vtioВестник трансплантологии и искусственных органовRussian Journal of Transplantology and Artificial Organs1995-1191Academician V.I.Shumakov National Medical Research Center of Transplantology and Artificial Organs", Ministry of Health of the Russian Federation10.15825/1995-1191-2020-4-123-132vtio-1273Research ArticleРегенеративная медицина и клеточные технологииRegenerative Medicine and Cell TechnologiesОсобенности механизмов реализации дистантного стимулирующего эффекта аутотрансплантации кожного лоскута на перфузию микроциркуляторного русла в условиях локальных и системных нарушенийCharacteristics of mechanisms of the distant stimulating effect of skin flap autograft on microvascular perfusion in local and systemic microcirculation disordersИвановА. Н.IvanovA. N.

410054, Саратов, ул. Большая Садовая, д. 137, корп. 5

Тел. (927) 279-95-99

137/5, Bolshaya Sadovaya str., Saratov, 410054, Russian Federation

Phone: (927) 279-95-99

lex558452@gmail.comЛагутинаД. Д.LagutinaD. D.

137/5, Bolshaya Sadovaya str., Saratov, 410054, Russian Federation

СтепановаТ. В.StepanovaT. V.

137/5, Bolshaya Sadovaya str., Saratov, 410054, Russian Federation

ФГБОУ ВО «Саратовский государственный медицинский университет имени В.И. Разумовского» Минздрава РоссииРоссияSaratov State Medical UniversityRussian Federation202026012021224123132Copyright © Иванов А.Н., Лагутина Д.Д., Степанова Т.В., 20212021Иванов А.Н., Лагутина Д.Д., Степанова Т.В.Ivanov A.N., Lagutina D.D., Stepanova T.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://journal.transpl.ru/vtio/article/view/1273

Цель настоящего исследования – изучение особенностей механизмов реализации дистантного стимулирующего действия аутотрансплантации полнослойного кожного лоскута (АТПКЛ) на перфузию микроциркуляторного русла при локальных и системных микроциркуляторных нарушениях.

Материалы и методы

Материалы и методы. Эксперимент проведен на 87 белых крысах-самцах, разделенных на 5 групп: 1) контрольная; 2) животные с локальными нарушениями микроциркуляции, вызванными перерезкой и нейрорафией седалищного нерва; 3) животные с системными нарушениями микроциркуляции, вызванными аллоксановым  диабетом; 4) животные, которым вместе с нейрорафией проведена АТПКЛ; 5) животные,  которым на фоне аллоксанового диабета проведена АТПКЛ. Микроциркуляцию кожи тыльной поверхности стопы исследовали методом лазерной доплеровской флоуметрии (ЛДФ). В крови животных определяли содержание  вазоактивных веществ, включая катехоламины (КА), гистамин и  васкулоэндотелиальный фактор роста (VEGF). Проводили морфологическое исследование тканей области аутотрансплантации на 42-е сутки эксперимента.

Результаты

Результаты. АТПКЛ на 42-е сутки эксперимента приводит к нормализации перфузии при локальных и системных нарушениях микроциркуляции. АТПКЛ при повреждении нерва, и в большей степени при аллоксановом диабете, приводит к снижению уровня КА. Под влиянием АТПКЛ концентрация гистамина в крови более выраженно увеличивалась у животных с травмой нерва. У животных с травмой нерва АТПКЛ  увеличивала содержание VEGF в крови, чего не отмечалось у крыс с аллоксановым диабетом. Морфология зоны аутотрансплантации характеризовалась дегенеративными изменениями эпидермиса и дермы аутотрансплантата вне зависимости от модели микроциркуляторных нарушений. Зона аутотрансплантата инфильтрируется эозинофилами более выраженно при травме нерва, чем у крыс с аллоксановым диабетом.

Заключение

Заключение. АТПКЛ оказывает дистантное стимулирующее действие на  микроциркуляцию, которое проявляется в одинаковом объеме в условиях как локальных, так и системных нарушений микрокровотока. Механизм реализации дистантного стимулирующего действия АТПКЛ на микроциркуляцию многокомпонентный  и включает комплекс регуляторных реакций, степень  выраженности которых неодинакова в условиях локальных и системных нарушений микрокровотока.

Objective

Objective: to study the characteristics of mechanisms of the distant stimulating effect of full-thickness skinautograft (FTSG) on microvascular perfusion in local and systemic microcirculation disorders.

Materials and methods

Materials and methods. The experiment was carried out on 87 white male rats, divided into 5 groups: 1) control; 2) animals with local microcirculation disorders induced by sciatic nerve transection and neuroraphy; 3) animals with systemic microcirculation disorders caused by alloxan-induced diabetes; 4) animals that underwent FTSG after sciatic nerve transection and neurography; 5) animals that underwent FTSG in alloxan-induced diabetes. Laser Doppler flowmetry (LDF) was used to study microcirculation of the dorsal skin of the rear paw. Serum concentrations of vasoactive substances, including catecholamines (CA), histamine, and vasculoendothelial growth factor (VEGF) in the experimental animals were measured. A morphological study of the tissues of the autograft site was carried out on day 42 of the experiment.

Results

Results. On day 42 of the experiment, FTSG normalized perfusion in local and systemic microcirculation disorders. FTSG decreases CA level in nerve injury, and to a greater extent in alloxaninduced diabetes. Serum  histamine increase under FTSG was more pronounced in rats with nerve injury. Serum VEGF in rats with nerve injury and FTSG increased, which was not observed in alloxan-induced diabetes. Histological assay of the  autograft site revealed degenerative changes in the epidermis and dermis of the autotransplant in both experimental models of microcirculatory disorders. Eosinophilic infiltration of the autograft site was more pronounced in nerve injury than in alloxan-induced diabetes.

Conclusion

Conclusion. FTSG has a distant stimulating effect on microcirculation, which manifests itself in the same degree in both local and systemic microcirculation disorders. The distant stimulating effect of FTSG on microcirculation is multicomponent in nature and includes a set of regulatory reactions, whose severity differs in local and systemic microcirculatory disorders.

аутотрансплантациямикроциркуляциярегенерациякожный лоскутautograftmicrocirculationregenerationskin flapReferencesМиронов СП, Крупаткин АИ, Голубев ВГ, Панов ДЕ. Диагностика и выбор тактики лечения при повреждениях периферических нервов. Вестник травматологии и ортопедии им. Н.Н. Приорова. 2005; 2: 33–39.Mironov SP, Krupatkin AI, Golubev VG, Panov DE. Diagnostika i vybor taktiki lecheniya pri povrezhdeniyah perifericheskih nervov. Vestnik travmatologii i ortopedii im. N.N. Priorova. 2005; 2: 33–39.Щаницын ИН, Иванов АН, Бажанов СП, Нинель ВГ, Пучиньян ДМ, Норкин ИА. Стимуляция регенерации периферического нерва: современное состояние, проблемы и перспективы. Успехи физиологических наук. 2017; 48 (3): 92–112.Shchanicyn IN, Ivanov AN, Bazhanov SP, Ninel’ VG, Puchin’yan DM, Norkin IA. Stimulyaciya regeneracii perifericheskogo nerva: sovremennoe sostoyanie, problem i perspektivy. Uspekhi fiziologicheskih nauk. 2017; 48 (3): 92–112.Inanc M, Tekin K, Kiziltoprak H, Ozalkak S, Doguizi S, Aycan Z. Changes in Retinal Microcirculation Precede the Clinical Onset of Diabetic Retinopathy in Children With Type 1 Diabetes Mellitus. J Ophthalmol. 2019; 207: 37–44. doi: 10.1016/j.ajo.2019.04.011.Inanc M, Tekin K, Kiziltoprak H, Ozalkak S, Doguizi S, Aycan Z. Changes in Retinal Microcirculation Precede the Clinical Onset of Diabetic Retinopathy in Children With Type 1 Diabetes Mellitus. J Ophthalmol. 2019; 207: 37–44. doi: 10.1016/j.ajo.2019.04.011.Стаценко МЕ, Туркина СВ, Шилина НН, Косивцова МА, Лопушкова ЮЕ, Винникова АА и др. Особенности состояния микроциркуляции у больных хронической сердечной недостаточностью и сахарным диабетом второго типа. Волгоградский научно-медицинский журнал. 2015; 1 (45): 35–39.Stacenko ME, Turkina SV, Shilina NN, Kosivcova MA, LopushkovaYuE, Vinnikova AA i dr. Osobennosti sostoyaniya mikrocirkulyacii u bol’nyh hronicheskoj serdechnoj nedostatochnost’yu i saharnym diabetom vtorogo tipa. Volgogradskij nauchno-medicinskij zhurnal. 2015; 1 (45): 35–39.Kuo L, Hein TW. Vasomotor regulation of coronary microcirculation by oxidative stress: role of arginase. Front Immunol. 2013; 19 (4): 237.Kuo L, Hein TW. Vasomotor regulation of coronary microcirculation by oxidative stress: role of arginase. Front Immunol. 2013; 19 (4): 237.Михайлусов РН. Факторы роста – перспективные технологии воздействия на раневой процесс. Харківська хірургічна школа. 2014; 5 (68): 90–98.Mihajlusov RN. Faktory rosta – perspektivnye tekhnologii vozdejstviya na ranevoj process. Harkіvs’ka hіrurgіchna shkola. 2014; 5 (68): 90–98.Громова ОА, Торшин ИЮ, Волков АЮ. Элементный состав препарата Лаеннек и его ключевая роль в фармакологическом воздействии препарата. Пластическая хирургия и косметология. 2010; 4: 1–7.Gromova OA, Torshin IYu, Volkov AYu. Elementnyj sostav preparata Laennek i ego klyuchevaya rol’ v farmakologicheskom vozdejstvii preparata. Plasticheskaya hirurgiya i kosmetologiya. 2010; 4: 1–7.Öhnstedt E, Lofton Tomenius H, Vågesjö E, Phillipson M. The discovery and development of topical medicines for wound healing. Expert Opinionon Drug Discovery. 2019; 14: 485–497. doi: 10.1080/17460441.2019.1588879/.Öhnstedt E, Lofton Tomenius H, Vågesjö E, Phillipson M. The discovery and development of topical medicines for wound healing. Expert Opinionon Drug Discovery. 2019; 14: 485–497. doi: 10.1080/17460441.2019.1588879/.Ноздрин ВИ, Белоусова ТА, Альбанова ВИ, Лаврик ОИ. Гистофармакологические исследования кожи (наш опыт). М., 2006. 376.Nozdrin VI, Belousova TA, Al’banova VI, Lavrik OI. Gistofarmakologicheskie issledovaniya kozhi (nash opyt). M., 2006. 376.Hocking SL, Stewart RL, Brandon AE. Subcutaneous fat transplantation alleviates diet-induced glucose intolerance and inflammation in mice. Diabetologia. 2015; 58 (7): 1587–600.Hocking SL, Stewart RL, Brandon AE. Subcutaneous fat transplantation alleviates diet-induced glucose intolerance and inflammation in mice. Diabetologia. 2015; 58 (7): 1587–600.Foster MT, Shi H, Softic S et al. Transplantation of nonvisceral fat to the visceral cavity improves glucose tolerance in mice: investigation of hepatic lipids and insulin sensitivity. Diabetologia. 2011; 54 (11): 2890–2899.Foster MT, Shi H, Softic S et al. Transplantation of nonvisceral fat to the visceral cavity improves glucose tolerance in mice: investigation of hepatic lipids and insulin sensitivity. Diabetologia. 2011; 54 (11): 2890–2899.Храмцова ЮС, Арташян ОС, Юшков БГ, Волкова ЮЛ, Незговорова НЮ. Влияние тучных клеток на репаративную регенерацию тканей с разной степенью иммунологической привилегированности. Цитология. 2016; 58 (5): 356–363.Hramcova YuS, Artashyan OS, Yushkov BG, Volkova YuL, Nezgovorova NYu. Vliyanie tuchnyh kletok na reparativnuyu regeneraciyu tkanej s raznoj stepen’yu immunologicheskoj privilegirovannosti. Citologiya. 2016; 58 (5): 356–363.Иванов АН, Лагутина ДД, Гладкова ЕВ, Матвеева ОВ, Мамонова ИА, Шутров ИЕ и др. Механизмы дистантного стимулирующего действия аутотрансплантации кожного лоскута при повреждении периферического нерва. Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. 2018; 11: 1313–1324.Ivanov AN, Lagutina DD, Gladkova EV, Matveeva OV, Mamonova IA, Shutrov IE i dr. Mekhanizmy distantnogo stimuliruyushchego dejstviya autotransplantacii kozhnogo loskuta pri povrezhdenii perifericheskogo nerva. Rossijskij fiziologicheskij zhurnal im. I.M. Sechenova. 2018; 11: 1313–1324.Иванов АН, Попыхова ЭБ, Степанова ТВ, Пронина ЕА, Лагутина ДД. Изменение показателей микроциркуляции при аутотрансплантации полнослойного кожного лоскута на фоне экспериментального сахарного диабета у крыс. Регионарное кровообращение и микроциркуляция. 2019; 4: 72–80.Ivanov AN, Popyhova EB, Stepanova TV, Pronina EA, Lagutina DD. Izmenenie pokazatelej mikrocirkulyacii pri autotransplantacii polnoslojnogo kozhnogo loskuta na fone eksperimental’nogo saharnogo diabeta u krys. Regionarnoe krovoobrashchenie i mikrocirkulyaciya. 2019; 4: 72–80.Иванов АН, Норкин ИА, Нинель ВГ, Щаницын ИН, Шутров ИЕ, Пучиньян ДМ. Особенности изменений микроциркуляции при регенерации седалищного нерва в условиях эксперимента. Фундаментальные исследования. 2014; 4 (2): 281–285.Ivanov AN, Norkin IA, Ninel’ VG, Shchanicyn IN, Shutrov IE, Puchin’yan DM. Osobennosti izmenenij mikrocirkulyacii pri regeneracii sedalishchnogo nerva v usloviyah eksperimenta. Fundamental’nye issledovaniya. 2014; 4 (2): 281–285.Джафарова РЭ. Сравнительное исследование различных моделей аллоксан-индуцированного сахарного диабета. Казанский медицинский журнал. 2013; 94 (6): 915–919.Dzhafarova RE. Sravnitel’noe issledovanie razlichnyh modelej alloksan-inducirovannogo saharnogo diabeta. Kazanskij medicinskij zhurnal. 2013; 94 (6): 915–919.Иванов АН, Шутров ИЕ, Норкин ИА. Аутотрансплантация полнослойного кожного лоскута как способ биостимуляции микроциркуляции в условиях нормальной и нарушенной иннервации. Регионарное кровообращение и микроциркуляция. 2015; 3 (55): 59–65.Ivanov AN, Shutrov IE, Norkin IA. Autotransplantaciya polnoslojnogo kozhnogo loskuta kak sposob biostimulyacii mikrocirkulyacii v usloviyah normal’noj i narushennoj innervacii. Regionarnoe krovoobrashchenie i mikrocirkulyaciya. 2015; 3 (55): 59–65.Feng W, Shi R, Zhang C, Liu S, Yu T, Zhu D. Visualization of skin microvascular dysfunction of type 1 diabetic mice using in vivo skin optical clearing method. J Biomed Opt. 2018; 24 (3): 1–9.Feng W, Shi R, Zhang C, Liu S, Yu T, Zhu D. Visualization of skin microvascular dysfunction of type 1 diabetic mice using in vivo skin optical clearing method. J Biomed Opt. 2018; 24 (3): 1–9.Marco GS, Colucci JA, Fernandes FB, Vio CP, Schor N, Casarini DE. Diabetes induces changes of catecholamines in primary mesangial cells. Int J Biochem Cell Biol. 2008; 40 (4): 747–754.Marco GS, Colucci JA, Fernandes FB, Vio CP, Schor N, Casarini DE. Diabetes induces changes of catecholamines in primary mesangial cells. Int J Biochem Cell Biol. 2008; 40 (4): 747–754.Анохова ЛИ, Патеюк АВ, Кузник БИ, Кохан СТ. Сравнительное влияние полипептидов эндометрия и тималина на некоторые показатели иммунитета и гемостаза в опытах in vitro и in vivo. Бюллетень ВСНЦ СО РАМН. 2011; 6: 156–159.Anohova LI, Pateyuk AV, Kuznik BI, Kohan ST. Sravnitel’noe vliyanie polipeptidov endometriya i timalina na nekotorye pokazateli immuniteta i gemostaza v opytah in vitro i in vivo. Byulleten’ VSNC SO RAMN. 2011; 6: 156–159.Горбачева АМ, Бердалин АБ, Стулова АН, Никогосова АД, Лин МД, Буравков СВ и др. Изменение симпатической иннервации хвостовой артерии крысы при экспериментальном инфаркте миокарда; влияние пептида «СЕМАКС». Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2016; 4: 462–467.Gorbacheva AM, Berdalin AB, Stulova AN, Nikogosova AD, Lin MD, Buravkov SV i dr. Izmenenie simpaticheskoj innervacii hvostovoj arterii krysy pri eksperimental’nom infarkte miokarda; vliyanie peptida «SEMAKS». Byulleten’ eksperimental’noj biologii i mediciny. 2016; 4: 462–467.Иванов АН, Шутров ИЕ, Нинель ВГ, Коршунова ГА, Гладкова ЕВ, Матвеева ОВ и др. Влияние аутотрансплантации кожного лоскута и прямой электростимуляции седалищного нерва на регенерацию нервных волокон. Цитология. 2017; 7: 489–497.Ivanov AN, Shutrov IE, Ninel’ VG, Korshunova GA, Gladkova EV, Matveeva OV i dr. Vliyanie autotransplantacii kozhnogo loskuta i pryamoj elektrostimulyacii sedalishchnogo nerva na regeneraciyu nervnyh volokon. Citologiya. 2017; 7: 489–497.Chakroborty D, Sarkar Ch, Lu K, Bhat M. Activation of dopamine d1 receptors in dermal fibroblasts restores vascular endothelial growth factor-a production by these cells and subsequent angiogenesis in diabetic cutaneous wound tissues. Am J Pathol. 2016; 186 (9): 2262–2270. doi: 10.1016/j.ajpath.2016.05.008.Chakroborty D, Sarkar Ch, Lu K, Bhat M. Activation of dopamine d1 receptors in dermal fibroblasts restores vascular endothelial growth factor-a production by these cells and subsequent angiogenesis in diabetic cutaneous wound tissues. Am J Pathol. 2016; 186 (9): 2262–2270. doi: 10.1016/j.ajpath.2016.05.008.Panagopoulos V, Zinonos I, Leach D, Evdokiou A. Human peripheral blood eosinophils induce angiogenesis. The International Journal of Biochemistry & Cell Biology. 2005; 37 (3): 628–636. doi: 10.1016/j.biocel.2004.09.001.Panagopoulos V, Zinonos I, Leach D, Evdokiou A. Human peripheral blood eosinophils induce angiogenesis. The International Journal of Biochemistry & Cell Biology. 2005; 37 (3): 628–636. doi: 10.1016/j.biocel.2004.09.001.Lee AJ, Ro MJ, Park JI, Jang JH, Kim JH. The synthesis of VEGF in allergen-stimulated mast cells is through a leukotriene B4 receptor-2-dependent signaling pathway. J Immunol. 2016; 1: 196.Lee AJ, Ro MJ, Park JI, Jang JH, Kim JH. The synthesis of VEGF in allergen-stimulated mast cells is through a leukotriene B4 receptor-2-dependent signaling pathway. J Immunol. 2016; 1: 196.Монастырская ЕА, Лямина СВ, Малышев ИЮ. М1 и М2 фенотипы активированных макрофагов и их роль в иммунном ответе и патологии. Патогенез. 2008; 4: 31–39.Monastyrskaya EA, Lyamina SV, Malyshev IYu. M1 i M2 fenotipy aktivirovannyh makrofagov i ih rol’ v immunnom otvete i patologii. Patogenez. 2008; 4: 31–39.Искакова СС, Жармаханова ГМ, Дворацка М. Место ангиогенеза в развитии сахарного диабета и его осложнений (обзор литературы). Вестник КазНМУ. 2014; 2 (2): 303–307.Iskakova SS, Zharmahanova GM, Dvoracka M. Mesto angiogeneza v razvitii saharnogo diabeta i ego oslozhnenij (obzor literatury). Vestnik KazNMU. 2014; 2 (2): 303–307.Swartzendruber JA, Byrne AJ, Bryce PJ. Cutting edge: histamine is required for IL-4-driven eosinophilic allergic responses. J Immunol. 2012; 188 (2): 536–540.Swartzendruber JA, Byrne AJ, Bryce PJ. Cutting edge: histamine is required for IL-4-driven eosinophilic allergic responses. J Immunol. 2012; 188 (2): 536–540.De F Carvalho V, Campos LV, Farias-Filho FA, Florim LT, Barreto EO, Pirmez C et al. Suppression of allergic inflammatory response in the skin of alloxan-diabetic rats: relationship with reduced local mast cell numbers. Int Arch Allergy Immunol. 2008; 147 (3): 246–254.De F Carvalho V, Campos LV, Farias-Filho FA, Florim LT, Barreto EO, Pirmez C et al. Suppression of allergic inflammatory response in the skin of alloxan-diabetic rats: relationship with reduced local mast cell numbers. Int Arch Allergy Immunol. 2008; 147 (3): 246–254.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.