Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ. рН эритроцитов и его значение в клинике II
1.1. Современные представления о методах определения рН эритроцитов II
1.2. Влияние рН плазмы, температуры, уровня оксиге-нации, 2,3-ДФГ, трансмембранного потенциала на рН эритроцитов в актуальных условиях 14
1.3. Роль рН эритроцитов в процессе гликолиза 19
1.4. Роль рН эритроцитов в транспорте кислорода 22
1.5. 2,3-ДФГ и кривая диссоциации оксигемоглобина 27
1.6. рН эритроцитов и 2,3-ДФГ 28
1.7. рН эритроцитов и кривая диссоциации оксигемоглобина 32
1.8. Направленное воздействие на кислородно-транспортную функцию крови 34
1.9. О значении определения рН эритроцитов в клинической практике .40
I.10.Кислотно-основное равновесие эритроцитов 45
ГЛАВА 2. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА БОЛЬНЫХ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 48
ГЛАВА 3. КИСЛОТНО-ОСНОВНОЕ РАВНОВЕСИЕ КРОВИ И ЭРИТРОЦИТОВ
У КАРДИОХИРУРГИЧЕСКИХ БОЛЬНЫХ ДО, ВО ВРЕМЯ ИСКУССТВЕННОГО КРОВООБРАЩЕНИЯ 64
3.1. Кислотно-основное равновесие крови и эритроцитов до операции 64
3.2. Кислотно-основное равновесие крови и эритроцитов во время операции с искусственным кровообращением 79
3.2.1. Характеристика кислотно-основного равновесия цельной крови и эритроцитов трансфузионных сред 79
3.2.2. Характеристика кислотно-основного равновесия цельной крови и эритроцитов пердзузата 82
3.2.3. Кислотно-основное равновесие цельной крови и эритроцитов во время перфузата 86
ГЛАВА 4. КИСЛОТНО-ОСНОВНОЕ РАВНОВЕСИЕ ЦЕЛЬНОЙ КРОВИ И
ЭРИТРОЦИТОВ У КАРДИОХИРУРГИЧЕСКИХ БОЛЬНЫХ В ПОСЛЕ
ОПЕРАЦИОННОМ ПЕРИОДЕ 101
4.1. Влияние уровня 2,3-ДФГ на рН эритроцитов при различном течении послеоперационного периода 125
4.2. Влияние кислотно-основного равновесия и электролитного баланса на рН эритроцитов 129
ГЛАВА 5. О КЛИНИЧЕСКОМ ЗНАЧЕНИИ ИЗМЕРЕБИЯ рН ЭРИТРОЦИТОВ 138
5.1. Взаимоотношения мезду рН цельной крови и рН эритроцитов 138
5.2. Взаимоотношения меаду рН цельной крови и Д рН кр.-эр .141
5.3. Влияние рН эритроцитов на положение кривой диссоциации оксигемоглобина 144
ЗАКЛЮЧЕНИЕ .158
ВЫВОДЫ 175
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 177
- Современные представления о методах определения рН эритроцитов
- ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА БОЛЬНЫХ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
- Кислотно-основное равновесие крови и эритроцитов до операции
- Влияние уровня 2,3-ДФГ на рН эритроцитов при различном течении послеоперационного периода
- Взаимоотношения мезду рН цельной крови и рН эритроцитов
Введение к работе
Актуальность проблемы. Успех операций на открытом сердце во многом определяется возможностью поддержания гомеостаза во время и после операции. В первую очередь это касается предупреждения, ранней диагностики и коррекции гипоксии. В то же время, использование обычных лабораторных тестов не всегда оказывается достаточно информативным. В частности, гипоксия не исключает наличия нормальных показателей газообмена и кислотно-основного равновесия цельной крови. Поэтому понятен интерес к измерению рН и других показателей кислотно-основного равновесия эритроцитов, являющихся наиболее доступными для исследования клетками (И.Ж. Виноградова и соавт., 1968; И.й. Дементьева и соавт., 197% Habtagia и соавт., 1965; Bonis и соавт., 1978).
В литературе имеются сообщения о том, что кислотно-основное равновесие эритроцитов может изменяться вне зависимости от кислотно-основного равновесия крови. В частности, описаны различные по интенсивности и даже противоположные по направлению сдвиги кислотно-основного равновесия крови и эритроцитов (М.Ф. Фейзулла, 1972; А.Д. Бенцианов и соавт., 1974; С.Н. Горбунов, 1975; А.Г. Антонов, 1980; Gleichman, 1965).
Поэтому с точки зрения диагностики гипоксии и контроля адекватности коррекции нарушений гомеостаза, изучение взаимоотношений кислотно-основного равновесия цельной крови и эритроцитов у больных с пороками сердца до, во время и после операций с искусственным кровообращением имеет значительный клинический интерес.
Особое значение исследование рН эритроцитов приобретает в оценке кислородно-транспортной функции крови (мс Coon, 1975; Bursaux и соавт., I978;Samaoa и соавт., I98I;Farber И С0-авт., 1983).
Вопрос о связи рН эритроцитов с транспортом кислорода ранее практически не рассматривался. Вместе с тем, изучение указанных аспектов у кардиохирургических больных имеет первостепенное значение, поскольку адекватное снабжение тканей кислородом определяет исход операции.
В настоящее время нет единой методики определения показателей кислотно-основного равновесия эритроцитов. Применение для этого номограммы siggaard-Andersen, использующей коэффициент растворимости и константу диссоциации углекислоты плазмы, а не эритроцитов, привело к тому, что результаты опубликованных работ часто противоречивы, их трудно оценить и сопоставить друг с другом. Поэтому разработка методики исследования кислотно-основного равновесия эритроцитов являлась необходимым этапом работы.
Цель и задачи исследования. Оценить возможность использования параметров кислотно-основного равновесия эритроцитов для суждения о состоянии и эффективности коррекции гомеостаза у кардиохирургических больных.
Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:
Разработать пригодную для клиники методику определения рН эритроцитов;
Сопоставить таблицы и номограмму для определения стандартного и актуального бикарбоната и уточнить нормальные значения параметров кислотно-основного равновесия в эритроцитах;
Сопоставить состояние кислотно-основного равновесия - 8 -эритроцитов с аналогичными показателями цельной крови у больных с пороками сердца до, во время и после операции;
Оценить возможность использования параметров кислотно-основного равновесия эритроцитов в качестве дополнительного теста для диагностики гипоксии или электролитных сдвигов при нарушениях и коррекции гомеостаза;
Выявить роль изменения рН эритроцитов в регуляции кислородно-транспортной функции крови, в частности, положения кривой диссоциации оксигемоглобина.
Научная новизна исследования. Впервые разработана и внедрена в отечественную практику методика измерения рН эритроцитов в стандартных условиях (рСС^ - 40 мм рт.ст. и 100% нъо2 ), позволяющая диагностировать нарушения кислотно-основного равновесия метаболической природы. Составлены таблицы и построена номограмма для расчета актуального и стандартного содержания бикарбоната в эритроцитах.
Впервые изучено кислотно-основное равновесие эритроцитов в трансфузионных средах, что дало возможность усовершенствовать методику коррекции метаболических нарушений, возникающих в организме в ответ на трансфузию донорской крови.
Доказано, что правильная оценка состояния кислородно-транспортной функции крови возможна лишь при одновременном измерении рН эритроцитов и внесении соответствующей поправки в значения стандартного P^q на рН эритроцитов 7.20.
Показано, что при острых расстройствах кровообращения исследование кислотно-основного равновесия эритроцитов позволяет более четко, чем анализ цельной крови, диагностировать наличие метаболических сдвигов.
Практическая ценность и "реализация "результатов "работы. Исследование кислотно-основного равновесия эритроцитов позволяет по новому подойти к решению проблемы оценки снабжения тканей кислородом и более полно оценить состояние кислородно-транспортной функции крови.
Полученные результаты могут быть использованы:
При оценке кислородно-транспортной функ
Для диагностики и оценки характера метаболических нарушений во время и после искусственного кровообращения;
Для анализа особенностей транспорта кислорода во время искусственного кровообращения и в раннем послеоперационном периоде;
В качестве дополнительного теста для диагностики гипоксии в раннем послеоперационном периоде у кардиохирургических больных.
Результаты исследования внедрены в практику клинической больницы J6 61 и в отделениях переливания крови, анестезиологии и реаншлатологии Всесоюзного научного центра хирургии АМН СССР.
Объём исследования. Определение показателей КОР, электролитного баланса крови и эритроцитов, КДО, уровня 2,3-ДФГ, концентрации гемоглобина и показателя гаматокрита, осмолярности плазмы произведено:
При обследовании 20 практически здоровых лиц.
При динамическом обследовании 66 больных приобретенными и 44- врожденными пороками до, во время и после операции на сердце.
In vitro при исследовании консервированной донорской - 10 -крови (рецепт ЦОЖЖ 76) 1-3 суток хранения (10 ампул), а также размороженных эритроцитов (10 ампул).
4. В 4 сериях модельных опытов in vitro.
Апробация работы.Результаты работы доложены и обсуждены на совместной конференции лаборатории экспресс-диагностики и лаборатории искусственного кровообращения Всесоюзного научного центра хирургии .АМН СССР, а также на заседании кафедры патологической физиологии Университета Дружбы Народов им. Патриса Лумумбы.
Основные положения диссертации доложены на конференциях (Москва, 1975, 1985; Ереван, 1981), симпозиумах (Москва, 1976).
Публикации. По теме диссертации в центральной печати опубликовано 5 печатных работ. - II -
Современные представления о методах определения рН эритроцитов
Одной из основных задач современной анестезиологии и реаниматологии является поддержание гомеостаза во время и после оперативных вмешательств.
С внедрением в клинику экспрессчйетодов определения газового и кислотно-основного равновесия (КОР) крови у анестезиологов и реаниматологов появилась возможность получения быстрой информации о состоянии гомеостаза больного для решения вопроса необходимости коррекции его. Однако, исследуя показатели КОР цельной крови, как правило получают сведения о состоянии КОР внеклеточной жидкости. Но уже из основополагающих работ Donnan (I9II) было ясно, что ионы водорода распределяются неравномерно между экстра- и интрацеллголярным пространством. Измерения рН клетки проводились разными методами, которые приведены в обзорах caid-well (1956), Waddell, Bates (1969).
При этом, разными способами были получены примерно одинаковые данные, свидетельствующие о том, что рН клетки (в том числе и эритроцита) ниже рН внеклеточной жидкости. Таким образом, концентрация Н ионов в клетке отличается от концентрации в экстра-целлголярной фазе, и поэтому обычно используемое определение рН крови не дает истинного представления о состоянии внутриклеточной среды.
Методические трудности по определению внутриклеточного рН у человека побудили исследователей обратиться к эритроцитам как к наиболее доступной клетке (С.Н. Горбунов, 1975; А.Г. Антонов, 1980). Bubnoff и Riecker (1961) привели доказательство того, что мембрана эритроцитов может быть использована для изучения взаимоотношений на границе двух сред (интра- и экстрацеллю-лярной жидкости) в физиологических и патофизиологических состояниях.
Первые определения рН эритроцитов и его отношение к рН плазмы . на лизированных отцентрифугированных эритроцитах произведены Deane И Smith (1957).
В настоящее время используются следующие методы определения интраэритроцитарного рН:
1. измерение В ГеМОЛИЗате (Deane И Smith, I957;Gleich man и соавт., 1963; Hiipert и соавт., 1965);
2. определение С ПОМОЩЬЮ красителей Waddel И Bates (1969);
3. определение при использовании 5,5 диметил-2,4-оксазоли-ДИНДИОН (ДЖ ) frhomascm и соавт., 1963; Tushan и соавт., 1966; Waddel J972; Tsada И соавт., 1972);
4. определение аммония вопе и соавт. (1976);
5. определение С ПОМОЩЬЮ COg (Deane И Smith, 1957).
Общая характеристика больных и методы исследования
Больные с приобретенными пороками сердца характеризуются длительным существованием порока сердца (анамнез заболевания 10-20 лет), приведшим к выраженным нарушениям гемодинамики с декомпенсацией кровообращения по большому и малому кругу кровообращения. На протяжении ряда лет больные получали антиревматическую и противовоспалительную терапию (препараты пеницилли-нового ряда, аспирин, эндометацин), часть из них лечились глюкокортикостероидами. В связи с декомпенсацией кровообращения проводилась терапия сердечными гликозидами, препаратами калия и верошпироном, диуретическими средствами (гипотиазид, фуросе-мид). Больные с комбинированным аортальный пороком получали препараты из группы нитратов, /3 -блокаторы.
Группу больных с врожденными пороками сердца можно разделить на две подгруппы: а) врожденные пороки белого типа (ДМШІ, ДЖІІ) - не имеющие клинических признаков сердечной недостаточности и не нуждавшихся в предоперационной терапевтической подготовке; б) врожденные пороки синего типа (тетрада Фалло, триада Фалло), характеризующиеся компенсаторным полицитемическим синдромом.
У всех больных в качестве анестезиологического пособия использована нейролептоаналгезия. Продолжительность перфузии в среднем составили 74 мин. (24 157 мин), 6$ перфузии выполнено в условиях нормотермии, 94$ - гипотермии. Минимальная температура охлаждения в среднем 31,5 (26 - 33). У 80 больных при перфузии была использована консервированная донорская кровь, у 20 -размороженные эритроциты. Для заполнения аппарата искусственного кровообращения (ЖК-5М) применяли цитратнуго донорскую кровь сроком хранения от I до 3 суток (рецепт 7 б) и размороженные эритроциты через одни сутки после оттаивания (рецепт 8 в). Количество цитратной крови, применявшейся у одного больного во время Ж, колебалось от 250 мл до 2500 мл, эритроцитной взвеси - от 250 мл до 1500 мл.
Перфузии проводились в условиях 20-25 $ гемодилщии, в зависимости от кислородной емкости крови и массы тела больного. В качестве дилюента использовали растворы глюкозы, желатиноля, 0,9$ раствора хлористого натрия, 10$ хлористого кальция и 3$ хлористого калия. Расчет необходимого количества ингредиентов производили по таблицам, составленным с учётом объёма заполнения АИК а и веса больного (В.П. Осипов и соавт., 1972). Адекватность перфузии оценивали по рОо в смешанной венозной крови. Используя номограмму Северингхауза, из которой следует, что снижению температуры соответствует определенная величина Pv02, практически равная этой температуре (при 30С - 30 мм рт.ст., при 25С - 24 мм рт.ст., при 15С - 15 мм рт.ст. и т.д.), мы считали перфузию адекватной, если снижение Pv02 соответствовало данной температуре. Если Pv02 было ниже температуры тела, перфузию считали неадекватной (В.П.Осипов, 1976). Метаболический ацидоз и гипокалиемию в ходе перфузии коррвгировали 7% раствором бикарбоната натрия и 3% раствором хлорида калия (Rooth, 1975).
class2 КИСЛОТНО-ОСНОВНОЕ РАВНОВЕСИЕ КРОВИ И ЭРИТРОЦИТОВ
У КАРДИОХИРУРГИЧЕСКИХ БОЛЬНЫХ ДО, ВО ВРЕМЯ ИСКУССТВЕННОГО КРОВООБРАЩЕНИЯ class2
Кислотно-основное равновесие крови и эритроцитов до операции
Исследование кислотно-основного равновесия крови и эритроцитов проводили у 74 больных с пороками сердца. Для выяснения характера связи кислотно-основного равновесия эритроцитов с состоянием КОР цельной крови все больные были поделены на группы в зависимости от нарушений КОР крови (табл. 8).
Можно видеть, что при нормальных значениях КОР цельной крови, "истинный" и "метаболический" рН эритроцитов, SB эритроцитов были также в пределах нормы.
При компенсированном метаболическом ацидозе нормализация рН крови достигалась значительным снижением уровня рС0 (в среднем до 31,9 + 1,2 мм рт.ст.). Величина рНэр#ист#, Л рН Kp#_3p# были в пределах нормы. Однако при этом рНэр#мет# был низким (7,15 + 0,01). Отмечалось снижение стандартного бикарбоната эритроцитов.
Некомпенсированный метаболический ацидоз сопровождался низкими значениями истинного и метаболического рН эритроцитов (7,15 + 0,01 и 7,16 + 0,01, соответственно), Л рБ др - 0,17+ 0,005, SB:, эритроцитов - 12,6 + 0,2 ммоль/л.
class3 КИСЛОТНО-ОСНОВНОЕ РАВНОВЕСИЕ ЦЕЛЬНОЙ КРОВИ И
ЭРИТРОЦИТОВ У КАРДИОХИРУРГИЧЕСКИХ БОЛЬНЫХ В ПОСЛЕ
ОПЕРАЦИОННОМ ПЕРИОДЕ class3
Влияние уровня 2,3-ДФГ на рН эритроцитов при различном течении послеоперационного периода
Для выявления причин ацидотического сдвига в эритроцитах был проведен анализ изменения метаболических показателей (рН крови и рН эритроцитов) и уровня 2,3-ДФГ у 50 больных вне зависимости от характера течения послеоперационного периода. Результаты представлены на рис. 12.
Можно видеть, что при низких значениях рН крови и рН эритроцитов наблюдалась, как правило, низкая концентрация 2,3-ДФГ. По мере увеличения рН крови концентрация дифосфоглицерата также повышалась. При нормальном значении рН крови лишь в отдельных наблюдениях была отмечена увеличенная концентрация 2,3-ДФГ и в некоторых случаях регистрировалось низкое значение рН эр.мет. При щелочном значении рН крови, уровень 2,3-ДФГ всегда был высоким, а значение рН эр.мет. могло быть при этом и щелочным и кислым.
Таким образом, выявляется определенная связь между метаболическими значениями рН крови, рН эритроцитов и уровнем 2,3-ДФГ.
Если провести сопоставление между изменением рН крови и рН эритроцитов, то можно косвенно судить об уровне 2,3-ДФГ. Так, при низких значениях рН крови и эритроцитов содержание 2,3-ДФГ было снижено и колебалось в пределах (0,75 - 0,91 м/м ДФГ/нъ ). При нормальном рН крови снижение метаболического рН эритроцитов может косвенно оказывать влияние на некоторое увеличение уровня) 2,3-ДФГ. Однако наблюдаемые в отдельных случаях низкие значения рН эр.мет., при нормальных значениях рН крови и концентрации 2,3-ДФГ, свидетельствуют о том, что какие-то иные факторы, помимо 2,3-ДФГ, оказывают влияние на рН эр.мет. Сдвиг метаболического рН крови и рН эритроцитов в щелочную сторону во всех случаях сопровождается увеличением концентрации дифосфоглицерата. Если при щелочном рН крови регистрируется низкое значение рНэр. мет., то это, как правило, свидетельствует о высоком уровне ди-фосфоглицерата.
Взаимоотношения мезду рН цельной крови и рН эритроцитов
Для решения вопроса о взаимосвязи между истинными значениями рН цельной крови и эритроцитов у 100 кардиохирургических больных на различных этапах операций (329 измерений) были рассчитаны коэффициент корреляции и уравнение регрессии. Была выявлена тесная положительная, достоверная, корреляционная связь (г =+0,75, Р 0,01); уравнение регрессии имело следующий вид: рН эр.ист. = 0,558 рН кр. + 3,06 (рис. 14).
Таким образом, полученные результаты свидетельствуют о том, что величины рН цельной крови и рН эритроцитов тесно связаны друт с другом, что позволяет рассчитать величину рН эритроцитов по полученному уравнению регрессии.
Правомерен вопрос - если величина рН эритроцитов с достаточной точностью может быть рассчитана из рН крови, т.е. является производной, то необходимо ли непосредственное измерение рН эритроцитов Для решения этого вопроса результаты 329 непосредственных измерений рН эритроцитов (рН эр.изм.), проводившихся на различных этапах операции и послеоперационного периода, были сопоставлены с рН эритроцитов (рН эр.рас), рассчитанных по уравнению регрессии. Результаты представлены в табл.33.
