СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ АТЕРОСКЛЕРОТИЧЕСКОГО ПОРАЖЕНИЯ БЕДРЕННОЙ И ПЛЕЧЕВОЙ АРТЕРИЙ С ПОМОЩЬЮ МЕТОДА ИК-ФУРЬЕ СПЕКТРОСКОПИИ Агейкин А.В.

Пензенский государственный университет


Номер: 9-
Год: 2014
Страницы: 344-346
Журнал: Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук

Ключевые слова

атеросклероз, ИК-Фурье спектроскопия, бедренная артерия, плечевая артерия, резистентность, atherosclerosis, FTIR, femoral artery, brachial artery, resistance

Просмотр статьи

⛔️ (обновите страницу, если статья не отобразилась)

Аннотация к статье

В статье рассмотрена оригинальная методика исследования сосудистого материала человека с помощью ИК- Фурье спектроскопии на предмет поражения бедренной и плечевой артерий атеросклерозом. Представлен типичный ИК-спектр пропускания tunica intima сосудов умерших людей 50 - 60-летнего возраста с подробной идентификацией полос поглощения, на основании которого сделан вывод о резистентности плечевой артерии к атеросклерозу, в отличие от бедренной.

Текст научной статьи

Атеросклероз является патологическим состоянием, лежащим в основе множества различных расстройств, включая цереброваскулярные заболевания и заболевания аорты, коронарную болезнь сердца, а также заболевания системы периферического артериального кровообращения. Хотя это заболевание и не ново, процесс развития и течения данной патологии, как считает палеопатолог Рой Муди, проходил одинаково, как у жителей древнего Египта, так и у современного населения [1]. В XIX веке немецкий патологоанатом Рудольф Вирхов, увлеченный микроскопией, активно занимался изучением кровеносных сосудов. На основании своих исследований он заключил, что атеросклеротические поражения локализованы внутри интимы. Ученый полагал, что отложения в интиме стимулируют пролиферацию соединительной ткани, которая инициирует дальнейшие дегенеративные изменения в сосудистой стенке. На современном этапе развития науки для изучения происходящих в организме патологических процессов используются различные методики. Актуальными на сегодняшний день являются методы экспресс-диагностики, которые позволяют качественно и в кратчайшие сроки получить и оценить определенные характеристики. К таким методам относится метод ИК-Фурье спектроскопии, который основывается на исследовании пропускания ИК-излучения образцов с последующей регистрацией интерферограммы. ИК-Фурье спектроскопия позволяет оценить химический состав сосудистой стенки как в качественном, так и в количественном соотношении. Это достигается путем исследования образцов сосудистой стенки толщиной 40 мкм, полученных с помощью микротома. Подготовка биологического материала для исследования включала в себя несколько этапов. Первоначально производилось взятие материала размером 1×1 см2 и дальнейшее его погружение в изотонический (0,9%) раствор натрия хлорида. На следующем этапе производилось изготовление среза, которое включало в себя термическую обработку образца, срезание слоя материала толщиной 40 мкм с помощью микротома и погружение полученных образцов в дистиллированную воду. После этого производилась фиксация материала на алюминиевой фольге толщиной 14 мкм. Заключительным этапом была сушка полученного образца для исследования в течение 10-15 минут при комнатной температуре. После проведения всех этапов подготовки материала осуществлялась регистрация спектра с помощью ИК-Фурье спектрометра (ФСМ 1201, ООО «Инфраспек», Россия), с последующим анализом и оценкой полученных результатов. В ходе исследования было проанализировано 20 пар образцов бедренной и плевой артерий у умерших людей в возрасте 50-60 лет. На рисунке 1 представлен спектр образца, подготовленного по вышеизложенной методике. Рис. 1 - Типичный ИК-спектр пропускания tunica intima сосудов умершего человека в возрасте 55 лет (на примере бедренной и плечевой артерий) Подробная идентификация полос поглощения приведена в таблице 1. Большинство интенсивных полос могут быть отнесены к функциональным группам белков, холестерола, а также сложных эфиров холестерола. Таблица 1 Полосы пропускания типичного ИК- спектра tunica intima сосудов умершего человека Волновое число, см-1 Типы колебаний Основные соединения 2960 νaCH3 жиры 2925 νaCH2 жиры 2875 νsCH3 жиры 2853 νaCH2 жиры 1745 νC=O сложные эфиры холестерола 1655 Амид I (νC=O) белки (коллаген, эластин) 1548 Амид II (νCN + δNH) белки (коллаген, эластин) 1453 δaCH3 жиры 1419 СО32- карбонат-ион 1343 δCH3 белки (коллаген, эластин) 1280 ρCH2 жиры 1238 Амид III (νCNH) белки (коллаген, эластин) * условные обозначения колебаний: ν - валентные; δ - деформационные; s - симметричные; a - асимметричные; ρ - маятниковые Полосы поглощения, соответствующие частотам 1655, 1548, 1238 см-1 относятся к амидным I, II и III колебаниям. Частота 1655 см-1 соответствует валентным C=O колебаниям (νС=О, амид I), частота 1548 см-1 - валентным CN и деформационным NH колебаниям (νCN + δNH, амид II), а частота 1238 см-1 - валентным CNH колебаниям (νCNH, амид III). Полосы поглощения 1453 и 1343-1 относятся к деформационным симметричным и асимметричным колебаниям CH в молекулах белков. Таким образом, все эти группы полос поглощения относятся, к коллагену и эластину, из которых, как известно, нормальная интима состоит на 50% сухого веса. В спектре пропускания нормальной (здоровой) tunica intima бедренной и плечевой артерий не наблюдается других значительных полос поглощения [2-5]. Судя по графику, интенсивность пропускания ИК-луча через бедренную артерию несколько выше, чем через плечевую, что говорит о более низких концентрациях эластических волокон в бедренной артерии. Из-за низкого содержания эластических волокон и высокого содержания коллагеновых, в стенке бедренной артерии происходят микроразрывы, которые в дальнейшем приводят к развитию атеросклероза в местах повреждения артерии. По всей вероятности, этот факт объясняет один из механизмов резистентности плечевой артерии к развитию атеросклероза. Таким образом, метод ИК-Фурье спектроскопии может быть использован как экспресс-метод для исследования атеросклеротических изменений в сосудах человека. Плечевая артерия в различных возрастных группах крайне редко поражается атеросклерозом по сравнению с бедренной. На это влияют множество факторов, одним из которых является различное соотношение коллагеновых и эластических волокон в сосудистой стенке. Дальнейшие исследования в этой области позволят более полно понять и оценить принципы и механизмы развития атеросклеротического процесса в организме человека.

Научные конференции

 

(c) Архив публикаций научного журнала. Полное или частичное копирование материалов сайта возможно только с письменного разрешения администрации, а также с указанием прямой активной ссылки на источник.