Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор литературы 10
Глава 2. Материал и методы исследования 33
Глава 3. Результаты исследований
3.1. Морфология и энзимогистохимическая характеристика почек ин-тактных крыс 39
3.2. Морфологические и энзимогистохимические изменения почек крыс при массивной кровопотере 45
3.3. Морфологические и энзимогистохимические изменения почек при возмещении массивной кровопотери физиологическим раствором 56
3.4. Морфологические и энзимогистохимические изменения почек при возмещении массивной кровопотери гепаринизированной аутокровью 84
3.5. Морфологические и энзимогистохимические изменения почек крыс при массивной кровопотере и возмещении массивной кровопотери перфтораном 107
Глава 4. Обсуждение полученных результатов 125
Выводы 149
Практические рекомендации 150
Список литературы 152
- Морфологические и энзимогистохимические изменения почек крыс при массивной кровопотере
- Морфологические и энзимогистохимические изменения почек при возмещении массивной кровопотери физиологическим раствором
- Морфологические и энзимогистохимические изменения почек при возмещении массивной кровопотери гепаринизированной аутокровью
- Морфологические и энзимогистохимические изменения почек крыс при массивной кровопотере и возмещении массивной кровопотери перфтораном
Введение к работе
Кровопотеря является одной из важных проблем медицины. Высокий уровень травматизма, хирургические вмешательства, при которых возникает массивная кровопотеря, требуют соответствующей коррекции. Несмотря на существенные достижения в решении этого вопроса, выбор кровезамещаю-щего препарата, является предметом дискуссии. Несмотря на существенные достижения в решении этого вопроса, выбор кровезамещающего препарата, количество введения и другие вопросы являются предметом дискуссии.
Большие надежды были связаны с использованием крови и препаратов крови, полученных от доноров. Однако, как выяснилось, кровь, извлеченная из сосудистого русла, теряет свои нативные свойства. В этом случае она представляет собой суспензию, состоящую из микросгустков, тромбоцитов и неполноценно функционирующих эритроцитов (А.И.Воробьев, 2003). Совершенно очевидно, что вне организма не существует цельной крови. После разделения крови на составляющие ее компоненты, можно говорить о разобщенных клетках или белках, которые вводятся в организм человека. Кроме этого, применение крови и ее компонентов сопряжено с риском заражения реципиента опасными инфекционными заболеваниями: вирусные гепатиты, ВИЧ-инфекция и т.д. Кристаллоиды, крахмалы, альбумин, декстраны, решая отдельные задачи инфузионной терапии (восполнение объема циркулирующей крови, поддержание осмотического и онкотического давления), не обладают очень важным механизмом: способность обеспечивать транспорт газов.
В связи с этим, в настоящее время ведутся поиски препаратов, которые способны решать этот важнейший вопрос. Одним из направлений является создание кровезаменителей, обладающих газотранспортной функцией, на основе перфторуглеродов. Перфторуглероды обладают химической устойчивостью, растворяют до 50 % кислорода и в 4 раза больше углекислого газа. Созданная целевая комплексная программа, завершилась созданием отечественного препарата «Перфторан», который в 1997 году был разрешен Мини-
стерством здравоохранения Российской Федерации для массового производства, «как новое поколение кровезаменителей, обладающих газотранспортной функцией» (Г.Р.Иваницкий, 2001). Для человека с большим запасом безопасности установлена допустимая доза перфторана 30 мл/кг (ЛД 50 для мыши составляет 140 мл/кг перфоторана).
Массивная кровопотеря, сопровождаясь уменьшением объема циркулирующей крови, снижением артериального давления, ведет к гипоперфузии органов и тканей, ограничению доставки кислорода к клеткам и развитию гипоксии. Базисным механизмом гипоксии является нарушение функции ми-тохондриальных ферментных комплексов, а восстановление доставки кислорода к клетке при гипоксии имеет положительный эффект в условиях функционирования дыхательной цепи (Л.Д.Лукьянова, 2001). В противном случае высокие концентрации кислорода, обладая токсическим действием, будут усугублять процессы альтерации клеток.
В почках при массивной кровопотере отмечаются значительные нарушения кровообращении, в том числе и на уровне микроциркуляторного русла. Особенно уязвим корковый слой почек, так как при снижении артериального давления кровь по дуговым артериям, минуя корковый слой, возвращается в сосуды мозгового слоя. Интенсивность повреждения структур почек связана в значительной степени с продолжительностью гипоксии (или ишемии) и своевременным восстановлением почечного кровотока с использованием инфузионных препаратов.
Решению указанных вопросов и посвящено настоящее исследование.
Цель исследования: оценить протекторный эффект некоторых кровезаменителей для коррекции морфологических и гистоэнзимотических изменений почек при острой массивной кровопотере.
Задачи исследования
1. Определить морфологические изменения и нарушения тканевого дыхания в различных отделах почек экспериментальных животных (крыс)
при массивной кровопотере (50% объема циркулирующей крови).
Оценить структурные изменения и энзимогистохимические нарушения в различных отделах почек при восполнении кровопотери физиологическим раствором.
Изучить характер изменения структур почки и метаболические нарушения при восполнении кровопотери гепаринизированной аутокровью.
Оценить морфологические и гистоэнзиматические изменения в различных отделах почек при восполнении массивной кровопотери перфто-руглеродной эмульсией «Перфторан».
Провести сравнительный анализ протекторного эффекта различных кровезамещающих растворов на различные структуры почечной ткани при острой массивной кровопотере.
Научная новизна
Впервые количественно (морфометрически) изучена динамика изменения активности окислительно-восстановительных ферментов и гидро-лаз почек при массивной кровопотере в эксперименте.
Впервые на основании гистологических и количественных энзи-могистохимических методов установлены протективные свойства перфто-руглеродной эмульсии «Перфторан» для различных отделов нефрона при массивной кровопотере.
Впервые, на основе количественной характеристики, определенны особенности коррекции гипоксических поражений почек при острой массивной кровопотере различными кровезамещающими растворами (физиологический раствор, гепаринизированная аутокровь, «Перфторан»).
Практическая значимость работы.
Проведенные количественные энзимогистохимические исследования позволили установить характер и последовательность метаболических изменений в различных отделах нефронов при острой массивной кровопотере в
эксперименте, которые могут объяснить патогенез функциональных нарушений почек.
Сравнительный анализ результатов использования различных кровеза-мещающих препаратов для коррекции массивной кровопотери, позволил рекомендовать « Перфторан» в качестве ведущего кровезамещающего препарата при при массивной кровопотере, поскольку он обладает наибольшим протекторным эффектом для почек.
Положения, выносимые на защиту.
Острая массивная кровопотеря ведет к существенному изменению активности окислительно-восстановительных и гидролитических ферментов и, как следствие, структурно- функциональным нарушениям почек.
Физиологический раствор, используемый в качестве препарата для восполнения кровопотери, не обеспечивает полной сохранности метаболических процессов в структурах почки.
Гепаринизированная аутокровь способна к частичной коррекции энзиматических и морфологических нарушений в клеточных структурах почек при массивной кровопотере.
Перфторан, обладая газотранспортными и мембраносберегающими свойствами, оказывает наиболее эффективное протекторное действие в сохранении активности окислительно - восстановительных ферментов, предотвращает морфологические изменения в клетках клубочков, эпителиальных с клетках тубулярного аппарата при острой массивной кровопотере.
Апробация работы
Основные положения диссертации доложены: на Российской научной конференции «Перфторуглеродные соединения в экспериментальной и клинической медицине» (Санкт-Петербург, 8-10 сентября 2004г); на межвузовской научной конференции с международным участием «Современные
проблемы морфологии» (Махачкала, 2005); на республиканской научно-
практической конференции, поев. 90- летию со дня рожд. проф. М.М.Максудова (Махачкала, 2006); на 4-й научно-практ. конф. "Новое в хирургии Дагестана» (Махачкала, 2006); на XIV Российском национальном конгрессе «Человек и лекарство» (Москва, 16-20 апреля 2007).
Публикации по теме диссертации
По теме диссертации опубликовано 7 работ. Из них 1 работа в издании, рекомендованном ВАК Российской Федерации, в которых публикуются материалы кандидатских и докторских диссертаций, и 4 работы в материалах конференций и съездов. Получено 1 удостоверение на рационализаторское предложение.
Объем и структура диссертации
Диссертация изложена на 171 страницах. Состоит из введения, обзора литературы, 4 глав собственных исследований, выводов, практических рекомендаций, указателя литературы. Список литературы включает 205 публикации, из них 123 отечественных и 82 иностранных. Диссертация иллюстрирована 10 таблицами, 22 диаграммами и 58 рисунками (микрофотографиями).
Работа выполнена на кафедре патологической анатомии (заведующий каф., д.м.н., профессор A.M. Шахназаров) Дагестанской государственной медицинской академии (ректор - д.м.н., профессор А.О. Османов).
Обзор литературы
Данные литературы, посвященные изучению кровопотери, свидетельствуют о наличии зависимости тяжести повреждений от ее объема. Кровопоте-ря в объеме 20 % ОЦК и выше существенно утяжеляет течение и прогноз повреждений (Атясов Н.И., 1994; Селиванов Е.А., Слепнева Л.В., Алексеева И.Н., 1995; Kumar R., Seth R.K., Seklion M.S., Bhrgava J.S., 1995). Массивная кровопотеря в комбинации с поражением характеризуется измененным течением общих посттравматических реакций - усилением и удлинением эрек-тильной фазы шока, углублением торпидной фазы (Махров В.И., 1986; Семенов В.Н.. Богоявленский И.Ф., 1994; Hewiitt Р.Е., Machin S.D., 1990).
В связи с всевозрастающим травматизмом, возникающим в результате воздействия на организм многих экзогенных факторов, часто встречается при чрезвычайных ситуациях мирного времени (Нечаев Э.А. с соавт.,1990; Heber-er G., 1985), авиакатастрофах (Разсолов Н.А., 1991), дорожно-транспортных происшествиях (Дорфман А.Г. и др., 1994). Особое место занимает кровопотеря. В последние десятилетия уделяется большое внимание механизмам адаптации и восстановления тканей при критических и терминальных состояниях. (Царев Б.М. и др., 1991).
Течение шока при потере крови, как правило, обусловлено воздействием токсинов (Gaentgens Р:, 1989) и гиповолемией, что находит отражение в нарушении реологических свойств крови, что в свою очередь может приводить к блокаде микроциркуляции (Lewis D., 1984; Lewis F., 1986; Kawai Y. et al., 1989; Kroll ML, Schafer A., 1989) и, в конечном итоге, к развитию ДВС-синдрома (УмноваМ.А., 1989; Иванов Е.П., 1991; Лычев В.Г., 1993; Heinrichs С, 1982; EgbringR., SeitzR., 1989; Bauer К.А. etal., 1990).
При шоковых состояниях изменения со стороны многих внутренних органов находят яркое проявление в широко используемом термине «полиорганная недостаточность» (Неговский В.А. и др., 1987; Гембицкий Е.В. и др., 1994; Золотокрылина Е.С., 1994), которая характеризуется формированием
«шоковых органов»: «шоковая печень», «шоковая почка», «шоковое легкое»
и др. Наличие множественных изменений затрудняет диагностику, значительно осложняет прогнозирование исходов (Малахов С.Ф. и др., 1993; Моисеев К.В. и др., 1993; Булыгин Л.Г. и др., 1994). Изучение патогенетических механизмов позволит создать систему быстрой и ранней оценки степени тяжести развивающегося процесса (Атясов Н.И. и др., 1991; Кирсанова А.К. и др., 1992; Саушев И.В., 1995; Сопло A. et ah, 1987), поможет более правильно выбрать эффективные препараты и способы их введения и значительно улучшить результаты лечения в критических состояниях (Верещагин И.П.' и др., 1993; Атясов Н.И., 1997; Sevitt S., 1975).
Кровопотеря, приходящаяся на период выраженных проявлений повреждения, более тяжело переносится, чем в случае одновременного поражения и кровопотери. По мнению некоторых авторов, оживление организма, перенесшего массивную кровопотерю, возможно путем только внутриартериаль-ного нагнетания крови или кровезаменителей. Однако и в том случае восстановление волемических расстройств не является стабильным и большая часть животных погибает уже в раннем постреанимационном периоде (Кузин М.И., Сологуб В.К., Юденич В.В., 1982, Слесаренко СВ., 1997, Фомичев В.А., Мо-сунов А.И., Абрамов Ю.А., 1993).
Особенностью патогенеза кровопотери является не только быстро наступающий дефицит ОЦК, но и отсутствие соответствующих внутрисистемных приспособительных реакций (повышение тонуса емкостных, резистив-ных сосудов, гемодилюция). Многоуровневые расстройства кровообращения приводят к гипоперфузии кровью большинства органов и тканей с развитием циркуляторной и тканевой гипоксии. Нарушения функционирования системы транспорта газов кровью при этом выступает универсальным механизмом танатогенеза.
В тоже время среди исследователей сохраняется неоднозначное отношение к проблеме коррекции газотранспортной функции крови при кровопоте-ре.
Как свидетельствуют данные литературы кровопотеря ведет к замедлению тока крови. В потоке крови изменятся обычное расположение форменных элементов крови. Эритроциты образуют комплексы (агрегаты), которые в последующем формируют конгломераты. Механизм агрегации сложен и обусловлен изменением устойчивости «суспензии» эритроцитов, изменением их физико-химических свойств, возрастанием вязкости крови, набуханием эритроцитов, ацидозом, изменением сопротивления сосудов. К нарушению микроциркуляции ведет также агрегация тромбоцитов, которая предшествует агрегации эритроцитов. Для развития повреждений структур почек важное значение принадлежит повышению проницаемости сосудов. Артериальный тонус, который развивается на начальных этапах кровопотери, постепенно снижается, но сохраняется венулярный. Это ведет к застою крови в сосудах микроциркуляторного русла, возрастанию проницаемости капилляров, прогрессирующей потери жидкости, агрегации эритроцитов.
Патогенетическая роль почек, при острой массивной кровопотере, обусловлена нарушением выведения воды, солей натрия, некоторых вазоактив-ных факторов, а также выработкой почками веществ, активно влияющих на сосудистые стенки.
Почки потребляют значительное количество крови для осуществления своих функций. Почечная фракция сердечного выброса составляет 16-25%. Основная часть крови, проходящей через сосуды почек, приходится на долю коркового вещества, а через мозговой слой проходит только 1-8% крови.
Важную роль играет изучение ферментных систем органов. Острая массивная кровопотеря вызывает инактивацию некоторых ферментов, необходимых для нормального течения обменных процессов в организме, что сказывается на клинических проявлениях кровопотери (Молоканов К.М. и соавт., 1971; Рашевская A.M. и соавт., 1971). Поэтому гистоэнзиматические и гистохимические исследования необходимы для определения патогенеза действия массивной кровопотери на организм (Тиунов Л.А., 1976).
Как известно, основу инфузионно-трансфузионной терапии в настоящее время составляют коллоидные и солевые кровезамещающие растворы (Бе-лушкина Н.Н., Григорьев Н.Б., Северина И.С., 1994, Кукош М.В., Смирнов А.В., Федеров А.Г., 1996). Коллоидные растворы на основе декстрана, в том числе отечественные препараты - полиглюкин и реополиглюкин, являются достаточно эффективными средствами восполнения дефицита ОЦК после кровопотери. Применение полиглюкина у облученных собак в качестве кровезаменителя обеспечивало выведение их из коллапса при смертельной кро-вопотере и нормализовало гемодинамику (Царев Б.М., Кижаев Е.В., Вавилов М.П., 1991, Царевский Н.Н., 1990). В то же время коллоидные кровезаменители способны резко усиливать клеточную дегидратацию, что в условиях постгеморрагической гиповолемии может усилить тканевую гипоксию и вызвать некробиотические изменения клеток (Kuroda Т., Harada Т., Tsutsumi Н.,. 1997, Leblanc М., Thibeault Y., Querin S., 1997).
В схемах лечения кровопотери широко используются также солевые растворы: раствор Рингера, лактасол и другие (Можаева И.П., 1993). Многие авторы для получения лечебного эффекта рекомендуют их вводить в объемах, в 3-4 раза превосходящих величину кровопотери. На модели геморрагического шока у собак при введении трехкратного по дефициту ОЦК объема изотонического раствора хлорида натрия удавалось добиться достаточно продолжительной стабилизации гемодинамики (Иванов Е.П., 1991, Мерзон А.К., Хорунжая Л.В., 1986). Нормоволемическая инфузия солевых растворов при острой массивной кровопотере, как правило, оказывает нестойкое гемо-динамическое действие и не удовлетворяет потребность тканей в кислороде.
Анализ инфузионной терапии гипертоническим раствором NaCl и раствором Рингера при почечной недостаточности у больных с массивной кро-вопотерей в исследованиях P.P. Huang et al., (1995) показал, что гипертонический раствор, в целом, не оказывает положительного влияния и не способствует снижению почечной патологии, а нередко приводит к развитию выраженной почечной недостаточности, заканчивающейся смертельным исходом.
По мнению авторов работы, следует осторожно применять гипертонический раствор больным с кровопотерей в восстановительном периоде.
Считается, что наиболее адекватной трансфузионной средой для возмещения кровопотери является донорская кровь. Однако в комплексе лечебных мероприятий первой врачебной помощи инфузии донорской крови не предусматриваются, главным образом, по причинам организационного характера. Кроме того, показано, что даже раннее замещение кровью, после кровопотере может приводить к ухудшению состояния облученных животных (Клячкин Л.М., Лебедева М.Н., Клячкина И.Л., 1997, Kumar R., Seth R.K., Seklion M.S., Bhrgava J.S., 1995). Переливание кровесолевого раствора Петрова (1:1) и кро-вежелатинового раствора собакам, обескровленным до агонального состояния, оказалось малоэффективным (Кузин М.И., Сологуб В.К., Юденич В.В., 1982).
Анализ литературы свидетельствует о том, что кровезаменители остаются важнейшими средствами терапии шока и кровопотери. Тем не менее, ни один из существующих ныне кровезамещающих растворов полностью не отвечает современным требованиям. Это обстоятельство обуславливает необходимость разработки новых средств инфузионной терапии, которые, наряду с гемодинамическим действием, обладали бы способностью существенно улучшать кислородное обеспечение тканей организма. Среди препаратов этого класса особый интерес представляют кровезаменители на основе пер-фторуглеродов.
Работы по изучению перфторорганических соединений (ПФОС), обладающих способностью растворять значительные количества кислорода и углекислого газа, ведутся с 80-х годов (Кирсанова А.К. и соавт., 1992, Козюк П.М. и соавт., 1988, Hart S., Boughton B.G., 1989, Manning (Jr) R.D., Hu L. 1994). По физическим свойствам ПФОС представляют собой нерастворимые в воде жидкости, поэтому для внутривенного введения они пригодны в виде тонкодисперсных эмульсий, стабилизированных поверхностно-активными
веществами (Голубев A.M., Маджидов М.Г., 1993, Кильдюшов А.Н., 1994,
Abcouwer S.F. и соавт., 1997, Stegmayr B.G., 1996). В состав кровезаменителей - переносчиков кислорода на основе ПФОС - входят и плазмозамещаю-щие растворы гемодинамического действия, так как эмульсия ПФОС не обладает достаточным коллоидно-осмотическим давлением, необходимым для поддержания ОЦК на таком уровне, который обеспечивал бы достаточный венозный возврат крови к сердцу и адекватный минутный объем кровообращения (Западнюк И.П., Западнюк В.И., Захария Е.А., Западнюк Б.В., 1983, Братусь В.Д., Шерман Д.Н., 1989).
Содержание ПФОС в кровезамещающей эмульсии не превышает 10 % по объему. Вследствие этого в отличие от жидких перфторуглеродов их эмульсии растворяют меньше кислорода (до 7 мл/дл) (Моисеев К.В., Васильев СВ., Слепушкин В.Д., 1993, Мороз В.В., 1995,). Это значительно меньше кислородной емкости артериальной крови, однако в физиологических условиях артериальная кровь отдает тканям в среднем 5-6 мл/дл кислорода, что может оказаться вполне достаточным для удовлетворения кислородного запроса (Можаева И.П., 1993, Twigley A.J., Hillman К.М., 1985).
Противогипоксическое действие перфторуглеродных эмульсий связано не только с их газотранспортными свойствами. Растворяясь в мембранах клеток, они защищают их от повреждений (Гембицкий Е.В., Клячкин Л.Н., Кирсанов М.М., 1994, Кудинов С.А., 1983, Shimizu A., Masuda Y., Ishizaki М., 1994, Таратынов И.Б., 1996). Последний эффект не менее важен, так как он дает организму резерв времени для восстановления эритроцитарной массы, предотвращая развитие гипоксии. Другим механизмом, посредством которого перфторуглеродные эмульсии улучшают кровоток, является их влияние на тонус сосудов. Значительна роль перфторуглеродной эмульсии в стимуляции фагоцитоза (Ершова И.Н., 1994, Morishima Y., 1995, Saitoh D., Okada Y., Ta-kahara Т., 1994), индукции антиоксидантной защиты (Шюк О., 1981, Moncada S., Palmer R.M.J., Higgs Е.А., 1991) и биохимических систем детоксикации (Horton J.W., Burton К.Р., White D.J., 1995). Это защитное действие ПФОС
реализуется не только за счет повышения газотранспортных свойств плазмы
крови, но также за счет стабилизации клеточных мембран и снижения их проницаемости для ионов кальция (Berridge M.J., 1993, Yang Н., Sheng Z., GuoZ., 1995).
Таким образом, данные литературы свидетельствуют о том, что физиологические и биофизические аспекты целесообразности использования эмульсий ПФОС в качестве средств коррекции нарушений в системе транспорта газов кровью при различных патологических состояниях вполне очевидны.
Создание отечественных эмульсий началось в середине 70-х годов (Голубев A.M., 1993, Kriz W., Sakai Т., Hosser H., 1994). Были получены экспериментальные образцы препаратов - перфукол, фторэм, перфузоль, перфто-ран и др. Среди них наиболее значительный интерес вызывает перфторан. В настоящее время удалось улучшить технологию диспергирования ПФОС, обеспечить их монодисперсность, а дополнительная очистка и подбор эмульгаторов позволили снизить реактогенность перфторана и побочные эффекты (Горкун А.В., 1990). В настоящее время перфторан рекомендован для широкого клинического применения и промышленного выпуска.
Перфторан получен методом гомогенизации под давлением и содержит 10% (по объему) смеси перфтордекалина и перфторметилциклогексилпипе-ридина, взятых в соотношении 2:1, а также эмульгатор - проксанол П-268 (сополимер окиси этилена и окиси пропилена). Солевой фон эмульсии соответствует по содержанию основным солям плазмы, рН равняется 7,4. Средний диаметр-частиц составляет 0,03 - 0,15 мкм, осмотичность - 340 мОсм, вязкость - 2,5 сП. Растворимость кислорода - 7,0 мл/дл (р02 - 760 мм рт. ст., t 20 С), растворимость С02 - 60,0 мл/дл (рС02 - 760 мм рт. ст., 120 С) (Голубев A.M., 1993).
Выведение ПФОС из организма осуществляется через легкие, почки, кишечник, кожу (Abcouwer S.F., Lohmann R., Bode B.P., Lustig R.J., Souba W.W., 1997, Conno A.F. Jr., Dawson N.W., McCaffree D.R., 1987). Период no-
лувыведения эмульсии ПФОС зависит от дозы и составляет при 10 мл/кг -7,5ч, 20 мл/кг - 14,5 ч, 30 мл/кг - 20 ч (Братусь В.Д., Шерман Д.Н., 1989).
Наряду с положительными свойствами следует отметить, что эмульсии ПФОС не могут переносить необходимые для нормального функционирования органов питательные вещества и выводить продукты метаболизма (Моисеев К.В., Васильев СВ., Слепушкин В.Д., 1993). Перфторорганические эмульсии имеют низкую устойчивость при хранении. Главным недостатком эмульсий ПФОС, стабилизированных проксанолом, является их реактоген-ность, которая обусловлена, как принято считать, активацией системы комплемента (Горкун А.В., 1990, Ward C.G. Burns. J Am., 1998). Реактогенность связана с ПАВ - проксанолом, а также зависит от размера частиц эмульсии (Бегоулов И.В., 1986, Евтушенко А.Я., Лисаченко Г.В., 1994). Это влияние связано с чужеродностью и химической инертностью ПФОС, которые не ме-таболизируются в организме, а задерживаются в органах (печень, селезенка и др.), вызывая их морфологические изменения (Castede J.C., Maachi В., 1997, Conno A.F. Jr., Dawson N.W., McCaffree D.R., 1987).
Экспериментальные исследования по изучению газотранспортных свойств эмульсий ПФОС на различных моделях циркуляторной гипоксии проводились в двух основных направлениях: в условиях обменного замещения крови, а также при трансфузиях в объеме кровопотери. Уже первые работы показали способность ПФОС переносить кислород в живом организме (Аграненко В.А., Кавешникова Б.Ф., 1994, Атясов Н.И., 1994, Horton J.W., Burton К.Р., White D.J., 1995, Sosunov A.A., Hassal CJ.S., Loesch A., Turmaine M., Burnstock G., 1995). Была доказана возможность выживания и дальнейшего нормального развития молодых белых крыс после замены у них практически всей крови препаратом ПФОС. Последующие исследования поставили тем не менее эти данные под сомнение. В аналогичных опытах, поддерживая высокую концентрацию кислорода в крови инфузиями флюозола-ДА, удавалось сохранить жизнь животным при низком гематокритном числе
(0,01-0,04 л/л) однако не более чем в течение 1-2 сут после замены крови (Та-
пака Т, Kita Т, Тапака N., 1994). Данные результаты впоследствии были подтверждены в опытах на собаках.
Эксперименты с полным или частичным обменным замещением крови эмульсиями ПФОС свидетельствуют о принципиальной возможности использования препаратов этого класса в качестве переносчиков кислорода. При этом жизнедеятельность животных поддерживается в течение нескольких часов и даже суток исключительно за счет циркуляции кровезаменителя.
Доказательства газотранспортного эффекта эмульсий ПФОС в опытах с обменным кровезамещением легли в основу работ по их изучению на моделях геморрагического шока. Исследования газотранспортных свойств ПФОС при кровопотере, осложненной геморрагическим шоком, выявили сложность и противоречивость рассматриваемой проблемы. Речь прежде всего идет о зависимости эффекта эмульсий перфторуглеродов от объема проводимой трансфузии и условий кислородного обеспечения организма.
По мнению ряда авторов эмульсии перфторуглеродов способны улучшить газотранспортную функцию крови только при тяжелой кровопотере, когда содержание гемоглобина в крови не превышает 33 г/л и для изоволе-мического возмещения дефицита ОЦК требуются достаточно большие объемы ПФОС (Mester М. Carter Е.А, Tompkins R.G., 1994). При более высоком содержании гемоглобина эффект перфторуглеродов мало чем отличается от действия обычных кровезаменителей. По мнению ряда авторов, малые объемы перфторуглеродных эмульсий не способны обеспечить реальное улучшение кислородного снабжения организма. В то же время в противовес этим данным имеются результаты экспериментальных исследований, свидетельствующих о целесообразности использования малых объемов ПФОС при тяжелой кровопотере.
На модели геморрагического шока у собак при возмещении кровопотери солевым раствором с дополнительным введением небольшого объема пер-фторуглеродной эмульсии рассмотрены условия газообмена в тканях с учетом реальной кислородной емкости эмульсий ПФОС и транспорта углеки-
слого газа (Западнюк И.П., Западнюк В.И., Захария Е.А., Западнюк Б.В., 1983, Золотокрылина Е.С., 1994, Непомнящих Л.М., 1981, Нечаев Э.А., Савицкий Г.Г., Маник В.М., 1990). Проведенные исследования показали, что доставка кислорода тканям у животных осуществлялась главным образом эритроцитарным гемоглобином: относительная доля кислорода, растворенного в эмульсии ПФОС и транспортируемого ею, составляла 10:1 от общей кислородной емкости крови и системного транспорта кислорода. Напряжение кислорода в венозной крови практически не менялось в ходе лечения, арте-рио-венозная разница по напряжению кислорода у подопытных животных была в 1,5 раза выше, чем в контроле. В связи с этим суммарная скорость диффузии при обмене в перфторуглеродной эмульсии выше за счет большей поверхности для газообмена (Городецкий В.М., 1996). Другими факторами улучшения транспорта могут являться также облегчение условий дезоксиге-нации гемоглобина за счет снижения его сродства к кислороду в силу повышения напряжения в крови СОг и увеличения проницаемости мембран эритроцитов для кислорода (Золотокрылина Е.С., 1994, Джурко Б.И., 1995). Исходя из изложенного следует, что малые объемы эмульсии ПФОС, принимая прямое участие в транспорте газов крови, могут увеличивать скорость доставки кислорода к тканям и элиминации углекислоты за счет ускорения диффузии газов крови.
В аспекте исследуемой проблемы отдельного внимания заслуживает вопрос о реальном вкладе эмульсии ПФОС в кислородную емкость крови. Данные литературы свидетельствуют о том, что решение его в условиях активного участия эритроцитарного гемоглобина в транспорте газов крови весьма затруднительно (Matsuda Н., Shoemares W., 1975, Matsumoto Y., 1995, Mester M. Carter E.A, Tompkins R.G., 1994). Гипоксия, характеризуется значительным снижением содержания кислорода в артериальной крови, резким снижением интенсивности потребления кислорода, уменьшением концентрации оксигемоглобина, что свидетельствует о нарушении кислородотранспортной
функции крови и развитии тяжелой кислородной недостаточности (Гридин
B.C., 1992, Зильбер А.П., 1989, Berridge M.J., 1993, Egbring R. Seitz R., 1989). Регистрируется выраженное повышение пирувата и молочной кислоты в крови. Значимо возрастает коэффициент молочная кислота/пировиноградная кислота за счет увеличения содержания лактата. Угнетается активность ферментов начальных этапов гликолиза, возрастает количество ферментов пен-тозофосфатного цикла (Джурко Б.И., 1995, Малахов С.Ф., Бурмистров В.М., Баутин Е.А., Пухов В.В., 1993, Окунев Н.А., Махров В.И., Маркосьян С.А., 1994).
Эффективность газотранспортной функции перфторуглеродов возрастает при их сочетанном изменении с другими препаратами и использовании технологий, способствующих более полной оксигенации перфторуглеродных эмульсий.
Так, восполнение ОЦК эмульсиями перфторуглеродов и гидроксиэтил-крахмалом при дыхании чистым кислородом приводило к улучшению кислородного обеспечению тканей организма животных в остром периоде травматической болезни, а также оказывало положительное влияние на функциональные свойства структур центральной нервной системы. Аналогичные условия могут быть созданы под влиянием ГБО. При замещении 70 % ОЦК эмульсией ПФОС с последующей ГБО достигалась большая выживаемость собак, чем при использовании традиционных плазмозаменителей. ГБО включала ряд компенсаторных механизмов, что позволяло более эффективно использовать кислородтранспортные свойства перфторуглеродной эмульсии (Monafo W.W., 1980).
Логично предположить, что эффективность перфторуглеродных эмульсий может быть также повышена путем их гипероксигенации in vitro. Ряд исследований свидетельствуют о перспективности использования гипербариче-ски оксигенированных гемотрансфузионных жидкостей при различных патологических состояниях (Лыткин М.И., Матвеев С.А., 1990, Callaham М., 1987, Gonzalez - Flecha В., Boveris А., 1995). Данных о газотранспортном эффекте эмульсий ПФОС, оксигенированных под высоким давлением в дос-
тупной литературе не обнаружено. Тем не менее, с учетом значительно более высокой кислородной емкости перфторуглеродных эмульсий по сравнению с традиционными кровезаменителями данный способ может оказаться весьма приемлемым для повышения газотранспортной функции крови при тяжелом гипоксическом синдроме.
Таким образом, теоретические положения и данные многочисленных экспериментов однозначно свидетельствуют о принципиальной возможности использования перфторорганических эмульсий в схемах инфузионной терапии острой массивной кровопотери.
Итоги клинического применения перфторана - первого отечественного плазмозамещающего препарата с газотранспортным свойствами, свидетельствуют о перспективности использования перфторуглеродных эмульсий для коррекции гипоксии при различных критических состояниях (Ehrenwerth J., Sorbo S., Hachel A., 1986, lrazu C.E., Rajagopalan P.R., Orak J.K., Fitts СТ., Singh L, 1990, Lewis D.H., 1984). Инфузия перфторана пострадавшим с тяжелой посттравматической гиповолемией повышала производительность работы сердца, не нарушала развертывания комплекса срочных компенсаторных процессов в системе газообмена, способствовало оптимизации функции внешнего дыхания за счет улучшения микроциркуляции в легких, улучшения тканевого дыхания, что позволяло отказаться от гемотрансфузий при субнормальных величинах числа эритроцитов (Усанова А.А., 1994). При использовании перфторана для течения массивной кровопотери даже в условиях низкой концентрации гемоглобина (36-75 г/л) сохранялось высокое напряжение кислорода в артериальной и венозной крови, существенно не нарушались свертывающая и антисвертывающая системы крови, что также подтверждает антигипоксическое действие перфторана (Назаров И.П., Попов А.А., Кокау-лина Г.Д. и др., 1995). При этом доля кислорода, доставляемого тканям в физически растворенном виде, в группе больных получавших перфторан, составляла в среднем 30 %, тогда как при введении полиглюкина - не превышала 6% (Умнова М.А., 1989).
Применение перфторана у больных с тяжелыми гастродуоденальными кровотечениями приводило к подъему и стабилизации АД, центрального венозного давления, ликвидации периферического сосудистого спазма, отмечена тенденция к повышению рН артериальной крови до 7,40 - 7,42, истинного бикарбоната на 20-30 %. Ближайший послеоперационный период у больных основной группы протекал без осложнений (Castede J.C., Maachi В., 1997, Hurren J.S., Dunn K.W., 1995, Ito S., 1994).
Таким образом, эмульсии перфторуглеродов при массивной кровопотере оказывают в целом положительное влияние на кислородное обеспечение тканей организма, дают возможность по меньшей мере в 2-3 раза снизить потребность в донорской крови, а в ряде случаев полностью отказаться от гемо-трансфузий. Многочисленные сообщения о положительном влиянии перфторуглеродов на кислородное обеспечение тканей организма при гиповолемии позволяют предполагать возможность использования данной группы препаратов для коррекции газотранспортной функции при массивной кровопотере. Проблеме обратимости изменений внутренних органов посвящено значительное количество работ. По данным Д.С.Саркисова (Клячкин Л.М. и со-авт., 1997), восстановление структуры и функции может осуществляться с помощью клеточных и внутриклеточных процессов. Особое значение приобретает вопрос об обратимости морфологических изменений паренхимы и сосудов почки при расстройствах кровообращения в целях правильного выбора терапевтического или хирургического метода лечения. В начале кровопотери развиваются разнообразные приспособительные реакции. Поддержание артериального давления осуществляется за счет вазоконстрикции и ограничения перфузии периферических органов и тканей, в которых прогрессирует гипоксия. В более позднем периоде при развитии гипоксии почек спазм сосудов поддерживается ренин-ангиотензивной системой. Ангиотензин является более мощным вазоконстриктором, чем катехоламины. Объем циркулирующей крови поддерживается и другим компенсаторным механизмом - поступлением жидкости в кровь из интерстиция. В случае развития геморрагического
шока кровоток через почки уменьшается в 7,3 раза (В.К.Кулагин, 1978). Несмотря на ауторегуляцию при кровопотере клубочковая фильтрация меньше страдает, чем динамика величины почечного кровотока.
Структурно-функциональной единицей почки является нефрон, состоящий из почечного тельца и канальца, имеющего различное строение по своей длине. Клубочек - это система плотно расположенных капилляров, между которыми находятся, так называемые, мезангиальные клетки. Эти клетки имеют рецепторы ангиотензина II и вазопрессина, последний способен стимулировать сокращение мезангиальных клеток. В стенке приносящих арте-риол, перед их разветвлением на капилляры, гладкомышечные клетки «заменяются» на секреторные юкстагломерулярные клетки (ЮГК), отличающиеся наличием больших гранулярных везикул, содержащих преимущественно ренин. В месте расположения этих клеток внутренняя эластическая мембрана приносящей артериолы отсутствует, поэтому они находятся в тесном контакте с эндотелием и быстро реагируют на изменения уровня различных биологически активных компонентов крови. В месте контакта восходящего отдела дистального канальца с почечным тельцем, его эпителиальные клетки отличаются от соседних эпителиальных и обозначаются плотным пятном, с которым тесно контактируют ЮГК (McManus J.F.A., 1947) (см. рис Л).
Система канальцев начинается проксимальным извитым отделом, клетки которого представлены высоким кубическим эпителием. На апикальной поверхности клеток имеются многочисленные микроворсинки, образующие щеточную каемку. Извитая часть канальца переходит в прямой отдел, клетки которого ниже, имеют меньшее число латеральных и базальных складок и количество микроворсинок. Число последних постепенно снижается по мере приближения к тонкому отделу петли Генле.
В этом отделе нефрона, стенка канальца представлена плоскими эпителиальными клетками неправильной формы; их центральная ядро-содержащая часть выступает в просвет. Клетки содержат незначительное количество ли-
зосом и единичные гранулы, напоминающие липофусциновые, а также фи-
ламенты, располагающиеся как группами, так и по одиночке. Микроворсинки единичные и различаются своей длиной. Структура восходящего толстого отдела петли Генле и начало дистального прямого канальца не отличается от структуры дистального извитого канальца. Эпителий толстого отдела - кубический. Из дистального извитого канальца моча поступает в собирательные трубочки.
Рис. 1. Схематическое представление строения почечного тельца (А) и взаимоотношений подоцитов с капиллярами (Б) (по von D.Drenckhalm и W.Zenker, 1994). Обозначения:
(А): 1 - просвет капилляра, 2 - фенестрированный эндотелий, 3 - базальная мембрана капилляра, 4 - участок капилляра, не покрытый отростками подоцитов и сообщающийся с мезангиальным пространством, 5 -подоцит (тело и отростки), 6 - эпителиальная выстилка наружного листка капсулы, 7 -базальная мембрана наружного листка капсулы, 8- базальная мембрана капилляра, переходящая на наружную капсулу клубочка, 9 - эпителий проксимального канальца нефрона, 10 - полость капсулы, 11 - приносящая артериола, .12 - выносящая артериола, 13 - плотное пятно в дистальном канальце, 14
- юкстагломерулярные клетки в стенке приносящей артериолы, 15 -гладкомышечные клетки, 16 - адвентициальная оболочка артериолы, (Б): 1 -тело подоцита, 2 - цитотрабекула, 3 - цитоподия, 4 - свободное пространство между ножками подоцита, 5,6,7 - базальная мембрана (три пластинки разной электронной плотности), 8 - эндотелиальная клетка, 9 - фенестра эндотелия, 10, 10а и 11 - компоненты мезангиальной клетки.
Постоянное внимание клиницистов и морфологов привлекает проблема, связанная с нарушением кровоснабжения почки (Гринев М.В., 1988, Западнюк И.П. и соавт., 1983, Кариев М.Х., Яругский Е.Е., 1991, Мороз В.В. и соавт., 2004, Чистяков СИ., 1991, Чотий Е.В., 1992, Bauer К.А. и соавт., 1990).
Обратимость патологических изменений в почке изучена более детально при ишемии (Неговский В.А., Гурвич A.M., Золотокрылина Е.С., 1987). В тоже время, восстановительные процессы в почке при венозном застое остаются наименее изученными по сравнению с таковыми в легких, печени, сердце, центральной нервной системе (Жижин В.Н., Герасимова Л.И., Пу-тинцев А.Н., 1996, Лебедева Р.Н., Полуторнова Т.В., 1995).
В стадии декомпенсации клубочки почки резко увеличены в размерах, полнокровны. Внутрипочечные вены и перитубулярные капилляры расширены. В междольковых и дуговых артериях наблюдается коллагенизация всех слоев стенки. В дуговых венах видно огрубление и нарастание количества коллагеновых волокон, их мышечные элементы в состоянии дистрофии или атрофии. Все эти изменения свидетельствуют о срыве компенсаторной гипертрофии мышечных элементов артерий и вен, в результате чего наступают необратимые склеротические изменения в сосудах почки.
Гипоксия и лимфостаз, имеющие место при кровопотере приводят к выраженным изменениям со стороны каемчатых и кубических клеток проксимальных и дистальных частей канальцев нефрона: от вакуольной дистрофии в стадии компенсации до некроза и склерозирования в фазу декомпенсации
(Гридин B.C., 1992, Иванов Е.П., 1991, Моисеев К.В., Васильев СВ., Сле-пушкин В.Д., 1993, Саушев И.В., 1995).
При морфологическом исследовании в глубоких отделах коркового вещества отмечались очаги лейкоцитарной инфильтрации. Быстро развивались дистрофические и некротические изменения дистального и особенно проксимального эпителия, а затем клубочков, и к 4-5-му дню формировались очаги некроза коры. Особенностью некрозов коры в условиях венозного застоя является раннее отложение извести в некротизированном нефроэпите-лии. Некрозы пирамид развивались позже и имели вид очагов колликвацион-ного некроза без демаркации (Гембицкий Е.В., Клячкин Л.Н., Кирсанов М.М., 1994).
При односторонней полной перевязке почечной вены прослежена организация очаговых некрозов коры почек. Она происходит путем пролиферации интерстициальных клеток между канальцами с последующей коллагени-зацией. Сохранившиеся в зоне некроза канальцы кистозно расширены, их эпителий уплощен. Резкое расширение дистальных отрезков междольковых вен и вен капсулы свидетельствует о развитии коллатерального кровоснабжения (Слесаренко СВ., 1997, Bayati A., Nygren К., Kallskog О., Wolgast М., 1990).
Дистрофические изменения паренхимы почки возникают в результате кровопотери, гипоксии, механического сдавления канальцевой системы расширенной сосудисто-капиллярной сетью, а таюке в результате кровоизлияний. Внутрипочечные вены через капсулярные сосудистые сплетения связаны с надпочечными, яичковыми /яичниковыми/, брыжеечными, поясничными венами (Заржецкий Ю.В., Трубина И.Е., Закс И.О. и др., 1992). В ранние сроки наблюдается умеренное расширение внутрипочечных вен, полнокровие перитубулярных капилляров, приносящие артериолы сужены (Можаева И.П., 1993). В каемчатых и кубических клетках проксимальных и дистальных частей канальцев нефронов обнаруживается умеренная степень вакуольной
дистрофии, расширение просвета канальцев и уплощение эпителиоцитов.
Вокруг канальцев отмечается лейкоцитарная инфильтрация с очаговым разрастанием соединительной ткани в более отдаленные сроки опыта. С увеличением срока наблюдения налаживается коллатеральный отток через расширенные поверхностные отрезки междольковых вен в вены паранефральной клетчатки. Почечная ткань, таким образом, переходит на более ограниченный "режим" кровоснабжения (Гембицкий Е.В., Клячкин Л.Н., Кирсанов М.М., 1994). В дальнейшем микро- и ультраструктура каемчатых и кубических клеток проксимальных и дистальных частей канальцев нефрона, эндо-телиоцитов, миоцитов, микрососудов характеризуется мозаичными изменениями.
V.Petrozza с соавторами (1994) установили, что полидиоксирибонуклео-тид влияет на высвобождение из эндотелия кровеносных сосудов простацик-лина PGI2, проявляющего выраженную профибринолитическую, антитром-ботическую и тромболитическую активность. В работе этих авторов исследовалась ОПН при бактериальной и временной преходящей ишемии почек; проводился морфологический свето- и электронно-микроскопический контроль повреждения структуры почек.
При массивных кровопотерях в тканях значительно повышается также уровень неспецифических воспалительных агентов: простагландинов, гиста-мина, бактериальных токсинов, цитокинов.
Снижение кровообращения в почках при кровопотере может быть связано с повышенным освобождением эндогенных сильнодействующих вазо-констрикторов, в частности тромбоксана-В2.
Простагландины известны как сильнодействующие регуляторы кровотока. Содержание этих простагландинов снижалось более чем на 50% через 12 часов после кровопотери и восстанавливалось к 24 часов после кровопо-теревого периода. Низкий уровень эндогенных вазодилятаторов авторы связывают с ишемией сосудов в этот критический период времени.
Перекисное окисление липидов и образование высокотоксических свободных радикалов кислорода (Horton J.W. et al., 1995) имеют патогенетиче-
ское значение при различной патологии, в том числе и при массивной крово-потере. В работе R. Kumar с соавторами (1995) исследовался уровень продуктов перикисного окисления липидов - малонового диальдегида (МДА), активность трансаминаз и щелочной фосфатазы в сыворотке крови в различные интервалы времени у пациентов с термическими поражениями. Следует отметить, что в раннем периоде, после кровопотере повышался уровень МДА, что может быть связано с повреждением внутренних органов, в том числе и почек, в результате выхода клеточных ферментов в кровяное русло из поврежденных тканей, а активность трансаминаз и щелочной фосфатазы повышалась на поздних этапах.
В экспериментальных исследованиях (Lu et al., 1995) на животных (крысы), проводилось изучение повреждений почек в зависимости от длительности перфузионной терапии при кровопотере. Методом электронного резонанса определяли уровень свободных радикалов, активность АТФ в тканях почек, уровень ЛДГ-5, МДА, АТФ в печени, а также содержание мочевины и креатинина в крови. На основании проведенных исследований был сделан вывод, что свободные радикалы кислорода играют главную роль в повреждении печени и почек, приводя к задержке жидкости в изученных тканях. Перфузия средней продолжительности не защищает полностью почки, и только длительная трансфузионная терапия приводит к снижению уровня свободных радикалов и является эффективным способом терапии.
В экспериментах на крысах (Eretskaia E.V. et al., 1995) установлено значительное снижение содержания протеинов, связывающих сульфат железа в энергетических системах митохондрий почек на второй день после кровопо-тери после нанесения повреждения. Основное значение в генезе таких изменений, по мнению авторов, имеет снижение активности фермента цитохро-моксидазы Р - 450. Появление парамагнитных нитрозиловых комплексов, содержащих и не содержащих гем железа, специфично для гипоксии в поврежденных мышечных тканях и сопровождается низким содержанием трансфе-
рина и повышением антиоксидантной активности плазмы крови.
При кровопотерях, как это было показано в экспериментах Н. Lin с соавторами (1995) на крысах, значительно повышается проницаемость почечных сосудов. Применение глюкокортикоидов, направленное на защиту проницаемости сосудов, может приводить к обратному «парадоксальному» эффекту и усугублять общее состояние и локальный кровоток в изученных органах.
В последнее время большое внимание уделяется роли цитокинов в патогенезе клеточного повреждения при кровопотерях. Цитокины являются предполагаемыми медиаторами термических повреждений, приводящими к системным сдвигам в организме. Показано, что термические и механические повреждения индуцируют очень быструю и органоспецифичную продукцию интерлейкина-1 альфа в печени, легких, почках, посредством механизмов, не связанных с влиянием полилипосахаридов и эндотоксемии (Mester М. et al., 1994) В работе F.T. Caldwell и соавт. (1997), выполненной на крысах, показано, что содержание в крови некоторых цитокинов, в частности интерлейкина - 6 и липополисахаридов значительно повышается при кровопотерях и именно это, по мнению авторов, вызывает повышение общей температуры тела.
В. Gonzalez-Flecha и A. Boveris (1995) изучили электронный транспорт и продукцию О2/Н2О2 в почках крыс при ишемии и последующей реперфузии. Авторы отметили, что продукция Н2О2 митохондриями была в 1,5 - 4 раза выше в почках при ишемии, которая являлась причиной снижения транспорта электронов и ферментативной активности НАД-диафоразы, НАДФ-диафоразы и СДГ. Реперфузия не отражалась на активности НАДФ-диафоразы, но вызывала ингибирование потребления кислорода и повышение активности СДГ.
R.B. Doctor и соавторы (1997) отметили, что ишемия почек индуцирует повреждение клеток эпителия канальцев, проявляющееся в нарушениях ци-тоскелета, изменениях структуры мембран в виде образования псевдовыростов апикальных отделов (пузырей) и в итоге - лизисе мембран. Механизм, лежащий в основе повреждения, в большинстве своем не известен. В проксимальных канальцах изолированных почек у крыс показано, что одним из
основных механизмов является снижение уровня АТФ, что в свою очередь приводит к нарушению связи цитоскелета с плазматической мембраной, повышению пористости последней и неконтролируемому входу катионов и воды внутрь клетки.
Придается большое значение нарушениям полярности клеток, определяющимся, прежде всего, распределением актиновых микрофиламентов, при патологии эпителия канальцев (Leiser, Molitoris, 1993). Флюоресцентным иммуноморфологическим методом (P.S.Kellerman, R.T.Bogusky, 1992) было показано, что снижение содержания фибриллярного F-актина в апикальных отделах эпителия проксимальных канальцев при ишемии происходит уже в первые минуты ишемии. Изменения цитоскелета могут иметь весьма существенное значение в нарушении реабсорбции и транспорта мочи по канальцам.
С повреждением актиновых филаментов при ишемии, также связывают изменения активности креатинфосфата (Неговский В.А., 1954), Na-K-АТФазы, что приводит к существенным нарушениям трансмембранного транспорта ионов Na (Molitoris В.A. et al., 1992; K'lroda Т. et al, 1997).
(M. Abbate и соавторами ,1994) также отмечено, что при ишемии происходит повреждение плазматической мембраны эпителиальных клеток канальцев почек, изменяется их полярность и усиливается деление. Изменение структуры и функции клеток происходит за счет повреждения микротубу-лярной сети в проксимальных канальцах и уменьшения их количества, которые в норме поддерживают полярность эпителиальных клеток. Максимальные изменения отмечаются через 40 минут ишемии и в течение последующей реперфузии, связанное в основном с повышением уровня ионов внутриклеточного кальция.
Вакуолизация, как результат отека эндотелия и других клеток в стенке почечных микрососудов и клеток проксимальных канальцев, замечена к 3 часу, капилляры клубочков были не изменены. Иммунопозитивный материал определялся в лизосомах макрофагов, лейкоцитов и фибробластов в травмированной мышце сразу после прекращения сдавления конечностей, а также
обнаружен в лизосомах клеток проксимального отдела почечных канальцев и на поверхности эндотелия почечных капилляров через 3 часа после сдавле-ния конечности.
В модели ишемической острой почечной недостаточности у кроликов показана эффективность введения верапамила (Alvarez A. et al., 1994). Особое внимание обращалось на целостность ультраструктур почечных канальцев. Методом световой микроскопии выявлена лучшая сохранность и меньшая десквамация щеточной каемки проксимальных канальцев. Изучение ультраструктуры перфузируемых почек показало, что верапамил приводил к сохранности количества микроворсинок эпителия проксимальных отделов канальцев, снижению внутриклеточного отека, лучшей сохранности митохондрий и базолатеральных лабиринтов, и в отличие от контроля, наблюдались только единичные клетки с разрывами апикальной мембраны.
Нарушение кровотока через капилляры почек (по мнению P. Nambi с соавторами, 1993) является одним из важных патогенетических факторов развития почечной недостаточности.
Ишемия почек приводит также к задержке эритроцитов в капиллярах мозгового вещества, что как полагают, является важным патогенетическим фактором в развитии почечной недостаточности. Степень задержки эритроцитов прямо коррелирует с гематокритом: при его снижении, нарушения в почках уменьшаются. По мнению Irazu R.I. и соавторов (1990), это свидетельствует в пользу инфузионной терапии в лечении почечной недостаточности ишемического генеза.
Представляют интерес результаты исследования A. Bayati с соавторами (1990), ультраструктурных изменений почек при 45-минутной односторонней ишемии. В первую неделю после ишемии, в канальцах мозгового вещества определялись гомогенные гиалиновые цилиндры. Через месяц, авторы различали два вида нефронов: одни имели нормальную ультраструктуру, другие были в состоянии дегенерации. Одним из возможных механизмов повреждения нефронов авторы считают нарушение тока мочи в канальцах.
В заключение следует отметить, что многие вопросы, особенно касающиеся перестройки структурных компонентов почек при кровопотере и их коррекции различными видами инфузионной терапии остаются малоизученными.
Данные литературы о патологии почек при кровопотере не дают полного представления о прогностической значимости тех или иных показателей функционального состояния этого органа. Часто они оцениваются на поздних стадиях патологического процесса, когда приобретают необратимый характер (Пытель Ю.А., Золотарев И.И., 1985,1987; Zhao К. et al., 1987).
Однако, до настоящего времени отсутствует комплексное морфо-функциональное исследование состояния гемососудов и паренхимы почки при острой массивной кровопотере и перфузии различными кровезамещаю-щими растворами. Между тем, более обстоятельное комплексное исследование данного вопроса с применением оригинальных методов морфо-функционального анализа в свете концепции Д.С.Саркисова о внутриклеточной регенерации представляет немаловажный теоретический и практический интерес.
В литературе полностью отсутствуют исследования с применением современных морфологических методов, таких как гистохимические, гистоэн-зиматические с применением компьютерной фотометрии, которые позволяют более объективно расшифровать механизмы нарушения внутритканевых метаболических основ изменений в почке при массивной кровопотере и перфузии различными кровезаменителями.
Изучению особенностей морфологических и энзимогистохимических изменений в почках при массивной кровопотере и их коррекции с использованием различных кровезамещающих растворов и посвящено настоящее исследование.
Морфологические и энзимогистохимические изменения почек крыс при массивной кровопотере
В серии экспериментов, где не производилось восполнение кровопотери, отмечаются выраженные структурные изменения. Макроскопически в 1 сутки после кровопотери вся наружная часть коркового вещества была относительно бледной и бескровной, что объясняется рефлекторным спазмом меж-дольковых артерий, циркуляцие крови через глубокие (юкстамедуллярные) клубочки. Наблюдалось полнокровие перитубулярных капилляров, приносящие артериолы сужены. В каемчатых и кубических клетках проксимальных и дистальных частей канальцев нефронов, расширение просвета канальцев и уплощение эпителиоцитов.
На 4 сутки отмечалась перестройка внутриорганного русла с расширением его капиллярной сети, появлением в просвете капсулы почечного тельца отечной жидкости, отмечался выраженный отек эндотелия. Выявлялась вакуольная дистрофия эпителия канальцев.
В почечных клубочках уменьшалось число окрашенных ядер эндотели-альных и мезангиальных клеток. Многие ядра клеток были деформированы, с неровными контурами. Обнаруживались апоптотические тельца. В эпителиальных клетках различных отделов нефрона некоторые ядра с признаками пикноза, другие - гиперхромные, (см.рис.6).
Наблюдалось слущивание эпителиальных клеток в просвет канальцев. Эти изменения регистрировались в ранние сроки эксперимента (через 24 часа после кровопотери) и нарастали к 7 суткам.
К 7 суткам наблюдались зоны уплощения и некроза эпителия проксимальных канальцев. В просвете канальцев отмечались обрывки поврежденного и некротизированного эпителия. Резкое расширение дистальных отрезков междольковых вен и вен капсулы свидетельствовали о развитии коллатерального кровоснабжения. Отмечались участки лейкоцитарной инфильтрации с очаговой пролиферацией фибробластов между канальцами с последующей коллагенизацией (см. рис.7).
Кроме структурных изменений отмечается значительное снижение активности окислительно-восстановительных ферментов.
Существенно снижается активность СДГ в эпителии почечных канальцев уже в первые сутки после кровопотери. В первую очередь это касается эпителия проксимальных извитых канальцев (см.рис.9). В других отделах нефрона активность СДГ также снижена. Аналогичные изменения регистрируются в эпителии собирательных трубочек. Наблюдается укрупнение гранул диформазана, что обусловлено повреждением митохондрий. Указанные изменения прогрессируют к 4, 7 суткам эксперимента.
В дальнейшем (14 и 30 сутки) активность СДГ возрастает, что проявляется усилением интенсивности гистохимической реакции, однако не достигает показателей, характерных для контрольной группы. Так, активность фермента СДГ во II серии к 30 суткам не достигает контрольных значений во всех отделах почки (см. диаграмму № 1 и таб.№ 2).
При анализе активности ЛДГ отмечалось также снижение ее в первые сутки эксперимента (но в меньшей степени по сравнению с сукцинатдегид-рогеназой). Более значительно снижение активности фермента выражено в эпителии проксимальных извитых канальцев и эпителии собирательных трубочек. Снижение активности ЛДГ прогрессирует к 4 суткам эксперимента (особенно в эпителии дистальных извитых канальцев). К 7 суткам появляются признаки возрастания активности ЛДГ (кроме эпителия проксимальных извитых канальцев и участка петли Генле мозгового слоя почек). К 14 и 30 суткам активность ЛДГ приближается к контрольным значениям, а в некоторых структурах (эпителий дистальных извитых канальцев, восходящий участок петли Генле) интенсивность гистохимической реакции превышает исходные данные (см. диаграмму № 2).
Снижение активности ГДГ наблюдается в эпителии всех отделов неф-рона и собирательных трубочек. Наиболее медленное восстановление активности фермента наблюдается в проксимальных извитых канальцах и эпителии собирательных трубочек. Даже к 30 суткам интенсивность гистохимической реакции снижена по сравнению с контрольными наблюдениями (см.рис.10).
В тоже время более быстрыми темпами активность ГДГ восстанавливается в эпителии дистальных извитых канальцев, эпителии всех отделов петли Генле.
Исходно невысокая активность глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы также снижается при массивной кровопотере в тубулярном эпителии (см. диаграмму № 3). В большей степени снижение активности фермента выражено в 1 и 4 сутки эксперимента. Снижение активности фермента выражено примерно равномерно в эпителии различных отделов нефрона и собирательных трубочек. На 7 сутки после кровопотери отмечается возрастание активности глю-козо-6-фосфатдегидрогеназы в тубулярном эпителии. Более быстрыми темпами восстановление активности фермента происходит в эпителии дистальных извитых канальцев и более медленно в эпителии петли Генле (сегмент в мозговом слое и восходящий участок) и эпителии собирательных трубочек.
Морфологические и энзимогистохимические изменения почек при возмещении массивной кровопотери физиологическим раствором
При морфологическом исследовании в 1 сутки в почечных клубочках определяется неравномерное окрашивание ядер клеток. Ядра эпителиальных клеток, выстилающих внутреннюю поверхность капсулы клубочков, прослеживаются не на всем протяжении.
В эпителии проксимальных канальцев некоторые ядра имеют неправильные контуры. Цитоплазма эпителиальных клеток зернистая, эозино-фильная, контуры апикального края эпителиальных клеток нечеткие. В эпителии дистальных канальцев ядра сохранены в большем количестве клеток. Среди них преобладают гиперхромные ядра округлой формы с четкими контурами. В эпителиальных клетках собирательных трубочек ядра округлой формы, гиперхромные. Встречаются ядра с неровной поверхностью, деформированные. Некоторые ядра гипохромные, а в части клеток ядра не выявляются.
Эпителиальные клетки нисходящих и восходящих отделов петли Генле содержат округлые нормохромные или гиперхромные ядра. Встречаются и гипохромные ядра. Цитоплазма клеток мелкозернистая.
Результаты исследования активности СДГ в первые сутки эксперимента свидетельствуют о снижении интенсивности реакции в эпителии проксимальных извитых канальцев. В дистальных извитых канальцах интенсивность окрашивания существенно не изменятся. Аналогичные результаты получены при выявлении активности фермента в нисходящем сегменте петли Генле. В эпителии восходящего участка петли Генле интенсивность гистохимической реакции несколько превышает контрольные данные. Снижение активности СДГ отмечается в отрезке петли Генле, который расположен в мозговом слое почки, и в эпителии собирательных трубочек (см.рис.15).
Активность ЛДГ незначительно снижена в эпителии проксимальных извитых канальцев и участка петли Генле в мозговом слое почек. В других тубулярных структурах (особенно в эпителии дистальных извитых канальцев) регистрируется возрастание интенсивности гистохимической реакции.
Активность ГДГ по результатам гистохимического исследования незначительно снижается в эпителии проксимальных извитых канальцев, дистальных извитых канальцев, собирательных трубочек. В большей степени это касается нисходящих и восходящих участков петли Генле. В то же время в эпителии сегмента петли Генле мозгового слоя почек интенсивность гистохимической реакции возрастает.
Активность глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы снижается во всех участках петли Генле, эпителии собирательных трубочек и существенно не изменяется в эпителии проксимальных и дистальных извитых канальцев.
Активность НАД-диафоразы значительно снижается в эпителии проксимальных и дистальных извитых канальцев, всех отделов петли Генле и собирательных трубочек. Об этом свидетельствует снижение интенсивность гистохимической реакции, выявляющей НАД-диафоразу (см. рис.16).
Снижение интенсивности гистохимической реакции при выявлении активности НАДФ-диафоразы обнаруживается в эпителии проксимальных извитых канальцев и эпителии собирательных трубочек. В эпителии восходящего участка петли Генле интенсивность гистохимической реакции не изменяется, а в эпителии дистальных извитых канальцев и сегмента мозгового слоя петли Генле усиливается.
Активность щелочной фосфатазы равномерно снижается в эпителии всех отделов нефрона (особенно дистальных извитых канальцев) и собирательных трубочек.
На 4 сутки в почечных клубочках определяется неравномерное окрашивание ядер клеток. Ядра клеток распределены неравномерно по территории клубочков: в некоторых участках клубочков ядра отсутствуют или обнаруживаются единичные ядра. Некоторые ядра гиперхромные, часть из них уменьшены в размерах, поверхность их неровная, некоторые ядра имеют уг ловатую форму. Другая часть ядер гипохромная, хроматин в таких ядрах распределен диффузно на территории ядра или концентрируется под ядерной оболочкой. В цитоплазме клеток видны вакуоли. Обнаруживаются фрагменты клеток, включающие хроматин. Ядра эпителиальных клеток, выстилающих внутреннюю поверхность капсулы клубочков, прослеживаются не на всем протяжении: видны участки, где ядра не окрашены.
В эпителии проксимальных канальцев ядра обнаруживаются только в части клеток. Часть ядер гиперхромные, некоторые имеют неправильные контуры. Другие ядра гипохромные, преимущественно с диффузным распределением хроматина. Встречаются отдельные ядра в просвете канальцев. Цитоплазма эпителиальных клеток зернистая, эозинофильная, контуры апикального края эпителиальных клеток нечеткие. В просветах канальцев выявляется эозинофильное содержимое в виде гранул или нитевидных структур.
В эпителии дистальных канальцев ядра сохранены в большем количестве клеток. Среди них преобладают гиперхромные ядра округлой формы с четкими контурами. Однако встречаются и гипохромные ядра с диффузным распределением хроматина. В тоже время в части эпителиальных клеток ядра не выявляются.
В эпителиальных клетках собирательных трубочек ядра округлой формы, гиперхромные. Встречались ядра с неровной поверхностью, деформированные. Некоторые ядра гипохромные, а в части клеток ядра не выявляются. Апикальный край клеток не имеет четких границ. Цитоплазма клеток зернистая, а в просвете канальцев обнаруживается эозинофильное содержимое в виде гранул и нитевидных структур (см.рис.17).
Морфологические и энзимогистохимические изменения почек при возмещении массивной кровопотери гепаринизированной аутокровью
Активность СДГ в различных сруктурах почки была различна. В почечных клубочках выявлялись единичные гранулы диформазана. Интенсивность отложения продукта гистохимической реакции в эпителии извитых проксимальных канальцев была неодинакова. В части клеток отмечалось интенсивное окрашивание, в других - слабое. Эпителий дистальных извитых канальцев преимущественно был окрашен интенсивно. Умеренная активность фермента преобладала в эпителии собирательных трубочек, аналогичное или менее интенсивное окрашивание обнаруживалось в эпителии петель Генле. В эпителии собирательных трубочек мозгового слоя почки активность фермента была достаточно интенсивна. Регистрировалась слабая реакция в эпителии петель Генле. В гладких мышечных клетках и фибробластах обнаруживались единичные гранулы диформазана.
В части эпителиальных и эндотелиальных клетках почечных клубочков выявлялась умеренная активность ГДГ, в части клеток - невысокая. В эпителии извитых проксимальных канальцев окрашивание умеренное или интенсивное. В отдельных клетках отмечалась низкая интенсивность реакции. Менее интенсивно окрашен эпителий дистальных извитых канальцев. Выраженная гистохимическая реакция регистрируется в эпителии собирательных трубочек, эпителий петель Генле окрашен менее интенсивно. В мозговом слое почки отмечается окрашивание умеренной интенсивности как эпителия петель Генле, так и эпителия собирательных трубочек. В гладких мышечных клетках реакция умеренной интенсивности. Гранулы диформазана обнаруживаются и в фибробластах соединительной ткани.
Активность НАД-диафоразы в клетках почечных клубочков (эндотелии и эпителии) была умеренная и низкая. Эпителий проксимальных извитых ка нальцев окрашен с различной интенсивностью. Наряду с ярко окрашенными клетками в части канальцев отмечается очень слабое окрашивание эпителия. Эпителий дистальных извитых канальцев и петель Генле окрашен менее интенсивно. А в эпителии собирательных трубочек выявляется большое количество гранул диформазана (см. рис.37). В мозговом слое почки примерно одинаковая интенсивность окрашивания (умеренная) отмечается как в эпителии петель Генле, так и собирательных трубочек. Умеренное окрашивание отмечается гладких мышечных клеток стенок сосудов.
Невысокая активность фермента Г-6-ФДГ отмечалась в эпителиальных клетках всех канальцевых структур. Менее интенсивная реакция наблюдалась в эпителии тубул мозгового слоя. Небольшое количество гранул диформазана выявлялось в клетках почечных клубочков.
Отмечалось незначительное отложение продукта реакции НАДФ-диафоразы в клетках почечных клубочков (эндотелии и эпителии). Интен сивность реакции была значительно снижена во многих эпителиальных клетках проксимальных извитых канальцах. В части клеток она регистрировалась преимущественно в апикальных отделах клеток. Низкая интенсивность окрашивания отмечается в эпителии дистальных извитых канальцев, петель Генле, собирательных трубочек. В мозговом слое наблюдалась очень низкая интенсивность реакции в эпителии петель Генле и собирательных трубочек. В гладких мышечных клетках стенок артерий видны гранулы диформазана. Отмечается умеренная и невысокая реакция в эпителии лоханок.
При окраске Суданом III, IV, черным отмечалась слабая суданофилия эпителиальных клеток некоторых проксимальных извитых канальцев.
В эпителии проксимальных извитых канальцев регистрируется низкое содержание продукта реакции ЩФ-за, отсутствует окрашивание апикальных отделов клеток. Умеренное окрашивание отмечается в эпителии петель Генле, особенно на границе мозгового и коркового слоев. Низкая степень окрашивания преобладает в эпителии дистальных извитых канальцев и собирательных трубочек (в том числе и в мозговом слое почки). Положительная реакция отмечается в некоторых капиллярах на территории соединительной ткани.
На 4 сутки эксперимента ядра эпителиальных клеток клубочков почки окрашены неравномерно. Много гипохромных ядер. Встречаются ядра деформированные с неправильными контурами. В эпителии проксимальных извитых канальцев ядра части клеток не окрашены. Ядра других клеток ги-похромные. Эпителиальные клетки набухшие, почти полностью закрывающие просветы канальцев (см. рис.38). Видны фрагменты клеток, содержащие хроматин. Отмечается слущивание клеток в просветы канальцев. Неравномерное окрашивание ядер и слущивание клеток отмечается и в дистальных извитых канальцах, петлях Генле и собирательных трубочках. В мозговом слое почки в просветах некоторых собирательных трубочек также видны слущенные эпителиальные клетки.
Морфологические и энзимогистохимические изменения почек крыс при массивной кровопотере и возмещении массивной кровопотери перфтораном
К концу 1 суток кровопотери с восполнением перфтораном ядра клеток клубочков почки преимущественно нормохромные, округлой формы (окрашивание гематоксилин-эозином). Эндотелиальные клетки вытянутой формы. Отчетливо прослеживается эпителиальная выстилка париетального листка боуменовой капсулы. Ядра эпителиальных клеток различных отделов нефро-на преимущественно нормохромные, округлой формы. Встречаются единичные гипохромные ядра. В просветах собирательных трубочек видны единичные слущенные клетки. Ядра многих таких клеток гипохромные («ядра-тени»). Эпителий тубул мозгового слоя почки с нормохромными, округлыми ядрами. В просветах собирательных трубочек встречаются слущенные клетки с гипохромными ядрами. Эндотелиальные клетки сосудов вытянутой формы, ядра их нормохромные.
При окрашивании Суданом жировая дистрофия эпителия канальцев не выявляется.
В клетках почечных клубочков выявлялась незначительная активность СДГ. В эпителии проксимальных извитых канальцев интенсивность гистохимической реакции умеренная или высокая. В эпителии дистальных извитых канальцев и собирательных трубочек преобладает умеренная интенсивность гистохимической реакции, а в некоторых канальцах высокая. В эпителии петель Генле отложение продукта реакции было менее интенсивное. В эпителиальных клетках собирательных трубочек мозгового слоя почек интенсивность окрашивания значительная, а в эпителии петель Генле окрашивание гораздо слабее. Низкая активность фермента отмечается в гладких мышечных клетках стенок сосудов. В клетках соединительной ткани обнаруживаются единичные гранулы диформазана.
В клетках почечных канальцев выявляется умеренная и невысокая активность ЛДГ (см. рис.50). В эпителии проксимальных извитых канальцев обнаруживается высокая интенсивность окрашивания. Умеренная и интенсивная гистохимическая реакция отмечается в эпителии дистальных извитых канальцев и собирательных трубочек. Несколько слабее окрашен эпителий петель Генле. В мозговом слое почек интенсивная реакция в эпителии собирательных трубочек и умеренная в эпителии петель Генле.
Отчетливая гистохимическая реакция отмечается в гладких мышечных клетках. Гранулы диформазана обнаруживаются в фибробластах.
При определении Г-6-ФДГ в клетках почечных клубочков выявляется небольшое количество гранул диформазана. Отчетливая гистохимическая реакция регистрируется в эпителии проксимальных извитых канальцев и несколько слабее в эпителии дистальных извитых канальцев и собирательных трубочек. Невысокая интенсивность реакции характерна для эпителия петель Генле. Низкая интенсивность окрашивания отмечается в эпителии собирательных трубочек мозгового слоя и очень слабая в эпителии петель Генле.
Единичные гранулы диформазана выявляются в гладких мышечных клетках и фибробластах.
Активность НАДФ-диафоразы проявлялась единичными гранулами диформазана в клетках почечных клубочков. Умеренная интенсивность реакции отмечалась в проксимальных отделах извитых канальцев. Гранулы диформазана преимущественно локализуются в апикальных отделах клеток. В эпителии дистальных извитых канальцев и собирательных трубочек интенсивность реакции колеблется от низкой до умеренной. Невысокая интенсивность окрашивания отмечается в эпителии петель Генле. Очень слабо окрашен эпителий петель Генле и собирательных трубочек мозгового слоя почек. В гладких мышечных клетках отмечается отчетливая гистохимическая реакция.
В клетках почечных клубочков активность ЩФ была минимальной. Высокая интенсивность гистохимической реакции отмечается в эпителии проксимальных извитых канальцев. В эпителии дистальных извитых канальцев и собирательных трубочек выявляется умеренная и интенсивная реакция. Слабым окрашиванием характеризуется эпителий петель Генле. Усиление реакции наблюдается в эпителии канальцев на границе мозгового слоя. В эпителии петель Генле и собирательных трубочек мозгового слоя отмечается невысокая интенсивность реакции. Интенсивно окрашены некоторые гладкие мышечные клетки стенок сосудов.
На 4 сутки эксперимента активность СДГ в эпителии проксимальных извитых канальцев продолжает оставаться сниженной, о чем свидетельствует содержание продукта реакции. В эпителии дистальных извитых канальцев интенсивность гистохимической реакции, напротив, несколько превышает контрольные значения. В эпителии нисходящего отрезка петли Генле интенсивность гистохимической реакции практически не отличается от контроля, в восходящем участке петли Генле она превышает показатели контрольной группы, а в сегменте, расположенном в мозговом слое почек, интенсивность гистохимической реакции снижена. В эпителии собирательных трубочек по казатели интенсивности гистохимической реакции незначительно отличаются от контрольной группы.
Лактатдегидрогеназа сохраняла значительную активность в эпителии проксимальных извитых канальцев, дистальных извитых канальцев (отмечается умеренная и высокая интенсивность гистохимической реакции) и снижена в эпителии всех сегментов петли Генле и собирательных трубочек.
Умеренное снижение интенсивности гистохимической реакции отмечается при выявлении ГДГ в эпителии проксимальных извитых канальцев, нисходящем и восходящем участках петли Генле, эпителии собирательных трубочек (см. рис.51). В эпителиальных клетках дистальных извитых канальцев, участка петли Генле мозгового слоя почек интенсивность гистохимической реакции не отличается от контрольной группы.
Похожие диссертации на Морфологические и гистоэнзиматические изменения в почках при массивной кровопотере и восполнении кровезамещающими растворами
