A mikrokeringés direkt és indirekt vizsgálata Varga Gabriella SZTE ÁOK Sebészeti Műtéttani Intézet (HEFOP / /1.0)

Strukturális: makroszkópos: „corrosion casting” fénymikroszkópia: (India ink) elektron mikroszkópia Funkcionális, in vivo: mikrogyönygyök (radioaktív, színes), Doppler intravitális mikroszkópia : Paraméterek: A szöveti perfúzió effektivitásának vizsgálata Neutrophil / endotheliális interakciók (rolling, adhézió) A MICROCIRKULÁCIÓ VIZSGÁLATA IVM OPS orthogonal polarization spectral imaging)

Kontroll30 perc ischaemia + 60 perc reperfúzió FÉNYMIKROSZKÓPIA: (INDIA INK)

Exogén Endothelin-1 – indukálta mucosa károsodás Exogén Endothelin-1 – indukálta mucosa károsodás (x3000) ELEKTRONMIKROSZKÓPIA

LASER DOPPLER FLOWMETRIA

A MIKROKERINGÉS DIREKT MEGFIGYELÉSE Orthogonal Polarization Spectral Imaging OPS Intravitális Video Mikroszkpiás (IVM) Video felvételek, off line analízis Felszínes rétegek vizsgálata NINCS FESTÉS: a hemoglobint tartalmazó struktúrák vizsgálata Felszínes rétegek vizsgálata Fluorescens festés: PMN: Rhodamine 6G vvt: FITC (humán körülmények között is alkalmazhazó)

IVM – PLAZMA JELZÉS

IVM – VVT JELZÉS

IVM – PMN jelzés

OPS

Károsodott mikrokeringés

Parenchymalis szerv: máj Intakt LPS - kezelt

Nehezen vizsgálható szerv: tüdő

MIKROKERINGÉSI ZAVAR 1. A perfúzió és vazoreaktivitás változásai Vazokontrikció Shunt-keringés Csökkent véráramlás Leukocita-endothelialis interakciók 2. Celluláris reakciók Szöveti migráció Szabadgyök termelés

Nitric oxid Endothelin ET- B ET-A AZ ENDOTHELIUM ÁLTAL TERMELT ÁGENSEK KÖZÖTTI INTERAKCIÓK KÖZÖTTI INTERAKCIÓK

Szabadgyök képződés REPERFÚZIÓS KÁROSODÁS I. korai fázis Vazokonstriktor és vazodilatátor molekulák közötti egyensúlyhiány ENDOTELIÁLIS FELSZÍN Endothelin NO NADPH oxidáz Xantin oxidáz Szuperoxid gyökök Peroxinitrit NO szintáz NO Hidroxil gyök

REPERFÚZIÓS KÁROSODÁS II. Sejtes reakciók Gyulladásos mediátorok PAF; LTB 4 ; Citokinek NFκB; AP-1 aktiváció Leukocita adhéziós molekulák L-selectin; CD11/CD18 Endotel sejt adhéziós molekulák E-,P-selectin; ICAM-1; VCAM-1 Leukocita kitapadás az endoteliumhoz Endotel barrier funkció károsodás késői fázis

Microcirkulációs paraméterek Perfúzió: Leukocyte – endothelial interactions „ free flowing”, „rolling”, „sticking” áramlási sebesség (red blood cell velocity;RBCV) Véráramlási mintázat változások kapilláris perfúzió változások (functional capillary density)

Microcirkulációs paraméterek Vvt áramlási sebesség (red blood cell velocity; RBCV) „off line”, frame to frame analízis

„functional capillary density” perfused kapilláris hossz terület Microcirkulációs paraméterek

hypoperfundált terület Magasabb RBCV értékekkel perfundált terület (a: relatív terület 40%) (alacsony átlagos RBCV) (A: relatív terület 60%) (magasabb átlagos RBCV) Az RBCV súlyozott számtani átlaga: A(RBCV) + a (RBCV) A + a A + a (A + a = 1) RBCV RBCV = RBCV RBCV = 0.6 RBCV RBCV Véráramlási mintázatok: térbeli heterogenitás I. pl. NO szintáz gátlás

magasabb RBCV-jű kapillárisok (L: relatív hossz 70%) Hypoperfundált kapillárisok (l: relatív hossz 30%) RBCV RBCV = L + lL + l L(RBCV) + l (RBCV) RBCV RBCV = 0.7 RBCV RBCV (L + l = 1) pl. hemorrhágiás shock Véráramlási mintázatok: térbeli heterogenitás II. Az RBCV súlyozott számtani átlaga:

Véráramlá mintázatok változása: időbeli heterogenitás Kontroll: folyamatos áramlás Haemorrhagiás shock: oszcilláció Resuscitatio: folyamatos áramlás / oszcilláció RBCV (µm/sec)  700  100 magas flowalacsony flow Az RBCV súlyozott számtani átlaga: t1t1 t2t2 t3t3 tntn TnTn T3T3 T2T2 T1T1 v1v1 v2v2 v3v3 vnvn VV1VV1 VV2VV2 VV3VV3 VVnVVn (vt) 1 + (VT) 1 + (vt) 2 + (VT) 2 + … (vt) n + (VT) n t 1 + T 1 + t 2 + T 2 + … t n + T n Idő (súlyozó faktor = relatív időtartamok) Tt v V vt + VT t + Tt + T

Módszerek microvascularis permeabilititás photometria: Evans blue fluorescens: FITC-albumin mucosalis kaparék: ex vivo in vivo: intravitalis mikroszkópia Elv: a mikrokeringés minden anyagot átenged 50 kDa alatt az epithelium „átjárhatatlan”epitheliumendothelium jelzőanyag > 50 kDa

Módszerek photometria: i.v. Evans blue fluorescens: i.v. FITC-albumin mucosalis kaparék: ex vivo in vivo: intravitalis mikroszkópia egy időpont szinte folyamatos detektálás „off line” concentration optical density microvascularis permeabilititás

Módszerek mucosalis permeabilitás clearance módszer isolált kacs módszer nagy állatokonkis állatokon is folyamatos luminalis perfúzió (t= órák)feltöltött szegmens (t=30 min) vér és perfuzátum minták vér és luminális mintákfluorimetriás mindkét iránybanlumen-plazma intravitalis microszkópia epithelium endothelium tracer (kis méret)

Továbbfejlesztett módszer mucosalis permeabilitás Izolált kacs módszer, intravitalis mikroszkópia Kis állatokban is pl. egér (++++) Feltöltött bélszegmens (t=30-90 min) fluorescens (Na fluorescein, FITC-dextran 4kDa) video felvételek Nincs szükség vér és luminalis mintákra (++++) Lumen-plasma irányú permeabilitás folyamatos (++++)