Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Клинико-экспериментальная оценка диагностической значимости миоглобинемии при операциях на сердце

ВАК РФ 03.00.04, Биохимия

Автореферат диссертации по теме "Клинико-экспериментальная оценка диагностической значимости миоглобинемии при операциях на сердце"

На правах рукописи

РГВ од

- 8 ОПТ 1996

ЕГОРОВА Марина Олеговна

ЮШНИКО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ОЦЕНКА ДИАГНОСТИЧЕСКОЙ ЗНАЧИМОСТИ МИОГЛОБИНЕМИИ ПРИ ОПЕРАЦИЯХ НА СЕРДЦЕ

03.00.04—Биохимия

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

МОСКВА 1996

Работа выполнена в Научном Центре сердечно-сосудистой хирургии им. А. Н. Бакулева РАМН

Научный руководитель: доктор медицинских наук,

профессор Д. Б. Сапрыгин

Официальные оппоненты: Доктор биологических наук, профессор Ю. А. Шарова Доктор медицинских наук, профессор, чл.-корр. РАМН Б. Ф. Коровкин

Ведущая организация: Российская медицинская академия последипломног о образования МЗ и МП России

Защита состоится « 1996 года в часов

на заседании диссертационного Совета Д 001.45.02 в Гематологическом Научном Центре РАМН (125167 Москва, Новозыковский проезд, 4а)

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГНЦ РАМН

¥ /- /

Автореферат разослан « » ^^^ 1996 г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат биологических наук

старший научный сотрудник В. Д. Реук

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ:

Диагностика и оценка повреждений сердечной мышцы у льных ишемической болезнью сердца (ИБС) и при различных еративных вмешательств ах на сердце является одной из насущ-IX задач современной кардиологии и кардиохирургии. Среди тодов, которые применяются с целью выявления повреждений юкарда, большое место занимают биохимические исследова-я и, в частности, определение активности специфических грдсчных» ферментов (креатинкиназа (КК) и ее изофермент <—MB), а также, миокардиально специфичных белков (миог-бин (МГ), тропонин Т, тропонин С) в крови больных (Сапры-н Д. Б., 1986 , Ермолин Г. А. с соавт., 1986, Черняев А. А. с авт., 1988, Ротт Г. М. ссоав.т., 1988, Ellis А. К. et. al, 1988-1989, itusH. A. et.al., 1988, Van BlerkM et. al., 1992, BakkerA. J. et. al., 93, Collinson P. O. et. al., 1993 и др.).

Вышеперечисленные биохимические маркеры нашли приме-ние в диагностике острого инфаркта миокарда — очагового вреждения сердечной мышцы. Диагностическая, клиническая ачимость определения активности КК—MB,концентрации МГ и остром инфаркте миокарда достаточно ясны: известно, что Г является более чувствительным и ранним, но менее специ-[чным, чем КК—MB, маркером повреждения миокарда (Жав Е. И. с соавт., 1982, Староверов И. И. с соавт., 1982, Смир-в А. А. с соавт., 1988, Панфилов Ю. А. с соавт., 1988, Radu I. et. , 1983, Nrregaard-Hansen К. et. al., 1986, Poche H. et. al., 1989, )eS.et. al., 1993идр.). С другой стороны, МГ отражает повреж-ние как сердечной, так и скелетной мышц, что в ряде клиничес-х ситуаций является его преимуществом перед КК—MB. Так, пример, МГ используется в спортивной медицине для выявле-[я повреждения скелетных мышц (Galteau M. M. et. al., 1976, )ti S. et. al., 1981, Hurley J. K. et. al., 1989 и др.).

Совсем недавно МГ привлек внимание исследователей как ipKep повреждения миокарда приразличных видах хирургичес-:х вмешательств, в том числе, при операциях па сердце (Sequ-J. et. al., 1988, Ellis А. К. et. al., 1989, Gerrish S. P. et. al., 1986, ussine M. et. al., 1987, Chapelle J. P. et. al., 1986 и др.). Резкое сличение концентрации МГв крови кар дио хирургических боль-IX, сопоставимое, в численном выражении, со степенью миог-бинемии у больных инфарктом миокарда было отмечено, прак-;чески, всеми авторами, что поставило под сомнение диагнос-лескую значимость этого теста. Были предприняты попытки

я

увеличения диагностической специфичности МГ путем опреде ления длительности миоглобинемии, ее выраженности, характс ра изменения концентрации МГ в ходе и после операции (Sequin. et. al, 1988, Johnson R. N. et. al., 1983, Chapelle J. P. et. al., 1986)

Важным вкладом в рациональную интерпретацию гиперми оглобинемии могло бы быть исследование условий и причин по тери МГ миокардом в эксперименте. Однако, экспериментальны данные, касающиеся изучения механизмов гипермиоглобинеми; достаточно противоречивы и немногочисленны. Так, одни иссле дователи (Sakai К. et. al., 1975) полагают, что выход внутршш точных белков из шнемически поврежденных миоцитов отража ет лишь обратимо повышенную проницаемость мембраны. Др} гие (Nomoto K.-I. et. al., 1987, Sylven J. Ch. et. al., 1987, Jaffe A. S 1993) представили данные о том, что потеря внутриклеточны компонентов кардиомиоцитами является результатом иеобратс мо нарушенной структуры мембраны. Существует мнение, чт различие во времени появления в крови инфарктных больных MI КК—MB, ЛДГ обусловлено различной молекулярной массой эти веществ (Radu I. et. al., 1983).

ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ:

ЦЕЛЬЮ нашего исследования явилась оценка клиническо значимости миоглобинемии при различных оперативных вмеш; тельствах на сердце и экспериментальное изучение условий и ripi чин потери миоглобина ишемически поврежденным миокардо?

В задачи исследования входило:

1. Изучить характер гипермиоглобинемии при различнь оперативных вмешательствах на сердце (аорто-коронарноешу1 тирование, хирургическая коррекция врожденных пороков сер; ца) в сравнении с характером изменения концентрации миогл< бина при очаговом ишемическом повреждении миокарда (остры инфаркт миокарда).

2. Исследовать возможность увеличения диагностическс специфичности гипермиоглобинемии путем одновременно1 определения активности КК—МБ, концентрации миоглобина расчета индекса МГ/КК—MB с целью выявления повреждеш миокарда при операциях на сердце, включая операции карди миопластики.

3. Используя модель изолированного сердца крысы, изучи характер потери ишемизированным миокардом миоглобина белков с большей молекулярной массой (ЛДГ, КК).

4.В условиях эксперимента изучить зависимость потери внутриклеточных белков ишемизированным миокардом от:

— различных способов реперфузии;

— от величины осмотического давления реперфузионной среды.

5. Оцетпъ аналитические характеристики нового иммуно-ферментного метода определения миоглобина в биологических жидкостях.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА: В данной работе на большом клиническом материале впервые исследован характер гипермиогло-бинемии у больных, оперированных по поводу врожденных пороков сердца и в ходе операции кардиомиопластики. Показана информативность соотношения МГ/КК—МВ для оценки очагового повреждения миокарда в периоперационном периоде при различных оперативных вмешательствах на сердце (аорто-коро-нарное шунтирование, хирургическая коррекция врожденных пороков сердца, кардиомиопластика). Получены новые экспериментальные данные, отражающие отсутствие существенных различий в выходе из шпемизированного миокарда белков с различной молекулярной массой (МГ, КК, ЛДГ) в условиях реперфузии изолировашюго сердца крысы. Выявлена зависимость потери МГ и внутриклеточных белков-ферментов от сократительной активности шпемизированного миокарда в период реперфузии. Обнаружена зависимость интенсивности потери ишемизированным миокардом внутриклеточных белков от величины осмотического давления реперфузионной среды (в условиях кардиоплегичес-кой реперфузш!), при определяющей роли длительности периода тотальной ишемии.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ: Проведенные нами исследования показали, что наблюдающаяся у оперированных на сердце больных гипермиоглобинемия носит неспецифический характер. В тоже время, одновременное исследование динамики изменения активности КК—МВ и концентращш МГ в динамике периоперационного периода с расчетом индекса МГ/КК—МВ позволяет повысить специфичность биохимической диагностики повреждений миокарда у больных, оперированных на сердце.

Экспериментальные исследования условий и особенностей потери ишемизированым миокардом внутриклеточных белков в териод реперфузии явилось дополнительным доказательством це-тесообразности проведения кардиоплегической реперфузии после периода тотальной ишемии. Определен диапазон оптимальных ?еличин осмотического давления реперфузионной среды, который $заимосвязан с длительностью периода тотальной ишемии.

я

АПРОБАЦИЯ ДИССЕРТАЦИИ: состоялась на совместной научной конференции отделеши хирургического лечения сочетан-ных поражений коронарных и периферических артерий, отделения хирургического лечения новорожденных детей с врожденными пороками сердца, лаборатории биохимии Научного Центра сердечно-сосудистой хирургии им. А. Н. Бакулева РАМН.

АПРОБАЦИЯ РАБОТА: Результаты работы были доложены на 8-ом Европейском Конгрессе клинической химии (Милан, 1989), Симпозиуме по проблемам клинической этимологии (Ужгород, 1989), Симпозиуме по кардиомиопластике в Институте сердечно-сосудистой хирургии им. А. Н. Бакулева (1990), 9-ом Европейском Конгрессе клинической химии (Краков, 1991), 4-ом научном съезде специалистов по клинической лабораторной диагностике республики Беларусь (Гродно, 1992), 2-ом Всероссийском съезде сердечно-сосудистых хирургов (Санкт-Петербург, 1993), 5-ом Российском съезде специалистов по лабораторной диагностике (Москва, 1995), IV научной конференции Ассоциации сердечно-сосудистых хирургов Украины (Киев, 1996).

ПУБЛИКАЦИИ: По материалам диссертации опублико вано 7 работ.

СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ: диссертация изложеш на 108 страницах машинописного текста, включает 24 рисунка 8 таблиц, 1 фотографию. Состоит из введения, обзора литерату ры (6 разделов), методической части (4 раздела), результатов со бственных исследований (8 разделов), выводов. Библиографичес кий указатель содержит источников.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ: Биохимические исследовани: крови были проведены у 128 человек в следующих группах: ост рый инфаркт миокарда (15 больных), перенесшие операцию аор то-коронарного шунтирования (32 больных), перенесшие опера цию хирургической коррекции врожденных пороков сердца (1 больных), перенесшие операцию кардиомиопластики (3 больных^ здоровые доноры (68 человек). В сыворотке крови больных ана лизировалась концентрация МГ, общая активность КК, ее изо фермент КК—MB в динамике внутри- и послеоперационного пс риодов. Эта часть работы выполнена совместно с профессора Г. П. Власовым, профессором В. Н. Ильиным, профессоро, К. В. Шаталовым.

Экспериментальные исследования осуществлялись на мод ли изолированного сердца крысы (в соавторстве с В. В. Авшк вым), перфузируемого по Лангендорфу. Тотальная ишемия рс роградно перфузируемого через аорту сердца достигалась noj ным прекращением перфузии. Перфузат изолированного серди

)бирали, фиксировали объем, отбирали аликвоты для последу-щего анализа содержания МГ, активности ферментов. Аликво-з! перфузата хранили при —35° С и анализировали одновремеи-э. Для оценки адекватности перфузии проводили перфузию рас-зором альбумина, окрашенного синькой Эванса и, затем, денивали прокрашенность срезов.

Определение активностей КК, ЛДГ проводили в сыворотке юви больных и перфузатах с использованием кинетических спек-юфотометрических методик, основанных на оптическом тесте арбурга, на анализаторе скоростей реакции ЬКВ-2086 (Швеция) зи 37° С. Достоверность полученных результатов контролиро-шась путем исследования контрольных сывороток фирмы «СЦ-г<1» (Англия). Измеряемые активности выражали в Е/л, а для ффузатов проводили пересчет на объем перфузата в минуту.

Определение активности кардиоспецифичного изофермеита К—МВ в сыворотке крови больных проводили иммунохими-:ским методом, основанным на способности антител против 'бъедшшцы «М»-креатинкиназыингибировать их активность, : влияя на активность «В»-субъединицы. Остаточную активность тределяли согласно прописи к набору фирмы «ВоеЬпгщег».

Определение концентрации миоглобнна (МГ) в сыворотке юви больных и перфузатах проводили новым иммунофермент-.м методом, разработанным в лаборатории биохимии НЦССХ \МН, совместно с Государствешп>ш Университетом республи-I Таджикистан. Аналитические характеристики дашюго мето-

1 представлены в главе «Результаты собстваиыхисследований».

Статическую обработку полученных результатов проводи-[ с использова1шем критерия Стыодента.

РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ:

Оценка иммунофермснтного метода определешш миоглобн-

1(МГ).

Принцип метода основан на иммуноферментном анализе, [тределение МГ проводилось в полистироловых планшетах, сен-билизированных антителами к МГ человека (крысы). Опреде-1ше концентрации МГ в образцах сыворотки (перфузата) пролилось параллельно с измерением стандартных растворов ми-лобнна. Все этапы инкубации проводились при комнатной мпературе. Оптическую плотность растворов определяли при

2 нм, затем, с помощью калибровочной кривой определяли кон-нтрацшо МГ в исследуемых образцах. В результате проведен-IX исследований были установлены следующие аналитические

7

характеристики метода определения МГ: 1. Чувствительность метода — от 2 нг/мл; 2. Точность воспроизведения результатов (коэффициент вариации — 6—14%); 3. Высокая степень совпадения расчетного и измеряемого значений (111 ± 7,4%); 4. Отсутствием ошибки при измерении сывороток с высоким содержанием миоглобина. 5, Антикоагулянты не оказывали влияние на результаты определения. 6. Метод не давал перекрестных реакций с гемоглобином и билирубином. 7. Данный метод предполагал возможность использования для анализа капиллярной крови, что подтверждалось высокой степенью соответствия концентрации миоглобина в венозной и капиллярной крови (коэффициент корреляции составил 0,93).

Диапазон нормальных значений данного метода определения миоглобина составил 28 ± 19,1 нг/мл, т. е. верхняя граница диапазона равнялась 66 нг/мл. Итак, вышеперечисленные характеристики метода определения МГ; простота исполнения, скорость определения (50 минут) позволили использовать данный метод для проведения серийных исследований в клинике и эксперименте.

РЕЗУЛЬТАТЫ КЛИНИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ

Динамика изменения концентрации МГ и активности КК— МВ у больных острым инфарктом миокарда (ОИМ), прослеженная нами, имела характерные особенности: раннее увеличение концентрации МГ с достижением уровня максимальных значений (581,6±119,6 нг/мл) к 9—12 часам от начала болевого приступа и последующим снижением концентрации МГ в крови больного при одновременном возрастании активности КК—МВ до максимальных величин (160±27 Е/л) к 18 часам от начала болевого приступа. Такое соотношение динамики изменения концентрации МГ и активности КК—МВ может быть охарактеризовано, как феномен «ножниц» (рис. 1). Для количественной оценю: взаимосвязи изменений концентрации МГи активности КК—МЕ применили расчет соотношения МГ/КК—МВ в динамике разви тая острого инфаркта миокарда (рис. 1), обозначенного нами каг биохимический индекс повреждения миокарда (ИПМ) и исчисля емый в относительных единицах. Максимальные значения ИГШ в обследованной нами группе больных острым инфарктом мио карда отмечены к 9 часам от начала болевого приступа и соста вили 13,7 ±4,7 отн. ед. с постепенным уменьшением величины зна чений к 24 часам от начала болевого приступа до 1,3+1 отн. ел

я

Рис. 1. Динамика изменения активности креатннкиназы и концентрации мпоглобина в сыворотке крови больных острым инфарктом миокарда (п =15) от начала болевого приступа

мг/кк-мв

и

кк-мв 0--О МИОГЛОБИН о_в

ч

к

со

I

►а

Е-

о о

к

с-1

5

12 15 18 21

Динамика изменения концентрации МГ и активности К—МВ у больных с операциями аорто-коронарного шунтиро-ния (АКШ). Нами выявлено выраженное увеличение сыворо-чной концентрации МГ и активности КК—МВ в 100% случаев обследованных больных в период операции и в раннем послео-ранионном периоде (рис. 2). Повышенная концентрация МГи тивности КК—МВ отмечены уже на начальном этапе анесте-и (113+25 нг/мл и 42±13 Е/л, соответственно). В период опера-иг наблюдалось дальнейшее увеличение концентрации МГ и тивности КК—МВ до максимальных значений 518±6 нг/мл и Е/л, соответственно, что шестикратно превышало верхнюю аннцу диапазона нормальных значений. В послеоперационном риоде концентрация МГи активность К—МВ постепенно сни-

р

Рис. 2. Динамика изменения концентрации миоглобшга (нг/мл) н активности креатиикиназы -МВ (Е/л) у больных после операции аорто-коронарного шунгирова1пш

О КК-МВ О мг

Этапы операции:

О — 30 мин анестезиологического пособия А — 5—10 мин до пережатия аорты В — 3—5 мин после снятия зажима с аорты С — 5—10 мин после периода ИК Б— конец операции.

жались до диапазона нормальных значений к исходу вторых суток (рис. 2). В связи со 100% выявляемостью гипермиоглобине-мии и гиперферментемии КК—МВ в данной группе больных возникла проблема специфичности биохимической диагностики пе-риоперационного инфаркта миокарда. Средние максимальные величины концентрации МГ и активности КК—МВ у больных с операциями АКШ и больных острым инфарктом миокарда были сопоставимы (рис. 1 ирис. 2), но динамика изменения этих параметров имела отличия. Так, у больных с операциями АКШ в период операции наблюдался синзфонный характер увеяичениякак концентрации МГ, так и активности КК—МВ, тогда как в группе больных ОИМ прослеживалась динамика опережающего увеличения концентрации МГ(феномер «ножниц»). Дляколичествен-

1П

Рис. 3. Динамика изменения отношения концентрации миоглобнна (нг/мл) к активности креатинкиназы-МВ (Е/л) (МГ/КК-МВ) у больных после операции аорго-коронарного пунтнровання (1), внутрноперационного инфаркта миокарда (2)

ОООО-О 1

о-о-в-в-а 2 больной К.

гапы операции:

— 30 мин анестезиологического пособия

— 5— 10 до пережатия аорты

— 3—5 мин после снятия зажима с аорты

— 5—10 мин после периода ИК

— конец операции

и

ной оценки взаимосвязи этих показателей было использован« соотношение МГ/КК—МВ, названное нами ИПМ (рис. 3). Мак симальные усредненные значения ИПМ в группе больных с опе рациями АКШ приходились на период оперативного вмешатель ства и составляли 13±4,1 отн. ед. В послеоперационном период прослежено изменение величины ИПМ в пределах 8,8±2—3,5±0.' отн. ед. Динамика изменения ИПМ и степень его увеличения рез ко отличалась у больного К. (рис. 3), перенесшего инфаркт мио карда (подтвержденный результатами посмертного патологоа натомического анализа), что подтвердило более высокую спецы фичность ИПМ в выявлении повреждений миокарда инфарктноп характера, чем определение только МГ или КК—МВ.

Динамика изменения концентрации МГи активности КК-МВ у больных с операциями коррекции врожденных пороков сер дца. Динамика изменения концентрации МГ и активности КК-МВ в данной группе больных представлена на рисунке 4. Выра женнаягипермиоглобинемияи гиперферментемия КК—МВ был; выявлена в 100% случаев. Так, концентрация МГ в крови в пери од анестезии составляла 166+59 нг/мл, далее увеличивалась и ] 3 часам после завершения операции составляла 1488±323 нг/мл оставаясь повышенной к исходу первых суток. Аналогичная тен денция прослежена и в динамике изменения активности КК—МВ с достижением максимальной величины 137±99 Е/л в период опе рации. Максимальное значение ИПМ отмечено к 3 часам поел операции — 28,9±16 отн. ед. (рис. 5), а к исходу первых суто: прослежено уменьшение величины ИПМ до 2,1 ±1,02 отн. ед. Со вершенно иная динамика ИПМ (рис. 5) отмечалась у больного множественными некрозамиправого желудочка (по данным пос мертного пато лого анатомического исследования миокарда), чгс также, свидетельствовало в пользу специфичности ИПМ, ка индекса повреждения миокарда, при операциях на сердце.

Динамика изменения концентрации МГ и активност КК—МВ у больных с операциями кардиомиопластики (КМП Операции кардиомиопластики выполняются у больных с крип: ческой формой сердечной недостаточности с соответствующе клинической картиной. Для биомеханической поддержки серде1 ной мышцы в ходе этой операции используется скелетная мышц больного. Операция вюпочаетэтап «тренировки» скелетноймьш цы для сокращения ее в режиме сердечных сокращешш и подде! жания сократительной активности сердца.

В этом разделе представлены основные результаты динам! ки изменения концентрации МГ и активности КК—МВ у бога ных этой группы с разной тяжестью послеоперационного перж

Рис. 4. Динамика изменения концентрации многлобнна (нг/мл) и активности креатишснназы-МВ (Е/л) у больших после операции коррекции врожденных пороков сердца

гапы операции:

— 30 мин проведения анестезиологического пособия

— 40 мин ИК

— 30 мин после прекращения ИК (в ходе согревания)

1Я

Рис. 5. Динамика изменения отношения концентрации миоглобина (нг/мл) к активности креатинюшазы-МВ (Е/л) (МГ/КК-МВ) у больных после коррекции врожденных пороков сердца

Этапы операции:

О — 30 мин проведения анестезиологического пособия А — 40 мин ИК

В — 30 мин после прекращения ИК (в ходе согревания)

Рис. 6. Динамика изменения активности креатипкнназы и концентрации миоглобина в сыворотке крови больного Н. после операции кардиомнопластпкн

а. Так, адекватная «тренировка» скелетной мышцы (рис. 6) со-ровождалась увеличением концентрации МГ до 410 нг/мл, од-овременным увеличением активности КК до 3258 Е/л, при ак-ивности КК—MB, находившейся в пределах диапазона нормаль-ых значений. Аналогичная закономерность в динамике зменения концентрации МГ и активности КК, КК—MB про-тежена и в другом случае при «тренировке» скелетной мышцы.

Осложненное течение послеоперационного периода больно-э Ш., после операции кардиомиопластики, проведенной одно-гапно, без предварительной «тренировки», отличалось резким ¡¡сличением концентрации МГ до 84000 нг/мл (при норме — о 66 нг/мл), по следующим резким увеличением активности !К— MB до 475 Е/л, соответствующим увеличением ИПМ до 525 отн. ед., что указывало на развитие инфаркта миокарда у энного больного. В этом конкретном случае результаты биохи-ической оценки повреждения миокарда, приведенные выше, ыли подтверждены результатами посмертного патологоанато-ического анализа.

4000-1

1450 к -jtnn . ^

ооооо Обшая КК □ эспэе КК—MB длдлл Миогло бии

1R

РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

Экспериментальное обоснование потери МГ поврежденными кардиомиоцитами в условиях тотальной ишемии и реперфузии.

Экспериментальная модель изолированного сердца крысы, пер-фузируемого по Лангендорфу, выбрана нами в связи с возможностью эффективного достижения тотальной ишемии путем полного прекращения ретроградной перфузии через аорту, доступностью контроля отдельных факторов, влияющих на потерю внутриклеточных белков ишемически поврежденным миокардом, воспроизводимостью результатов при проведении большой серии экспериментов. Моделирова1ше именно тотальной ишемии миокарда позволяло избежать гетерогенности в развитии ише-мического повреждения миокарда и, кроме того, приближало эксперимент к клинической ситуации, возникающей при операциях на сердце, в период искусственного кровообращения.

Общая схема проведения экспериментов включала этап извлечения сердца из грудной клетки наркотизированного животного, прекращение его сократительной активности путем погружения в кардиоплегический раствор при 4° С, канюлирование через аорту и начало ретроградной перфузии через аорту в термостатируемой (37° С) камере. Перфузию миокарда проводили либо раствором Кребса—Хензелейта, поддерживающим сократительную активность миокарда, либо кардиоплегическим раствором с высоким (30 мМ) содержанием калия, блокирующим сократительную активность миокарда. В определенных сериях в кардиоплегический раствор вносился маннитол, повышающий ос-молярность раствора до нужной величины, согласно задаче, поставленной в данной серии. Период тотальной ишемии обеспечивался полным прекращением перфузии миокарда.

Влияние реперфузии раствором Кребса—Хензелейта на потерю МГ и ферментов. Первая (I) серия экспериментов включала опыты, в которых сердца после периода тотальной ишемии (60 мин) перфузировались раствором Кребса—Хензелейта (60 мин).

При реперфузии ишемизированного миокарда раствором Кребса—Хензелейта наблюдалась резко выраженная потеря в перфузат миоглобина, КК, ЛДГ. Максимальное увеличение концентрации миоглобина отмечено на 15 минуте реперфузии (1451 ± 107 нг/мин), что в 34 раза превышало исходную величину. Активность КК была максимальной на 10 мин. реперфузии, составив 11511169 мЕ/мин, а активность ЛДГ равнялась 12931205 мЕ/мин (рис. 7,8, 9). При этом отмечалось восстановление сократительной активности миокарда сразу после периода тотальной

ишемии. Учитывая, что МГ, КК, ЛДГ являются внутриклеточными компонентами кардиомиоцитов, можно было предположить, что интенсивность потери данных белков отражает выраженность повреждения миокарда.

Влипние кардиоплегическон реперфузии на потерю ишеми-зированнымн кардиомиоцитами МГ и ферментов. Во второй (II) серии экспериментов для реперфузии тотально ишемизнрованного миокарда использоваликардиоплегическшт раствор, содержащий 30 мМ калия, что полностью блокировало сократительную активность миокарда. В условиях такой кардиоплегической репер-фузии ишемизнрованного миокарда потеря МГ, КК, ЛДГ была резко снижена по сравнению с потерей этих внутриклеточных белков в периодреперфузиираствором Кребса—Хензелейта (при наличии сократительной активности миокарда). Так, сравнивая асбошотные величины концентрации МГ, активности КК, ЛДГ s первой и второй сериях (рис. 7, 8, 9) можно отметить, что мак-лшальная величина концентрации МГ в I серии составила 1451±374нг/мл, тогда как во второй серии —только 334+90 гг/мл. Аналогичное соотношение прослеживалось и для актив-тети КК, ЛДГ. После возобновления сократительной актшшос-гина втором этапе реперфузии (раствором Кребса—Хензелейта) ш второй серии экспериментов происходило существенное воз-эастание концентрации МГ в перфузате до максимальной вели-шны 857±267 нг/мл, как и активности КК, ЛДГ. В целом, суммарная потеря каждого, в отдельное™, из рассмотренных внут-шклеточных компонентов (МГ, КК, ЛДГ), за весь период >еперфузии во второй серии экспериментов имела тенденцию к шеньшению по сравнению с сокращающимся миокардом (пер-)ая серия) (рис. 7, 8, 9).

Выявленные различия в динамике потери внутриклеточных ;омпонентов кардиомиоцита в первой и второй сериях могли ¡ыть обусловлены различием интенсивности перфузии миокар-(а (за счет формирования неперфузируемых зон миокарда, «по-eflow»), либо изменением интенсивности коронаротока. Данное [редположение было проверено. При сравнении динамики коро-[аротока в первой и второй сериях и морфологическом анализе шокарда на наличие зон «no-reflow» возможность влияния этих шеторов на выраженность потери МГ и ферментов в перфузат ыла исключена.

Влиште реперфузии кардиоплегическими растворами с по-ышеннои осмолярностыо на потерю МГ и ферментов. Реперфу-ия ишемизнрованного миокарда кардиоплегическими раствора-[и с повышенной осмолярностью (370 мосм/л) в III и IV сериях

я

1500!

1000-

s

500-

0J

ooooe I D&CK&B n Л4444 Ш

wmiT к

¿Vo' 7>0 '

e'o ' so ' ibo' i'io' iko

Время, мин

120

о о

Ou чэ

Я

в /О

f

I II Ш IV

ХП.

к

I - 60-мин тотальная ишемия + 60-мин реперфузия раствором Кребса-Хензелейта

II - 60-мин тотальная ишемия + 30-мин кардиоплегическая реперфузия 30 мМ К -раствором (ЗЗОмосм/л) + 30-мин перфузия раствором Кребса-Хензелейта "

III - 60-мин тотальная ишемия + 30-мин кардиоплегическая реперфузия 30 мМ К -раствором (370мосм/л) + 30-мин перфузия раствором Кребса-Хензелейта

IV - 60-мин тотальная ишемия + 30-мин кардиоплегическая реперфузия 30 мМ К -раствором (410мосм/л) + 30-мин перфузия раствором Кребса-Хензелейта

К - 120-мин пев&узии паствовом Кребса-Хензелейта

о

динамика изменения активности креатинкиназы

(суммарные данные по экспериментам на модели изолированного сердца крысы, перфузируемого по Лангендорфу)

2500-1

2000-

X 5 Я \ Ы

1500

йй 1000-

йй

500-

ооооо I 0

оею-ею П 1 V

ДДДЛА Ш 1 *

о-ое-сю IV 1

»♦»•• к 1?"

и

'/а'"

с/

г-Ь-О 60

70 80 90 100 Время, мин

110 120

ЫЙ0-]

К

йй

»60

а.

ю

ш

>и р.

о

*20 и

II III IV

К

I - 60-мин тотальная ишемия + 60-мин реперфузия раствором Кребса-Хензелейта

II - 60-мин тотальная ишемия + 30-мин кардиоплегическая реперфузия 30 мМ К -раствором (330 моем/л) + 30-мин перфузия раствором Кребса-Хензелейта +

III - 60-мин тотальная ишемия + 30-мин кардиоплегическая реперфузия 30 мМ К -раствором (370 мосм/л) + 30-мин перфузия

?аствором Кребса-Хензелейта

V - 60-мин тотальная ишемия + 30-мин кардиоплегическая реперфузия 30 мМ К -раствором (410 мосм/л) + 30-мин перфузия раствором Кребса-Хензелейта

К - 120-мин перфузии раствором Кребса-Хензелейта РИС. 8

э

Динамика изменения активности лактатдегидрогеназы

(суммарные данные по экспериментам на модели изолированного сердца крысы, перфузируемого по Лангендорфу)

2500-

2000

я к я

1500

сЦООО С

500-

ооо&о I иивоо II ЛтйЛЛЛ ш

о-ое-о-о IV К

О 60

ВО 90 100 Время, мин

110 120

ы

^80 Н

ч:

О 60-

о.

о

и

'5 40 2 X

О, Я

й и

20

III IV

К

I - 60-Мин тотальная ищемия + 60-мин реперфузия раствором Кребса-Хензеле^та „в„ж„.„„

И - 60-мин тотальная ишемия + 30-мин кардиоплегическая реперфузия 30 мМ К -раствором (ЗЗОмосм/л) + 30-мин перфузия

раствором Кребса-Хензелейта „„„+ , ч , _„ .

III - 60-мин тотальная ишемия + 30-мин кардиоплегическая реперфузия 30 мМ К -раствором <370мосм/л) + 30-мин перфузия

?У^60-минР^м"мая3^еИмия + 30-мин кардиоплегическая реперфузия 30 мМ К+-раствором (410мосм/л) + 30-мин перфузия раствором Кребса-Хензелейта

К - 120-мин перфузии раствором Кребса-Хензелейта

10 мосм/л) объяснялась попыткой снижения гипергидратации рдиомиоцитов, т. е. устранением одного из основных фактов развития ишемического повреждения в реперфузионном пе-оде. В этих сериях выявлено уменьшение потери МГ, КК, ЛДГ 1ериод первого этапа, кардаоплегической, реперфузии, но, за-VI, резкое увеличение выброса как МГ, так и КК, ЛДГ в перфу-г с началом сократительной активности (при переходе на ре-рфузгао раствором Кребса—Хензелейта) (рис. 7, 8, 9). Интен-вность потери рассматриваемых внутриклеточных компонентов рдиомиоцита была даже более выраженной, чем в первой се-и экспериментов, при реперфузии ишемизированного миокар-, сразу после периода ишемии, раствором Кребса—Хензелей-. Очевидно, повреждение кардиомиоцитов при 60-минутной тальной ишемии носят настолько глубокий характер, что вли-ие дешдратащга, достигаемое внесением в кардиоплегический створ высокоосмолярных агентов (маннитол), приводило к звитшо повреждения. Эта версия была проверена нами при следовании динамики изменения активности ЛДГ в перфузате олировашюго сердца крысы при реперфузии 30 мин. тотально шмизированного миокарда (рис. 10). Проведено 4 серии экспе-ментов, аналогичные по схеме проведения описанным выше, шаружена более выраженная потеря ЛДГ в перфузат в услови-реперфузии сокращающегося миокарда по сравнению с потей ЛДГ в условиях кардаоплегической реперфузии. В тоже вре-, реперфузия тотально ишемизированного миокарда (30 мин) створами с повышенной осмолярностью эффективно снижала терю ЛДГ в перфузат, причем выраженность уменьшения пори была обратно пропорциональна осмолярности кардиопле-ческого раствора.

Кратко резюмируя полученные результаты исследования намики изменения концентрации МГ и активности ферментов К, ЛДГ) в клинических исследованиях и в экспериментальных шях можно заключить, что гипермноглобинемия является на-олее ранним и информативным биохимическим маркером пов-ждения кардиомиоцитов и миоцитов склетных мышц. Потеря Г и более крупных внутриклеточных компонентов кардиомио-та (КК, ЛДГ) происходит одновременно, видимо, как обрати-так и необратимо поврежденными клетками. Одним из ос-вных отрицательных моментов развития ишемического пов-ждения является накопление внутриклеточных осмотически тивных продуктов катаболизма в условиях отсутствия коро-ротока. Следствием этого является поступление жидкости в пая

Динамика изменения активности лактатдегидрогеназы

(суммарные данные по экспериментам на модели изолированного сердца крысы, перфузируемого по Лангендорфу)

800

х600-s

2

^

Ы

*400-

с

Ц

с; 200-

Ы

V30-

а о

о. ®

Си 210

О 40

ооооо 1

□ DDDO II

60 70 ВО Время, мин

Д-ЛААА (И

<Н>ЬЫ> IV

I

а

I П III IV

к

к

I - 30-мин тотальная ишемия + ßO-мин реперфузия раствором Кребса-Хензелейта

II - 30-мин тотальная ишемия + 30-мин кардиоплегическая реперфузия 30 мМ К -раствором (330 моем/л) + 30-мин перфузия раствором Кребса-Хензелейта .

III - 30 -мин тотальная ишемия + 30-мин кардиоплегическая реперфузия 30 мМ К -раствором <370мосм/л) + 30-мин перфузия

раствором Кребса-Хензелейта IV - 30-мин тотальная ишемия +

ишемия + 30-мин кардиоплегическая реперфузия 30 мМ К+-раствором (410мосм/л) + 30-мин перфузия

раствором Кребса-Хензелейта К - 90-мин перфузии раствором Кребса-Хензелейта

ардиомиоцит и его гипергидратацня. Такие отечно деформиро-шные кардиомиоциты, имеющие дефекты в структуре мембра-ы, могут быть подвержены механическому стрессу при возоб-овлении сократительной активности в соседних с ними, интак-тых, кардиомиоцитах. Очевидно, как следует из представленных ами результатов, потеря внутриклеточных компонентов ишемн-фованными кардиомноцитами в большой степени зависит от жратительной активности поврежденного миокарда. Это об-гоятельство должно учитьшаться при проведении кардиоплегии з время оперативных вмешательств на сердце, в период репер-узии. Обращают на себя внимание результаты экспериментов, которых показано репарирующее влияние кардиоплегической гперфузии с повышенной осмолярностыо на миокард после от-осительно короткого (30 мин) периода тотальной ишемии.

ВЫВОДЫ:

1. Новый микрометод определения многлобина в биологи-хких жидкостях использован для серийного обследования боль-ыхи исследования экспериментального материала. Аналитичес-ие характеристики указанного метода от.шгчаются высокой чув-гвительностью (2 нг/мл), и точностью, возможностью ^пользования капиллярной крови, быстротой определения.

2. Обнаружено значительное увеличение сывороточной кон-штрации миоглоб!ша и активности КК—МВ, в 100% случаев, 5 время операционного и раннего послеоперационного перио-зв при оперативных вмешательствах на сердце (аорто-коронар-эе шунтирование, хирургическая коррекция врожденных поро-эв).

3. С целью увеличения специфичности миоглобин-теста пред-эжено определение соотношения сывороточной концентрации иоглобина к активности КК—МВ в динамике, что позволяет гпользовать этот показатель для выявления очаговых повреж-лшй миокарда в периоперационном периоде.

4. Одновременное определение сывороточной концентрации иоглобина и активности КК—МВ в динамике операции карди-яиопластгаш дает возможность выявления повреждения сердеч-ой мышцы и оценки «тренированности» скелетной мышцы.

5. Тотальная ишемия миокарда в условиях эксперимента на одели изолированного сердца крысы, приводит к выраженной 14-кратной) потере миокардиальных миоглобина и ферментов СК, ЛДГ) в период реперфузии.

6. Кардиоплегическая реперфузия сердца (в условиях блефования сократительной активности) приводит к значигель-

ному снижению выброса миоглобина и ферментов (ЛДГ, КК) перфузат, что свидетельствует о зависимости потери внутрикл точных компонентов ишемизированных кардиомионитов от о кратительной активности ишемически поврежденного миокард

7. Выраженность потери миоглобина и ферментов тотал но игаемизированным миокардом в период реперфузии кардио] легическими растворами с повышенной осмолярностью завис! от длительности периода тотальной ишемии и величины осм' лярности.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Одновременное исследование динамики изменения ко центрации миоглобина и активности КК—МВ в крови мож( быть рекомендовано при различных видах оперативных вмеш тельств на сердце для оценки повреждения миокарда. Для пов! шения специфичности при выявлении повреждений миокар; возможно использование индекса, равного отношению конце трации МГ к активности КК—МВ.

2. Одновременное исследование сывороточных: концентр ции МГ и активности КК—МВ позволит контролировать сг пень «тренированности» скелетной мышцы при операциях ка диомиопластики.

3. Экспериментальное исследование характера потери N и ферментов ишемизированным миокардом позволяет сдела вывод о целесообразности проведения кардиоплегическойрепе фузии шнемизированного миокарда в раннем постшпемическс периоде, в том числе, кардиоплегической реперфузии с повыше ной осмолярностью с учетом длительности периода тотальн« ишемии.

Список публикаций по диссертации

1 .Авилов В. В., Егорова М. 0„ Ислам-заде Ф. Г., Сапрыгин Д. Гиперферментемия миокардиального генеза: роль катехоламин имеханизм их повреждающего действия. В сб.: тезисы четверто научного съезда специалистов по клинической лабораторн диагностике республики Беларусь, 1992, стр. 69—70.

2. Егорова М. О., Сапрыгин Д. Б., Ильин В. Н., Авилов В. Биохимическая оценка повреждений миокарда у больных с х рургической коррекцией врожденных пороков сердца. В сб.:' зисы IV научной конференции Ассоциации сердечно-сосудист! хирургов Украины, Киев, 1996.

3. Муратов Р, М., Чижов А. В., Егорова М. О. Сравните)

оценка вариантов кристаллоидной кардиоплегической защиты миокарда. В сб.: тезисы докладов и сообщений Второго Всероссийского Съезда сердечно-сосудистых хирургов, Санкт-Петер-эург, 1993, стр. 171—172.

4. Сапрыгин Д. Б., Авилов В. В., Каштэляп Л. С., Егорова М. 9., Ислам-заде Ф. Г. Механизмы пшерферментемии миокарди-шъного генеза. В сб.: тезисы докладов на симпозиуме: «Проблемы кгапшческой энзимологшг», 12—14 сентября 1989, Ужгород, ггр. 132—133.

5. Сапрыгин Д. Б., Авилов В. В., Каштэлян Л. С., Егорова М. Э. Механизмы потери внутриклеточных ферментов и белков пнемически поврежденными миокардиальными клетками: кар-шоплегическпй феномен. 9 Европейский Конгресс клинической [имии, Краков, 1991, стр. 108.

6. Серов Р. А., ИванниковЮ. В., Каштэлян Л. С., Егорова М. Э„ Авилов В. В. Изменения миокарда и адренэргических нервов полированного сердца крыс при тотальной ишемии и нормотер-шческой кардиоплегической реперфузии. Архив патологии, 53, I, 1991, стр. 20—23.

7. Смотров С. П., Шарипова И. И., Авилов В. В., Егорова М. ')., Сапрыгин Д. Б. Быстрый микрометод определения миоглоби-га в биологических жидкостях. 8-ой Европейский Конгресс юш-щческой химии, Милан, 1989, ВюсЫппса сИшса, вирр!., 1/8, р. 160.