Informácie

Prvý druh s kruhom Willis (circulus arteriosus cerebri)?

Prvý druh s kruhom Willis (circulus arteriosus cerebri)?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Viem, že cicavce nie sú jedinými druhmi, ktoré majú túto anatomickú jednotku (t. j. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3982101/).

Ale zaujímalo ma, čo to bolo prvý druh ktoré mali podobnú štruktúru v ich mozgu (alebo orgáne podobnom mozgu). Vieme to?


Systémy Brain Willis Circle a Ring Electric Power Systems

Krv prúdiaca do mozgu ho udržuje pri živote, zatiaľ čo elektróny prúdiace do obývaných civilizovaných miest ich udržiavajú v činnosti, čo vedie k lepšiemu pochopeniu sveta. Čo však z tých mnohých ľudských bytostí, ktoré sú stále uväznené vo vzdialených nepriateľských oblastiach, nepoznajú kúzlo elektriny starej viac ako storočie... Ako žijú, čo môžu robiť a čo pre nich robíme my, šťastní ľudia?

Slovo analógia je synonymom podobizeň, podobnosť, podobnosť, alebo afinita a zahŕňa dva koncepty umiestnené vedľa seba, ako v porovnaní [1]. Fungovanie prírody a ľudskej spoločnosti je prístupné takémuto analogickému porovnaniu – aj keď vývoj prírodného sveta zjavne trvá milióny rokov [2], zatiaľ čo ľudské spoločnosti sú oveľa mladšie, v porovnaní s tým relatívne šteňatá. Tento článok sa zaoberá dvoma zaujímavými príkladmi z týchto dvoch oblastí, ktoré vykazujú pozoruhodné podobnosti (pravdepodobne výsledkom čistej náhody), t. j. anastomóza obehového mozgu, Willisov kruh (CW) a moderné systémy prenosu a distribúcie energie v kruhovom usporiadaní. Pamätajte, že elektrické siete zvládajú tok nábojov [povedzme v coulombách za sekundu (C/s) alebo elektrický náboj za jednotku času, čo je prúd, zatiaľ čo hydraulické systémy sa zaoberajú prietokom tekutiny [povedzme v litroch za minútu (L/ min) alebo objem/jednotka času alebo hmotnosť tekutiny/jednotka času]. Aj tieto systémy sú teda analogické, čo je dobre známy fakt často spomínaný lektormi elektrotechnických kurzov.
Cerebrálny obeh sa vzťahuje na pohyb krvi cez sieť krvných ciev zásobujúcich mozog, primárny riadiaci orgán, ktorý z nás robí ľudské bytosti. Rýchlosť cerebrálneho prietoku krvi u dospelých je typicky 750 mm/min, čo predstavuje asi 15 % srdcového výdaja [3]. Mozog je veľmi zraniteľný voči kompromisom v zásobovaní krvou, a preto má jeho obehový systém mnoho záruk, z ktorých je CW jednou z nich. Obehové zlyhanie mozgu má za následok cerebrovaskulárne príhody, všeobecne známe ako ťahyzdravotná situácia vzbudzuje značné obavy.


Prvý druh s kruhom Willis (circulus arteriosus cerebri)? - Biológia

Mozog je jedným z metabolicky najaktívnejších orgánov tela cicavcov, ktorý je dostatočne zásobovaný krvou, čo je nevyhnutné na udržanie hladín glukózy a kyslíka. Táto požiadavka je odvodená od Willisovho kruhu (CoW) a jeho arteriálnej anastomózy v spodnej časti mozgu.

Popísať tepny podieľajúce sa na tvorbe CW v mozgu oviec a porovnať ho s tým ľudským. Ovčí kruh Willisa tvorí zvierací model na uskutočnenie ďalších štúdií o zásobovaní určitých hlavových nervov krvou.

Materiály a metódy

V tejto štúdii sa získalo 20 formalínom fixovaných ľudských mozgov z Katedry anatómie, Mamata Medical College a 20 čerstvých ovčích mozgov z miestneho bitúnku. Ovčí mozog bol odstránený podľa postupu odstránenia ľudského mozgu a kruh Willisa bol študovaný rádiologickou štúdiou.

Výsledky

U oviec bola na spodnej časti mozgu v interpedunkulárnej jamke zaznamenaná dobre vyvinutá štvorstranná arteriálna sieť nazývaná „Rete Mirabile cerebri“ (RMC). Vnútorné krčné tepny boli u oviec buď pozostatkové alebo chýbali. Dve vystupujúce tepny vychádzajúce zo stálej krvi z RMC vstúpili do interpedunkulárnej jamky. Tieto tepny stúpali po oboch stranách infundibula hypofýzy a potom sa rozchádzali v kraniálnom a kaudálnom smere, aby vytvorili Willisov kruh.


Anatómia Willisovho kruhu

Tiež označovaná ako Willisova slučka, cerebrálny arteriálny kruh alebo Willisov polygón, pozostáva z piatich hlavných tepien:

  1. Vnútorná krčná tepna (ľavá a pravá)
  2. Predná cerebrálna artéria (ľavá a pravá)
  3. Predná komunikačná tepna
  4. Zadná cerebrálna artéria (ľavá a pravá)
  5. Zadná komunikujúca tepna (ľavá a pravá)

CoW obopína stopku hypofýzy, optické dráhy a bazálny hypotalamus. Je potrebné poznamenať, že anatomicky nie je krava rovnaká u každého jednotlivca a zistilo sa, že má anomálie u takmer 50 % ľudí (zdroj).

Na dodávanie krvi do mozgu existujú dve obehové vetvy. Dve vetvy dorzálnej aorty zásobujú krvou mozog a miechu. Sú to vnútorné krčné tepny alebo predná cirkulácia mozgu, ktorá dodáva krv do predných častí mozgu, mozgových hemisfér a štruktúr diencefala (ako je talamus a hypotalamus). Vertebrálne tepny tvoria zadnú cirkuláciu a zásobujú krvou mozoček, mozgový kmeň a mostík, ako aj zadný predný mozog.

Tieto dve vetvy cerebrálneho obehu sa spájajú v Kruhu Willis.

Bazilárna artéria, ktorá tvorí jednu vetvu zadného cerebrálneho obehu, sa spája s vnútornými krčnými tepnami, predným cerebrálnym obehom cez Willisov kruh. Dve zadné komunikujúce tepny a predná komunikujúca tepna sú tri malé premosťujúce tepny. Z týchto premosťujúcich tepien vzniká zadná cerebrálna tepna.

Predné komunikačné tepny sa pripájajú k dvom predným cerebrálnym tepnám (tvoria predný aspekt CoW), zatiaľ čo zadné komunikačné tepny sa pripájajú k vnútorným karotickým tepnám k zadným mozgovým tepnám (tvoria laterálny aspekt CoW).


Niektoré pozorovania cerebrálnych arteriálnych kruhov norka (Mustela vison) †

Prezentovaný ako príspevok z platformy na 80. prvom zasadnutí Americkej asociácie anatómov, 9. – 12. apríla 1968. New Orleans, Louisiana. Anat. Rec., 160: 321 (abstrakt).

Abstraktné

S výnimkou krátkej narážky na neidentifikovaný druh Mustela v súvislosti s cerebrálnymi vaskulárnymi štúdiami od de Vrieseho ('05), hlavné informácie týkajúce sa kruhu Willisa v norkách až do súčasného vyšetrovania neexistovali. Norkové mozgy, v ktorých boli mozgové arteriálne kruhy vstreknuté latexom a následne vytvrdené vo formalíne, odhalili, že primárna mozgová arteriálna anastomóza je prstencovitá vo forme všetkých ciev, ktoré sú súčasťou ciev, boli priechodné a dobre tvarované, žiadna nebola zoslabená alebo strunová. .

Niektoré z najvýznamnejších zistení zahŕňali: (1) prevahu asymetrickej divergencie zadných komunikujúcich artérií oddeľujúcich sa od bifurkačnej bazilárnej artérie (2) prítomnosť zadnej interkomunikačnej artérie vo všetkých vzorkách (3) občasné zdvojenie horné cerebelárne a zadné cerebrálne artérie (4) hlboko uložené vnútorné mozgové slučky tvoriace sekundárne arteriálne anastomózy medzi niektorými penetračnými cievami v kaudálnej oblasti kruhu ďalšie slučky prepájali ďalšie prenikajúce cievy v rostrálnej oblasti kruhu (5) krvné kanály tvoriace interkarotidová anastomóza prešla cez pia mater (6) prítomnosť penetrujúcej artérie prídavnej k rekurentnej artérii Heubnerovej (7) anastomózy medzi internou a externou oftalmickou artériou a medzi internou a externou čuchovou artériou tvoriace kolaterálne komunikačné kanály medzi intrakraniálny a extrakraniálny obeh (8) th Príležitostná prítomnosť prednej komunikačnej tepny dopĺňajúcej bežne sa vyskytujúcu azygos predná cerebrálna artéria, ktorá pokračovala ako jedna cieva v celom svojom rozsahu (9) nespojené predné cerebrálne artérie u jedného zvieraťa, čo bolo výnimočné.


Protokol na izoláciu myšacieho kruhu Willis

Krúžok mozgových tepien (Circulus arteriosus cerebri) alebo krvné cievy Willis (CoW) er en kredsløbssygdomme anastomose omkring optique chiasma and hypotalamus, der leverer blod til hjernen og de omerkringliggen Toto je implicitné množstvo rôznych mozgových ciev, mozgových amyloidných angiopatií (CAA) pridružených k vaskulopatii, intrakraniálnej ateroskleróze a intrakraniálnej aneuryzme. Undersøgelser af de molekylære mekanismer bag disse sygdomme til identification af nye lægemiddelkandidater til forebyggelse kræver dyremodeller. Nogle a disse modeller kan være transgene, mens andre il includere isolering af det cerebro-vaskulære gebet, herunder CoW.The her bescrevne fremgangsmåde er vellegnet til CoW isolering and nogen must be afstamning and search potential for protein and screen posttranslačný modifikátor proteínov, sekretómová analýza, atď.) undersøgelser af de store skibe med musen cerebalekar. Den kan også anvendes til ex vivo undersøgelser, ved at tilpasse organbadet system udviklet for isolerede mus olfaktoriske arterier.

Úvod

Krúžok cerebrálnej artérie (Circulus arteriosus cerebri), ktorý je súčasťou Willisovho kríža (CoW), nachádzajúceho sa v polygóne Willisora ​​Willisa, najskôr popísaný v roku 1664 od Thomasa Willisa. der kan betragtes some et centralt knudepunkt tilfører blod til hjernen og omgivende strukturer. Krv indická štruktúra via den interne carotis og vertebrale arterier, og det strømmer ud af cirklen via den indvendige midten og posteriore cerebrale arterier. Hver af disse arterier har venstre og high grene på hver side of cirklen. Basilar, post kommunikerer, og anterior kommunikerer arterier komplet cirklen (obrázok 1 og obrázok 2). Risikoen for nedsat blodgennemstrømning and nogen of udadgående tepna minimeresved the samemenlægning af blood ind and circel fra carotis and cerebrale arterier, hvilket sikrer, at tilstrækkelig tilgnøres tillfø. Denne struktur fungerer også is den vigtigste route for sikkerhedsstillelse blodgennemstrømningen a alvorlige okklusive sygdomme and det indre halspulsåre.

Flere typer af cerebrovaskulære sygdomme har deres oprindelse a koen. Najdôležitejšie sú cerebrálne amyloidné angiopatie (CAA) spojené s vaskulopatiou, intrakraniálnou aterosklerózou a intrakraniálnym aneurizmom. 4 Nylige fremskridt and diagnostike procedure, herunder Neuroimaging, eventuelt kombinovaná s angiografiou, hargjort det multiligt at diagnosticere disse store cerebrovaskularære withygdomme Clinic, a to be be an hjerne biopsis. Ikde desto mindre er effektive and specificke behandlinger (farmakologiske eller endovaskulære) øjeblikket mangler, or der derfor behov for at Definre nyemolekylære mål.

Identifikationen af ​​​​nye lægemiddelkandidater til forebyggelse af disse sygdomme hos mennesker vil kræve dyremodeller og måder at isolere cerebro-kar herunder koen. Sådanne modeller skal fremlægge for and sport for a specific ændringer, herunder inflamatoric forandringer, der forekommer and væggene and store skibe and dyremodeller af intrakraniel arterie aneurisme, CAA alebo intrakraniel åreforkalkning 4, 5, 6

Vyžadujú sa metódy na izoláciu kravy na izoláciu kravy, ktorá nie je vhodná pre Alzheimerovu chorobu (AD) alebo súvisiacu so sygdomou, s CAA. Denne metódy til isolering af muse koen bllev udviklet til vurdering af inflammatoriske cerebrovaskulær genekspression under sygdomsprogression. Sammen med påvisningen af ​​​​amyloid beta deponering inden væggene af leptomeningeal og pial arterier, kunne denne methode gør det lettere at afskrækkemine det mulige forhold mellem inflammatoris genekspression a cerebro-karp væg akogation. Det vaskulære nettværk and hjernen, herunder leptomeningeal and pial and subarachnoidealrummet, er en unvidelse af de store arterier danner af ​​Willis. Den jej beskrevne metode kanvendes til at isolere CoW enhver muse afstamning and can anvendes til all type of screening (fx genekspression, proteinproduktion og posttranslationelle protein modifikationer) på de store fartøjer af muse cerebro-vaskulære gebet.

Vyžaduje sa predplatné. Odporúčajte JoVE svojmu knihovníkovi.

Protokol

Všetky postupy a štandardy s EF štandardom na prilepenie a vylepšovanie na Forsøgsdyr, s prírodnými zdrojmi v miestnych etikiet pre dyreforsøg (Ile de France-Paris-udvalget, autorizácia 4270).

  1. Dávkovanie a dávkovanie pentobarbitalu (op do 1 mg / 10 g legemsvægt) intraperitoneálne (27-gauge nål a 1 ml sprej) a vhodné na operáciu.

BEMÆRK: Der er ingen grund til at anvende dyrlæge salve til øjnene under fartøj perfusion. Denná procedúra je bolestivá (5-10 minút), alebo pauza a død. Bekræft manglende reaktion med en tå knivspids.

  1. Brug af iris saks, lave et snit, omkring 4 cm lange, i maveregionen og bughinden, lige under brystkassen.
  2. Lave et lille snit (nogle få millimeter dyb) and mellemgulvet og derefter pokračovať snittet af membránn langs hele længden af ​​​​ribben bur for at blotlægge pleurahulen.
  3. Løft brystbenet væk og Kleme spidsen af ​​​​brystbenet meded arterieklemmen placere arterieklemmen on halsen. trim omhyggeligt fedtvæv forbinder brystbenet til hjertet.
  4. Passere 15-gauge perfusion nål gennem den venstre ventrikel ind and hjertespidsen.
  5. Endelig kan du bruge en saks til at klippe en af ​​​​leveren lapper til at oprette en stikkontakt.
    BEMÆRK: Alternatívne afsætningsmulighed kan skabes ved hjælp af iris saks til at skabe et snit til hiøjre atrium.
  6. Perfunder dyret med 25 to 50 ml phosphatbufret saltvand (PBS) s pumpovým pohonom s rýchlou rýchlosťou 2,5 ml / min. Leveren skal blanchere som blodet er erstattet med PBS.
  7. Po ca. fem minútka, bez tekutiny, páka alebo plná kvapka, stoppe perfusionen.
  8. Hvis der er er planlagt imunofarvning alebo almindelig farvning, perfundere dyret med 50 ml paraformaldehyd (PFA 4% and PBS) and 15 min.
    BEMÆRK: Forsigtig, PFA tlmič a darček. Perfúzia dúchadiel s PFA je odvodnená a smradľavá.

3. Izolácia hjernen og Circle of Willis

  1. Izolácia hjernen
    1. Fjern hovedet med et par kirurgiske sakse.
    2. Predbežný rez medzi dúhovkami a dúhovkami.
    3. Skær huden for at eksponere kraniet og fjerne eventuelle resterende muskler og fedtvæv med iris saks.
    4. Anbring den skarpe ende af iris saks ind i foramen magnum på den ene side og omhyggeligt skub dem langs den indre overflade af kraniet til den ydre øregang (også kendt som øregangen).
    5. Reproducere snittet bescrevet and 3.1.4 on the kontralaterale side and gore and midtlinje škåret langs den indre overflade a inter-parietal knogle til start af ​​den sagittale sutur.
    6. Rastlinné dúhovky a predné knogler, lige mellem øjnene, a det sagittale sutur og derefter åbne dem at opdele kraniet i to.
    7. Løft hjernen, opsigtsvækkende olfaktoriske pærer og bruge iris saks at afskære nerve forbindelser på dens ventrale overflade.
    8. Fjern hjernen og læg den i en 60-mm petriskål indeholdende iskold PBS for Rå izolation. Pomôžte si spevniť aj PBS. Hviezdna dávka obsahuje 4% PFA (do konečného rozdelenia a imunizácie alebo očkovania), držia sa a sú zlé pri 4% PFA pri 4 °C a 24 časovači.
    1. Sæt hjernen på hovedet (dvs. på dens dorsale overflade) til at visualisere koen.
    2. Brug en lille pincet to the fat a forreste cerebrale arterier (ACA) and the bunden of the olfaktoriske lapper ( 7.


    Obrázok 1: Skematisk diagram af en ventrale Pohľad na Mouse Brain Fremhævning koen koen er dannet af de to interne halspulsårer (MCA), som er afledt af de to forreste cerebrale arterier (ACA). basilararterie (BA) filialer i den bageste (PCA) og overlegen (SCA) cerebrale arterier, og to vertebrale arterier (VA).

    Vyžaduje sa predplatné. Odporúčajte JoVE svojmu knihovníkovi.

    Reprezentatívne výsledky

    PBS-perfunderet must bliver dræbt, og koen er isoleret some bescrevet and afsnit 3.2 and protocollen. Når dissektion udføres korrekt, bør koen kommer ud i et stykke og skal være lidt gennemsigtig på grund af fraværet af tilbageværende blod i karrene.


    Obr 2: Mus CoW po izolácii. (A) Oversigt over ko i en 10 cm petriskål. (B) Nærmere oplysninger om de forskellige grene af koen. MCA pre mellemledere cerebrale arteriu, ACA pre anteriore cerebrale arteriu, BA pre bazilárnu artériu, PCA pre bageste cerebrale arteriu a SCA pre overlegne cerebrale arteriu. Kliknutím na ňu zobrazíte uvedenú verziu pre deti.

    telt. "fo: holde-together.within-side =" 1 "> Renheden af ​​koen præparat kan kontrolleres ved at sikre, at specificke vaskulære gener stærkt udtrykkes mens ekspressionen af ​​neuronale gener er målbart Len tak špecifikované pre ďalšie CoW špecifikované pre cievne svaly s hladkými svalovými bunkami, s jedným glatmuskelaktínom (SMA), so svalovým a myozínovým tungom (SM-MHC) a smoothelínom. Disse markører er næppe udtrykkes i andre dele af hjernen. en modsat ekspressionsmønster bør være Opnået for neuronal gener, med neuronale markører (MOG, MAP2) kun knap påviselige and koen.

    Niveauer af mRNA môže viesť k RT-qPCR s normalizáciou a ponechať referenčný gentranskript (jej, deň pre GAPDH). Typiske resultater er vist i obrázok 3A alebo B.

    Obr 3:. Vyjadrenie neuronálneho a kontraktilného rodu v kruhu Willisa a mozgu Výsledok RT-qPCR bol normalizovaný pre referenčný gén (GAPDH). Od 6. do 12. r. od 6 do 12 rokov. P <0,05, ** P <0,005, alebo ***, P <0,001 (A) Ekspression af kontraktile gener:. SMA (glatmuskelaktín), smoothelín, SM-MHC (hladký muskulatúrno-myozínový tuk 11) a E-selektín (B) Expresia neuronálneho rodu:. Mog (myelínový oligodendrocytový glykoproteín) alebo Map2 (proteín mikrotubulus-associeret 2).

    Ekspresný systém pre endotel markør E-selectin and hjernen mangler Koen er get lig den, der Opnås for Rå prøver, hvilket muligvis afspejler eksistensen af ​​​​en hjerne kapillær nettværk. Vyžaduje sa predplatné. Odporúčajte JoVE svojmu knihovníkovi.

    Diskusia

    Pozrite si jej reprodukovaný protokol až po izoláciu z Kredsen af ​​​​Willis. Najstaršie mozgové cievy, ktoré sa zúčastňujú na vaskulopatickej asociácii CAA, intrakranielnom postihnutí a intrakranielnej aneurizme, sú všetky vírusové ochorenia a krvné cievy. Rizikofaktorové a veľké, muži s patogénnymi molekulárnymi faktormi v rôznych mozočkových populáciách sú v najlepšom prostredí a špecifikovaných biologických markeroch až po forudsige deres forekomst mangler. Der er stor interesse for metoder til isolering koen fra transgene must til at linke makroskopiske pozorovatel s molekylære ændringer. Pre príklady ved at inducere konsistente aneurismer i en musemodel, hvori et bestemt gen slås ud (som beskrevet af Hosaka a kol. 8) a analyzovať ko, bør det være multimligt at bestemme, om behandlinger rettet mod proteinet code af dete gen kunne forebygge intrakranielle aneurismer og / eller subaraknoidal blødning. Obviously kunne denne fremgangsmåde også anvendes til at analysere effekten af ​​​​et bestemt lægemiddel på progression af CAA-associeret vasculopatier a de forskellige transgene musemodeller for AD.

    Det er lettere at isolere muse arterier end at rense hele muse mikrokar, mensådan prøveudtagning er imidlertid vanskeligere and must end a rotter. Fakty a rotte CoW indlejret a meget stivere meninges, hvilket gor det multimligt at isolere hele structuren på én gang. Ud over problemet med den lille størrelse af fartøjer i mus, denne procedure er også vanskelig på grund af gennemsigtigheden af ​​​​de fartøjer, efter deres perfusion med PBS før fjernelsen af ​​​​hjernen. Vi anbefaler derfor at praktisere uden infusion, begyndende fra trin 3 efter anæstesi for at gøre det lettere at skelne blodkarrene. Endelig, som mus cerebrale kar er meget fint og knækker let, at dissektion skal udføres meget omhyggeligt, uden farende, for at sikre, at hele strukturenisoleres i et stykke, ved først at tage fat i ACA. Štúdia a príprava CoW sa môže hodnotiť na rovnakých úrovniach ako na nervovej sústave a generácii prúdov. Med praksis, enkelt CoW darcu kun tilstrækkelig RNA pre štúdium 5 - 10 genekspressioner. Pre skríning storstilet bør flere mus køer samles.

    Gauthier a kol. 9 beskrevet en fremgangsmåde til isolering små stykker af mikrokar (baseret på anvendelsen af ​​kolagenase / dispase at fordøje fragmenter af hjernen og af glasperler til fælde dem), som darc glatte muskulatur, eller et derotel anlering, eller et derotel anlering . Fordelen ved vores metode er, at den isolerer store skibe, in at ændre fartøjets struktur. Disektion af of specific green af ​​koen kan også fære af interesse, pre najlepšie korelované profily generických tlakov a najlepšie zelené a eventuálne modifikácie zamerané na mozgové choroby, s vysokými aneurizmu. Sådanne tilgange mån dann en forklaring på, hvorfor nogle ACA anatomické a genetické variácie sú korelované s vysokými prednými aneurizmami ACA. Denne dissektion kræver tryk, der skal udøves med pincet ed Bunden af ​​​​Hver specific green, at dissociere det fra de andre grene, der the start af koen izolačný postup.

    Således, ud over at gøre det muligt at udlede celler fra koen 10 eller til at screene for genekspression 11 og proteinproduktion 12 eller posttranslationelle protein modifikationer, denne metode kan anvendes til ex vivo-undersøgelser, ved blot at tilpasse organbadet systemet udviklet til isoleret muse olfaktoriske arterier. 7 efter inkubering af hele ko i dyrkningsmedium indeholdende antibiotika, kan opnås og analyseres secretome frigivet af denne špecifikke structure. Analýza denného sekretómu a musemodeller pre CAA ville gore det možné, pre eksempel pre najlepšie CAA-relaterede zápalového stavu pre disse cerebrale arterier. Výsledok je stredný, ktorý sa používa v najlepšom prípade v sekretóme v porovnaní s fenotypom bunkového typu. Patologická príprava COW kunne også anvendes til at identificere eventuelle forskelle and biokemiske signaler, såsom cyklická guanozinmonophosphat (cGMP), cyklická adenozinmonophosphat (cAMP) eller Ca2 + koncentrationer deteersonerselbare medfluorsensor)FRET. Virus-leveret biosensorer er blevet brugt på hjernens slice præparater indeholdende eksperimentelt tilgængelige modne levende neuroner med et bevaret morfologi, hvilket fører til til påvisning af afgørendelenerformed pyramída 1 korekčný neuronálny tvar pyramídy D 13

    Modelovanie cerebrovaskulære sygdomme a transgene mus, der udtrykker FRET-based anden messenger sensor proteiner 14 til billeddannelse af biokemiske signaler and isolerede koen coen yderligere give yderligere a biochemické farmy indsigtsiigt

    Vyžaduje sa predplatné. Odporúčajte JoVE svojmu knihovníkovi.

    Poďakovanie

    Vychádzajúc z univerzity Paris VI a spoločnosti Pierre Fabre Innovation.


    Anestézia

    Zložitosť chirurgických zákrokov potrebných na vyvolanie cerebrálnej ischémie u veľkých živočíšnych druhov si vyžaduje anestéziu, často na dlhšie časové obdobie. Chirurgická príprava v modeloch TBI je zvyčajne oveľa kratšia, napriek tomu je potrebné primerane naplánovať anestéziu s vhodným monitorovaním. Aj keď sa anestetiká často podávajú počas neurochirurgických zákrokov, treba si uvedomiť, že ľudskí pacienti sú zriedkavo pod ich vplyvom, keď utrpia mŕtvicu alebo TBI, a to treba uznať ako potenciálnu premennú. Napriek tomu sa princípy, ktoré platia pre klinickú anestéziu, uznávajú ako vhodné pre veľké zvieracie modely. Tieto stavy najlepšie zachovávajú normálnu neurologickú funkciu a tým uľahčujú presné určenie deficitov aplikovateľných na indukované poškodenie.

    Predanestetické úvahy a indukcia.

    Odporúča sa, aby všetky veľké zvieratá vyžadujúce dlhodobú anestéziu boli pred operáciou nalačno, aby sa znížilo riziko intraoperačnej regurgitácie. Veterinárna prax odporúča odoprenie potravy na minimálne 12 hodín u mačiek, psov, ošípaných a NHP (86). Existujú určité špekulácie týkajúce sa optimálneho trvania pôstu u prežúvavcov, keďže sa ukázalo, že pôst má malý vplyv na obsah bachora (153). Pôst však môže prospieť redukcii bublín v bachore, pri ktorom sa plyn hromadí v bachore v dôsledku procesu bakteriálnej fermentácie. Preto sa odporúča odobrať jedlo a vodu na 6 hodín, aby sa znížilo nahromadenie plynov.

    Na účely všetkých chirurgických zákrokov na veľkých zvieratách sa dôrazne odporúča, aby boli zvieratá indukované sedatívom, aby sa uľahčila manipulácia, zabezpečilo sa obmedzenie, znížilo sa utrpenie a následne sa znížila požadovaná dávka na udržiavaciu anestéziu o 30–50 % (69). Bežne uvádzané indukčné látky a súvisiace režimy dávkovania sú podrobne uvedené v tabuľke 1.

    Tabuľka 1. Odporúčané režimy predanestetickej liečby pre mačky, psy, ošípané, ovce a druhy primátov (okrem človeka)

    Schéma: dávka, spôsob podania (per os, iv, sc, im), účinok a poznámky. NHP, primáty (okrem človeka). Stôl prispôsobený z Anestézia laboratórnych zvierat (štvrté vydanie), Flecknell PA (71a), kapitola 5 – Anestézia bežných laboratórnych druhov: osobitné úvahy, s. 227, 233, 239, 243, 247, copyright 2016 s povolením od Elsevier.

    Anestetická indukcia a sedácia tiež umožňujú jednoduchú intubáciu a zavedenie endotracheálnej trubice (88). Intubácia zvieraťa umožňuje ovládanie ventilácie mechanickými prostriedkami, čím sa uľahčuje regulácia respiračnej zložky pH aj P co 2. Hoci sa uvádza spontánne dýchanie, často je sprevádzané hypoventiláciou a následným zväčšením objemu lézie (111). Riadená ventilácia u veľkých zvierat ponúka významnú výhodu oproti hlodavcom a iným malým zvieratám, ktorých intubácia môže byť obtiažna kvôli malému obvodu hrtana. Fyzická intubácia u veľkých zvierat je medzi druhmi pomerne jednotná. Avšak laryngeálna anatómia ošípaných je jedinečná vzhľadom na polohu hrtana v esovitej krivke dýchacích ciest, čo môže viesť k ťažkostiam s intubáciou (83). Pred zavedením endotracheálnej trubice u týchto druhov sa preto dôrazne odporúča konzultácia so skúseným veterinárnym lekárom.

    Odporúča sa, aby sa zvieratá s mechanickou ventiláciou držali na kombinácii vzduch/kyslík alebo čistý kyslík, aby sa udržala úroveň okysličovania krvi a aby sa splnili metabolické nároky. Ten je ovplyvnený premennými veličinami, ako je teplota, telesná hmotnosť a použité anestetikum, a preto sa musí adekvátne upraviť dodávka kyslíka (156). Udržiavanie zvierat na čistom kyslíku dlhšie ako 12 hodín sa však neodporúča kvôli potenciálnemu rozvoju pľúcneho edému a kyslíkovej toxicity (82). Mechanická rýchlosť ventilácie pre každý druh sa musí posudzovať vo vzťahu k normálnej frekvencii dýchania a telesnej hmotnosti, aby sa čo najlepšie udržal fyziologický P o 2 a P spol 2 úrovne (146). Druhovo špecifické fyziologické premenné, vrátane normálnej rýchlosti dýchania a odporúčanej ventilácie, sú zhrnuté v tabuľke 2 (70).

    Tabuľka 2. Súhrn fyziologických premenných druhov mačiek, psov, ošípaných, oviec a primátov (okrem človeka)

    Anestetická údržba.

    Po indukcii je možné intraoperačné udržiavanie anestézie dosiahnuť použitím intravenóznych aj inhalačných prostriedkov. Komplexný súhrn bežne používaných intravenóznych, intramuskulárnych a subkutánnych anestetík a odporúčané dávkovacie režimy sú podrobne uvedené v tabuľke 3 a inhalačné látky v tabuľke 4.

    Tabuľka 3. Odporúčané dávkovacie režimy anestetík pre mačky, psy, ošípané, ovce a druhy primátov (okrem človeka)

    Trvanie anestézie je uvedené len ako všeobecné vodítko, pretože medzi jednotlivými zvieratami dochádza k značným rozdielom. Schéma: dávka, spôsob podania (per os, iv, sc, im), účinok a poznámky. NHP, primát okrem človeka. Stôl prispôsobený z Anestézia laboratórnych zvierat (štvrté vydanie), Flecknell PA (71a), kapitola 5 – Anestézia bežných laboratórnych druhov: osobitné úvahy, s. 229, 234, 240, 245, 248, copyright 2016 s povolením od Elsevier.

    Tabuľka 4. Odporúčaná minimálna alveolárna koncentrácia bežne používaných inhalačných anestetík na použitie u mačiek, psov, ošípaných, oviec a primátov (okrem človeka)

    Použitie intravenóznych anestetík môže byť preferované na zobrazovacie účely, kde použitie vybavenia potrebného na inhalačnú anestéziu môže byť neuskutočniteľné, ako je napríklad MRI vo vysokom poli. Typicky sa však používajú inhalačné činidlá, najmä pri dlhších procedúrach. Inhalačné anestetiká používané v štúdiách na hlodavcoch a veľkých zvieratách majú tendenciu byť podobné, pričom preferencia izofluránu sa bežne uvádza na modeloch psov, NHP, oviec a ošípaných (34, 150, 168, 193). Útlm dýchania a hypotenzia spojená s podávaním izofluranu (96, 118) však kontraindikujú dlhodobé chirurgické použitie, čo si vyžaduje starostlivé sledovanie parametrov dýchania a krvného tlaku (BP) v spojení s hĺbkou anestézie. Dôrazne sa odporúča udržiavať zvieratá na hladine izofluránu, ktorá udržiava minimálny alveolárny obsah < 1,5, pretože znižuje pravdepodobnosť nežiaducich udalostí (9). Intravenózne a inhalačné anestetiká sa teda môžu použiť v kombinácii na elimináciu pravdepodobnosti nežiaducich účinkov, ak nie je možné dosiahnuť vhodnú hĺbku anestézie pod 1,5 minimálneho alveolárneho obsahu samotného izofluránu. To sa dá dosiahnuť kontinuálnou intravenóznou infúziou s použitím pumpy a úpravou dávkovania na dosiahnutie požadovanej úrovne anestézie. Intravenózne anestetiká, ako je propofol a ketamín, boli použité v štúdiách NHP, ošípaných a oviec v spojení s inhalačnými anestetikami s hláseným úspechom (9, 46, 98, 118, 193). Odporúčané priemerné alveolárne koncentrácie rôznych inhalačných anestetík sú podrobne uvedené v tabuľke 4 a možno ich použiť v spojení s režimami dávkovania z tabuľky 4 (21).

    Vzhľadom na vyššie uvedenú dĺžku anestézie, ktorá je potrebná pre mnohé modely veľkých zvierat, môže potenciál neuroprotekcie spôsobenej anestetickým režimom kontraindikovať používanie určitých látok na predĺžené trvanie. Platné zvieracie modelovanie akútneho poškodenia CNS vyžaduje minimálnu interferenciu s anestetikami a analgetikami, aby sa čo najlepšie zachoval prirodzený priebeh poranenia mozgu a zároveň sa minimalizovalo utrpenie zvierat (162). Činidlá, ako je ketamín, vykazujú neuroprotektívne vlastnosti prostredníctvom inhibície N.-metyl-d-aspartátový receptor (96, 142), o ktorom sa ukázalo, že zmierňuje škodlivé neurochemické následky po poranení mozgu (130). However, ketamine use has also been shown to increase cerebral oxygen metabolic rate, which has implications for lesion volume and number of neuronal cells affected (31). Maintenance of animals on a combination of ketamine and isoflurane may offer a beneficial alternative in surgical procedures requiring prolonged duration (>4 h) anesthesia and has been reported in porcine, ovine, and NHP models (150, 168, 192). The anesthetic combination produces a countering effect, eliminating the neuroprotective effect of pure ketamine and the respiratory distress associated with pure isoflurane, thus reducing confounding factors of anesthetic agents administered alone (192, 193).

    In addition to potential confounding effects of anesthesia on outcome parameters, there are several species-specific complications that require consideration before study commencement. Pigs are especially prone to intraoperative development of malignant hypotension and malignant hyperthermia, both of which can have fatal consequences (36, 119, 191). Perianesthetic mortality is also common in feline and canine species, 100 times that of humans, and thus the animal must be carefully monitored for depth of anesthesia (27). As a result of the fermentation process in ruminating species, surgical positioning must be carefully considered to avoid excessive pressure on the rumen as up to 25% of anesthetized animals will regurgitate intraoperatively (153). Irrespective of preoperative fasting to reduce ruminal tympany, in some cases appropriate degassing should be performed to avoid excessive pressure on the diaphragm, which can limit ventilation (26). Ruminants salivate excessively, and for procedures requiring extended duration anesthesia, it is highly recommended that the alkaline saliva is collected and returned to the animal via an orogastric tube to prevent the development of acidosis (153). For other species, such as the cat and dog, pretreatment with an anticholinergic agent such as atropine can significantly reduce intraoperative salivation (Table 1).

    Evidence calls for rigorous planning of anesthetic regimes before study commencement, taking into consideration the potential effects on depth and duration of anesthesia, adverse events, and potential confounding effects of anesthesia on secondary injury processes.


    Analysis of morphological variation of the internal ophthalmic artery in the chinchilla (Činčila laniger, Molina)

    All the submitted manuscripts are checked by the CrossRef Similarity Check.

    Abstracted/Indexed in

    Agrindex of AGRIS/FAO database
    Animal Breeding Abstracts
    CAB Abstracts
    CNKI
    CrossRef
    Current Contents ® /Agriculture, Biology and Environmental Sciences
    Czech Agricultural and Food Bibliography
    DOAJ (Directory of Open Access Journals)
    EBSCO – Academic Search Ultimate
    FSTA (formerly: Food Science and Technology Abstracts)
    Študovňa Google
    J-GATE
    Science Citation Index Expanded ®
    SCOPUS
    TOXLINE PLUS
    Web of Knowledge SM
    Web of Science ®

    Licence terms

    All contents of the journal is freely available for non-commercial purposes, users are allowed to copy and redistribute the material, transform, and build upon the material as long as they cite the source.

    Open Access Policy

    This journal provides immediate open access to its content on the principle that making research freely available to the public supports a greater global exchange of knowledge.

    Kontakt

    Do funkcie sa zapojil Ing. Helena Smolová, Ph.D.
    Executive Editor
    phone: + 420 227 010 352
    e-mail: [email protected]

    Adresa

    Veterinární Medicína
    Czech Academy of Agricultural Sciences
    Slezská 7, 120 00 Praha 2, Czech Republic

    © 2021 Czech Academy of Agricultural Sciences | Prohlášení o přístupnosti


    Three-dimensional hemodynamics analysis of the circle of Willis in the patient-specific nonintegral arterial structures

    The hemodynamic alteration in the cerebral circulation caused by the geometric variations in the cerebral circulation arterial network of the circle of Wills (CoW) can lead to fatal ischemic attacks in the brain. The geometric variations due to impairment in the arterial network result in incomplete cerebral arterial structure of CoW and inadequate blood supply to the brain. Therefore, it is of great importance to understand the hemodynamics of the CoW, for efficiently and precisely evaluating the status of blood supply to the brain. In this paper, three-dimensional computational fluid dynamics of the main CoW vasculature coupled with zero-dimensional lumped parameter model boundary condition for the CoW outflow boundaries is developed for analysis of the blood flow distribution in the incomplete CoW cerebral arterial structures. The geometric models in our study cover the arterial segments from the aorta to the cerebral arteries, which can allow us to take into account the innate patient-specific resistance of the arterial trees. Numerical simulations of the governing fluid mechanics are performed to determine the CoW arterial structural hemodynamics, for illustrating the redistribution of the blood flow in CoW due to the structural variations. We have evaluated our coupling methodology in five patient-specific cases that were diagnosed with the absence of efferent vessels or impairment in the connective arteries in their CoWs. The velocity profiles calculated by our approach in the segments of the patient-specific arterial structures are found to be very close to the Doppler ultrasound measurements. The accuracy and consistency of our hemodynamic results have been improved (to (16.1 pm 18.5) %) compared to that of the pure-resistance boundary conditions (of 43.5 (pm ) 28 %). Based on our grouping of the five cases according to the occurrence of unilateral occlusion in vertebral arteries, the inter-comparison has shown that (i) the flow reduction in posterior cerebral arteries is the consequence of the unilateral vertebral arterial occlusion, and (ii) the flow rate in the anterior cerebral arteries is correlated with the posterior structural variations. This study shows that our coupling approach is capable of providing comprehensive information of the hemodynamic alterations in the pathological CoW arterial structures. The information generated by our methodology can enable evaluation of both the functional and structural status of the clinically significant symptoms, for assisting the treatment decision-making.

    Toto je ukážka obsahu predplatného, ​​prístup cez vašu inštitúciu.


    Sharmila P Bhanu 1 , Suneetha Pentyala 2 , Devi K Sankar 1

    1 Department of of Anatomy, Narayana Medical College, Nellore, Andhra Pradesh, 2 Department of of Radiology, Narayana Medical College & General Hospital, Nellore, Andhra Pradesh, India

    Correspondence to:Devi K Sankar
    Department of of Anatomy, Narayana Medical College, Chinthareddypalem, Nellore, Andhra Pradesh 524003, India
    E-mail: [email protected]

    This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/) which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.

    Abstraktné

    The posterior communicating arteries (PCoA) are important component of collateral circulation between the anterior and posterior part of circle of Willis (CW). The hypoplasia or aplasia of PCoA will reflect on prognosis of the neurological diseases. Precise studies of the incidence of hypoplastic PCoA in Andhra Pradesh population of India are hitherto unreported, since the present study was undertaken. Two hundred and thirty one magnetic resonance angiography (MRA) images were analyzed to identify the hypoplasia of PCoA and presence of fetal type of posterior cerebral artery (f-PCA) in patients with different neurological symptoms. All the patients underwent 3.0T MRI exposure. The results were statistically analysed. A total of 63 (27.3%) PCoA hypoplasia and 13 cases with f-PCA (5.6%) cases were identified. The hypoplastic PCoA was noted more in males than females (P<0.05) and right side hypoplasia was common than the left (P<0.04) bilateral hypoplasia of PCoA was seen in 37 cases out of 63 and is significant. The hypoplastic cases of the present study also were associated with variations of anterior cerebral arteries and one case was having vertebral artery hypoplasia. Incidence of PCoA as unilateral or bilateral with other associated anomalies of CW is more prone to develop stroke, migraine and cognitive dysfunction. Knowledge of these variations in the PCoA plays a pivotal role in diagnoses of neurological disorders and in neurovascular surgeries and angiographic point of view.

    Kľúčové slová: Posterior communicating artery, Hypoplastic, Posterior cerebral artery, Circle of Willis, Cerebral artery

    Úvod

    Detailed anatomy of the circle of Willis (CW) or circulus arteriosus is important in the field of neurology, neurosurgery and anatomy. The CW is the main arterial structure located at base of the brain that establishes collateral circulation to the brain and surrounding structures. The arterial circle is formed by internal carotid and vertebro-basilar systems comprising anterior cerebral artery (ACA), proximal segments of internal carotid and proximal segments of posterior cerebral arteries from basilar artery. The CW normally equalizes the blood flow to various parts of the brain. But a complete CW is seen in minority of the population and as age advances it shows different types of anatomical variations in its branches since birth [ 1 ].

    Posterior communicating artery (PCoA), branch of internal carotid artery acts as a significant anastomotic channel between anterior and posterior cerebral circulations [ 2 ]. Each PCoA runs postero-medially and anastomose at the junction between pre (P1) and post-communicating (P2) segments of ipsilateral posterior cerebral artery (PCA) [ 3 ]. The PCoA occasionally continues as PCA, called as fetal PCA (f-PCA) with a complete absence of P1 segment [ 4 ]. Its occurrence may be unilateral or bilateral, and in these conditions, the PCoA is bigger than the normal [ 5 ].

    The PCoA establishes the collateral circulation through its penetrating branches which supply the ventrolateral and dorsomedial thalamic nuclei, tuber cinereum, mamillary bodies, and cerebral peduncles [ 6 ]. The PCoA hypoplasia and aplasia can be congenital variations characterized by a narrow or poorly developed artery with limited blood flow [ 1 ]. As PCoA render a vital communication between internal carotid and vertebro-basilar system, occlusion, aplasia or hypoplasia of this artery can significantly affect the vascularity of brain. In bilateral aplasia or hypoplasia, there will be a bilateral interruption of blood supply to the cerebellum. These anatomical variations reduce the accessibility of collateral vessels and its circulation. Hence identification of such variations is important in the evaluation of cerebral vascular morbidity and its allied treatments. The objective of the present study is to observe the variations in the arrangement of PCoA of CW.

    Materiály a metódy

    The present study was a retrospective analysis of magnetic resonance angiography (MRA) of CW on 231 patients, which included 154 males and 77 females. The age of the patients with hypoplastic PCoA was minimum of 25 years and maximum of 79 years. The study was approved by the institutional ethical committee and clinical variables were abstracted from Institutional Neurology review board. The cases were obtained between the years 2016&ndash2019 from the patients who had evidence of cerebral ischemic stroke (CIS), history of severe migraine, less hearing sense, dim vision and mild focal neurological deficit.

    A time of flight (TOF)-MRA technique was used and the study was conducted and analyzed in the departments of radiology, anatomy, and neurology. All the patients underwent 3D TOF-MRA using 3.0T MRI machine (3.0T system, GE Discovery MR750w 3.0Tesla GE Healthcare, Milwaukee, WI, USA) and imaging parameters used were (1) repetition time was 30 milliseconds and echo time was 2.7&ndash3.1 milliseconds, (2) flip angle was 20°, (3) 200 mm field of view, (4) section thickness was 1.4 mm, and (5) the imaging time was approximately 4.49 minutes. The images obtained were processed using a maximum intensity projection algorithm to create an angiogram like image [ 7 ]. The reconstructed images were then analyzed to detect the hypoplastic (<1 mm in diameter) or aplastic PCoA and with or without the f-PCA. The PCoA with aneurysms were excluded from the study. Other than hypoplasia of PCoA, anomalies such as hypoplasia or aplasia of other cerebral arteries and its branches were also noted. The data obtained were analyzed with Statistical Package for Social Sciences software (IBM SPSS Statistics for Windows, Version 25.0. IBM Corp., Armonk, NY, USA). The statistical dependencies between age, side and sex were measured using the Student t-test. The differences between the male and female PCoA hypoplasia were assessed in relation to side using the Chi-square test. Probability values of P >0.05 were considered as statistically significant.

    Výsledky

    In the present study, out of 231 patients, 63 patients (27.3%) showed the incidence of hypoplastic PCoA in MRA pictures, which included 39 males (16.9%) and 24 females (10.4%). The mean age of males and females were 65.56±8.18 and 56.83±12.22 respectively ( Table 1 ). The hypoplasia of PCoA was noted more in males than females ( P <0.05). Out of 63 PCOA hypoplastic, unilateral cases included 26 of which right side PCoA hypoplasia ( Fig. 1A ) in males was 9 and in females 7 while the left side ( Figs. 1B , 2A , 4B ) was found to be 6 in males and 4 in females. The right sided hypoplasia was significant ( P <0.04) than the left in the present study. The bilateral hypoplasia ( Figs. 2B , 3A , 3B , 4A ) was seen in 37 patients (58.7%), which included 24 males and 13 females and is found significant. Overall the statistical association between the hypoplasia of PCoA in relation to sex and side was found to be highly significant ( P <0.001) ( Table 2 ).

    stôl 1 . Independent sample-T and ANOVA tests to find the differences between the sex and side in patients with hypoplastic posterior communicating artery

    Variabilné Male (in years) Female (in years) Celkomt-value P -value
    BokomN.Mean±SDMinMaxN.Mean±SDMinMaxN.Mean±SD
    Ľavá strana662.50±14.384579448.50±15.3529651056.90±15.671.4700.180a)
    Pravá strana969.00±6.636074755.29±17.3025741663.00±13.882.1970.045b)
    Obojstranné2465.04±6.0452791360.23±6.3952753763.35±6.812.1530.038b)
    Grand total3965.56±8.1845792456.83±12.2225756362.24±10.713.3990.001c)
    F-value0.9562.2811.507
    P -value0.393a)0.122a)0.230a)

    N, number of cases observed SD, standard deviation Min, minimum Max, maximum t, results of independent sample t-test P , difference between the sex, age and side & P <0.05 is considered significant F and P are the results of ANOVA. a) Not significant b) Significant c) Highly significant

    Tabuľka 2 . Cross-tabulation of side and sex-specific incidence of hypoplastic posterior communicating artery patients

    BokomN.MužŽenaCelkomChi-square value P -value
    Ľavá stranapočítať6410
    % within left side60.0040.00100.00
    % within sex15.3816.6715.87
    Pravá stranapočítať9716
    % within left side56.2543.75100.00
    % within sex23.0829.1725.400.3690.831a)
    Obojstrannépočítať241337
    % within left side64.8635.14100.00
    % within sex61.5454.1758.73
    Grand totalpočítať392463
    % within left side61.9038.10100.00
    % within sex100.00100.00100.00

    N, number of cases observed. a) P -value by Chi-square test, not significant

    Postava 1. MRA images showing (A) hypoplasia of right side PCoA (arrowhead) with left fetal type of posterior cerebral artery (arrow) (B) left side PCoA hypoplasia (arrowhead) with hypoplastic left A1 segment of anterior cerebral artery (asterisk). MRA, magnetic resonance angiography PCoA, posterior communicating artery.
    Obrázok 2 MRA images showing (A) left side PCoA hypoplasia (arrowhead) (B) bilateral PCoA hypoplasia (arrowheads). MRA, magnetic resonance angiography PCoA, posterior communicating artery.
    Obrázok 3. MRA images showing (A) bilateral PCoA hypoplasia (arrowheads) (B) bilateral PCoA hypoplasia (arrowheads) with hypoplastic A1 segment of anterior cerebral artery (asterisk). MRA, magnetic resonance angiography PCoA, posterior communicating artery.
    Obrázok 4. MRA images showing (A) bilateral PCoA hypoplasia (arrowheads) with hypoplastic right vertebral artery (arrow) (B) left side PCoA hypoplasia (arrowhead) with right fetal type of posterior cerebral artery (arrow) this case also presented hypoplastic right A1 segment of anterior cerebral artery (asterisk) and hypoplastic right vertebral artery (double arrows). MRA, magnetic resonance angiography PCoA, posterior communicating artery.

    The f-PCA was observed in 13 (5.6%) cases which is more on right (73.0%) ( Fig. 4B ) than left side (62.6%) ( Fig. 1B ) and the incidence is more or less equal in both males and females with no statistical significance ( P <0.05) ( Table 3 ).

    Tabuľka 3 . Incidence of fetal PCA in relation to sex and side

    VariabilnéPresence of fetal PCA (N=13)
    SprávnyVľavo P -value
    Male (n=154)3 (1.9%)3 (1.9%)1.0a)
    Female (n=77)4 (5.2%)3 (3.9%)0.7a)
    Chi-square value0.0660.7b)

    PCA, posterior cerebral artery N, number of fetal PCA cases observed P , difference between the sex and side & P <0.05 is considered significant n, total number of males or females. a) Not significant b) P -value by Chi-square test, not significant percentages are mentioned within brackets

    Apart from hypoplasia of PCoA and f-PCA, some of the cases also presented with other arterial anomalies. Out of 10 left PCoA hypoplastic cases, 2 cases were associated with hypoplastic right vertebral artery ( Fig. 4A, B ), right A1 segment of ACA and right f-PCA ( Fig. 4B ) and left A1 segment of ACA ( Fig. 1B ). Similarly on right PCoA hypoplasia, 6 out of 16 cases were identified with hypoplastic A1 segment of ACA. In total of 37 bilateral hypoplastic PCoA, 4 were associated with hypoplastic A1 segment of ACA ( Fig. 1B ) and one cases was found to be associated with vertebral artery hypoplasia ( Fig. 4A ).

    Diskusia

    The CW is the main source of blood supply to major parts of the brain, in which various patterns of its formation and number of anatomical variations have been reported till date in the literature. In most variations of the CW, brain function may not be affected due to the collateral circulation and compensation of the blood supply from the contralateral side. In a study of 1,000 brain specimens, 45.2% of typical and 54.8% variations of the CW were reported [ 8 ].

    The PCoA is an important artery establishing collateral circulation between the anterior and posterior part of CW. This artery also acts as an exit port for thalamoperforating artery, in which the important branch is pre-mamillary or thalamotuberal artery [ 9 ] which supplies the floor of 3rd ventricle, thalamus, hypothalamus, mammillary bodies, tuber cinereum, optic tract, pituitary stalk, cerebral peduncle and posterior perforated substance [ 10 ]. According to a previous report, aplasia of the right PCoA (16.6%) is more common than the left (3.3%) which is in accordance with the present study [ 11 ]. PCoA hypoplasia was found to have a pathophysiological role in stroke with or without carotid artery occlusion [ 6 ]. Out of all the branches of CW, a single branch occlusion might not lead to ischemia, because the collateral supply of that particular region will take over the function [ 12 ]. However, PCoA hypoplasia would be prone for the ischemia since its perforating branches might be scarcely perfused in cases of PCoA hypoplasia, predisposing thalamic infarctions leading to lacunar stroke [ 13 ]. PCoA hypoplasia as an independent or in association with anterior communicating artery and vertebral artery as observed in the present study can be suggested as a risk factor for ischemic stroke [ 14 , 15 ].

    In a study of classical CW, 10% of aplasia, hypoplasia or double PCoA have been reported, stressing the importance of PCoA in vertebral artery hypoplasia which results in stroke [ 16 ]. However, in the present study double PCoA has not been observed. But one case of vertebral artery hypoplasia along with bilateral PCoA hypoplasia has been noticed. Vertebral artery hypoplasia or occlusion is rarely symptomatic because there will be a sufficient collateral circulation from the contralateral side through CW. But in conditions of bilateral PCoA and one of the vertebral artery hypoplasia, size and patency of these collateral pathways may be a risk factor for developing cerebral infarction [ 17 ].

    In the present study, 13 cases of f-PCA were observed with the incidence of 5.6% which is in accordance with the previous literature [ 18 - 20 ].

    On the embryological background of CW, the cerebral arteries begin approximately at 5 weeks of gestation. At this stage, many intracranial arteries develop, branch and anastomoses and certain arteries regress among themselves to maintain and to alter towards the adult type of arrangement [ 21 , 22 ]. The anterior part of CW originates from ICA which divides into cranial and caudal arteries while the posterior part from bilateral longitudinal neural arteries. The caudal part forms the PCoA, the carotid-vertebrobasilar communicating artery. Initially PCA represents a branch of primitive ICA which then arises from basilar artery when vertebrobasilar system develops as the occipital lobes enlarge and its functional demand increases [ 23 - 25 ]. Around 22 weeks PCoA or P1 segment of PCA may enlarges to meet the supply of posterior cerebral circulation and there found to be a continuous alteration of blood flow between carotid and vertebrobasilar system until the growth of brain is fulfilled. According to Padget [ 26 ], embryogenesis of CW takes place in two stages, first development of numerous arterial plexuses and regression of certain arterial segments in-utero or postnatal, transforming itself into adult type [ 27 ]. The posterior part of CW being more anomalous and variant, the posterior part of brain benefit from more blood supply when compared to the anterior part [ 28 , 29 ].

    In a study of functional PCoA in posterior circulation ischemia, revealed that the blood flow volume in PCoA can compensate for the decreased flow of BA circulation to a certain degree and play a protective role in posterior cerebral ischemia [ 30 ]. According to literature, a complete absence of PCA was never been reported, but its origin from BA or ICA only varies [ 31 ].

    In the present study bilateral hypoplasia of PCoA was found more than unilateral cases which can be taken into consideration as one of the risk factors for the development of stroke. The percentage of stroke was found to be 60% in case of bilateral absence of PCoA, 40% in unilateral absence of PCoA and 20% in patients having both PCoA [ 16 ]. In union with A1 segment of ACA and VA hypoplasia either unilateral or bilateral PCoA can result in headaches, hypertension, vertigo, pulsatile tinnitus and posterior circulation stroke [ 32 , 33 ].

    The limitation of the study is that, the difficulty to sort out extremely smaller branches which take part in the collateral circulation to rule out the exact diagnosis such as the CIS. The study also included a limited number of patients which in a larger population can provide even much higher rate of variations and a diverse way of diagnostic approach towards PCoA and its associated anomalies.

    Under any major arterial occlusion, the collateral circulation plays a key role and takes over the supply of that deficient vessel thereby reducing the risk of stroke or any occlusive diseases of brain. In such conditions, collateral circulation will be more effective when there is a complete CW with the presence of anterior and PCoA. If any one of these vessels is absent or dysfunction, then collateral circulation will be impaired. In ICA occlusion circulation from the contralateral ICA may be achieved by the presence of patent anterior communicating artery [ 34 ]. Collateral flow is enabled via the PCoA from the vertebra basilar system thereby aiding perfusion.

    Hypoplastic PCoA should be the highly prioritized and monitored arteries in high risk group&rsquos patients with brain tumours, trauma injuries and cardiovascular complications.

    The PCoA, being the main conduit between internal carotid and vertebrobasilar arterial systems, any type of variation of its own and its related structures such as anterior communicating artery PCA or VA as observed in the present study can be a significant record for clinicians and neurosurgeons intended to neurological procedures.


    Pozri si video: Blood supply to the brain circle of Willis (November 2022).