RUDN Journal of MedicineRUDN Journal of MedicineВестник Российского университета дружбы народов. Серия: Медицина2313-02452313-0261Peoples’ Friendship University of Russia named after Patrice Lumumba (RUDN University)2701ArticlesСтатьиResearch ArticleMicrostructure of the inner wall of retinal arteries change with age in anamnesticly healthy personsМикроструктура внутренней стенки артерий сетчатки изменяется с возрастом у анамнестически здоровых лицKotliarK EКотлярКонстантин ЕфимовичDepartment of Ophthalmology (Augenklinik rechts der Isar)Кафедра офтальмологииkotliar@lrz.tum.deMückeBМюке БруноBDepartment of Ophthalmology (Augenklinik rechts der Isar)Кафедра офтальмологииkotliar@lrz.tum.deLanzlI MЛанцль ИнессI MDepartment of Ophthalmology (Augenklinik rechts der Isar)Кафедра офтальмологииkotliar@lrz.tum.deDrozdovaG AleksandrovnaДроздоваГалина АлександровнаDepartment of general pathology and physiopathologyКафедра общей патологии и патологической физиологииg-drozdova@yandex.ruKastyroI VКастыроИгорь ВладимировичDepartment of general pathology and physiopathologyКафедра общей патологии и патологической физиологии-VilserWВильзер ВалтардWDepartment of Biomedical Engineering-Munich University of TechnologyМюнхенский технический УниверситетPeoples' Friendship University of RussiaРоссийский университет дружбы народовIlmenau University of TechnologyИльменаусский технический Университет150320133NO3 (2013)№3 (2013)172807092016Copyright ©; 2013, Котляр К.Е., Мюке Бруно B., Ланцль Инесс I.M., Дроздова Г.А., Кастыро И.В., Вильзер Валтард W.2013Котляр К.Е., Мюке Бруно B., Ланцль Инесс I.M., Дроздова Г.А., Кастыро И.В., Вильзер Валтард W.http://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://journals.rudn.ru/medicine/article/view/2701Arteriosclerosis involves the whole human vascular system with a somewhat patchy appearance. Although typical arteriosclerotic lesions are confined to major arteries, vessels of microcirculation are affected as well. Retinal vessels are part of the microvascular bed. They can be assessed in non invasive ways by rather simple optical methods and are similar to cerebral vessels in their structure and function. Retinal vessels are not straight tubes with a constant lumen, but rather possess narrower and wider diameters in different segments. The aim of the present work was to study functional and morphological age-related alterations in retinal vasculature as well as to determine quantitative parameters which could characterize these changes. Changes in longitudinal vessel section of retinal arterial segments were examined clinically by Retinal Vessel Analyzer (IMEDOS, Germany) in 35 anamnesticaly healthy persons at the age of 21—27 years, 40—60 years and 60—85. A monochromatic flicker of 12.5 Hz was applied for 60 s. Arterial diameters were measured in vessel segments of 1 mm in length in order to obtain the longitudinal arterial profiles. Differences in amplitude and frequency of arterial widths change were characterized by the parameter ‘spectral edge frequency’ (SEF). The rate of microirregularity of retinal arterial inner walls along a vessel increased significantly in anamnesticaly healthy volunteers with increasing age. SEF was significantly different between the young and senior age groups in each phase of the arterial reaction to flicker ( p < 0,05, Mann-Whitney-Test). No significant difference within any age group was found in each phase of the arterial reaction. No significant difference between the middle age and either young or old volunteers was found at baseline. However following stimulation the middle age group displayed a significant difference to the young group with values resembling the old age group. It is concluded, that retinal arteries in the elderly sustain significant microstructural changes of their longitudinal profiles, which might be of either functional or irreversible nature and might be an expression of endothelial damage, the instability of vessel wall or partial degradation of smooth musculature of vessel wall.Артериосклеротические изменения охватывают всю сердечно-сосудистую систему человека и выражены по-разному в различных ее отделах. Считается, что артериосклероз поражает, в основном, крупные артерии, однако патологические изменения происходят также и в сосудах микроциркуляции. Сосуды сетчатки глаза являются частью центрального микроциркуляторного сосудистого русла. Они могут быть зарегистрированы неинвазивно простыми оптическими методами, а по своим структурным и функциональным особенностям схожи с сосудами головного мозга. Сосуды сетчатки имеют сужения и расширения в различных отделах, а их поперечное сечение непостоянно вдоль сосуда. Цель исследования состояла в изучении функциональных и морфологических возрастных изменений структуры внутренней стенки артерий сетчатки, а также в определении количественных параметров, которые могли бы характеризовать эти изменения. Изменения продольного профиля участков ретинальных артерий регистрировались у 35 анамнестически здоровых испытуемых разного возраста с помощью динамического анализатора сосудов сетчатки (Retinal Vessel Analyzer, IMEDOS, Йена, ФРГ), который позволяет изучать динамическую реакцию сосудов сетчатки прижизненно неинвазивно и в реальном времени. На основе этого прибора был разработан и применен новый количественный метод прижизненного исследования продольных профилей внутренней стенки сосудов сетчатки. В ходе исследования сосуды сетчатки стимулировались мигающим светом частотой 12,5 Гц, вызывающим реактивную вазодилятацию. На участках артерий сетчатки длиной 1 мм регистрировались продольные профили внутренней сосудистой стенки. Степень неровности внутренней сосудистой стенки (НВСС) артерий сетчатки характеризовалась параметром конечная частота спектра (КЧС). НВСС артерий сетчатки анамнестически здоровых испытуемых не менялась при реактивном изменении тонуса сосуда. На всех стадиях сосудистой реакции НВСС артерий значительно увеличивалась с возрастом. В частности, КЧС значительно отличалась в младшей (21—27 лет) и старшей (60—85 лет) группах испытуемых ( p < 0,05; критерий Мана—Уитни). Значимые различия между КЧС в этих двух группах и в средней возрастной группе (40—59 лет) не были обнаружены в исходном состоянии сосуда. После стимуляции КЧС в средней возрастной группе приблизилась к значениям старшей группы и значительно отличалась от КЧС в группе молодых ( p < 0,05). Таким образом, меняющийся вдоль сосуда сетчатки внутренний диаметр образует нерегулярный профиль сосуда с микронеровностями. Внутренние стенки артерий сетчатки с возрастом претерпевают существенные морфологические и функциональные микроструктурные изменения, которые могут быть обусловлены различными причинами: биомеханической неустойчивостью тонкой сосудистой стенки, частичным патологическим нарушением функции сосудистого эндотелия, а также фокальными изменениями ригидности или нарушениями функции гладкой мускулатуры сосудистой стенки.agingarterial structuremicrocirculationretinaarteriolesarteriosclerosisстарениесосудистая структурамикроциркуляциясетчаткаартерииартериосклероз1.Dohi Y., Kojima M., Sato K., Luscher T.F. Age-related changes in vascular smooth muscle and endothelium // Drugs Aging. — 1995. — N 7. — P. 278—291.2.Ferrari A.U., Radaelli A., Centola M. Invited review: aging and the cardiovascular system // J Appl Physiol. — 2003. — N 95. — P. 2591—2597.3.Nagel E., Vilser W., Lanzl I. Age, blood pressure, and vessel diameter as factors influencing the arterial retinal flicker response // Invest Ophthalmol Vis Sci. — 2004. — N 45. — P. 1486—1492.4.Kotliar K.E., Vilser W., Nagel E., Lanzl I.M. Retinal vessel reaction in response to chromatic flickering light // Graefes Arch Clin Exp Ophthalmol. — 2004 — N 242 — P. 377—392.5.Rosengarten B., Aldinger C., Spiller A., Kaps M. Neurovascular coupling remains unaffected during normal aging // J Neuroimaging. — 2003. — N 13. — P. 43—47.6.Metea M.R., Newman E.A. Glial cells dilate and constrict blood vessels: a mechanism of neurovascular coupling // J Neurosci. — 2006. — N 26. — P. 2862—2870.7.Polak K., Wimpissinger B., Berisha F., Georgopoulos M., Schmetterer L. Effects of sildenafil on retinal blood flow and flicker-induced retinal vasodilatation in healthy subjects // Invest Ophthalmol Vis Sci. — 2003. — N 44. — P. 4872—4876.8.Brigham E.O. The fast Fourier transform and its applications. — Englewood Cliffs, N.J.: Prentice Hall; 1988. — P. 448.9.Bronzino J.D., Siok C.J., Austin K., Austin-Lafrance R.J., Morgane P.J. Spectral analysis of the electroencephalogram in the developing rat // Brain Res. — 1987. — N 432. — P. 257—267.10.Glantz S.A. Primer of biostatistics. — New York, St. Louis, San Francisco: McGraw-Hill; 1999. — P. 460.11.Ku D.D. Coronary vascular reactivity after acute myocardial ischemia // Science. — 1982. — N 218. — P. 576—578.12.Lundberg M.S., Crow M.T. Age-related changes in the signaling and function of vascular smooth muscle cells // Exp Gerontol. — 1999. — N 34. — P. 549—557.13.Hubbard L.D., Brothers R.J., King W.N. et al. Methods for evaluation of retinal microvascular abnormalities associated with hypertension/sclerosis in the Atherosclerosis Risk in Communities Study // Ophthalmology. — 1999. — N 106. — P. 2269—2280.14.Ishida S., Hamasaki S., Kamekou M. et al. Advancing age is associated with diminished vascular remodeling and impaired vasodilation in resistance coronary arteries // Coron Artery Dis. — 2003. — N 14. — P. 443—449.15.Cines D.B., Pollak E.S., Buck C.A. et al. Endothelial cells in physiology and in the pathophysiology of vascular disorders // Blood. — 1998. — N 91. — P. 3527—3561.16.Pearson J.D. Endothelial cell biology // Radiology. — 1991. — N 179. — P. 9—14.17.Kotliar K.E., Schilling R., Einzinger J., Lanzl I.M. Retinal blood flow is influenced by age-dependent microirregularities in retinal arterial walls. Biofluidmechanical simulation // Invest Ophthalmol Vis Sci. — 2006. — N 47 (Suppl1): E — P. 469.18.Blevins R.D. Applied fluid dynamics handbook. — New York: Van Nostrand Reinhold, 1984. — P. 221.19.K.E. Khantuleva T.A., Mescheryakov Y.I. Nonlocal theory of the high-strain-rate processes in a structured media // Intern J of Solids and Structures. — 1999. — N 36. — P. 3105—3129.