Long-term effects of transient global cerebral ishemia

Background and aim. The long-term effects and final outcome of cerebral ischemia is determined in large extent by functional status of cerebral hemodynamics. In the current study we investigated cerebral hemodynamics and blood rheology one week after transient global cerebral ischemia in rats. Materials and methods. Transient global cerebral ischemia was induced in anesthetized Wistar rats by clamping of both common carotid arteries for 12 min with simultaneous controlled hypotension to 45±3 mm Hg, followed by blood reinfusion. A week after ischemia rats were re-anesthetized, and subjected to blood flow experiments with blood flow velocity measurement or blood rheology study with measuring of hematocrit, RBC aggregation, RBC deformation and shear stress. Blood viscosity and yield shear stress were calculated. Peripheral vascular resistance was calculated from pulsation index. Results and discussion. Mean systolic and end diastolic blood flow velocity were increased in ischemic rats a week after global ischemia as compared to controls. Linear blood flow velocity was increased in parietal region and decreased in frontal and occipital regions in ischemic rats. We suppose this effect to be determined by long-term ischemic injury and no-reflow phenomenon. The pulsation index of cerebral circulation was also decreased a week after ischemia. This data, together with the fact of increased end diastolic blood flow velocity, suggests a decrease of cerebral vascular resistance and tone of brain vasculature. RBC aggregation and stability of aggregates were decreased in blood of ischemic rats, resulting in reduced blood viscosity. This can further ameliorate total peripheral resistance of brain micro-vessels. Conclusions. A week after global ischemia cerebral blood flow remains impaired, with decreased flow velocity in frontal and occipital regions and increased flow velocity in parietal region. Global ischemia also results in increase of diastolic blood flow velocity and decrease in pulsation index, which indicates a total decrease in cerebral peripheral vascular resistance. We suggest this phenomenon to be explained, at least in part, by altered rheological properties after cerebral ischemia.

ишемия головного мозга, мозговой кровоток, реологические свойства крови, global cerebral ischemia, cerebral blood flow, blood rheology

1. Александрин В. В., Луньшина Е. В., Мирзоян Р. С. Изменение локального мозгового кровотока при глобальной преходящей ишемии мозга у крыс // Методология флоуметрии. 2002. № 6. С. 143-149.

2. Ашкинази И. Я. Агрегация эритроцитов и тромбопластинообразование // Бюлл. эксперимент. биол. и мед. 1972. Т. 74. № 7. С. 28-31.

3. Глухова Т. Н., Понукалина Е. В., Чеснокова Н. П. Особенности изменений реологических свойств крови у беременных с гестозом различной степени тяжести // Успехи соврем. естествознания. 2003. № 12. С. 15-19.

4. Ирискулов Б. У., Юлдашева Д. Д. Скорость сдвига потока крови и ее динамическая вязкость при экспериментальном гипертиреозе // Международ. эндокринол. журн. 2011. № 4 (36). С. 47-49.

5. Касумова С. Ю. Патологическая анатомия черепномозговой травмы: рук-во по черепно-мозговой травме. М.: Антидор, 1998.

6. Мирзоян Р. С., Ганьшина Т. С., ТопчянА. В. и др. Изыскание и изучение новых цереброваскулярных и противомигреневых средств НИИ фармакологии им. В. В. Закусова РАМН, Москва // Бюлл. сибир. мед. 2006. прил. 2, с. 55-58.

7. Митьков В. В. Клиническое руководство по ультразвуковой диагностике. Т. 4. М.: Видар, 2007.

8. Митьков В. В. Ультразвуковая диагностика: практ. рук-во // Допплерография. М.: Видар, 1999.

9. Невзорова В. А., Шуматов В. Б., Настрадин О. В., Захарчук Н. В. Состояние функции сосудистого эндотелия у лиц с факторами риска и больных ишемической болезнью сердца // Тихоокеан. мед. журн. 2012. № 2. С. 37-44.

10. Погодина А. В., Долгих В. В., Валявская О. В. Цереброваскулярные аспекты патогенеза нейрокардиогенных синкопальных состояний // Вестник аритмол. 2008. № 54. С. 42-47.

11. Соколова И. А. Агрегация эритроцитов // Регионарное кровообращение и микроциркуляция. 2010. № 4 (36). С. 4-26.

12. Ультразвуковая доплеровская диагностика в клинике / под ред. Ю. М. Никитина и А. И. Труханова. И.: Москва-Иваново, 2004.

13. Фирсов Н. Н., Климова Н. В., Коротаева Т. В. и др. Степень зависимости периферического кровотока от изменений микрореологических свойств крови // Регионарное кровообращение и микроциркуляция. 2010. № 4(36). С. 58-62.

14. Черненко И. И. Развитие цереброваскулярных нарушений у лиц с последствиями боевой черепно-мозговой травмы // Международ. мед. журн. 2011. № 4. C. 21-24.

15. Шуваева В. Н., Костылев А. В., Линькова Н. С., Горшкова О. П. Влияние He-Ne-лазерного излучения низкой мощности на адренореактивность пиальных артериальных сосудов и деформируемость эритроцитов у крыс // Регионарное кровообращение и микроциркуляция. 2008. № 1 (25). С. 31-37.

16. Albina G. L., Fernandez Cisneros, R. Laino et al. Trancranial Doppler monitoring during head upring tilt table testing in patient with suspected neurocardiogenie syncope // Europace. 2004. Vol. 6. № 1. P. 63-69.

17. Lensman M., Korzhevskii D., Mourovets V. O. et al. Intracerebroventricular administration of creatine protects against damage by global cerebral ischemia in rat // Brain Research. 2006. Vol. 1114. P. 187-194.

18. Smith M. L., Bendek G., Dahlgren N. et al. Models for studying long-term recovery following forebrain ischemia in the rat: 2. A 2-vessel occlusion model // Acta Neurol. Scand. 1984. № 69. Р. 385-401.