КОНДУКТОМЕТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СПИННОМОЗГОВОЙ ЖИДКОСТИ И ЦЕНТРИФУГАТА ИЗ СОСУДИСТЫХ СПЛЕТЕНИЙ ЖЕЛУДОЧКОВ ГОЛОВНОГО МОЗГА
КОНДУКТОМЕТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СПИННОМОЗГОВОЙ ЖИДКОСТИ И ЦЕНТРИФУГАТА ИЗ СОСУДИСТЫХ СПЛЕТЕНИЙ ЖЕЛУДОЧКОВ ГОЛОВНОГО МОЗГА
Аннотация
В статье приводится сравнительная характеристика кондуктометрических свойств спинномозговой жидкости и центрифугата из сосудистых сплетений желудочков головного мозга 18 трупов лиц обоего пола в возрасте от 21 до 88 лет, умерших скоропостижно, с признаками черепно-мозговой травмы. Изучение спинномозговой жидкости (СМЖ) в судебно-медицинской практике раскрывает перспективы для поиска ответов на значимые вопросы при смертельной черепно-мозговой травме (СЧМТ) о давности, о тяжести ее образования СЧМТ. В практике получить «чистую» СМЖ при СЧМТ не всегда удается при смещении и деформации мозга происходят нарушения ликвороциркуляции в остром периоде СЧМТ. Гипотеза, положенная в основу работы о возможности изучения в таких случаях сосудистых сплетений желудочков головного мозга (ССГМ), когда получить «чистую» СМЖ не удается. Центрифугат сосудистых сплетений желудочков головного мозга и затем спинномозговая жидкость подвергались измерению сопротивления, емкости, импеданса прибором «АКИП-6108» на частотах 100, 1000, 10000, 100000 Гц. Установлена сильная корреляционная связь ССЖМ и СМЖ (r=-0,93) у емкости на частоте 10 кГц, (r=-0,92) у емкости на частоте 1 кГц и (r=-0,89) на частоте 0,1 кГц; у импеданса на (r=-0,97) частоте 0,1 кГц, (r=-0,90) на частоте 10 кГц и 1 кГц; у активного сопротивления (r=-0,81) на частоте 100 кГц.
1. Введение
Изучение спинномозговой жидкости (СМЖ) в судебно-медицинской практике раскрывает перспективы для поиска ответов на значимые вопросы при смертельной черепно-мозговой травме (СЧМТ) о давности, о тяжести ее образования СЧМТ
, , , .В работах судебных медиков показана зависимость СМЖ при различной тяжести черепно-мозговой травмы
, срока наступления черепно-мозговой травмы, что делает актуальным дальнейшее изучение СМЖ для целей судебной медицины .СМЖ содержит биологически активные вещества, которые поддерживают активность, регулируют функции, трофику, поведение, эмоции, сон и бодрствование нейронов. Содержание электролитов (хлориды, натрий, калий, магний, иод и др.) в СМЖ обеспечивают токопроводящие ее свойства
, .В практике получить «чистую» СМЖ при СЧМТ не всегда удается при смещении и деформации мозга происходят нарушения ликвороциркуляции в остром периоде СЧМТ
, , . Нами высказана гипотеза о возможности изучения в таких случаях сосудистых сплетений желудочков головного мозга (ССГМ), когда получить «чистую» СМЖ не удается. Продуцирование СМЖ происходит в основном в сосудистых сплетениях желудочков головного мозга, т.к. функцией ССГМ является продукция СМЖ. За сутки ССГМ продуцирует в среднем 600 мл СМЖ со скоростью 0,3 мл/ мин на 1 г ткани . ССГМ посредством продукции СМЖ влияет на процессы, происходящие в организме путем нейрогуморальной регуляции. ССГМ представляют собой самостоятельный, функционально единый орган, разделенный на три отдела – сосудистое сплетение боковых желудочков, сосудистое сплетение III и IV желудочков мозга. Каждый отдел ССГМ состоит из соединительнотканной стромы, эпителия, кровеносных сосудов. Важную роль играют клетки Колмера в ССГМ, вовлекаемые в реакции головного мозга на ишемические и гемодинамические повреждения. Вес ССГМ человека составляет около 2 г , .Целью работы явилось сравнительное исследование кондуктометрических свойств спинномозговой жидкости и центрифугата сосудистых сплетений желудочков головного мозга для разработки методики установления срока наступления черепно-мозговой травмы.
2. Материалы и методы
Работа выполнена на практическом судебно-медицинском материале ГБУЗ ПК «Краевое бюро судебно-медицинской экспертизы и патолого-анатомических исследований», исследованы 18 лиц обоего пола в возрасте от 21 до 88 лет с черепно-мозговой травмой и умершие скоропостижно. Спинномозговая жидкость аспирировалась во время вскрытия желудочков головного мозга в объеме 1-2 мл при помощи стерильного шприца. Сосудистые сплетения желудочков головного мозга изымались (в объеме 2-3 см3) и помещались в центрифужную пробирку. Спинномозговая жидкость и измельченные сосудистые сплетения желудочков головного мозга подвергались центрифугированию в течение 3-5 минут на 3000 оборотах. Центрифугат сосудистых сплетений желудочков головного мозга и затем спинномозговая жидкость подвергались измерению сопротивления, емкости, импеданса прибором «АКИП-6108» на частотах 100, 1000, 10000, 100000 Гц. Данные заносились в таблицы Exell и в последующем подвергались статистической обработке данных базовыми методами статистики в приложении SPSS 23,0.
3. Результаты и их обсуждение
Обработанные статистически результаты представлены в таблице 1. Средние значения активного сопротивления (R) центрифугата сосудистых сплетений желудочков головного мозга варьировали от 0,158±0,359 кОм на низкой частоте 0,1 кГц до 0,739±1,748 кОм на частоте 100 кГц, указывая на тенденции частотной зависимости (t0.1-100=-1,2 p>0,05). Различия достоверные (t0.1-1=-2,3 p<0,05) выявлены на частотах 0,1 кГц и 1 кГц. Средние значения активного сопротивления (R) спинномозговой жидкости также изменяются от частоты электрического тока, 0,397±1,06 кОм на частоте 0,1 кГц до 0,099±0,056 кОм на частоте 100 кГц, однако не носят достоверного характера (t0.1-100=0,62 p>0,05).
Сравнивая активное сопротивление (R) ССЖМ и СМЖ по каждой изученной частоте на низких – от 0,1 до 1 кГц и на высоких от 10 кГц до 100 кГц различия не существенны (p>0,05).
Таблица 1 - Значения электрического сопротивления, емкости, импеданса на разных частотах электрического тока центрифугата из сосудистых сплетений желудочков головного мозга (ССЖМ) и спинномозговой жидкости (СМЖ)
Параметры | Частоты электрического тока, на которых проводилось измерение | |||
0,1 kГц | 1 kГц | 10 kГц | 100 kГц | |
ССЖМ | 0,158±0,359 t0.1-1=-2,3 p<0,05* t0.1-100=-1,2 p>0,05 | 0,336±0,437
t1-100=-0.6 p>0,05 | 0,109±0,160 t0.1-10=-1,5 p>0,05 t1-10=-1,2 p>0,05 | 0,739±1,748 t10-100= -1,0p>0,05 |
СМЖ | 0,397±1,06 t0.1-1=0,66 p>0,05 t0.1-100=0,62 p>0,05 | 0,190±0,401
t1-100=-1,3 p>0,05 | 0,036±0,055 t0.1-10=0,75 p>0,05 t1-10=0,82 p>0,05 | 0,099±0,056 t10-100=0,5 p>0,05 |
Достоверность различий ССЖМ-СМЖ | t ССЖМ- СМЖ -1,31 p>0,05 | t ССЖМ- СМЖ 0,59 p>0,05 | t ССЖМ- СМЖ 0,96 p>0,05 | t ССЖМ- СМЖ 0,81 p>0,05 |
С, nF | ||||
ССЖМ | 0,00000016± ±0,000000002 p>0,05 | 0,00000016± ±0,0000000043 p>0,05 | 0,00000015± ±0,0000000054 p>0,05 | 0,00000014± ±0,0000000041 p>0,05 |
СМЖ | 0,00000016± ±0,0000000009 t0.1-100=-1,04 p>0,05 | 0,00000016± ±0,0000000004 t1-100= -1,04 p>0,05 | 0,00000015± ±0,0000000002 t10-100=-1,04 p>0,05 | 0,00000009± ±0,0000000002 |
Достоверность различий ССЖМ-СМЖ | t ССЖМ- СМЖ 0,622 p>0,05 | t ССЖМ- СМЖ -1,330 p>0,05 | t ССЖМ- СМЖ -0,935 p>0,05 | t ССЖМ- СМЖ -0,959 p>0,05 |
Z, кОм | ||||
ССЖМ | 0,02262±0,03331 t0.1-1=-2,6 p<0,05* t0.1-100=-16.3 p<0,01* | 0,08652±0,03080 t1-100= -6,4p<0,01*
| 0,03841±0,06242 t0.1-10= -1,4 p>0,05 t1-10=1,3 p>0,05 | 0,15813±0,02208 t10-100=-17,3 p<0,01* |
СМЖ | 0,00846±0,00270 t0.1-1=-3,4 p<0,01* t0.1-100=-21,1 p<0,01* | 0,07829±0,04371 t1-100=6,3 p<0,05*
| 0,03231±0,03675 t0.1-10= -1,4 p>0,05 t1-10=1,2 p>0,05 | 0,16425±0,01666 t10-100=-5,6 p<0,01* |
Достоверность различий ССЖМ-СМЖ | t ССЖМ- СМЖ 0,935 p>0,05 | t ССЖМ- СМЖ 0,385 p>0,05 | t ССЖМ- СМЖ 0,194 p>0,05 | t ССЖМ- СМЖ -0,509 p>0,05 |
Примечание: указаны различия по частотам 0,1 кГц, 1 кГц, 10 кГц, 100 кГц; различия между ССЖМ-СМЖ; * достоверные различия (p<0,05)
Средние значения емкости (С) центрифугата сосудистых сплетений желудочков головного мозга находились от 0,00000016±0,000000002 nF на низкой частоте 0,1 кГц до 0,00000014±0,0000000041 nF на частоте 100 кГц, различия не были достоверны (p>0,05). Средние значения спинномозговой жидкости более изменчивы, 0,00000016±0,0000000009 nF на низкой частоте 0,1 кГц до 0,00000009±0,0000000002 nF на частоте 100 кГц (p>0,05).
Сравнивая значения емкости (С) ССЖМ и СМЖ на всех изучаемых частотах от 0,1 до 100 кГц достоверных различий нами также не получено (p>0,05).
Импеданс, т.е. полное сопротивление в цепи переменного тока включая активную и реактивную составляющую их средние значения (Z) центрифугата сосудистых сплетений желудочков головного мозга были от 0,02262±0,03331 кОм на низкой частоте 0,1 кГц до 0,15813±0,02208 кОм на частоте 100 кГц (t0.1-100=-16,3 p<0,01).
Достоверно различались значения на частотах электрического тока 0,1 кГц и 1 кГц (t0.1-1=-2,6 p<0,05), 1 кГц и 100 кГц (t1-100= -6,4p<0,01), 10 кГц и 100 кГц (t10-100=-17,3 p<0,01). Средние значения импеданса СМЖ также изменчивы в зависимости от частоты тока, 0,00846±0,00270 кОм на низкой частоте 0,1 кГц до 0,16425±0,01666 кОм на частоте 100 кГц (t0.1-100=-21,1 p<0,01). Достоверно различались значения на частотах электрического тока 0,1 кГц и 1 кГц (t0.1-1=-3,4 p<0,01), 1 кГц и 100 кГц (t1-100=6,3 p<0,05), 10 кГц и 100 кГц (t10-100=-5,6 p<0.01). Сравнивая импеданс (Z) ССЖМ и СМЖ на изучаемых частотах от 0,1 до 100 кГц достоверных различий нами не получено (p>0,05).
Использование U-критерий Манна – Уитни (рис. 1) для оценки различий между независимыми выборками по уровню признака позволили констатировать, что значения активного сопротивления, емкости, импеданса ССЖМ и СМЖ на частотах 0,1 кГц, 1 кГц, 10 кГц, 100 кГц достоверно не различались. Возможно предположить, что ССЖМ синхронно показывает те изменения, которые регистрируются кондуктометрически в СМЖ. Для подтверждения гипотезы следует рассчитать коэффициент корреляции (r), позволяющий отслеживать такую связь и ее силу. Результаты показали, что сильная связь отмечалась (r=-0,93) у емкости на частоте 10 кГц, (r=-0,92) у емкости на частоте 1 кГц и (r=-0,89) на частоте 0,1 кГц; у импеданса на (r=-0,97) частоте 0,1 кГц, (r=-0,90) на частоте 10 кГц и 1 кГц; у активного сопротивления (r=-0,81) на частоте 100 кГц. В остальных случаях связь была слабее.
Рисунок 1 - U-критерий Манна — Уитни показывает отсутствие достоверных различий изучаемых признаков между центрифугатом сосудистых сплетений желудочков головного мозга (ССЖМ) и спинномозговой жидкости (СМЖ)
4. Заключение
Таким образом, установленная сильная связь ССЖМ и СМЖ дает основания для использования центрифугата сосудистых сплетений желудочков головного мозга для решения судебно-медицинских задач в научных исследованиях.