Нарушение кровообращения в нижних конечностях: Нарушения кровоснабжения ног | Пациенты

25.05.1995 alexxlab

Содержание

КОРРЕКЦИЯ НАРУШЕНИЙ ПЕРИФЕРИЧЕСКОГО КРОВООБРАЩЕНИЯ ПОСЛЕ ОПЕРАЦИЙ ПО ПОВОДУ ГРЫЖИ ДИСКА ПОЯСНИЧНОГО ОТДЕЛА ПОЗВОНОЧНИКА

Аннотация: проведен анализ состояния периферического кровообращения у 117 больных, перенесших операцию по поводу грыжи диска поясничного отдела позвоночника. При выполнении работы была оценена эффективность локальных перманентных блокад очага реактивного воспаления в зоне оперативного вмешательства на поясничном отделе позвоночника при коррекции нарушений периферического кровообращения нижних конечностей, обусловленных реализацией спинально-вазального рефлекса. Все больные, рассматриваемые в нашей работе, подписали информированное согласие на участие в программе и двухстороннее соглашение о неразглашении личных данных и протокола исследований. Больных, рассматриваемых в нашей работе, в зависимости от проведения коррекции нарушения кровообращения в нижних конечностях разделили на 2 группы. В I группу вошли 50 больных, которым коррекция нарушений кровообращения в нижних конечностях не проводились. Во II группе у 67 больных в послеоперационном периоде для коррекции дисфункции кровообращения в нижних конечностях проводили локальные перманентные блокады зоны оперативного вмешательства. Для этого во время операции через отдельный прокол к зоне вмешательства подводили катетер, по которому в послеоперационном периоде вводили 30,0-40,0 мл 0,25% раствора новокаина 4 раза в сутки. Критериями для анализа являлись показатели оксиметрии, капилляроскопии и клиническая симптоматика, характерная для нарушений периферического кровообращения в нижних конечностях. При проведении оксиметрического исследования оценивали состояние снабжения кислородом тканей верхних и нижних конечностей через 3 суток после операции по поводу грыжи диска поясничного отдела позвоночника в зависимости от проведения коррекции нарушений периферического кровообращения. Показателями капилляроскопии, используемыми для анализа, являлись общее количество сосудов, количество активных сосудов, содержащих форменные элементы крови в своем просвете, неактивных сосудов без форменных элементов в своем просвете, которые определяли в 50 полях зрения в сетке Автандилова. Кроме того, рассчитывали интегративный коэффициент соотношения активных и неактивных сосудов. Сравнительный анализ исследуемых показателей в зависимости от проведения коррекции нарушения периферического кровообращения показал, что локальные перманентные блокады зоны оперативного вмешательства обеспечивают регрессию клинической симптоматики и положительную динамику нарушений периферического кровообращения нижних конечностей в послеоперационном периоде. Перспективно продолжить исследования в этом направлении.

Ключевые слова: грыжа диска, боль в нижней части спины, спинально-вазальный рефлекс, капилляроскопия, оксиметрия

УЗДГ артерий нижних конечностей — цена в Москве в центре «М-Медик» на Беговой.

Ультразвуковой анализ артерий нижних конечностей в режиме допплерографии проводят по следующим показаниям:

наличие выраженного отека тканей ног;
гиперпигментация кожного покрова в виде светло-коричневых пятен;
частое онемение и покалывание пальцев конечностей или всей ноги;
снижение силы мышц, признаки атрофии;

похолодание кожного покрова;
быстрое утомление, болевой синдром при небольших физических нагрузках;
увеличение вен, формирование уплотнений под эпидермисом и сосудистых звездочек.

По результатам ультразвукового исследования можно выявить нарушение состояния артерий, патологические процессы на начальных стадиях развития, аномалии строения, тромбоз различного генеза. Также методом допплерографии подтверждают диагноз непроходимость артерий, хронический воспалительный процесс.

Прямые противопоказания к исследованию отсутствуют. Не проводится диагностика лишь при наличии нарушения целостности эпидермиса в зоне необходимого воздействия датчика. Подготовка не требуется.

Распространенной проблемой считается нарушение кровообращения в нижних конечностях, что часто связано с малоподвижным образом жизни и неправильным питанием. Исследовать состояние вен можно методом допплерографии – обследования, которое проводится при наличии следующих показаний:

судорожного синдрома, который усиливается в ночное время суток;
чувства онемения, сопряженного с покалыванием, ощущением «мурашек»;
видимых расширенных участков вены;
деформации венозного сплетения;
трофических язв;
болевого синдрома, который усиливается при физической нагрузке;

отечности конечности.

Наличие видимых изменений в венах – начальный этап развития патологии. При отсутствии должного лечения процесс прогрессирует, вызывая тяжелые осложнения, например, тромбофлебит. В таком случае новообразование (тромб) может оторваться от первичного места прикрепления, по кровотоку достигнуть головного мозга и вызвать инсульт.

Поэтому, чтобы исключить риск негативных последствий, нужно проходить допплерографию сразу после возникновения настораживающих симптомов. УЗДГ позволяет выявить:

участки с нарушением кровотока;
тромбоз;
недостаточное функционирование клапанов;
варикозную болезнь.

Специальная подготовка к исследованию не требуется.

Криообертывание

Каждый третий мужчина и каждая вторая женщина страдают от ощущения тяжести в ногах. Причиной синдрома тяжелых ног является нарушение кровообращения в глубоких венах нижних конечностей. Проблемы с кровообращением дают о себе знать не только в зрелом возрасте, часто они возникают уже в молодости.

Факторы, способствующие нарушению кровообращения в нижних конечностях:

наследственность
беременность
сидячий образ жизни
тесная одежда и обувь
длительное стояние на ногах
прием гормональных препаратов

На самых начальных этапах развития венозная недостаточность выражается в незначительных функциональных нарушениях. На этой стадии первостепенное значение имеют процедуры и рекомендации, назначаемые косметологом. Именно они могут помочь уменьшить неприятные ощущения и обеспечить эффективную профилактику варикозного расширения вен.

Процедура КРИООБЕРТЫВАНИЯ оказывает действие сразу по нескольким направлениям. Прежде всего позволяет эффективно решать проблему нарушения крово- и лимфообращения, устранять синдром тяжелых ног. Это становится возможным благодаря использованию целого комплекс активных компонентов с сосудоукрепляющим и лимфодренажным действием, что способствует повышению тонуса сосудов, улучшению микроциркуляции, уменьшению отеков. Также в процедуре используется препарат с липолитической активностью, которые позволяют уменьшить жировые отложения и дают прекрасные результаты в борьбе с целлюлитом. Применение холодного бандажного обертывания в сочетании с лимфодренажным массажем усиливает действие косметических средств. Уменьшается усталость, боль и напряжение в ногах, устраняются отеки и венозный застой,улучшается трофика и оксигенация тканей. К тому же процедура способствует повышению тонуса и эластичности кожи.

Показания:

нарушение периферического кровообращения
синдром тяжелых ног: боль, тяжесть в ногах, отеки
локальные жировые отложения
целлюлит
снижение тонуса и эластичности кожи

Противопоказания:

беременность
критические дни у женщин
варикозная болезнь, тромбофлебит
острые инфекционные заболевания (грипп, ОРВИ, ангина и т.п.)
хронические заболевания в стадии обострения
нарушение целостности кожных покровов
психические заболевания, эпилепсия
онкологические заболевания
индивидуальная непереносимость препаратов

Охлаждающая маска Oxygen Botanicals

Oxygen Botanicals – первая косметическая линия по уходу за кожей, которая содержит обогащенный кислород, полученный нехимическим способом. В большинстве кислородосодержащих продуктов используется перекись водорода, и кислород образуется в результате химической реакции, которая агрессивно воздействует на кожу.

В КАЖДОМ продукте Oxygen Botanicals содержится:

кислород
экстракт японского зеленого чай
коэнзим Q10
карнитин

Освежающая маска снимает раздражение, оказывает антиоксидантное действие, предупреждает потерю влаги, убирает покраснение и является отличным профилактическим средством против воспалительных процессов, оказывает дренажное действие, улучшает микроциркуляцию, рассасывает кожные инфильтраты, питает и восстанавливает упругость.

Инновационный состав маски способен обновлять клеточный состав и способствует формированию новых клеток. Является идеальным завершающим этапом при проведении атравматичной чистки лица и как самостоятельная уходовая процедура.

Нарушение кровообращения нижних конечностей в Израиль

Данная информация имеет характер исключительно общих сведений и не должна рассматриваться как медицинская консультация со стороны сайта Med-Turizm.ru. Все решения о проведении лечения, действиях после лечения и действиях во время восстановления должны приниматься только после соответствующей консультации у квалифицированного врача.

Нарушение кровообращения в нижних конечностях

Как возникает нарушение?

Артерии переносят кровь, насыщенную кислородом и питательными веществами, из сердца в органы и ткани. Иногда кровообращение в артериях нарушено из-за различных заболеваний и нарушений, таких как атеросклероз. Это приводит к тому, что органы и ткани получают недостаточно питательных веществ и кислорода, что вызывает заболевания артерий ног или болезнь периферических артерий.

Она начинается тогда, когла холестерин и жиры создают желтые пятна на внутренних стенках сосудов. Это приводит к образованию бляшек, в которых накапливаются тромбоциты и фибриновые сгустки. При этом

Каковы симптомы?

В некоторых редких случаях нарушение кровообращения в нижних конечностях может носить бессимптомный характер. Пациент может испытывать различный уровень боли, в зависимости от степени повреждения артерий. Боль в других областях нижних конечностей, такие как голени, колени, подошвы ног, талия или бедра.

• Перемежающаяся хромота: Это дискомфорт или боль, которые возникают во время ходьбы, но утихают в состоянии покоя. Боль или дискомфорт могут также проявляться при поднятии тяжестей. Хотя, иногда вы можете не испытывать выраженной боли, вы можете испытывать чувство тяжести и мышечные спазмы.

• Критическая ишемия: Это состояние возникает при сильном нарушении кровоснабжения нижних конечностей. Это приводит к сильной боли в нижних конечностях, локализирующейся в кончиках пальцев и области бедер, даже в состоянии покоя. Сильная ишемия может привести к сухости кожи, низкой температуре кожи, бледности или появлению трофических язв.

При отсутствии лечения она приводит к некрозу мягких тканей и гангрене нижних конечностей.

Факторы риска

• Возраст: Нарушения обычно возникают с возрастом

• Диабет

• Ожирение

• Курение

Высокий уровень гомоцистеина

• Высокий холестерин

• Повышенное артериальное давление

Причины

• Атеросклероз: Стенозирующий атеросклероз — это одна из главных причин нарушений кровообращения в нижних конечностях. Он часто вызван недостаточным кровоснабжением нижних конечностей и приводит к нестерпимой боли и даже потере трудоспособности. Он главным образом локализируется в крупных сосудах — аорте, бедренной артерии, подзвдошной или подколенной артерии.

• Эндартериит (тромбангиит): Это хроническое воспалительное заболевание, которое поражает маленькие артерии нижних конечностей. Точная причина неизвестна, но это может быть инфекционное грибковое заболевание, патологии системы свертывания крови, атеросклероз, аллергия или повышенная реакция на табачные продукты.

• Сахарный диабет: Люди, страдающие сахарным диабетом, более подвержены риску атеросклероза. Исходя из типа пораженных сосудов, это состояние может называться макроангиопатия, при которой поражены артерии, и микроангиопатия, при которой поражены артериолы и капилляры. Недостаточное кровоснабжение капилляров приводит к окостенению мягких тканей стопы. Это становится причиной снижения иммунитета и делает организм подверженным инфекциям. Одновременное наличие поражений нервов диабетического происхождения, патологий кровеносных сосудов, трофических язв на ногах и деформаций вызывает диабетическую стопу.

• Тромбофлебит: Это варикозное расширение вен

К кому обратиться

Людям с нарушениями кровообращения в нижних конечностях необходимо обратиться к сосудистому хирургу.

Нарушение кровообращения нижних конечностей — более подробные сведения

Введение в LEAD | МЭСИ – Упрощение диагностики

По данным Европейского общества кардиологов (ESC), распространенность заболевания периферических артерий (PAD), часто обозначаемого в настоящее время как LEAD (заболевание артерий нижних конечностей), значительно выше.

Болезнь вызывает опасения, поскольку она протекает бессимптомно, что означает, что она остается незамеченной в течение длительного времени, увеличивая риск прогрессирующих сердечно-сосудистых заболеваний. При своевременном обнаружении ЗПА поддается лечению и может снизить риск обширного сердечно-сосудистого повреждения.

Следовательно, крайне важно, чтобы пациенты обращались к врачу, как только они видят первые признаки расстройства.

Чтобы люди могли идентифицировать признаки, мы составили краткое введение в то, что такое ЗПА, его причины, признаки и симптомы, а также факторы риска.

Болезнь периферических артерий (ЗПА)

Заболевание периферических артерий или ЗПА — это нарушение кровообращения, при котором сужаются периферические артерии, несущие кровь к нижним конечностям.Это заболевание представляет собой хроническое артериальное окклюзионное заболевание, вызванное атеросклерозом артерий, отличных от тех, которые снабжают кровью мозг и сердце.

Атеросклероз — это состояние, при котором в артериях образуются бляшки, состоящие из жира, кальция, фиброзной ткани, холестерина и других веществ. Эта бляшка прикрепляется к стенкам артерий и со временем затвердевает, сужая путь для кровотока. Эта преграда ограничивает доступ здоровой насыщенной кислородом крови к органам, конечностям и другим частям тела.Со временем низкий уровень кислорода вызывает другие симптомы, которые могут вызвать другие серьезные проблемы.

Хотя ЗПА в основном поражает артерии нижних конечностей, были случаи, когда она поражала и другие части тела. Поскольку периферические артерии относятся ко всем артериям, которые несут насыщенную кислородом кровь от сердца к конечностям, желудку, голове и почкам, это может повлиять и на них.

Заболевание артерий нижних конечностей (LEAD)

Заболевание артерий нижних конечностей или ЗАНК часто используется как синоним ЗПА, когда он поражает артерии нижних конечностей в организме.Все, от бедра до пальцев ног, считается частью нижних конечностей. Закупорка артерий в этой области из-за атеросклероза определяется как LEAD. Термин LEAD в настоящее время чаще используется среди экспертов вместо ЗПА, особенно когда ЗПА возникает в нижних конечностях.

Симптомы ЗПА

Известно, что более 70% пациентов с ЗПА имеют очень легкие симптомы или протекают бессимптомно. Это означает, что у пациента вообще нет симптомов, даже если у него есть ЗПА.Тем не менее, наиболее частым симптомом, проявляющимся у пациентов с ЗПА, является боль и судороги в ногах при ходьбе, подъеме по лестнице или выполнении упражнений . Эта боль известна как хромота .

Перемежающаяся хромота

Перемежающаяся хромота у пациентов с ЗПА не ограничивается только болью. Иногда боли сопровождаются судорогами, онемением и тяжестью в мышцах ног . Хотя хромота обычно возникает в икроножных мышцах пораженной ноги (ног), она также может быть вызвана ягодицами, бедрами и ступнями. У пациентов с ЗПА эти симптомы часто ослабевают после некоторого отдыха ноги. Они могут снова сработать, когда пораженная нога используется для ходьбы или любой другой деятельности. Это называется перемежающаяся хромота .

Причина, по которой мышцы ног болят, заключается в том, что они нуждаются в усилении кровотока, особенно во время активной деятельности. В здоровых ногах артерии могут увеличить кровоток, чтобы обеспечить больше кислорода к мышцам. Однако артерий, пораженных ЗПА, сужены бляшками и не могут увеличить кровоток .Этот недостаток кислорода вызывает симптомы , когда мышцы активны. Они исчезают, когда нога находится в состоянии покоя, так как мышцам не нужно столько кислорода. В основном это первый признак ЗПА. Тяжесть симптома варьируется от пациента к пациенту. В некоторых случаях перемежающаяся хромота может вызывать легкую боль, в то время как в других случаях она может вызывать изнурительную боль.

Другие симптомы ЗПА

Помимо перемежающейся хромоты, другие симптомы ЗПА включают:

Слабый или отсутствующий пульс на голенях и стопах
Язвы, язвы или раны на стопах
Изменение цвета кожи на синеватый или бледный оттенок
Более низкая температура в пораженной ноге, чем в здоровой
Блестящая и шелушащаяся кожа на ногах
Незаживающие раны на нижних конечностях
Плохой рост ногтей и волос на пораженной ноге
Эректильная дисфункция у мужчин, особенно у больных сахарным диабетом

Появление этих симптомов зависит от тяжести ЗПА.Помните, что у большинства пациентов с ЗПА заболевание протекает бессимптомно и остается таковым до тех пор, пока болезнь не прогрессирует.

Посещение врача

Люди не должны рассматривать боль в ногах и один из симптомов, упомянутых выше, как естественную часть старения. Если человек испытывает любой из них, лучше ему или ей обратиться к врачу.

Человек должен обратиться к врачу, если у него нет симптомов, но он попадает в следующие категории:

Старше 65 лет.
Факторы риска сердечно-сосудистых заболеваний в возрасте до 65 лет, такие как диабет, ожирение или курение.
Люди старше 50 лет, но имеющие в анамнезе диабет, ожирение или курение, или семейный анамнез LEAD.
Возраст до 50 лет, но курение, диабет, гипертония, высокое кровяное давление или другие факторы риска ЗПА в анамнезе.

Наряду с этими людьми существует еще одна группа пациентов, которые находятся под реальной угрозой ЗПА. В эту группу пациентов входят те бессимптомные пациенты, которые могут иметь тяжелую степень заболевания, не проявляя неспособности двигаться.Эта конкретная группа называется «замаскированный LEAD».

Причины и факторы риска

Как объяснялось ранее, ЗПА вызывается атеросклерозом, который также называют атеросклерозом. Это заболевание характеризуется сужением артерий из-за накопления бляшек на стенках артерий. Что вызывает образование этого налета, неизвестно. Помимо атеросклероза, некоторые менее известные причины ЗПА включают воспаление кровеносных сосудов, аномалии в мышцах или связках, воздействие радиации или травмы нижних конечностей.

Факторы риска

Некоторые факторы риска, которые могут увеличить вероятность развития ЗПА, включают:

Старение
Курение
Диабет
Высокое кровяное давление
Высокий уровень холестерина
Ожирение
Семейный анамнез ЗПА или сердечно-сосудистых заболеваний
Обнаружение PAD

Лучший способ обнаружить ЗПА — измерение лодыжечно-плечевого индекса. Измерение ЛПИ включает в себя отношение артериального давления на обеих лодыжках к артериальному давлению на плече. Это простой и неинвазивный метод обнаружения, который может помочь в ранней диагностике ЗПА.

После проведения обширных исследований компания MESI создала устройство для измерения ЛПИ под названием MESI ABPI MD, которое предлагает точные и быстрые показания. Это позволяет специалистам в области здравоохранения представить эффективную и действенную альтернативу стандартным методам.

Прочтите статью Лизы Эспозито из U.S. News о том, как упражнения могут помочь при заболевании периферических артерий.

границ | Упражнения перед заболеванием периферических артерий нижних конечностей улучшают выносливость и кровоток в задних конечностях за счет подавления воспаления мышц

Введение

Заболевание периферических артерий нижних конечностей (ЗПА), обусловленное окклюзионными атеросклеротическими бляшками в артериях нижних конечностей, является основной причиной инвалидности и потери подвижности.Перемежающаяся хромота (ПХ) считается наиболее частым симптоматическим проявлением ЗПА, характеризующимся ишемической болью в мышцах при физической нагрузке из-за недостаточного кровотока (1). Следовательно, ИЦ приводит к функциональным нарушениям и упадку. Таким образом, улучшение функциональной работоспособности и/или предотвращение функционального ухудшения являются основными терапевтическими целями для пациентов с ЗПА (1).

Физическая активность связана со снижением риска развития хронических сердечно-сосудистых заболеваний, включая ишемическую болезнь сердца, сердечную недостаточность и инсульт (2, 3).Положительное влияние физических упражнений на вторичную профилактику сердечно-сосудистых заболеваний также широко продемонстрировано (2, 3). Физические упражнения и, в частности, регулярная ходьба, также играют центральную роль в лечении ЗПА, основываясь на многочисленных доказательствах, демонстрирующих, что они обеспечивают важные преимущества с точки зрения ходьбы у пациентов с ЗПА (4–8). Мы и другие также недавно сообщили об улучшении беговой способности после физических упражнений на модели ЗПА/ишемии задних конечностей на мышах (9, 10).Хотя терапевтическая эффективность физических упражнений для людей с установленным ЗПА широко документирована, остается неизвестным, могут ли упражнения, начатые до начала заболевания, также быть ценной стратегией для облегчения тяжести заболевания.

Моноциты и макрофаги являются важными компонентами врожденной иммунной системы, играющими ключевую роль в артериогенезе и восстановлении тканей/мышечных тканей после ишемии. Макрофаги претерпевают изменения фенотипа в соответствии со специфическими сигналами окружающей среды.Макрофаги, впервые проникающие в ишемизированную мышцу, поляризованы на провоспалительный фенотип M1 (классически активированный) (11, 12). После преимущественно ранней инфильтрации макрофагов М1 сдвиг в сторону противовоспалительного фенотипа М2 (альтернативно активируемый) проявляется на более поздних стадиях постишемии, способствуя коллатеральному росту и улучшая восстановление кровотока (11, 12). Таким образом, терапевтические вмешательства, направленные на модулирование фенотипа макрофагов в ишемизированной мышце, доказали свою эффективность в улучшении перфузии при экспериментальных ЗПА (13–17).

Было показано, что упражнения обладают противовоспалительными свойствами и способностью влиять на фенотип моноцитов/макрофагов в кровообращении и/или в различных тканях, включая скелетные мышцы нижних конечностей, как на моделях человека (18, 19), так и на животных (20, 21) . Однако, насколько нам известно, эффективность физических упражнений в модулировании поляризации моноцитов/макрофагов в кровообращении и ишемии мышечной ткани при ЗПА ранее не изучалась.

Таким образом, в настоящем исследовании изучалось влияние физических упражнений перед ЗПА на функциональную способность, перфузию конечностей и артериогенез, а также на профиль поляризации циркулирующих моноцитов и макрофагов мышц конечностей у мышей с дефицитом аполипопротеина Е (ApoE ^-/- ).

Методы

Протокол животных

В этом исследовании использовали в общей сложности 38 самцов мышей C57BL/6 ApoE ^-/-. Первоначально мышей получали из Charles River Laboratories (L’arbresle, Франция), а затем разводили и содержали в обычных условиях содержания в виварии Лозаннского университета и университетской больницы Лозанны. Мы использовали мышей ApoE ^-/- с гиперхолестеринемией, чтобы точно имитировать болезнь человека, поскольку пациенты с ЗПА обычно имеют гиперхолестеринемию.Мышам давали обычный корм для грызунов и воду без ограничений.

В возрасте 7-8 недель мышей разделили на две группы: первая подвергалась произвольной физической нагрузке (EXE) в течение 5 недель, а вторая группа оставалась малоподвижной (SED) в течение 5-недельного периода. Мыши в группе EXE имели свободный доступ к беговому колесу диаметром 12 см (Intellibio, Sechamps, Франция) 24 часа в сутки, 7 дней в неделю. Количество оборотов регистрировалось ежедневно.

В конце периода упражнений или сидячего образа жизни мышам проводили одностороннюю перевязку подвздошных артерий, чтобы вызвать ЗПА и ишемию задних конечностей, как описано ранее (10, 14).После перевязки артерий мышей содержали в сидячем положении либо 5 недель (первая серия экспериментов; n = 22 мыши), либо 1 неделю (вторая серия экспериментов; n = 16 мышей) перед эвтаназией.

Полное беговое испытание на беговой дорожке

Максимальное расстояние бега и максимальное время бега оценивали с помощью теста форсированного бега на моторизованной беговой дорожке (Columbus Instruments, США) (14). Испытание начиналось с бега со скоростью 5 м/мин в течение 5 минут (разогрев), с последующим увеличением скорости (2 м/мин каждые 3 минуты).Электрическая сеть (0,2 мА, 3 Гц) была помещена в задней части беговой дорожки для обеспечения мотивации. Тест прекращали при истощении мышей, т. е. когда они оставались на электросети в течение 5 с. Тест повторялся дважды для каждой временной точки, и результаты усреднялись. Мышам давали привыкнуть к беговой дорожке в течение 1 недели перед первым тестом (10-минутный бег со скоростью 5 м/мин).

Лазерное допплеровское измерение перфузии задних конечностей

Перфузию тканей ишемизированных и контралатеральных неишемизированных задних конечностей оценивали с использованием лазерного доплеровского устройства визуализации (Moor Instruments Ltd, Axminster, England) у мышей под анестезией, как описано ранее (10, 14).Вкратце, пять последовательных подошвенных изображений задних конечностей сканировали с 30-секундными интервалами для каждой мыши. Программное обеспечение Moor LDI Image Review (Moor Instruments Ltd, Axminster, England) затем использовали для расчета перфузии в интересующей области для каждого изображения на основе цветных пикселей гистограммы, и результаты усреднялись. Перфузию выражали как отношение перфузии ишемизированной к неишемизированной конечности.

Анализ проточной цитометрии

Профиль лейкоцитов анализировали в образцах крови, полученных из хвостовой вены, в соответствии с ранее описанной процедурой (22).Вкратце, эритроциты лизировали и образцы окрашивали антителами, конъюгированными с флуорохромом, специфичными к CD45, CD11b, Ly6G и Ly6C. Анализ проводили с помощью проточного цитометра Cytomics FC500, а данные анализировали с помощью программного обеспечения Kaluza (оба Beckman Coulter).

Гистологические и иммуногистохимические анализы

Ишемизированные икроножные мышцы фиксировали 10% забуференным формалином и готовили поперечные срезы (толщиной 5 мкм). Окрашивание гематоксилином и эозином (H&E) проводили для идентификации и количественной оценки количества регенерированных мышечных волокон, то есть с центральными ядрами.С этой целью с помощью микроскопа Leica DMLB, соединенного с камерой Leica DC300F (Leica Microsystems, Wetzlar, Germany), в каждом поперечном сечении для данного животного было захвачено в общей сложности 3-5 случайно выбранных полей. Количество волокон с центрально расположенными ядрами подсчитывали вручную и выражали в процентах от общего числа мышечных волокон для данного поля. Площадь поперечного сечения (CSA) регенерирующих мышечных волокон измеряли с помощью программного обеспечения Leica QWin (Leica Microsystems, Wetzlar, Germany).
Мышечные срезы
также подвергали иммуноокрашиванию мышиным моноклональным антителом к α-гладкомышечному актину (α-SMA) для идентификации артериол, как описано ранее (10, 14).Подсчет артериол проводили вручную, а плотность артериол выражали как количество артериол на поле. Все анализы проводились под световой микроскопией с помощью программного обеспечения Leica QWin. Для каждого параметра (количество регенерированных волокон, ПСА и плотность артериол) усреднялись результаты из каждого поля для данного среза.

Анализ полимеразной цепной реакции с обратной транскрипцией в реальном времени

Процедура проводилась, как описано ранее, с небольшими изменениями (10, 14).Образцы ишемизированной и контралатеральной неишемизированной икроножной мышцы собирали сразу после эвтаназии, быстро замораживали в жидком азоте и хранили при -80°C. Приблизительно 30 мг мышечной ткани разрушали и гомогенизировали в лизирующем буфере с использованием Tissue Lyser LT (Qiagen, Швейцария). Затем тотальную РНК экстрагировали с помощью набора Total RNeasy Fibrous Tissue Mini Kit (Qiagen, Швейцария) и подвергали обратной транскрипции в кДНК с использованием набора реагентов PrimeScript™ RT с ластиком гДНК (TaKaRa Bio Inc., Япония) в соответствии с протоколами производителя. Количественную ПЦР в реальном времени проводили в повторах для каждого образца с использованием системы обнаружения ПЦР в реальном времени CFX96 (Bio-Rad Laboratories Inc, Швейцария) с мышиными праймерами, перечисленными в дополнительной таблице 1. Для каждого образца Ct каждого гена-мишени нормализовали. к гену домашнего хозяйства 36B4 для определения ΔCT. Данные были представлены в относительном выражении по формуле 2 ^{-Δ CT} (23).

Статистический анализ

Все данные представлены как среднее ± стандартное отклонение.Все анализы проводились с использованием программного обеспечения GraphPad Prism 8 Prism. Статистический тест, использованный для каждого эксперимента, указан в подписях к рисункам. P < 0,05 считается статистически значимым.

Результаты

Эффект от упражнения с колесом перед экспериментальной подушкой

ApoE ^-/- мышей подвергали 5-недельной произвольной тренировке или вели малоподвижный образ жизни до индукции экспериментальной ЗПА.

Средняя ежедневная дистанция бега у мышей EXE составила 4.20 ± 1,59 км. Как показано на рисунке 1А, среднее ежедневное расстояние бега в неделю постепенно увеличивалось на второй неделе тренировок (3,97 ± 1,66 км) и на третьей (4,96 ± 2,10 км, p < 0,01 против 3,32 ± 1,81 км на первой неделе). обучения). Среднесуточная дистанция несколько уменьшилась на четвертой неделе тренировок (4,44 ± 1,71 км) и оставалась стабильной на пятой (4,31 ± 1,68 км) (рис. 1А).

Рисунок 1 . Эффект упражнений с колесом перед индукцией PAD у мышей ApoE ^-/-. (A) Ежедневное расстояние, проходимое каждую неделю мышами EXE ( n = 11). (B) Масса тела мышей EXE и SED ( n = 11 животных в группе). (C) Максимальное расстояние бега (слева) и максимальное время бега (справа), измеренные в беговом тесте с градуированной беговой дорожкой ( n = 11 животных в группе). Повторные измерения однофакторного ANOVA с тестом множественных сравнений Тьюки в (A) : $$ p < 0,01 по сравнению с неделей 1. Непарный t -критерий в (B,C) : * p < 0.05, ** p < 0,01, **** p < 0,0001 по сравнению с SED. Гистограммы представляют среднее значение ± стандартное отклонение.

На исходном уровне масса тела (МТ) существенно не отличалась между группами SED и EXE (рис. 1B). Мыши EXE показали значительно более низкую массу тела, чем мыши SED, на каждой неделе 5-недельного периода исследования (рис. 1B). Максимальное расстояние бега (MRD) и максимальное время бега (MRT) были одинаковыми между двумя группами на исходном уровне (рис. 1C). В конце 5-недельного периода исследования MRD и MRT были значительно улучшены у мышей EXE по сравнению с SED (+18 и +17% для MRD и MRT, соответственно, p < 0.05; Рисунок 1С). В совокупности эти данные показывают, что 5 недель произвольной тренировки на колесе вызывали у наших животных специфические физиологические характеристики адаптации к аэробным упражнениям.

Соотношение тканевой перфузии между правыми и левыми задними конечностями составляло 1,05 ± 0,07 у мышей SED и 1,03 ± 0,04 у мышей EXE на 5 неделе периода исследования (незначимо), что указывает на одинаковую перфузию между правыми и левыми задними конечностями в обеих группах и что Упражнения с колесом на этот параметр не влияли.

Влияние предыдущего упражнения с колесом на выполнение упражнения после экспериментальной PAD

Как показано на рисунке 2, MRD и MRT были значительно выше у мышей EXE, чем у SED на 5-й неделе после ишемии (MRD: 168,7 ± 42,5 против 137,3 ± 20,7 м, p <0,05; MRT: 18,4 ± 2,9 мин. против 16,4 ± 1,5 мин, р < 0,05). Не было никаких существенных различий в MRD и MRT на 1-й, 2-й, 3-й и 4-й неделе после ишемии между двумя группами (рис. 2).

Рисунок 2 .Влияние профилактических упражнений на физическую работоспособность у мышей ApoE ^-/- с ЗПА. Максимальное расстояние бега (слева) и максимальное время бега (справа), измеренные в беговом тесте на беговой дорожке ( n = 11 животных в группе). Непарный t — тест: * p < 0,05 против СЭД. Гистограммы представляют среднее значение ± стандартное отклонение.

Подобно периоду до ишемии, мыши EXE имели значительно более низкую массу тела, чем мыши SED, каждую неделю после ишемии (данные не показаны).

Влияние предыдущих упражнений с колесом на перфузию задних конечностей и артериогенез после экспериментальной PAD

Как показано на рисунке 3A, перфузия ишемизированной задней конечности существенно не различалась между EXE и SED мышами на 1 неделе (0.24 ± 0,10 против 0,29 ± 0,20) и 2-й недели (0,35 ± 0,10 против 0,31 ± 0,08) после ишемии. Однако у мышей EXE наблюдалось улучшение ишемической перфузии задних конечностей по сравнению с SED на неделе 3 (0,53 ± 0,14 по сравнению с 0,38 ± 0,13, p <0,05), неделе 4 (0,58 ± 0,14 по сравнению с 0,38 ± 0,09, p <0,01). и 5-я неделя (0,61 ± 0,14 против 0,47 ± 0,15, p <0,05) после ишемии (рис. 3А). Гистологический анализ показал, что количество артериол в поле зрения при большом увеличении также было увеличено в ишемизированной мышце ЭКГ по сравнению с СЭД на 5-й неделе после ишемии (+66%, p = 0.051; Рисунок 3Б). Количественный анализ RT-PCR в реальном времени показал, что экспрессия проартериогенных генов Ang2 и eNOS, но не VEGFA, была значительно повышена в ишемизированных мышцах мышей EXE по сравнению с SED ( p <0,01, рисунок 3C).

Рисунок 3 . Влияние профилактических упражнений на ишемическую перфузию задних конечностей у мышей ApoE ^-/- с ЗПА. (A) Вверху: репрезентативные лазерные допплеровские изображения ишемизированной (справа) и контралатеральной неишемизированной (слева) лапы с 1-й по 5-ю неделю после ишемии.Внизу: отношение перфузии в ишемизированной задней конечности к неишемизированной задней конечности ( n = 11 животных в группе). (B) Вверху, репрезентативные изображения поперечных срезов ишемической икроножной мышцы, иммуноокрашенных анти-α-SMA (коричневым цветом) при увеличении × 10 в поле зрения. Внизу: количественная оценка числа артериол в поле зрения при большом увеличении на 5-й неделе после ишемии ( n = 10 животных в группе). Данные выражены в процентах от среднего значения в SED. (C) Анализ экспрессии ключевых генов, участвующих в артериогенезе (Ang2, eNOS и VEGFA), с помощью ОТ-ПЦР в реальном времени в неишемизированных и ишемизированных икроножных мышцах мышей SED и EXE на 5-й неделе после ишемии ( n = 5 животных в группе).Непарный t — тест в (A) и (B) : * p < 0,05, ** p < 0,01 по сравнению с SED. Двухсторонний ANOVA с тестом множественных сравнений Сидака в (C) : ^### p < 0,001, ^#### p < 0,0001 по сравнению с соответствующим неишемическим; ** p <0,01 по сравнению с СЭД. Гистограммы представляют среднее значение ± стандартное отклонение.

Как показано на рисунке 4А, в ишемизированной мышце при ЭКГ было значительно больше регенерирующих миофибрилл, чем при СЭД (66.8 ± 39,4 против 23,9 ± 38,4%, p < 0,05). В соответствии с гистологическими данными экспрессия связанных с миогенезом генов MyoG и Mymk также повышалась в ишемизированных мышцах мышей EXE ( p <0,01 по сравнению с SED; рис. 4B). Кроме того, экспрессия гена Pax7 имеет тенденцию к увеличению ( p = 0,09) в ишемизированной мышце EXE по сравнению с SED (рис. 4B). Между двумя группами не было обнаружено существенной разницы в CSA регенерирующих миофибрилл (рис. 4А).

Рисунок 4 .Влияние профилактических упражнений на ишемическую регенерацию мышц задних конечностей у мышей ApoE ^-/- с ЗПА. (A) Вверху: репрезентативные изображения поперечных срезов ишемической икроножной мышцы, окрашенные гематоксилин-эозином при высоком увеличении × 20. Посередине: Количественное определение центроядерных моих волокон на 5-й неделе после ишемии ( n = 7-10 животных на группу). Внизу: количественная оценка площади поперечного сечения (CSA) регенерирующих ишемизированных икроножных миофибрилл ( n = 3-9 животных на группу). (B) Анализ экспрессии ключевых генов, участвующих в регенерации мышц (MyoD, MyoG, Myf5, Mymk и Pax7) с помощью ОТ-ПЦР в реальном времени в неишемизированных и ишемизированных икроножных мышцах мышей SED и EXE на 5-й неделе постишемия ( n = 5 животных в группе). Непарный t — тест в (А) : * p < 0,05 по сравнению с SED. Двухсторонний ANOVA с тестом множественных сравнений Сидака в (B) : ## p <0,01 по сравнению с соответствующим неишемическим; ** р < 0.01 против СЭД. Гистограммы представляют среднее значение ± стандартное отклонение.

Влияние предыдущих упражнений с колесом на инфильтрацию и профиль макрофагов мышц задних конечностей после экспериментальной PAD

На 1-й неделе после ишемии анализ экспрессии генов выявил повышенную регуляцию макрофагального маркера F4/80 в ишемизированной мышце мышей с SED ( p <0,05 по сравнению с неишемизированной мышцей), но не у мышей с EXE ( Рисунок 5А). Экспрессия гена F4/80 имеет тенденцию к снижению в ишемизированной мышце EXE по сравнению с экспрессией SED ( p = 0.07; Рисунок 5А). В соответствии с результатами ОТ-ПЦР в реальном времени иммуноокрашивание на маркер макрофагов Mac-2 выявило меньшую инфильтрацию макрофагов в ишемизированной мышце EXE, чем в мышце SED (рис. 5B). Затем мы охарактеризовали фенотип макрофагов, используя специфические маркеры для макрофагов M1 и M2, используя RT-PCR в реальном времени. Как мы сообщали ранее (14), у мышей SED наблюдалось значительное увеличение экспрессии маркера M1 CD11c в ишемизированной мышце ( p <0,05 по сравнению с неишемизированной мышцей), в то время как у мышей EXE значительного увеличения не наблюдалось (рис. 5C).Экспрессия гена iNOS, второго специфического маркера макрофага M1, была значительно снижена в ишемизированных мышцах мышей EXE по сравнению с SED ( p <0,05; фигура 5C). Поскольку макрофаги M1 связаны с продуцированием провоспалительных цитокинов, мы затем определили экспрессию генов TNF-α, IL-6, IL-1β и IL-18. В соответствии с CD11c, экспрессия TNF-α также была значительно увеличена в ишемизированной мышце при СЭД ( p <0,05 по сравнению с неишемической; фигура 5D). Это увеличение было подавлено у мышей EXE (рис. 5D).Неожиданно значительное увеличение экспрессии TNF-α ( p <0,05) наблюдалось в неишемизированных мышцах мышей EXE по сравнению с мышцами EXE (рис. 5D). Кроме того, по сравнению с SED, экспрессия IL-6 была значительно снижена при EXE как в ишемизированной, так и в неишемизированной мышце ( p <0,05 по сравнению с SED; рис. 5D). Наконец, хотя и незначительная, наблюдалась тенденция к более высокой экспрессии IL-1β и IL-18 в ишемизированной мышце мышей SED по сравнению с неишемизированной мышцей, о которой не сообщалось у мышей EXE (рис. 5D).Анализ маркеров макрофагов М2 CD206 и Arg1 не выявил существенных различий между двумя группами (рис. 5Е).

Рисунок 5 . Влияние профилактических упражнений на воспаление мышц задних конечностей у мышей ApoE ^-/- через 1 неделю после ЗПА. (A) Анализ экспрессии гена с помощью RT-PCR в реальном времени маркера макрофагов F4/80 в неишемизированных и ишемизированных икроножных мышцах мышей SED и EXE ( n = 6 животных в группе). (B) Репрезентативные изображения ишемических поперечных срезов икроножной мышцы, окрашенных анти-Mac-2 (коричневым цветом) при высоком увеличении × 20. (CE) Анализ экспрессии генов с помощью RT-PCR в реальном времени провоспалительных маркеров макрофагов M1 (C) , родственных M1 провоспалительных цитокинов (D) и противовоспалительных маркеров макрофагов M2 (E) в неишемизированных и ишемизированных икроножных мышцах мышей SED и EXE ( n = 4-6 животных в группе). Двухсторонний ANOVA с тестом множественных сравнений Сидака в (A,C-E) : # p <0,05 по сравнению с соответствующим неишемическим; * р < 0.05 против СЭД. Гистограммы представляют среднее значение ± стандартное отклонение.

На 5-й неделе после ишемии экспрессия ни маркеров макрофагов M1, ни маркеров макрофагов M2 существенно не различалась между EXE и SED (рис. 6).

Рисунок 6 . Влияние профилактических упражнений на воспаление мышц задних конечностей у мышей ApoE ^-/- через 5 недель после ЗПА. Анализ экспрессии генов с помощью ОТ-ПЦР в реальном времени провоспалительных маркеров макрофагов M1 и цитокинов (A) и противовоспалительных маркеров макрофагов M2 (B) в неишемизированных и ишемизированных икроножных мышцах SED и EXE мыши ( n = 4-6 животных в группе).Двухсторонний ANOVA с тестом множественных сравнений Сидака в (A, B) : * p <0,05 по сравнению с SED. Гистограммы представляют среднее значение ± стандартное отклонение.

Влияние предыдущих упражнений с колесом на профиль подтипов циркулирующих моноцитов после экспериментальной PAD
Анализ периферической крови с помощью проточной цитометрии
показал, что доля моноцитов была значительно выше у мышей EXE, чем у мышей SED на 5-й неделе после ишемии (36,0 ± 8,2 против 23,1 ± 3,7%, p <0,05; рисунки 7A, B). Дальнейший анализ подтипов моноцитов выявил значительное снижение доли провоспалительных моноцитов у EXE по сравнению с мышами SED на 5-й неделе после ишемии (8.1 ± 2,8 против 15,3 ± 2,3%, р < 0,001; Фигуры 7А,С). Также наблюдалось значительное снижение доли промежуточных моноцитов (11,6 ± 2,4 против 14,3 ± 0,4%, p <0,05; рисунки 7A, C). Напротив, доля противовоспалительных моноцитов значительно увеличилась при EXE (80,3 ± 4,7 против 70,4 ± 2,0% при SED, p <0,01, рисунки 7A,C). Ни доля моноцитов, ни доля подтипов моноцитов существенно не различались между двумя группами на 1-й и 3-й неделе после ишемии (рис. 7C).Доля гранулоцитов существенно не отличалась между двумя группами в любой момент времени после ишемии (данные не показаны).

Рисунок 7 . Влияние профилактических упражнений на циркулирующие моноциты ApoE ^-/- мышей с ЗПА. (A) Пример стратегии гейтирования для идентификации субпопуляций моноцитов у мышей SED и EXE. Во-первых, жизнеспособные клетки гейтировали по прямому рассеянию (FS)/боковому рассеянию (SS). Затем в жизнеспособных клетках создавали график CD45/SS для идентификации лейкоцитов (CD45 ⁺ клеток).Гранулоциты были идентифицированы как CD11 ⁺ Ly6G ⁺ клеток (P1), а моноциты были идентифицированы как CD11 ⁺ Ly6G ^— клеток (P2). Далее моноциты были отобраны для экспрессии Ly6C, после чего три различные субпопуляции моноцитов были классифицированы следующим образом: классические провоспалительные моноциты (CD11 ⁺ Ly6G ^— Ly6C ^hi), промежуточные моноциты (CD11 ⁺ Ly6G ^—

5 Ly6C ^int) и неклассические противовоспалительные моноциты (CD11 ⁺ Ly6G ⁻ Ly6C ^low). (C) Процент моноцитов в популяции лейкоцитов ( B) и каждого подтипа моноцитов в популяции моноцитов сравнивали у мышей SED и EXE через 1, 3 и 5 недель после ишемии ( n = от 4 до 11 животных в группе). Непарный тест t в (B,C) : * p < 0,05, ** p < 0,01 и *** p < 0,001 по сравнению с SED. Гистограммы представляют среднее значение ± стандартное отклонение.

Обсуждение

Основной вывод настоящего исследования заключается в том, что 5 недель произвольных упражнений с колесом, начатых до ЗПА, улучшили способность к бегу после ЗПА у мышей ApoE ^-/-.Кроме того, мы продемонстрировали, что физические упражнения до ЗПА стимулировали ишемический артериогенез/перфузию крови конечностей и модулировали статус фенотипической поляризации циркулирующих моноцитов и мышечных макрофагов.

Широко продемонстрирована роль физической активности и физических упражнений в первичной и вторичной профилактике сердечно-сосудистых заболеваний (2, 3). На животных моделях мы и другие показали, что аэробные упражнения (произвольный бег, принудительный бег и плавание) предотвращают развитие атеросклеротических бляшек и замедляют их прогрессирование до поздней или тяжелой стадии (24–26).Плавание и бег на беговой дорожке также защищают от экспериментального острого инфаркта миокарда (27) и инсульта (28). Кроме того, было показано, что 5-недельный произвольный бег сохраняет структуру и функцию двигательных нервов и мышечных волокон в мышиной модели ишемии-реперфузии задних конечностей (29). Тем не менее, несколько исследований изучали профилактический (или предварительный) эффект физических упражнений на животных моделях сердечно-сосудистых заболеваний. Например, de Waard и Duncker продемонстрировали, что 2 недели произвольного бега в колесе перед постоянной перевязкой левой передней нисходящей коронарной артерии (мышиная модель инфаркта миокарда) снижали постинфарктную смертность и улучшали сердечную функцию у мышей C57BL/6 (30). ).Совсем недавно Надери и соавт. продемонстрировали, что 4 недели предварительного кондиционирования на беговой дорожке уменьшали объем инфаркта и улучшали неврологический дефицит после постоянной окклюзии средней мозговой артерии (экспериментальная модель инсульта) у мышей с овариэктомией (31). Наше исследование является первым, насколько нам известно, в котором изучался профилактический эффект упражнений в условиях ЗПА и демонстрировалось, что упражнения являются эффективной профилактической терапией для задержки снижения способности к бегу, связанного с ЗПА.

Затем мы задались вопросом, могут ли профилактические упражнения стимулировать экспрессию артериогенных генов после ишемии, тем самым увеличивая васкуляризацию и кровоток в конечностях. В литературе существуют разногласия по поводу влияния лечебной физкультуры на гемодинамические параметры в мышиной модели ишемии задних конечностей, при этом в некоторых исследованиях сообщалось об улучшении артериогенеза и восстановлении перфузии после тренировки (32, 33), в то время как в других не было показано никакого эффекта (9, 10). ). Повышенная экспрессия генов Ang2 и eNOS и количество артериол в ишемизированной мышце, а также усиление перфузии в ишемизированной задней конечности у мышей, ведущих физическую нагрузку, по сравнению с малоподвижными, подтвердили нашу гипотезу.В соответствии с нашими выводами элегантное исследование Ширмера и соавт. демонстрация повышенного восстановления перфузии у мышей ApoE ^-/-, тренирующихся в течение 3 недель (произвольное беговое колесо) перед перевязкой правой бедренной артерии (34). Авторы также сообщили об увеличении количества коллатеральных артерий в ишемизированной приводящей мышце у тренирующихся мышей (34). Наше исследование, тем не менее, дало новое понимание, поскольку мы показали усиление перфузии при предварительных упражнениях на позднем этапе после периферической ишемии (т.через 3, 4 и 5 недель после ишемии), в то время как исследование Ширмера наблюдало такой эффект раньше (т. е. через 1 неделю после ишемии) (34). Наш результат представляет особый интерес с клинической точки зрения для предотвращения длительного (хронического) заболевания, такого как атеросклеротическая ЗПА. Более того, мы показали признаки ускоренной регенерации мышц в поздние сроки после ишемии, о чем свидетельствует значительное увеличение числа миофибрилл с центрально расположенными ядрами и экспрессия генов промиогенных факторов MyoG и Mymk, характерных для улучшенного восстановления мышц.Примечательно, что Ширмер и др. не измеряли выносливость у своих мышей, в отличие от нашего исследования, показывающего, что вызванное профилактическими упражнениями увеличение кровотока в ишемизированной конечности приводит к улучшению функциональных результатов. В совокупности наши выводы и выводы Ширмера и соавт. в совокупности указывают на то, что упражнения способны улучшить гемодинамику нижних конечностей после ишемии, даже если упражнения прекращаются до ишемии.

На клеточном и молекулярном уровне настоящее исследование показывает, что предтренировочный комплекс предотвращает повышение уровня экспрессии генов F4/80 и M1-подобного маркера макрофагов CD11c, а также провоспалительного цитокина TNF-α в ишемизированной мышце через 1 неделю после ишемии. -ПАД.Мы также наблюдали снижение количества положительных клеток Mac-2 (качественный анализ), а также снижение маркера M1 iNOS и экспрессии гена IL-6 в ишемизированной мышце в ответ на физическую нагрузку. Ранее было доказано, что уменьшение количества макрофагов в ишемизированных скелетных мышцах мышей усиливает васкуляризацию, способствует регенерации тканей и/или улучшает восстановление использования задних конечностей (35–37). В том же духе предыдущее исследование показало, что снижение уровней провоспалительных цитокинов TNF-α, IL-6 и IL-1 в ишемизированной мышце связано с лучшим бегом на беговой дорожке у мышей (37).Снижение экспрессии мРНК TNF-α в ишемизированной икроножной мышце также было связано с более высокой плотностью артерий и улучшением восстановления перфузии через 1 неделю после экспериментальной ЗПА у мышей после лечения молекулами водорода (13). Ранее мы также сообщали, что ингибирование ишемического воспаления мышц на 1-й неделе после ЗПА, особенно провоспалительного состояния активации M1, приводило к повышению выносливости (14). Здесь мы впервые показываем, что упражнения способны модулировать воспаление мышц и гены, связанные с поляризацией M1 при ЗПА.Следует подчеркнуть, что профилактические упражнения не влияли на экспрессию генов маркеров М1 через 5 недель после ЗПА. Это неудивительно, поскольку воспаление мышц больше не присутствует в этот момент после ЗПА, как мы сообщали ранее (14). Помимо снижения количества макрофагов М1, можно также ожидать увеличения количества макрофагов М2 при физической нагрузке на основании предыдущих исследований, показывающих, что физическая нагрузка может поляризовать макрофаги в сторону фенотипа М2 в скелетных мышцах (19, 21). В настоящем исследовании мы не наблюдали какого-либо влияния профилактических упражнений на экспрессию гена макрофага М2 в ишемизированной мышце ни через 1, ни через 5 недель после ЗПА.Отсутствие изменений в фенотипе макрофагов М2 может объяснить, почему экспрессия гена VEGFA в ишемизированной мышце не модулируется профилактическими упражнениями, поскольку макрофаги М2 являются основным источником продукции VEGF (11). В соответствии с нашим исследованием, снижение количества макрофагов М1 без воздействия на макрофаги М2 также наблюдалось в икроножной мышце животных с мышечной дистрофией Дюшенна после 4 недель низкоинтенсивных тренировок (38). Взятые вместе, наши данные показывают, что упражнения до ЗПА способствуют артериогенезу и регенерации мышц, ингибируя воспаление, а не противовоспалительный эффект в нашей мышиной модели.

Важный новый вывод текущего исследования заключается в том, что доля циркулирующих провоспалительных моноцитов снизилась, а доля противовоспалительных моноцитов увеличилась после профилактических упражнений через 5 недель после ЗПА, что указывает на сдвиг поляризации в сторону противовоспалительного фенотипа. Удивительно, но никакого влияния упражнений на фенотип циркулирующих моноцитов не наблюдалось через 1 неделю после ЗПА, хотя в этот момент времени произошло снижение макрофагов М1 мышц, как описано выше.Эти данные свидетельствуют о том, что влияние предшествующих упражнений на мышечные макрофаги не отражается на системном уровне. Таким образом, можно предположить, что резидентные макрофаги в скелетной ишемической мышце, а не вновь рекрутированные макрофаги, происходящие из моноцитов, ответственны за артериогенез после предварительной тренировки в нашей мышиной модели. В исследовании Khmelewski et al. показывая, что резидентные в тканях макрофаги играют доминирующую роль в артериогенезе независимо от циркулирующих моноцитов, подтверждается наша гипотеза (39).Однако необходимы дальнейшие исследования, чтобы лучше понять роль циркулирующих подтипов моноцитов в патофизиологии ЗПА.

Таким образом, мы показываем, что упражнения, начатые до ЗПА, улучшают показатели выносливости и кровоснабжение задних конечностей у мышей. Механически мы предполагаем, что ингибирование поляризации и воспаления макрофагов M1 на ранней стадии мышечной ишемии может лежать в основе наблюдаемого положительного эффекта профилактических упражнений.

Наши открытия имеют потенциальное клиническое применение.Начало регулярной физической активности в раннем взрослом возрасте может уменьшить тяжесть заболевания у лиц, у которых ЗПА может развиться в течение жизни. Кроме того, это исследование еще раз подтвердило важность физической активности для первичной профилактики сердечно-сосудистых заболеваний, особенно ЗПА.

Заявление о доступности данных

Оригинальные вклады, представленные в исследовании, включены в статью/дополнительный материал, дальнейшие запросы можно направлять соответствующему автору/ам.

Заявление об этике

Исследование на животных было рассмотрено и одобрено этическим комитетом кантона Во.

Вклад авторов

MP и LM задумали/спроектировали исследование, интерпретировали данные и написали рукопись. МП и КБ проводили эксперименты. MP, KB и LM проанализировали данные. Все авторы прочитали и одобрили окончательную версию этой рукописи.

Конфликт интересов

Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могли бы быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Примечание издателя

Все претензии, изложенные в этой статье, принадлежат исключительно авторам и не обязательно представляют претензии их дочерних организаций или издателя, редакторов и рецензентов. Любой продукт, который может быть оценен в этой статье, или претензии, которые могут быть сделаны его производителем, не гарантируются и не поддерживаются издателем.

Благодарности

Мы благодарим Мод Майер, Жана-Франсуа Обера и Катрин Амстутц за их прекрасную техническую помощь.Мы также благодарим доктора Эмабл Нахимана (Центральная лаборатория гематологии, университетская больница Лозанны) за помощь в экспериментах по проточной цитометрии.

Дополнительный материал

Дополнительный материал к этой статье можно найти в Интернете по адресу: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fcvm.2021.706491/full#supplementary-material

Ссылки

1. Абоянс В., Рикко Дж. Б., Бартелинк М.Э.Л., Бьорк М., Бродманн М., Конерт Т. и соавт. Рекомендации ESC по диагностике и лечению заболеваний периферических артерий, 2017 г., в сотрудничестве с Европейским обществом сосудистой хирургии (ESVS): документ, посвященный атеросклерозу экстракраниальных сонных и позвоночных, мезентериальных, почечных артерий, артерий верхних и нижних конечностей. Подтверждено: European Stroke Организация (ESO) Целевая группа по диагностике и лечению заболеваний периферических артерий Европейского общества кардиологов (ESC) и Европейского общества сосудистой хирургии). Eur Heart J. (2018) 39: 763–816. doi: 10.1093/eurheartj/ehx095

Полнотекстовая перекрестная ссылка

3. Varghese T, Schultz WM, McCue AA, Lambert CT, Sandesara PB, Eapen DJ, et al. Физическая активность в профилактике ишемической болезни сердца: значение для клинициста. Сердце. (2016) 102:904–9. doi: 10.1136/heartjnl-2015-308773