Автореферат и диссертация по медицине (14.03.03) на тему:Влияние озонированного кардиоплегического раствора на функциональный элемент миокарда

На правах рукописи

НИКОЛЬСКИЙ АЛЕКСАНДР ВИКТОРОВИЧ

ВЛИЯНИЕ ОЗОНИРОВАННОГО КАРДИОПЛЕГИЧЕСКОГО РАСТВОРА НА ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ЭЛЕМЕНТ МИОКАРДА

(14.03.03 - патологическая физиология)

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

- 4 ФЕВ 2010

Саранск - 2010

003491852

Работа выполнена на кафедре анестезиологии, реаниматологии и трансфузиологии федерального государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Институт ФСБ России» (г. Нижний Новгород) и центральной научно-исследовательской лаборатории ГОУВПО «Нижегородская государственная медицинская академия Минздравсоцразвития России »

Научный руководитель: Заслуженный врач Российской Федерации,

доктор медицинских наук, профессор Бояринов Геннадий Андреевич

Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук, профессор Сергей Петрович Перетягин;

доктор медицинских наук, профессор Анна Алексеевна Артифексова

Ведущая организация:

ГОУ ВПО «Казанская государственная медицинская академия»

Защита состоится «25» февраля 2010 года в «_» часов на заседании

диссертационного совета Д. 212.117.08 при ГОУВПО «МГУ имени Н. П. Огарева» (430005, г. Саранск, ул. Большевистская, 68).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУВПО «МГУ имени Н.П. Огарева» и на сайте www.mrsu.ru.

Автореферат разослан » января 2010 года

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат медицинских наук, доцент

А. Г. Голубев

Список условных обозначений и сокращений АД - артериальное давление

АТФ, АДФ, АМФ - аденозинтри-, ди-,монофосфорная кислота

АИК - аппарат искусственного кровообращения

Г-6-фДГ - глюкозо-6-фосфат дегидрогеназа

Г-6-ф - глюкозо-6-фосфат

ИВЛ - искусственная вентиляция легких

ЙК - искусственное кровообращение

КМЦ - кардиомиоцит

КПР - кардиоплешческий раствор

КФ - креатин фосфат

ЛДГ - лактатдегидрогеназа

МЦ - микроциркуляция

МЦР - микроциркуляторное русло

НАДН-ДГ - никотанамидадениндинуклеотид восстановленная дегидрогеназа

НАДФ - шжотинамвдадениндщ1уклеогид фосфат

ОВФ - окислительно-восстановительные ферменты

ПИП - постишемический период

СДГ - сукцинатдегидрогеназа

СПР - саркоплазматический ретикулум

ФЭМ - функциональный элемент миокарда

ЭКН - эфирно-кислородный наркоз

а- ГФДГ - а- глицерофосфатдегидрогеназа

Б - диаметр кардиомиоцитов

с! - диаметр капилляров ' '

Я - радиус диффузии

Б - площадь ядер кардиомиоцитов

V - объем капиллярного русла

N - число функционирующих капилляров

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

1.1. Актуальность темы

В настоящее время в мире ежегодно выполняется более шестисот тысяч операций на сердце с применением кардиоплсгии. При этом развитие острой сердечной недостаточности у кардиохирургических больных в послеоперационном периоде в большинстве случаев связано с гипоксическими и шпемическими повреждениями миокарда на интраоперациоштом этапе. (Дементьева И.И. 2006, Бокерия Л.А., Мерзляко В.Ю. 2008.). Для предупреждения этих осложнений в настоящее время используется фармакохолодовая кардоплегия в сочетании с локальной гипотермией сердца. Однако, количество осложнений, связанных с гипоксическим повреждением миокарда остается достаточно большим. Это побудило нас изучить влияние озона, являющегося антигипоксантом, в составе КПР на предупреждение гипоксических нарушений метаболизма и связанных с ними структурных повреждений миокарда при ишемии. (Военнов О.В. 1995 г.; Жемарина Н.В. и соавт., 1995 г.; Конторщикова К.Н. и соавт., 1995)

Антигипоксический эффект озона обусловлен многоуровневым воздействием на метаболизм и структуру клеток: Мухина И.В. с соавт. (1998г.) на модели изолированного перфузируемого сердца крыс по Лангендорфу-Фаллену выявила повышение сократимости миокарда и улучшение процессов расслабления при малых концентрациях озона, обусловленные метаболическим действием препарата на энергетический обмен кардиомиоцитов, активацию ферментов пентозофосфатного шунта. Также в работах Смирнова В.П.1998 г.; Биппеп 0.1989 г.; Перетягина С.П.2003 г.; Конторщиковой К.Н. и соавт., 2005 г. доказан стимулирующий эффект озона на внутриклеточный эритроцитарный обмен, воздействие на фосфолипидные мембраны, приводящее к повышению их эластичности и деформабельности.

Комплексный механизм действия озона на миокард при ишемии требует целостного рассмотрения структуры и функциональных связей в органе. Важным моментом в понимании развития шыемической альтерации сердца является изучение ФЭМ.

Согласно концепции А.М.Чернуха (1975), в анатомическом отношении функциональный элемент миокарда состоит из гемоциркуляторной единицы, лимфатического капилляра, специализированных клеток паренхимы, нейрогуморальных образований. Все это погружено в неструктурированный гель и укреплено соединительнотканным каркасом. На уровне ФЭМ осуществляется единство кровоснабжения, метаболизма и функции данного органа. Такая единица обладает всеми качествами для функционирования: в ней воплощаются в миниатюре характеристики целой системы.

1.2. Цель и основные задачи исследования

Целью настоящего исследования явилось изучение влияния озонированного кардиоплегического раствора Деринга на метаболизм и структуру ФЭМ при ишемии сердца у собак.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1. Оценить светооптические, электронномикроскопические, морфометрические и энзимогистохимические характеристики 4

функционального элемента миокарда после проведения торакотомии и перикардиотомии в условиях эфирно-кислородного наркоза.

2. Изучить изменения метаболизма и структуры ФЭМ через 90 минут ишемии сердца и спустя 2 часа постишемического периода при защите его кардиоплегическим раствором Деринга.

3. Исследовать изменения метаболизма и структуры ФЭМ через 90 минут ишемии сердца и 2 часа постишемического периода при защите его озонированным кардиоплегическим раствором Деринга.

4. Сопоставить изучаемые параметры с применением неозонированного и озонированного кардиоплегических растворов на одинаковых этапах исследования и на основании их анализа, оценить противошпоксическое действие озонированного кардиоплегического раствора на метаболизм и структуру ФЭМ.

1.3. Научная новизна

Исследовано противоишемическое влияние озона в составе кардиоплегического раствора Деринга на метаболизм и структуру кардиомиоцитов и эндотелиоцитов миокарда. Проведен сравнительный морфометрический анализ показателей микроциркуляторного русла при использовании стандартного и озонированного кардиоплегических растворов.

Выявлено, что защита миокарда при 90 минутной ишемии сердца раствором Деринга недостаточна. Формирующиеся изменения микроциркуляции и метаболизма приводят к деструкции клеточных структур в эндотелиальных клетках и кардиомиоцитах.

Через 2 часа постишемического периода после 90 минутной ишемии на фоне стандартной кардиоплегии не происходит восстановление микроциркуляторного русла, метаболизма и структуры кардиомиоцитов и эндотелиоцитов, лишь частично проявляются компенсаторные изменения в миокарде.

Озон в составе кардиоплегического раствора оказывает выраженный противогипоксический и мембраностабилизирующий эффект на ФЭМ в период 90 минутной ишемии сердца.

Доказано, что использование озона в составе кардиоплегического раствора для защиты сердца от ишемии способствует более быстрому и полному восстановлению структуры органа во время реперфузии, снижая альтерацию микроциркуляторного русла и клеточного компонента миокарда в постишемическом периоде.

На основании сравнительного анализа представлен защитный эффект неозонированного и озонированного КПР Деринга на уровне ФЭМ при выключении сердца из кровообращения.

1.4. Практическая значимость

На основании полученных в работе данных, выдвигается положение о повышении устойчивости миокарда к ишемии за счет введения в состав кардиоплегического раствора озона, в качестве антигипоксанта. Озонированная кардиоплегия предупреждает истощение компенсаторно-приспособительных реакций в миокарде при ишемии, что позволяет рекомендовать использовать

данную технологию защиты сердечной мышцы при проведении операций на «открытом сердце».

Рассмотрение функционального элемента миокарда с позиций системного анализа имеет значение как для физиологии, гистологии, так и патологической физиологии и патологической анатомии, расширяя представления о взаимосвязи компонентов ФЭМ и активном участии каждого из них в процессе развития общепатологических изменений.

Данные работы о механизмах формирования во время ишемии сердца изменений в ФЭМ при защите его кардиоплегическим раствором Деринга и возможности их предупреждения с помощью озонированного кардиоплегического раствора используются в педагогическом процессе профильных кафедр Нижегородской государственной медицинской академии и Института ФСБ РФ (г. Нижний Новгород).

1.5. Основные положения, выносимые на защиту

1. Применение кардиоплегического раствора Деринга во время 90 минутной ишемии сердца не предупреждает формирование выраженных, необратимых нарушений метаболизма и структуры ФЭМ.

2. Возобновление коронарного кровотока после 90 минут ишемии сердца с применением неозонированного кардиоплегического раствора не приводит к восстановлению метаболизма и структуры ФЭМ через 2 часа постишемического периода.

3. Введение озона в состав КПР уменьшает напряжение компенсаторно-приспособительных реакций в ФЭМ, предотвращая метаболические нарушения и альтерацию клеточных элементов во время 90 минутной ишемии.

4. Адаптационные реакции, развившиеся при введении озонированного КПР в ФЭМ во время 90 минутной ишемии миокарда сохраняются и в постишемическом периоде, обеспечивая более быстрое и полное восстановление метаболизма и структуры миокарда.

1.6. Апробация работы

Основные положения работы доложены и обсуждены на: 6-ой, 7-ой и 8-ой Всероссийских научно-практических конференциях с международным участием «Озон в биологии и медицине» (Н.Новгород, 2005, 2007, 2009), Всероссийской научно-практической конференции ассоциации анестезиологов-реаниматологов Юга России (Геленджик, 2004), 3-ей Украинско-русской научно-практической конференции «Озон в биологии и медицине» (Севастополь, 2006), 1-ой научно-практической конференции Азиатско-европейского союза озонотерапевтов «Озон в биологии и медицине» (Большое Болдино, Нижегородская обл., 2006), XIII ежегодной сессии НЦССХ им. А.Н.Бакулева РАМН с Всероссийской конференцией молодых ученых (Москва, 2009).

1.7. Публикации

По материалам диссертации опубликовано 12 работ, из которых 8 - в ведущих рецензируемых научных журналах и изданиях, определенных ВАК.

1.8. Объем и структура работы

Работа включает: введение, обзор литературы, материалы и методы исследования, 3 главы собственных исследований, заключение, выводы, список цитируемой литературы (224 отечественных и 34 зарубежных источников). Диссертация изложена на 185 страницах машинописного текста, содержит 27 таблиц и 29 рисунков.

Личный вклад соискателя. В основу диссертационной работы положены исследования, в которых соискатель ставил проблему, предлагал способы решения задач, планировал эксперимент, принимал личное участие в проведении экспериментальных исследований, обработке и оценке результатов, формулировке выводов, написании статей.

2. СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ 2.1. Материалы и методы исследования

2.1.1. Биологические объекты

Работа основана на изучении операционного материала от 70 собак обоего пола, массой 28,80±4,1 кг. Эксперименты проводили на базе отдела клинической и экспериментальной кардиохирургии Центральной научно-исследовательской лаборатории Нижегородской государственной медицинской академии.

2.1.2. Инструментальное обеспечение экспериментов

После премедикащш (за 40 мин до начала эксперимента феназепамом 2 мл и атропином 0,5 мл 0,1% раствора) под местной анестезией 0,5% раствором новокаина выделяли и канюлировали полиэтиленовыми катетерами левые и правые бедренные артерию и вену. Осуществляли вводный наркоз внутривенным введением 2,5% раствора тиопентала-натрия (1 мг/кг) и интубировали трахею. Переводили животное на искусственную вентиляцию лёгких и эфирно-кислородный наркоз. Выполняли торакотомию по 5-ым межреберьям с поперечным рассечением грудины и затем перикардиотомию. Выделяли переднюю и заднюю полые вены и аорту, непарную вену перевязывали.

Методика проведения искусственного кровообращения и кардиоплегии

Через ушко и стенку правого предсердия в полые вены вводили катетеры для дренирования венозной крови в оксигенатор; артериальную трассу АИК через канюлю соединяли с левой бедренной артерией. Гепарин вводили из рассчёта 5 мг/кг перед подсоединением АИК к организму животного с последующим повторным введением половины начальной дозы через каждый час перфузии.

Для первичного заполнения аппарата ИК использовали свежую донорскую гепаринизированную кровь (после предварительного исследования совместимости) и полиглюкин с добавлением 4% раствора хлорида калия и гепарина из расчёта 25 мг на 500 мл перфузата. Степень гемодшпоции во всех случаях во время ИК поддерживалась на уровне 2530%. Расчёт её производили по формуле: 1

% разведения =--------------- х 100,

1+ОЦК+2

где 1 - объём циркулирующей жидкости; ОЦК - объём циркулирующей крови подопытного животного, принимаемый нами за 1/13 его веса; 2 - объём использованной крови донора.

Для проведения ИК применяли отечественный аппарат "АИК-5М" с двумя мембранными насосами, работающими в противофазе и создающими пульсирующий кровоток, с оксигенатором противоточного пенно-плёнчатого типа, совмещённым с теплообменником. Согревание и охлаждение теплоносителя осуществляли аппаратом "Холод-2Ф".

После согревания и насыщения газом первичного перфузата на режиме рециркуляции снимали зажимы с приводящей и отводящей магистралей и проводили параллельную перфузию. После достижения расчётной скорости перфузии затягивали турникеты на катетерах в полых венах и таким образом переходили на полное ИК. Перфузионный индекс определялся по номограмме П. Галлетти и Г. Бричера для собак (1966) и составлял 2,8-3,0 мл/м2/мин, что соответствовало скорости перфузии=115-120 мл/кг/мин. С началом полного ИК отключали ИВЛ. С первых минут перфузии осуществляли гипотермию путём охлаждения перфузата в теплообменнике до ректальной температуры животного 28-30°С, затем пережимали аорту и останавливали сердечную деятельность введением охлаждённого кардиоплегаческого раствора Деринга в коронарное русло и обкладыванием сердца лёд-снежной массой.

Для проведения кардиоплегии раствор вводили в корень аорты. В нижнем отделе правого предсердия делали небольшой разрез (1 см), вокруг которого накладывали кисетный шов и брали его в турникет. Это отверстие служило дренажем для кардиоплегического раствора, поступающего из венечного синуса. В контрольной серии коронарная кардиоплегия проводилась охлаждённым до 2-4°С раствором Деринга, а в опытных - охлажденным и озонированным.

Для получения озонированного кардиоплегического раствора перед введением, его барботировали в течение 30 минут озоно-кислородной смесью с содержанием озона 2 мг/л/мин через систему, состоящую из устройства подачи кислорода, генератора озона «Озон М-5» и оксигенатора. Количество растворенного озона составляло 0,35 мг/л.

К концу ИК организм согревали до исходной температуры.

Раствор Деринга относится к группе гипонатриевых кардиоплегических растворов, буферность поддерживается бикарбонатом, (табл. 1)

Таблица 1

Состав кардиоплегического раствора Деринга

Ингредиенты г/л ммоль/л

NaCl 3,2 80

KCl 2,2 20

MrCI 0,2 3

NaHC03 2,3 -

Глюконат кальция 1,8 1,0

D-маннит 8,0 -

Вода дистил. 1 л

Примечание: рН при температуре 37° С 7,5- 7,8, осмолярность 300 - 350 мосм/л

Принимая во внимание тот факт, что в кардиоплегическом растворе присутствуют различные вещества, которые при его озонировании, возможно, могут реагировать с озоном, мы изучили инфракрасный спектр этого раствора до и после озонирования. В стеклянную емкость наливали раствор Деринга в количестве 30 мл и барботировали его озон-кислородной смесью в течение 2 часов при концентрации озона на выходе аппарата 2 мг/л и скорости газового потока 1 л/мин. Образцы растворов, взятые до озонирования и после него, помещали в чашки Петри, высушивали без нагревания, сухие остатки растирали в агатовой сгупке с вазелиновым маслом, помещали в виде тонкого слоя вещества между крышками из КВг и снимали инфракрасные спектры на спектрофотометре «Бресогс! -75-11Ъ>.

В результате сравнительного анализа инфракрасных спектров, до и после озонирования кардиоплегического раствора Деринга установлено, что все полосы поглощения принадлежащие изучаемым веществам, остались без изменения.

Температуру регистрировали с помощью датчиков многоканального автоматического электротермометра.

2.1.3. Общая характеристика экспериментального материала

Общая характеристика экспериментального материала и цели исследования представлены в таблице 2.

Таблица 2

Общая характеристика экспериментального материала но сериям

Серии Вес,(кг) Общая характеристика серии опытов Кол-во

1 24,58+3,63 Интактная (премедикация-феназепам, атропин, эфирно-кислородный наркоз) торакотомия, перикардиотомия 12

2 29,73±4,26 Контрольная, ишемия сердца 90 минут. Кардиопяегия р-ром Деринга 15

3 28,36±5,85 Контрольная - 2 часа ПИП после 90 минутной ишемии сердца с кардиоплегией раствором Деринга 13

4 27,63±4,37 Опытная - ишемия сердца 90 минут. Кардионлегия озонированным раствором Деринга 14

5 30,47+3,52 Опытная - 2 часа ПИП после 90 минут ишемии сердца с кардиоплегией озонированным раствором Деринга 16

Всего опытов 70

1 серия (интактная). После премедикации в условиях эндотрахеального эфирно-кислородного наркоза производили торакотомию, перикардиотомию, сердце извлекали из грудной полости и на исследование забирали стенку левого желудочка на всю толщу с прилежащей папиллярной мышцей.

2 серия (контрольная). С помощью ИК организм животных охлаждали до 28-30 С°, накладывали турникет на аорту и проводили кардиоплегаю раствором Деринга 0:=2-4°С), дополнительно сердце охлаждали лед-снежной массой, поддерживая температуру миокарда на уровне 8 -12 °С в течение 90 минут.

В период ишемии сердца кровообращение в организме животного поддерживали с помощью ИК.

Через 90 мин тотальной ишемии сердца, ткань левого желудочка с прилежащей папиллярной мышцей забирали для морфологического, биохимического и гистохимического исследования (контроль к 4 серии).

3 серия (контрольная). Начальные условия те же, что и во 2 серии. Через 90 мин тотальной ишемии сердца снимали турникет с аорты, восстанавливали сердечную деятельность, животных согревали до 36°С и отключали АИК. Спустя 2 часа постишемического периода ткань левого желудочка сердца с папиллярной мышцей забиралась на исследование (контроль к 5 серии).

4 серия - опытная. Начальные условия те же, что и во 2-й серии. С помощью ИК, организм животных охлаждали до 28-30°С, проводили дополнительную локальную гипотермию сердца до 8-12°С. Через 90 мин тотальной ишемии сердца с кардиоплегией озонированным раствором Деринга (t=2-4°C) забирали ткань левого желудочка сердца с папиллярной мышцей.

5 серпя - опытная. Начальные условия те же, что и в 3-й серии. Через 90 мин ишемии сердца с коронарной кардиоплегией озонированным раствором Деринга, снимали турникет с аорты, восстанавливали сердечную деятельность, животных согревали до 36°С и отключали АИК. Спустя 2 часа постишемического периода забирали на исследование ткань левого желудочка сердца с папиллярной мышцей.

2.2. Методы исследования

2.2.1. Биохимические методы исследования ткани миокарда

А. Определение количества углеводных субстратов

Глюкозу, гликоген, глюкозо-6-фосфат, лактат и пируват определяли энзиматически (Кочетов Г. А., 1971).

Б. Определение высокоэнергетических фосфатов

АТФ, АДФ и АМФ определяли методом колоночной хроматографии на эктеолцеллулозе по Т.И.Ивановой и Л.Н.Рубель (1969).

С целью прекращения метаболических реакций кусочки ткани органов мгновенно замораживали в жидком азоте.

2.2.2. Морфологические методы исследования

А.Световая микроскопия

По окончании эксперимента иссекали кусочки стенки левого желудочка миокарда. Сразу после секции материал помещали в 10% забуференный водный раствор нейтрального формалина.

Общая фиксация продолжалась 72-96 часов, затем кусочки тканей заключали в парафин. Для обзорного просмотра производили окрашивание срезов, приготовленных на санном микротоме МС-2, гематоксилин-эозином. Толщина срезов составляла 7 мкм. Часть материала после фиксации в формалине резали на замораживающем микротоме МЗ-2. Срезы окрашивали Суданом III на нейтральные жиры по D. Kisgely (1962).

Б. Электронная микроскопия

Кусочки ткани миокарда после забора фиксировали в 2,5% растворе глютаральдегида с последующей дефиксацией в 1% растворе четырехокиси осмия, обезвоживали в спиртах восходящей концентрации и заключали в 10

аралдит (МШошп», 1961). Улыратонкие срезы изготовляли на ультратоме фирмы ЬКВ и контрастировали уранилацетатом и цитратом свинца (КеуЬоЫз, 1963). Материал просматривали в электрошюм микроскопе. В. Морфометрнческие исследования

Для морфометрического исследования материал миокарда, залитый в парафиновые блоки, резался на санном микротоме МС-2. Срезы, толщиной 5-7 мкм, окрашивались гематоксилин-эозином по ван-Гизону, серебрением по Футу. С каждого блока делалось по 10 ступенчатых срезов каждой окраски. Обсчет объектов проводился с помощью системы «Интеграл-2 МТ» в абсолютных единицах (микрометрах) и в процентном отношении площади изучаемого объекта к площади среза миокарда в 10 полях зрения. Поля зрения на срезе выбирались по методу случайных чисел (Автандилов Г. Г. 1984). Исследованию подвергались следующие структуры: диаметр капилляров - с1 (мкм), количество функционирующих капилляров - N на 1 мм2 площади среза миокарда в различных его слоях: субэпикардиалыюм, интрамуралыюм и субэндокардиальном.

На основании полученных измерений по формулам подсчитывались радиус диффузии К (Кго§Ь А. 1927) и объем капиллярного русла V (Шошенко К. А. 1975).

у=147 хИ хс1, где: 147 - константа, л- 3,14,

В срезах, окрашенных гематоксилин-эозином, измеряли диаметр камрдиомиоцитов Б (мкм), а железным гематоксилином - площадь ядер кардиомиоцитов - Б (мкм2) по формуле: Б= л х0,122 *а\2 хц\2 где: а- малый, в- большой диаметр ядра. 2.2.3. Гистохимические методы исследования

После секции кусочки сердца сразу помещали в холодильную камеру криостата МК-25М с температурой (-25°С), где изготовляли срезы толщиной 8 мкм. В последующем, в них определяли активность энзима связанного с последними стадиями жирнокислого обменаа - глицерофосфатдегидрогеназу (а - ГФДГ), гликолизом - лактатдегидрогеназу (ЛДГ), циклом трикарбоновых кислот - сукцинатдегидрогеназу (СДГ), пентозофосфатным шунтом - глюкозо-6-фосфатдегидрогеназу (Г-6-ФДГ), с транспортом электронов в дыхательной цепи - никотинамидадениндинуклеотиддегидрогеназу (НАДН-ДГ).

В качестве кофакторов в реакциях, выявляющих Г-6-ФДГ, использовали никотинамидадещшдинуклеотидфосфат (НАДФ), а а-ГФДГ-н икотинам ид аде нинди ную I еотид. Для определения активности а -ГФДГ, ЛДГ, СДГ, НАДН-ДГ, Г-б-ФДГ применяли прописи, приведенные в классических руководствах Э.Пирса (1962), М.Берстона (1965), Р.Лилли (1969) и Х.Луппа.

Контролем для всех гистохимических исследований служили срезы, инкубированные в средах, лишенных субстрата.

Оценку результатов энзимогистохимических реакций проводили по четырехбалльной шкале на пяти уровнях: 0 - 0,25 - отрицательная, 0,25 - 1,5 -низкая, 1,5 - 2,5 - умеренная, 2,5 - 3,5 - положительная, 3,5 - 4,0 - резко положительная. Такой способ оценки правомочен и использовался в работах Г.Ф.Журавлевой и соавт. (1972), Р.О.ГНаупое, О.Оиа§1шо (1983) и другими.

2.3.4. Статистические методы исследования

Полученные в ходе работы цифровые данные обрабатывали с помощью ПО: Statistika 6.0, Microsoft Office Word 2007; Microsoft Excel 2007.

Для статистической обработки данных использовались величины: средняя арифметическая, среднее квадратичное отклонение, средняя ошибка средней арифметической. Для статистической оценки значимости различия между средними величинами применяли вычисление коэффициента t (критерия Стьюдента). В основу оценки статистической достоверности показателей принимался уровень вероятности более 95%.

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

3.1. Метаболизм и структура ФЭМ после торакотомии и перикардиотомии, выполненных в условиях ЭКН

Хирургическое вмешательство в условиях эфирно-кислородного наркоза, продолжающееся в течение двух часов, не вызывает значимых нарушений микроциркуляции в миокарде и не оказывает выраженного повреждающего действия на структуру органа. В миокарде сохраняется высокая активность окислительно-восстановительных ферментов, обеспечивающих аэробный метаболизм кардиомиоцитов. Выявленные изменения, возникающие в структуре миокарда, носили компенсаторный характер.

3.2. Изменения метаболизма и структуры функционального элемента миокарда при защите сердца от ишемии кардиоплегнческнм раствором

Через 90 минут ишемии в микроциркуляторном русле ФЭМ наблюдались явления малокровия, плазматизации сосудов. Особенно выраженные нарушения отмечались в субэндокардиальном слое.

В среднем по миокарду активность всех ферментов эндотелиоштов была достоверно ниже таковых при ЭКН. Особенно низкие показатели отмечались у Г-бф-ДГ, и ЛДГ, что свидетельствовало о незавершенном переходе метаболизма эндотелиоцитов на путь анаэробного обмена.

Нарушения метаболизма приводили к повреждению структуры эндотелия капиллярного русла: при электронной микроскопии границы базальной мембраны эндотелия становились размытыми, а на некоторых участках полностью стирались. Люминальная поверхность эндотелиальных клеток была бугристой с участками выпячиваний плазмолеммы. В клетках капилляров отмечался перинуклеарный отек, просветление цитоплазмы, разрушение крист в митохондриях. Пиноцитозная активность в эндотелиоцитах капилляров была низкой.

В перикапиллярном пространстве наблюдался выраженный отек, обнаруживались единичные эритроциты.

Качественным изменениям микрониркуляторного русла через 90 минут ишемии соответствовали количественные морфометрические показатели: снижалось число функционирующих капилляров. Диаметр капилляров достоверно увеличивался по сравнению с таковым при ЭКН, что можно объяснить потерей тонуса сосудистой стенки при использовании неозонированного КНР Деринга. (табл.3) 12

Таблица 3

Количество функционирующих капилляров (Ы), их диаметр (с1), объем капиллярного русла (V), радиус диффузии (Я) различных слоев миокарда при ЭКН и через 90 минут ишемии при использовании для интраонерационной

Показатель Слои миокарда В среднем по миокарду

Субэпикардиальный Инграмуральньш Субэвдокардиальньп

ЭКН 90 мин ишемии ЭКН 90 мни ишемии ЭКН 90 мин ишемии ЭКН 90 мин ишемии

N (шт/мм') 7329,4 ± 424,7 4039,7 ± 117.8 а 11203,6 ± 556,3 3763,8 ± 75,1а 5640,5 ± 679,6 3667,2 ± 80,4 а 8057,8 ± 553,6 3823,2 ± 91,1 а

(1 (мкм) 3,07 ± 0,19 13,79 ± 0.66 а 9.30 ± 0,40 12,95 ± 0,48 а 5,96 ± 0,36 17,87 ± 0.50 а 6,11 ± 0,32 14,87 ± 0,55 а

V (усл.ед.) 3307711 ± 832513 8188997 ± 505874а 15316441 ± 1163297 7164957 ± 378527 а 4941754 ± 1498901 9630704 ± 389212 а 7855302 ± 1164903 8328219 ± 424538а

Я (усл.ед.) 0,0066 ± 0,0002 0,0089 ± 0,0001 а 0,0053 ± 0,0001 0,0093 ± 0,0001 а 0,0075 ± 0,0005 0,0093 ± 0,0001а 0,0065 ± 0,0003 0,0091 ± 0,0001а

а - достоверность различия относительно серии с ЭКН. (р < 0,05)

Через 90 минут ишемии с использованием неозонированного КПР радиус диффузии капилляров увеличивался в прямой зависимости от уменьшения числа капилляров на единицу площади ткани мнокарда.

Под влиянием гипоксии происходила перестройка метаболизма КМЦ. Активность ферментов гликолиза и дыхательной цепи: ЛДГ и НАДН-ДГ определялась, как низкая по всем.

Анализ субстратов в миокарде показал повышение содержания глюкозы, глюкозо-6 фосфата и лактата. Соответственно снижались концентрации гликогена, пирувата, креатин фосфата, свидетельствующие о переходе на анаэробный путь метаболизма и снижении активности метаболических реакций в целом, что в свою очередь приводило к значительному падению содержания АТФ.

На уровне световой микроскопии в КМЦ отмечалась извилистость мышечных волокон, их пересокращения и реже - разрывы, наблюдалась выраженная неравномерность окраски цитоплазмы. Встречались изменения со стороны ядер КМЦ: полиморфность, кариопикноз, перинуклеарный отек.

При электронно-микроскопическом исследовании, определялось нарушение ультраструктуры клеточных компонентов, пересокращения и разрывы миофибрилл, кариопикноз, принуклеарный отек, в митохондриях гомогенизация крист и разрывы наружной мембраны.

Морфометрические исследования КМЦ показали: достоверное увеличение площади ядер и диаметра клеток миокарда относительно таковых при ЭКН.

Через 2 часа постишемического периода активность ферментов эндотелиоцитов относительно этапа 90 минутной ишемии возрастала:

достоверно повышалась активность ЛДГ и Г-бф-ДГ, не наблюдалось восстановления активности НАДН-ДГ.

В сравнении с данными при ЭКН активность НАДН-ДГ и СДГ была достоверно ниже, ЛДГ и а-ГФДГ достоверно не отличались.

На основании полученных результатов можно заключить, что эндотелиоциты в постишемическом периоде не восстанавливали в полной мере аэробный метаболизм, в них активно продолжался анаэробный гликолиз.

Через 2 часа постишемического периода также не наблюдалось полного восстановления ишемических нарушений структуры эндотелия: сохранялся внутриклеточный отек, большинство митохондрий имели деформированные и частично разрушенные кристы, в цитоплазме определялись участки просветления. Внутренняя поверхность микрососудов была неровной, истонченной, выявлялись зоны разряжения базальной мембраны. Перикапиллярно определялось отложение PAS субстанции. В части капилляров отмечались сладжи.

В перикапиллярном пространстве незначительно уменьшался отек относительно предыдущего этапа исследований. Диффузно в интерстиции определялись хлопьевидные образования, аналогичные таковым в просвете капилляров.

Морфометрические показатели в сравнении с периодом 90 минутной ишемии отражали процессы восстановления в структуре микроциркуляторного русла: повышалось количество функционирующих капилляров, уменьшался средний диаметр капилляров по всем слоям миокарда. По сравнению с величинами при ЭКН число капилляров оставалось достоверно меньшим в среднем по миокарду на 27,5%.

Радиус диффузии уменьшался относительно предшествующего этапа исследований, но оставался достоверно больше чем при ЭКН. (табл. 4)

Таблица 4

Морфометрия миокарда через 90 минут ишемии и 2 часа постишемического периода при использовании для интраоперационной защиты сердца КПР Деринга (М±т)__

Пока- Слои миокарда В среднем

затель Субэпикардиальный Иитр аморальный Субэндокардиальныт по миокарду

90 мин 2 часа 90 мин 2 часа 90 midi 2 часа 90 мин 2 часа

ишемии ПИП ишемии ПИП ишемии ПИП ишемии ПИП

N 4039,7 5565,1 3763,8 6184,4 3666,2 5895,5 3823,2 5881,2

(шт/мм2) ± 117.8 ± 178,9 а ± 75,1 ± 338.2а ± 80,4 ± 225,7а ± 91,1 ± 245,3 а

d (мкм) 13,79 ± 9,66 ± 12,95 ± 10,86± 17,87 ± 11,33± 14,87 ± 10,62±

0,66 0,44 а 0,48 0,38 а 0,50 0,45а 0,55 0,42 а

V 8188997 7902553 7164957 9872899 9630704 9819014 8328219 9198155

(усл.ед.) ± 505874 ± 615085 ± 378527 667950 ± 389212 ± 875602 ± 424538 ± 719545а

R 0,0089 0,0076 0,0093 0,0072 0,0093 0,0073 0,0091 0,0074

(усл.ед.) ± 0,0001 ± 0,0001а ± 0,0001 ± 0,0002а ± 0,0001 ± 0.0002а ± 0,0001 ± 0,0002а

а - достоверные различия относительно периода 90 мин ишемии, (р < 0,05)

Через 2 часа постишемического периода активность энзимов КМЦ возрастала по сравнению с 90 мин ишемии миокарда, но была достоверно ниже таковой при ЭКН, низкой оставалась активность НАДН-ДГ. (рис.1)

«-ГФДГ

Баллы

з -аД

ЭКН 90 минут 2 часа ишемии ПИП

Баллы 3,5 3 2,5 2 1,5 1

0,5 0

НАДН-ДГ

а,б

—

—

90 минут 2 часа ишемии ПИП

Г-бф-ДГ

2 часа ПИП

а - достоверность различия относительно серии с ЭКН. б - достоверные различия относительно периода 90 мин. ишемии сердца

Рис. 1 Активность энзимов кардиомиоцитов миокарда при ЭКН, через 90 минут ишемии и 2 часа постишемического периода после использования для интраоперационной защиты сердца КПР Деринга (р< 0,05)

Необходимо отметить, что в КМЦ процессы потребления высокоэнергетических фосфатов преобладали над их синтезом, подтверждением служит достоверное снижение содержания пирувата, АТФ и КФ в сравнении с таковыми при ЭКН. Об активации аэробного пути метаболизма в КМЦ свидетельствовало увеличение содержания креатин фосфата и пирувата, снижение содержания глюкозо-6 фосфата и лактата относительно предыдущей серии опытов.

По данным морфометрин площадь ядер и диаметр КМЦ уменьшались относительно 90 минутной ишемии сердца, что можно объяснить снижением внутриклеточного отека.

Несмотря на улучшение морфометрических показателей КМЦ, через 2 часа постишемического периода на фоне метаболических нарушений в клетках миокарда прогрессировали структурные повреждения. При световой микроскопии выявлялись альтеративные изменения по типу гиалиновокапельной дистрофии, утрата отдельными клетками поперечной исчерченности, особенно выраженные нарушения цитоархитекгоники наблюдались в субэндокардиалыюм слое, как наиболее ишемичном.

При ультраструктурном анализе КМЦ сохранялись зоны лизиса и пересокращения миофибрилл, разрывы по Z- дискам. Наблюдались конгломераты митохондрий и выраженные изменения подавляющего большинства из них: нросветление матрикса, разрушение части крист иногда с разрывами наружной оболочки. В клетках определось расширение цистерн СПР.

Таким образом, использование неозонированиого КПР для защиты сердца при 90 минутной ишемии сопровождается перенапряжением и срывом компенсаторно- приспособительных механизмов в ФЭМ, проявляющихся в нарушениях метаболизма и структуры эндотелиоцитов и кардиомиоцитов. Данные изменения лишь частично восстанавливаются через 2 часа постишемического периода, а некоторые из них оставались необратимыми и даже усугублялись.

3.3. Влияние озонированного КПР Деринга на метаболизм и структуру ФЭМ при ишемии сердца

Через 90 минут ишемии с применением озонированного КПР Деринга относительно контрольной серии, в микроциркуляторном русле уменьшались явления периваскулярного отека, отсутствовали мелкоточечные диапедезные кровоизлияния.

Активность всех ферментов эндотелиоцитов в среднем по миокарду была достоверно выше таковой относительно серии с неозонированным КПР. Функция энзимов Г-6-фДГ и ЛДГ повышалась почти вдвое. Положительная активность СДГ,а -ГФДГ и НАДН-ДГ свидетельствовала о высоком уровне энергетического обмена эндотелиоцитов.

Структурные изменения клеток капилляров были менее выражены по сравнению с контрольной серией: люминальная поверхность эндотелиоцитов имела единичные выросты, определялся умеренный отек клеток. Базальная мембрана была неоднородна по толщине, но определялась неприрывной.

Использование озона в КПР, как антигипоксанта с мембранопротекторными свойствами, значительно снижало транссудацию и уменьшало явления периваскулярного отека. Повышалась пиноцитозная активность, особенно на базальной поверхности эндотелиоцитов. В перикапиллярном пространстве отмечалось спадение отека, при электронномикроскопическом исследовании капилляры тесно прилежали к кардиомиоцитам.

Через 90 минут ишемии количество выявленных капилляров в среднем по миокарду было на 36 % больше относительно контрольной серии, а их диаметр - достоверно меньше, чем в контрольной серии. Радиус диффузии капилляров уменьшался относительно контрольной серии исследований по всем слоям миокарда, (табл. 5)

Таблица 5

Морфометрия миокарда через 90 минут ишемии при использовании для интраоперационной защиты сердца озонированного КНР Деринга (М 1т)_

Показатель Слои миокарда В среднем по мнокарду

^убэпика рдиальный Интрамуральный Субэндока рдиальный

КПР Озониро вашшй КПР КПР Озониро ванный КПР КПР Озонирова нный КПР КПР Озониро ванный КПР

N (шт/мм2) 4039,7 ± 117.8 4685,4 ± 207.2 а 3763,8 ± 75,1 6354,6 ± 238,3 а 3667,2 ± 80,4 8061,4 ± 348.2 а 3823,2 ± 91.1 6367,4 ± 264,6 а

1 (мкм) 13,79 ± 0.66 8,22 ± 0,35 а 12,95 ± 0,48 9.82 ± 0,54 а 17,87 ± 0.50 11.63 ± 0,67 а 14.87 ± 0.55 9,89 ± 0.52 а

V (усл.ед.) 818899 7 ± 505874 5661580 ± 10662 а 7164957 ± 378527 9173162 ± 18920а 9630704 ± 389212 13781901 ± 34296а 832821 9 ± 424538 95388 81 ± 21292а

а (усл.ед.) 0,0089 ± 0,0001 0,0082 ± 0.0003 а 0,0093 ± 0,0001 0,0070 ± 0.0002 а 0,0093 ± 0.0001 0,0062 ± 0,0002 а 0,0091 ± 0,0001 0,0070 ± 0,0002а

а - достоверность различия в сравниваемых сериях, (р < 0,05)

Активность всех исследуемых ферментов миокарда в опытной серии была достоверно выше, чем в серии с неозонированным КПР. (рис. 2)

Применение озонированного КПР Деринга в период 90 минутной ишемии вызывало ряд метаболических эффектов и в КМЦ, которые заключались в активации процессов утилизации глюкозы и глюкозо-6-фосфата по пути гликолиза и пентозофосфатного шунта, увеличении содержания высокоэнергетических фосфатов и снижении уровня ацидоза, а также усилении утилизации сукцината.

Вышеуказанные метаболические изменения приводили к сохранению структуры КМЦ: отсутствовали пересокращения, расслоения, разволокнения и лизис миофибрилл, просветления матрикса и гомогенизация крист митохондрий, разрывы их наружной мембраны, конденсация в маргинальной зоне хроматина и перинуклеарный отек.

а-ГФДГ

г,6 з

2,5 2 1,5 1

0,5 0

Баллы

3 ■ 2,5 ■ 2 1,5 ■ 1 ■ 0,5 ■ О ■

Г-бф-ДГ

ж

<55$ №

ж №

озонированным

а - достоверность различия относительно серии с ЭКН.

б - достоверные различия относительно периода 90 минутной ишемии при использовании для защиты сердца озонированного и неозонированного КПР Деринга.

Рис. 2 Активность ферментов кардиомиоцитов различных слоев миокарда при ЭКН и через 90 минут ишемии с использованием для защиты сердца неозонированного и озонированного КПР Деринга (р< 0,05)

Относительно контрольной серии в КМЦ уменьшалась площадь ядер и диаметр клеток, что связано со снижением внутриклеточного отека.

Через 2 часа постишемического периода с использованием озонированного КПР в микроциркуляторном русле не наблюдалось прогрессирование альтеративных изменений: отсутствовали сладжи, микротромбы, явления малокровия и плазматизация сосудов, в капиллярах дифференцировались единичные свободнолежащие эритроциты.

Достоверно, относительно контрольной серии, поддерживалась более высокой активность ферментов ЛДГ, СДГ и НАДН-ДГ, повышаясь до уровня таковой при ЭКН, что свидетельствует о переходе на аэробный путь энергетического обмена.

При электронной микроскопии структура капиллярного русла и эндотелия приближалась к интактной. 18

Морфометрические показатели миокарда зависели от структурных и метаболических изменений эндотелия и микроциркуляторного русла: количество капилляров через 2 часа постишемического периода с озонированным КПР Деринга достоверно превышало показатели контрольной группы в интрамуральном и субэндокардиальном слоях, а в субэндокардиальном слое достигало значений при ЭКН.

Отмечалось уменьшение диаметра капилляров по всем слоям миокарда, что определялось сохранением тонуса МЦР.

Радиус диффузии капилляров изменялся прямопропорционалыю количеству капилляров и достоверно уменьшался относительно контрольной серии, (табл. 6)

Таблица 6

Морфометрия различных слоев миокарда через 2 часа постишемического периода при использовашш для интраоперационной защиты сердца неозонировашюго и озонированного КПР Деринга (М±т) _

Пока- Слои миокарда В среднем

затель По миокарду

^убэпикардиальный Интрамуральный Субэндокардиальный

КПР КПР КПР КПР КПР КПР КПР КПР

неозонир озонир ПИП неозонир озонир ПИП неозонир озонир ГОШ неозонир озонир ПИП

N (шт/мм2) 5565,1 ± 5963,1 ± 6184,4 ± 8125,1 ± 5895,5 ± 6930,1 ± 5881,2 ± 7006,1 ±

178,9 215,2 338,2 223,4а 225,7 236,7а 245,3 225,1а

(1 (мкм) 9.66 ± 5,89± 10,86± 8,66± 11,33± 9,74± 10,62± 8,10±

0,44 0.21а 0.38 0,44 а 0.45 0.68 а 0.42 0.44 а

V 7902553 5163100 9872899 10343525 9819014 9922435 9198155 8476355

(усл.ед.) ± ± ± ± ± ± ± ±

615085 362783а 667950 435862 875602 326547 719545 375064а

Я 0,0076 0,0053 0,0072 0,0063 0,0073 0,0068 0,0074 0,0061

(усл.ед.) ± ± ± ± ± ± ± ±

0,0001 0,0003а 0,0002 0,0003а 0,0002 0,0002 0,0002 0,0003а

а - достоверные различия относительно периода контрольной серии.(р< 0,05)

Анализ ферментов кардиомиоцитов опытной серии показал достоверное повышение активности энзимов НАДН-ДГ и Г-бф-ДГ по сравнению с контрольной серией, что свидетельствует об активации аэробного метаболизма в кардиомиоцитах (рис. 3)

Анализ субстратов КМЦ отражал повышение концентраций глюкозо-6-фосфата (на 50,0%), АТФ (на 29,5%), АМФ (на 8,8%) и креатин фосфата (на 12,1%), пирувата (на 20,0%) относительно серии с неозонированным КПР. Эти изменения определяют активацию пластических процессов метаболизма миокарда.

Баллы «-ГФДГ 3 2,6 2 1,6 1

0,5

О -

неозонир озонир ПИП

Баллы

0,1 | . ' 1

0 -ЬЁщгШ_|_Ейззамя_|-Ешя

ЭКН КПР КПР

Баллы 4 3,6 3 2,5 2 1,5 1

0,6 0

неозонир озонир ПИП

НАДН-ДГ

з -2,5 -2 -1,5 -I 1 -0,5 -

а,б

ЭКН КПР КПР

неозонир озонир

неозонир

озонир ПИП

Г-бф-ДГ

КПР КПР озонир неозонир ПИП

а - достоверность различия относительно серии с ЭКН.

б - достоверные различия относительно 2 часов ПИП при использовании неозонированного КНР Деринга.

Рис. 3 Активность ферментов кардиомиоцитов различных слоев миокарда при ЭКН и через 2 часа постишемического периода при использовании для защиты сердца неозонированного и озонированного КПР Деринга (р < 0,05)

В клетках миокарда уменьшались явления отека, цитоплазма прокрашивалась более равномерно, не встречались митохондрии с нарушениями целостности наружных оболочек, реже наблюдалась деструкция их крист. В КМЦ опытной серии практически не встречались повреждения миофибрилл.

Морфометрические данные свидетельствовали о достоверном уменьшении диаметра кардиомиоцитов по всем слоям миокарда относительно контрольной серии. В субэндокардиальном слое миокарда достоверно уменьшалась площадь ядер мышечных клеток.

Таким образом, комплексное изучение состояния миокарда с позиции системного анализа и с привлечением энзимогистохимических, морфологических методов исследования показало, что использование озонированного кардиоплегического раствора для защиты сердца от ишемии на уровне ФЭМ вызывало изменения, лежащие в пределах компенсаторно-приспособительных реакций, а возникшие расстройства имели обратимый характер.

Результаты применения озонированного кардиоплегического раствора для защиты миокарда при выключении сердца из кровообращения убедительно показали эффективность избранного направления повышения устойчивости миокарда к ишемии.

Выводы:

1. Защита сердца кардиоплегическим раствором Деринга при 90 минутной ишемии сопровождается повреждением микроциркуляторного русла и выраженными нарушениями метаболизма, проявляющимися снижением активности дыхательных ферментов, увеличением уровня лактата, формированием дефицита высокоэнергетических фосфатов, что приводит к необратимым структурным изменениям в функциональном элементе миокарда: деструкции наружных и ядерных мембран в эндотелиальных клетках и кардиомиоцитах, разрыву мембран митохондрий, выраженному расширению цистерн саркоплазматического ретикулума, разволокнению, разрыву и лизису миофибрилл.

2. Несмотря на восстановление коронарного кровотока после кардиоплегии раствором Деринга, через 2 часа постишемического периода сохраняются нарушения микроциркуляторного русла, низкая активность ферментов дыхательной цепи, накопление углеводных субстратов, дефицит высокоэнергетических фосфатов, что усугубляет структурные повреждения функционального элемента миокарда.

3. Применение озонированного кардиоплегического раствора, при 90 минутной ишемии сердца, уменьшает альтерацию микроциркуляторного русла выражающуюся в менее выраженном отеке эндотелиоцитов и периваскулярных пространств, снижении тонуса сосудистой стенки, сохранении более высокой пиноцитозной активности в эндотелиоцитах; предупреждает нарушения метаболизма, проявляющиеся в метшем снижении активности дыхательных ферментов и возрастании уровня лактата, поддержании более высокого содержания высокоэнергетических фосфатов и, вследствие этого, предотвращает развитие необратимых структурных изменений в миокарде.

4. Сформировавшиеся при защите сердца озонированным кардиоплегическим раствором компенсаторно-приспособительные реакции в период ишемии продолжают функционировать и в постишемическом периоде, сопровождаясь восстановлением морфометрических показателей микроциркуляторного русла, повышением активности энзимов, утилизации глюкозы, глюкозо-6-фосфата, лактата и увеличением содержания АТФ, что способствуют более быстрой и полной репарации структуры миокарда во время реперфузии.

Список основных публикаций по теме диссертации

1. Никольский, A.B. Изменения функционального элемента миокарда при введении в состав кардиоплегического раствора Деринга озона и гутимина/ Никольский A.B., Монахов А.Н., Бояринова Л.В.// Вестник физиотерапии и курортологии. - май 2004. -Том 10. - С.56-57.

2. Никольский, A.B. Противоишемическое действие озона и гутимина на функциональный элемент миокарда при выключении сердца из кровообращения / Никольский A.B., Бояринов Г.А., Монахов, А.Н., [и др.]// Материалы научно-практической конференции «Озонотерапия и механизмы её действия», Чебоксары. - 2005. - С.1-3.

3. Никольский, A.B. Влияние озона и гутимина на морфометрические показатели микроциркуляторного русла миокарда при выключении сердца из кровообращения/ Никольский A.B., Бояринов Г.А., Монахов А.Н., [и др.]// Нижегородский медицинский журнал. Озонотерапия. - 2005. - С. 51-52.

4. Никольский, A.B. Электронно-микроскопические исследования влияния озона и гутимина на функциональный элемент миокарда при искусственном кровообращении/ Никольский A.B., Бояринов Г.А., Никольский В.О., [и др.] // Нижегородский медицинский журнал. Озонотерапия. - 2005. - С. 52-53.

5. Никольский, A.B. Влияние озона и гутимина в составе раствора Деринга на метаболизм функционального элемента миокарда/ Никольский A.B., Бояринов Г.А., Монахов А.Н.// Общая реаниматология. - 2006. - II; 4/1. - С. 207-208.

6. Никольский, A.B. Влияние озона и гутимина на сосудистый компонент функционального элемента миокарда/ Никольский A.B., Монахов А.Н.// Общая реаниматология. - 2006. - И; 4/1. - С. 206-207.

7. Никольский, A.B. Протекторное действие озона и гутимина в составе кардиоплегического раствора Деринга на функциональный элемент миокарда при искусственном кровообращении / Никольский A.B., Монахов А.Н., Никольский О.В. // Казанский медицинский журнал. -Казань, 2007. - Том 88. - №4. - С. 18.

8. Никольский, A.B. Изменение метаболизма миокарда при введении озона в состав кардиоплегического раствора Деринга / Никольский A.B., Монахов А.Н.// Казанский медицинский журнал. -Казань, 2007. - Том 88. - №4. - С.13-14.

9. Никольский, A.B. Влияние озона в составе кардиолегического раствора Деринга на морфометрические показатели микроциркуляторного русла миокарда в постперфузионном периоде после 90 минутной ишемии /Никольский A.B., Бояринов Г. А.,Никольский В.О.// Вестник физиотерапии и курортологии. - 2008. - №5. - С. 45.

10. Никольский, A.B. Влияние озонированного кардиоплегического раствора Деринга на ультраструктуру функционального элемента миокарда в постперфузионном периоде после искусственного кровообращения/ Никольский A.B., Бояринов Г. А., Никольский В.О. // 22

Материалы XIII ежегодной сессии НЦССХ им. А. Н. Бакулева РАМН всероссийской конференции молодых ученных. Том 10 №3, май-июнь 2009. - С. 130.

11. Никольский, A.B. Противоишемическая зашита функционального элемента миокарда озонированным кардиоплегическим раствором Деринга / Никольский A.B. // Материалы Х1П ежегодной сессии НЦССХ им. А. Н. Бакулева РАМН всероссийской конференции молодых ученных. Том 10 №3, май-июнь 2009. - С. 224.

12. Никольский, A.B. Влияние озонированного кардиоплегического раствора Деринга на микроциркуляторное русло миокарда в постперфузионном периоде/ Никольский A.B., Бояринов Г.А., Никольский В.О.// Revista de Ozonoterapia. Озон, активные формы кислорода и методы интенсивной терапии в медицине. - Н. Новгород, 2009. - Num.l. - Vol.3. - С.45-46.

Актуальность проблемы.

В настоящее время в мире ежегодно выполняется более шестисот тысяч операций на сердце с применением кардиоплегии.

Развитие острой сердечной недостаточности у кардиохирургических больных в послеоперационном периоде в большинстве случаев связано с гипоксическими и ишемическими повреждениями миокарда на интраоперационном этапе. (И.И. Дементьева 2006, Л. А. Бокерия, В. М. Авалиани, В. Ю. Мерзляко 2008.). Для предупреждения этих осложнений в настоящее время используется фармакохолодовая кардоплегия в сочетании с локальной гипотермией сердца.

Однако количество осложнений, связанных с гипоксическим повреждением миокарда остается достаточно большим. Частота развития послеоперационных осложнений у пациентов оперированных с ИК составляет по данным Б.В. Шабалкина 2005 , В.М. Авалиани 2008, Л.А. Бокерия 2008 от 22 до 36%. Это побудило нас поставить основной целью работы - изучение влияния озона, являющегося антигипоксантом, в составе кардиоплегического раствора на предупреждение гипоксических нарушений метаболизма и связанных с ними структурных повреждений миокарда при ишемии и в раннем послеоперационном периоде.

Поскольку анализ любого патологического процесса в органе становится возможным и ценным, лишь при гибком представлении о структуре и функциональных связях с организмом этого органа. Важным моментом в понимании развития ишемической альтерации сердца, является изучение структурнофункционального элемента миокарда (ФЭМ).

Согласно концепции А.М.Чернуха (1984), в анатомическом отношении функциональный элемент миокарда состоит из гемоциркуляторной единицы, лимфатического капилляра, специализированных клеток паренхимы, нейрогуморальных образований. Все это погружено в неструктурированный гель и укреплено соединительнотканным каркасом. На уровне ФЭМ осуществляется единство кровоснабжения, метаболизма и функции данного органа. Такая единица обладает всеми качествами для функционирования: в ней воплощаются в миниатюре характеристики целой системы. Цель и основные задачи исследования.

Целью настоящего исследования явилось изучение влияния озонированного кардиоплегического раствора Деринга на метаболизм и структуру ФЭМ у собак при проведении кардиоплегии и в раннем постишемическом периоде.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1. Исследовать светооптические, электронномикроскопические, морфометрические и энзимогистохимические характеристики функционального элемента миокарда после проведения торакотомии и перикардиотомии в условиях эфирно-кислородного наркоза.

2. Изучить влияние кардиоплегического раствора на изменения метаболизма и структуры ФЭМ во время 90 минутной ишемии и спустя 2 часа в постишемическом периоде.

3. Определить влияние озона в составе кардиоплегического раствора на изменения метаболизма и структуры ФЭМ во время 90 минутной ишемии и спустя 2 часа постишемического периода.

4. Сопоставить изучаемые параметры с применением неозонированного и озонированного кардиоплегических растворов на одинаковых этапах исследования и на основании их анализа, оценить противогипоксическое действие озонированного кардиоплегического раствора на метаболизм и структуру ФЭМ.

Научная новизна.

1. Впервые исследовано противоишемическое влияние озона в составе кардиоплегического раствора на метаболизм и структуру кардиомиоцитов и эндотелиоцитов миокарда. Проведен сравнительный морфометрический анализ показателей микроциркуляторного русла при использование стандартного и озонированного кардиоплегических растворов.

2. Выявлено, что защита миокарда от 90 минутной ишемии раствором Деринга недостаточна. Изменения метаболизма и микроциркуляции приводят к деструкции клеточных структур в эндотелиальных клетках и кардиомиоцитах.

3. Через 2 часа постишемического периода не происходит полного восстановления микроциркуляторного русла, метаболизма и структуры кардиомиоцитов и эндотелиоцитов, лишь частично компенсируются изменения миокарда после 90 минутной ишемии на фоне стандартной кардиоплегии.

4. Озон в составе кардиоплегического раствора оказывает выраженный мембраностабилизирующий и противогипоксический эффект на функциональный элемента миокарда в период 90 минутной тотальной ишемии сердца.

5. В работе доказано, что использование озона в составе кардиоплегического раствора на интраоперационном этапе способствует более быстрому и полному восстановлению структуры миокарда во время реперфузии, снижая альтерацию микроциркуляторного русла и клеточного компонента миокарда в постишемическом периоде.

Практическая значимость.

На основании полученных в работе данных, выдвигается положение о повышении устойчивости миокарда к ишемии за счет введения в состав кардиоплегического раствора озона, в качестве антигипоксанта. Озонированная кардиоплегия предупреждает истощение компенсаторноприспособительных реакций в миокарде при ишемии, что позволяет рекомендовать использовать данную технологию защиты сердечной мышцы при проведении операций на «открытом сердце».

Рассмотрение функционального элемента миокарда с позиций системного анализа имеет значение как для физиологии, гистологии, так и патологической физиологии и патологической анатомии, расширяя представления о взаимосвязи компонентов ФЭМ и активном участии каждого из них в процессе развития общепатологических изменений.

Данные работы о механизмах формирования изменений в ФЭМ при кардиоплегии и возможности их предупреждения с помощью озонированного кардиоплегического раствора используются в педагогическом процессе профильных кафедр Нижегородской медицинской академии и Института ФСБ РФ.

Апробация работы.

Основные положения работы доложены и обсуждены на: 6-ой и 7-ой Всероссийских научно-практических конференциях с международным участием «Озон в биологии и медицине» (Н.Новгород, 2005, 2007), Всероссийской научно-практической конференции ассоциации анестезиологов-реаниматологов Юга России (Геленджик, 2004), 3-ей Украинско-русской научно-практической конференции «Озон в биологии и медицине» (Севастополь, 2006), 1-ой научно-практической конференции Азиатско-европейского союза озонотерапевтов «Озон в биологии и медицине» (Большое Болдино, Нижегородская обл., 2006), XIII ежегодной сессии НЦССХ им. А.Н.Бакулева РАМН с Всероссийской конференцией молодых ученых (Москва, 2009). I 8

Основные положения, выносимые на защиту

1. Применение КПР Деринга во время 90 минутной ишемии с ИК не предупреждает нарушения, метаболизма и структуры ФЭМ.

2. Возобновление коронарного кровотока в течении 2-х часов после 90 минут ишемии с применением КПР не приводит к полному восстановлению метаболизма и структуры ФЭМ.

3. Введение озона в состав КПР уменьшает напряжение компенсаторно-приспособительных реакций в ФЭМ, предотвращая их срыв и декомпенсацию во время 90 минутной ишемии.

4. Адаптационные реакции, развившиеся при введении озонированного КПР в период 90 минутной ишемии миокарда сохраняются и в постишемическом периоде, обеспечивая более быстрое и полное восстановление метаболизма и структуры миокарда.

Выводы:

1. Защита миокарда кардиоплегическим раствором при 90 минутной ишемии сопровождается повреждением микроциркуляторного русла и нарушением метаболизма, что приводит к необратимым структурным изменениям клеточных структур и интерстиции сердца.

2. Несмотря на восстановление коронарного кровотока после кардиоплегии раствором Деринга, через 2 часа постишемического периода сохраняются нарушения микроциркуляторного русла, низкая активность ферментов дыхательной цепи, что усугубляет структурные повреждения функционального элемента миокарда.

3. Озонированный кардиоплегический раствор, применяемый при 90 минутной ишемии сердца, уменьшает альтерацию микроциркуляторного русла, предупреждает нарушения метаболизма и вследствие этого, предотвращает развитие необратимых структурных изменений в миокарде.

4. Сформировавшиеся при защите сердца озонированным кардиоплегическим раствором компенсаторно-приспособительные реакции продолжают функционировать и в постишемическом периоде, сопровождаются восстановлением морфометрических показателей микроциркуляторного русла, высокой активностью энзимов, способствуют более быстрому и полному восстановлению структуры миокарда во время реперфузии.

Заключение

Развитие острой сердечной недостаточности у кардиохирургических больных в послеоперационном периоде в большинстве случаев связано с гипоксическими и ишемическими повреждениями миокарда на интраоперационном этапе. Для предупреждения этих осложнений в настоящее время используется фармакохолодовая кардоплегия в сочетании с локальной гипотермией сердца.

Однако количество осложнений, связанных с гипоксическим повреждением миокарда остается достаточно большим. Это побудило нас поставить основной целью работы - изучение влияния озона, являющегося антигипоксантом, в составе кардиоплегического раствора, на предупреждение нарушений метаболизма и связанных с ними структурных повреждений функционального элемента миокарда при ишемии и в раннем послеоперационном периоде.

Понятия микроциркуляции, метаболизма и структуры тесно связаны в функциональном элементе миокарда, как прямой, так и обратной зависимостью. Так, нарушения микроциркуляции приводят к изменению метаболизма, а это в свою очередь к повреждению структуры клеток. Структурные повреждения приводят к нарушению микроциркуляции. Поэтому, если ишемическая альтерация сильно выражена, то восстановление артериального кровотока не приводит к восстановлению функции органа подвергшегося ишемии.

На первом этапе экспериментов было изучено влияние неозонированного кардиоплегического раствора на метаболизм и структуру функционального элемента миокарда при тотальной ишемии сердца до 90 минут и через 2 часа постишемического периода.

Через 90 минут ишемии в микроциркуляторном русле функционального элемента миокарда наблюдались явления малокровия, плазматизации сосудов. Особенно выраженные нарушения отмечались в субэндокардиальном слое.

Установлено, что 90 минутная ишемия приводила к изменению метаболизма эндотелиоцитов. В среднем по миокарду активность всех ферментов эндотелиоцитов была достоверно ниже таковых при эфирно-кислородном наркозе. Особенно низкие показатели отмечались у Г-бф-ДГ (фермента пентозфосфатного шунта), и ЛДГ (энзима гликолиза), что свидетельствовало о незавершенном переходе метаболизма эндотелиоцитов на путь анаэробного обмена.

Нарушения метаболизма приводили к повреждению структуры эндотелия капиллярного русла: при электронной микроскопии границы базальной мембраны эндотелия становились размытыми, а на некоторых участках полностью стирались. Люминальная поверхность эндотелиальных клеток была бугристой с участками выпячиваний плазмолеммы. В клетках капилляров отмечался перинуклеарный отек, просветление цитоплазмы, разрушение крист в митохондриях. Пиноцитозная активность в эндотелиоцитах капилляров была низкой.

В перикапиллярном пространстве наблюдался выраженный отек, обнаруживались единичные эритроциты.

Качественным изменениям микроциркуляторного русла через 90 минут ишемии соответствовали количественные морфометрические показатели: снижалось число функционирующих капилляров и уменьшался объем капиллярного русла. Диаметр капилляров достоверно увеличивался по сравнению с эфирно-кислородным наркозом, что можно объяснить потерей тонуса сосудистой стенки при использовании неозонированного кардиоплегического раствора Деринга.

Через 90 минут ишемии с использованием неозонированного кардиоплегического раствора радиус диффузии капилляров увеличивался в прямой зависимости от уменьшения числа капилляров на единицу площади ткани миокарда.

Под влиянием гипоксии происходила перестройка метаболизма кардиомиоцитов. Активность ферментов гликолиза и дыхательной цепи: ЛДГ и НАДН-ДГ определялась, как низкая по всем слоям при использовании неозонированного кардиоплегического раствора Деринга в период ишемии.

Анализ субстратов в миокарде показал повышение содержания глюкозы, глюкозо-6-фосфата и лактата. Соответственно снижались концентрации гликогена, пирувата, креатин фосфата, свидетельствующие о переходе на анаэробный путь метаболизма и снижении активности метаболических реакций вцелом, что в свою очередь приводило к значительному падению содержания АТФ.

На уровне световой микроскопии в кардиомиоцитах отмечалась извилистость мышечных волокон, их пересокращения и реже - разрывы по 7, - дискам, наблюдалась выраженная неравномерность окраски цитоплазмы. Встречались изменения со стороны ядер кардиомиоцитов: полиморфность, кариопикноз, перинуклеарный отек.

При электронно-микроскопическом исследовании, определялось нарушение ультроструктуры клеточных компонентов, пересокращения и разрывы миофибрилл, кариопикноз, принуклеарный отек, в митохондриях гомогенизация крист и разрывы наружной мембраны.

Морфометрические исследования кардиомиоцитов показали: достоверное увеличение площади ядер и диаметра ¡слеток миокарда относительно периода с эфирно-кислородным наркозом.

В группе с использованием неозонированного кардиоплегического раствора Деринга через 2 часа постишемического периода активность всех ферментов эндотелиоцитов относительно этапа 90 минутной ишемии возрастала: достоверно повышалась активность фермента гликолиза (ЛДГ) и энзима пентозофосфатного шунта - Г-бф-ДГ, наименьшее повышение активности отмечалось у НАДН-ДГ.

В сравнении с данными серии при эфирно-кислородном наркозе активность фермента дыхательной цепи (НАДН-ДГ) и цикла Кребса (СДГ) была достоверно ниже, показатели ЛДГ и а-ГФДГ достоверно не отличались.

На основании полученных результатов можно заключить, что эндотелиоциты в постишемическом периоде не восстанавливали в полной мере аэробный метаболизм, в них активно продолжался анаэробный гликолиз.

Через 2 часа постишемического периода также не наблюдалось полного восстановления ишемических повреждений структуры эндотелия: сохранялся внутриклеточный отек, большинство митохондрий имели деформированные и частично разрушенные кристы, цитоплазма имела участки просветления. Внутренняя поверхность микрососудов была неровной, истонченной, определялись зоны разряжения базальной мембраны. Перикапиллярно определялось отложение PAS субстанции. В части капилляров определялись сладжи.

В перикапиллярном пространстве незначительно уменьшался отек относительно предыдущего этапа исследований. Диффузно в интерстиции определялись хлопьевидные образования аналогичные таковым в просвете капилляров.

Морфометрические показатели в сравнении с периодом 90 минутной ишемии отражали процессы восстановления в структуре микроциркуляторного русла: повышалось количество функционирующих капилляров, уменьшался средний диаметр капилляров по всем слоям миокарда. Однако, по сравнению с серией при эфирно-кислородном наркозе число капилляров оставалось достоверно меньшим в среднем по миокарду на 27,5%.

Радиус диффузии уменьшался относительно предыдущей серии, но оставался достоверно больше чем при эфирно-кислородном наркозе.

При исследовании активности ферментов кардиомиоцитов, через 2 часа постишемического периода наблюдались процессы как анаэробного так и аэробного метаболизма, активность энзимов возрастала по сравнению с серией 90 мин ишемии миокарда, но была достоверно ниже показателей при эфирно-кислородном наркозе. Низкой оставалась активность НАДН-ДГ фермента дыхательной цепи. Необходимо отметить, что в целом процессы потребления преобладали над синтезом в кардиомиоцитах, подтверждением служит достоверное снижение концентраций макроэргов в миокарде: достоверное уменьшение содержания АТФ и креатин фосфата, пирувата в сравнении с эфирно-кислородным наркозом. Об активации аэробного пути метаболизма в кардиомиоцитах свидетельствовало увеличение содержания креатин фосфата и пирувата, снижение содержания глюкозо-6-фосфата и лактата относительно предыдущей серии опытов.

По данным морфометрии площадь ядер и диаметр кардиомиоцитов уменьшались относительно предыдущей серии опытов, что можно объяснить уменьшением внутриклеточного отека.

Несмотря на улучшение морфометрических показателей кардиомиоцитов, через 2 часа постишемического периода на фоне метаболических нарушений в клетках миокарда прогрессировали структурные повреждения. При световой микроскопии выявлялись альтеративные изменения по типу гиалиновокапельной дистрофии, утрата отдельными клетками поперечной исчерченности, особенно выраженные нарушения цитоархитектоники наблюдались в субэндокардиальном слое, как наиболее ишемичном.

При ультраструктурном анализе кардиомиоцитов сохранялись зоны лизиса и пересокращения миофибрилл, разрывы по Ъ- дискам.

Наблюдались конгломераты митохондрий и выраженные изменения подавляющего большинства из них: просветление матрикса, разрушение части крист иногда с разрывами наружной оболочки. В клетках определялось расширение цистерн саркоплазматического ретикулума.

Таким образом использование неозонированного кардиоплегического раствора при 90 минутной ишемии миокарда выявило перенапряжение и срыв компенсаторно- приспособительных механизмов в функциональном элементе миокарда, проявляющиеся в изменениях метаболизма эндотелиоцитов и кардиомиоцитов и приводящих к структурным изменениям в них. Данные отклонения лишь частично восстанавливались через 2 часа постишемического периода, а некоторые из них были необратимыми и даже усугублялись.

На следующем этапе экспериментов было изучено влияние озона в составе кардиоплегического раствора на метаболизм и структуру функционального элемента миокарда при тотальной ишемии сердца до 90 минут и спустя 2 часа постишемического периода.

Через 90 минут ишемии с применением озонированного кардиоплегического раствора Деринга определялось мембранопротективное действие озона выражающееся в увеличении числа функционирующих капилляров функционального элемента миокарда и поддержании тонуса их стенки. Количество выявленных капилляров при использовании для кардиоплегии озонированного раствора Деринга, в среднем по миокарду было на 36 % больше, чем в контрольной серии.

Диаметр определяемых капилляров через 90 минут ишемии с озонированным раствором Деринга был достоверно меньше, чем при использовании неозонированного раствора Деринга.

Уменьшался также и радиус диффузии капилляров в опытной серии.

Состояние перикапиллярного пространства во многом определялось количественно-качественными изменениями микроциркуляторного русла.

Так в опытной серии ультраструктурные изменения капилляров и их базальных мембран приводили к увеличению проницаемости капиллярной стенки и, как следствию, к накоплению в интерстиции отечной жидкости с белком и отдельными эритроцитами. Использование озона, как антигипоксанта с мембранопротекторными свойствами, значительно снижало транссудацию, явления периваскулярного отека уменьшались. Пиноцитозная активность повышалась, особенно на базальной поверхности эндотелиоцитов.

Введение озона в состав кардиоплегического раствора, по сравнению с контролем повышало активность энзимов в цитоплазме клеток капилляров. Функция энзимов пентозофосфатного шунта (Г-6-фДГ) и гликолиза (ЛДГ) повышалась почти вдвое, что отражало адаптацию клеток к анаэробным условиям метаболизма в условиях 90 минутной ишемии.

Активная метаболическая адаптация защищала эндотелиоциты от структурных повреждений, в период ишемии: люминальная поверхность эндотелиальных клеток имела единичные выросты, определялся умеренный отек клеток капилляров. Базальная мембрана была неоднородна по толщине, но определялась непрерывной.

Применение озонированного кардиоплегического раствора Деринга для перфузии миокарда в период 90 минутной ишемии вызывало ряд метаболических эффектов в кардиомиоцитах, которые заключались в активации процессов утилизации глюкозы и глюкозо-6-фосфата по пути гликолиза и пентозофосфатного шунта, увеличении содержания высокоэнергетических фосфатов и снижении уровня ацидоза, а также перестройке метаболизма кардиомиоцитов направленной на усиление утилизации сукцината. В целом активность всех ферментов миокарда в опытной серии была достоверно выше, чем в серии с неозонированным кардиоплегическим раствором.

Исследование содержания субстратов в миокарде показало падение содержания лактата, глюкозы, гликогена и креатина и отражало перестройку метаболизма клеток миокарда на анаэробный путь энергетического обмена на фоне применения озонированного кардиоплегического раствора.

Вышеуказанные метаболические изменения приводили к сохранению структуры кардиомиоцитов: отсутствовали пересокращения, расслоения, разволокнения и лизис миофибрилл, просветления матрикса и гомогенизация крист митохондрий, разрывы их наружной мембраны, конденсация в маргинальной зоне хроматина и перинуклеарный отек.

Относительно контрольной серии в кардиомиоцитах уменьшалась площадь ядер и диаметр клеток, что связано со снижением внутриклеточного отека.

Через 2 часа постишемического периода с использованием озонированного кардиоплегического раствора в микроциркуляторном русле не наблюдалось прогрессирование альтеративных изменений, восстанавливалась структура микроциркуляторного русла: отсутствовали сладжи, микротромбы, явления малокровия и плазматизация сосудов, в капиллярах дифференцировались едйничные свободнолежащие эритроциты.

Количественные морфометрические показатели миокарда находились в корелляционной зависимости от структурных и метаболических изменений эндотелия и микроциркуляторного русла: количество капилляров через 2 часа постишемического периода с озонированным кардиоплегическим раствором превышало показатели контрольной группы, а в интрамуральном слое достигало значений при эфирно-кислородном наркозе.

Также в опытной серии отмечалось уменьшение диаметра капилляров по всем слоям миокарда, что определялось сохранением тонуса микроциркуляторного русла.

Радиус диффузии капилляров изменялся прямопропорционально количеству открытых капилляров и достоверно уменьшался относительно контрольной серии.

Через 2 часа постишемического периода достоверно относительно контрольной группы возрастала активность ферментов гликолиза (ЛДГ), цикла трикарбоновых кислот (СДГ) и дыхательной цепи (НАДН-ДГ). Показатели активности ферментов аэробного метаболизма эндотелиоцитов повышались до уровня таковых при эфирно-кислородном наркозе. Таким образом, в клетках капилляров миокарда наблюдался переход на аэробный путь энергетического обмена.

При электронной микроскопии структура эндотелия через 2 часа постишемического периода приближалась к таковой при эфирно-кислородном наркозе. Наружная мембрана эндотелиоцитов образовывала небольшие выросты в просвет капилляра, в большинстве микрососудов фиксировался активный пиноцитоз. Базальная мембрана была неровной и на некоторых участках истончена.

По данным световой микроскопии отек перикапиллярного пространства в серии с озонированным кардиоплегическим раствором был менее выражен по сравнению с контрольной, в просвете капилляров определялись эритроциты без видимых изменений.

Анализ активности ферментов кардиомиоцитов через 2 часа постишемического периода показал достоверное повышение активности энзимов дыхательной цепи (НАДН-ДГ) и пентозофосфатного шунта (Г-бф-ДГ), что свидетельствовало об активации аэробного метаболизма в кардиомиоцитах.

Активность энзимов функционального элемента миокарда проявлялись в количественном соотношении энергетических субстратов в постишемическом периоде, так в серии с озонированным кардиоплегическим раствором Деринга достоверно повышались концентрации глюкозо-6-фосфата, АТФ, АМФ и креатин фосфата, пирувата относительно контрольной серии.

При электронномикроскопическом исследовании в серии с озонированным раствором Деринга значительно реже определялись конгломераты митохондрий с фрагментированными кристами, не встречались митохондрии с нарушением целостности наружной оболочки, а также фокусы лизиса миофибрилл кардиомиоцитов.

Морфометрические показатели кардиомиоцитов отражали снижение внутриклеточного отека и как следствие этого - уменьшение диаметра клеток относительно контрольного периода исследований.

Таким образом, комплексное изучение состояния миокарда с позиции системного анализа и с привлечением энзимогистохимических, морфологических методов исследования показало, что использование озонированного кардиоплегического раствора на уровне функционального элемента миокарда вызывало изменения, лежащие в пределах компенсаторно-приспособительных реакций, а возникавшие отклонения имели обратимый характер.

Результаты применения озонированного кардиоплегического раствора для защиты миокарда при выключении сердца из кровообращения убедительно показали эффективность избранного направления повышения устойчивости миокарда к ишемии. В работе доказано, что использование озона в составе кардиоплегического раствора на интраоперационном этапе способствует более быстрому и полному восстановлению структуры миокарда после 90 минутной ишемии.