RU2096987C1

RU2096987C1 - Method for studying electric conductivity of local area on mucous membrane in gastric tract

Info

Publication number: RU2096987C1
Application number: SU925060199A
Authority: RU
Inventors: Я.Б. Азаров; О.Л. Нотова; С.Д. Дрендель; А.Н. Сорокин; В.Е. Маханьков; Т.С. Попова; Н.С. Тропская; В.А. Васильев
Original assignee: Дрендель Семен Давидович
Priority date: 1992-08-27
Filing date: 1992-08-27
Publication date: 1997-11-27

Abstract

FIELD: medicine. SUBSTANCE: method involves implanting electrodes in an organ of the gastric tract so that current-measuring and current-setting electrodes are pairs disposed on both sides of the mucous membrane. Impedance values are measured in animal during digestion process, in hungry state, in cases of gastric tract pathology, in examining medication influence. EFFECT: enhanced accuracy of experimental measurements. 3 dwg

Description

Изобретение относится к экспериментальной медицине, а именно к электрофизиологическим исследованиям желудочно-кишечного тракта (ЖКТ) и может быть использовано в экспериментальных исследованиях для анализа динамики изменения электропроводности слизистой оболочки ЖКТ в условиях in vivo при исследовании нормальной физиологической деятельности ЖКТ и при экспериментальном моделировании различных патологических процессов в ЖКТ. The invention relates to experimental medicine, namely to electrophysiological studies of the gastrointestinal tract (GIT) and can be used in experimental studies to analyze the dynamics of changes in the electrical conductivity of the gastrointestinal mucosa in vivo in the study of normal physiological activity of the gastrointestinal tract and in experimental modeling of various pathological processes in the digestive tract.

Известен способ исследования электрического импеданса слизистой оболочки ЖКТ в условиях in vitro с использованием камеры Уссинга [1] Недостатком данного способа является то, что проведение эксперимента возможно только в условиях in vitro с предварительным отделением слизистой оболочки от стенки органа и закрепления слизистой в камере с оксигенированным раствором. Таким образом грубо нарушаются естественные условия функционирования слизистой оболочки ЖКТ, что приводит к неадекватной оценке функционального состояния слизистой. A known method of studying the electrical impedance of the gastrointestinal mucosa in vitro using an Ussing chamber [1] The disadvantage of this method is that the experiment is possible only in vitro with preliminary separation of the mucous membrane from the organ wall and fixing the mucosa in the chamber with an oxygenated solution . Thus, the natural conditions for the functioning of the gastrointestinal mucosa are grossly violated, which leads to an inadequate assessment of the functional state of the mucosa.

Задача предлагаемого способа слежение за динамикой изменения электропроводности (интегрального коэффициента проницаемости) локального участка слизистой оболочки ЖКТ в условиях in vivo на различных этапах функционирования ЖКТ в норме и патологии для оценки влияния различных условий на способность слизистой кишечника к всасыванию и функциональное состояние слизистой ЖКТ. The objective of the proposed method is to monitor the dynamics of changes in electrical conductivity (integral permeability coefficient) of the local section of the gastrointestinal mucosa in vivo at various stages of the functioning of the gastrointestinal tract in normal and pathological conditions to assess the effect of various conditions on the intestinal mucosa absorption capacity and functional state of the gastrointestinal mucosa.

Для решения поставленной задачи в способе исследования электропроводности локального участка слизистой оболочки органов желудочно-кишечного тракта в динамике в эксперименте, включающем регистрацию его электрического импеданса, у животного во время пищеварения, голодной периодической деятельности, при патологии ЖКТ, при исследовании влияния лекарственных средств с помощью электродов, имплантируемых один субсерозно, а другой в подслизистую исследуемого участка органа ЖКТ и электродов, подведенных с помощью зонда в просвет органа под место имплантируемых электродов через предварительно наложенную на исследуемый орган фистулу, причем токозадающими и токоизмерительными электродами являются пары электродов, расположенные по обе стороны от слизистой оболочки исследуемого участка ЖКТ. На фиг. 1 представлена схема операционной подготовки и измерения электропроводности слизистой оболочки органов ЖКТ; на фиг. 2 и 3 записи изменения электрического импеданса слизистой оболочки тонкой кишки, осуществленные предлагаемым способом. На фиг. 1 показано, что в ходе эксперимента в просвет органа через фистулу вводят зонд 2 с электродами 3, 4, подводя электроды под место имплантации электродов 5 и 6 в стенку органа. Электрод 6, находящийся на внешней поверхности мышцы, и электрод 3 зонда являются токозадающими. Другой электрод 4 на зонде и электрод 5, вживленный в подслизистую, являются измерительными электродами. Сигнал можно регистрировать как на самописце, так и вводить в ЭВМ для дополнительной обработки. To solve the problem in a method for studying the electrical conductivity of a local section of the mucous membrane of the organs of the gastrointestinal tract in dynamics in an experiment, including recording its electrical impedance, in an animal during digestion, hungry periodic activity, with gastrointestinal tract pathology, while studying the effect of drugs using electrodes implantable, one subserosally, and the other into the submucosa of the investigated section of the gastrointestinal organ and electrodes, brought using a probe into the lumen of the organ under the place of the implantable electrodes through a fistula previously applied to the test organ, and the current-setting and current-measuring electrodes are pairs of electrodes located on both sides of the mucous membrane of the studied gastrointestinal tract. In FIG. 1 shows a diagram of the operational preparation and measurement of electrical conductivity of the gastrointestinal mucosa; in FIG. 2 and 3 record changes in the electrical impedance of the mucous membrane of the small intestine, carried out by the proposed method. In FIG. 1 shows that during the experiment, probe 2 with electrodes 3, 4 is introduced into the organ lumen through the fistula, leading the electrodes under the implantation site of electrodes 5 and 6 into the organ wall. The electrode 6 located on the outer surface of the muscle, and the electrode 3 of the probe are current-causing. The other electrode 4 on the probe and the electrode 5 implanted into the submucosa are measuring electrodes. The signal can be recorded both on the recorder and entered into a computer for additional processing.

Способ осуществляется следующим образом. The method is as follows.

На электроды 3 и 6 подают переменный ток частотой 100 кГц и величиной от 0,1 до 2 мА. Одновременно с электродов 4 и 5 регистрируют полное сопротивление локального участка слизистой оболочки, заключенной между электродами зонда и вживленными электродами. Величина, обратная величине измеренного сопротивления, есть электропроводность участка слизистой. Electrodes 3 and 6 are supplied with alternating current with a frequency of 100 kHz and a value of 0.1 to 2 mA. Simultaneously with the electrodes 4 and 5, the total resistance of the local section of the mucous membrane enclosed between the probe electrodes and the implanted electrodes is recorded. The reciprocal of the measured resistance is the electrical conductivity of the mucosa.

Проведенные эксперименты показали, что величина измеряемого электрического импеданса слабо зависит от местоположения зонда в полости относительно вживленных электродов. The experiments showed that the value of the measured electrical impedance weakly depends on the location of the probe in the cavity relative to the implanted electrodes.

С помощью предлагаемого метода можно регистрировать электропроводность локального участка слизистой ЖКТ в различные моменты жизнедеятельности организма и при разнообразных внешних воздействиях. Using the proposed method, it is possible to record the electrical conductivity of the local section of the gastrointestinal mucosa at various moments of the body’s vital activity and under various external influences.

На фиг. 2 представлены 2 записи электрического импеданса слизистой кишечника в момент активного пищеварения 1 и в момент относительного покоя 2. Измерения проводили в течение 20 мин при величине тока 0,6 мА. In FIG. 2 shows 2 records of the electrical impedance of the intestinal mucosa at the time of active digestion 1 and at the time of relative rest 2. Measurements were performed for 20 min at a current value of 0.6 mA.

О величине и изменениях электропроводности слизистой ЖКТ можно судить как по средней на некотором участке величине регистрируемого импеданса, так и по амплитуде колебаний их длительности. Анализ изменение электропроводности слизистой оболочки органов ЖКТ, возникающих в различные фазы голодной периодической деятельности, на разных этапах пищеварения, при патологических процессах, а также под влиянием медикаментозных воздействий, проводят путем сравнения характеристик импедансной кривой в различные моменты времени. The magnitude and changes in the electrical conductivity of the gastrointestinal mucosa can be judged both by the average value of the recorded impedance in a certain area, and by the amplitude of fluctuations in their duration. Analysis of the change in the electrical conductivity of the mucous membrane of the digestive tract, arising in various phases of hungry periodic activity, at different stages of digestion, during pathological processes, as well as under the influence of medication, is carried out by comparing the characteristics of the impedance curve at different points in time.

Как видно на фиг. 2, на кривой 1 в момент активного пищеварения, контролируемого по выходу химуса из фистулы, наблюдаются выраженные колебания амплитуды регистрируемых значений импеданса в отличие от кривой 2, зарегистрированной в момент относительного покоя. As seen in FIG. 2, on curve 1 at the moment of active digestion, controlled by the exit of the chyme from the fistula, pronounced fluctuations in the amplitude of the recorded impedance values are observed, in contrast to curve 2 recorded at the time of relative rest.

Использование предлагаемого способа измерения электрического импеданса слизистой ЖКТ позволяет в естественных условиях контролировать изменение электропроводности слизистой на различных этапах деятельности ЖКТ, а также исследовать влияние различных веществ (например, лекарственных препаратов) на электропроводность слизистой. Поскольку электропроводность ткани непосредственно связана с коэффициентом проницаемости ткани для различных ионов [2] и поскольку, как показано в экспериментах, основной вклад в электрический импеданс слизистой дает действительная часть комплексного импеданса (активное сопротивление), метод позволяет проводить сравнительные оценки коэффициента проницаемости локального участка слизистой кишечника при различных воздействиях in vivo. Using the proposed method for measuring the electrical impedance of the gastrointestinal mucosa allows under natural conditions to control the change in the electrical conductivity of the mucosa at various stages of the gastrointestinal tract, as well as to study the effect of various substances (for example, drugs) on the electrical conductivity of the mucosa. Since the electrical conductivity of the tissue is directly related to the coefficient of tissue permeability for various ions [2] and since, as shown in experiments, the main contribution to the electrical impedance of the mucosa is the real part of the complex impedance (active resistance), the method allows comparative estimates of the permeability coefficient of the local part of the intestinal mucosa under various in vivo exposures.

Литература
1. Hans J. Macherey Karl-Uwe Petersen. Acid-induced increase in electrical conductance of guinea pig duodenal mucosa in vitro. Gatroenterology 1991, v.100, p. 648-662.Literature
1. Hans J. Macherey Karl-Uwe Petersen. Acid-induced increase in electrical conductance of guinea pig duodenal mucosa in vitro. Gatroenterology 1991, v. 100, p. 648-662.

2. Лайтфут Э. Явления переноса в живых системах. М. Мир, 1977. 2. Lightfoot E. Transport phenomena in living systems. M. World, 1977.

Claims

A method for studying the electrical conductivity of a local section of the mucous membrane of the organs of the gastrointestinal tract (GIT) in dynamics in an experiment, including recording its electrical impedance, characterized in that a variable value of the impedance is recorded in the animal during digestion, hungry periodic activity, with gastrointestinal tract pathology, the study of the effect of drugs using electrodes implanted one subserosally, and the other in the submucosa of the investigated section of the gastrointestinal organ and electrodes, Dved with a probe into the lumen of the organ under the site of the implantable electrodes through a fistula previously applied to the organ under examination, the current-setting and current-measuring electrodes are pairs of electrodes located on both sides of the mucous membrane of the investigated gastrointestinal tract.