Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Нарушение реологических свойств крови, как одна из причин патогенеза острого ишемического инсульта (обзор литературы) .12
1.1. Нарушение реологических свойств крови при хронических нарушениях мозгового кровообращения 21
1.2. Нарушение реологических свойств крови при острых ишемических нарушениях мозгового кровообращения 28
ГЛАВА 2. Материалы и методы исследования
2.1. Клиническая характеристика групп пациентов .33
2.1.1. Основная группа .34
2.1.2. Группа сравнения 37
2.1.3. Группа контроля 40
2.2. Клиническое неврологическое обследование .41
2.3. Инструментальные методы исследования 44
2.4. Лабораторные методы исследования 45
2.5. Методы исследования реологии крови 45
2.6. Статистическая обработка данных 49
2.7. График исследования больных 50
ГЛАВА 3. Результаты исследования.
3.1. Гемореологические расстройства при острых и хронических ишемических нарушениях мозгового кровообращения 52
3.2. Неврологические нарушения в динамике острого периода ишемического инсульта 61
3.3. Изменение реологических показателей крови в условиях стандартной терапии при остром ишемическом инсульте .69
3.4. Изменение реологических показателей крови у больных с различной тяжестью течения ишемического инсульта 77
3.5. Влияние реологических показателей крови на функциональный исход ишемического инсульта в острейшем и остром периодах .82
Заключение 89 Выводы .93
Практические рекомендации 94
Список использованных сокращений 95
Список литературы .
- Нарушение реологических свойств крови при хронических нарушениях мозгового кровообращения
- Клиническое неврологическое обследование
- Методы исследования реологии крови
- Изменение реологических показателей крови в условиях стандартной терапии при остром ишемическом инсульте
Нарушение реологических свойств крови при хронических нарушениях мозгового кровообращения
В связи с тем, что ишемический инсульт представляет собой самую частую форму острых нарушений мозгового кровообращения, приоритетным направлением фундаментальных исследований в области неврологии и ангиологии стало изучение патофизиологических механизмов развития очаговой ишемии мозга [85]. Уровень потребления кислорода головным мозгом, на массу которого приходиться только 2% массы тела, составляет около 20% - 25% циркулирующего в крови кислорода [16, 101]. Снижение поступления кислорода и глюкозы вследствие снижения мозгового кровотока, является ключевым моментом, запускающим каскад необратимых изменений в головном мозге [73]. Уровень мозгового кровотока является одним из основных показателей перфузии мозговой ткани и в норме составляет 50-55 мл на 100 г вещества мозга в минуту [11, 57]. У человека критический уровень мозгового кровотока, при котором возникают неврологические нарушения, составляет 15-20 мл на 100 г серого вещества в минуту. Характер изменений зависит от продолжительности и величины снижения мозгового кровотока, а также от различной чувствительности к гипоксии разных участков головного мозга. Так, серое вещество более чувствительно к ишемии, по сравнению с белым, и в норме получает в 3-5 раз больше крови и в 5-7 раз больше кислорода [92]. Степень снижения мозгового кровотока и чувствительность головного мозга к гипоксическому повреждению определяют обратимость /необратимость патологических изменений при ишемии. Зону необратимого повреждения называют ядром ишемии, зону обратимого поражения ткани мозга называют «пенумброй» [2].
Системе микроциркуляции принадлежит определяющая роль в осуществлении адекватного кровоснабжения и обеспечении тканей кислородом. При этом хорошо васкуляризированные органы с развитой капиллярной сетью, такие, как головной мозг, страдают в большей степени при микроциркуляторных расстройствах. Микроциркуляторное русло занимает промежуточное положение между артериями и венами, границей его считаются сосуды с диаметром меньше 100 мкм [96]. Микроциркуляция в тканях зависит от состояния капиллярного русла и реологических свойств крови.
Кровь выполняет все свои важные для организма функции благодаря уникальному свойству – текучести. Свойства жидкости, определяющие способность ее текучести, называются реологическими. Гемореология – это наука, которая изучает процессы течения и деформации крови и ее элементов (эритроцитов, лейкоцитов, тромбоцитов) и их взаимодействие с сосудистым эндотелием в потоке [52, 114].
Различают несколько групп факторов, влияющих на реологические свойства крови:
1) Макрореологические факторы, определяющие свойства крови в целом: вязкость крови и плазмы, гематокрит, диаметр сосудов [114, 197]; 2) Микрореологические, обуславливающие свойства крови на клеточном уровне: функциональное состояние форменных элементов – деформируемость и агрегационная активность эритроцитов [182];
3) Молекулярные факторы: влияние липидов плазмы, роль фибриногена других белков плазмы в активации агрегации эритроцитов, вклад сиаловых кислот в изменение поверхностного заряда клеточных элементов крови [179, 207, 211].
Вода относится к ньютоновским жидкостям, вязкость которых не зависит от условий течения. Кровь – неньютоновская жидкость, ее вязкость значительно изменяется в зависимости от скорости сдвига [114]. Вязкость крови представляет собой отношение напряжения сдвига [н/м2] к скорости сдвига [с-1] и измеряется в мПас. Напряжение сдвига – это сила, приложенная к поверхности слоя жидкости со стороны других слоев. Скорость сдвига характеризуется изменением скорости при смещении одного слоя жидкости относительно другого на малом расстоянии друг от друга. На изменение вязкости крови в организме, наряду со скоростью кровотока, влияют калибр сосуда, локальные биохимические сдвиги и местная температура. В результате, течение крови в микрососудах весьма изменчиво: то вязкостное, то текучее – в зависимости от локальных факторов [46]. Данный феномен позволяет организму регулировать текучесть крови для решения гемодинамических задач. Так, например, при увеличении скорости кровотока происходит многократное снижение вязкости одного и того же образца крови, и, наоборот, замедление скорости кровотока часто связано со снижением скорости сдвига и увеличением вязкости крови [162, 163].
В стандартных условиях течения вязкость крови определяется гематокритом, вязкостью плазмы, деформируемостью и агрегацией эритроцитов. Величина гематокрита определяется отношением объема эритроцитов к объему плазмы [95]. С повышением гематокрита вязкость крови возрастает на всех скоростях сдвига [169].
«Острый» рост гематокрита и вязкости крови вызывает повышение общего периферического сопротивления и уменьшение сердечного выброса. Зависимость вязкости крови от гематокрита нелинейная, в диапазоне высоких значений гематокрита возрастание вязкости происходит значительно быстрее [195]. Напротив, при гемодилюции снижение гематокрита приводит к снижению вязкости крови и увеличению скорости кровотока [171].
Вязкость плазмы – это интегральный показатель концентрации различных белков и липопротеидов. Существуют различные физиологические пути изменения этого показателя: через изменение концентрации фибриногена, через изменение уровня глобулинов в сыворотке крови и, в меньшей степени, за счет изменения липидного профиля [194].
Клиническое неврологическое обследование
В проводимом исследовании в основную группу были включены пациенты с общей оценкой по шкале комы Глазго более 10 баллов.
Оценку неврологических нарушений у больных с ишемическим инсультом проводили по шкале инсульта Национального института здоровья (NIHSS – National Institutes of Health Stroke Scale [120]). Шкала отражает нарушение неврологических функций, вследствие острого ишемического инсульта: 1) уровень сознания; 2) движения глазных яблок и поля зрения; 3) двигательные функции верхних и нижних конечностией; 4) координаторные расстройства; 5) чувствительные нарушения; 6) нарушение узнавания собственного тела (аутотопоанозогнозия); 7) речевые расстройства в виде дизартрии, афазии.
Выраженность симптомов инсульта соответствует градациям от 0 до 4 баллов, при этом в шкале приведены критерии оценки каждого симптома. Общее количество баллов варьируется от 0 до 42, при этом удовлетворительному клиническому состоянию соответствует минимальное количество баллов, а тяжелому – максимальное.
Степень тяжести заболевания у пациентов с острым ишемическим инсультом оценивали по количеству баллов NIHSS при госпитализации в неврологический стационар. Интерпретация результатов данной шкалы проводилась по критериям H. P. Adams et al. [109]: 1) минимальный неврологический дефицит (по NIHSS 1-4 баллов); 2) умеренный неврологический дефицит (NIHSS 5-14 баллов); 3) тяжелый неврологический дефицит (по NIHSS 15-24 баллов); 4) очень тяжелый неврологический дефицит (по NIHSS 25-42 баллов).
В зависимости от выраженности неврологического дефицита были выделены три степени тяжести инсульта [120]: 1) легкий инсульт – по NIHSS 1-4 баллов; 2) инсульт средней тяжести – NIHSS 5-14 баллов; 3) тяжелый инсульт – по NIHSS 15-24 баллов. В проводимом исследовании в основную группу были включены пациенты с легкой, умеренной и тяжелой степенью тяжести инсульта, общей оценкой по шкале NIHSS при поступлении от 1 до 22 баллов (8 [5;11]).
Тяжесть инсульта в динамике острого периода оценивали с помощью модифицированной шкалы Рэнкина [188]. Шкала Рэнкина отражает возможность самообслуживания и степень потери трудоспособности пациента. Балльная оценка от 0 до 5 характеризует степень инвалидизации: 1-2 балла соответствуют легкой степени инвалидизации, 3 – умеренной, 4 и 5 – тяжелой степени (больной нуждается в постоянном постороннем уходе).
Для оценки функционального состояния больных использовали индекс активности повседневной жизнедеятельности Бартела (Barthel Activities of Daily Living Index [166]). Индекс Бартела основан на оценке 10 функций, колеблющихся по степени их выполняемости больным. Суммарная оценка по шкале варьирует от 0 до 100 баллов. Суммарный балл от 0 до 60 соответствует полной или выраженной зависимости больного (тяжелая инвалидизация), от 65 до 80 – умеренной зависимости (умеренная инвалидизация), от 85 до 95 – легкой зависимости (легкая инвалидизация), 100 баллов – полной независимости в повседневной деятельности.
В исследовании было проведено изучение динамики восстановления функции (функциональный исход) в острейший и в острый период ишемического инсульта с количественной оценкой неврологических симптомов по шкале NIHSS. Согласно классификации Е.И. Гусева и соавт. [57, с. 596], выделяют следующие временные критерии периодов развития инсульта: острейший период (первые 3 суток с момента развития инсульта); острый период (до 28 суток); ранний восстановительный период (до 6 месяцев); поздний восстановительный период (до 2 лет); период стойких остаточных явлений (более 2 лет).
Функциональный исход в острейший период инсульта оценивали по разнице баллов по шкале NIHSS между количеством баллов при поступлении и на 3-5 сутки развития заболевания. Динамику восстановления функций в острый период определяли по разности баллов по шкале NIHSS в течение 12 часов от начала симптомов и на 18-20 сутки развития заболевания. Там образом, в острейший и острый период инсульта регистрировали следующие варианты исходов по шкале NIHSS: 1) улучшение на 1-4 баллов; 2) улучшение на 5-9 баллов; 3) без динамики; 4) ухудшение; 5) смерть.
Методы исследования реологии крови
Для изучения общей динамики реологических показателей крови, измеренных у пациентов в остром периоде ишемического инсульта в первые 12 часов, на 3-5-е и 18-20-е сутки заболевания, использовался критерий Фридмана. Было показано, что у пациентов во время лечения в стационаре улучшаются показатели вязкости цельной крови на скоростях сдвига 3-10 с-1 (p 0,05) и наблюдается тенденция к снижению вязкости цельной крови на скоростях 50-300 с-1 (0,05 p 0,1) (Таблица 3). Достоверных изменений показателей вязкости плазмы, уровня фибриногена, гематокрита и агрегации эритроцитов в динамике острого периода инсульта не было выявлено.
У пациентов на фоне приема базисной терапии во время лечения в стационаре сохранялись выраженные изменения реологических показателей крови в виде повышения вязкости крови и плазмы, увеличения концентрации фибриногена и уровня гематокрита, усиленной агрегации эритроцитов. Вязкость крови имела тенденцию к улучшению на высоких скоростях сдвига и достоверно улучшалась на низких скоростях сдвига в динамике острого периода инсульта. Так как процесс изменения вязкости крови носит многосторонний характер и зависит от сочетания различных факторов, снижение вязкости крови, вероятно, было обусловлено комплексным однонаправленным улучшением макрореологических факторов (вязкости плазмы, фибриногена, гематокрита), которые, каждый по отдельности не различаясь достоверно от исходных величин, в совокупности привели к достоверному снижению вязкости крови.
Отсутствие достоверных изменений вязкости крови на высоких скоростях сдвига обусловлено нарушением деформируемости эритроцитов. При изменениях формы, нарушениях вязкоупругих свойств мембраны эритроцитов и вязкости их внутриклеточного содержимого происходит снижение их деформируемости, что приводит к повышению вязкости крови при высоких скоростях сдвига [199]. К 18-20 суткам эритроциты, высвободившиеся из депо в результате адаптивной реакции организма на ишемию, теряют способность к деформации за счет повышения жесткости мембран.
В реологическом профиле больных с острыми нарушениями мозгового кровообращения к 18-20 суткам госпитализации диагностированы однонаправленные сдвиги клеточных гемореологических параметров по сравнению с клинически здоровыми людьми: повышение агрегации эритроцитов, которая играет определяющую роль в величине вязкости крови на участках кровеносного русла с низкими скоростями сдвига, и снижение деформируемости эритроцитов, которая имеет ключевое значение для величины вязкости крови в условиях высоких скоростей сдвига. Длительное сохранение ухудшения реологических свойств крови у пациентов с нарушениями мозгового кровообращения может явиться реологическим субстратом для реализации повторных инсультов.
Изменение реологических показателей крови у больных с различной тяжестью течения ишемического инсульта
С целью поиска гемореологических предикторов течения и исхода ишемического инсульта в нашем исследовании были изучены реологические показатели крови в зависимости от степени тяжести инсульта, уровня инвалидизации и выраженности неврологических нарушений.
Сравнительный анализ реологических параметров крови у пациентов с различной степенью тяжести инсульта и у клинически здоровых лиц выявил выраженное повышение вязкости крови на всех скоростях сдвига при умеренных и тяжелых неврологических нарушениях (Рисунок 20). Повышение вязкости крови было обусловлено повышением вязкости плазмы, уровня фибриногена и гематокрита, повышением агрегации эритроцитов в группах пациентов со средним и тяжелым инсультом по сравнению с группой контроля (Таблица 11). Вязкость крови при легкой степени тяжести инсульта достоверно не различалась от показателей в группе контроля.
Для исследования характера и глубины реологических нарушений при различной степени тяжести инсульта были проанализированы реологические показатели крови в первые часы после развития инсульта в группах с легким, умеренным и тяжелым течением инсульта. Выявлено, что вязкость крови при скорости сдвига 50 с-1 достоверно различается при легком 5,3 [4,9;5,8], умеренном 6,1 [5,5;6,6] и тяжелом 6,8 [5,7;7,0] вариантах течения инсульта
Изменение реологических показателей крови в условиях стандартной терапии при остром ишемическом инсульте
У пациентов с ишемическим инсультом на фоне приема базисной терапии во время лечения в стационаре достоверно снижается степень выраженности неврологических нарушений, измеренных с помощью шкал Глазго, NIHSS, Рэнкина, индекса Бартела, и стабилизируются показатели артериального давления и пульса. Обращает на себя внимание тот факт, что при общей положительной динамике уменьшения неврологических симптомов при ишемическом инсульте к 3-5-м и 18-20-м суткам заболевания, сохранялись выраженные изменения реологических показателей крови. Вязкость крови имела тенденцию к уменьшению на высоких скоростях сдвига и достоверно улучшалась на низких скоростях сдвига в динамике острого периода инсульта. При этом во время всего периода госпитализации у пациентов наблюдалось повышение вязкости крови и плазмы, увеличение концентрации фибриногена и уровня гематокрита, усиленная агрегация эритроцитов. Повышение концентрации плазменного фибриногена является доказанным фактором риска развития и прогрессирования инсульта.
К 18-20-м суткам течения ишемического инсульта выявлено достоверное ухудшение деформируемости эритроцитов. Наличие в крови ригидных эритроцитов, не способных к деформации, отрицательно влияет на микроциркуляцию и приводит к ухудшению кровообращения головного мозга. Относительная компенсация реологических нарушений в виде отсутствия нарушения деформируемости эритроцитов в первые часы и сутки после острого инсульта достигается за счет чрезвычайного напряжения компенсаторных механизмов системы гемореологии. При выходе из острого периода инсульта компенсаторные механизмы в виде повышения гематокрита истощаются, что проявляется ухудшением деформируемости эритроцитов. Эти нарушения могут способствовать усугублению процесса развития цереброваскулярной недостаточности и реализации повторных острых нарушений мозгового кровообращения.
При всех гетерогенных подтипах инсульта выявлено существенное ухудшение реологических параметров крови – вязкости крови и плазмы, гематокрита, фибриногена, агрегации эритроцитов. Сказанное дает основание полагать, что одним из центральных звеньев патофизиологии острого нарушения мозгового кровообращения является ухудшение реологических свойств крови, и изменения гемореологических параметров сопровождают течение ишемического инсульта вне зависимости от причин и механизмов его развития.
Основными сосудистыми заболеваниями, на фоне которых развивались острые и хронические нарушения мозгового кровообращения, у большинства пациентов было сочетание гипертонической болезни и атеросклеротического поражения магистральных артерий головы. Изменение кровоснабжения головного мозга в условиях артериальной гипертензии и атеросклероза приводит к снижению резервных возможностей сосудистой стенки, повышению напряжения сдвига и возрастанию вязкости крови. Изменения реологических показателей у больных с острыми и хроническими нарушениями мозгового кровообращения были однонаправленными и укладывались в картину синдрома повышенной вязкости крови. Выявлена вариабельность в изменении параметров клеточной гемореологии у пациентов с острыми и хроническими нарушениями мозгового кровообращения. Так, при дисциркуляторной энцефалопатии в большей степени изменялась деформируемость эритроцитов, а при остром инсульте – выраженные изменения обнаружены в усилении агрегационной способности эритроцитов. Повышение вязкости крови, связанное с нарушением деформируемости у больных с дисциркуляторной энцефалопатией является одним их возможных патогенетических механизмов, приводящих к развитию очаговой ишемии головного мозга.
Анализ гемореологических параметров у больных с различной тяжестью течения ишемического инсульта показал повышение вязкости крови у пациентов с умеренными и тяжелыми неврологическими нарушениями. Были получены данные, указывающие на прямую взаимосвязь между повышением уровня фибриногена и увеличением тяжести течения инсульта, а также ухудшением его функционального исхода. Усиление агрегации эритроцитов является значимым патогенетическим механизмом у пациентов с тяжелым течением инсульта, как в острейшем, так и в остром периоде. Таким образом, тяжелые неврологические нарушения у больных с ишемическими инсультами ассоциируются с выраженным нарушением реологических свойств крови.
Были получены данные о взаимосвязи реологических показателей крови и функционального исхода ишемического инсульта в острейшем и остром периодах заболевания. У пациентов без улучшения неврологической симптоматики к 3-5-м суткам госпитализации наблюдалось ухудшение деформируемости эритроцитов, повышение содержания фибриногена, отсутствие положительной динамики вязкости крови в динамике заболевания. При изучении взаимосвязи между реологическими показателями крови и различными исходами инсульта получены данные, свидетельствующие о положительной динамике функционального восстановления после перенесенного инсульта у пациентов с минимальной выраженностью гемореологических нарушений. Таким образом, различия в прогнозе и темпах восстановления неврологической симптоматики при остром ишемическом инсульте связаны с различной степенью нарушений реологических свойств крови.
