Исследование электрической активности желудочно-кишечного тракта в условиях длительного космического полета

Пребывание в условиях длительного космического полета сопровождается изменением функциональной активности многих систем организма и в том числе системы пищеварения, в которой происходит ряд однотипных функциональных изменений. Эти изменения вызваны факторами невесомости, среди которых основными являются гипокинезия, обусловленная отсутствием веса и гемодинамическая перестройка, связанная с облегченным возвратом крови к сердцу из-за отсутствия ее веса. Для быстрого воспроизведения гипокинетических эффектов невесомости используется пребывание в условиях "сухой" иммерсии, а для воспроизведения гемодинамических — пребывание в антиортостатическом положении.

Для оценки функционального состояния основных отделов желудочно-кишечного тракта (ЖКТ) в этих исследованиях использовалась электрогастроэнтерография (ЭГЭГ) в частотных спектрах специфичных для желудка, двенадцатиперстной, тощей, подвздошной кишки и толстого кишечника. Аналогичные исследования электрической активности ЖКТ были проведены на Российском сегменте МКС в рамках космического эксперимента (КЭ) "Спланх". КЭ "Спланх" был направлен на исследование особенностей изменений структурно-функционального состояния пищеварительной системы, возникающих в условиях космического полета. На 1-м этапе для исследований особенностей функционального состояния ЖКТ в КП проводилась, апробированная в наземных экспериментах, запись ЭГЭГ утром натощак и после приема пищи (стандартного завтрака). В КЭ участвовали 10 космонавтов, которые провели исследования электрической активности ЖКТ после 3-х и 5-и месяцев пребывания в условиях невесомости.

( См. далее... )

Авторы: к.м.н. Б.В. Афонин, к.м.н. Е.А. Седова, В.А. Валуев, А.А. Соловьёва.

На фотографии. Б.В. Афонин исследует моторику желудочно-кишечного тракта с помощью одновременной гастроэнтерографии и УЗИ во время 7-суточной сухой иммерсии. На заднем плане: Е.А. Седова. Фото ИМБП.

Поздравляем с днём ветеринара! И днём лошади!

Отдельные поздравления тем, кто, хотя бы изредка, занимается лечением органов пищеварения лошадей! По этому поводу представляю небольшой фильм: "Электрогастроэнтерография у лошадей" .

А также подборку литературы по ветеринарной гастроэнтерологии.

Периферическая электрогастроэнтерография (ПЭГЭГ) – метод исследования электрической активности различных отделов желудочно-кишечного тракта (ЖКТ) при помощи анализа электрических потенциалов, регистрируемых с накожных электродов, давно используется в диагностике нарушений моторики ЖКТ у человека. Метод базируется на наличии тесной взаимосвязи между электрической и сократительной деятельностью ЖКТ. Применение ПЭГЭГ в клинической практике описано в большом количестве публикаций.

Нарушениями моторики страдают не только люди, но и животные. Например у лошадей это колики, которые могут привести к смерти животного. В ветеринарии ранее уже были опубликованы работы по применению ПЭГЭГ у лошадей, например, Sasaki N. et al. Clinical Applications of Electrointestinography in the Horse, в который для исследований применялся серийный "человеческий" прибор, а также другие работы по ветеринарной гастроэнтерологии. 

НПП «Исток-Система» выпускает приборы для ПЭГЭГ у людей с 1994 г. С 2014 прибор «Спланхограф», созданный на базе серийно выпускаемого электрогастроэнтерографа «Гастроскан-ГЭМ», используется для проведения ПЭГЭГ у космонавтов на МКС.

Настала очередь ветеринарии. Мы решили провести эксперименты по исследованию электрической активности ЖКТ у лошадей с помощью нашего прибора Гастроскан-ГЭМ.

В этом небольшом ролике вы можете увидеть стандартное исследование - периферическую электрогастроэнтерографию желудочно-кишечного тракта лошади. Метод исключает хирургическое вшивание электродов в различные отделы ЖКТ, применение игольчатых электродов и другие травматичные приёмы. В результате этого исследования мы получили запись электрического сигнала от различных отделов ЖКТ лошади с качеством, достаточным для использования его в исследовательской и практической ветеринарии.

Оценить состояние отдельных сегментов желудочно-кишечного тракта (ЖКТ) всегда сложно. Для этого используют такие методы как гастродуоденоскопия, ректороманоскопия, рентгенография, радиоизотопные исследования, УЗИ и др. Врачу-гастроэнтерологу хотелось бы, чтобы до этих сложных, дорогих и громоздких в выполнении исследований можно было провести простую неинвазивную экспресс-диагностику, наподобие методики ЭКГ в кардиологии. В настоящее время на роль такой методики претендует накожная электрогастроэнтерография (ЭГЭГ), в основе которой лежит запись электрических потенциалов с поверхности кожи.

Такие возможности ЭГЭГ давно привлекают внимание исследователей в космической гастроэнтерологии, ведь в условиях космического полета (КП) провести традиционную диагностику состояния различных отделов ЖКТ практически невозможно. При этом факторы космического полета (в первую очередь, невесомость) оказывают воздействие на организм и в том числе на пищеварительную систему. Считается, что невесомость вызывает возникновение ряда однотипных изменений в пищеварительной системе и в частности изменений в желудке и кишечнике, которые характеризуются повышенной секреторной активностью и снижением всасывания. В рамках научной программы при полетах на орбитальную станцию МИР была попытка применить подобную методику. Тогда был разработан опытный образец бортового гастрографа. Но он был способен регистрировать электрическую активность только желудка. Кроме того, технические возможности прибора не позволяли получать запись гастроэнтерограммы без помех, а обработка гастроэнтерограмм проводилась вручную. Все это вместе с экономическими причинами, возникшими в то время, послужило препятствием для использования этого метода для космического эксперимента.

( Читать дальше... )

На фотографии: космонавт Серова Елена Олеговна и автор статьи врач Афонин Борис Васильевич. Подготовка к экспедиции МКС-42. Обучение проведению электрогастроэнтерографии на приборе "Спланхограф". Фото ИМБП.

Исходя из сведений о физиологии желудка, мы знаем, что симпатические реакции сопровождаются ослаблением тонуса желудка и торможением его перистальтики, а парасимпатикотония – повышением тонуса желудка и усилением его перистальтики. Следовательно, оценка моторной активности желудка позволяет понять, как реализуется влияние автономной нервной системы на электрическую активность стенки желудка.

В 1956 г. М.А. Собакиным был сконструирован и внедрен в клиническую практику прибор, позволяющий регистрировать биотоки желудка (электрогастрограмма) с передней брюшной стенки.

Электрогастрография – метод исследования, позволяющий оценить биоэлектрическую активность желудка и двенадцатиперстной кишки (ДПК). Он основан на регистрации изменений электрического потенциала от этих органов.

В состоянии покоя гладкомышечные клетки, как и клетки сердечной мышцы или скелетных мышц, имеют мембранный потенциал покоя, благодаря градиенту концентрации ионов по обе стороны клеточной мембраны. Периодические изменения мембранного потенциала получили название медленных волн (МВ) или трансмембранного потенциала покоя, то есть разность потенциалов, существующую между внутри- и внеклеточной средой при отсутствии изменений электрической активности. МВ представляют собой периодические фазы деполяризации и реполяризации мембран гладкомышечных клеток. Они возникают с достаточно постоянной для каждого отдела ЖКТ частотой. В дистальном направлении частота волн уменьшается.

Далее: читать или скачать в pdf.

Фотографии GastroScan : Собачки

Электрогастроэнтерография - исследование электрической активности желудка и кишечника.

Позавчера, впервые в России (по, крайней мере, впервые на современной аппаратуре) была проведена накожная электрогастроэнтерография у собак. Собачки перенесли исследование на удивление хорошо. Сегодня посмотрели на компьютере, что смогли записать вчера. Запись прошла отлично, сигнал виден прекрасно. Первое впечатление: очень большое отличие от аналогичного сигнала у людей (включая космонавтов) и лошадей. Более глубокие заключения после тщательного анализа опубликуем позже.

Исследования проводили у здоровых в отношении желудочно-кишечного тракта собак.

Большие впечатления от "Комондора" (Ветеринарный центр «Комондор»). Современная аппаратура, которой нет и во многих "человеческих" больницах, грамотные, жизнерадостные и любящие животных сотрудники клиники (последнее особенно бросается в глаза). Поразила реабилитация животных. В частности, как ветеринар в гидрокостюме в бассейне упорно занималась упражнениями с больной собачкой, добиваясь восстановления движений задних лапок.

Огромное спасибо врачам и персоналу "Комондора", оказавших неоценимую помощь при проведений исследований! Отдельное спасибо - обаятельной Ирине Кондратовой, без деятельного участия, организаторской энергии и высококвалифицированных консультаций которой всё это не состоялось бы.

Периферическая электрогастроэнтерография (ПЭГЭГ) – метод исследования электрической активности различных отделов желудочно-кишечного тракта (ЖКТ) при помощи анализа электрических потенциалов, регистрируемых с накожных электродов, давно используется в диагностике нарушений моторики ЖКТ у человека. Метод базируется на наличии тесной взаимосвязи между электрической и сократительной деятельностью ЖКТ. Применение ПЭГЭГ в клинической практике описано в большом количестве публикаций.

Нарушениями моторики страдают не только люди, но и животные. Например у лошадей это колики, которые могут привести к смерти животного. В ветеринарии ранее уже были опубликованы работы по применению ПЭГЭГ у лошадей, например, Sasaki N. et al. Clinical Applications of Electrointestinography in the Horse, в который для исследований применялся серийный "человеческий" прибор, а также другие работы по ветеринарной гастроэнтерологии.

НПП «Исток-Система» выпускает приборы для ПЭГЭГ у людей с 1994 г. С 2014 прибор «Спланхограф», созданный на базе серийно выпускаемого электрогастроэнтерографа «Гастроскан-ГЭМ», используется для проведения ПЭГЭГ у космонавтов на МКС. Настала очередь ветеринарии. Мы решили провести эксперименты по исследованию электрической активности ЖКТ у лошадей с помощью нашего прибора Гастроскан-ГЭМ.

В этом небольшом ролике вы можете увидеть стандартное исследование - периферическую электрогастроэнтерографию желудочно-кишечного тракта лошади. Метод исключает хирургическое вшивание электродов в различные отделы ЖКТ, применение игольчатых электродов и другие травматичные приёмы. В результате этого исследования мы получили запись электрического сигнала от различных отделов ЖКТ лошади с качеством, достаточным для использования его в исследовательской и практической ветеринарии.

Для дальнейшего работы нам необходима поддержка ветеринаров, занимающихся, в том числе болезнями пищеварительного тракта лошадей, которые заинтересованы в улучшение методов диагностики. Мы с признательностью выслушаем советы и рекомендации, а если речь идёт о Москве и ближайшем Подмосковье, особенно Северо-Восточном, мы готовы провести совместные эксперименты по ПЭГЭГ у животных.

Выражаем искреннюю благодарность коллективу КСК "Ивановское", в том числе директору КСК Николаю Николаевичу Макарову, его заместителю Наталье Борисовне, конникам-спортсменам и энтузиастам Давиду Валиеву, Веронике Гривковской, Сергею Петрову за огромную помощь в организации исследований, а также ветеринарным врачам Марии Александровне Саплиновой (РУДН) и Ирине Кондратовой (Вет. центр "Комондор") за обсуждения и ценные советы.

Фотографии GastroScan : Кони, лошади, ветеринария

В настоящее время в России электрогастроэнтерографию лошадей делают с помощью вживленных в мышечную стенку желудочно-кишечного тракта электродов. Для их вживления требуется хирургическая операция. В июне 2014 года на территории КСК "Орловское поддворье" (д. Орлово, Щёлковский р-н, Моск. обл.) была проведена первая в России периферическая накожная электрогастрография, при которой электроды наклеиваются на тело лошади. Исследовался мерин Прибой (хозяйка врач-ветеринар Е. Рустамова). Использовался серийно выпускаемый медицинский прибор "Гастроскан-ГЭМ". Был получен сигнал хорошего качества, практически без артефактов. Он был передан в персональный компьютер, где были сделаны его спектральный и вейвлет анализы. Подробнее см.: Трифонов М.М., Рустамова Е.В., Михеев А.Г., Лаврова Н.И. Первый отечественный опыт двухканальной периферической электрогастроэнтерографии лошадей.

 

Электрогастроэнтерограмма двенадцатиперстной кишки. До (красный) и после (зеленый) еды. По оси ординат – милливольты. По оси абсцисс – секунды.

Отсюда: Попов А.И., Рудалёв А.В. Визуализация результатов обработки гастроэнтерограмм / Труды семинара "Прикладные информационные технологии", 28.11.2012. Архангельск: САФУ им. М.В. Ломоносова, 2012.