Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Обзор литературы 11
1.1. Этиология и патогенез электротравмы 11
1.1.1. Влияние технических характеристик электрического тока на частоту и интенсивность поражения человека 16
1.1.2. Влияние внешних факторов на поражение электрическим током ...21
1.1.3. Влияние внутренних факторов на поражение электрическим током
1.2. Состояние микроциркуляции при электротравме 25
1.3. Цитокины при травмах 28
1.4. Понятие об эндотелиальной дисфункции 31
ГЛАВА 2. Материалы и методы исследования 41
2.1. Клиническая характеристика обследованных больных 41
2.2. Методика исследования состояния микроциркуляции 42
2.3. Методика определения маркеров эндотелиальной дисфункции 46
2.4. Определение ЛТА 48
2.5. Определения агрегационной способности тромбоцитов 48
2.6. Определение концентрации цитокинов 49
2.7. Методика нанесения экспериментальной электротравмы 49
2.8. Статистическая обработка материала 51
ГЛАВА 3. Результаты собственных исследований 52
3.1. Состояние микроциркуляции у больных с электротравмой 52
3.1.1. Состояние микроциркуляции и компонентов регуляции тонуса сосудов у больных с электротравмой 52
3.1.2. Окклюзионная пробау больных с электротравмой 58
3.1.3. Исследование маркеров эпдотелиальной дисфункции у пострадавших с электротравмой и подопытных животных 62
3.1.4. Исследование нитроксидпродуцирующей функции эндотелия у пострадавших и экспериментальных животных с электротравмой
3.2. Исследование цитокинов в крови пациентов с электротравмой и опытных животных 67
3.3. Лимфоцитарно-тромбоцитарная адгезия при электротравме 69
3.4. Исследование агрегационнои активности тромбоцитов при электротравме 72
3.5. Корреляционные взаимосвязи между маркерами эндотелиальнои дисфункции, лимфоцитарно-тромбоцитарной адгезией, агрегацией тромбоцитов, концентрацией провоспалительных цитокинов и параметрами микроциркуляции у пострадавших и экспериментальных животных 79
4. Обсуждение полученных данных 84
5. Выводы 101
6. Практические рекомендации 102
7. Список литературы
- Влияние внешних факторов на поражение электрическим током
- Методика определения маркеров эндотелиальной дисфункции
- Состояние микроциркуляции и компонентов регуляции тонуса сосудов у больных с электротравмой
- Корреляционные взаимосвязи между маркерами эндотелиальнои дисфункции, лимфоцитарно-тромбоцитарной адгезией, агрегацией тромбоцитов, концентрацией провоспалительных цитокинов и параметрами микроциркуляции у пострадавших и экспериментальных животных
Введение к работе
J.1A_J
Актуальность исследования. Электрическая травма является патологическим состоянием, обусловленным воздействием iia пострадавшего электрического тока (Wick R. et al., 2006; Wicklund A.X., et al., 2008), и представляет актуальную медико-социальную проблему в связи с высокой летальностью и значительной инвалидизацией выживших пациентов (Theraan К. et al., 2008; Хрулев А.Е. и соавт., 2010).
Научно-технический прогресс и активное внедрение электрических технологий в повседневную жизнь человека проводят к увеличению числа и тяжести электрических травм (Marc В. et al., 2000; Cawlcy J.C. et al., 2003; Arnoldo B.D. et al., 2004; Dokov W., 2010). По данным Wick R. et a!. (2006), ежегодно в мире погибает в результате действия электрического тока 22-25 тыс. человек.
Существующие на данный момент теории патогенеза электротравмы не отражают в полной мере всех изменений, происходящих в тканях в результате воздействия электрического тока. Электроток, преодолев сопротивление кожи и подкожной жировой клетчатки, проходит через более глубоко лежащие ткани параллельными пучками вдоль потоков жидкости, кровеносных и лимфатических сосудов, оболочек нервных стволов (Fan К. et al., 2005; Mankani, М. et al., 2006; Хрулев А.Е. и соавт., 2010). Это определяет высокую степень уязвимости кровеносных сосудов при электрической травме (Chin-Tu Chen et al., 2000; Lee, R.C. et al., 2003; Singerman J. et al., 2008). Однако до сих пор проблема сосудистого поражения при электрической травме относится к наименее изученным вопросам.
Известно, что в основе регуляции микрокровотока лежат эндотелий-зависимые механизмы (Шестакова М.В., 2001; Ярек-Мартынова И.Р., Ding Н., 2005; Кузник Б.И., 2010; Potenza М.А., 2010). Эффекторные влияния эндотелиальной стенки в условиях любого повреждения, в том числе электротоком, находятся под контролем иммунной системы. В связи с этим, изучение обмена цитокинов, функций иммунокомпетентных клеток в комплексе с механизмами повреждения сосудистого эндотелия позволит углубить понимание патогенеза электротравмы.
Результаты анализа электротравм подтверждают факт альтерации сосудов при воздействии электротока (Laupland К.В. cl al., 2005). В частности, в литературе описаны характерные черты поражения сосудов электрическим током (Taylor Л.J. et al., 2002; Wick R. et al., 2006). Сообразно с этим проявляются изменения сосудисто-тромбоцитарно-
го гемостаза, свертывания кроки и фибринолпза. ведущие к ДВС-сіш-дрому, нарушениям микроциркуляцин. эндотелиальноП дисфункции (Орага К.О. et al., 2006; Bailey В. ct а)., 2007).
Однако до настоящего времени при электротравме конечностей л недостаточной степени установлены механизмы изменения состояния и регуляции микроциркуляторного русла. Не проводилось исследования лимфоцитарно-пластиночной коагрегации, взаимосвязей сдвнго» гемостаза, уровня про- и противовоспалительных цитокиноб и функции эндотелия после электроальтерации. Детальное изучение микроциркуляции, сосудисто-тромбоцитарного гемостаза, лимфоцитарно-тромбоцитарной адгезии при поражении электричеством позволит раскрыть новые звенья патогенеза электротравмы.
Цель исследования - изучить механизмы нарушений микроциркуляции и сосудисто-тромбоцитарного гемостаза при электротравме в клинике и эксперименте.
Задачи исследования:
-
Определить маркеры повреждения и изменения секреторной активности эндотелия после поражения электрическим током (циркулирующие эндотелиальные клетки, десквамнрованные эндотелиоциты, цитокины. уровень нитритов).
-
Оценить состояние сосудисто-тромбоцитарного гемостаза и показатели лимфоцитарно-тромбоцитарной адгезии при электротравме у людей и экспериментальных животных.
-
Исследовать состояние микроциркуляции и компонентов регуляции сосудистого тонуса в сегменте конечности после прохождения петли тока.
-
Проследить корреляционные взаимосвязи между показателями микроциркуляции, гемостаза и дисфункции эндотелия при электротрав.ме.
Научная новизна исследования. Впервые установлено, что при электрической травме в крови повышается количество десквамиро-ванных эндотелиоцитов и снижается нитроксидпродуцирующая функция эндотелия. Наиболее значимые расстройства функции эндотелия у пациентов регистрируются в первые сутки после получения травмы.
Впервые показано, что при электротравме увеличивается лимфо-цитарно-тромбоцитарная адгезия, развивается вторичная гипоагрега-ция тромбоцитов, повышается концентрация IL-ip, TNF-oc, IL-10, уменьшается показатель микроциркуляцин и максимальная амплитуда колебаний микрокровотока в эпдотслиалыюм диапазоне.
Определено, что, по данным окклюзионной пробы, у пострадавших с электротравмой регистрируются выраженные изменения состояния микроциркуляции и компонентов регуляции сосудистого тонуса: уменьшается реактивность сосудистой стенки, возрастают максимальные значения показателей микроциркуляции после прекращения окклюзии, увеличиваются временные интервалы восстановления кровотока.
Впервые выявлено, что при электротравме между исследованными маркерами эндотслиальной дисфункции, показателями микроциркуляции и сосудисто-тромбоцитарного гемостаза имеются разнонаправленные корреляционные взаимосвязи. Прямые сильные связи установлены: между числом десквамированных эндотслиоцитов в кровотоке и уровнем провоспалительных цитокшюв TNFoc и IL-lfi; между количеством ДЭЦ и показателем лимфоцитарно-тромбоцитарной адгезии; между уровнем цитокинов (TNFoc и IL-ір) и процентом лимфо-цитарно-пластиночных коагрегатов. Уровень нитритов кропи имеет обратные связи умеренной силы с числом ДЭЦ, концентрацией цитокинов (TNFcc и IL-1P) и способностью лимфоцитов к адгезии с кровяными пластинками.
Теоретическая н практическая значимость результатов работы. В результате исследования получены новые сведения о патогенезе электротравмы. Развитие эндотслиальной дисфункции, в сочетании с цитокиновыми реакциями и активацией лимфоцитарно-тромбо-цитарного взаимодействия, отражает течение деструктивных процессов после воздействия электрического тока.
Показано, что в отсутствии клинических признаков повреждения сосудов при электротравме регистрируются значительные функциональные изменения состояния эндотелия, нарушается регуляция микрокровотока.
Внедрение результатов работы. Теоретические положения, раскрываемые в диссертации, внедрены в учебный процесс на кафедрах патологической физиологии, анестезиологии и реаниматологии, травматологии, ортопедии и военно-полевой хирургии, поликлинической терапии с курсом медицинской реабилитации, безопасности жизнедеятельности и медицины катастроф ГБОУ ВПО Читинская государственная медицинская академия.
Апробация работы. Результаты исследования доложены па XII съезде федерации анестезиологов и реаниматологов РФ (Москва, 2010), на ХШ Всероссийской конференции "Жизнеобеспечение при критических состояниях" (Москва, 2011), на I Всероссийской конференции
молодых ученых "Инновации в анестезиологии-реаниматологии" (Москва, 20М). на пятой Всероссийской конференции с международным участием "Клиническая гемостазиология и гемореология в сердечнососудистой хирургии" (Москва, 2011), на первом съезде анестезиологов-реаниматологов Забайкалья (Чита, 2011), на VIII Байкальском конгрессе "Актуальные проблемы анестезиологии и реаниматологии" (Иркутск, 2011), на 11 съезде хирургов Забайкальского края, "Итоги пятилетки 2006-2011" (Чита, 2011), на Всероссийской конференции с международным участием "Современные аспекты лечения термической травмы" (Санкт-Петербург, 2011), на VIII международной научно-практической конференции "Стратегические вопросы мировой науки - 2012" (Przemysl, Польша), на XI региональной научной конференции студентов и молодых ученых "Медицина завтрашнего дня" (Чита, 2012), на межрегиональной конференции "Современные проблемы анестезиологии и реаниматологии" (Чита, 2012), на II Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых "Сибирские медико-биологические чтения" (Барнаул, 2012), на XIII съезде федерации анестезиологов и реаниматологов РФ (Санкт-Петербург, 2012). Положения, выносимые на защиту:
-
При поражении электрическим током в крови возрастает уровень маркеров повреждения сосудистой стенки, выявляются изменения секреторной активности эндотелия, отмечаются нарушения микроциркуляции и компонентов регуляции сосудистого тонуса.
-
У больных и экспериментальных животных с электротравмой выявляются гипоагрегация тромбоцитов, усиление лимфоцитарно-тром-боцитарных взаимодействий.
-
При поражении электричеством между маркерами эндотелиальной дисфункции, показателями лимфоцитарно-тромбоцитарной адгезии, параметрами сосудисто-тромбоцитарного гемостаза и микроциркуляции прослеживаются разнонаправленные корреляционные взаимосвязи.
Объем и структура работы. Диссертация изложена на 126 страницах машинописного текста и состоит из введения, главы обзора литературы, материалов и методов исследования, главы собственных исследований, обсуждения, выводов и указателя литературы, включающего 249 работ, из них 156 отечественных и 93 зарубежных авторов, содержит 19 таблиц.
Влияние внешних факторов на поражение электрическим током
Специфическое действие тока на организм выражается в электрохимическом, тепловом и механическом эффектах. Кроме указанных физико-химических изменений, в живом организме под влиянием электрического тока происходят и биологические изменения (Morse M.S. et al., 2004; Kaloudova Y et. al., 2006). Биологическое действие тока заключается в следующем. Электрический ток является раздражителем для всех возбудимых тканей и органов. Поэтому при прохождении через тело человека или животного он вызывает возбуждение скелетной и гладкой мускулатуры, железистых тканей, нервных рецепторов и проводников. Вследствие этого наблюдаются тонические судороги скелетных мышц, которые могут привести к остановке дыхания, отрывным переломам и вывихам конечностей, спазму голосовых связок (Lee, R.C.et al., 2003; Tirasci Y. et al., 2006). Тоническое сокращение гладких мышц сопровождается частым повышением кровяного давления, непроизвольным мочеиспусканием и дефекацией (Thaventhiran J. et. al., 2001; Spies С. et al., 2006). Воздействие на нервную систему и непосредственно на органы внутренней секреции приводит к выбросу в большом количестве катехоламинов (адреналина, норадреналина), изменяет многие соматические и висцеральные функции организма. Влияние тока на сердечную мышцу может вызывать фибрилляцию желудочков сердца и смерть (Rautji R. et al., 2003; OparaK.O. at al., 2006).
Действие электрического тока находит свое отражение в изменениях количественного и качественного состава форменных элементов крови. В связи с повышенным распадом эритроцитов иногда наблюдается гемоглобинурия. Установлено стойкое снижение фагоцитарной активности лейкоцитов. Отмечаются существенные биохимические изменения крови - повышение остаточного азота, сахара, билирубина, понижение резервной щелочности крови, изменение альбумино-глобулинового коэффициента, соотношения между калием и кальцием, нарушение свертываемости крови. Кроме того, наступают интоксикация организма всасывающимися продуктами асептического распада тканей и нарушения метаболизма вследствие развития инфекционных осложнений (Blackwell N. et al., 2002; Bier M. et al., 2005).
Биологическое действие электрического тока распространяется на калий-натриевый градиент клеток и мембранные потенциалы, влияет на возникновение процесса возбуждения и другие интимные механизмы в клетке (Черешнев В.А. и соавт., 2001; Chen, W. et al., 2006).
Специфическое действие тока сводится к раздражению скелетной и гладкой мускулатуры, железистых тканей, нервных рецепторов и проводников. Влияние электрического тока на гладкую мускулатуру сосудов приводит к ее сокращению и повышению артериального давления (Byard R.W. et al., 2003; Wick R. et al., 2006). Действуя на мышцу сердца, ток может вызывать фибрилляцию желудочков. Органы внутренней секреции реагируют на электрическое раздражение выбросом катехоламинов. Электрохимическое (электролитическое) действие тока проявляется разложением органических жидкостей и вызывает значительные нарушения их физико-химического состава. Поскольку человеческое тело содержит множество различных жидкостей, при прохождении через него электрического тока происходит электролиз. Оказывается влияние на калий-натриевый градиент клеток, мембранные потенциалы, нарушаются процессы передачи возбуждения, что может привести к остановке сердца. Электрохимическое действие проявляется: а) в нарушении ионного равновесия в тканях в виде коагуляционного (у анода) и колликвационного (у катода) некроза; б) образовании пара и газа; в) импрегнации кожи металлом проводника. На поверхности кожи у места соприкосновения с электродом образуются продукты разложения кожного сала -жирные кислоты, выявляются следы зеленого цвета (если проводник из меди), сине-зеленого (из латуни) или серо-желтого (из свинца). Тепловое действие тока прямо связано с сопротивлением тканей и превращением электрической энергии в тепловую (закон Джоуля-Ленца). Кожа обладает наибольшим сопротивлением, поэтому на ней неизбежно выделение большого количества тепла и как следствие - ожоги различной степени (в 70-80 % всех электротравм). В костях могут образоваться "жемчужные бусы" ("костяные бусы"), представляющие собой расплавленный и затем застывший фосфорнокислый кальций в виде образований правильно шаровидной формы или в виде многогранников, яйцевидной формы, полые внутри, диаметром 1-2 мм. Температура плавления данного вещества не ниже 1500 С. Этот феномен был описан Рентгеном еще в 1911 г. Механическое действие тока может привести в отдельных случаях к вывихам конечностей и даже их отрывам. Влияние на организм вторичных явлений, сопровождающих электрические процессы, относят к неспецифическому действию: ожоги от действия вольтовой дуги, раскаленного проводника, горящей одежды, а также акустическая травма, механические повреждения при падении после поражения током и др. (А1 В. et al., 2006; Luz D.P. at al., 2009).
Органы и ткани человеческого организма обладают различным сопротивлением к электрическому току (по степени возрастания): нерв -кровеносный сосуд — мышца - кожа - сухожилие — подкожная жировая клетчатка - кость. Ток по металлическому проводнику распространяется прямолинейно, но когда входит в тело человека (являющееся проводником электрического тока второго рода), ток теряет свою прямолинейность и в направлении от одного полюса к другому распространяется веерообразно, главным образом, по тканям, оказывающим наименьшее сопротивление. Иначе говоря, электрический ток, преодолев сопротивление кожи и подкожной жировой клетчатки, проходит через более глубоко лежащие ткани параллельными пучками вдоль потоков тканевой жидкости, кровеносных и лимфатических сосудов, оболочек нервных стволов. Это обусловливает высокую степень уязвимости кровеносных сосудов при электрической травме (Lee, R.C. at al., 2003; Kaloudova Y. et al., 2006).
Электрический ток занимает особое место среди патогенных раздражителей. Во-первых, он не может оставаться фиксированным па месте внедрения. «Внедрившись» в организм, электрический ток молниеносно распространяется от одной области к другой, непосредственно раздражая лежащие на его пути ткани («физическая иррадиация»). Во-вторых, электрический ток обладает чрезвычайно резко выраженной рефлекторной (то есть опосредованной) способностью действия, связанной с раздражением огромного количества рецепторов, расположенных в тех тканях, которые пронизывает электрический ток («физиологическая иррадиация»). Этот двоякий характер иррадиации получил название «бииррадиации» тока. Вполне понятно, что выключение физиологической иррадиации с помощью наркоза, новокаиновых блокад и т.д. в значительной степени ослабляет поражающее действие тока на организм (Duff К. et al., 2001; Jost W.H. et al., 2005).
Методика определения маркеров эндотелиальной дисфункции
Исследования последних лет существенно изменили представления о роли эндотелия сосудов в общем гомеостазе. Внутренняя сосудистая выстилка представляет собой систему, синтезирующую и секретирующую вещества, которые оказывают синергическое и антагонистическое действие по отношению друг к другу. Среди них можно назвать факторы, регулирующие тонус сосудистой стенки, участвующие в свертывании крови и фибринолизе, контролирующие рост клеток (их восстановление и замещение), координирующие воспаление. Многие факторы выполняют несколько функций (Затейщикова и соавт. А.А., 1998; Петрищев Н.Н. и соавт., 2001).
Эндотелиальные клетки формируют монослой в кровеносных сосудах организма, создающий барьер между самим сосудом и элементами крови, а также активно участвуют в поддержании гомеостаза организма. Эндотелий регулирует многие процессы с помощью молекулярных сигналов - медиаторов, экспрессирующихся на его поверхности или выделяемых в кровь и окружающие ткани. В ответ на постоянное воздействие со стороны кровотока тромбоцитарных факторов, нейротрансмиттеров, гормонов эндотелиальные клетки выделяют вещества, вызывающие как вазодилатацию (оксид азота - N0, простациклин, брадикинин), так и вазоконстрикцию (эндотелии, вазоактивные пептиды) (Петрищев Н.Н., 2003; Омельянович Д.А., 2006; Cai П., 2000).
Различные заболевания, такие как артериальная гипертензия, дислипидемия, сахарный диабет, могут приводить к дисфункции эндотелия, причинами которой на молекулярном уровне являются нарушение локальной продукции NO и повышенный окислительный стресс. Избыточная генерация эндотелиизависимого супероксида ииактивирует синтезированные молекулы N0, а также способствует повреждению мембран эндотелиоцитов пероксипитритом и гидроксильными радикалами (Deanfield J.E. et. al., 2007).
Повышенный окислительный стресс запускает патологический каскад, который начинается с увеличения продукции цитокинов (IL -1, фактора некроза опухолей а). В результате на поверхности эндотелиальных клеток экспрссируются молекулы адгезии - VCAM-1, молекулы межклеточной адгезии - ICAM-2, молекулы эндотелиально-лейкоцитарной адгезии ELAM, привлекающие моноциты и другие лейкоциты к поверхности эндотелиальных клеток и обусловливающие их адгезию. В нормальном состоянии эндотелий сосудов представляет неадгезивпую для форменных элементов крови поверхность. При нарушении его функции активируются факторы, предрасполагающие к тромбообразованию. На клеточном уровне дисфункция эндотелия связана с повреждением и ускоренным апоптозом эндотелиоцитов. К циркулирующим маркерам повреждения эндотелия относятся микрочастицы -фрагменты эндотелиальных клеток образующихся при их повреждении или апоптоза, и целые, отделившиеся от эндотелиального слоя, эндотелиоциты (Петрищев Ы.Н., 2001; Cines D.B. et al., 1998; Woywodt A., 2002; Diamant M. et al., 2004; Goon P.K. et al., 2005).
Состояние сосудистой стенки обусловливает определенную закономерность в распределении веществ, которые она инкретирует. Пока эндотелий не поврежден, он синтезирует главным образом факторы противосвертывапия, вазодилататоры, а также вещества, препятствующие росту гладких мышц. Сочетание на эндотелии аитикоагулянтов и вазодилататоров в физиологических условиях является основой для адекватного кровотока, особенно в сосудах микроциркуляции (Власов Т.Д., 2000; Deanfield J.E. et. al., 2007).
Эндотелиальная выстилка сосудов регулирует местные процессы гемостаза, пролиферации, миграции клеток крови в сосудистую стенку и сосудистый тонус. Дисбалансом между факторами, обеспечивающими все эти процессы можно объяснить возникновение дисфункции эндотелия (Haller II., 1997; Loscalso J., 2001; Nagy J. et el., 2001).
Эндотелиоциты, как было обнаружено Takahasi Н. в 1983 году, однотипно реагируют на большинство раздражителей. Усиливается их полиморфизм, проницаемость пласта, нарастают апоптоз и гибель, что связано с перегрузкой кальцием. Характер же функциональных нарушений, а так же степень их проявления уникальны и требуют детального изучения с целью дальнейшей возможности коррекции.
Одним из маркеров дисфункции эндотелия является фактор фон Виллебранда (vWF), который впервые был использован в этом качестве В. Boneu и соавторами. В дальнейшем связь повышения концентрации vWF в крови со степенью повреждения эндотелия сосудов была доказана в ряде экспериментов на моделях при эндотоксинемии и механическом повреждении эндотелия (Петрищев Ы.Ы. и соавт., 2003).
Синтезируется фактор фон Виллебранда клетками эндотелия и циркулирует в плазме крови со средним периодом полураспада около 18 ч. В организме человека vWF выполняет несколько функций. Фактор образует нековалентный комплекс с VIII фактором свертывания крови. Этот комплекс необходим для стабилизации VIII фактора в кровотоке и для его участия в качестве кофактора в образовании тромба. Кроме того, он играет роль своеобразного мостика между субэндотелиальиыми структурами поврежденной стенки сосуда и тромбоцитами, а также между отдельными тромбоцитами на этапах адгезии, распластывания и агрегации тромбоцитов. Особая роль vWF в гемостазе определяется его структурой, представляющей собой серию различных по размеру (от 500 тыс. до 20 млн дальтон) мультимеров, состоящих из многократно повторяющихся субъединиц, в которых имеются домены связывания с гликопротеиновыми (GP) рецепторами тромбоцитов (lb и ПЬ/Ша), коллагеном, гепарином, VIII фактором свертывания крови (Loscalzo J., 2001, McEver R. P., 2001, Кузник Б.И., 2010).
Состояние микроциркуляции и компонентов регуляции тонуса сосудов у больных с электротравмой
Полученные результаты свидетельствуют об уменьшении АДФ-индуцированной агрегационной функции тромбоцитов у крыс с электротравмой. По всей видимости, проходящий электроток приводил к выбросу биологически активных веществ (фактор фон Виллебранда, провоспалительные цитокины) повреждению и функциональному изменению эндотелия сосудов, сдвигу его заряда, что вызывало адгезию и агрегацию тромбоцитов на микроциркуляторном уровне после нанесенной электротравмы. Полученные результаты согласуются с исследованиями агрегационной функции тромбоцитов при холодовой травме, остром отравлении уксусной кислотой. эндопротезировании тазобедренного сустава, первичном остеоартрозе (Шаповалов К.Г. 2009; Соколова Н.А., 2012; Громов П.В., 2012; Цвингер СМ., 2011). Образование лимфоцитарно-тромбоцитарных агрегатов неизбежно ухудшает кровоток, снижает его скорость, повышает вязкость крови. Замедление движения крови сопровождается сепарацией (отделением) плазмы от эритроцитов, маятникообразным движением плазмы со взвешенными в ней агрегатами, стазом. В связи с закупоркой терминальных артериол большим количеством агрегатов, капиллярные сосуды пропускают только плазму. При этом повреждается стенка микрососудов (набухание и десквамация эндотелия) (Власов Т.Д., 2002; Крупаткин А.И., Сидоров В.В., 2003). Возникающее повышение проницаемости венул и капиллярных сосудов способствует выходу жидкости за их пределы, сгущению крови, повышению ее вязкости. Создаются условия (повреждение сосудистой стенки, агрегация тромбоцитов и их повреждение, замедление кровотока) для образования множественных гемокоагуляционных микротромбов с дальнейшим нарастанием тяжести микроциркуляторных расстройств. В ответ на обтурацию запускаются механизмы поддержания должного кровообращения, в том числе адекватного нутритивного кровотока, вероятно, идет инкреция вазоактивных молекул эндотелиального генеза, таких как NO, простоциклин, адреномедуллин, эндотелиальный гиперполяризующий фактор (EDHF), тромбоксан Аг, натрийуретический пептид (С), кинины и др. Таким образом, реализуются многочисленные взаимосвязи агрегации тромбоцитов и микроциркуляции крови. 3.5. Корреляционные взаимосвязи между маркерами эндотслиальной дисфункции, лимфоцитарно-тромбоцитарной адгезией, агрегацией тромбоцитов, концентрацией провоспалительных цитокинов и некоторыми параметрами микроциркуляции
Между маркерами эндотелиальной дисфункции, уровнем исследованных цитокинов, а также показателями микроциркуляции выявлены разнонаправленные корреляционные взаимосвязи (табл. 18). Установлена прямая сильная связь между числом десквамированных эндотелиоцитов в кровотоке и уровнем провоспалительных цитокинов TNFa и IL-lp (г=0,82 и 0,78, р 0,01), что подтверждает факт превалирующего повреждения эндотелия относительно прочих клеток конечности при поражении электрическим током. Очаг деструкции привлекал активированные макрофаги, стимулировал инкрецию цитокинов, что усугубляло десквамацию эндотелия и уменьшало продукцию оксида азота, усиливало процессы агрегации, адгезии и гемостаза. Такие патогенетические взаимодействия подтверждаются установлением в нашем исследовании обратной средней силы связи числа ДЭЦ и уровня нитритов (г=-0,34, р 0,05), прямой сильной связи количества ДЭЦ и показателя лимфоцитарно-тромбоцитарной адгезии (г=0,89, р 0,001). Пусковым моментом высокой адгезивной активности лимфоцитов к кровяным пластинкам крови, вероятно, по всей видимости, явилось повышение концентрации провоспалительных цитокинов, между уровнем которых (TNFa и IL-1[3) и процентом лимфоцитарно-пластиночпых коагрегатов установлена прямая связь умеренной корреляции (г=0,63-0,67, р 0,01). Это подтверждает факт усиления ЛТА под действием IL-ip in vitro (Солпов А.В., 2005). Таблица 18 Корреляционные взаимосвязи у больных с электротравмой (коэффициент корреляции Спирмена)
Показано, что в эксперименте NO уменьшает процент ЛТА (Солпов А.В., 2005). У больных с электротравмой выявлена средней силы обратная связь между способностью лимфоцитов к адгезии с кровяными пластинками и концентрацией нитритов крови (г=-0.46, р 0,005). Установлено, что между концентрацией TNFa и IL-1J3 и содержанием нитритов в крови пораженных электрическим током имеется обратная, умеренной корреляции связь (г=-0,49 и -0,32, соответственно, р 0,05). Известно, что in vitro присутствие NO может являться фактором развития феномена лейкоцитарной депрессии (Витковский Ю.А., 1997). Вероятно, снижение концентрации NO сопровождалось дополнительной активацией клеток иммунной системы и способствовало продукции провоспалительных цитокинов. Кроме того, повреждение эндотелиоцитов, возможно, сопровождалось одновременным усилением инкреции цитокинов, с одной стороны, и угнетением активности эндотелиалыюй синтазы N0, с другой. Между тем, по всей видимости, имелся ряд прочих факторов влияющих на уровень NO, таких как сокращение мышечных элементов сосудов, температура тканей, изменение парциального напряжения кислорода, свободнорадикальные процессы и т.д. (Кузник Б.И., 2010). Повышение концентрации TNFa и IL-ф, возможно, могло привести к угнетению активности эндотелиальной NO-синтазы (Витковский Ю.А., 1997).
Установлена прямая связь средней силы между максимальной амплитудой колебаний кровотока в эндотелиальном диапазоне и уровнем нитритов в крови больных с электротравмой (г=0,53, р 0,05). Это подтверждает сведения, указанные Крупаткиным А.И. и Сидоровым В.В. (2005), о том, что амплитуды колебаний с пиком 0,01 Гц (0,0095-0,02 Гц) отождествляются с периодическими изменениями концентрации NO. Амплитуда колебаний в данном диапазоне также имеет прямую средней силы связь со способностью коагрегации лимфоцитов и тромбоцитов (г=0,45, р 0,05). Возможно, данная зависимость отражала регуляторную активность эндотелия по оптимизации микрокровотока при появлении коагрегатов, затрудняющих гемомикроциркуляцию. Вместе с тем, изменение компонентов регуляции сосудистого тонуса по данным ЛДФ, по всей видимости, может являться чувствительным тестом, отражающим состояние сосудов микроциркуляторного русла и происходящих в нём межклеточных (эндотелиально-клеточных) взаимодействий. Как лимфоциты, так и кровяные пластинки способны высвобождать широкий спектр вазоактивных молекул (оксид азота, фактор Виллебранда, АДФ, тромбоксан А2, серотонин, Р5. фибриноген, фибронектин, тромбоспондин и др.) с целью оптимизации локального микрокровотока.
Корреляционные взаимосвязи между маркерами эндотелиальнои дисфункции, лимфоцитарно-тромбоцитарной адгезией, агрегацией тромбоцитов, концентрацией провоспалительных цитокинов и параметрами микроциркуляции у пострадавших и экспериментальных животных
Образование лимфоцитарно-тромбоцитарных агрегатов неизбежно ухудшает кровоток, снижает его скорость, повышает вязкость крови. Замедление движения крови сопровождается сепарацией (отделением) плазмы от эритроцитов, маятникообразным движением плазмы с взвешенными в ней агрегатами, стазом. Изменение скорости потока в сосудах может индуцировать гидродинамическую неустойчивость по типу «поток-стенка» (флаттер) -появлением совместных высокочастотных аутоколебаний сосудистой стенки и потока крови. При этом возрастание кровотока в участке эластичного сосуда приводит к уменьшению вследствие эффекта Бернулли давления в потоке. В результате по закону Гука площадь поперечного сечения сосудов синхронно уменьшается, что потенцирует скорость потока. Положительная обратная связь способна вызывать периодическое схлопывание сосуда (флаттер) (Волобуев A.M., Кошев В.И., Петров Е.С., 2009). Эффект флаттера может в несколько раз повышать гидравлическое сопротивление. В связи с закупоркой терминальных артериол большим количеством агрегатов капиллярные сосуды пропускают только плазму, задерживая глобулярный объём. Вместе с тем, доминирующим фактором в обеспечении кислородтранспортной функции крови являются эритроциты. При этом повреждается стенка микрососудов (набухание и десквамация эндотелия) (Власов Т.Д., 2002; Крупаткин А.И., Сидоров В.В., 2003.). Возникающее в последующем повышение проницаемости венул и капиллярных сосудов способствует выходу жидкости за их пределы, сгущению крови, повышению ее вязкости. Создаются условия (повреждение сосудистой стенки, агрегация тромбоцитов и их повреждение, замедление кровотока) для образования множественных гемокоагуляционных микротромбов с дальнейшим нарастанием тяжести микроциркуляторных расстройств. Одновременно запускается ряд компенсаторных механизмов. Так, вследствие эффекта Фареуса-Линдквиста в сосудах, диаметр которых сопоставим с размером глобулярной частицы, происходит снижение вязкости текущей крови (Волобуев А.Ы., Кошев В.И., Петров Е.С., 2009). В ответ на обтурацию также запускаются молекулярные механизмы поддержания должного кровообращения, в том числе адекватного нутритивного кровотока, вероятно, идет инкреция вазоактивных молекул эидотелиалыюго генеза, таких как NO, простациклин, адреномедуллин, эндотелиальный гиперполяризующий фактор (EDHF), тромбоксан А?, натрийуретический пептид (С), кинины и др. В результате прослеживаются множественные взаимосвязи агрегационной функции тромбоцитов и состояния микроциркуляции.
Таким образом, на основании проведенных исследований установлено, что в крови пораженных электрическим током снижаются агрегационные свойства форменных элементов, изменяются реологические свойства крови с нарушениями микроциркуляции.
Кроме белков плазмы (Асайчев А.В., 2009) в механизме образования клеточных ассоциаций определенное значение имеют структурные изменения мембран клеток и появление на их поверхности молекул адгезии (Бельченко Д.И., 2005; Тихомирова И.А., 2007). Адгезивность - важная функция лейкоцитов, направленная на транссосудистую миграцию клеток воспаления в ткань для выполнения своих защитных свойств. В норме адгезивность лейкоцитов выражена слабо, но при патологии, а в данном случае при электротравме, значительно усилена. Объяснить эти свойства мы можем с позиции данных, имеющихся в литературе. Известно, что лимфоцитарпо-тромбоцитарныс агрегаты образуют преимущественно CD4+, CD16+ клетки (Витковский Ю.А., 1999). Взаимоотношения лимфоцитов и тромбоцитов осуществляется через адгезивные молекулы. Регулируется этот процесс цитокинами и индукторами агрегации тромбоцитов. Лимфоцитарно-тромбоцитарная адгезия является важным звеном механизмов, обеспечивающих миграцию лимфоцитов в зону повреждения, а, следовательно, воспаления и развития там репаративных реакций (Витковский Ю.А., 1999; Волков B.C., 2005). Поскольку в образовании лимфоцитарно-тромбоцитариых ассоциаций принимают участие активированные клетки, считается, что тест ЛТА отражает функциональное состояние двух систем - иммунитета и гемостаза (Витковский Ю.А. и соавт., 2008; Кузник Б.И., 2010). В наших исследованиях ЛТА увеличивалась более чем в 2 раза, так как воздействие электричества неизбежно сопровождается реакциями иммунной и гемостатической систем, выбросом разнообразных сигнальных молекул, стимулирующих клеточную кооперацию.
В пашей работе состояние гемостаза оценивалось у пациентов без выраженной сопутствующей патологии, в том числе периферических сосудов. Тем не менее, у всех обследованных после электротравмы выявлялись отклонения параметров системы гемостаза, относительно здоровых людей.
Преимущественное нарушение функционального состояния эндотелия зависит от локализации патологического процесса, наличия гемодинамических сдвигов, преобладания различных гуморальных факторов, повреждающих эндотелий (Петрищев Н.Н., Власов Т.Д., 2007). Безусловно, дисфункция эндотелия приводит к значительным нарушениям деятельности организма, в том числе и состава крови, так как эндотелиоциты являются регуляторами разнообразных процессов в организме (Кузник Б.И., 2010).
Как следует из диссертационной работы, повреждение электрическим током характеризуется рядом особенностей. В отличие от других видов травм (ожоги, механическое повреждение), когда деструкция начинается с поверхностных слоев кожи и распространяется внутрь, воздействие электротока первоначально затрагивает более высокодифференцированные клетки, такие, как эндотелий сосудов. Появляясь на ограниченном участке, альтерация внутренней сосудистой стенки сопровождается не только гибелью клеток, но и изменением их функциональной активности. Обнаружение повышенного содержания десквамированных эндотелиоцитов, как маркера эндотелиалыюй дисфункции, и снижение нитроксидпродуцирующей функции эндотелия свидетельствуют о системности текущих процессов. Пусковым механизмом данных изменений является непосредственное действие электрического тока на эндотелий в совокупности с активацией цитокинов. Не вызывает сомнений, что выявленные микроциркуляторные сдвиги, возрастание количества циркулирующих клеток эндотелия, активация лимфоцитарно-тромбоцитарного взаимодействия, гипоагрегация тромбоцитов, снижение концентрации нитритов крови, повышенный синтез отдельных цитокинов являются важными механизмами в патогенезе электротравмы.
