Влияние перфторана на структурные и функциональные свойства эритроцитов у больных с травмой и кровопотерей


С.М. Радаев, Д.А. Остапченко, Ю.М. Розенберг,
И.Л. Лисовская, В.В. Мороз, Ф.И. Атауллаханов
ГУ НИИ общей реаниматологии РАМН, Гематологический научный центр РАМН, г.Москва

Введение. Одной из важных проблем современной реаниматологии является интенсивная терапия тяжелой сочетанной травмы, сопровождающейся кровопотерей. Смертность в результате механических повреждений различной этиологии занимает в настоящее время третье место в структуре смертности после сердечно-сосудистых и онкологических заболеваний. Травма сопровождается нарушениями гемодинамики и кислородного баланса, возникающими в результате комплексного влияния различных компонентов повреждения, среди которых доминирует кровопотеря.

Важным фактором в патогенезе нарушений, возникающих в раннем посттравматическом периоде является нарушение микрореологических свойств крови, которые определяют состояние ее текучести на уровне капилляров и во многом зависят от формы, деформируемости и состояния поверхностной мембраны эритроцитов. В ряде исследований было доказано, что применение перфторана способствует оптимизации показателей гемодинамики и кислородного статуса при острой кровопотере, гиповолемии и травме, однако, при этом не рассматривалось воздействие перфторана на эритроцитарное звено транспорта кислорода. При этом исследования взаимосвязи между изменениями структурных и функциональных характеристик эритроцитов у больных с тяжелой травмой и кровопотерей, а также влияние перфторана на реологические свойства эритроцитов не проводились.

 

 

Материалы и методы. Обследованы 52 больных с тяжелой сочетанной травмой и кровопотерей в объеме 20-40 мл/кг массы тела
(24 человека - с традиционной инфузионной терапией, 28 человек  - с внутривенным введением перфторана в дозе 6-8 мл/кг). Всем больным по тяжести состояния проводилась ИВЛ с момента поступления в отделение реанимации. Исследовались показатели гемодинамики и кислородного баланса, форма фиксированных эритроцитов методом световой микроскопии и деформируемость эритроцитов фильтрацией через поры никелевого фильтра диаметром 3,1 мкм.

 

 

Критериями для включения больных в основную и контрольную группы являлись: а) стабилизация параметров гемодинамики на относительно безопасном уровне (АДср. ³ 70 мм рт. ст., ЧСС £ 120 уд./мин, ЦВД ³ 5 мм рт. ст., ДЗЛК ³ 9 мм рт. ст.) без инотропной поддержки; б)индекс оксигенации - более 200, при ИВЛ с FiО2 0,4 и ПДКВ - 5 см водн.ст.; в) удовлетворительный уровень перфузии внутренниих органов (скорость диуреза ³ 1 мл/кг/ч); г) отсутствие предшествующих гемотрансфузий. Исследование начинали в первые сутки после травмы.

 

 

Показатели центральной гемодинамики оценивали с помощью «плавающего» катетера Swan-Ganz. Одновременно регистрировали ЧСС и измеряли АД неинвазивным способом. Для оценки соответствия между потреблением кислорода тканями и уровнем метаболизма в них изучали одновременно показатели доставки и потребления кислорода, измеренные независимыми методами. Доставку О2 рассчитывали из значений сердечного выброса по общепринятым формулам, а потребление кислорода измеряли прямым способом с помощью метаболического монитора. Измерение кислотно-основного состояния крови производили с помощью газоанализатора “ABL Radiometer”. Концентрацию лактата в артериальной крови определяли энзиматическим методом с использованием биохимического анализатора “Cobas Mira Plus” и реактивов фирмы “Roche”.

Исследования формы и деформируемости эритроцитов проводились в крови, взятой на гепарине из центральной вены вне инфузии препаратов крови или плазмы и фиксированной раствором глутарового альдегида. Определялось процентное содержание измененных клеток в образце крови методом световой микроскопии с увеличением в 300 раз при движении эритроцитов в потоке. Деформируемость эритроцитов изучали методом фильтруемости по их способности проходить через цилиндрические поры, диаметр которых сопоставим с диаметром капилляров и составляет 3,1 мкм. Измерения фильтрационных показателей крови проводили на экспериментальном кинетическом фильтрометре, разработанном и изготовленном в лаборатории физической биохимии систем крови ГНЦ РАМН. Экспериментальные кривые представляли собой зависимость протекшего через фильтр объема от времени. По ним рассчитывали скорость фильтрации основной массы клеток (90-95% эритроцитов в образце крови, способных к прохождению через узкие поры) и процент клеток, не проходящих через поры фильтра. Для изучения воздействия перфторана на эритроциты in vitro пробирки с образцами крови больных инкубировали с различными концентрациями перфторана. Фиксацию эритроцитов глутаровым альдегидом с последующей их микроскопией по описанной выше методике проводили через 6 часов и 24 часа инкубации. Статистическую обработку полученных результатов проводили с применением параметрических и непараметрических методов статистики.

Результаты. В результате проведенных исследований центральной гемодинамики и кислородного статуса у больных с тяжелой травмой и кровопотерей выявлено повышение сердечного индекса до 3,7 л/мин/м2, то есть до верхней границы нормы. При этом «нормальные» значения сердечного индекса достигались увеличением ЧСС до 111,9±7,7 уд. в мин на фоне умеренного снижения величины ударного индекса до 33,1±2,4 мл/м2. Данные изменения являются компенсаторной реакцией на снижение содержания кислорода в крови (в том числе и вследствие снижения оксигенирующей функции легких) (табл. 1 и 2). В результате исследования у больных основной группы было выявлено умеренное повышение давления в легочной артерии (19,3±1,2 мм рт. ст.) и легочного сосудистого сопротивления(245±17 дин×с/см5×м2).


Таблица 1. Показатели кислородного баланса у больных основной группы на этапах исследования.

Показатели

 

 

Значения показателей на этапах исследования

 

 

Исход.

 

 

После введ. ПФ

 

 

2 часа

 

 

6 часов

 

 

12 часов

 

 

24 часов

 

 

48 часов

 

 

DО2, мл/мин/м2

 

 

690±52

 

 

698±97

 

 

645±86

 

 

641±83

 

 

756±67

 

 

631±63

 

 

727±85

 

 

КЭО2, %

 

 

29,7±1,5

 

 

30,5±2,1

 

 

34,6±2,4*

 

 

26,9±1,5

 

 

28,8±1,9

 

 

27,1±2,1

 

 

25,7±1,4

 

 

VО2, мл/мин/м2

 

 

224±11

 

 

234±15

 

 

251±13*

 

 

208±10

 

 

219±9

 

 

204±11

 

 

207±11

 

 

СаО2, мл/дл

 

 

12,2±0,9

 

 

12,3±0,7

 

 

12,6±1,2

 

 

12,4±0,8

 

 

12,0±0,7

 

 

12,1±0,9

 

 

12,1±0,7

 

 

СvО2, мл/дл

 

 

9,5±0,7

 

 

9,7±0,6

 

 

9,2±0,8

 

 

9,4±1,0

 

 

9,5±0,9

 

 

9,3±0,7

 

 

9,2±0,5

 

 

SaО2, %

 

 

98,2±1,1

 

 

97,6±1,4

 

 

98,5±1,8

 

 

97,2±1,5

 

 

98,2±0,8

 

 

98,0±0,9

 

 

97,3±1,0

 

 

SvО2, %

 

 

73,8±2,4

 

 

77,6±2,6

 

 

75,2±2,2

 

 

76,3±2,6

 

 

76,9±1,9

 

 

75,5±1,8

 

 

74,9±2,1

 

 

Примечание -*- (p<0,05) в сравнении с исходными значениями.


 

Таблица 2. Показатели кислородного баланса у больных контрольной группы на этапах исследования.

Показатели

 

 

Значения показателей на этапах исследования

 

 

Исход.

 

 

12 часов

 

 

24 часов

 

 

48 часов

 

 

DО2, мл/мин/м2

 

 

675±62

 

 

652±75

 

 

582±82

 

 

617±54

 

 

КЭО2, %

 

 

28,7±2,1

 

 

28,2±2,4

 

 

28,0±1,8

 

 

28,6±2,3

 

 

VО2, мл/мин/м2

 

 

222±15

 

 

227±20

 

 

207±17

 

 

201±13

 

 

СаО2, мл/дл

 

 

12,5±1,1

 

 

12,4±1,2

 

 

12,4±0,6

 

 

12,2±0,8

 

 

СvО2, мл/дл

 

 

9,1±0,8

 

 

9,0±1,0

 

 

8,9±0,9

 

 

9,0±0,6

 

 

SaО2, %

 

 

97,6±1,3

 

 

97,4±1,4

 

 

98,3±1,0

 

 

98,1±1,3

 

 

SvО2, %

 

 

68,8±2,7

 

 

62,9±2,4

 

 

70,5±2,5

 

 

61,5±2,2

 

 

Транспорт кислорода у больных обеих групп превышал нормальные  показатели на  15 % (табл. 1 и 2), также отмечено повышение потребления кислорода. Степень экстракции О2 у больных основной группы соответствовала верхней границе нормы. Низкое содержание О2 в артерии связано как с уменьшением насыщения гемоглобина кислородом вследствие посттравматического повреждения легочной ткани, так и со снижением уровня гемоглобина. Повышенное содержание лактата в артериальной крови косвенно свидетельствовало о наличии гипоксии и кислородной задолженности, несмотря на высокие значения доставки и потребления кислорода.

В ходе микроскопического исследования образцов крови определялось увеличение (p<0,05) содержания эритроцитов измененной формы (преимущественно стоматоцитов) до 16-19% при 2,5-5% в норме. Измененные эритроциты сохраняли способность деформироваться при прохождении через поры фильтра, при этом скорость фильтрации основной массы эритроцитов снижалась в среднем на 18% (p<0,05). В то же время доля эритроцитов, утративших способность к деформации, достоверно не изменялась. Можно предположить, что присутствие в крови эритроцитов с измененной формой проявлялось только снижением скорости фильтрации клеток, т.е. способность к деформации при прохождении через узкие поры у измененных эритроцитов сохраняется, и указанное изменение их морфологических свойств не сопровождается катастрофическим снижением скорости фильтрации.

Сразу после введения перфторана и спустя 2 часа выявлено снижение (p<0,05) уровня АД ср. с 88,2±4,6 мм рт.ст. до 77,5±5,2 и 69,2±4,1 мм рт.ст. соответственно, а также уменьшение (p<0,05) сердечного индекса с 3,7±0,4 л/мин/м2 до 3,2±0,3 л/мин/м2 через 2 часа после введения перфторана. Это не сопровождалось значимыми изменениями показателей давления в легочной артерии, центрального венозного давления и давления заклинивания легочных капилляров. Отмечалось увеличение частоты сердечных сокращений непосредственно после введения перфторана и через 2 часа после него. Эти изменения могут быть объяснены компенсаторной реакцией на усиление кровотока в периферических тканях и сопровождающим его снижением сердечного выброса. После введения перфторана уменьшаются (p<0,05) легочное сосудистое сопротивление и общее периферическое сопротивление с 1744±102 до 1494±109 дин×см×сек-5  и с 245±17 до 217±11 дин×см×сек-5 соответственно. Последнее остается сниженным  до  1537±98  дин×см×сек-5  и  через  2  часа  после  введения  перфторана, что свидетельствовало об улучшении перфузии тканей под влиянием перфторана.

Вслед за снижением ОПС процентное содержание эритроцитов измененной формы у больных основной группы резко возрастало через 2 часа после введения перфторана, достигая максимума к 6 часам (68-84% измененных эритроцитов в образцах крови), и через 48 часов снижалось до значений контрольной группы. У больных контрольной группы доля эритроцитов измененной формы сохранялась примерно на одном уровне (8-24%) в течение первых 10-14 дней после травмы. В эксперименте in vitro внесение различных объемов перфторана в пробирки, содержащие образцы крови больных, не вызывало столь активного образования стоматоцитов (5-8%). Можно предположить, что после введения перфторана и улучшения микроциркуляции из периферических тканей в основной кровоток поступают свободные радикалы и продукты перекисного окисления липидов, как накопленные в период ишемии, так и образующиеся при поступлении кислорода. Данные вещества изменяют структуру мембран и угнетают активность мембранных ферментов, что, вероятно, и ведет к изменению формы эритроцитов. Возможно также поступление в кровоток измененных эритроцитов из капилляров периферических тканей, где они испытывали на себе воздействие ряда неблагоприятных факторов (в первую очередь, сниженного уровня pH). Однако этот процесс нельзя считать ведущим, поскольку показатель гематокрита на этапах исследования изменялся в пределах погрешности метода его определения. Стоматоциты относятся к обратимо измененным клеткам, что объясняет уменьшение их содержания в крови с течением времени. У больных обеих групп отмечалось снижение скорости фильтрации основной массы эритроцитов и увеличение количества нефильтрующихся клеток без достоверных различий между группами. Таким образом, введение перфторана не приводило к изменению деформируемости эритроцитов.

Через 2 часа после введения перфторана отмечено повышение VO2 и КЭО2, что свидетельствовало о наличии кислородной задолженности к моменту начала исследования. Увеличение VO2 на фоне неизменного уровня DO2, вероятно, обусловлено повышением оксигенации тканей, что может быть связано с образованием дополнительного резерва кислорода в плазме крови вследствие циркуляции перфторана. Применение независимых методик для определения транспорта и потребления кислорода позволило установить повышение потребления О2 на фоне остающейся неизменной доставки. Содержание O2 в артериальной и венозной крови у обследованных больных достоверно не изменялось. После введения перфторана отмечали достоверное (p<0,05) снижение концентрации лактата в основной группе в среднем с 4,3±0,2 ммоль/л до 3,7±0,1 ммоль/л через 12 часов после введения перфторана и более быструю нормализацию данного показателя по сравнению с контрольной группой.

Заключение. Таким образом, у больных, перенесших тяжелую сочетанную травму и кровопотерю, в раннем посттравматическом периоде развиваются нарушения центральной гемодинамики и кислородного баланса, приводящие к развитию гипоксических изменений в тканях с формированием кислородной задолженности, несмотря на повышенные показатели транспорта и потребления О2. Введение перфторана приводит к улучшению перфузии тканей и повышает степень экстракции кислорода тканями, тем самым увеличивая его потребление. Это свидетельствует о том, что под влиянием перфторана повышается доступность кислорода тканям в условиях нарушения их перфузии. Данный процесс сопровождается образованием в основном кровотоке и поступлением из капилляров периферических тканей эритроцитов с измененной формой.

Данное резкое увеличение процентного содержания измененных эритроцитов непосредственно после введения перфторана свидетельствует о сохранении нарушений перфузии периферических тканей при удовлетворительных значениях показателей системной гемодинамики и кислородного баланса.

Несмотря на присутствие в крови больных обеих групп достаточно большого количества эритроцитов с измененной формой, процент нефильтрующихся клеток хотя и повышался, но в значительно меньшей степени, без статистически достоверных отличий от нормальных значений. Присутствие в крови измененных эритроцитов сопровождалось только умеренным снижением скорости фильтрации основной массы клеток, что позволяет утверждать, что эритроциты с измененной формой сохраняют способность к деформации и прохождению через капилляры микроциркуляторного русла.

YL009