Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Влияние парентерального введения озона на функциональный элемент миокарда собак при циркуляторно-гемической гипоксии

ВАК РФ 03.00.13, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Влияние парентерального введения озона на функциональный элемент миокарда собак при циркуляторно-гемической гипоксии"

г^Ь На правах рукописи

ЖЕ МАРИНА Наталья Валерьевна

ВЛИЯНИЕ ПАРЕНТЕРАЛЬНОГО ВВЕДЕНИЯ ОЗОНА НА ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ЭЛЕМЕНТ МИОКАРДА СОБАК ПРИ ЦИРКУЛЯТОРНО-ГЕМИЧЕСКОЙ ГИПОКСИИ

03.00.13 - физиология человека и животных

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

НИЖНИЙ НОВГОРОД - 1997

Работа выполнена в Центральной научно-исследовательской лаборатории Нижегородской государственной медицинской академии.

Научный руководитель:

доктор медицинских наук С.П.Перетягин

Научный консультант:

доктор медицинских наук В.П.Смирнов

Официальные оппоненты: доктор биологических наук,профессор К.Н.Конторцикова

доктор медицинских наук С.Б.АртиФексов

Ведущая организация - Научно-исследовательский институт

общей патологии и патофизиологии РАМН

Защита диссертации состоится "_!_"___ШйБ-_______ 1997 г.

в _____ часов на заседании Диссертационного Совета К 063.77.13

по присуждении ученой степени кандидата биологических наук в Нижегородском государственном университете им.Н.И.Лобачевского по адресу: 603023, Н.Новгород, проспект Гагарина, 23.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета. Автореферат разослан " 29 МЕЯ ___ 1997 г.

Ученый секретарь Диссертационного Совета

кандидат биологических наук - '¿,/- И.Ф.Александрова

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность проблемы. Гипоксические состояния, возникающие в результате ограничения поступления кислорода в клетку или в связи с потерей способности последней утилизировать его в реакциях биологического окисления, играют чрезвычайно важную роль в жизнедеятельности организма. Характерной их особенностью является то, что они обусловливают или сопутствуют практически любой патологии! ишемии различных органов, инфекционным заболеваниям, травмам, шоку, кровопотере, клинической смерти. Несмотря на определенные успехи, достигнутые в лечении геморрагического шока, летальность при этой патологии продолжает оставаться высокой и колеблется по данным разных авторов от 10-307. (Кулагин В.К., 1778) до 56-737. (Комаров В.Д. и соавт., 1979 г5 Неговский В.А.,1979). Это связано с тем,что гипоксия при геморрагическом шоке приобретает смешанный характер и приводит к необратимым изменениям обмена, Функций и структур разных органов, в частности сердца (Кулагин В.(С. и соавт., 1980). Поэтому реанимационные мероприятия и интенсивная терапия в постгеморрагическом периоде должны быть направлены, кроме восполнения крсвопотери, на устранение разных форм гипоксии.

Учитывая вышеизложенное, наше внимание привлек озон, как средство, обладающее выраженной метаболической активностью в отношении различных органических соединений. В настоящее время показана высокая эффективность озонатерапии в условиях патологии, связанной с недостатком кислорода при легочных заболеваниях, нарушениях периферического кровообращения, ожогах, язвах, гангренах, в кардиохирургии и нейрохирургии (Королев Б.А. и соавт., 1983, 1992; Касумян С.А. и соавт., 1992[ Смирнов C.B., Спиридонова Т.Г., 1992ï Wolff, 19775 Rilling, 19В5; Sunnen, 19895 Fahray, 1989).

Однако, в патогенезе кровопотери незаслуженно мало внимания уделяется повреждению Функционального элемента миокарда (ФЭМ), под которым, в соответствии с определением A.M.Чернуха, подразумевается совокупность "специфических клеток, соединительной ткани, мик-роциякуляторной единицы и терминальных нервных образований". Именно на этом уровне в конечном счете реализуется транспортная Функция сердечно-сосудистой системы и обеспечивается транскапиллярный обмен, создающий необходимый для жизни тканевой гомеостаз ( Чернух A.M., Александров П.Н., Алексеев О.В., 1975). В тоже время для правильного понимания частных вопросов и общих закономерностей

тканевого и субклеточного гомеостаза миокарда необходимо системное и взаимосвязанное (Петленко В.П., Струков А.И., Хмельницкий O.K., 197В) изучение всех указанных компонентов ФЭМ с использованием комплекса современных морфологических методов исследования (электронной микроскопии, энзимогистохимии, морфометрии) в сочетании с Физиолого-биохимическими данными (Хитров Н.К., Пауков B.C., 1991).

На сегодняшний день изменения различных структур миокарда изучены не в одинаковой мере. Наиболее известны в этом отношении изменения кардиомиоцитов (КМЦ). Гораздо меньше исследовано микро-циркуляторное русло <МЦР) сердечной мышцы (Кактурский Л.В., 1975, 1980). Практически отсутствуют сведения об интерстициальных зонах и конечных нервный образованиях.

Цель работы! охарактеризовать влияние озонированных инФузиру-емых сред при циркуляторно-гемической гипоксии на Физиологические параметры миокарда собак и его морФометаболические показатели с позиций Функционального элемента.

Для достижения указанной цели были поставлены следующие задачи!

1. Оценить состояние кардиогемодинамики, морфометаболических характеритик и морФометрических параметров ФЭМ в условиях нембута-лового наркоза и при гиповолемической гипотензии ( АД=5,3 кПа) в течение 60 минут.

2. Изучить влияние инФузии озонированного Физ.раствора на кардиогемодинамику, морФометаболическую систему и морФометрические параметры ФЭМ при геморрагическом шоке.

3. Охарактеризовать влияние экстракорпоральной обработки больших объемов крови озоном на морФоФункциональные показатели миокарда в восстановительном периоде.

Новизна научных исследований. В работе впервые:

- показана, что включение озона в состав инФузируемых сред при циркуляторно-гемических нарушениях, вызванных кровопотерей, позволяет своевременно и эффективно бороться с гипоксическими расстройствами;

- изучены показатели кардиогемодинамики, системного и периферического кровообращения, а также метаболизм сердечной мышцы на данных этапах исследования;

- дана качественная светооптическая и элвктронномикроскопи-ческая характеристика и выделены наиболее типичные реакции компонентов ФЭМ при нембуталовом наркозе, 60-минутной кровопотере и

различных способах ев коррекции с использованием озона!

- установлены морФометрические показатели капилляров и КМЦ на названных этапах исследования.

Научно-практическая значимость работы. Рассмотрение проблемы Функционального элемента органа с позиций системного анализа имеет определенное значение как для Физиологии, гистологии, так и патологии, расширяя представления о взаимоотношениях компонентов функционального элемента. Полученные в работе новые данные имеют важное теоретическое значение в представлениях о защмитно-компенса-торных возможностях компонентов ФЭМ (капилляров, перикапиллярного пространства, кардиомиоцитов), их типичных реакциях при гипоксии и возможностях ее окислительной коррекции.

В практическом отношении совокупность полученных данных и теоретических положений может служить обоснованием эффективности включения озона в комплекс реанимационных мероприятий при геморрагическом шоке.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту.

Включение в состав инФузируемой среды озона восстанавливает структурно-Функциональную организацию миокарда в раннем восстановительном периоде после геморрагического шока за счет активации компенсаторно-приспособительных процессов на молекулярном, субклеточном, клеточном и тканевом уровнях.

Апробация работы.По теме диссертации опубликовано 10 научных работ. Основные положения диссертации доложены и обсуждены на 1 и 2 Всероссийских научно-практических конференциях "Озон в биологии и медицине" (г.Нижний Новгород, 1992, 1995), X научно-практической конференции "МорФометрия в диагностике болезней" (г.Москва, 1992),25-й научно-практической конференции врачей медицинской службы Московского военного округа (г.Нижний Новгород, 1994),12 Всемирном конгрессе по озону (Франция,г.Лилль, 1995), 10 Всероссийском пленуме анестезиологов и реаниматологов (г.Нижний Новгород, 1995), II Международном симпозиуме по применению озона (Куба, 1997), заседании ЦНИЛ Нижегородской государственной медицинской академии (1997).

Структура и объем работы. Диссертация представляет собой том машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, характеристики материала и методов исследования, 3 глав, отражающих результаты собственных исследований, заключения, выводов и указателя литературы ( 268 источников). Работа изложена на 151 странице машинописи и иллюстрирована 12 тайлииами м 17 вигуыкдми.

МЕТОДЫ И ОБЪЕМ ИССЛЕДОВАНИЯ

Опыты выполнены на 65 взрослых беспородных собаках обоего пола массой 15,7±1,6 кг. Общая характеристика экспериментального материала представлена в таблице 1.

Таблица 1

Общая характеристика экспериментального материала

Серия опытов Масса, кг Объем реанимационных мероприятий. Количество Этап забора материала животных

1-я 15, 5-1,5 Интактная (премедикация: атропин, 10

промэдол; обезболивание - 60 мин

нембуталового наркоза)

2-я 17,8-1,5 Гиповолемическая гипотензия в тече- 8

ние 60 мин (АД=5,3 кПа)

3-я 14,8-2,0 Гиповолемическая гипотензия 60 мин. 9

контр.1 Внутривенно-Физ.раствор. Забор ма-

териала через 60 мин после вливания

Физ.раствора

4-я 15,241,5 Гиповолемическая гипотензия 60 мин. 10

опыт.1 Внутривенно-озонированный Физ.раст-

вор. Забор материала через 60 мин

после вливания озонированного

Физ.раствора

5-я 16,4±2,0 Гиповолемическая гипотензия 60 мин. 12

контр.2 Внутривенно-Физ.раствор. Через 60

мин реинФузия крови.Забор материала

через 60 мин после реинФузии.

6-я 14,6±1,1 Гиповолемическая гипотензия 60 мин. 16

опыт.2 Внутривенно-Физ.раствор.Через 60

мин реинФузия крови.В течение 45-60

мин восстановительного периода

экстракорпоральная обработка крови

озонкислородной смесью в оксигена-

торе. Забор материала по окончании

сеанса озонирования

Всего опытов!

65

После премедикации атропином <0,3 мг/кг) и промедолом (10 мг/кг) проводили наркоз нембуталом натрия <30 мг/кг) - 1 серия.

Основной модель» в работе явилась гиповопеминеская гипотен-зия, которую вызывали свободным кровопусканием из бедренной артерии. Артериальное давление снижали до 5,3 кПа (40 мм рт.ст.) и поддерживали на этом уровне в течение 60 мин по методике Уиггерса (2 серия). Величина кровопотери составила 31-33 мг/кг. В 3-й группе через 1 час после кровопускания производили вливание Физ.раствора в объеме выпущенной крови, а в 4-й - озонированного физ.раствора. В 5-й серии спустя 60 мин гиповолемической гипотензии вливали Физ.раствор, а еще через 60 мин производили реинФузию гепарини-зированной крови. В 6 серии опытов на протяжении первых 45-60 мин постреанимационного периода проводили экстракорпоральную обработку крови озон-кислородной смесью с концентрацией озона 0,048 мг/л в оксигенаторе, подключенном в артерио-венозный шунт.

В динамике экспериментов всех серий на этапах контрольного времени изучали показатели кардиогемодинамики, системного и периферического кровообращения. В острых опытах у животных на Фоне нембуталового наркоза под местной анестезией 0, 25Х раствором новокаина производили торакотомию в 5 межреберье справа, иссекали кусочек левого желудочка сердца с прилежащей папиллярной мышцей и забирали ткань для морфологического,гистохимического и биохимического исследования.

Методы исследования кардиогемодинамики. системного и периферического кровообращения. Для изучения частоты сердечных сокращений записывали электрокардиограмму на электрокардиографе "Эл-кар-2". Определяли минутный оеьем по Фику. По величине систолического выброса и другим параметрам рассчитывали ряд важных показателей производительности сердца и системной гемодинамики. Артериальное давление регистрировали на манометре Людвига, центральное венозное давление (ЦВД) и периферическое венозное давление (ПВД) -на аппарате Вальдмана. Используя коэффициенты перевода, выражали данные показатели в кПа и рассчитывали градиент давления между артериальным и венозным отделами сосудистого русла (АД/ЦВД, АД/ПВД).

Морфологические методы исследования. Светооптически изучались гистологические препараты миокарда, окрашенные гематоксилин-эозином, железным гематоксилином, ставилась РАЭ-реакция как без, так и

- 7 -

с предварительной обработкой срезов амилазой.

В срезах, окрашенных PAS-реакцией, с помощью окулярмикрометра М0В-1-15хпроизводилось измерение диаметра капилляров d (мкм), подсчитывалось количество Функционирующих капилляров N на 1 мм площади среза миокарда. Рассчитывался объем капиллярного русла - V (Шошенко К.А.,1975) и радиус диффузии - R (Krogh А., 1921). При окраске гематоксилин-эозином измеряли диаметр КМЦ - D (мкм), а железным гематоксилином - площадь ядер КМЦ при условии диФФеренциа-

_ , 2 ,

ции на срезе их ядрышек - S (мкм ).

Просмотр и микрофотографирование гистологических препаратов осуществляли на микроскопе МЬИ-15.

Для электронномикроскопических исследований ткань миокарда приготавливали по Mi Honing G. (1961). Материал просматривали на электронном микроскопе ЭМВ-100 А.

Энзимогистохинические методы. В криостате МК-25 М при температуре -25 С из свежего материала изготовлялись срезы толщиной 8 мкм. В них определялась активность энзимов, связанных с последними стадиями жирнокислотного обмена («¿-глицероФосФатдегидрогеназа -/гГФДГ),гликолизом ( лактатдегидрогеназа - ЛДГ), циклом трикарбоно-вых кислот ( сукцинатдегидрогенаэа - СДГ), пентозным шунтом (глю-козо-6-ФосФатдегидрогеназа - Г6ФДГ), транспортом электронов (нико-тинамидадениндинуклеотиддегидрогеназа - НАД'НДГ). При постановке названных реакций применялись прописи, приведенные в классических руководствах (Pearse A.G.E., 1962S Burstone M.S. 1965; Lillie R.D., 1969! Hayhoe F.G.J., Quaglino D., 1983). Контролем для всех Ферментогистохимических реакций служили срезы, инкубированные в средах, лишенных субстрата.

Оценка Результатов энзимогистохимических реакций осуществлялась по пятибальной системе! до 0,25 - отрицательная, 0,25-1,5 -низкая, 1,5-2,5 - умеренная, 2,5-3,5 - положительная, 3,5-4,0 -резко положительная (Журавлева Т.Ф. и соавт., 1972; Hayhoe F.G.J., Quaglino D., 1983). Проводились качественные описания продуктов реакций по величине и расположению в цитоплазме клетки.

Биохимические методы. Содержание углеводных субстратов в ткани миокарда определяли энзиматически (Асатиани B.C., 1969; Кочетов Г.А., 1980), количество адениновых нуклеотидов - методом колоночной хроматографии (Иванова Т.Н., Рубель Л.Н., 1969), концентрацию креатин-ФосФата (КФ) и свободного креатина - колориметрическим методом (Еппог A.C., Rosenberg Н., 1952).

Методы статистической обработки. Статистическая обработка числовых данных по методу Стьюдента проводилась на ЭВМ СМ-4 по специально разработанной программе. Различие считалось достоверным при р.£0,05.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Анализ показателей работы сердца на высоте геморрагического шока показывает, что в результате острого дефицита объема циркулирующей крови уменьшается венозный возврат, о чем убедительно свидетельствует достоверное снижение ЦВЯ, а это, в свою очередь, приводит к падению сердечного выброса (СВ>. Однако организм животных стремится компенсировать недостаточную работоспособность сердца тахикардией, вазоконстрикцией, притоком межтканевой жидкости в сосудистое русло, перераспределением крови в жизненно важные органы, централизацией кровообращения. По мере углубления гипотензии развивается гиподинамический синдром со снижением СВ и ударного объема (УО), общей и ударной работы левого желудочка, САД и МВД,что сопровождается нарушениями периферического кровообращения в виде снижения ПВД и возрастания общего периферического сопротивления сосудов (ОПС) (табл.2).

Морфологические изменения проявляются в первую очередь в нарушении кровоснабжения. Капилляры плазматизированы, встречаются микрососуды с явлениями стаза. Электронномикроскопически в ЭК капилляров отмечается опустошение митохондрий, очаговый отек эндотелия, истончение и разволокнение базальной мембраны.

МорФометрически выявляется уменьшение ^ с! и V, а также увеличение И (табл.3).

В перикапиллярном пространстве встречаются средние (реже крупные) гранулы РАБ-положительной субстанции, подчеркивающей рисунок МЦР. Выявляется непостоянный умеренный периваскулярный отек.

На Фоне неоднородной прокрашиваемасти в кардио(«лаиитах отмечаются выраженные дистрофические изменения. Большинство КМЦ утрачивают поперечную исчерченность цитоплазмы. Мышечные волокна пере-сокрашены, встречаются их разрывы по 2-дискам.Выявляется незначительный диффузионный отек КМЦ. Часть митохондрий имеет просветленный матрикс, кристы их дезориентированы и Фрагментированы.

Однако, наряду с патологическими изменениями в КМЦ отчетливо проявляются компенсаторно-приспособительные процессы в виде повышения Функциональной активности ядра (агрегация хроматина и увели-

Таблица 2

Показатели кардиогемодинамики, системного л периферического кровообращения на этапах эксперимента С 1,1+тп.)

Показатели

¿сходное состояние

60 мин гидотензии

Восстановительный период (60 мин)

и из «раствор Сконтр.1)

о,йз .раствор + 03 (on.il

аутокровь (контр.2)

аутокровь + 03 (оп.2)

.л 30 л/мин УЗ ыл 430 уд/мин С.АД кПа Р.Ш кг-м/шн В Вт Цад кПа кПа

кх/т

0.10 дин • С • см"

2,8+0,3

15,7+1,7

178,0+11,0

18,8+0,3

5,4+0,6

0,88+0,09

0,32+0,03

0,73+0,04

1,9

4027.0+ +66670

0,6+0,1

ЗД+0,5а

193,0+6,Ь

5,5+оТо4а

0,31+0,05а

0,С5+0,0С8а

0,20+0,03а

0,47+0,С8а

0,6

5466,0+ +23970

1,03+0,08а

5,5+0,4а

186,0+6,8

10,1+0,4а

1,05+0,08а

0,2+0,01

0,2+0,04а

0,3+0,04

2,4~

5901,0+ +2233,0

0,5+0,04'

б

3,0+0,2

аб

б

162,0+9,81

11,6+0,5аб

0,6+0,05аб

0,1+0,01аб

0,3+0,03е5

0,55+0,06°

1,5 "

139X6,0+ +3273,0

1,2+0,2а

7,о+1,За

157,0+8,0

15,9+0,5а

1,96+0,За

0,30+0,05а

0,39+0,04

0,62+0,06

1,9 ~

7931,0+ +1о93,0

ав

2,7+0,3*

23,0+2,5'

118,0+5,2^

18,5+0,6Б

5,2+0,5в

0,80+0,08в

0,31+0,03

0,71+0,02

1,9 "

4117,0+ +П4Е,0

I !

Примечание: а - достоверные различия б - достоверные различия в - достоверные различия

относительно исходного состояния; между контролем I и опытом I; между контролем 2 и опытом 2

чение поверхности за счет множественных выпячиваний ядерной оболочки) и митохондрий (повышение количества «набухание, гигантские Формы).

Анализ изменения активности изученных энзимов показывает однонаправленную тенденцию как в ЭК капилляров, так и в КМЦ, что выражается в ее снижении при реакциях на ЛДГ, СДГ, НАД'НДГ и увели-чение^-ГФДГ (табл.4).

Изучение субстратов углеводной природы показывает снижение содержания гликогена и глюкозо-6-ФосФата (Г-6-Ф), увеличение глюкозы, лактата, пирувата. Сопоставление этих данных с динамикой активности Ферментов свидетельствует об активации гликогенолиза, гликолиза, отдельных участков цикла лимонной кислоты и дыхательной цепи (табл.5).

Однако, в миокарде отмечается несоответствие между потреблением энергии и ее образованием. Это выражается в снижении количества КФ и АТФ. Причем снижение концентрации АТФ сопровождается небольшим уменьшением концентрации АДФ и существенным повышением содержания АМФ (табл.5).

Таким образом, через 60 минут гиповолемической гипотензии, вызванной кровопотерей, несмотря на мобилизацию защитно-приспособительных реакций у животных на Фоне морфо-метаболических нарушений в сердечной мышце развивается сердечно-сосудистая недостаточность .

Восполнение кровопотери Физиологическим раствором в первые минуты восстановительного периода сопровождается увеличением САД, СВ и УО, показателей общей работы и мощности сердечных сокращений, ЦВД, при мало изменившейся ЧСС. Улучшается и периферическое кровообращение, что проявляется в увеличении ПВД, АД/ПВД и снижении ОПС.

Однако,на протяжении последующих 60 минут развивается гиподинамия сердечно-сосудистой системы со снижением уровня САД, показателей центральной гемодинамики, общей работы сердца, мощности, ударной энергии, ПВД. Подобную реакцию кровообращения на инФузига Физ. раствора можно связать в основном с рефлекторным ответом на относительное возмещение утраченного ОЦК (табл.2).

МЦР характеризуется капиллярами,содержащими плазму, в отдельных встречаются эритроциты в состоянии стаза. Отмечаются капилляры с закрытым просветом, вследствие сдавления их окружающими отечными КМЦ. Люминальная поверхность большинства капилляров сглажена,

стенка истончена, пиноцитоз слабый. Митохондрии ЭК претерпевают значительные изменения.

Морфометрический анализ показывает дальнейшее снижение с! и V, однако N увеличивается по сравнению с предыдущим этапом исследова-> ния. Д, в свою очередь, превышая исходное состояние, несколько снижается относительно этапа гиповолемической гипотензии (табл.З).

В перикапилл_яр^но(1_ пространства отмечается умеренный, местами выраженный, отек. Отечная жидкость содержит вещества средней электронной плотности, идентичное содержимому капилляров. Иногда наблюдаются эритроциты и органеллы КМЦ, оказавшиеся здесь в результате разрывов сарколеммы последних.

Со стороны ^а^дио^миоцитов прослеживаются умеренно выраженные дистрофические изменения, нарастающие от наружных слоев к внутренним. Субмикроскопически обнаруживается меж- и внутриклеточный отек большинства КМЦ. Отмечается уменьшение количества хроматина и агрегация его по периферии ядра. Митохондрии претерпевают значительные изменения. Миофибриллы расслоены, дезориентированы, Фиксируются участки их лизиса, разрывов по г-дискам.

Анализ активности Ферментов в КМЦ имеет аналогичную тенденцию, что и в ЭК капилляров на данном этапе исследования. Так, по сравнению с этапов гиповолемической гипотензии наблюдается статистически достоверное повышение активности ЛДГ, СДГ, Г6ФДГ и снижение /гГФДГ. Сравнение с исходным состоянием показывает, что активность СДГ, Г6ФДГ, «¿-ГФДГ и НАД'НДГ приближается к норме, а ЛДГ превышает ее (табл.4).

Таким образом, коррекция кровопотери Физиологическим раствором в первые минуты способствует улучшению деятельности сердечно-сосудистой системы, однако оказывается недостаточным реанимационным мероприятием в силу выраженных морфологических изменений миокарда.

Восполнение кровопотери озонированным Физиологическим раствором имеет определенные отличия по сравнению с вливанием обычного Физ. раствора по степени выраженности компенсаторно-адаптивных реакций со стороны сердечно-сосудистой системы. Последнее связано, прежде всего, с прямым воздействием озона на недоокисленные органические субстраты как крови, так и ткани сердечной мышцы.

Прямым результирующим эффектом действия озона в инФузионном растворе являются более высокие и устойчивые уровни САД, ЦВД и ПВД, вследствие действия эндогенных биологически активных веществ,

Tuü.ULtí 3

длиизлка шА.Ои<.8ДО8ск:эс шхрсшгров сердечной мшщы на лаш экспврлментй l..l+m)

йэксэаила .¡сходное 60 та ¿осстоаовмвлыша пераод (60 шш)

состояние хидотензлд ^лз.раствор ¿.а .gacTßop аухокровь аутокровь

+ 3 + ^3

M шг/м/ 44l¿.17+ +J78,45 äiüö.^b+j, +000,4"^ ¿bi.4(64+ +b2¿,b3 4ól<á«67+ +773,OU 3761.öö+_ +701,J3

d V :.IKΫΠ3,o3+0,;¿7 i¿,35±0,18a l,di)£0,ii)a

усл.ед. ¿7üü¿iá,17+ ¿¿1э410,10 10dG¿bi,b7+ +Ü74ü3,2ü i0b4db3,tí¿+ +¿3ü.¿4,l3 — Í.373ÜÍ4,07+ +l4¿60¿,01 1СЬ06о6,ЗЬ+ +02613,44 ~ 17334ББ,33+ +lb66¿l

1 D усл.сд. 0,ÜUtí6+ +0,ÜÜ1I 0,0104+ +0.Ш17 0,00^5+ +0 ,ÜC14 0,00üü+ +U,Uül4 +0.ÜÜ31 U,0ÜÜ6+ +0,Uul4

глш ¿,42+0,71 J,64+0,oó û,47+0,86 10,57+1,23 10,03+x,aa 11,Ш+1,19

t4 MBU*' «*7 ,ö3+2,.U) o¿,0d+o,74 ¿4,7i+4,ol

Лрлглечашю : а - достоверные ргэллчм относительно исходного состояния

/

в синтезе которых озон принимает участие. Отмечается повышение эффективности работы сердца. Озонирование создает оптимальные условия для снабжения тканей за счет повышения градиента перфузионного давления на Фоне значительного увеличения САД (табл.2).

□днако, наряду с положительными моментами, наблюдаемыми в первые 15 мин после инфузии озонированного физ. раствора, через 60 мин прогрессирует гиподинамия сердечной деятельности.

При световой микроскопии отмечается, что озонирование приводит к активации микроциркуляции в силу открытия неФункционирующих капилляров и перераспределения кровотока по ветвям МЦР. МорФомет-рически (табл.3) это подтверждается увеличением И, с! и V. Радиус диффузии снижается, приближаясь к исходному состоянию. Электронно-микроскопически выявляются открытые капилляры, содержащие эритроциты и плазму. Пиноцитоз умеренный. Базальные мембраны в большинстве наблюдений сохранены.

Перл_ярное_прос^гранстЕо близко к норме. Выявляется умеренный отек. Отечная жидкость идентична содержимому капилляров»содержит мелкие и средние гранулы РАЭ-положительной субстанции.

В к^д^^иоцитах непостоянно обнаруживаются участки с неравномерным прокрашиванием, что может свидетельствовать о проходящих в сердечной мышце репаративных процессах. КМЦ содержат крупные ядра, изредка наблюдаются КМЦ со значительно измененными митохондриями. Выявляются участки пересокращения миофибрилл. Внутриклеточный отек отсутствует.

□зон и другие активные формы кислорода, образующиеся при разложении, оказывают и метаболическое воздействие на миокард. Изучение активности окислительно-восстановительных Ферментов свидетельствует об однонаправленности изменений гистохимического профиля как в ЭК капилляров, так и в КМЦ.

Активность СДГ и НАД-НДГ - основных Ферментов дыхательной цепи митохондрий - увеличивается. Это играет немаловажную роль в усилении синтеза АТФ. Активность ЛДГ снижается, что может быть связано с прямым окислением озоном недоокисленных продуктов, в частности, молочной кислоты. Озонирование увеличивает активность Г6ФДГ, тем самым способствуя активации синтетических процессов в миокарде и образованию НАДФ*Н{, необходимого для восстановления собственной антиоксидантной системы организма, а также для синтеза жирных кислот. О повышенной утилизации последних свидетельствует увеличение, в свою очередь, активности.¿-ГФДГ (табл.4).

Таким образом, проведение инФузионной терапии озонированным Физ.раствором, оказывает положительное воздействие в постгеморрагическом периоде на компоненты ФЭМ в силу элиминирующего влияния озона на недоокисленные продукты мета- и катаболизма и нормализации энергообразования с последующим восстановлением структурно-Функциональной организации за счет активации компенсаторно-приспособительных процессов на молекулярном, субклеточном, клеточном и тканевом уровнях.

Восполнение кровопотери гепаринизированной кровью на Фоне предшествующей инФузии Физ.раствора в объеме выпущеннной крови в раннем восстановительном периоде возобновляет эффективную сердечную деятельность, достигая режима гипердинамии. Это выражается в увеличении по сравнению с исходным состоянием СВ, УО и сократительной способности миокарда. Однако, к концу первого часа восстановительного периода у животных данной серии развивается состояние гипоперФузии, характеризующееся "синдромом малого сердечного выброса", что проявляется в снижении УО и МОК на Фоне резкого возрастания ОПС. О нарушениях периферического кровообращения свидетельствует также низкий уровень ПВД (табл.2).

В целом в сердечной мышце видны явления малокровия. Рисунок МЦР достаточно четкий. В просвете к^илдяров лежат как отдельные эритроциты, так и эритроциты в виде "монетных столбиков" (стазы). Иногда наблюдаются спавшиеся или четкообразно расширенные микрососуды. В ЭК отмечается значительное количество пиноцитозных пузырьков, нередко с явлениями вакуолизации. Митохондрии в большинстве случаев набухшие, с разрежением матрикса и потерей крист. Выявляются участки локального расширения перинуклеарного пространства и непостоянно - зоны разрыхления и разволокнения базальной мембраны.

Анализ морФометрических параметров свидетельствует, что значения 14, с!, V соответствуют аналогичным данным на этапе восполнения кровопотери Физ.раствором и не достигают своих исходных значений. Я несколько снижается, однако по-прежнему остается выше исходного (табл.З).

В перикапи_лл_ярном_пространстве_ выявляется умеренный, местами выраженный отек. Отечная жидкость низкой электронной плотности, что может говорить о малом содержании белковых включений.

Расположение к^диомиоцитов^ компактное, поперечная исчерчен-ность цитоплазмы обычно сохранена. Однако, большая часть КМЦ имеет признаки дистрофических повреждений, более выраженных в субэндо-

Таблица 4

Динамика активности окислительно-восстановительных Ферментов в эндотелиоцитах капилляров и кардиошоцитах на этапах эксперимента (М+т.)

йермеяга Исходное 60 ш Восстановительный период (60 шн)

состояние гипотензии ^из .раствор ^.из .раствор аутокровь аутокровь

(контр.I) + 03 (оп.Г) (контр.2) + 03 (од.2)

кап К«Щ

кал ЮЩ

кап

ШВД1 ш кал

«С-ГВДГ вд кап

ад-вдг

2,78+0,20 2,43+0,14

2,83+0,18 3,48+0,08

2,12+0,27 2,69+0,14

2,24+0,19 2,37+0,08

3,14+0,12 3,53+0,17

1,46+0,04а 1,77Тр,05а

2,22+0,08а 3,14+0,05а

1,75+0,13а 2,21+0,06а

2,89+0,03а 3,42+0,05а

2,74+0,08а 3,44+0,08

2,61+0,30 3,39+0,14а

2,74+0,12 3,38+0,07

2,01+0,04 2,34+0,IIя

1,38+0,05а 1,93+0,07а

2,70+0,09а 3,47+0,06

Х,61+0,03аб 2,04+0,07аб

3,23+0,07аб 3,47+0,07

2,21+0,05аб 2,63+0,19

2,93+0,01а о,29+0,05аб

3,50+0,05аб 3,05+0,18б

2,50+0,04 1,&7+р,09а

1,9С'+0,Па 3,01+0,04а

1,75+0,03а I,25+0,01а

1,92+0,09 2,93+0,12а

2,50+0,06а 3,68+0,05

3,52+0,04^ 3,86+0,02ав

3,39+0,05^ 3,85+0,02^

2,43+0,09^ 2,89+0,05в

2,83+0,08^ 3,12+0,06ав

3,43±0,04ав 3,84+0,06

Примечание: а -б -в -

достоверные различия относительно исходного состояния; достоверные различия между контролем I я опытом I; достоверные различия ыеаду контролем 2 и опытом 2

карде. Ультраструктурное изучение показывает, что КМЦ находятся в сокращенном состоянии, содержат много цитогранул, образующих скопления. Наблюдается увеличение количества и размеров митохондрий, в части которых встречаются участки нарушения организации и лизиса крист. В некоторых случаях ядра смещаются к периферии КМЦ и имеют локальные расширения перинуклеарного пространства. Ядрышко хорошо выражено.

Сопоставление данных об изменении субстратов углеводной природы с динамикой активности Ферментов как в ЭК капилляров, так и в КМЦ свидетельствует о нарушении процессов окислительного фосфори-лирования, глицеро«осФатного челночного механизма (табл.4,5).

Адаптивным вариантом углеводного обмена в ответ на возникающий дефицит энергии в сердечной мышце становится усиление гликолиза и гексомоноФосФатного пути окисления глюкозы. Однако, этого оказывается недостаточно для полного восстановления уровня высокоэнергетических ФосФатов. Об этом говорят низкие значения КФ, АТФ и всей суммы адениновых нуклеотидов.

Таким образом, полученные данные указывают на то, что у животных на ранних стадиях постреанимационного периода, несмотря на проведенную на "догоспитальном" этапе инФузионную терапию Физ.раствором, через 60 мин после реинФузми крови сохраняются метаболические нарушения, возникшие в период гипотензии. Восполнение объема циркулирующей крови, улучшая доставку кислорода, тем не менее не устраняет дисбаланса в энергопродуцирующих системах и сохраняет выраженную энергетическую задолженность миокарда.

Экстракорпоральная обработка крови озон-кислородной смесью в раннем восстановительном периоде после реинФузии крови проводилась через 10-15 минут после стабилизации гемодинамики.

Сопоставление полученных данных с исходным состоянием свидетельствует о том, что озонирование крови приводит к оптимизации почти всех параметров кардиогемодинамики, системного и периферического кровообращения. Нормализуется САД. Обращает на себя внимание энергетически более эффективная работа сердца. Восстанавливаются показатели ОПС и градиента перОузионного давления АД/ПВД (табл.2).

Проведение достаточно длительной вспомогательной артерио-ве-нозной перфузии озонированной кровью практически не сопровождается (в течение процедуры - 60 мин) гиподинамическим синдромом. Однако, следует строго соблюдать необходимые условия! предварительное за-

о

ч

ig +

Л

Ч

О О

да Э1

о

i=t L-»

о :>»

а :-з

Ok а

fc< щ

о

£ «" о о

О

О

•3,

r=J

S £2

о о

1-1 л

\э

Я

a ч о

^j» э а Во о о • ф • да Ч "М » о

• О • О • • • H •

■ШШаШ

о о 1J ч н н о

os cl

a сЗ —« _

7> о "о о 'м gj cj

• О ■ • • 1 ^ «Л со

ц • 5 Э Э • • о • •

1Ш

* о * о ч ч а *

Д СЗ

¡ о ^í

ч c3 о сз os! si л si cs • г) • л • ч N í Ч

«О • Э •••••

1 « о ¡>

-i 1 i> э

0 С? SS л Г-

S р О LH -lo 1 * 'И il

-о V 1 *

* W

Л о

—1 -» -о

ч л о.

о о

га 3 ч ч о •

1« 1 i s S3» 1

э т> • -N ч

rs. ч •-Ч И о

'J и

р> И СЗ

о 03 я

L ь* >» i

í3 ? Я > ) -г

-1 ч ч 4

JL ^ - Г . 1 Л

ü i/ n -35

I I

полнение системы Физ.раствором (или кровью) и обеспечение адекватности объемных скоростей притока и оттока (Перетягин С.П.,1991).

Можно полагать, что экстракорпоральное воздействие озон-кислородной смесью на кровь в постреанимационном периоде достаточно эффективно способствует восстановлению перфузии тканей, увеличивает транскапиллярный обмен и, тем самым, ухе на ранних стадиях нормализует периферическое кровообращение.

Со стороны миокарда в целом прослеживается благоприятная гистологическая картина, лишь изредка встречаются отдельные альтера-тивные проявления. Восстанавливается микроциркуляция: открытые каг-пилляры содержат свободно лежащие эритроциты или заполнены плазмой, эндотелий их Функционально активен, встречаются рибосомы-полисомы, что свидетельствует о возобновлении синтетических процессов. МорФометрически выявляется увеличение м, с1 и V, значения которых приближаются к исходным. Нормализуется Р (табл.3).

П^^к^^лля^^^пр^транство не отличается от исходного состояния. Крайне редки участки слабо выраженного отека. Капилляры тесно контактируют с КМЦ.

В ^ар^омиодитах уменьшаются дистрофические изменения, отмечается хорошая сохранность миоФибРилл и СПР. Отсутствие внутриклеточного отека улучшает транспорт энергии от митохондрий к миоФиб-риллам и СПР. Это ведет к сопряжению процессов возбуждения с сокращением вследствие восстановления транспорта Са++. Отсутствие пе-рикапиллярного и межклеточного отека обеспечивает тесный контакт между отдельными КМЦ, а также между КМЦ и капиллярами.

Описанные изменения происходят в силу повышения энергетического потенциала миокарда на Фоне озонирования, о чем говорит возросший уровень АТФ. Это достигается активацией гликолитического, пентозоФосФатного путей окисления глюкозы, цикла трикарбоновых кислот, восстановления сопряженности реакций окислительного ФосФо-рилирования. Об этом свидетельствует, во-первых, динамика активности изученных энзимов в ЭК капилляров и в КМЦ, значения которых превышают таковые контрольной серии и исходного состояния; во-вторых, снижение концентрации основных углеводных субстратов, что возможно связано с более интенсивной их утилизацией под воздействием озона (табл.4,5). В совокупности все это и является причиной улучшения Функции сердечной мышцы.

ВЫВОДЫ

1. При кровопотери в объеме 31-33 мл/кг и 60-минутной гипо-тензии вследствие нарастающей гипоксии у животных формируются грубые нарушения во всех компонентах Функционального элемента миокарда! капиллярах (плазматизация, явления стаза, отек эндотелия с опустошением митохондрий, разволокнение базальной мембраны), пери-капиллярном пространстве (периваскулярный отек, накопление РАЭ-по-ложительной субстанции), кардиомиоцитах (утрата поперечной исчер-ченности, пересокращения, разрывы по г-дискам, диффузный отек).В тканях миокарда при этом падает активность изученных окислительно-восстановительных энзимов , содержание субстратов углеводной природы,высокоэнергетических ФосФатов, нарастает уровень лактата.

2. Коррекция геморрагического шока Физиологическим раствором в объеме выпущенной крови на ранних этапах приводит к улучшении кардиогемодинамики, системного и периферического кровообращения в силу мобилизации компенсаторных возможностей миокарда. Однако,в дальнейшем (60 мин восстановительного периода) Фаза становления компенсации сменяется стадией истощения, обусловленной как качеством инФузата,так и предсуществовавшей морфометаболической альтерацией сердечной мышцы. Развивается выраженный гиподинамический

синдром.

3. Восполнение объема кровопотери озонированным Физиологическим раствором активизирует репарацию сердечной мышцы. Это проявляется в снижении лактат-ацидоза, падении активности ЛДГ в эндотели-оцитах капилляров,увеличении уровня¿-ГФДГ в кардиомиоцитах - как показателя возрастающей утилизации ими жирных кислот. Увеличивается число Функционирующих капилляров, их диаметр, объем микроцирку-ляторного русла, снижается его проницаемость. Тем не менее, в конце восстановительного периода наблюдаются явления гиподинамии сердечной деятельности, обусловленные неполной репаративной регенерацией и быстрой элиминацией из организма инФузата.

4. РеинФузия выпущенной гепаринизированной аутокрови на первых минутах обуславливает эффективную сердечную деятельность в режиме гипердинамии. К концу восстановительного периода развивается состояние гипоперФузии, характеризующееся "синдромом малого сердечного выброса" на Фоне резкого возрастания общего периферического сопротивления, снижением числа и диаметра Функционирующих капилляров миокарда.

5. Применение озонированной аутокрови улучшает метаболизм

/

/

сердечной мышцы (нормализация концентрации креатинФосФата, АТФ, гликогена и снижение АМФ, глюкозы, лактата), микроциркуляцию (тенденция к нормализации числа и диаметра Функционирующих капилляров, объема капиллярного русла, радиуса диффузии) и ультраструктурную организацию кардиомиоцитов.

6. Экстракорпоральная обработка крови озон-кислородной смесью создает дополнительные условия для ликвидации последствий циркуля-торно-гемической гипоксии за счет снижения энергетических затрат на обеспечение естественных реакций сердечно-сосудистой системы и метаболизирования недоокисленных продуктов, что в конечном итоге приводит к восстановлению структурной организации миокарда и улучшению сократительной Функции сердечной мышцы в целом.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Смирнов В.П., Обухова С.О., Жемарина Н.В. Морфологические характеристики Функциональнного элемента миокарда в постгеморрагическом периоде при экстракорпоральной перфузии озонированной кровью// Тез.докл. 1 Всврос.науч.-практ.конФ."Озон в биологии и медицине". -Н.Новгород, 1992. -С.31-32.

2. Смирнов В.П., Касумьян А.Р., Жемарина Н.В., Проданец H.H. Структурно-Функциональная характеристика кардиомиоцитов ишемизиро-ванного миокарда в условиях Фармако-холадовой защиты/Депа-нир.рук./.-ВИНИТИ МЗ РСФСР 29.12.92 г., N 3672-В92.-27 с.

3. Смирнов В.П., Проданец H.H., Жемарина Н.В., Касумьян А.Р. Структурно-Фукциональная характеристика микроциркуляторного русла ишемизированного миокарда в условиях Фармако-холодовой зашиты/Де-понир.рук./.-ВИНИТИ МЗ FC4CP 29.12.92 г., N 3673 -В92. -31 с.

4. Жемарина Н.В. Энзимогистохимический потенциал Функционального элемента миокарда при кровопотере и ее коррекции озонированной кровью //Сб.науч.работ "Материалы юбилейной 25-ой науч. -практ.конФ.врачей мед. службы Московского военного округа". -Н.Новгород, 1994. -С.105-106.

5. Smirnov V.P., Zhemarina N.V., Abramovich V.V. Morphometabolism of myocardium functional element at haemorrhagic shock correction by ozoned blood // 12 World congress of the International Orone Association. -Lille (France), 1993. -P.79-90.

6. Жемарина H.В., Смирнов В.П., Снопова /1.Б. Количественно-качественная характеристика микроциркуляторного русла миокарда

при циркуляторно-гемической гипоксии и ее коррекции озонированными растворами // Тез. X Всерос.пленума правления общества и Федерации анестезиологов и реаниматологов / 15-17 июня 1995 г., Нижний Новгород /.- Н.Новгород, 1995.- С.93.

7. Жемарина Н.В., Смирнов В.П., Перетягин С.П., Машковцев О.В. Функциональные и морфометаболические изменения миокарда при коррекции гипоксических нарушений окислителем// Тез.докл. 2 Всерос. науч.-практ.конФ. "Озон в биологии и медицине". -Н.Новгород, 1995. -С.18-19.

В. Жемарина Н.В., Смирнов В.П., Снопова Л.Б. ПатоморФологи-ческие сдвиги в Функциональном элементе миокарда при озонотерапии геморрагического шока // Тез.докл. 2 Всерос.науч.-практ.конФ. "Озон в биологии и медицине". - Н.Новгород, 1993. -С.18.

9. Никольский В.О., Смирнов В.П., Жемарина H.B., Машковцев О.В. Коррекция изменений в органах иммунитета при геморрагическом шоке с помощью антигипоксантов и озона // Тез.докл. 2 Всерос.науч. -практ.конФ. "Озон в биологии и медицине". ~Н.Новгород, 1995. -С.20-21.

10. Mukhina I., Snopova L., Andreyeva N., Zhemarina N., Tuvaleva E., Baiandina Ц. Ozone in prophylaxis of hipoxic changes of metabolism and morphofunctional state of organs in post ischemic period // Abstracts 2nd International Symposium on Ozone Applications, March 24-26, 1997.- Havana, Cuba.- P.18-19.