и дренажно-депонирующую функции. В каждом органе адекватно его функции существуют специфические особенности конфигурации, диаметра и плотности расположения сосудов микроциркуляторного русла (Адыширин-Заде Э.А., 1986). В настоящее время для обозначения структурно-функциональных единиц, обеспечивающих поддержание тканевого гомеостаза в отведенной ему части органа, нередко используют термин «сосудистый модуль» (Афанасьев Ю.И., Горяч-кина В.Л., 2001; Козлов В.И., 2002).

Одной из главных характеристик микроциркуляторного модуля является его пропускная способность. Эта характеристика складывается из основных параметров модуля микрососудов (их числа, протяженности и диаметра) и способов их соединения (параллельного, последовательного). Все эти признаки обладают достаточно высокой органной специфичностью. Размеры, протяженность и разветвленность микрососудистых сетей в органах является результатом предшествующего морфогенеза, в процессе которого складываются оптимальные (в каждом органе свои специфичные) структурные взаимоотношения между микрососудами и паренхимой (Козлов В.И., 2002).

Проблема микроциркуляции крови в органах и тканях вызывает живой интерес исследователей самых разных специальностей. От успешной разработки этого фундаментального направления медицинской науки в конечном итоге зависит решение ряда важнейших вопросов практической медицины (Брюсов П.Г. и соавт., 1991; Мачс В.М., 2000; Чучков В.М. и соавт., 2000; Unten M. et al., 1995).

Вопрос о равномерности внутриорганной циркуляции крови, а главное, об изменениях этой равномерности в процессах регулирования микроциркуляции приобретает существенное значение (Аврунин A.C., Корнилов Н.В., 2000; Куприянов В.В. и соавт., 1975).

Объединение множества клеточных и субклеточных структур в единый функциональный ансамбль подразумевает его высокие адаптивные возможности. Наиболее полно эти приспособительные потенции выявляются при патологических состояниях, которые затрагивают все звенья и раскрывают функциональные резервы системы микроциркуляции (Козлов В.И., 2004; Куприянов В.В. и соавт., 1975; Чернух A.M. и соавт., 1975; Шорма-нов C.B. и соавт., 2001; Phillips C.D. et al., 1991).

Основные задачи клинической медицины - разработка, обоснование и внедрение методов диагностики, лечения и реабилитации пациентов - невозможно решить без глубокого понимания патогенеза процессов (Кошкин В.М. и соавт., 2004). Исследования показывают, что любое изменение условий гемодинамики в органе, обязательно сказывается на устройстве и взаимоотношениях в нем всех компонентов гемомикроциркуляторного русла

Гайворонский И.В. и соавт., 1999; Захарова Н.Б. и соавт, 1999; Allegra С. et al., 1999).

Следует отметить, что повышение точности оценки функционального состояния органа или ткани при повреждении находится в центре внимания морфологов (Пузырёв A.A., Иванова В.Ф., 1993; Сапин М.Р., 2000; Сар-кисов Д.С. и соавт., 1989; Gulati А.К., 1995; Molnar G. et al., 1996). Клиницисты, решая эту проблему, выделяют фазы, периоды, обосновывают различие в лечебном подходе к процессу, ищут структурные основы зарегистрированных ими функциональных нарушений. Морфологи, наоборот, пытаются с позиций функции объяснить обнаруженные ими структурные изменения, дают более детальные данные, но, как правило, без лечебного их использования. Хирурги, выделяя фазы, периоды стремятся использовать эти подразделения для практики, обосновывая и различие в лечебном подходе к процессу (Белов Ю.В. и соавт., 2001; Коваленко В.И. и соавт., 2004; Котельников Г.П. и соавт., 1991-2003; Vogt P.M., 1995). Обе группы, углубляя изучение, идут в своих поисках навстречу друг другу, с разных сторон приближаясь к возможности цельного охвата всего биологического явления.

Объединение клинико-морфологических исследований по проблеме микроциркуляции, необходимо для плодотворного использования достижения фундаментальной науки в клинической практике (Аминова Г.Г. и соавт., 2004; Володина A.B. и соавт., 1999; Крупаткин А.И., 1999; Михайлик Т.А и соавт., 2002; Dietazlen-Lievr F. et al., 1996; Reedt D et al, 1996).

Повреждения ахиллова сухожилия составляют категорию тяжёлых травм опорно-двигательного аппарата, так как они приводят к значительным нарушениям функции трёхглавой мышцы голени, а вместе с этим и всей конечности (Измалков С.Н., 1994). Такие повреждения являются причиной существенного снижения физиологического натяжения мышцы, нарушения проприоцептивной иннервации и обменных процессов в ней, грубых функциональных сдвигов нервно-мышечного аппарата, уменьшения тонуса (Краснов А.Ф. и соавт., 1999; Лебедева Н.Б. и соавт., 1992; Bagshow C.R., 1985).

Облитерирующие заболевания сосудов нижних конечностей представляют собой одну из сложных проблем общей и сосудистой хирургии (Бурле-ва Е.П., Смирнов O.A., 1999; Казаков Ю.И. и соавт., 1999; Гансбургский А.Н. и соавт., 2002; Мкртчан A.A., 2002; Ярыгин Н.Е. и соавт., 2004; Fowkes F.G.R., 1992).

К сожалению, несмотря на заметные успехи в оперативном лечении окклюзионных заболеваний магистральных артерий конечностей, частные вопросы тактического подхода по ведению больных остаются дискутабель-ными и в настоящее время (Август В.К. и соавт., 1997; Герасимов В.Г. и др., 1997; Гиси П.В. и соавт., 1999; Лосев Р.З. и соавт., 2004; Покровский A.B. и соавт., 1997; Ратнер Г.Л. и соавт., 1999).

Хроническая венозная недостаточность нижних конечностей - заболевание всего организма, при котором изменяются системы гемостаза, микроциркуляции и макрогемодинамики, обменные и ферментные процессы. Наиболее продуктивным направлением в её изучении должен стать комплексный анализ и состоянии всех систем организма и конкретной зоны поражения (Азизов Г.А., Козлов В.И., 2004; Красавин В.А. и соавт., 1997; Миролюбов Б.М., 1997; Ткаченко Б.И. и соавт., 2001; Linien М. et al., 1995; Allegra С. et al., 1999).

Огнестрельные повреждения остаются одной из главных проблем не только военной медицины. Криминализация общества и участившиеся случаи террористических актов за последние годы заметно изменили привычную структуру травматизма в нашей стране и вне локальных вооруженных конфликтов в сторону отчетливого увеличения частоты огнестрельных ранений. Поэтому огнестрельные ранения приобрели статус важной медико-биологической и социальной проблемы (Чиж И.М. и соавт., 2004).

Медицинское значение огнестрельной раны определяется и тем, что границы некроза, степень жизнеспособности и динамика регенераторных процессов в разных тканях отличаются не меньшим многообразием, чем ее хирургическая анатомия. Течение процесса заживления раны много раз рассматривалось в медицинской литературе в связи с новыми данными биологии, физиологии, патологии, а также в связи с хирургическими мероприятиями лечебного характера (Бархина Т.Г. и соавт., 2002; Беркутов А.Н., Дыс-кин Е.А., 1979; Блинков Ю.А. и соавт., 1995; Дедушкин B.C. и соавт.,1992; Кузин М.И. и соавт., 1990; Лисицын K.M. и соавт., 1982; Шапошников Ю.Г.,1996; Douglas D., 1975; Hardaway R.M., 1978).

Успехи в изучении динамики раневого процесса имеют двоякое значение - теоретическое и прикладное. Теоретическое состоит в том, что только имея точное представление о функции каждой из клеток, участвующих в раневом процессе, и механизмах их взаимодействия, можно подойти к прикладному значению - к разработке рациональных, высокоэффективных методов лечения ран и предупреждения возможных осложнений в их течении (Котельников Г.П., Чеснокова И.Г., 2002; Ткаченко С.С. и соавт., 1991; Vogt P.M., 1995).

При изучении морфологии окольного кровообращения или регенераторных особенностей различных органов превалируют сугубо прикладные тенденции в биологическом моделировании. Экспериментальное исследование позволяет не только более глубоко понять механизм перестройки мик-роциркуляторного русла и микроциркуляции крови, но, что особенно важно, дает возможность предвидеть особенности возможного повреждения у человека (Михайлик Т.А. и соавт., 2002; Шапошников Ю.Г. и соавт., 1996; Chien Y., Chu N., 1995; Flamme I. et al., 1997; Leeuwen J.L. van, Spoor C.W., 1996; Mc.Lennan L., 1996).

Многие авторы считают, что прогрессирующие изменения гемомикро-циркуляции при любой форме нарушения регионарного кровотока усугубляется диспропорции притока и оттока крови. Объективно же оценить данное положение, можно лишь создавая в эксперименте условия редуцированного кровообращения.

До настоящего времени мало внимания уделяется анализу структурной перестройки микроциркуляторного русла мышц в условиях нарушения их функции и возникающим в этих условиях на уровне микрососудов компенсаторным механизмам. Кроме того, в литературе отсутствуют работы, в которых комплексно были бы прослежены сосудисто-мышечные взаимоотношения при сочетанном нарушении гемодинамики.

Особенности раневого процесса и раневая инфекция определяют новые закономерности раневого гистогенеза, который Р.К.Данилов (1993) определяет как патологический. Это требует выработку иных критериев оценки жизнеспособности структур, чем те, которые характеризуют только один структурный уровень.

Данные современной литературы об изменениях микроциркуляторного русла тканей, окружающих огнестрельную рану, носят довольно противоречивый характер. По оценке микроциркуляции в литературе превалируют ^сведения общефизиологического характера. В частности отмечают, что кровоток в поврежденной конечности после огнестрельного ранения возрастает (Almskog В.A. et al., 1979; Nsouli А., 1983; Wind G. et al., 1988). Другие же специалисты, например, А.Н.Беркутов (1979), считают, что, наоборот, вначале развивается выраженный спазм сосудов, а в последствие - их расширение или парез.

Отсутствуют сведения о целостной характеристике структуры всех компонентов микроциркуляторного русла. Не описана ангиоархитектоника путей микроциркуляции крови в зонах огнестрельного повреждения вокруг раневого канала в целом и отдельно, "послойно" в органах опорно-двигательного аппарата. Не учитывалась реакция скелетных мышц, разных по типу метаболизма и сократительной активности. Отсутствуют четкие представления о характере и динамике перестройки сосудисто-тканевых взаимоотношений в мягких тканях при огнестрельном ранении.

Математическое моделирование и статистический анализ в клинической медицине, морфологии, физиологии требует предельно точной постановки исходной задачи и соотнесения её с классами задач и условиями, в которых она является корректной (Гланц С.А„ 1999; Денисов-Никольский Ю.И. и соавт., 2002; Лапач С.Н. и соавт., 2002; Марчук Г.И., 1991).

Живые объекты существенно отличаются своей практически неограниченной разнородностью. Именно это обстоятельство не позволяет применить мощный аппарат математической статистики для описания внутренней структуры живых объектов (Денисов-Никольский Ю.И. и соавт., 2002; Зенин O.K. и соавт., 2000). В отличие от корпускулярных систем, поведение которых хорошо интерпретируется в рамках вероятностно-статистических закономерностей, в живых системах на первое место выступает характер связей между различными компонентами и иерархическая соподчиненность уровней организации системы.

В последние десятилетия в мире отмечается быстрое развитие нейро-информационных технологий. Актуальность исследований в этом направлении подтверждается большим количеством различных применений нейро-информационных систем. Это автоматизация процессов распознавания образов, адаптивное управление, аппроксимация функционалов, прогнозирование, создание экспертных систем и многие другие приложения (Джейн А.К. и соавт., 1997; Иванов А.И., Волчихин В.И., 2002; Яфраков М.Ф., Корчагина Л.И., 1997). С помощью нейроинформационных систем можно, не только управлять телекоммуникационными сетями, создавать самообучающиеся системы, но и проводить динамичную диагностику и терапию широкого круга заболеваний (Боровиков В.П., 2001; Ежов А., Нечеткий В., 1997; Уоссерман Ф., 1990; Haykin S., 1994).

В последние годы многие исследователи приходят к твёрдому убеждению, что использование трафаретного подхода к обработке медико-биологических данных методами описательной статистики (дескриптивных моделей), корреляционного и регрессионного анализов не вполне корректно. Эти модели разрабатываются для описания реально протекающего процесса или явления с оценкой только самых общих изменений и тенденций, что влечёт за собой значительную потерю данных, способных оказаться информативными в решении диагностических задач (Галушкин А.И., 2000; Марчук Г.И., 1991).

Таким образом, несмотря на широкий фронт клинико-морфологических исследований микроциркуляции, разработка этого важного аспекта еще далека от своего завершения. Имеющиеся сведения до настоящего времени не позволяют определить особенности процессов компенсации сосудов гемомикроциркуляторного русла и сосудисто-тканевых взаимоотношения в метаболически различных типах мышц в зонах гемодина-мических нарушений в условиях "функционально противоположных" изменений гемодинамики - нарушении артериального притока и венозного оттока, в условиях снижения сократительной активности после ранения. Существует необходимость установления закономерных процессов адаптации сосудов гемомикроциркуляторного русла и сосудисто-тканевых взаимоотношения в динамике, а также определения морфометрической характеристики этапов восстановления сосудистого снабжения при регенерации скелетных мышц. Совершенствование методов лечения в первую очередь строится на основе лечебных воздействий, направленных на предотвращение расстройств микроциркуляции в поврежденных тканях.

ЦЕЛЬ: представить комплексную морфологическую оценку динамики адаптационных процессов в модулях микроциркуляторного русла метаболически различных типов скелетных мышц в эксперименте после снижения сократительной активности, гемодинамических перегрузок и огнестрельного ранения с привлечением современных методов обработки информации.

ЗАДАЧИ:

1. Установить особенности гемомикроциркуляторных модулей в связи с их микротонографией в метаболически различных типах скелетных мышц кроликов и белых крыс в норме.

2. Изучить с позиций морфологического и морфометрического анализов динамику структурной перестройки модулей микроциркуляторного русла метаболически различных типов скелетных мышц крыс после тенотомии.

3. Изучить с позиций морфологического и морфометрического анализов динамику реактивной перестройки микроциркуляторной структурно-функциональной единицы разных типов скелетных мышц крыс в условиях артериальной ишемии после окклюзии магистральной артерии в эксперименте.

4. Выявить с позиций морфологического и морфометрического анализов перестройку гемомикроциркуляторного модуля в метаболически различных типах скелетных мышц крыс в условиях венозного полнокровия после окклюзии магистральной вены в эксперименте.

5. Установить с позиций морфологического и морфометрического анализов перестройку гемомикроциркуляторного модуля в метаболически различных типах скелетных мышц крыс в условиях редуцированного кровотока после окклюзии магистральных артерии и вены в эксперименте.

6. Выявить с позиций морфологического и морфометрического анализов динамику перестройки гемомикроциркуляторного модуля в зонах огнестрельного (пулевого) повреждения разных типов скелетных мышц кроликов в эксперименте.

7. Оценить возможности применения нейросетевого анализа для распознавания в различных типах скелетных мышц млекопитающих процессов гипофункции, артериальной ишемии, венозного полнокровия, редуцированного кровотока, огнестрельного повреждения.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА

Установлены и сопоставлены сосудисто-тканевые взаимоотношения интактных скелетных мышц как целостной системы с учетом особенностей внутриорганного микроциркуляторного кровеносного русла.

Впервые в рамках экспериментального исследования комплексом морфологических методик изучена перестройка ангиоархитектоники сосудов гемомикроциркуляторного русла различных типов скелетных мышц млекопитающих (крыса, кролик) в динамике после острого нарушения регионарной гемодинамики и на этапах заживления огнестрельной раны в эксперименте.

Приведен анализ данных состояния гемомикроциркуляторных модулей скелетных мышц в условиях как отдельных видов сосудистых нарушений - артериальной ишемии, венозного полнокровия, редуцированного кровотока, так и возникших после травм изменений микроциркуляции крови в мышцах.

Впервые для решения морфометрических задач, приведен алгоритм сочетанного использования различного вида и способов обучения искусственных нейронных сетей (самоорганизующихся карт Кохонена и МЬР-сетей) для нейросетевой экспертной системы, позволяющий распознавать структурно-функциональные особенности гемомикроциркуляторных модулей разных типов скелетных мышц при различных условиях нарушенной микроциркуляции без привлечения автоматизированных систем визуализации изображений.

Практическая и теоретическая ценность работы. Исследование основано на использовании экспериментальных биологических моделей и обоснованного применения математических (искусственные нейронные сети) и статистических моделей, позволяющих корректно соотнести результаты анализа данных морфологических и морфометрических исследований, внести определенный вклад в положения доказательной медицины.

Изучение в эксперименте адаптационных процессов в модулях микро-циркуляторного русла метаболически различных типов скелетных мышц после снижения сократительной активности, гемодинамических нагрузок, огнестрельного ранения позволяет более полно обосновать положения клинической медицины с общебиологических позиций учения о целостности организма.

Установлена динамика перестройки гемомикроциркуляторных модулей, как основных структур, влияющих на стабилизацию микроциркуляции при заживлении ран.

Проведённый нейросетевой анализ (с применением генетического алгоритма) различных типов нарушений гемодинамики показал, что экспериментальные сосудистые нарушения затрагивают все компоненты микроцир-куляторного кровеносного русла белого и красного типов мышц.

Характер изменений микроциркуляторного русла специфичен для каждого вида нарушения, что позволяет рассматривать артериальную ишемию, венозное полнокровие, тенотомию и огнестрельное ранение как отдельные виды процессов нарушений гемодинамики, отличающиеся в различных типах скелетных мышц.

Установлен изоморфный характер морфологической составляющей компенсаторных процессов в регенерирующих после огнестрельного ранения скелетных мышцах, что может внести вклад в лечебные и реабилитационные мероприятия.

Обоснованный алгоритм нейросетевого анализа морфологических данных, включавший использование различных видов искусственных нейронных сетей позволил спроектировать нейросетевую экспертную систему, способную быть далее основой экспертных систем распознавания модулей скелетных мышц.

ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ:

1. Морфологические характеристики компенсаторных процессов в гемо-микроциркуляторном русле различных типов скелетных мышц зависят от вида гемодинамических нарушений.

2. Экспериментальное изменение кровотока в конечности затрагивает все компоненты микроциркуляторного кровеносного модуля белого и красного типов мышц млекопитающих.

3. Динамика перестройки компонентов микроциркуляторного модуля после огнестрельного ранения зависит от зоны раневого канала и типа скелетной мышцы.

4. Регенерация мышечных волокон после повреждения мышцы непосредственно зависит не только от ультраструктуры стенки, но и от архитектоники путей микроциркуляции крови.

5. Разработан эффективный алгоритм нейросетевой экспертной системы дифференциального распознавания вида гемодинамической травмы для различных типов скелетных мышц.

ВЫВОДЫ

1. Микроциркуляторный модуль отличается в различных типах скелетных мышц одного и того же организма (крыса, кролик). Ультраструктура стенки и микротопография компонентов гемомикроциркулятор-ного русла определяют метаболизм и компенсаторные процессы в скелетных мышцах.

2. После экспериментальной окклюзии магистральных кровеносных сосудов влияние сосудистой составляющей миоангиона является наиболее важным условием, обеспечивающим динамику восстановительных процессов в мышечной ткани.

4. Комплексное применение искусственных нейронных сетей и системного многофакторного анализа в изучении морфометрических данных компонентов микроциркуляторного модуля различных типов скелетных мышц млекопитающих позволяет выявить закономерности протекания адаптационных процессов в условиях гемодинамических нарушений.

3. Характер изменений параметров микроциркуляторного русла специфичен для каждого вида нарушений в разных типах скелетных мышц, что позволяет надёжно соотносить между собой состояния артериальной ишемии, венозного полнокровия, гипофункции, огнестрельного ранения мышц и рассматривать их как отдельный, реально протекающий во времени процесс.

4. Для белого типа мышц более неблагоприятны состояния гипофункции вследствие тенотомии, редуцированного кровотока после одновременного уменьшения притока и оттока крови, а также огнестрельного (пулевого) повреждения. Для красной мышцы более неблагоприятно состояние артериальной ишемии после перевязки магистральной артерии.

5. Наибольшие морфологические изменения в сторону деструкции ангио-архитектоники и строения стенки путей гемомикроциркуляции в скелетных мышцах млекопитающих происходят в условиях венозного полнокровия.

5. Проведённый нейросетевой анализ показал, что редуцированный кровоток после одновременной перевязки магистральных артерии и вены является особым видом гемодинамического нарушения, не сочетающим в себе сумму признаков артериальной ишемии и венозного полнокровия.

6. Восстановление параметров компонентов микроциркуляторного кровеносного русла после огнестрельного ранения мышц происходит не одномоментно в области разных типов мышечных волокон скелетных мышц кролика и на разном расстоянии от раневого канала, что необходимо учитывать при первичной хирургической обработке.

7. Предложенный путь решения морфометрических задач, сочетающий возможности самоорганизующихсся карт Кохонена и МЬР-сетей позволяет распознавать особенности гемомикроциркуляторных модулей разных типов скелетных мышц в различных условиях нарушенной микроциркуляции без привлечения автоматизированных систем визуализации изображений.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Лечебные мероприятия при нарушении внутримышечной гемодинамики необходимо разрабатывать дифференцированно, с учётом метаболического профиля мышц.

2. Установленные особенности внутримышечного расположения микрососудистого русла - его отношение к соединительнотканным элементам и мышечным волокнам следует учитывать при производстве разрезов мышц. Для белого типа скелетных мышц продольные разрезы являются щадящими, а для красного - нерациональны, поскольку нарушают целостность сегментарно распределяющихся сосудов.

3. Методы консервативного и хирургического лечения окклюзионных поражений сосудов нижней конечности должны включать в себя мероприятия, направленные на улучшение морфофункционального состояния мышечно-венозной помпы конечности, повышение активности факторов, регулирующих местный крово- и лимфоток.

4. Создание редуцированного кровотока при перевязке магистральной вены после окклюзии артерии не для всех типов мышечных волокон положительно изменяет условия компенсации ишемии.

5. При проведении первичной хирургической обработки после огнестрельного ранения скелетных мышц необходимо учитывать различия сроков восстановления пространственной организации микроциркуля-торного русла в области разных типов мышечных волокон и на разном удалении от раневого канала.

6. Разработанная нейросетевая экспертная система может быть применена для оценки морфологической составляющей мышечной микроциркуляции у лабораторных животных при тестировании влияния опытных лекарственных форм, экологических, геофизических и других факторов.