Abstract

The present study, using proton nuclear magnetic resonance relaxation (NMR) method, was undertaken to compare the water fractional composition in nature tissues (group 1) with those damaged by experimental whole-body hyperthermia (group 2). We measured longitudinal or “spin-lattice” (T1) and transverse or “spin-spin” (T2) relaxation times of protons of tissues (brain, the atria of the heart, the kidneys and the renal cortex) from adult Wistar rats. The differences in T1, T2 and percentage of the intra- and extracellular water between group 1 and 2 were studied to help understand how the water moves in tissues at hyperthermia. The results of this study and the literature data allow to make conclusions about tissue water fractional composition in case of experimental whole-body hyperthermia: (1) fractional composition of water and the distribution of intra- and extracellular fluid in the tissue of the atria of the heart did not change (T1 and T2 relaxation times remained unchanged); (2) the crystalline water fraction increased in brain (longer T1 relaxation rate and shorter T2 relaxation rate). This is obstructing the exchange of protons between free and bound water in brain. Thus, loss of water by brain cells is prevented. The distribution between intra- and extracellular fluid in brain remained unchanged; (3) fraction of free water increased in renal tissue (simultaneous longer T1 and T2 relaxation rates) by reducing the volume of extracellular fluid; (4) thick hydration layer of water (longer T1 relaxation rate, T2 remained unchanged) was formed in the extracellular fluid of renal cortex. This water layer is formed around the sodium ions which concentration is increased in renal cortex tissue of rats from group 2. Аs a result, the amount of fluid secreted by kidneys is reduced, i.e. there is a retention of water in the body. The relevance of our research for the understanding of high temperatures’ adaptation mechanisms is discussed in this paper.

Highlights

  • Оцінено вплив загальної гіпертермії на міжфракційний розподіл води у тканині головного мозку, передсердь серця та нирок щурів методом Н+-ЯМР-релаксометрії

  • The present study, using proton nuclear magnetic resonance relaxation (NMR) method, was undertaken to compare the water fractional composition in nature tissues with those damaged by experimental whole-body hyperthermia

  • The differences in T1, T2 and percentage of the intra- and extracellular water between group 1 and 2 were studied to help understand how the water moves in tissues at hyperthermia

Read more

Summary

Матеріал і методи досліджень

Дослідження проводили на статевозрілих білих щурах-самцях лінії Вістар масою 200–250 г. До і після перегріву тварин зважували та вимірювали у них ректальну температуру. Кров тварин збирали у дві пробірки: із гепарином (для вимірювання рН плазми крові) та без антикоагулянту (для визначення концентрації іонів натрію у сироватці крові). Кожна із фракцій тканинної води характеризується різними ЯМРпоказниками: часом поздовжньої, або «спін-граткової» (Т1) і поперечної, або «спін-спінової» (Т2) релаксації протонів. У тканині головного мозку, передсердя, нирок і кіркової речовини нирок щурів аналізували час поздовжньої, або «спін-граткової» (Т1) і поперечної, або «спін-спінової» (Т2) ЯМР-релаксації протонів на релаксометрі Minispec РС 120 (Bruker Optik GmbH, Німеччина) з робочою частотою 25 МГц. Т1 показник релаксації визначали за 40 точками методом інверсії-відновлення, в якому спочатку задається 180o імпульс, а через певний час – 90o імпульс, що зчитується.

Результати та їх обговорення
Бібліографічні посилання
Full Text
Paper version not known

Talk to us

Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have

Schedule a call

Disclaimer: All third-party content on this website/platform is and will remain the property of their respective owners and is provided on "as is" basis without any warranties, express or implied. Use of third-party content does not indicate any affiliation, sponsorship with or endorsement by them. Any references to third-party content is to identify the corresponding services and shall be considered fair use under The CopyrightLaw.