Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Современные подходы к применению кровезаменителей для восполнения острой кровопотери (обзор литературы) 13
1.1 Инфузионно-трансфузионная терапия при острой кровопотере 13
1.2 Краткая клинико-фармакологическая характеристика компонентов, препаратов крови и кровезамещающих растворов, используемых для восполнения острой кровопотери (состав, схема применения, преимущества и недостатки) 18
1.2.1 Компоненты и препараты крови 18
1.2.2 Кровезамещающие растворы 20
1.3 Современная тактика применения кровезаменителей при состояниях, требующих восполнения объема циркулирующей крови при острой кровопотере 22
1.4 Перспективные средства, разрабатываемые для восполнения острой кровопотери (преимущества и недостатки) 23
1.4.1 Кровезаменители – переносчики кислорода 24
1.4.2 Эритроцитсодержащие кровезаменители 26
1.5 Общая методология оценки эффективности кровезаменителей 28
Глава 2. Материалы и методы исследования 30
2.1 Материалы исследования 30
2.2 Дизайн исследования 30
2.2.1 Обоснование экспериментальной модели острой кровопотери и критериев оценки эффективности кровезаменителей 32
2.2.2 Методика моделирования острой кровопотери в эксперименте 33
2.2.3 Распределение животных по группам исследования 35
2.2.4 Характеристика объектов исследования и схемы их применения 35
2.3 Методы исследования 38
2.3.1 Инструментальные методы исследования 38
2.3.1.1 Мониторинг деятельности сердечно-сосудистой и дыхательной систем 38
2.3.1.2 Мониторинг состояния микроциркуляции в периферических тканях 40
2.3.2 Лабораторные методы исследования 42
2.3.2.1 Оценка количественных показателей периферического звена эритрона 42
2.3.2.2 Расчет индекса деструкции эритроцитов 43
2.3.2.3 Оценка показателей протромбинового времени и протромбинового индекса у собак при острой кровопотере и после ее восполнения 45
2.3.2.4 Оценка показателей кислотно-щелочного состояния крови 45
2.3.3 Гистоморфологическое исследование внутренних органов 46
2.4 Критерии оценки эффективности восполнения острой экспериментальной кровопотери 47
2.5 Статистический анализ результатов исследования 48
Глава 3. Эффективность восполнения острой экспериментальной кровопотери (результаты собственных исследований) 50
3.1 Функциональное состояние организма собак при кровопотере и после ее восполнения 50
3.1.1 Показатели деятельности сердечно-сосудистой и дыхательной систем у собак при кровопотере и после ее восполнения 50
3.1.2 Показатели микроциркуляции в тканях языка у собак при кровопотере и после ее восполнения 57
3.2 Лабораторные показатели у собак при кровопотере и после ее восполнения 63
3.2.1 Количественные показатели периферического звена эритрона у собак при кровопотере и после ее восполнения 63
3.2.2 Динамика внутрисосудистого гемолиза у собак при кровопотере и после ее восполнения 68
3.2.3 Показатели протромбинового времени и протромбинового индекса у собак при кровопотере и после ее восполнения 70
3.2.4 Показатели кислотно-щелочного состояния крови у собак при кровопотере и после ее восполнения 72
3.3 Гистоморфологическая характеристика внутренних органов у собак после восполнения острой кровопотери 77
Глава 4. Обоснование эффективности и возможности применения кровезаменителя с эритроцитами пуповинной крови человека для восполнения острой кровопотери (обсуждение результатов исследования) 91
4.1 Обоснование подхода к оценке эффективности образцов кровезаменителей с клеточным компонентом на экспериментальной модели острой кровопотери 91
4.2 Особенности реакции органов и систем у собак при острой экспериментальной кровопотере и после ее восполнения кровезаменителями 93
4.2.1 Изменения органов и систем у собак после восполнения острой кровопотери желатинсодержащими кровезаменителями 96
4.2.2 Изменения органов и систем у собак после восполнения острой кровопотери эритроцитсодержащими кровезаменителями 98
4.3 Обоснование возможности клинического применения кровезаменителя с эритроцитами пуповинной крови человека для восполнения острой кровопотери 99
Заключение 101
Выводы 104
Практические рекомендации 107
Список сокращений и условных обозначений 108
Список литературы 110
- Инфузионно-трансфузионная терапия при острой кровопотере
- Показатели деятельности сердечно-сосудистой и дыхательной систем у собак при кровопотере и после ее восполнения
- Гистоморфологическая характеристика внутренних органов у собак после восполнения острой кровопотери
- Обоснование возможности клинического применения кровезаменителя с эритроцитами пуповинной крови человека для восполнения острой кровопотери
Введение к работе
Актуальность темы исследования.
По данным статистики около 20-25% пациентов, нуждающихся в реанимационной помощи, составляют пострадавшие с острой массивной кровопотерей (Брюсов П.Г., 1986; Должанский О.В., 2014; Самохвалов И.М., Чечеткин А.В., 2009; Ярочкин В.С., 2004). При этом, частота развития кровотечений при ранениях или травматических повреждениях магистральных сосудов достигает 85% (Ефименко Н.А., 2002; Самохвалов И.М., Чечеткин А.В., 2009).
Восполнение объема утраченной крови и ее коллоидно-осмотического давления является одной из ключевых проблем, решение которой осуществляется посредством применения кристаллоидных растворов и синтетических коллоидов, т.е. искусственных материалов (Афонин Н.Н., 2000; Зубарев П.Н., 2009; Мазурок В.А., 2009; Хлябич Г.Н., Черненко Г.Т., 2011; Бельских А.Н., Самохвалов И.М., 2013; Cannon J.W. et al., 2017). Для поддержания агрегатного состояния крови и ее газотранспортной функции при большой кровопотере в настоящее время невозможно обойтись без донорской плазмы и эритроцитов человека (Корячкин В.А., Страшнова В.И., 2004; Мороз В.В. и соавт., 2011; Жибурт Е.Б. и соавт., 2013, 2015; Указания по военно-полевой хирургии, 2013; Fox C.J., 2005; Nunez T.C., Cotton B.A., 2009; Emergency War Surgery, 2013; Godier, A. et al., 2013; Cannon J.W. et al., 2017). Трансфузия компонентов донорской крови представляет собой сложную медицинскую, социальную и экономическую проблему (Синауридзе Е.И., 2009; Жибурт Е.Б. и соавт., 2009, 2013, 2015; Duggan, M.J., 2011; Whitsett, С. et al., 2012; Engert, A. et al., 2016). Все препараты производятся путем заготовки донорской крови и ее переработки, что является сложным и финансово-затратным процессом; требуется большая работа по отбору здоровых доноров. Кроме того, для хранения препаратов крови требуется холодильное, в том числе, специализированное оборудование, а переливание препаратов крови сопровождается риском их биологической несовместимости с кровью реципиента и развития осложнений (Кирьянова, Г.Ю., 2005; Селиванов, Е.А. и соавт., 2011).
Уменьшение объема циркулирующей крови (ОЦК) вследствие массивной кровопотери приводит к развитию гиповолемии и циркуляторной гипоксии, которая, в случае несвоевременно проведенной терапии, трансформируется в гемическую и смешанную. Затем происходит дестабилизация системы гемостаза, что способствует развитию диссеминированного внутрисосудистого свертывания крови, усугубляя гипоксию (Шиффман Ф.Дж., 2000; Новицкий В.В. и соавт., 2013). Результатом гипоксии является комплекс метаболических нарушений,
угасание жизненно важных функций и гибель организма (Рябов Г.А., 1988; Шанин, В.Ю., 2005). В связи с этим, основными задачами восполнения ОЦК при массивных кровотечениях являются: нормализация макро- и микрогемодинамики, повышение кислородной емкости крови, коррекция метаболических нарушений (Селезнев, С.А., 1981; Рябов Г.А., 1988; Новицкий В.В. и соавт., 2013; Шанин, В.Ю., 2005; Ярочкин В.С., 2010; Cairns C.B., 2001; Godier, A. et al., 2013).
В настоящее время наиболее эффективным способом коррекции
гипоксического состояния при острой массивной кровопотере является
трансфузия компонентов донорской крови (эритроцитная масса/взвесь) человека
(ЭрМ). Однако, несмотря на многолетнюю клиническую практику ее
использования, не решены вопросы, касающиеся развития неблагоприятных
клинических явлений, связанных с особенностями данного препарата.
Посттрансфузионные осложнения (острые и отсроченные гемолитические
реакции, анафилактический шок, отек легких, острая почечная недостаточность и
др.) в результате переливания ЭрМ обусловлены разрушением части эритроцитов
в сосудистом русле (внутрисосудистый гемолиз) (Селезнев, С.А., 1981; Ярочкин
В.С., 2010). Этот процесс связан как с изменением свойств мембран донорских
эритроцитов вследствие хранения, так и с процессами, развивающимися в
результате их контакта с эритроцитами реципиента (агглютинация),
способствующими механическому разрушению клеток в мелких сосудах (Шиффман Ф.Дж., 2000; G.M. et al., 2010; Duggan, M.J., 2011; Bosman G.J., 2013; , 2013). Кроме того, разрушению донорских эритроцитов способствует воздействие на них факторов, формирующихся в результате развивающегося патологического процесса в организме больного (кислотно-основной и водно-солевой дисбаланс, эндотоксины и др.) (Рябов Г.А., 1988; Шиффман Ф.Дж., 2000; Hierholzer C., Billiar T.R., 2001). Очевидно, что развивающийся гемолиз в тяжелых клинических ситуациях может привести к развитию гемолитической анемии и прогрессированию тяжести состояния пациента. Кроме того, эритроциты содержат ряд вне- и внутриэритроцитарных факторов свёртывания и фибринолиза (эритроцитин, ацеклерин эритроцитов, фибринстабилизирующий фактор эритроцитов и др.), что при массивном гемолизе дополняет перечень причин нарушения гемореологии. В свою очередь, внеэритроцитарный гемоглобин является токсическим агентом, повреждающим почечные канальцы (Новицкий В.В. и соавт., 2013; Gutierrez G. Et al., 2004; Engert A. et al., 2016).
Таким образом, поиск возможных путей снижения риска развития гемолиз-ассоциированных осложнений, развивающихся в результате трансфузий препаратов крови – переносчиков кислорода, является актуальным.
Степень разработанности темы исследования.
В современную эру развития биомедицинских клеточных технологий и
регенеративной медицины одним из вариантов решения рассматриваемой проблемы
является разработка кровезаменителей, содержащих молодые эритроциты.
Достижения современных медицинских технологий позволили выделить
эритроцитную массу из пуповинной крови человека. Состав эритроцитарной популяции пуповинной крови представлен «молодыми» клетками, обладающими большей устойчивостью к различного рода критическим воздействиям. Это обосновало их применение с целью выполнения алло- и аутогемотрансфузий новорожденным детям при целом ряде патологических состояний, в том числе, при врожденных пороках развития (Титков К.В., 2014; Akinsheye I. et al., 2011; Bosman G.J., 2013; Chakrabarty P., Rudra S., 2013). В настоящее время стратегия и показания для применения эритроцитной массы/взвеси пуповинной крови в педиатрии, согласно действующей нормативно-правовой базе, не имеет существенных отличий от таковых у взрослых реципиентов.
Кроме того, в литературных источниках встречаются данные по применению как аутологичной, так и пулированной аллогенной эритромассы при анемии у новорожденных (Сухих Г.Т. и соавт., 2011; Титков К.В., 2014; Morris K.P. et al., 2005; Khodabux C.M. et al., 2011; Chakrabarty P., Rudra S., 2013).
Цель исследования: оценить эффективность экспериментального
кровезаменителя, содержащего эритроциты пуповинной крови человека при восполнении острой экспериментальной кровопотери.
Задачи исследования:
-
На основе анализа существующих экспериментальных моделей кровопотери выбрать наиболее оптимальную и адаптировать ее под задачи исследования в рамках оценки эффективности кровезаменителя с эритроцитами пуповинной крови человека при восполнении острой кровопотери.
-
Определить показатели деятельности сердечно-сосудистой и дыхательной систем у собак при острой кровопотере и после ее возмещения экспериментальным кровезаменителем с эритроцитами пуповинной крови человека.
-
Выявить особенности микроциркуляции у собак при острой кровопотере и после ее возмещения экспериментальным кровезаменителем, содержащим эритроциты пуповинной крови человека.
-
Оценить количественный состав красной крови, показатели гемостаза и кислотно-щелочного состояния плазмы крови у собак при острой кровопотере и после ее возмещения изучаемым кровезаменителем.
5. Провести гистоморфологическую оценку внутренних органов у собак при
острой кровопотере и после ее возмещения экспериментальным
кровезаменителем, содержащим эритроциты пуповинной крови человека.
Научная новизна исследования.
Впервые проведены исследования по обоснованию возможности
использования кровезаменителей с эритроцитами пуповинной крови человека для
восполнения острой кровопотери в расчетном объеме около 50% ОЦК. Показана
более высокая эффективность кровезаменителя с эритроцитами пуповинной
крови человека относительно эффектов эритроцитной массы крови человека в
ранний период после возмещения кровопотери (в течение 1-х сут эксперимента) в
рамках газотранспортной, волемической, циркуляторной функций крови.
Установлено, что плазмозамещающий компонент экспериментального
кровезаменителя с эритроцитами пуповинной крови человека по эффективности
восполнения острой кровопотери сопоставим с кровезаменителем
гемодинамического действия на основе модифицированного желатина – «Гелофузином».
Теоретическая и практическая значимость работы.
В настоящем исследовании проведено обоснование методических подходов к проведению доклинических исследований кровезаменителей с клеточным компонентом на крупных лабораторных животных. Проведен сравнительный анализ эффективности опытного образца кровезаменителя с эритроцитами пуповинной крови и эритроцитной массы крови человека у собак в раннем периоде после возмещения острой кровопотери (в течение 1-х сут эксперимента) в рамках циркуляторной, газотранспортной, волемической функций крови. Установлено, что при экспертизе перспективных кровезаменителей, содержащих донорские клетки человека, традиционные подходы к их оценке не в полной мере приемлемы в связи с уникальностью и разнообразием структурных и биологических свойств клеточного компонента.
Результаты исследования содержат сведения для совершенствования программ и методик доклинических исследований кровезаменителей с клеточным компонентом, что повысит степень объективности экстраполяции результатов доклинических исследований на эффекты, проявляющиеся в рамках клинических исследований. Сведения, полученные в ходе анализа данных об эффективности экспериментального кровезаменителя с клеточным компонентом, позволяют расширить методологическую базу в рамках прикладных аспектов применения разрабатываемых перспективных лекарственных средств в клинической
медицине, что является залогом успеха в развитии отечественной медицинской науки.
Методология и методы исследования.
Методический подход, применяемый в настоящей работе, базируется на практических основах отечественной и зарубежной хирургии, трансфузиологии и экспериментальной медицины и включает основные принципы метода научного познания: анализ актуальных литературных источников, построение научной гипотезы, уточнение задач и разработка дизайна исследования, сравнительно-сопоставительный анализ полученных в ходе эксперимента данных для формулирования полноценных выводов, положений, выносимых на защиту, практических рекомендаций.
В работе использованы исследовательские диагностические алгоритмы, основанные на актуальных методах прижизненной и аутопсийной лабораторной и инструментальной диагностики состояния функций органов и систем организма. Материалом исследования служили данные, полученные при моделировании острой кровопотери у собак-самцов метисов в эксперименте, с последующим ее возмещением экспериментальным кровезаменителем, содержащим эритроциты пуповинной крови, или эритроцитной массой человека. Работа выполнена в соответствии с принципами доказательной медицины с использованием современных высокотехнологичных методов исследования и обработки данных.
Положения, выносимые на защиту.
-
Адаптированная экспериментальная модель острой кровопотери у собак позволяет провести сравнительную оценку эффективности экспериментального кровезаменителя с эритроцитами пуповинной крови человека и эритроцитной массы крови человека.
-
При однократном восполнении острой экспериментальной кровопотери, кровезаменитель с эритроцитами пуповинной крови человека по сравнению с эритроцитной массой периферической крови человека оказывает более выраженный положительный эффект в отношении показателей макро- и микрогемодинамики, количественных показателей периферического звена эритрона, коагуляционного гемостаза и кислотно-щелочного состояния крови.
-
Ресуспендирующий компонент экспериментального кровезаменителя с эритроцитами пуповинной крови человека по эффективности восполнения острой кровопотери сопоставим с кровезаменителем гемодинамического действия на основе раствора модифицированного желатина «Гелофузин».
Степень достоверности и апробация результатов исследования.
Достоверность и обоснованность результатов работы обеспечиваются репрезентативностью групп экспериментальных животных, достаточным объемом лабораторных, инструментальных и гистоморфологического методов исследований, результаты которых подвергнуты статистическому анализу и математической обработке.
Основные результаты диссертационного исследования доложены на 3-м
Азиатско-Тихоокеанском конгрессе военной медицины (Санкт-Петербург, 2016),
Юбилейной научно-практической конференции, посвященной 15-летию
образования научно-исследовательского центра Военно-медицинской академии имени С.М. Кирова (Санкт-Петербург, 2016), Всеармейской научно-практической конференции «Опыт применения сил и средств медицинской службы Вооруженных Сил Министерства обороны РФ (МО СССР) при ликвидации медико-санитарных последствий ЧС», посвященной 50-летию ликвидации последствий землетрясения в Ташкенте и 30-летию ликвидации последствий аварии на Чернобыльской АЭС (Санкт-Петербург, 2016), IX международном конгрессе «Биотехнология: состояние и перспективы развития» (Москва, 2017).
По теме диссертации опубликовано 12 печатных работ, из них 3 – в журналах, включенных в перечень рецензируемых научных изданий, рекомендованных Высшей аттестационной комиссии России для опубликования основных результатов диссертационных исследований на соискание ученой степени кандидата наук.
Личное участие автора в исследовании.
Планирование диссертационного исследования, его тема, основные идеи и
содержание разработаны диссертантом совместно с научными руководителями на
основании анализа современных литературных данных. Автор непосредственно
планировал, организовал и провел экспериментальные исследования,
самостоятельно выполнил хирургическое пособие по осуществлению доступа к сосудам и моделированию кровопотери в эксперименте. Лично проводил оценку исследуемых инструментальных и лабораторных показателей, осуществлял их учет, систематизацию, статистическую обработку, анализ и обобщение.
Объем и структура диссертации.
Результаты диссертационного исследования изложены на 125 листах машинописного текста. Диссертация состоит из введения, четырех глав, в том числе главы, содержащей результаты собственных исследований, заключения, выводов, практических рекомендаций и списка литературы, включающего 161 источник, в том числе 89 отечественных и 72 зарубежных. Диссертация иллюстрирована 13 таблицами и 24 рисунками.
Инфузионно-трансфузионная терапия при острой кровопотере
Острая кровопотеря является едва ли не самым часто встречающимся последствием повреждений организма в ходе эволюционного пути существования человека. Это наиболее часто встречающееся последствие большинства травм, обусловленное повреждением кровеносных сосудов. Так, повреждения магистральных кровеносных сосудов в период Второй мировой войны встречались у 0,3 – 2% раненых [69]. В соответствии с современной доктриной применения Вооруженных Сил (ВС) РФ, все большее значение приобретает использование военных контингентов в локальных конфликтах при проведении миротворческих и контртеррористических операций. Формирование современной военной доктрины, в частности, является следствием изменения за последние десятилетия военно-политической обстановки, обусловливающей необходимость проведения различных военных операций. По данным отечественных и зарубежных авторов, в локальных войнах и вооруженных конфликтах удельный вес сосудистых повреждений в структуре санитарных потерь хирургического профиля существенно увеличился до 8% в Афганистане, до 6% – на Северном Кавказе, до 6% – в Ираке [11, 20, 27, 57, 68, 104, 109, 141, 152]. Также, данные последних лет указывают на то, что около 20-25% пациентов, нуждающихся в реанимационной помощи, составляют пострадавшие с острой массивной кровопотерей [6, 68, 69, 89, 120]. При этом, частота развития кровотечений при ранениях или травматических повреждениях магистральных сосудов достигает 85% [20, 68, 69]. Острая кровопотеря при утрате 30% объема циркулирующей крови (ОЦК) и более рассматривается как пусковой механизм каскада патофизиологических реакций [67, 89, 124]. Выраженность этих реакций зависит от объема и скорости кровопотери, сроков лечебно-эвакуационных мероприятий и проведения оперативного вмешательства с целью устранения причины кровотечения, а также от исходного состояния пострадавшего, неблагоприятных сопутствующих факторов (комбинация поражающих факторов, гипо- и гипертермия, обезвоживание и др.).
Критическое уменьшение ОЦК вследствие острой кровопотери приводит к развитию выраженной гиповолемии и циркуляторной гипоксии, что значительно утяжеляет состояние пострадавшего [42, 85, 89, 120, 134]. Эффективность лечения таких пациентов по утверждению М.М. Абакумова (1984, 2005) зависит не только от своевременности оказания хирургической помощи, но и от адекватности объема и качества реанимационных мероприятий и трансфузионного пособия.
Исследования последних лет указывают на то, что ключевой проблемой при острой кровопотере является не только нарушение макрогемодинамики, но и микроциркуляции, что ведет к снижению перфузии тканей, поэтому на решение данной проблемы направлен весь комплекс интенсивной терапии [2, 23, 30, 36, 37, 66, 69, 77, 94, 109, 104, 106, 151, 137, 140, 146]. При снижении уровня тканевого кровотока ниже пороговых значений происходящие метаболические, биохимические и энзиматические клеточные нарушения приводят к развитию полиорганной недостаточности, а без адекватного лечения – к летальному исходу [13, 44, 71, 83, 84, 85, 109, 120, 124]. Проблема восполнения объема потерянной крови, ее коллоидно-осмотического давления и кислородной емкости в настоящее время решается использованием кристаллоидных и коллоидных растворов, а также компонентов и препаратов крови [2, 31, 66, 87, 89, 106, 117, 136, 139, 146, 157]. Основные принципы инфузионно-трансфузионной терапии (ИТТ) пациентов с острой кровопотерей сводятся прежде всего к восстановлению циркуляторной, кислородтранспортной и гемостатической функций крови и зависят от объема кровопотери и степени тяжести состояния пациента. Предложенная П.Г. Брюсовым (1997) классификация кровопотери отражает важнейшие аспекты для выстраивания оптимальной тактики лечения острой кровопотери в каждом конкретном случае (Таблица 1).
В настоящее время имеется широкий арсенал средств как среди препаратов крови и ее компонентов, так и кровезамещающих препаратов для оказания медицинской помощи в различных клинических ситуациях, в том числе и при острой кровопотере. Все они составляют основу лечебных программ по компонентному восстановлению ОЦК, газотранспортной функции крови и ее коагуляционного потенциала (Таблица 2, 3).
Поскольку тактика ИТТ основана на существующих представлениях о патофизиологических механизмах кровопотери и возможностях современной реаниматологии и трансфузиологии, различают задачи количественного и качественного восполнения утраченной крови, решение которых обеспечивается использованием препаратов различных групп трансфузионных сред [2, 10, 32, 52, 54, 66, 77, 81]. Ориентировочные объемы растворов и гемокомпонентов, переливаемых при острой кровопотере представлены в таблице 4.
При оказании помощи пациентам с острой кровопотерей несомненно стоит ориентироваться на рекомендуемые программы и схемы терапии, однако при выборе оптимальной следует учитывать мнение академика А.И. Воробьева (2001): «…в действительности мы не знаем ответа на вопрос «Каково оптимальное соотношение солевых растворов и коллоидов в структуре трансфузионных сред при острой массивной кровопотере?» и должны ориентироваться на индивидуальные клинические показатели и их динамику в ответ на терапию».
Показатели деятельности сердечно-сосудистой и дыхательной систем у собак при кровопотере и после ее восполнения
Эксфузия крови у собак во всех исследуемых группах в расчетном объеме до 50% от ОЦК вызывала в среднем относительно исходных значений снижение АДср на 61,6% (до 33,6±0,8 мм рт. ст., р 0,05; рисунок 13а), УО – на 29,3% (до 22,8±0,6 мл, р 0,05; рисунок 13в), ОПСС – на 72,7% (до 766,9±117,2 динссм-5, р 0,05; рисунок 13г), повышение ЧСС на 88,6% (до 148,1±5,0 уд/мин, р 0,05; рисунок 12в), МОК – на 64,2% (до 4158,7±1041,6 мл/мин, р 0,05; рисунок 13б), ЧДД – на 200% (до 50,4±3 в мин, р 0,05; рисунок 12г), что свидетельствовало о развитии тяжелого гиповолемического состояния (Таблица 7). У животных в контрольной группе (без восполнения кровопотери) в период, соответствующий периоду «после восполнения кровопотери» в других экспериментальных группах, отмечалась положительная динамика относительно исходного состояния САД (на 49,4%, р 0,05; рисунок 12а), ДАД – (на 44,3% р 0,05; рисунок 12б), АДср (на 46,7%, р 0,05; рисунок 12а), ОПСС (на 69,4%, р 0,05; рисунок 13г) и отрицательная динамика относительно исходного состояния ЧСС (на 105,3%, р 0,05; рисунок 12в), ЧДД (на 223,5%, р 0,05; рисунок 12г), МОК (на 75,9%, р 0,05; рисунок 13б), УО (на 37,3%, р 0,05; рисунок 13в).
Через 24 ч после восполнения кровопотери восстановления значений исследуемых показателей деятельности сердечно-сосудистой и дыхательной систем у животных контрольной группы до уровня исходных не происходило, но сохранялась тенденция к восстановлению исследуемых показателей относительно исходных значений САД (на 23,2%, р 0,05; рисунок 12а), ДАД (на 23,8%, р 0,05; рисунок 12б), АДср (на 21,9%, р 0,05; рисунок 12а), ЧСС (на 37,8%, р 0,05; рисунок 12в), ЧДД (на 141,2%, р 0,05; рисунок 12г), МОК (на 48,5%, р 0,05; рисунок 13б), УО (на 30,1%, р 0,05; рисунок 13в) и ОПСС (на 48,0%, р 0,05; рисунок 13г), что свидетельствовало о состоятельности компенсаторных возможностей организма животных.
После восполнения кровопотери у собак в группах «ЭК» и «ГФ» по сравнению с соответствующими показателями в группах «ЭКП», «ЭрМ» и «Контроль» наблюдалась более выраженная положительная динамика изменения исследуемых показателей относительно исходного состояния САД (на 8,3%, р 0,05 и на 14,7%, р 0,05; рисунок 12а), ДАД (на 10,5%, р 0,05 и на 22,5%, р 0,05; рисунок 12б), АДср (на 9,4%, р 0,05 и на 18,8%, р 0,05; рисунок 13а), ЧСС (на 24,8%, р 0,05 и на 34,4%, р 0,05; рисунок 12в), ЧДД (на 47,1%, р 0,05 и на 43,8%, р 0,05; рисунок 12г), МОК (на 28,6%, р 0,05 и на 54,3%, р 0,05; рисунок 13б), УО (на 6,6% и на 8,3%; рисунок 13в) и ОПСС (на 30,5%, р 0,05 и на 48,0%, р 0,05; рисунок 13г) соответственно. При этом через 24 ч после восполнения кровопотери значения исследуемых показателей восстанавливались до уровня близкого к исходному.
Статистически значимых межгрупповых различий между значениями соответствующих показателей в группах «ЭК» и «ГФ» не отмечалось, что указывало на сопоставимость эффектов обоих кровезаменителей (Таблица 7, рисунок 12 (а-г), рисунок 13 (а-г)).
У собак в группах «ЭКП» и «ЭрМ» после восполнения кровопотери также наблюдалась положительная динамика в изменении значений исследуемых показателей относительно исходного состояния САД (на 13,9%, р 0,05 и 14,7%, р 0,05; рисунок 12а), ДАД (на 6,0%, р 0,05 и на 4,5%, р 0,05; рисунок 13б), АДср (на 10,0%, р 0,05 и на 10,6%, р 0,05; рисунок 13а), МОК (на 44,2%, р 0,05 и на 43,4%, р 0,05; рисунок 13б), УО (на 3,5% и на 22,6%; рисунок 13в) и ОПСС (на 33,3%, р 0,05 и на 29,8%, р 0,05; рисунок 13г) соответственно. Однако у животных в группе «ЭрМ» в отличии от животных в группе «ЭКП», кроме того регистрировалась статистически значимая внутри- и межгрупповая отрицательная динамика относительно исходных значений исследуемых показателей: увеличивались ЧСС (на 110,7%, р 0,05; Рисунок 12в) и ЧДД (на 239,8%, р 0,05; рисунок 12г), что объясняется физиологической реакцией на гемолитическую ситуацию в организме вследствие развивавшегося иммунного конфликта в ответ на трансфузию крови человека собаке.
Через 24 ч после восполнения кровопотери у животных в группе «ЭКП» значения исследуемых показателей восстанавливались до исходного уровня и не имели статистически значимых внутригрупповых различий относительно значений соответствующих показателей до кровопотери (Таблица 7). Вливание эритроцитной массы периферической крови у собак в группе «ЭрМ» через 24 ч после восполнения кровопотери не оказывало существенного влияния на восстановление исследуемых показателей относительно значений после восполнения кровопотери. Однако, в этот период относительно исходных значений были снижены: САД (на 12,6%, р 0,05; рисунок 12а), ДАД (на 16,4%, р 0,05; рисунок 12б), АДср (на 13%, р 0,05; рисунок 13а), УО (на 18,9% р 0,05; рисунок 13в), ОПСС (на 33,7%, p 0,05; рисунок 13г); повышены: ЧСС (на 71,2%, р 0,05; рисунок 12в), ЧДД (на 112,5%, р 0,05; рисунок 12г), МОК (на 33,7%, р 0,05; рисунок 136).
Таким образом, эксфузия крови у собак в расчетном объеме около 50% от ОЦК вызывала развитие геморрагического шока, что подтверждалось выраженными нарушениями системной гемодинамики. В результате развивающейся гиповолемии происходила компенсаторная реакция со стороны дыхательной и сердечнососудистой систем в виде повышения ЧСС и ЧДД. Восполнение кровопотери кровезаменителями в объеме, равном объему кровопотери, способствовало восстановлению ряда показателей деятельности сердечно-сосудистой системы (ЧСС, САД, ДАД, АДср, МОК, УО, ОПСС). У собак в контрольной группе (без восполнения кровопотери) в течение всего периода наблюдения отмечалась незначительная положительная динамика изменения значений исследуемых показателей, что обусловлено включением компенсаторных механизмов организма животных в ответ на кровопотерю (перераспределение водных компартментов).
Наиболее выраженная положительная динамика восстановления исследуемых показателей за весь период наблюдения выявлялась у животных в группах «ЭК» и «ГФ» (значения исследуемых показателей восстанавливались до исходного уровня). При этом гемодинамические эффекты ЭК и ГФ были сопоставимы и не имели статистически значимых различий. У животных в группе «ЭКП» к окончанию периода наблюдения (24 ч после восполнения кровопотери) регистрировались признаки восстановления большинства показателей деятельности сердечнососудистой системы до исходного уровня. В аналогичный период эксперимента у животных в группе «ЭрМ» на фоне признаков восстановления гемодинамики по ряду показателей наблюдалась отрицательная динамика.
Гистоморфологическая характеристика внутренних органов у собак после восполнения острой кровопотери
Через 24 ч после восполнения острой экспериментальной кровопотери у собак кровезаменителями (опытные группы и группы сравнения) и без ее восполнения проводили гистоморфологическое исследование аутопсийного материала (внутренних органов) и выявили ряд особенностей.
У животных, которым не выполняли восполнение острой кровопотери (контрольная группа), в паренхиматозных органах определялся спазм капилляров, сосудов артериального типа и их малокровие; сосуды венозного типа были расширенными и полнокровными.
В тканях сердца определялись признаки отека кардиомиоцитов в виде значительного расширения пространств между пучками кардиомиоцитов, малокровие сосудов всех типов (Рисунок 20а); в тканях легких – выраженное малокровие сосудов артериального, венозного типов и капилляров межальвеолярных перегородок с выходом эритроцитов в просветы альвеол (Рисунок 20б); в тканях печени – сосуды портальных трактов и центральные вены расширены и неравномерно полнокровны (Рисунок 20в); в тканях селезенки – выраженное малокровие синусоидов и артериол (Рисунок 20г). В тканях почек – полнокровие капилляров клубочков и артериол, отек ткани почки (Рисунок 20д). В расширенных артериолах и синусоидах почек определялись единичные эритроциты (в виде скоплений). Морфологическая структура эритроцитов в сосудах всех органов не изменена.
У животных после восполнения острой кровопотери опытным образцом кровезаменителя на основе 4% раствора модифицированного желатина (группа «ЭК») определялось полнокровие паренхиматозных органов с немногочисленными участками скоплений плазмы и агрегированных эритроцитов. В сосудах отчетливо контурировались эритроциты с неизмененной морфологической структурой.
В тканях сердца отмечался отек кардиомиоцитов и неравномерно выраженное полнокровие сосудов сердца (Рисунок 21а). В тканях легких определялось неравномерно выраженное полнокровие сосудов артериального, венозного типа и капилляров межальвеолярных перегородок с выходом эритроцитов в просветы альвеол. В просветах части сосудов определялись скопления плазмы и неизмененные эритроциты (Рисунок 21б). В тканях печени отмечалось выраженное полнокровие сосудов артериального и венозного типа со скоплениями плазмы и неизмененными эритроцитами (Рисунок 22в). Определялось выраженное полнокровие синусоидов и артериол селезенки со скоплениями плазмы и морфологически неизмененных эритроцитов (Рисунок 21г).
В тканях почек все кровеносные сосуды несколько полнокровны, отдельные вены расширены и полнокровны. В них скопления плазмы и морфологически неизмененных эритроцитов; отек ткани почки (Рисунок 21д).
У животных в группе «ГФ» определялось полнокровие паренхиматозных органов с немногочисленными участками скоплений плазмы и агрегированных эритроцитов. В сосудах отчетливо контурировались эритроциты с неизмененной морфологической структурой.
В тканях сердца определялся отек кардиомиоцитов, неравномерное кровенаполнение сосудов сердца (Рисунок 22а); в тканях легких – кровенаполнение сосудов неоднородное: неравномерно выраженное полнокровие сосудов артериального, венозного типа и капилляров межальвеолярных перегородок. В просветах части сосудов определялись скопления плазмы и неизмененные эритроциты (Рисунок 22б); в тканях печени – выраженное полнокровие сосудов артериального и венозного типа со скоплениями плазмы и отчетливо контурируемыми эритроцитами (Рисунок 22в). В тканях селезенки отмечалось выраженное полнокровие синусоидов и артериол со скоплениями плазмы и морфологически неизмененных эритроцитов (Рисунок 22г). В тканях почек – малокровие капилляров клубочков, в значительной части артериолы и венулы расширены и полнокровны, в них скопления плазмы и частично агрегированных неизмененных эритроцитов; отек ткани почки (Рисунок 21д).
У животных после восполнения острой кровопотери экспериментальным кровезаменителем с эритроцитной массой пуповинной крови человека (группа «ЭКП») определялось неравномерно выраженное полнокровие паренхиматозных органов с немногочисленными участками скоплений агрегированных эритроцитов с неизмененной морфологической структурой. В части сосудов венозного типа и капиллярах определялись скопления гемолизированных эритроцитов. Кроме того, в сосудах всех типов отмечалось наличие умеренного количества патологических форм эритроцитов.
В тканях сердца отмечался отек кардиомиоцитов и неравномерно выраженное полнокровие сосудов артериального и венозного типа, капилляры преимущественно малокровны, отдельные – расширены и полнокровны (Рисунок 23а). В тканях легких определялось неравномерно выраженное полнокровие сосудов венозного типа и капилляров межальвеолярных перегородок.
В просветах части сосудов определялись скопления плазмы, гемолизированные эритроциты и агрегированные неизмененные эритроциты (Рисунок 23б). В тканях печени отмечалось неравномерное полнокровие артерий портальных трактов; синусоиды и вены портальных трактов расширены и полнокровны. Местами в сосудах скоплениями плазмы, агрегированных эритроцитов с отчетливыми контурами; в синусоидах и сосудах венозного типа – множественные скопления агрегированных (с отчетливыми контурами) и частично гемолизированных эритроцитов (Рисунок 23в). Отмечалось расширение и выраженное полнокровие синусоидов и артериол селезенки со скоплениями агрегированных (с отчетливыми контурами) и частично гемолизированных эритроцитов (Рисунок 23г). В тканях почек все капилляры (в том числе капилляры клубочков) и часть артериол и венул малокровны. Отдельные участки с неравномерно полнокровными артериолами и венулами, в них скопления частично гемолизированных эритроцитов и агрегированных неизмененных (с отчетливыми контурами) эритроцитов; отек ткани почки. Встречались единичные участки с мелкоочаговыми кровоизлияниями «per diapedesin» (Рисунок 23д).
У животных в группе «ЭрМ» определялось неравномерно выраженное полнокровие паренхиматозных органов с признаками стаза. Сосуды артериального типа спазмированы, венозного – расширены. Во всех сосудах множественные неравномерные скопления агрегированных и гемолизированных эритроцитов. В сосудах всех типов отмечалось наличие большого количества патологических форм эритроцитов.
В тканях сердца определялся отек кардиомиоцитов, малокровие сосудов артериального и венозного типа (оптически «пустые») сердца (Рисунок 24а). В тканях легких определялось неравномерно выраженное полнокровие сосудов венозного типа и капилляров межальвеолярных перегородок; отдельные сосуды артериального типа спазмированы. Определялось чередование эритроцитарных стазов и скоплений плазмы в сосудах (Рисунок 24б). В тканях печени артерии и синусоиды портальных трактов неравномерно полнокровны отмечались неравномерные участки расширения сосудов артериального типа с множественными скоплениями плазмы, агрегированных и гемолизированных эритроцитов; в синусоидах и сосудах венозного типа – множественные скопления частично гемолизированных эритроцитов (Рисунок 24в).
Определялось расширение и неравномерное полнокровие синусоидов и артериол селезенки с множественными скоплениями агрегированных и гемолизированных эритроцитов. (Рисунок 24г). В тканях почек все кровеносные сосуды в большей части малокровны; встречались участки с крупноочаговыми кровоизлияниями «per diapedesin», отек ткани почки (Рисунок 24д).
Обоснование возможности клинического применения кровезаменителя с эритроцитами пуповинной крови человека для восполнения острой кровопотери
Не снижающийся интерес к проблеме трансфузиологического обеспечения оказания хирургической помощи приводит научное сообщество к рассмотрению всевозможных вариантов ее решения. Традиционно в качестве источника различных клеточных компонентов для заготовки и трансфузии используется кровь взрослых доноров, которая, как известно, имеет как преимущества, так и существенные недостатки. В настоящее время помимо крови взрослых доноров для заготовки гемокомпонентов используют также и пуповинную кровь, форменные элементы которой обладают рядом достоинств, сказывающихся на гемореологии.
Так, K.P. Morris, et al. (2005), C.M. Khodabux et al. (2011), L. Douay (2012), К.В. Титков (2014), D. Darghouth et al. (2016) сообщают об успешном выполнении аутологичных и аллогенных трансфузий эритроцитной массы пуповинной крови детям с различными врожденными пороками развития, в том числе в критическом состоянии, что позволило оптимизировать клинико-диагностические подходы к лечению таких пациентов. Стратегия и тактика переливаний переносчиков газов крови в педиатрии и неонатологии не имеет принципиальных отличий от таковой у взрослых пациентов, что позволяет рассматривать эритроциты пуповинной крови, как средство для восполнения острой кровопотери [52, 54]. Кроме того, I. Cortes-Puch et al. (2015), S.N. Shah et al. (2016) в своих экспериментальных доклинических исследованиях указывают на сохранение метаболического и реологического профиля эритроцитов пуповинной крови и их способности к адекватному выполнению газотранспортной функции после выполнения трансфузий в эксперименте.
Таким образом, анализ результатов проведенного нами исследования показал, что переливание экспериментального кровезаменителя с эритроцитами пуповинной крови человека собакам при острой кровопотере способствует восстановлению параметров макро- и микрогемодинамики, количественных показателей красной крови, кислотно-щелочного состояния плазмы крови и подтверждает возможность эффективного использования кровезаменителя с клеточным компонентом в виде эритроцитов пуповинной крови человека в клинической практике.