Preview

Регионарное кровообращение и микроциркуляция

Расширенный поиск

Изменение кожного кровотока при НIFU-индуцируемой дегрануляции тучных клеток

https://doi.org/10.24884/1682-6655-2019-18-4-81-88

Полный текст:

Аннотация

Введение. Одним из перспективных методов лечения онкологических заболеваний является высокоинтенсивный фокусированный ультразвук (HIFU). Генерируемое излучателями акустическое поле порождает механотермические эффекты, значимость которых еще окончательно не оценена, и их изучение позволит изменить тактику терапии. Для анализа их роли были выбраны клеточные периваскулярные регуляторы локального кровотока – тучные клетки (ТК). Изменения микрогемоциркуляторного русла (МЦР) позволяют судить о морфофункциональном состоянии ТК. Цель – оценка состояния перифокального тканевого кровотока кожи крыс и морфофункциональных свойств ТК после воздействия HIFU.

Материал и методы. Использовали взрослых крыс-самцов линии Wistar. Животных разделили на 3 группы: контроль, бесконтактный локальный нагрев кожи и воздействие HIFU. Для HIFU использовали экспериментальную установку, состоящую из вогнутого излучателя Н-148 S/N 010 c центральной частотой генерации колебаний 1,4 МГц. В усредненном интерференционном пятне интенсивность излучения составляла 8,2 кВт/см2. Длительность воздействия – от 150 до 700 мс. Глубина фокусирования – около 1 мм. Для оценки МЦР использовали лазерный допплеровский флуометр. Взятие материала для изготовления пленочных препаратов ТК производили в месте воздействия по стандартной методике. Подсчет ТК осуществляли с использованием программного обеспечения «МультиМедиа Каталог» с учетом их морфофункциональных характеристик.

Результаты. Воздействие HIFU приводило к значимому усилению кровотока в коже крыс при времени экспозиции 250 мс и более (p<0,01). Максимальное увеличение перфузии отмечено при 400 мс. Наибольшее усиление тканевого кровотока при локальном нагреве наблюдалось при 45 °С (p<0,001). HIFU-воздействие приводило к значимому снижению плотности ТК в подкожно-жировой клетчатке кожи крыс по сравнению с контролем при времени экспозиции 250 мс и более (p<0,05), а также к значимому снижению относительного числа клеток I типа, и нарастанию II и III типов, что свидетельствует о дегрануляции (p<0,05). Похожие изменения числа и морфофункциональных характеристик ТК наблюдали и в серии опытов с локальным нагревом, однако изменения были не столь значимы.

Выводы. При HIFU-индуцированном воздействии отмечается усиление МЦР в перифокальных зонах, сопровождающееся процессами морфофункциональной перестройки ТК, что свидетельствует о сочетанном механотермическом возмущении в зоне фокуса, формирующем пространственно-временной континуум теплового поля.

Об авторах

Д. Р. Файзуллина
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Первый Санкт-Петербургский государственный медицинский университет имени академика И. П. Павлова» Министерства здравоохранения Российской Федерации
Россия

ассистент кафедры патофизиологии с курсом клинической патофизиологии



В. В. Грызунов
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Первый Санкт-Петербургский государственный медицинский университет имени академика И. П. Павлова» Министерства здравоохранения Российской Федерации
Россия

д-р мед. наук, доцент кафедры патофизиологии с курсом клинической патофизиологии



А. Е. Беркович
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого»
Россия

зав. лабораторией ультразвуковых технологий



Список литературы

1. Chaussy CG, Thüroff S. High-intensity focused ultrasound for the treatment of prostate cancer: a review. J. Endourol. 2017;31(S1):S30–S37. Doi: 10.1089/end.2016.0548.

2. Zhu B, Li J, Diao L, Ma K, Fan Y, Yang W. High-intensity focused ultrasound ablation for advanced pancreatic cancer. J. Cancer Res. Ther. 2019;15(4):831–835. Doi: 10.4103/jcrt.JCRT_408_18.

3. Suleimanov EA, Filonenko EV, Moskvicheva LI, Kaprin AD, Kostin AA, Samsonov YV, Isaev AR. The possibility of HIFU therapy at the present stage. Res. Pract. Med. J. 2016;3(3):76–82. Doi: 10.17709/2409-2231-2016-3-3-8.

4. Guan L, Xu G. Destructive effect of HIFU on rabbit embedded endometrial carcinoma tissues and their vascularities. Oncotarget. 2017;8(12):19577–19591. Doi: 10.18632/oncotarget.14751.

5. Lin CKS, Oehm L, Liebler M, Brehm H, Jenderka K-V, Majschak J-P. Heating of polymer films induced by High-Intensity Focused Ultrasound: study of acoustic and thermal effects. IEEE Trans. Ultrason. Ferroelectr. Freq. Control. 2019. Doi: 10.1109/TUFFC.2019.2940380.

6. Zilonova EM, Solovchuk M, Sheu TWH. Simulation of cavitation enhanced temperature elevation in a soft tissue during high-intensity focused ultrasound thermal therapy. Ultrason. Sonochem. 2019;53:11–24. Doi: 10.1016/j.ultsonch.2018.12.006.

7. Lin CY, Tseng HC, Shiu HR, Wu MF, Chou CY, Lin WL. Ultrasound sonication with microbubbles disrupts blood vessels and enhances tumor treatments of anticancer nanodrug. Int. J. Nanomedicine. 2012;7:2143–2152. Doi: 10.2147/IJN.S29514.

8. Оценка состояния микроциркуляторного русла до и после проведения сеанса HIFU-терапии в лечении локали- зованного рака предстательной железы с помощью лазер- ной доплеровской флоуметрии и цветового доплеровского картирования / В. П. Левин, А. И. Неймарк, М. А. Тачалов, Г. А. Лапий // Фундам. исслед. – 2015. – № 1. – С. 1861–1863. [Levin VP, Neimark AI, Tachalov MA, Lapii GA. Assessment of microcirculation before and after the session of hifu therapy in the course of treatment for localized prostate cancer using laser doppler flowmetry and color doppler mapping. Fundamental research. 2015;1:1861–1863. (In Russ.)].

9. Khazaie K, Blatner NR, Khan MW, Gounari F, Gounaris E, Dennis K, Bonertz A, Tsai FN, Strouch MJ, Cheon E, Phillips JD, Beckhove P, Bentrem DJ. The significant role of mast cells in cancer. Cancer Metastasis Rev. 2011;30(1):45–60. Doi: 10.1007/s10555-011-9286-z.

10. Amani S, Shahrooz R, Mortaz E, Hobbenaghi R, Mohammadi R, Khoshfetrat AB. Histomorphometric and immunohistochemical evaluation of angiogenesis in ischemia by tissue engineering in rats: Role of mast cells. Vet. Res. Forum. 2019;10(1):23–30. Doi: 10.30466/vrf.2019.34311.

11. Strbian D, Karjalainen-Lindsberg ML, Tatlisumak T, Lindsberg PJ. Cerebral mast cells regulate early ischemic brain swelling and neutrophil accumulation. J. Cereb. Blood Flow Metab. 2006;26(5):605–612. Doi: 10.1038/sj.jcbfm.9600228.

12. Javed S, Mitchell K, Sidsworth D, Sellers SL, Reutens- Hernandez J, Massicotte HB, Egger KN, Lee CH, Payne GW. Inonotus obliquus attenuates histamine-induced microvascular inflammation. PLoS One. 2019;14(8):e0220776. Doi: 10.1371/journal.pone.0220776.

13. Dyson M, Luke DA. Induction of Mast Cell Degranulation in Skin by Ultrasound. IEEE Trans. Ultrason. Ferroelectr. Freq. Control. 1986;33(2):194–201. Doi: 10.1109/TUFFC.1986.26814.

14. Liu HL, Hsieh HY, Lu LA, Kang CW, Wu MF, Lin CY. Low-pressure pulsed focused ultrasound with microbubbles promotes an anticancer immunological response. J. Transl. Med. 2012;10(221):1–14. Doi: 10.1186/1479-5876-10-221.

15. Yang H, Tang H, Fan Y, Li C. Effects of focused ultrasound on expression of PAR2, SP and NK1-R in genital skin of SD rats with vulvar lichen simplex chronicus. J Ther Ultrasound. 2018;6(2). Doi: 10.1186/s40349-018-0110-x.

16. Burks SR, Ziadloo A, Kim SJ, Nguyen BA, Frank JA. Noninvasive pulsed focused ultrasound allows spatiotemporal control of targeted homing for multiple stem cell types in murine skeletal muscle and the magnitude of cell homing can be increased through repeated applications. Stem Cells. 2013;31(11):2551–2560. Doi: 10.1002/stem.1495.

17. Izadifar Z, Babyn P, Chapman D. Mechanical and biological effects of ultrasound: a review of present knowledge. Ultrasound Med. Biol. 2017;43(6):1085–1104. Doi: 10.1016/j.ultrasmedbio.2017.01.023.

18. Белозерцева И. В., Беспалов А. Ю., Большаков О. П. Руководство по использованию лабораторных животных для научных и учебных целей в СПбГМУ им. акад. И. П. Павлова. – СПб.: Изд-во СПбГМУ, 2003. – 57 с. [Belozerceva IV, Bespalov AJu, Bol’shakov OP. Guidance on the use of laboratory animals for scientific and educational purposes in SPbGMU im. akad. I. P. Pavlova. Saint Petersburg, Izd-vo SPbGMU, 2003:57. (In Russ.)].

19. Johnson JM, Minson CT, Kellogg DL. Cutaneous vasodilator and vasoconstrictor mechanisms in temperature regulation. Compr. Physiol. 2014;4(1):33–89. Doi: 10.1002/cphy.c130015.

20. Abraham SN, John AL St. Mast cell-orchestrated immunity to pathogens. Nat. Rev. Immunol. 2010;10(6):440–452. Doi: 10.1038/nri2782.

21. Finn DF, Walsh JJ. Twenty-first century mast cell stabilizers. Br. J. Pharmacol. 2013;170(1):23–37. Doi: 10.1111/bph.12138.

22. Silva EZM da, Jamur MC, Oliver C. Mast Cell Function: A New Vision of an Old Cell. J. Histochem. Cytochem. 2014;62(10):698–738. Doi: 10.1369/0022155414545334.


Для цитирования:


Файзуллина Д.Р., Грызунов В.В., Беркович А.Е. Изменение кожного кровотока при НIFU-индуцируемой дегрануляции тучных клеток. Регионарное кровообращение и микроциркуляция. 2019;18(4):81-88. https://doi.org/10.24884/1682-6655-2019-18-4-81-88

For citation:


Faizullina D.R., Grizunov V.V., Berkovich A.E. Blood flow modification attached to HIFU exposure mast cell degranulation. Regional blood circulation and microcirculation. 2019;18(4):81-88. (In Russ.) https://doi.org/10.24884/1682-6655-2019-18-4-81-88

Просмотров: 68


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1682-6655 (Print)