МОДЕЛИРОВАНИЕ  КРОВОТОКА  В  СОСУДАХ  ВИЛЛИЗИЕВА  КРУГА

Павленко  Алеся  Сергеевна

студент  516  группы  лечебного  факультета  БГМУ

Трушель  Наталья  Алексеевна

канд.  мед.  наук  доцент  БГМУ

E-mail:  pavlika666@mail.ru

Исследование  особенностей  морфологии  в  области  ветвления  распределительных  артерий  органов  и  тканей,  в  том  числе  сосудов  артериального  круга  большого  мозга  (виллизиева  круга)  привлекают  внимание  многих  ученых  [1—5],  так  как  здесь  обнаруживаются  утолщения  интимы  сосуда,  которые,  по  мнению  авторов,  ограничивают  обратный  кровоток,  ослабляют  гемодинамические  удары  и  в  тоже  время  служат  основой  для  формирования  атеросклеротических  бляшек,  вызывая  тем  самым  острые  трофические  нарушения  мозга. 

Некоторые  ученые  считают  утолщения  интимы  физиологическими  образованиями,  так  как  они  обнаруживаются  в  артериях  молодых  людей  [1].  По  данным  литературы  патогенез  подушек  в  сосудах  артериального  круга  большого  мозга  до  конца  не  изучен.  Поэтому  целью  настоящего  исследования  является  изучение  особенностей  кровотока  в  местах  развилки  сосудов  артериального  круга  большого  мозга  взрослого  человека  при  различных  вариантах  строения  круга,  а  также  объяснение  закономерностей  их  гистологического  и  морфометрического  строения.

Материал  и  методы  исследования.  Для  моделирования  кровотока  в  сосудах  виллизиева  круга  в  стеклодувной  мастерской  БГУ  была  изготовлена  его  стеклянная  модель  при  классическом  строении,  а  также  стеклянные  модели  разветвлений  сосудов  с  гладкими  углами  при  различных  вариантах  строения  круга:  передняя  и  задняя  трифуркации  внутренней  сонной  артерии,  срединная  артерия  мозолистого  тела,  аплазии  задних  соединительных  артерий.  При  этом  диаметр  трубок  и  углы  бифуркации  стеклянных  моделей  полностью  соответствовали  строению  сосудов  при  различных  вариантах  строения  виллизиева  круга.  В  качестве  аналога  крови  использовалась  жидкость,  соответствующая  по  плотности,  вязкости,  онкотическому  и  осмотическому  давлению  настоящей  крови.  Эффект  кровотока  и  пульсации  был  смоделирован  с  помощью  жидкостного  насоса.  Во  время  течения  аналога  крови  по  стеклянной  модели  добавлялся  химический  краситель,  распределение  которого  указывало  на  место  образования  токовых  завихрений.  Эти  завихрения  были  запечатлены  на  видеокамеру  и  фотоаппарат. 

Для  установления  особенностей  гистологического  строения  в  места  развилки  сосудов  артериального  круга  большого  мозга  микроскопически  и  морфометрически  исследованы  сосуды  виллизиева  круга  на  15  препаратах  головного  мозга  трупов  человека  в  возрасте  от  28  до  55  лет.  Забор  материала  производился  у  лиц,  умерших  от  заболеваний,  не  связанных  с  поражением  головного  мозга,  а  также  не  страдавших  гипертензией  и  инфекционными  болезнями.  Материал  получен  в  соответствии  с  Законом  Республики  Беларусь  №  55-3  от  12.11.2001  г.  «О  погребении  и  похоронном  деле»  из  служб  судебных  экспертиз  г.  Минска  и  Минской  области.  Гистологические  препараты  окрашивались  гематоксилин-эозином,  по  Ван-Гизону  и  орсеином  по  Унны-Тенцеру,  а  также  суданом.  Морфометрия  осуществлялась  с  помощью  анализатора  изображений  «Биоскан»  и  программы  Scion  Image  v.402. 

Рисунок  1.

Результаты  исследования  и  их  обсуждение.  При  гистологическом  исследовании  мест  бифуркаций  сосудов  виллизиева  круга  выявляются  интимальные  подушки,  которые  состоят  из  слоев  эластических  волокон,  между  которыми  располагаются  гладкомышечные  клетки.  С  внутренней  поверхности  подушка  выстлана  слоем  эндотелия.  Внутренняя  эластическая  мембрана  отделяет  интимальную  подушку  от  ее  мышечной  оболочки,  которая  в  месте  ее  локализации,  как  правило,  истончена.  Причем  мышечная  оболочка  под  интимальной  подушкой  истончена  как  в  области  латеральных  углов  развилки  артерий,  так  и  в  области  апикального  угла.  Высота  интимальных  утолщений  на  поперечном  срезе  артерий  колеблется  от  45  до  410  мкм  и  зависит  от  диаметра  ветвящихся  сосудов.  Наибольшая  высота  интимальных  подушек  наблюдается  в  области  латерального  угла  бифуркации  артерии  в  просвете  более  крупной  по  диаметру  ветви.  Истончение  мышечной  оболочки  происходит  и  в  области  апикального  угла  бифуркации,  однако,  учитывая,  что  сила  потока  крови  на  стенку  здесь  больше,  чем  в  области  латеральных  углов,  то  постепенно  может  произойти  выпячивание  стенки  сосуда  кнаружи  и  появиться  аневризма  сосуда. 

Рисунок  2.

В  результате  моделирования  кровотока  в  сосудах  артериального  круга  большого  мозга  установлено,  что  в  области  бифуркации  стеклянных  трубок  происходит  завихрение  потока  жидкости  (в  связи  с  изменением  направления  тока  жидкости  ламинарное  течение  становится  турбулентным).  Пограничный  слой  жидкости  у  стенки  трубки  в  области  латеральных  углов  бифуркации  подвержен  замедленному,  более  хаотичному  движению  (область  низкого  напряжения  сдвига),  что  объясняет  возникновение  в  этих  местах  наиболее  выраженных  по  высоте  интимальных  утолщений.  В  области  апикального  угла  бифуркации  (область  высокого  напряжения  сдвига)  краситель  распространяется  быстрее  (стенка  испытывает  наибольшую  функциональную  нагрузку),  поэтому  здесь  подушка  по  высоте  меньше.  Картина  завихрения  тока  жидкости  меняется  в  зависимости  от  угла  бифуркации  трубок,  что  объясняет  разную  протяженность  и  высоту  интимальных  подушек  в  области  апикальных  и  латеральных  углов  развилки  трубок.  Так,  чем  больше  угол  бифуркации,  тем  шире  подушка  в  области  апикального  угла. 

Выводы: 

1.Интимальные  подушки  располагаются  в  местах  ветвления  сосудов  виллизиева  круга,  что  обусловлено  особенностями  гидродинамики  в  этих  областях.

2.Наибольшая  высота  интимальных  подушек  наблюдается  в  области  латерального  угла  бифуркации  артерии  в  просвете  более  крупной  по  диаметру  ветви.

3.Интимальные  подушки  в  области  латеральных  углов  бифуркации  могут  трансформироваться  в  атеросклеротические  бляшки,  а  в  области  апикального  угла  ветвления  служат  местом  образования  аневризм  сосудов.

4.В  переднем  отделе  виллизиева  круга  выявляется  больше  различных  вариаций  строения  (срединная  артерия  мозолистого  тела,  удвоение  передней  соединительной  артерии,  передняя  трифуркация  внутренней  сонной  артерии),  поэтому  обнаруживается  больше  бифуркаций,  а  также  наблюдается  неравномерное  распределение  крови  в  круге,  что  может  приводить  к  возникновению  аневризм. 

Список  литературы:

1.Петренко  В.  М.  Подушки  или  клапаны  венечных  артерий  /  В.М.  Петренко  //  Медицина  ХХI  ВЕК,  2009.  —  Т.  1,  №  14.  —  С.  33—36.

2.Полиповидные  подушки  артериального  русла  и  их  роль  в  регуляции  регионарного  кровообращения  /  С.И.  Шорманов  [и  др.]  //  Морфология,  2007.  —  Т.  131,  №  1.  —  С.  44—49.

3.Шорманов  С.В.,  Яльцев  А.В.,  Шорманов  И.С.,  Куликов  С.В.  Структурные  особенности  полиповидных  подушек  артерий  и  их  значимость  в  регуляции  регионарной  гемодинамики:  Материалы  международной  научной  конференции  //  Астрах.  мед.  журнал,  2007.  —  Т.  2,  №  2.  —  С.  210—211.

4.Ultrasound  diagnosis  of  Cerebrovascular  disease.  Doppler  sonography  of  the  extra-  and  intracranial  arteries,  duplex  scanning.  G.-  M.  von  Reutern.  Y.J.  Von  Budiengen.  Stuttgart;  N.  Y.:  Georg  Thieme  Verlag;  Thieme  Medical  Publishers.  Inc.,  1992.  —  P.  53—70.