ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ  МОДЕЛИРОВАНИЕ  КРОВОТОКА  В  СОСУДАХ  ВИЛЛИЗИЕВА  КРУГА

Павленко  Алеся  Сергеевна

студент  516  группы  лечебного  факультета  БГМУ

Леошко  Алексей  Дмитриевич

студент  531  группы  лечебного  факультета  БГМУ

E-mail:  pavlika666@mail.ru

Трушель  Наталья  Алексеевна

научный  руководитель,  канд.  мед.  наук,  доцент  кафедры  Нормальной  Анатомии,  Белорусский  Государственный  Медицинский  Университет

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.