Введение к работе
Актуальность исследования. В патогенезе солидных опухолей важным элементом являются нарушения кровообращения. При этом патологические изменения встречаются на всех уровнях - от системной гемодинамики до микроциркуляции и реологии крови (P. Yoy-sungnoen et al., 2005). Особенности патофизиологии гемореологиче-ских расстройств у больных злокачественными опухолями заключаются в том, что очень часто встречаются анемии (более 50% случаев заболевания в III и IV стадиях болезни) с низкими величинами концентрации гемоглобина и небольшим гематокритом (менее 120 г/л и 35% соответственно - В.В.Бредер и др., 2002; Е. Cortesi et al., 2004; С.А. Hudis et al., 2005). Известно, что концентрация эритроцитов в крови в значительной мере определяет вязкость цельной крови и ее текучесть (А.В. Муравьев, 1993; Н.Н. Еремин, 2002). У онкологических больных низкие величины гематокрита сочетаются с высокой вязкостью плазмы и выраженной агрегацией эритроцитов (А.Е. Bouhmadi et al., 2000; А.В. Муравьев и др., 2006). Что касается вязкости цельной крови, ее текучести, микрореологических характеристик эритроцитов и транспортного потенциала, в условиях тяжелой онкологической патологии, то этот комплекс проблем остается недостаточно изученным. Так, у пациентов с карциномой яичников был выявлен синдром гипервязкости, независимый от величины гематокрита (G.F. Tempelhoff et al., 1998). При этом ведущим фактором изменения вязкости цельной крови рассматривают вязкость плазмы. Она сочетается с ростом опухоли и тканевой гипоксией. В свою очередь это является сильным стимулом для экспрессии генов, кодирующих рост опухоли (G.F. Tempelhoff et al., 2002). Наиболее существенные объяснения повышения вязкости плазмы основаны на ее связи с концентрацией фибриногена и продуктов его метаболизма (ВА Левтов и др., 1982; В А Галенок и др., 1987; S. Forconi, 1995), особенно при диссе-минации опухоли. Тогда как роль гематокрита, числа лейкоцитов и тромбоцитов в изменении вязкости плазмы и цельной крови в этих условиях невелика. Поскольку реологические свойства крови в значительной мере определяют ее транспортный потенциал (J.F. Stoltz et al., 1991), то их изменение может стать важным патогенетическим механизмом онкологического заболевания. Результаты гемореологи-ческих исследований могут послужить основой для формирования новой стратегии в терапии рака, поскольку вполне возможно, что снижение вязкости плазмы при лечении приведет к улучшению чувствительности к радио/химеотерапии и, таким образом, более высокой степени выживаемости пациентов и повышению их качества жизни.
Химические соединения, входящие в состав лекарственного препарата, транспортируются к клеткам-мишеням с током крови.
При этом они распределены не только в плазме, но и связаны с мембраной эритроцитов (М. Highley et al., 1996; Н. Dumez et al., 2001). Следовательно, можно предположить, что препараты химиотерапии, применяемые для лечения рака, могут воздействовать на молекулярные мишени мембран эритроцитов и влиять на их микрореологические свойства (Н. Dumez et al., 2004). В свою очередь это может изменить транспортный потенциал крови и доставку препаратов в тканевый микрорайон. Однако анализ литературы показал, что по данной проблеме работы практически отсутствуют. Существующие отдельные исследования реологических свойств крови у больных злокачественными опухолями носят фрагментарный характер и не дают полной картины изменений всего гемореологического профиля и тем более не вскрывают патогенетические механизмы его изменений. Все это мотивировало выбор темы диссертационного исследования, определения его цели и постановку основных задач.
Цель исследования: Изучение патогенетических механизмов изменения гемореологического профиля у больных раком желудка в условиях химиотерапии цисплатином и 5-фторурацилом.
Задачи исследования: 1 Изучить особенности макро-и микрореологических свойств крови
и ее транспортный потенциал у больных раком желудка.
Оценить характер изменений параметров гемореологического профиля у больных раком желудка при однократном сеансе химиотерапии цисплатином и 5-фторурацилом.
Изучить механизмы изменения микрореологических свойств эритроцитов при прямом действии цисплатина in vitro.
Изучить механизмы изменения микрореологических свойств эритроцитов при прямом действии 5-фторурацила in vitro.
Провести анализ сочетанного воздействия на микрореологические свойства эритроцитов препаратов химиотерапии и препаратов, ингибирующих активность фосфодиэстераз в эритроцитах. Научная новизна исследования определяется следующими
основными результатами. Впервые получены характеристики гемореологического профиля больных раком желудка, включающие ключевые макро- и микрореологические параметры. Определены основные факторы, ответственные за изменения текучести крови и ее транспортного потенциала. Выявлена роль отдельных параметров гемореологического профиля в общей картине реологических нарушений при данной патологии и определены его ведущие изменения. Получены новые данные о состоянии гемореологического профиля больных раком желудка в условиях химиотерапии цисплатином и 5-фторурацилом. Установлено, что при однократном введении препарата вязкость цельной крови снижается, тогда как ригидность эритроцитов имеет только тенденцию к повышению, а агрегация эритроци-
тов изменялась по-разному, в зависимости от ее исходной величины: при исходно низкой агрегации - она повышалась, а при исходно высокой - снижалась. Впервые проведено исследование прямого эффекта препаратов химиотерапии 5-фторурацила и цисплатина на микрореологические свойства эритроцитов в опытах in vitro. Анализ действия препаратов на микрореологические свойства эритроцитов позволил рассмотреть три варианта взаимодействия препарата химиотерапии и микрореологии эритроцитов: положительное взаимодействие, отрицательное и нейтральное. Впервые показано, что при нейтральном или отрицательном микрореологических эффектах препаратов химиотерапии текучесть эритроцитов и их транспортный потенциал можно повысить, если сочетать с препаратами, ингибирую-щими активность фосфодиэстераз в эритроцитах, например, с пен-токсифиллином. Показано, что ингибирование входа кальция в эритроциты или наоборот - его стимулирование сопровождается достоверными изменениями микрореологических свойств эритроцитов. Теоретическая и практическая значимость исследования Полученные в диссертационном исследовании данные позволяют дополнить существующие представления о механизмах патогенеза солидных опухолей и о степени гемореологической компенсации анемий, сопутствующих заболеванию, и проводимой химиотерапии. Это дает возможность на практике точно определять эффективность транспорта и доставку кислорода кровью у больных, как с наличием анемии, так и без нее. Комплексный подход к оценке гемореологиче-ских расстройств при онкологической патологии позволяет выделить ключевые макро- и микрореологические характеристики, ответственные за нарушение текучести крови в целом, и наметить пути их коррекции. В первую очередь, такой характеристикой является агрегация эритроцитов, которая хорошо корректируется ингибиторами фосфодиэстераз. Сочетание in vivo и in vitro исследований действия препаратов химиотерапии и их комбинирование с лекарствами, имеющими ингибиторную активность в отношении фосфодиэстераз (пентокси-филлин и винпоцетин, дротаверин) дает возможность понять патофизиологические механизмы изменения гемореологического профиля у больных и корректировать нарушенную текучесть эритроцитов и их транспортный потенциал. Исследование механизмов изменения микрореологических свойств эритроцитов у больных раком желудка при химиотерапии имеет важное практическое значение для патофизиологии и клиники.
Положения, выносимые на защиту: 1. Патогенетические механизмы заболевания раком желудка включают изменения параметров гемореологического профиля больных и в том числе: повышение основного реологического показателя - вязкости цельной крови при низких скоростях сдви-
га вследствие прироста вязкости плазмы, повышения ригидности и агрегации эритроцитов. Интегральный показатель эффективности реологической составляющей кровотока - отношение гематокрит/вязкость крови достоверно ниже у больных, чем у здоровых лиц.
Однократная инфузия больным препарата химиотерапии - цис-платина или 5-фторурацила - сопровождается снижением вязкости цельной крови и повышением ее транспортного потенциала. Это происходит в основном за счет гемодилюции, характерной для инфузии препарата с большим объемом физиологического раствора. Деформируемость эритроцитов изменяется незначительно, а агрегация, в среднем, достоверно снижается
Препараты химиотерапии, в опытах in vitro, мало влияют на деформационные характеристики эритроцитов, однако существенно изменяют их агрегацию в зависимости от ее исходной величины: при низкой происходит ее повышение, а при исходно высокой агрегации - она снижается.
Препараты и соединения, имеющие в качестве молекулярных мишеней фосфодиэстеразы эритроцитов, снижают агрегацию и повышают их текучесть. Комбинирование препарата химиотерапии in vitro с ингибиторами активности фосфодиэстераз сопровождается повышением текучести суспензий эритроцитов и снижением их агрегации.
Апробация работы
Результаты исследования доложены и обсуждены на Международной конференции по гемореологии и микроциркуляции (Ярославль, 2005); межвузовских конференция «Медицина, Биология, Спорт» (Ярославль, 2004, 2004); 13-th European Conference on Clinical Hemorheology (Italy, Sienna, 2005); 2-nd European School for Hemorheology and Fluid Mechanics (Bulgaria, Varna, 2006).
Публикации: по теме диссертации опубликовано 16 печатных работ.
Структура и объем диссертации
Диссертация изложена на 136 страницах печатного текста, включает 10 таблиц и 40 рисунков. Работа состоит из введения, обзора литературы, главы описания материалов и методов исследования, главы собственных результатов исследования, главы обсуждения результатов и выводов. Библиографический указатель содержит 70 отечественных и 224 иностранных источников.
