Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Реологические свойства крови при стрессорных сдвигах гемодинамики

ВАК РФ 03.00.13, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Реологические свойства крови при стрессорных сдвигах гемодинамики"

РГб од

2 3 РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК

ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ИНСТИТУТ ФИЗИОЛОГИИ ИМ.И.П.ПАВЛОВА

На правах рукописи

ИУВАЕВА ВЕРА НИКОЛАЕВНА

РЕОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КРОВИ ПРИ СГРЕССОРНЫХ СДВИГАХ ГЕМОДИНАМИКИ

03.00.13 - физиология человека и животных

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

СЛШСГ-ПЕТЕРБУРГ

1991 г.

Работа выполнена' в лаборатории физиологии кровообращения (заведующий доктор медицинских наук Д.П.Дворецкий) Института фиэиологии им. И.П.Павлова Российской Академия наук.

Научный руководитель - доктор медицинских наук Д.П. Дворецкий

ОФИЦИАЛЬНЫЕ ОППОНЕНТЫ: доктор физико-математических наук

Сергей Аркадьевич Регирер;

доктор медицинских наук

Светлана Константиновна Чурина.

Ведущее учреждение -1 Медицинский институт им.И.П.Павлова, Санкт-Петербург.

Защита состоится " " ¡¿Ю^Л 1994 г. в часов мин на заседании " Специализированного совета по защите диссертаций -на соискание ученой степени кандидата наук (К.002.36.01) Института физиологии им. И.П.Павлова Российской Академии наук (199034, Санкт-Петербург, наб.Макарова,6)

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института физиологии им. И.П.Павлова Российской Академии наук.

Автореферат разослан "Я.^ " ф^/ЖУ/Л 1994 г.

Ученый секретарь Специализированного совета кандидат биологических наук

/Сб'Ь^ Э. А.Конеа

ВВЕДЕШЬ

АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕЙ. При анализе механизмов ответов сердеч-го-сосудистой системы на стимулы внешней среды, в том числе стрес-зорного характера, основное внимание.исследователей до сих пор традиционно . уделялось изменению деятельности сердца и тонуса перифери-iecких сосудов.' Однако постепенно накапливались сведения о том, что состояние микроциркуляции, регионарной и системной гемодинамики при 1ереходных процессах в сердечно-сосудистой системе в значительной <ере зависят от изменения реологических свойств крови, в частности суспензионной стабильности и вязкости, [Фирсов я др.,1983; Савель-;ва и др.,1986; Boisseau,1989].

Суспензионную стабильность крови поддерживают альбумин, хлорид ¡атрия, глобулины, фибриноген. Большая молекулярная масса белков, ¡одержащихся в плазме, способствует агрегации эритроцитов. Зластич-юсть эритроцитов зависит от происходящих в них процессов физической [иффузии газов, что отражается на реологических свойствах крови Лернух,Александров,Алексеев,1984]. Изменения рН и ионного состава шазмы обусловливают изменение деформируемостиз^эритроцитов CFride-•ichs,Farley,Meiselman,1992] и состояния ионтраиспортирующих систем IX мембран [Кувнецов,Орлов,Чурииа, 19913 вследствие изменения концентрации ионов кальция, магния и натрия. Гемореологические сдвиги, «званные нарушением метаболизма, в свою очередь приводят к наруше-[иям микроциркуляции и кислородтранспоргной функции крови, что спо-габствует возникновению гипоксических зон в тканях и вызывает гемо-[иншические нарушения.

В качестве корректоров гемореологических нарушений используются |репар'аты нивкомолекулярного декстреша и других полимеров, нормали-|ующие периферический кровоток и гемодинамику. Однако, их влияние на дологические свойства крови исследовалось; в основном, in vitro, ■огда как результаты экспериментов in vivo могут быть существенно ругими [Левгов.Регирер,Шадрина,1982].

Несмотря на имеющиеся в литературе сведения о роли изменений дологических свойств крови в тех или иных конкретных ответах пери-«рического кровообращения и микроциркуляции на внешние воздействия, ногие стороны этой проблемы остаются недостаточно изученными. Рас-ифроька сдвигов в реологии крови при стрессорных реакциях организма вляегся актуальной, поскольку способствует установлению причин-о-оледстаенных отношений меэду изменениями параметров гемодинамики,

тонуса сосудов и физических свойств крови при адаптивных ответах нг стрессорные стимулы.

ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ. Целью настоящего исследования явилось изучение in vitro и in vivo реологических свойств крови при действии ш организм стрессорных раздражителей (ноцицептивная стимуляция, гипок-сическая гипоксия, кровопускание и др.).

В работе поставлены следующие основное задачи:

1. Исследовать влияние ноцицепгивной стимуляции и гипоксическо* гипоксии на физические свойства крови и ее биохимические показатели,

2. Изучить Елияние умеренной геморрагии на реологические и биохимические свойства крови.

3. Изучить влияние иифузии адреналина на реологические свойств« крови и на микроциркуляцига в некоторых тканях.

4. Исследовать влияние высокомолекулярных соединений на реологически« свойства крови и регистивную функцию кровеносных сосудов.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА. Новизна работы заключается в формулировке проблемы и постановке задачи, предусматривающей параллельно с изучением изменения реолот*йческих параметров при стрессорных воздействия) анализ факторов, от которых зависят эти параметры: белкового составе плазмы, агрегационнык и деформационных свойств эритроцитов. Таказ постановка задачи позволила получить ряд новых фактов, касающкс5 реакции системы крови на стрессорные воздействия. Установлено, чте постоянным ответом системы крови на равные по природе стрессорньч стимулы является быстрое повышение в крови концентрации эритроцитов. общей концентрации белков в плазме и изменение концентрации фибриногена, что ведет к увеличению вязкости крови. Более вариабельными ответами системы крови являлись изменения агрегации эритроцитов, концентрации альбумина и глобулинов и соотношения этих фракций. Показано, что стрессорные воздействия, вызывая изменение микрореологических показателей, неоднозначно влияют на изменение вязкости крови.

Получена характеристика сдвигов реологических свойств крови по; влиянием высокомолекулярных плазмозаменителей и дана оценка сопряжения этих сдвигов с состоянием кровообращения в скелетных мышцах.

Разработан новый метод динамической регистрации in vivo вязкости крови, что расширило возможности анализа временных параметров реакций системы крови на стрессорные воздействия.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ РАБОТЫ. Полученные результаты расширяю1 современные представления о роли реологических свойств крови в фиэи-

Б

алогических адаптивных реакциях организма и имеют значение для понимания механивмов нарушений микроциркуляции и регионарной гемодинамики при патологических состояниях. Представленные данные могут быть использованы в клинических целях для более эффективной диагностики, а также при подборе кровезаменителей и определении лечебной тактики.

Результаты данного исследования могут быть включены в курс лекций "Физиология человека и животных" для чтения на биологических факультетах университетов и в медицинских учебных заведениях.

ПОЛОЖЕНИЯ, ВШОСИШЕ НА ЗАЩИПУ.

1. Ноцицепгивная стимуляции вызывает снижение деформируемости эритроцитов и изменение белкового состава плазмы: понижение содержания фибриногена и изменение соотношения между альбуминами и глобулинами. Снижение деформируемости эритроцитов, с одной стороны, и уровня фибриногена, с другой, способствует сохранению постоянства вязг кости крови при ноцицептивной стимуляции.

Кратковременная гипоксическая гипоксия, вызывая увеличение показателя гематокрита, общей концентрации белков в плазме и содержания фибриногена, приводит к повышению вязкости крови.

2. Кровопускание в объеме 1+5% приводит к увеличению общей концентрации белков, фибриногена и показателя гематокрита. При потере свыше 5% общего объема крови указанные показатели снижаются. Наиболее чувствителен к кровопусканию фибриноген, его концентрация возрастает в ответ на потерю всего 0.5% общего объема крови.

3. Экзогенное введение животным' адреналина вызывает в крови микрореологические изменения", проявляющиеся в увеличении объемной концентрации эритроцитов, общей концентрации белков, снижении уровня фибриногена и приводящие к увеличению вязкости-крОЕИ. На фоне прес-сорного эффекта артериального давления, инициируемого инфувией адреналина, имеет место усиление агрегации эритроцитов и, в некоторых случаях, стаз кровотока в артериолах и венулах брыжейки и легких.

4. Инфуеия ниэкомолекулярного декстрана улучшает реологические свойства крови, снижая ее вязкость. Высокомолекулярные декстраны, а также полиоксиэтилены с м.м. 20 тыс. и выше усиливают агрегацию эритроцитов и вязкость текущей по сосудам крови. Исследованные высокомолекулярные соединения (декстраны и полиоксиэтилены) вызывают фазные реакции венозного оттока из икроножной мышцы.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Материалы диссертации докладывались на всесоюзных и российском семинарах по биомеханике в 1986, 1989, 1991 и

1993 г.г., на заседании Физиологического общества в 1990 г., на научной сессии Института физиологии им.И.П.Павлова РАН в 1990 и 1993 г.г., на Международном симпозиуме "Реология-92" в 1992 г., на республиканской физиологической конференции (Самара) в '1993 г.

СТРУКТУРА И ОБЪЕМ ДИССЕРТАЦИИ. Диссергция включает введение, обзор литературны, описание методов исследования, 5 глав результатов экспериментальных исследований, обсуждение результатов, общее заключение, выводы и список литературных источников. Работа изложена на страницах, включает 8 таблиц, иллюстрирована 15 рисунками. Список литературы включает 146 источников, из ,них 79 отечественных и 67 иностранных.

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

В экспериментах использовано 137 жиеотных. Опыты проводились на котах' (3-4.5 кг), наркотизированных внутрибрюшинным введением гексе-нала в дозе 60 мг/кг массы животного, на кроликах породы "шиншилла" (2.5-3.5 кг), наркотизированных внутрибрюшинным введением нембутала в дозе 50 мг/кг, и на крысах линии Вистар (250-350 г), наркотизированных внутрибрюшинным введением уретана в дозе 130 ыг/100 г.

В ходе опыта кроеь отбирали в 1 пробирки с антикоагулянтом и центрифугировали 15 мин при 1200 g. Определяли показатель гематокри-та, деформируемость эритроцитов, общую концентрацию белков в плазме, содержание альбумина, фибриногена, продуктов деградации фибриногена. В . стандартной 40% суспензии эритроцитов в плазме, определяли скорость и степень агрегации эритроцитов, вязкость крови.

Для измерения вязкости in vitro кровь помещали в термостатируе-мый (37 °С) ротационный висковиметр ВИР-75МБ, определяли напряжение сдвига i: при значениях скорости сдвига, задаваемых в диапазоне 0.5+18.4 с-1, и рассчитывали кажущуюся вязкость: ria= t/'í. Вязкость крови in vivo в ходе опыта измеряли по разности давления на концах включенного в экстракорпоральную систему капилляра, соединенного с высокочувствительным дифференциальным датчиком давления ПДП 12-МД В. Показатель гематокрита определяли в градуированных капиллярах центрифугированием в течение 15 мин со скоростью 3000 об/мин. Скорость оседания эритроцитов определяли в.аппарате Панченкова СПредтеченский и др.,1950]. Степень агрегации эритроцитов оценивали микроскопией в стандартной счетной камере Горяева СЛевтов и др.,19783. Скорость агрегации эритроцитов оценивали фотометрическим методом CZijlstra.Mo-

. ?

>к,1962] по времени (Xx/z) уменьшения амплитуды фотометрического :игнала на 50% (100% - полная амплитуда уменьшения фотометрического ;игнала). Деформируемость эритроцитов определяли по методу Карабано-sa [1985], основанному на сравнении времени фильтрации суспензии от-(ытых эритроцитов в физиологическом растворе и этого раствора через фильтр с диаметром пор 5 нм.

Пркмспсшше биохимические методы определения концентрации раэ-1ичных соединений в крови базируются на количественном методе спект-эофотометрического анализа. Концентрацию гемоглобина в крови опреде-или по поглощению оксигемоглобина в видимой части спектра [Уиль-шс,Уилсон,1978]. Общую концентрацию белков в плазме крови, определяли унифицированным биуретовым методом" СДелекторская и др.,1971]. <онцентрацию альбумина в плазме крови определяли стандартным методом фирмы "Sigma" по специфической реакции альбумина с бромкрезолосым фасным (ВСР). По разности концентраций общего белка и альбумина вычисляли концентрацию глобулинов в плазме и находили отношение альбумин/глобулины. Концентрацию фибриногена в плазме крови определяли по специфическому ферментативному свертыванию тромбином в присутствии юкойодацетата [Белицер и др.,1983]. Концентрацию продуктов деградации фибриногена (ПДФ) в плазме определяли методом высаливания в су-пернатанте после удаления сгустка фибрина [Nanninga, Quest,1967].

Регистрация гемодинамических параметров: системное артериальное давление регистрировали в сонной артерии мембранным датчиком давления ЦЦП-400. Регистрацию венозного оттока из икроножной мышцы осуществляли с помощью измерительной капельницы и фотодатчика СЛевтов и др.,1991].

Микроциркуляцию в брыжейке и легких крыс исследовали с помощью комплексной телевизионной установки [Дворецкий и др.,1985].

В качестве стрессорных раздражителей использовали следующие воздействия: ноцицептивную стимуляцию центрального конца седалищного нерва (частота 30 Гц, амплитуда 20 В, длительность прямоугольного импульса электрического тока 5 мс); гипоксическую гипоксию (вдыхание газовой смеси 77. кислорода в аеоте в течение 3-х минут); геморрагию равной степени тяжести (до 5% и до 11%); одномоментную инфузию адреналина (0.3 мг/кг массы животного) и инфуеию полимеров (0.4 г/кг массы животного): декстранов фирмы "Fluka" с м.м.20 тыс. и 500 тыс.Д и поллоксиэтиленов (П0Э) с и.и.SO тыс. и 490 гыс.Д, предоставленных Институтом высокомолекулярных соединений РАН.

е

Статистичесг«зя обработка экспериментальных данных проведена по стандартным программам. Достоверность различий определялась по критерию Стьюдента. ж) ■ - отмечена достоверность различия средних значений на двустороннем уровне значимости 5 и 1%, соответственно.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ 1.Ноцицептивная стимуляция. У крыс ноцицептивная стимуляция центрального конца седалищного нерва производилась один раз в течение опыта (длительность стимуляции 1.5 мин). Глубина наркоза была сниженной. Пробы крови брали до стимуляции, черев 10 и 30 мин после стимуляции; кровопотерю возмещали донорской кровью. Определяли показатель гематокрита, деформируемость эритроцитов, общую концентрацию белков в плазме, концентрацию альбумина, глобулинов, фибриногена и продуктов его деградации, альбумин-глобулиновое отношение.

Ноцицептивная стимуляция центрального конца седалищного нерва у крыс не вызывала изменений показателя гематокрита ни через 10 (99.7il.lX к фону), ни черев 30 мин (99.0±1.9% к фону) после ноци-цептивной стимуляции. Индекс фильтруемости эритроцитов у крыс через 10 мин после ноцицептивной стимуляции увеличивался в 2.5 раза (до 251±54%* относительно фона), черев 30 мин после стимуляции его значение достоверно не-отличалось от фонового (89±30%). В контрольной серии достоверных изменений индекса фильтруемости эритроцитов не отмечено: 79±24% и 120*35% к фону, соответственно.

Ноцицептивная Стимуляция не вызывала изменения вязкости крови, но приводила к сдвигам биохимических показателей. Общая концентрация белков в плазме увеличивалась через 10 и через 30 мин после окончания стимуляции до 106.0±2.1%* и 106.2±2.2Х* к фону, соответственно. В контрольной серии опытов достоверных изменений содержания белков в плазме крови не отмечено (103.0±7.1% и 101.0±5.5% относительно фонового уровня). У животных отмечалось снижение содержания альбумина через 10 и 30 мин после стимуляции (соответственно 89.8±2.7%* и 86.6±4.6%* к фону); содержание глобулинов достоверно не изменялось, отношение альбумин/глобулины снижалось: 86.7±3.2%М и 83.6±4.5%* к фону черев 10 и 30 мин после стимуляции, соответственно. В контрольной серии экспериментов достоверных изменений содержания альбумина и глобулинов, а также отношения альбумин/глобулины не отмечено.

Ноцицептивная стимуляция приводила к понижению содержания фибриногена (84.0±3.5%* и 84.9±5.4£* к фону) и увеличению уровня про-

дуктов его деградации (137.1±13.3%* и 145.7±16.4£* к фону) через 10 и 30 мин после стимуляции, соответственно.

При действии ноцицепции артериальное давление у крыс повышалось до 135±5%**, частота сердечных сокращений снижалась до 74±9%*, а частота дыхания - до 85±52*(по сравнению с фоном). После ноцицептив-ной стимуляции артериальное давление, частота сердечных сокращений и частота дыхания возвращались к уровню фона.

Ноцицептивная стимуляция сказывается прежде всего на белковом составе плазмы и деформируемости эритроцитов, но не приводит к увеличению вяэкости крови. Снижение деформируемости может быть связано с адсорбцией белков и аминокислот плазмы на мембране клеток [Pico et al.,1991; Stoltz,Donner,1991]. Снижение деформируемости эритроцитов, с одной стороны, и уровня фибриногена, с другой, приводит к сохранению постоянства вязкости крови при ноцицептивной стимуляции.

2.Гипоксическая гипоксия. Гипоксия вызывала увеличение показателя гематокрита у крыс до 104.0±0.9Х** по сравнению с фоношм значением. Через 18 мин после начала гипоксии показатель гематокрита достоверно не отличался от фонового значения (93.3±1.0%). Вязкость крови у крыс, измеренная in vivo, на фоне гипоксии возрастала до 106.Б±0.7%** по сравнению с фоном. Максимум увеличения вязкости наблюдался через 3-3.5 мин после начала гипоксического воздействия. Через 15 мин вязкость крови снижалась до 92.8±1.17** по отношению к исходному фону.

Общая концентрация белков у крыс на фоне гипоксии увеличивалась до 105.4i2.6Z* по сравнению с ({оном и восстанавливалась до исходных значений в постгипоксический период (100.2±3.8%). Уровень фибриногена возрастал на фоне гипоксии до 128.0il2.5X*, в постгипоксический период он приближался к фоновому значению (110.8±15.5%). Существенных изменений концентрации альбумина и глобулинов, а также их соотношения гипоксия не вызывала.

• Вдыхание гипоксической смеси газов приводило к увеличению артериального давления у крыс до 184.6±4.6%** относительно фонового значения, в постгипоксический период артериальное давление нормализовалось и составляло 95.4±5.0%. Частота сердечных сокращений снижалась до бб.7±2.6%** по сравнению с фоном в период вдыхания гипоксической смеси и восстанавливалась до 94.4±4.6% в постгипоксический период.

Результаты данной серии опытов позволяют считать, что наблюдавшееся при гипоксии увеличение вязкости крови происходит за счет уве-

личения показателя гематокрита и га счет повышения концентрации бел-кое в плаеме. Это подтверждается данными Т.Г.Свиридовой и др. [19903 о том, что первоначальное генерализованное изменение физико-химичес-кж свойств эритроцитов при 15-минутной гипоксической. гипоксии . у крыс обусловлено экстренным переходом эритроцитов из кровяного депо в кровеносное русло. Эти эритроциты отличаются рядом особенностей: относительном увеличением среднего объема, связанным с набуханием, уменьшением плотности при достаточно стабильном уровне эндоэритроци-тарного гемоглобина, повышенной механической резистентностью.

3.Умеренная геморрагия. .Исследование, проведено на кроликах. В первой серки экспериментов объем кровопотери возрастал с 1.4±0.1 до 4.?±0.2% к общему объему крови. В пробах крови оценивали показатель гематокрита, общую концентрацию белков, в плазме крови,, содержаний альбумина, глобулинов, фибриногена и продуктов его деградации (ПДФ), альбумин-глобулиновое отношение. Во второй серии опытов кровопотер? возрастала с 1.5*0.2% до 11.2±0.6% к общему объему крови. В проба? кровл определяли наряду с указанными показателями и скорость агрегации эритроцитов.

В первой серии экспериментов покаватель гематокрита увеличился до 107.4±1.5%** к фону при объеме кровопотери 2.1±0.1%; увеличение объема кровопотери до 4. 7±0.27. не влияло на показатель гематокрита: 105.4£2.2Х* к фону. Кровопотери объемом 3.8±0.2Х (2 серия).вызывала увеличение показателя гематокрита по сравнению с фоновым значением до 106.7±1.0Х**, и уменьшение времени полуагрегации эритроцитов %\/2 (увеличение скорости агрегации эритроцитов) до 59.5±10.6Х*. Дальнейшее кровопускание приводило к снижению показателя гематокрита до 89.4±1.1%** к фону (объем кровопотери 7.5± 0.4%); скорость агрегации эритроцитов оставалась на том же уровне, что и при потере 3.8±0.2% крози. Таким образом, покаватель гематокрита увеличивается при кро-вопотере объемом от 2 до 5% и снижается при потере более 5% от общего объема крови. Скорость агрегации эритроцитов увеличивается .при потере примерно 4Х крови и существенно не меняется при последующем увеличении объема кровопотери до 112.

Геморрагия вызывала также изменение некоторых биохимических показателей. В первой серии экспериментов потеря 2.1±0.1% крови приводила к повышению общей концентрации белков до 104.7±1.1%" к фону; дальнейшее увеличение кровопотери до 3.4±0.1 и 4.7±0.2% вызывало снижение концентрации белков до фонового уровня. Содержание альбуми-

на достоверно снижалось до 95.1±1.7Ж* к фону, а содержание глобулинов повышалось до 102.340.82* к фону только при объеме кровопотери 4.7±0.2Х. Соответственно этому отношение апьбумин/глобуликы также достоверно не изменялось при ' малой кровопотере и снижалось до 92.9±2.5Х* к фону при потере 4.7±0.2X крови. Уровень фибриногена повышался по сравнению с фоном до.180,0±23.£Х* уже при потере 2.1*0.IX крови и продолжал расти по мере дальнейшего кровопускания: 231.0±30.0Х* к фону (потеря 3.4±0.12 крови), 241.9±28.2Х** к фону (потеря 4.7± 0.2Х крови). Уровень продуктов деградации фибриногена понижался по мере кровопускания: 48.3±12.8%* к фону при кровопотере 2.14-0. IX, 36.4412.ОХ** к фону при кровопотере 3.440.IX и 33.1±5.3Х к фону при потере 4.740.2% крови.

Во второй серии исследований первая кровопотеря объемом 3.840.2Х вывывала снижение концентрации белков в плазме до 94.2±2.0%* по сравнению с фоновым значением и снижение содержания продуктов деградации фибриногена до 58.5±11.2%* к фону. Содержание альбумина и глобулинов и их соотношение при этом достоверно не изменялись, а содержание фибриногена возросло до 156.4420.2Х* к фону. При увеличении кровопотери до 7.540.4Х и затем до 11.2±0.6% общая концентрация белков продолжала снижаться до &2.942.4Х* и 89.2± 2.5Х* к фону, соответственно. Содержание альбумина и глобулинов и альбумин- глобулиновое отношение не изменялись. Содержание фибриногена по мере увеличения кровопотери приближалось к. фоновым значениям: 122.5± 24.6 и 113.5±21.4% к фону; содержание продуктов деградации фибриногена оставалось сниженным при кровопотере 7.640.4Х (60.3414.ОХ*) и приближалось к уровню фона (82.7il5.8X) при потере 11.240.6Х крови. Таким образом, при потере 2-3% крови общая концентрация белков увеличивается; при потере более 4% крови - снижается. Содержание фибриногена увеличивается до объема .кровопотери примерно 5%), а затем постепенно снижается. Уровень фибриногена сильнее возрастает в случае дробной кровопотери, чем при разовой кровопотере того же объема.

При умеренной геморрагии наряду с биохимическими и реологическими показателями крови изменялось состояние гемодинамики и дыхания. Потеря от 2.140.1 до 4.7±0.2Х крови порциями по 1.2 мл не вызывала падения артериального давления, ивменения частоты сердечных сокращений и частоты дыхания. Одномоментная потеря 3.840.2Х крови приводила к понижению артериального давления у кроликов со 104.8*3.6 мм рт.ст. в фоне до 91.143.5 мм рт.ст.* или до 86.9il.4X** к фону. Дальнейшая

потеря крови в объеме 7.5±0.4 и ll.EiO.6Z вызывала постепенное падение артериального давления до 78.4±2.9** и 69.5+4.3%** к фону. По мере увеличения кровопотери с 3.8±0.2 до 11.2+0.6% частота сердечных сокращений увеличивалась с 244+6 уд./мин (100%) до 267¿7 уд./мин* (105.0+1.8*, 109.2+3.3*, 109,1±3.2%* к фону). Потеря 3.8±0.2% крови сопровождалась увеличением частоты дыхания с 36.0±3.0 дых./мин в фоке (100%) до 45.0± 2.0 дых./мин* (110.4±3.6%* к фону). Таким образом, дробная потеря до 5% общего объема крови не вызывала сдвигов в функционировании систем кровообращения и дыхания. Одномоментная потеря примерпо 4Z крови сопровождалась падением артериального давления, увеличением частоты сердечных сокращений, учащением дыхания. При увеличении кровопотери до 11% артериальное давление продолжает снижаться, а частота сердечных сокращений - увеличиваться.

Концентрация фибриногена в плазме при кровопускании возрастала.-Считается, что при кровопотере содержание фибриногена снижается, но это справедливо для массивной (20-40%) кровопотери, когда депо истощаются, а синтез не успевает восполнить потерю белка с кровью. Потеря до 10% объема циркулирующей крови по данным Ч.С.Гусейнова и др. [19753 быстро компенсируется притоком в сосудистое русло интерстици-альной жидкости и не сопровождается падением уровня фибриногена. Депо быстро восстанавливает потерю белка, и организм отвечает на такую кровопотерю увеличением содержания фибриногена в плазме крови, что мы наблюдали в наших опытах с кровопусканием.

В наших опытах в ответ на первое кровопускание всегда наблюдалось увеличение показателя гематокрита, что может свидетельствовать о выбросе в кровь депонированных в селезенке эритроцитов. Влияние симпатической нервной системы на сокращение селезенки было отмечено в опытах с кровопусканием [Stark et al.,1971]. Мы полагаем, что при геморрагии происходит выброс катехоламинов. Участие катехоламинов в реакции на кровопускание подтверждается экспериментами К.Ito и др. [1984] по исследованию секреторной функции надпочечников при гипово-лемической гипотензии. Это, в свою очередь, влечет активацию селезенки адреналином и поступление в кровь эритроцитов. За счет поступления депонированной крови, обогащенной по данным Н.А.Троицкой [1961] глобулинами, увеличивается их содержание в плазме. Снижение содержания альбумина при кровопотере мы связываем с повышением обмена веществ под влиянием адреналина, поскольку потребность тканей в азотистых веществах осуществляется sa счет потребления альбумина ив

плазмы [Ройтруб,1975].

При увеличении количества эритроцитов в крови и концентргичии фибриногена в плазме в ответ на кровопускание создаются услопил для усиления агрегатных свойств кроби. В наших опытах мы наблюдали увеличение скорости агрегации эритроцитов при потере 4-11% кроеи. Но поскольку кровопотеря вызывает снижение объема циркулирующей крови и поступление в сосудистое русло межтканевой жидкости [Lame et al., 1992], усиление агрегации эритроцитов не должно приводить к увеличению вязкости крови.

4.Инфузия адреналина. Инфузия адреналина (0.3 мг/кг массы животного) вызывала достоверное увеличение показателя гематокрита с 4б.3±0.3 до 52.2±0.8 об,%** на фоне прессорной реакции артериального давления. В ответ на одномоментную ,внутриартериальную инфуэию адреналина через 30 с у крыс ín vivo регистрировалось повышение вязкости крови до 109.4±0.8Х** по отношению к фоновому значению. Максимум реакции наблюдался через 3-3.5 мин после введения адреналина. Значение вязкости восстанавливалось до уровня фона в течение 15-20 мин. Наряду с реологическими сдвигами наблюдалось изменение биохимических показателей крови: черев 3 мин после инфузии адреналина общая концентрация белков в плазме увеличилась до 103.5±1.5%*, а через 20 мин после введения адреналина - до 109.6±3.9%* относительно фонового значения. Сразу после введения адреналина уровень фибриногена снизился до 91.7±3.7%, через 20 мин после инфузии он восстановился до фонового уровня.

Внутривенная инфузия адреналина (0.1 мл в концентрации 10~° г/л) вызывала в артериолах, капиллярах и венулах брыжейки замедление кровотока и образование эритроцигарных агрегатов. При локальной аппликации на находящиеся в поле зрения микроскопа сосуды адреналин также вызывал замедление кровотока в микрососудах и усиление агрегации эритроцитов. Кровоток восстанавливался через 15-20 мин. При снижении дозы препарата в 2 раеа агрегация эритроцитов была менее выраженной, кровоток восстанавливался в течение 10 мин.

Как и в сосудах брыжейки, в легочных артериолах, капиллярах и венулах внутривенное введение адреналина вызывало на фоне прессорно-го эффекта артериального давления замедление кровотока а также образование эритроцитарных агрегатов. Однако эти процессы были выражены существенно слабее, чем в брыжейке (при одинаковых дозах).

Снижение содержания фибриногена под воздействием адреналина

ч

можно объяснить, вероятно, тем, что в первые минуты после инфузии он расходовался на образование эригроцитарных агрегатов. Несмотря на снижение уровня фибриногена в плазме, его содержание в лимфе (депо) не подвержено влиянию стресса, фибринолиза или гиперкоагуляции: Стимулом усиления синтеза фибриногена и его поступления в сосудистое русло из депо служит не столько гипофибриногенемия, сколько уровень содержания в крови продуктов деградации фибриногена (ПДФ). [Гусейнов и др.,1975; Fibrinogen...,19903.

Увеличение показателя гематокрига в данных экспериментах согласуется с данными П.Д.Горизонтова и др.[19833 о том, что в ответ на введение адреналина происходит выброс эритроцитов в кровь из селе-венки.

В опытах с исследованием микроциркуляции в сосудах брыжейки крыс адреналин вызывал увеличение "зернистости кроЕи", образование достаточно крупных агрегатов эритроцитов.. Известно, что под влиянием адреналина в системе крови происходят изменения клеточного состава, характерные для изменений, наблюдаемых при стрессреакциях, что является результатом активации симпатической нервной системы [Горизонтов и др.,19833.

Под влиянием такого стрессорного раздражителя как 'адреналин в организме происходят сложные процессы: возникают изменения в белковом составе плазмы и изменяются микро- и макрореологические свойства крови; возникают нарушения в системе микроциркуляции.

5. Кнфувия высокомолекулярных полимеров. Коррекция гемореологи-ческих нарушений часто проводится плазмозаменителями на основе различных полимеров, но введение-полимеров может являться стрессорным фактором; с другой стороны, влияние полимеров на реологические свойства крови в организме изучено недостаточно полно.

Инфуэия полимеров в сосудистое русло икроножной мышцы коаек вызывала реологические изменения в крови, оттекающей от мышцы. Декс-тран-20 тыс. уменьшал степень агрегации и замедлял агрегацию эритроцитов (время полуагрегации увеличивалось с 1.9±0.1 с в фоне до 2.3±0.1 с")... На фоне действия декстрана-20 тыс. показатель гематок-рита увеличивался до 45.7±1.0 об.%* (111.2±4.0Х к фону) по сравнению с 41.4±1.8 об.Х в фоне, концентрация гемоглобина в крови, стандартизованной по показателю гематокрига 40 об.X, снижалась. Вязкость крови уменьшалась на 20+25Z при скоростях сдвига 0.5+2.9 с"1.

Декстран-500 тыс. оказывал на кровь противоположный эффект -

увеличивал степень и скорость агрегации эритроцитов, вя&кость крови: степень агрегации эритроцитов увеличивалась с 80.0±3.9Х (фон) до 92.8¿0.8X**, , скорость оседания эритроцитов резко возрастала с 11.9i5.3 (фон) до 50.3*8.4 мм/Ч**, скорость агрегации эритроцитов увеличивалась в 1.5 раза, вявкость крови увеличивалась на 30+70Х в исследованном диапазоне скоростей сдвига 0.5+18.4 с-1. Концентрация гемоглобина достоверно не изменялась.

Полиоксизтилен-20 тькз. оказывал на кровь агрегирующее влияние. Хотя показатель- гемат01фита достоверно не изменялся (37.4*3.1 об.У. до и 33.5*4.1 об.Г. после введения П0Э-20 тыс.), остальные реологические параметры увеличивались: возрастала скорость агрегации эритроцитов - время полуагрегации íi/2 уменьшалось с 1.9i0.1 до 1.4*0.1 с*, скорость оседания эритроцитов повышалась с 7.0*3.0 мм/ч до 57.4* 6.6 мм/ч*, степень агрегации эритроцитов увеличивалась с 81.0i2.5X до 93.4*3.8Х*. Концентрация гемоглобина в крови достоверно не изме-, нялась. Вязкость крови на фоне П0Э-20 juc. увеличивалась на 30+402 во всем исследованном диапазоне скоростей сдвига.

Полиоксиэтилен-490 тыс. также оказывал агрегирующее действие на кровь in vivo. Увеличивались степень агрегации (с 79.5*4.0 до 90.4±2.3Х*) и скорость агрегации эритроцитов в 1,3 раза, скорость оседания эритроцитов возрастала с 8.7*2.5.до 21.8*9.4 мм/ч*. Вязкость крови повышалась на 30+65% при всех исследованных значениях скорости сдвига. Показатель гематокрита и концентрация гемоглобина в крови при введении ГОЭ-490 тыс. достоверно не изменялись.

Величина и длительность постоккшозионной гиперемии на фоне ин-фузии декстранов и полиоксиэтилена-490 тыс. не отличались от контрольной реакции. Величина постокклюзионной гиперемии на фоне инфувии П0Э-20 тыс. уменьшалась по сравнению с контролем в среднем на 45Х. Введение декстрана-20 тыс. вызывало снижение кровотока (примерно на 10%) в течение 10-90 с в равных опытах, которое сменялось его стойким увеличением в среднем на 65%. При инфувии декстрака-500 тыс. уменьшение кровотока было более длительным (30-500 с), а сменявшее его увеличение кровотока более кратковременным (и достоверно не отличавшимся от исходных значений), чем при инфузии декстрана-20 тыс. При введении полиоксиэтилена (ПОЭ) с м.м.20 тысГ~были зарегистрированы 2 типа реакций веновного оттока. В 40% опытов первоначальное снижение кровотока сменялось его увеличением, достигавшим исходных значений. В 60Х опытов в ответ на введение ШЭ-20 тыс. наблюдалось

только снижение кровотока в 7-20 рае в разных опытах. Прекращение инфузии П0Э-20 тыс. приводило к восстановлению кровотока. При инфузии П0Э-490 тыс. возникали волнообразные изменения венозного оттока, эффект увеличения кровотока на фоне инфувии полиоксиэтилена с и.м.490 тыс. превалировал над его снижением относительно исходного кровотока.

Вязкость крови определяется не только количеством эритроцитов и прочностью эритроцитарных агрегатов, но, хотя и в меньшей степени, и свойствами плазмы. Свойства плазмы зависят от соотношения компонентов плазмы. Увеличение вязкости крови происходит всякий раз, когда с терапевтической целью замещают плазму другими жидкостями, исключая физиологический раствор и низкомолекулярный декстран. Изменение состава плазмы крови с помощью вводимых в сосудистое русло полимеров показало, что они по-разному влияют на реологические свойства крови и ре'зистивность сосудов.

В экспериментах применяли достаточно высокие концентрации полимеров (10"4-10~3 г/мл крови), чтобы выяснить, как влияют высокомолекулярные плазмозаменители на микрореологическис свойства крови при массивных трансфузия* в клинике. Существуют данные о том, что агрегирующий эффект декстрана-500 тыс. в течение 1.5 ч после внутривенного введения кроликам возрастает в 10 раз [Tangelder et al.,1992]. Обычно клинические препараты плазмозаменителей, в частности, полиг-люкин - препарат на основе декстрана с м.м.60 тыс., используют в исходной концентрации 10~г г/мл, так что в крови концентрация полимера при вливании 100+400 мл препарата может составлять порядка 10"э г/мл крови.

В опытах с инфузией полимеров и эффекты концентрации, и эффекты молекулярной массы полимеров могут проявляться одновременно с сосудистыми реакциями; в результате при инфузии полимеров в сосудистое русло икроножной мышцы формируются неоднотипные гемодинамические Сдвиги.

Наблюдаемые нами сосудистые реакции могут быть связаны с повышением вязкости крови и носить компенсаторный характер. Chen и др. С1989] производили у собак изоволемическую замену 200 мл крови на кровь с тем же показателем гематокрита, но содержавшую декстран-500 тыс., который вызывал повышение вязкости крови и снижение показателя гематокрита и концентрации белков в пла8ме. По мнению авторов повышение вязкости крови, связанное с наличием в крови декстрана-500

тыс., обусловливает компенсаторную ваэодилатацию, направленную на поддержание кровотока.

Реакции венозного оттока могут иметь и чисто реологическую природу- кровоток может изменяться за счет изменения гидродинамического сопротивления течению крови при введении полимеров [Григорян и др.,1977; Григорян и др.,1978]. При попытке воспроизвести упомянутые реакции венозного оттока при выключении сосудистой активности папаверином мы обнаружили, что инфузия декстрана-500 тыс. на фоне действия папаверина увеличивала венозный отток в 5.8 раза, в то время как контрольная инфузия папаверина увеличивала кровоток в 3 раза, а контрольная инфузия декстрана-500 тыс. уменьшала кровоток на 30%. Реологические свойства1 крови изменялись также по-разному. Кнфузия декстрана-500 тыс. в сосудистое русло икроножной мышцы на фоне папаверина вызывала замедление агрегации эритроцитов, снижала предельное напряжение сдвига и вязкость крови, а контрольная инфузия декстрана-500 тыс. приводила к усилению агрегации эритроцитов, повышению предельного напряжения сдвига и вязкости крови. Инфузия декстрз-на-500 тыс. на фоне папаверина не вызывала достоверного изменения показателя гематокрита, тогда как контрольная инфузия декстрана-500 тыс. приводила к его снижению на 8-9Х. По всей вероятности, декс-тран-500 тыс. не вызывает сосудистых реакций, а влияет собственно на реологические свойства текущей по сосудам крови.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

При стрессорных воздействиях на организм, вызываемых стимулами различной природы, имеют место как специфические, так и неспецифические изменения реологических и биохимических показателей крови. Общим практически для всех исследованных воздействий является увеличение в ответ на стимул показателя гематокрита, общей концентрации белков в плазме и изменение содержания фибриногена.

Несмотря на то, что в ответ на каждое из использованных воздействий в крови происходили те или иные микрореологические сдвиги, они не всегда приводили к увеличению вязкости крови, как это наблюдалось при инфуэии адреналина крысам. При ноцицептивной стимуляции, благодаря разнонаправленным изменениям микрореологических показателей, вязкость крови не изменялась./

Мп.фореологические сдвиги, происходящие в ответ на стрессорное воздействие, стимулируют нарушения микроциркуляции эа счет усиления

агрегации эритроцитов, снижения их деформируемости и за счет -повышения концентрации•высокомолекулярных белков в плазме.

Указанные выше изменения реологических свойств крови при стрес-сорных воздействиях на организм необходимо принимать во внимание при анализе механизмов реакций сердечно-сосудистой системы на такого рода воздействия окружающей среды. . Сдвиги реологических показателей крови могут быть существенным компонентом изменений резистивной функции кровеносного русла, перераспределения потоков крови на регионарном и микроциркуляторном уровнях кровообращения, оксигенации эритроцитов и др. .

Полученные нами результаты и литературные данные дают основание считать, что изменения реологических свойств крови могут приобретать еще большее значение (по сравнению с таковым при стрессе) в развитии патологических состояний системной и регионарной • гемодинамики. Представленные_в данной работе результаты могут явиться необходимой составной частью в расшифровке механизмов формирования ответов сердечно-сосудистой системы на экстремальные стимулы внешней среды.

ВЫВОДЫ

1. В ответ на стрессорные воздействия (болевое раздражение, кровопотеря,- гипоксия и др.) наблюдали изменение состояния крови, связанное с изменением состава и свойств форменных элементов и состава плазмы. Одномоментная инфувия катехоламинов в сосудистое русло крыс (0.3 мг/кг массы животного) вызывает в крови увеличение показателя гематокрита, повышение общей концентрации белков в плазме и снижение уровня фибриногена, что в итоге приводит к повышению вязкости крови. Методом прижизненной микроскопии сосудов легких и брыжейки установлено, что одномоментная инфузия адреналина вызывает усиление агрегации эритроцитов. Эффект является дозовависимым.

2. При ноцицептивной стимуляции у крыс снижается деформируемость эритроцитов, увеличивается общая концентрация белков в плазме | крови, снижается уровень фибриногена и происходит перераспределение белковых фракций. Вязкость крови при этом остается неизменной.

3. Однократная кратковременная нормобарическая гипоксическая гипоксия вызывает увеличение показателя гематокрита, общей концентрации белков в плазме крови, содержания фибриногена и, таким образом, приводит к повышению вязкости крови у крыс.

4. Геморрагия равной степени тяжести у кроликов сопровождается

реологическими и биохимическими изменениями свойств крови. При потере от 2 до 5% общего объема крови увеличиваются объемная концентрация эритроцитов и общая концентрация белков в плазме. При объеме кровопотери от 5 до 11% значения этих показателей уменьшаются. Наиболее чувствителен к кровопотере фибриноген его содержание в плазме крови возрастает уже при потере 0.5% общего объема крови.

5. Декстран с м.м.20 тыс/ (полимер класса Сахаров, испольвуемый в качестве плазмоваменителя) ослабляет агрегацию эритроцитов и усиливает кровоток в скелетах мышцах кошек. Декстран с м.м. 500 тыс. усиливает агрегацию эритроцитов, повышает вязкость крови и замедляет кровоток. Регионарные сосудистые эффекты декстрана свяваны, главным образом, о изменением реологических свойств крови.

6. Полиоксиэтилен с м.м.20 тыс. (рассматриваемый в качестве потенциального плазмоваменителя) вызывает увеличение агрегации эритроцитов и повышение вязкости крови и затрудняет ток крови по сосудам, снижая его в 7+20 раз. Реологический эффект полиоксиэтилена связан о большей, чем у декстрана, вязкостью растворов этого полимера. Полиоксиэтилен с м.м.490 тыс. при инфузии в сосудистое русло увеличивает скорость оседания, скорость и степень агрегации эритроцитов, в результате вязкость крови повышается. .

7. Изменения реологических свойств крови при стрессорных реакциях различного генееа имеют как специфические, так и неспецифические черты, выявление которых и оценка функциональной значимости могут способствовать расшифровке механизмов гемодинамических сдвигов на системном, регионарном й микроцириуляторном уровне при стрессе.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО МАТЕРИАЛАМ ДИССЕРТАЦИИ

1. Тухватулин Р.Т., Шуваева В.Н. Агрегация эритроцитов в крови, помещенной в макро- и микрогсовету//Механизмы регуляции фиэиол. функций.Тезисы докл.Ленингр.гор.конф.молодых ученых и специалистов, Ленинград, октябрь,1985.Л.1985.С.106.

2. Тухватулин Р.Т., Левтов В.Д., Шуваева В.Н., Шадрина Н.Х. Агрегация эритроцитов в крови, помещенной в микро- и макрокюветы// Фиэиол. ж. СССР. 1986. Т. 72, N 6.С.775-784.

3. Матчанов А.Т., Шуваева В.Н., ШустоваН.Я., Ким Т., Левтов В.А. Влияние высокомолекулярного полиэтиленоксида на реологические свойства крови//Тезисы научн.сообщений IV съезда физиологов Узбекистана, Ташкент,9-11 ноября,1988.Ташкент: Фан.1988.С.114-116.

4. Шуваева В.Н., Савченко A.B., Левтов В.А. О ноцигенных изменениях показателей вязкости крови у крыс//£< из иол.ж.СССР.1988.Г.74, N 12.С.1775-1785.

5. Шуваева В.Н., . Кузнецова Н.П., Левтов В.А. Реологические свойства крови при частичном замещении ее у крыс раствором модифицированного гемоглобина//Фиеиол.ж.СССР.1990.Т.76, N 2.С.192-199.

6. Левтов В.А., Шуваева В.Н., Шустова Н.Я., Матчанов А.Т., Ким Т.В. Влияние высокомолекулярных соединений на реологические свойства крови и реактивность сосудов скелетной мышцы//Физиол.ж.СССР.1991. Т.77, N 11.С.72-81.

7. Шуваева В.Н. Влияние высокомолекулярных соединений на реологические свойства крови//Тезисы докл.XVI симпозиума "Реология-92", Днепропетровск, 28 сент.-2 окт.,1992. Днепропетровск: Пороги.1992. С.218.

8. ИуваеЕа В.Н. Реологические свойства крови при стрессорных воздействиях//Сб.научн.материалов республиканской конф.физиологов, поев.95-летию М.В.Сергиевского, Самара,25-26 ноября,1993. Самара. 1993.С.133-139.