vestimИзвестия Национальной академии наук Беларуси. Серия медицинских наукProceedings of the National Academy of Sciences of Belarus, Medical series1814-60232524-2350The Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"vestim-392Research ArticleКЛИНИЧЕСКАЯ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ МЕДИЦИНАCLINICAL AND EXPERIMENTAL MEDICINEНАРУШЕНИЯ ВОДНОГО ОБМЕНА ГОЛОВНОГО МОЗГА ПРИ ОПУХОЛЯХ РАЗЛИЧНОЙ СТЕПЕНИ ЗЛОКАЧЕСТВЕННОСТИDISTURBANCE OF BRAIN WATER METABOLISM IN TUMORS OF DIFFERENT-DEGREE MALIGNANCYПархачЛ. П.ParkhachL. P.

канд. биол. наук, доцент, ученый секретарь

Ph. D. (Biol.), Assistant Professor, Scientific Secretary

parkhachlp@mail.ruАшуровР. Г.AshurovR. G.

канд. мед. наук, докторант

Ph. D. (Med.),, doctorate thesis researcher

СмеяновичА. Ф.SmeyanovichA. F.

академик, д-р мед. наук, профессор, заведующий отделом

Academician, D. Sc. (Med.), Professor, Head of the Department

ninh@mail.ruТитовецЭ. П.TitovetsE. P.

д-р биол. наук, профессор, гл. науч. сотрудник

D. Sc. (Biol.), Professor, Chief researcher

eptitovets@gmail.comБосяковаЕ. В.BosyakovaK. V.

науч. сотрудник

Researcher

basiakova.k.v@gmail.comРеспубликанский научно-практический центр неврологии и нейрохирургииRepublican Research and Practical Center of Neurology and Neurosurgery20170810201703111120Copyright © Пархач Л.П., Ашуров Р.Г., Смеянович А.Ф., Титовец Э.П., Босякова Е.В., 20172017Пархач Л.П., Ашуров Р.Г., Смеянович А.Ф., Титовец Э.П., Босякова Е.В.Parkhach L.P., Ashurov R.G., Smeyanovich A.F., Titovets E.P., Bosyakova K.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestimed.belnauka.by/jour/article/view/392

Методами функциональной магнитно-резонансной нейровизуализации исследован водный обмен головного мозга при опухолях разной степени злокачественности. Исследования выполнены в режиме фазоконтрастной T2-взвешенной и диффузионно-взвешенной МРТ-визуализации. Получены данные о распространении перитуморального отека, подвижности воды в области отека и в паренхиме головного мозга, движении цереброспинальной жидкости в Сильвиевом водопроводе. Обнаружена положительная корреляция (R = 96 %) между величиной перитуморального отека и значением коэффициента асимметрии. Полученные данные о водном обмене головного мозга затруднительно объяснить с классических позиций. Согласно новым представлениям, предполагаемое участие в этом обмене капилляров паренхимы головного мозга дает возможность более широко интерпретировать полученные результаты.

 

The methods of functional magnetic resonance imaging have been used to study the brain water exchange in tumors of different-degree malignancy. The studies were performed in the phase-contrast T2 -weighted mode and the diffusionweighted mode. Data were obtained on the distribution of peritumoral edema, water mobility in the edema and parenchyma of the brain, the movement of cerebrospinal fluid in the Sylvian aqueduct. A positive correlation (R = 96 %) was found between the amount of peritumoral edema and the asymmetry coefficient value. The obtained data of water metabolism of the brain are difficult to explain from the classical point of view. A new approach based on the participation of the brain parenchyma capillaries provides better opportunities for interpreting the obtained results.

 

опухоли головного мозгаводный обмен головного мозгамагнитно-резонансная нейровизуализацияbrain tumorsbrain water exchangemagnetic resonance neuroimagingReferencesТитовец, Э. П. Механизм осциллирующего движения жидкости в интерстициальном пространстве головного мозга / Э. П. Титовец // Молекулярные, мембранные и клеточные основы функционирования биосистем : сб. ст. – Минск, 2016. – Ч. 1. – С. 385–387.Titovets E. P. The mechanism of oscillating fluid motion in the interstitial space of the brain. Molekulyarnyie, membrannyie i kletochnyie osnovyi funktsionirovaniya biosistem. Sbornik statey [Molecular, membrane and cellular bases of the functioning of biosystems. Digest of articles], Minsk, 2016, Part 1, pp. 385–387. (in Russian).Eijkel, J. Nanofluidics: what is it and what can we expect from it? : review / J. Eijkel, A. Van den Berg // Microfluid Nanofluid. – 2000. – N 1. – P. 249–267.Eijkel J. Van den Berg A. Nanofluidics: what is it and what can we expect from it? : Review. Microfluidics and Nanofluidics, 2000, vol. 1, pp. 249–267.Structural and functional features of central nervous system lymphatic vessels / A. Louveau [et al.] // Nature. – 2015. – Vol. 523. – P. 337–341.Louveau A., Smirnov I., Keyes T. J., Eccles J. D., Rouhani S. J., Peske J. D., Derecki N. C., Castle D., Mandell J. W., Lee K. S., Harris T. H., Kipnis J. Structural and functional features of central nervous system lymphatic vessels. Nature, 2015, vol. 523, pp. 337–341.Molecular mechanisms of cerebrospinal fluid production / S. L. Brown [et al.] // Neuroscience. – 2004. – Vol. 129. – P. 955–960.Brown S. L., Davies L. S., Speake T., Millar D. I. Molecular mechanisms of cerebrospinal fluid production. Neuroscience, 2004, vol. 129, pp. 955–996.Метод диагностики нарушений циркуляции цереброспинальной жидкости головного мозга : инструкция по применению / А. Ф. Смеянович, Э. П. Титовец, Л. П. Пархач, М. В. Талабаев, А. И. Антоненко, С. И. Каленчик, Е. В. Босякова / РНПЦ неврологии и нейрохирургии. – Минск, 2015.Smeyanovich A. F., Titovets E. P., Parkhach L. P., Talabayev M. V., Antonenko A. I., Kalenchik S. I., Basiakova K. V. Instruction for use “Method for diagnosing circulatory disorders of cerebrospinal fluid in the brain” State Scientific Center of Neurosurgery and Neurosurgery, Minsk, 2015. (in Russian).Warach, S. Fast magnetic resonance diffusion-weighted imaging of acute human stroke / S. Warach // Neurology. – 1992. – Vol. 42 (9). – P. 1717–1723.Warach S. Fast magnetic resonance diffusion-weighted imaging of acute human stroke. Neurology, 1992, vol. 42 (9), pp. 1717–1723.Окользин, А. В. Возможности магнитно-резонансной спектроскопии по водороду в характеристике опухолей головного мозга : дис. … канд. мед. наук / А. В. Окользин. – СПБ., 2007. – С. 206.Okolzin A. V. Possibilities of magnetic resonance spectroscopy on hydrogen in the characterization of brain tumors. Thesis for the degree of PhD. St. Petersburg, 2007, p. 206. (in Russian).Nicholson, C. Modeling brain extracellular space from diffusion data / C. Nicholson // Diffusion Fundamentals. – 2007. – Vol. 6. – P. 75.1–75.15.Nicholson C. Modeling brain extracellular space from diffusion data. Diffusion Fundamentals, 2007, vol. 6, pp. 75.1–75.15.Thorne, R. G. In vivo diffusion analysis with quantum dots and dextrans predicts the width of brain extracellular space / R. G. Thorne, C. Nicholson // PNAS. – 2005. – Vol. 103 (14). – P. 5567–5572.Thorne R. G., Nicholson C. In vivo diffusion analysis with quantum dots and dextrans predicts the width of brain extracellular space. PNAS, 2005, vol. 103 (14), pp. 5567–5572.Sukova, E. Diffusion in brain extracellular space / E. Sukova, C. Nicholson // Physiol. Rev. – 2008. – Vol. 88. – P. 1277–1340.Sukova E., Nicholson C. Diffusion in Brain Extracellular Space. Physiological Reviews, 2008, vol. 88, pp. 1277–1340.A new look at cerebrospinal fluid circulation / T. Brinker [et al.] // Fluids Barriers CNS. – 2014. – Vol. 11. – P. 10.Brinker T., Stopa E., Morrison J., Klinge P. A new look at cerebrospinal fluid circulation. Fluids Barriers CNS, 2014, vol. 11, p. 10.Abbott, N. J. Evidence for bulk flow of brain interstitial fluid: significance for physiology and pathology / N. J. Abbott // Neurochem. Int. – 2004. – Vol. 45. – P. 545–552.Abbott N. J. Evidence for bulk flow of brain interstitial fluid: significance for physiology and pathology. Neurochemistry International, 2004, vol. 45, pp. 545–552.Orešković, D. A new look at cerebrospinal fluid movement / D. Orešković, M. Klarica // Fluids Barriers CNS. – 2014. – P. 11–16.Orešković, D., Klarica, M. A new look at cerebrospinal fluid movement. Fluids Barriers CNS, 2014, pp. 11–16.Davson, H. Physiology and pathophysiology of the cerebrospinal fluid / H. Davson, K. Welch, M. B. Segal. – Edinburgh : Churchill-Livingstone, 1987.Davson H., Welch K., Segal M. B. Physiology and pathophysiology of the cerebrospinal fluid. Edinburgh, Churchill-Livingstone, 1987.Определение параметров волн внутричерепного давления в диагностике отека и гипоксии головного мозга / Э. П. Титовец [и др.] // Достижения мед. науки. – 2014. – Вып. XVIII. – С. 41.Titovets E. P. Determination of the parameters of intracranial pressure waves in the diagnosis of edema and hypoxia of the brain. Dostizheniya meditsinskoi nauki [Achievements of Medical Science], 2014, issue XVIII , p. 41. (in Russian).Титовец, Э. П. Новый концептуальный подход к рассмотрению водного обмена головного мозга, церебрального отека, гипоксии и ишемии / Э. П. Титовец, Л. П. Пархач // Молекулярные, мембранные и клеточные основы функционирования биосистем : сб. ст. междунар. науч. конф. – Минск, 2014. – Ч. 1. – С. 339–341.Titovets E. P. A new conceptual approach to the consideration of water metabolism of the brain, cerebral edema, hypoxia and ischemia. Molekulyarnyie, membrannyie i kletochnyie osnovyi funktsionirovaniya biosistem. Sbornik statey [Molecular, Membrane and Cellular Basis for the Functioning of Biosystems: Digest of articles.]. Minsk, 2014, part 1, pp. 339–341. (in Russian).Титовец, Э. П. Аквапорины человека и животных : фундаментальные и клинические аспекты / Э. П. Титовец. – Минск: Белорус. наука, 2007. – С. 239.Titovets E. P. Aquaporines of man and animals. Fundamental and clinical aspects: monograph. Minsk : Belarusian Science, 2007, p. 239. (in Russian).Nagelhus, E. A. Physiological roles of aquaporin-4 in brain / E. A. Nagelhus, O. P. Ottersen // Physiol Rev. – 2013. – Vol. 93 (4). – P. 1543–1562.Nagelhus E. A. Physiological roles of aquaporin-4 in brain. Physiological Reviews, 2013, vol. 93 (4), pp. 1543–1562.Verkman, A. S. Aquaporins in clinical medicine / A. S. Verkman // Ann. Rev. of Medicine. – 2012. – Vol. 63. – P. 303–316.Verkman A. S. Aquaporins in clinical medicine. Annual Review of Medicine, 2012, vol. 63, pp. 303–316.Gundersen, G. A. Roles of aquaporin-4 in brain fluid dynamics : Thesis for the degree of Ph. D. / Institute of Basic Medical Sciences. Faculty of Medicine & Centre for Molecular Medicine, Norway University of Oslo. – 2013. – P. 112.Gundersen G. A. Roles of aquaporin-4 in brain fluid dynamics. Thesis for the degree of PhD. Institute of Basic Medical Sciences. Faculty of Medicine & Centre for Molecular Medicine Norway University of Oslo, 2013, p. 112.Aquaporin and brain diseases / J. Badaut [et al.] // Biochim. Biophys. Acta. – 2014. – Vol. 1840 (5). – P. 1554–1565.Badaut J., Fukuda A. M., Jullienne A., Petry K. G. Aquaporin and brain diseases. Biochimica et Biophysica Acta, 2014, vol. 1840 (5), pp. 1554–1565.MacAulay, N. Water transport between CNS compartments: contributions of aquaporins and cotransporters / N. MacAulay, T. Zeuthen // Neuroscience. – 2010. – Vol. 168. – P. 941–956.MacAulay N., Zeuthen T. Water transport between CNS compartments: contributions of aquaporins and cotransporters. Neuroscience, 2010, vol. 168, pp. 941–956.Presence of aquaporin-4 and muscarinic receptors in astrocytes and ependymal cells in rat brain: а clue to a common function? / J. Badaut [et al.] // Neurosci. Lett. – 2000. – Vol. 292. – P. 75–78.Badaut J., Verbavatz J. M., Freund-Mercier M. J., Lasbennes F. Presence of aquaporin-4 and muscarinic receptors in astrocytes and ependymal cells in rat brain: A clue to a common function? Neuroscience Letters, 2000, vol. 292, pp. 75–78.Human aquaporins: Regulators of transcellular water flow / R. E. Day [et al.] // Biochimica et Biophysica Acta. – 2014. – Vol. 1840. – P. 1492–1506.Day R. E, Kitchen P., Owen D. S., Bland C., Marshall L.,Conner A. C., Bill R. M., Conne M. T. Human aquaporins: Regulators of transcellular water flow. Biochimica et Biophysica Acta, 2014, vol. 1840, pp. 1492–1506.Corticosteroids induce expression of aquaporin-1 and increase transcellular water transport in rat peritoneum / M. S. Stoenoiu [et al.] // J. of the Am. Soc. of Nephrol. – 2003. – Vol. 14, N 3. – P. 555–565.Stoenoiu M. S. Corticosteroids induce expression of aquaporin-1 and increase transcellular water transport in rat peritoneum. Journal of the American Society of Nephrology, 2003, vol. 14, no. 3, pp. 555–565.Титовец, Э. П. Исследование нарушений водного обмена головного мозга методами функциональной магнитно-резонансной визуализации / Э. П. Титовец, А. Ф. Смеянович, Л. П. Пархач // Весцi Нац. акад. навук Беларусi. Сер. мед. навук. – 2015. – № 1. – С. 65–72.Titovets E. P., Smeyanovich A. F., Parkhatch L. P. Investigation of water brain metabolism disorders by the methods of functional magnetic resonance imaging. Vestsi Natsyyanal’nai akademii navuk Belarusi. Seriya meditsinskikh navuk = Proceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Мedical series, 2015, no. 1, pp. 65–72 (in Russian).

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