Повреждение и фармако-холодовая защита миокарда при ишемии Смирнов, Владимир Павлович

Введение к работе

Актуальность проблемы. Актуальной проблемой кардиохирургии является защита ииокарда от ишемии при операпкях на открытом сердце, т.к. до сих пор летальность данной категории больных во многое обусловлена острой сердечной недостаточностью (ОСИ). Одной из основных причин развития ОСН является киемическое повреждение ииокарда вследствие его неадекватной защиты во время Енутрисердечно-го этапа операции (Артамонов С.Д., Данилов Н.А., 1964; Игнатов В. Е., 1986; Литасова Е.Е. п ссаот., 1988). С пелью предупреждения отого грозного осложнения в настоящее время пироко используется фарілако-холодовая кардиоплегил в сочетании с локальной гипотермией сердца (Королев Б.А. и соавт., 1982; Снопова Л.Б., 1991; Андреева Н.Н., 1992; Конторщикова К.К., 1992; Мухина К.В., 1992; Горох СВ., 1993).

Однако при этом наблюдается болыпое разнообразие в составе прпмєняеізяс кардиоплегических растворов (КПР) (Маковецкий В.Д. и соавт., 1989; Bretschneider H.J., 1964) и до сих пор нет единого кнеяия относительно оптимального уровня охлаждения миокарда во время ишемия (Цук.рман Г.И. и соавт., 1979; Schaper J. et al., 1962; Itch 2. ot al., 1987). Несмотря на имеющиеся обобщения о положительном влиянии Фармакологических средств, введенных в коронарное русло в период ишемии, совсем ыало внимания уделяется их практическому использованию на интраоперадаонном этапе кардиохирургкческой операция (Шумаков 3.И., Онищенко Р..А., 1979; Towart'R. et al., I9SI). С этой пелыэ наше внимание привлекли гутимин и окскбутират натрия (НСБ), ибо установлено, что наряду с внтигипоксичеекой активностью, они обладают и антиоксидантними свойствами (Бояринов Г. А., І9Є7).

Однако без учета структурных основ невозможны ни целесообразный поиск, нп рациональное применение различных профилактических и лечебных средств в целях коррекции нарупений (Лебкова Н.П., 1987), а суддения об эффективности того или иного метода зачастую основаны на ыало информативных критериях. В этой связи в патогенезе ОСН незаслуженно мало внимания уделяется пог.реаденип (функционального элемента миокарда (КМ), под которым, в соответствии с определением A.M.Чернуха, подразумевается совокупность "специфических клеток, соединительной ткани, мякроциряуляторной едлнипы и терминальных нервных образований". Именно не этом уровне в конечном счете реализуется транспортная функция сердечно-сосудистой системы и обеспєчива-

ется трачскалиллярный обмен, создающий необходимый для жизни тка-неяой гомеостаз (Чернух A.M., Александров П.Н., Алєксєєе О.Е.. 19). В тоже время для правильного понимания частных вопросов и

. общих закономерностей тканевого и .субклеточного гомеостаза миокарда неооходимо системное и взаимосвязанное Шетленко В.П., Струков А.И., Хмельницкий О .К., 1978) изучение всех указанных компонентов Фй.' с использованием комплекса современных морфологических методов исследований {электронной микроскопии, 5НЗИМ0ГИСТ0ХШШІ, морфомет-рии) в сочетании с физиолого-биохимнческимк данными (Хитров Н.К., Пауков В.С с, 1991).

Ка сегодняшний день изменения различных структур миокарда иэу-

' чены не в одинаковой мере. Наиболее известны в этом отношении изменения кардиомиоцитов (). Гораздо меньше исследовано микроцирку-ляторное русло (МЦР) сердечной мышцы (Кактурский Л.В., 1975,1960).. Практически отсутствуют сведения об интерстициальных аонах и конечных нервных образованиях. Ощущается дефицит знаний в представлениях о реактивности внутриклеточных структур при энергообеспечении ткане" за счет анаэробного гликолиза. Детальное изучение данных вопросов с привлечением современных методов исследования является перспективной основой для развития метрдов проткэбишемической защиты органов и сдной из назревших задач медицины.

Диссертационная работа выполнялась как фрагмент плановой комплексной темы ЦНИЛ Нижегородского медицинского института, проводимой по долгосрочной целевой- программе "Разработка методов защиты мио- ' карда у кардиохирургических больных с высоким анестезиолого-опера-циониым риском" (номер государственной регистрации 01.66.009.1193).

Цель к задачи исследования. Целью настоящего исследования является установлеіїие оптимального уровня гипотермической защиты сердечной мышцы и зыяснение влияния кардиоплэгических растворов, содержащих антигипоксанты.на предупреддание повреждений,.,<3^кционального элемента, метаболизма и функции миокарда во время и после ишемии.

Для достижения поставленной цели решались следущие задачи:

1. Исследовать сзетооптические, электронномикроскопические,
морфеметрические и энзимогчетохиыические особенности функционально
го элемента различных слоев миокарда при-2-х часовом эфирко-кисло-

<. родном наркозе (ЖН) и влиянии различных уровней гипотермии на ише-
- мизированнув сердечную мышцу. : " .;.'.. '" -,' -,:-...

2. Сопоставить результаты исследований и на основании их ана
лиза з -сочетании с данными кардиогемодичамики раннего-постишеыичес-
кого лериода определить оптимальный уровень охлаждениясердечной

«wmyr при ишемии.

1. Изучить влияние кардиоплегических растворов, содержащих аятигипсксанты, на предупреждение морФометаболических изменений ФШ при ишемии и в постишемическом периоде.

2. Дать клинике—морфологическую оценку эффективности сочетания охлаждения миокарда и перфузии коронарного русла кардиоплеги-ческими растворами, содержащими антигипоксанты, в процессе операций на открытом сердце.-

Научная новизна работы. В результате проведенных в работе исследований впервые:

дана качественная светооптическая и электронномикроскопическая характеристика и выделены наиболее типичные реакции компонентов ФЭМ при ЭШ, общей умеренной гипотермии организма 28-30С, гипотер-мической ишемии сердечной мышцы различных уровней и использовании ., в КПР антигипоксантов;

установлены морфометрические показатели капилляров и КМЦ различных слоев миокарда на названных этапах исследования;

показано, что эндотелиальные клетки капилляров, обладая энзима-тической активностью, регулируют процессы трансэндотелиального транспорта;

вскрыта тесная взаимосвязь капилляров,перикапиллярного пространства и КЩ как отражение их совместного участия в капиллярной проницаемости, гидратности интерстиция,"уровне внутриклеточного отека;

разработано положение о возможности блокирована перикапиллярного пространства продуктами альтерированных КМЦ, эндотелиоштов и других клеточных форм;

обнаружен феномен активизации клеточных реакций в перикапилляр-ном пространстве при обогащении кардиоплегических растворов анти-гипоксантом гутимином;

выявлено несоответствие между гиподинамическим состоянием кардио-гемодинамики в постишемическом периоде и перёнапряженкйм и даже повреждением органелл КЩ. На основании этого обсуждается механизм -формирования ОСН и предложен способ.ее профилактики.

. Теоретическая и практическая значимость получетшх результатов, внедрение их в практику. Полученные в работе новые данные имеют важное теоретическое значение в представлениях о.защитно-приспособительных возможностях компонентов ФЭМ, их типичных реакциях при. экстремальных состояниях и способах профилактики повреждений. Под- нимается вопрос об энзимогистохимической активности эндотелйальных

клеток и ее роли в транскапиллярном обмене, а также факторах "засорения" перикапиллярного.пространства в развитии патологии.

Рассмотрение проблемы ФЭ оргвна с позиций системного анализа имеет определенное значение как для физиологии, гистологии, так и патологии, расширяя представления о взаимоотношениях компонентов ФЭ, свидетельствует об активном участии эндотелия капилляров, стру ктур перикапиллярного пріостранства в поддержании тканевого гомео-стаза и в процессе развития-общепатологических изменений.

В прикладном аспекте полученные в работе данные позволяют обосновать'перспективность использования в кардиохирургии сочета-т _ ния фармако-физических способов повышения устойчивости миокарда к ишемии при выключении сердца из кровообращения. При этом на уровнє от молекулярного до.органного доказана принципиальная возможность . предупреждения необратимых нарушений в миокарде при его длительное тотальной ишемии путем введения в ІШР антигипоксантов гутимина илік НОБ и локального охлаждения сердечной мышцы до 8-12С.

В практическом отношении ваяно, что особенности изменения метаболизма и структуры ФЭЦ определяют характер восстановления сердечной деятельности в постишемическоы периоде. Охлаждение ишемизи-рованного миокарда до 28-30С и, в меньшей мьре.до 18-20 приводит к альтерации ишемического характера. В условиях глубокой (4-6^с гипотермии основное повреждающее влияние обусловлено охлаждением. Незначительные структурные повреждения и положительные метаболические эффекты в. бассейне ФЭМ обосновывают «аиболее эффективное про-тивоишемическое действие гипотермии на уровне 8-12.

На основании полученных результатов выдвигается важное поло
жение о повышении устойчивости миокарда при операциях на открытом
сердце за счет введения в КПР антигипоксических среств, увеличив!
ющих толерантность сердечной мысцы к ишемии. Эти результаты являет
ся перспективной основой для применения.фармакологических препара
тов в комплексе противоишемических мероприятий зашиты органов при
оперативных вмешательствах, связанных с их выключением из кровооб-
. ращения. -

Практическая ценность исследования состоит также в том, что
врачам-анестезиологам и кардиохирургам .'предложены эффективные про-
« . тивоишемические методы защиты миокарда при проведении норрегируо-
' щих операций на сердце как в условиях бесперфузионной гипотермии _tl
"так и искусственного кровообращения. ''.'* ;^:

Способы тгротивоишемической защиты сердечной ыышцы тутимином

- б -

и оксибутиратом натрия, а также оптимальный уровень гипотермичєс-ко? защиты миокарда в ичтраоперашонном периоде внедрены в клиническую практику Нижегородского межобластного кардио'хирургического центра. Данные диссертационной работы используются в педагогическом процессе на ряде ка^др Нижегородского медицинского института, а также в научно-исслздовательской работе Нижегородских НИИ педиатрии, НИК травматологии и ортопедии, НИ кожне—венерологического института, а также в практическо" деятельности Нижегородских областном патологоанатомическои бкро, областном диагностическом центре, нейтральном патологоанатомическом отделении облестно" клинической больницы им.К.А.Семашко.

Материалы работы включены в республиканские методические рекомендации "Защита миокарда у больных с высоким риском при коррекций пороков сердіта в условиях искусственного кровообращения" и "Техника озонотерапии", а также в методические разработки по общему курсу патологическое анатомии, изданные Нижегородским медишн-ским институтом.

Положения, выносимые на защиту. I. Гомеостатические интегра-
тивные параметры сердечной мышш-обуславливаются структурно-функци
ональными особенностями капилляров, интерстиииального пространства,
кардиомиоцитов, составляющих систему функционального элемента -мио- .
карда.

2. При снижении температуры организма до 26-30С, а также локальных охлаждениях миокарда до 18-20С или до 4-С^сС развивается падение показателей кардиогемодинамики, обусловленное перенапряжением и даже повреждением основных компонентов ФЗЬІ.

3. Оптимальным противоишемическим уровнем гипотермической эащи-ты сердечной мышцы в период ишемии является поддержание внутримко-кардиальной температуры в режиме 8-12С.

4. Введение в состав кардиоплегических растворов антигипо'ксантов гутимина или натрия оксибутирата повышает противоишемическуг эффективность оптимальноп уровня гипотерынческой заняты миокарда-во время ишемии и предупреждает развитие гипогемодинаыического синдрома

на постишемическом этапе. "

Апробация работы. Основные положения диссертанта доложены к эбсуждены на:, конференціях молодых ученых Болго-Бятекого реп.сна (г.Горький,1984,1987,1988,1989), всесоюзном.симпозиуме "Нелинейная-геория тонкостенных конструкций и биомеханика" (г.Кутаиси, І9Ю, рес-тубликанской научно-практической конференции "Искусственная гипоте-

рмия в кардиохирургической клинике"(г.Новосибирск,1987), заседаниях Нижегородского областного общества патологоанатомов^ (г,Горький, 1956,1993), заседаниях общества патофизиологов (г.Горьхий,1966,199* республиканской рабочем совещании по мккроииркуляции "Методи исследования чассопереноса в системе микропиркуляции"(г.Горький,1988), всесоюзной научно-практической конференции "Актуальные проблемы физико-химической медицины"(г.Конаково,1988), советско-западногерманском симпозиуме "Актуальные вопросы анестезиологии и интенсивной терапии"(г.Ыосква,1989), республиканском симпозиуме "Детоксикация в хирургии^-,:(г.Ыахачкала,1989), ІУ всесоюзном съезде патофизиологов (г.Кгашнев,1969), XXXI международном конгрессе физиологических наук (г.Берлин,1989), международной конференции "Лабораторные животные для медико-биологических и биотехнологических исследований" (г.Ь'юсква,1990), I иберо-латиноамериканском конгрессе "Применение озона" (Куба,г.Гавана,1990), международной конференции"Новое - в лазерной медицине и хкрургии"(г.Переславль-Залесский,І990), ІІ всесоюзной конференции "Фармакологическая коррекция гипоксических состояний" (г.Гродно,1991), всемирном учредительном конгрессе международней службы по патофизиологии (г.Ыосква,1991), международной конференции "Новое в лазерной медипине"(г.Брест,І9ї»І), I всероссийской конференции -"Озон в биологии и медицине"(г.Нижний Новгород,1992). По теме диссертации опубликовано 37 научных работ, 3 методических рекомендации, получено 4 авторских! свидетельства на изобретения и 13 удостоверений на рационализаторские-предложения.

Структура и объем диссертации. Диссертация представляет собой том машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы,-характеристики материала и методов исследования, 3 глав, отражающих результаты собственных исследований, заключения, выводов и указателя литература (580 источников). Работа изложена на 238 страницах. Кроме того, она содержит 71 рисунок и 45 таблиц, которые размещены на 115 страницах. Список литературы изложен на 62 страницах.