Автореферат и диссертация по медицине (14.00.41) на тему:Возможности медикаментозной коррекции противоишемической резистентности нормальных и гипертрофированных донорских сердец (экспериментальное исследование)



* птгг. * ппг.уп л ттттттт/гт т » гттттгтт гтпгля тттттгттттл.птт* пж

МЛПЛЬ А ИГО 1 ои ОЛГМОииЛГНЛ^ППЛ Л 1У1Г| Л ГШ-ШП^ГУ-Ш игиштаг.ппии 1 >1 гч/

НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ТРАНСПЛАНТОЛОГИИ И ИСКУССТВЕННЫХ ОРГАНОВ

на правах рукописи УДКС612.172.1+616.12-007.61] .-615.03

БАШКИНА Людмила Валентиновна

ВОЗМОЖНОСТИ МЕДИКАМЕНТОЗНОЙ КОРРЕКЦИИ ПРиГЛВОИШЕМКЧЕСКОЙ РЕЗИСТЕНТНОСТИ НОРМАЛЬНЫХ И ГИПЕРТРОФИРОВАННЫХ ДОНОРСКИХ СЕРДЕЦ (экспериментальное исследование).

14.00.41 - трансплантология и искусственные органы 14.00.16 - патологическая физиология

А ПТППГЖГП А Т

АЬ1 urc.wc.rM 1

диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Москва - 1595

Работа выполнена з НИК трансплантологии и искусственных органов КБ РФ.

Научный руководитель:

Научный консультант:

Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук, профессор Н.А.Онищенко.

доктор медицинских наук, В.И.Кирпатовский

доктор медицинских наук, профессор М.Л.Семеновский, доктор медицинских наук, профессор Е.А.Демуров

Ведущее учреждение: Всесоюзный научный центр хирургии АМН РЗ

Защита диссертации состоится в /У ^

часов на заседании Специализированного Совета при НИИ трансплантологии и искусственных органов по адресу: 123436, Москва, ул. Щукинская, д.1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке НИИТ'и ИО. Автореферат разослан г.

Ученый секретарь Специализированного Совета Заслуженный деятель науки РФ,

д.м.н..профессор / А.А.Писаревскии

nrnin vimu'i'i.'ituimivi n*fyvrii иоцпл ллглмсгяьнии! rAbuini.

Актуальность проблемы. Опыт последних десятилетий показал, что ортотопическая трансплантация сердца является аффективным методом лечения больных в терминальной стадии различных заболеваний сердца.По данным Международного регистрационного центра по пересадке органов к концу 1985 года в мире было выполнено более 1640 пересадок сердца. В настоящее время число этих операций превысило 30 ООО, причем, выживаемость реципиентов в течение одного года достигла 81 X, а пятилетняя выживаемость -72 7. (Hosenpua V.D. et al.,1994).

Потребность в * дальнейшем увеличении числа ортотопических трансплантаций в клинике (по данным Cortesini R.,(1991) ежегодно / 200 ООО человек диагносштруют крайне тяжелую необратимую сер-1ечную недостаточность), а также необходимость повышения уровня социальной и клинической реабилитации больных в ранние и отда-[енные сроки после операции делают актуальным поиск дополнительных источников получения донорских сердец, повышения их противо-шемической резистенотности, от которой в значительной степени ависит функция сердец в раннем послеоперационном периоде М.Л.Семеновский и др.,1987, В.Й.Бураковскии и др.,1989, В.И.Шу-акоз и др.,1990). Одной из возможностей расширения пула донорс-их сердец является использование "неидеальных доноров" с неко-эрыми отклонениями от нормы в состоянии сердец, в частности с эизнаками гипертрофии и/или локальной дисфункции миокарда (Aziz et ai.,1993).

Кроме того, в кардиохирургической практике гипертрофировак-ie сердца являются объектом реконотруктивных операций (протези-вание клапанов, шунтирование коронарных артерий и др.), сопря-

женных с временный выключением их из кровообращения. Однако такие сердца характеризуются измененной по сравнению с негипертрофированными сердцами чувствительностью к ишемическому повреждению. Между тем, большинство исследовании, посвященных разработке методов повышения противоишемической реэистентнооти сердца, проводилось на интактных органах экспериментальных животных с экстраполяцией этих данных в клинику. Такой подход чреват ошибочными выводами об эффективности того или иного способа противоишемической защиты по отношению к гипертрофирваккому миокарду. Исследований же, посвященных изучению особенностей противоишемической защиты гипертрофированных сердец,крайне недостаточно.

Такие исследования тем более важны, что представления о механизмах ишемического повреждения сердца в последние годы претерпевают некоторые изменения. Б настоящее время ишемическое повреждение рассматривается как 2-этапный процесс, в котором нарушения метаболизма и структуры, происходящие в период острой ишемии, усугубляются, а часто приобретают необратимый характер при восстановлении кровообращения (реперфузионное повреждение) (М.В.Биленко, 1989, П.Ф.Литвицкий и др., 1993). В гипертрофированных сердцах роль каждого из этапов в суммарном повреждении может меняться, что должно предопределять особенности их противоишемической защиты.

Подробное сравнительное изучение толерантности нормальных V гипертрофированных сердец к интраоперационной ишемиии и их реакций на противоишемические воздействия помогли бы обосновать допустимость или неприемлемость использования гипертрофированны} сердец в качестве трансплантатов, а также повысить противоишеми-ческую резистентность таких сердец во время реконструктивны? операций.

Дедь и задачи исследования. Делью настоящего исследования явилось научение.в стендовых условиях особенностей протизоишеми-ческой резистентности гипертрофированного сердца и повышение качества его защиты от ишемического и реперфузионного повреждения. В овяаи с этим з работе были поставлены следующие задачи:

1. На модели коарктации аорты у крыс получить воспроизводи мув гипертрофию левого желудочка средней степени выраженности С30-40Х).

2. В стендовых опытах на модели изолированного •работающего зердца по Нее1у установить различия функциональных и энергетических параметров гипертрофированных и нормальных сердец в дои-пемическом периоде,

3. В стендовых экспериментах сравнить особекости восстановления • структурно-функциональных параметров и параметров энергетического метаболизма гипертрофированных и нормальных сердец госле 2-х часов гипотермической ишемии и ФХК, проводимых при +

о

.7 0.

4. Сравнить влияние предварительного введения витамина Е на ункциональные и энергетические параметры гипертрофированных и ормадьных сердец в доишемическом периоде и полноценность их осстановления после гипотермической ишемии и ФХК,

о. Исследовать возможность использования перфторуглеродной мульсии в составе реперфузионного раствора для коррекции изме-экий структуры, функции и энергетического статуса гипертрофиро-знных сердец в восстановительном периоде после ФХК.

6. Дать фуккииональко-морфологичекое обоснование возможности использования гипертрофированного сердца в качестве транс-¡актата.

Научная новизна, и стендовых условиях на модели изолирован-

ного работающего сердца по МееГу изучены функциональные особенности гипертрофированных сердец при средней степени гипертрофии 030%). Такими особенностями являются снижение выполняемой гипертрофированными сердцами механической работы в расчете на грамм массы при неизменной эффективности утилизации кислорода на фоне снижения уровня коронарной перфузии.При этом статистически достоверные различия исследованных параметров энергетического метаболизма нормльных и гипертрофированных сердец отсутствовали.

Продемонстрировано, что в процентном выражении показатели функциональной активности гипертрофированных сердец после 2-часовой гипотермической ишемии снижаются в меньшей степени по сравнению с нормальными сердцами. Однако с учетом разницы в массе сердец и в значениях выполняемой работы в доишемическом периоде, работоспособность нормальных и гипертрофированных сердец снижалась до одинакового уровня. При этом показатели энергетического метаболизма в раннем восстановительном периоде свидетельствовали о развитии как в нормальных, так и в гипертрофированных сердцах выраженных признаков знергодефицитного состояния.

Получены данные, свидетельствующие об относительно низкой эффективности противошпемической защиты гипертрофированных сердец с помощью ФХК или путем предварительного введения витамина Е, тогда как применительно к негипертрофированным сердцам такие способы защиты оказались более эффективными. Лишь совместное ис-пользвание витамина Е и кардиоплегии обеспечивало надежную сохранность функциональной активности и энергетического метаболизма гипертрофированных сердец.

Получены результаты, подтверждающие особую значимсть репер-фузионного повреждения в итоговых постишемических функцинальных и метаболических нарушениях. Показано,что введение в реперфузи-

- о -

жный раствор перфторуглеродной эмульсии в низких концентрациях, жазываюших мембранопротективное действие, практически предотв->ащает эти нарушения.

Показано, что предварительное введение витамина Е в сочета-ши с ФХК и добавление перфторуглеродной эмульсии з реперфузион-шй раствор после кардиоплегии практически одинаковы по эффективности защитного действия на гипертрофированный миокард.

Практическая ценность. В работе продемонстрировано, что как тростая гипотермия, так и стандартная ФХК не беспечивают надеж-юй защиты гипертрофированного сердца от постишемйческих функци-энальных расстройств и нарушения показателей энергетического состояния клеток. Для этих сердец требуется усиленная защита с включением дополнительных фармакологических воздействий как до шемии, так и во время реперфузии.

Продемонстрирована целесообразность использования витамина I в качестве противоишемического препарата для повышения интрао-иерационной резистентности как нормалного. так и гипертрофированного сердца, но при гипертрофии его эффект менее выражен.

Показано, что использование перфторуглеродной эмульсии в качестве компонента реперфузионкого раствора в малых дозах позволяет улучшить структурно-функциональное состояние гипертрофированного миокарда в раннем восстановительном периоде и ослабить зтепень его реперфузионкого повреждения (например при реконструктивных опеиациях).

Полученные результаты показывают, что использование гипертрофированных сердец в качестве трансплантатов сопряжено о более высоким риском неадекватной противоишемической зашиты и развитием постишемических функциональных нарушений по сравнению с нормальными сердцами.

- б -

Апробация работы. Материалы диссертационной работы были доложены на Международном симпозиуме патофизиологов (Москва, 1991), на заседании Общества трансплантологов (Москва. 1994), на конференции "Перфторуглероды в биологии и медицине" (Пущино, 1994), на межлабораторной конференции НИИТиИО МЗ РФ (1995).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 печатных работ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы (глава 1), главы 2, представляющей материал и методы исследования, 2 глав, включающих результаты собственных исследований и их обсуждение, заключения, выводов и практических рекомендаций. Список литературы включает 54 работы отечественных

и 104 работы зарубежных авторов. Диссертация изложена на .......

страницах машинописного текста, включает 29 рисунков и 6 таблиц.

Список сокращений. _ФХК - фармако-холодовая кардиопле-гия; АН - суммарное содержание- адениновых нуклеотидов; ДЦГ -лактатдегидрогеназа; г с.в.- грамм сухого веса; ПФУЭ - перфтор-углеродная эмульсия; АТФ - аденозинтрифосфорная кислота; АДФ -аденозиндифосфорная кислота; АМ2> - аденозинмонофосфорная кислота; р02 - парциальное давление кислорода.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

Все эксперименты проведены на 186 беспородных крысах-самцах весом 200-350 г. Гипертрофию средней степени выраженности (~30%) моделировали путем коарктации поддиафрагмального отдела аорты с помощью 3 витков металлической спирали фиксированного диаметра. Сердца исследовали через 4-6 недель после операции. Было поставлено 8 серий экспериментов, ь которых все исследова-

tira провозили ка модели изолированного работавшего сердца по ме-' :олу Neeiy J.R. et ai. (1975). 3 стендовых условиях исследовали сак интактные гипертрофированные и нормальные сердца. так и :ерлпа после тотальной гипотермической ишемии (2 часа. t-17eC) и >ХК (2 часа. 1-17°С).

Состояние нормальных и гипертрофированных сердец как в дои-;емическом. так и в реперфузионном периодах оценивали по функциональным параметрам (внешняя работа, коронарный, поток, эффективность утилизации кислорода) при перфузии в стендовых условиях, юказателям энергетического метаболизма (АТФ. АЛФ. АШ.Л'АН. иФ/АЖФ. энергетический заряд по Аткинсоку) и по критериям нару-1ения клеточкой структуры (электронная микроскопия и содержание ИГ' в оттекавшем от сердца перфузате).

Электронную микроскопию миокарда проводили совместно с лабораторией клинической патологии НИИТиИО № FS>. Материал обраба-!ывали по обычной методике, описанной Jennin¡rs ее ai. (1Э81).

Содержание АТФ. АИФ и АМФ в миокарде определяли с помощью [аборов реактивов фирмы "Берингер" по стандартным энзиматическим (етодикам.

Достоверность полученных результатоы оценивали по L-крите->ию Стьюдента.

РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.

1. Исходная функция и энергетический статус нормальных и нпертрофярованных сердец (опиты ex vivo в доишемическом периоде).

Проведенные исследования показали, что в течение 60 минут ерфузии на стенде в условиях одинаковой нагрузки (12 см водного толба на левое предсердие и 73 см водного столба на левый желу-очек) механическая работа, выполняемая гипертрофированными

- о -

сердцами в расчете на грамм сухого веса, приблизительно в 2 разг меньше работы, выполняемой нормальными сердцами (рис.1А). Факт снижения внешней работы на грамм веса сердца в условиях организма является характерным признаком гипертрофии миокарда, что * воспроизводится в стендовых условиях. Отсутствие достоверно значимого различия в частоте сокращений нормальных и гипертрофированных сердец (237+16 уд/мин и 217+11 уд/мик соответственно), которое, по мнению Neely J.í?. et al. (1967), в стендовых условиях при исследовании сердец разного веса может быть причиной снижения механической работы, также указывает на физиологическуи природу наблюдаемого снижения механической работы гипертрофированных сердец.

При зтом полученные результаты показали, что при используемых в стенде параметрах нагрузки на сердце эффективность внешне] работы, то есть количество кислорода, потребляемого на единиц; выполняемой работы, у гипертрофированных сердец достоверно н отличалась от эффективности работы нормальных сердец (рис. 1В) Оказалось, что при одинаковой артерио-венозной разнице по рО величина коронарного потока в гипертрофированных сердцах оказа лась значительно ниже (рио. 1Б), чем в нормальных, что и опреде лило снижение потребление кислорода гипертрофированными сердца ми. Однако степень этого снижения лишь незначительно превышал степень снижения выполняемой механической работы, что свидетель ствовало о практически неизменной ее эффективности.

Отсутствие достоверного снижения эффективности работы ги пертрофированных сердец, обнаруживаемого,как правило,в условия in vivo, в наших экспериментах было, по-видимому, обусловлен тем, что исследование функции гипертрофированных сердец провод!: ли при нагрузке (на левый желудочек), близкой к нормальной вел*

2000 1500 1000 500 0

мДж/мин г с.в.

100

МЛ/мин г с.в.

80 во

,40

Контроль Г

Ишемия Н

4

' ' '

12 10 8 в 4

г о

0 10 20 30 40 50 60 70 Т (мин)

о/ В

/о

О 10 20 30 40 50 60 70 Т (мин)

I-.....I-

Ишемия Г /...1.....Л

г-1"

1.....

Ишемия Н

О 10 20 30 40 50 60 70 Т (мин)

Рис. 1. Работа (А), коронарный поток (Б) и КПД (В) сердец после ишемии. Н -норма Г —гипертрофия

I

<о

I

- iü -

чине, которая для гипертрофированного сердца является заниженной по сравнению с той нагрузкой, в ответ на которую гипертрофия сформировалась. А при небольшой нагрузке снижение эффективности работы гипертрофированного сердца является скрытым (условия для компенсированной гипертрофии) и начинает выявляться лишь при ее увеличении (Cooper G. et ai., 1973).

Сравнительное изучение энергетического статуса гипертрофированных и нормальных сердец после 60 минут перфузии на стекле в условиях функциональной нагрузки показало, что АН в гипертрофи рованных сердцах снижено с 32,0+5,5 до 25,0+1.3 мкМ/г с.в., s содержание АТФ - с 21,0+3.8 до 15,9+0.9 мкМ/г с.в. Однако этк различия оказались статистически недостоверными. Содержание АЛЗ и АШ> в гипертрофированных сердцах также достоверно от нормальных значений не отличалось, хотя и было несколько снижено. Б тс же время,энергетический заряд по Аткинсону и величина откошеню АТФ/АДФ в гипертрофированных и нормальных сердцах после 60 мину: перфузии ex vivo оказались практически одинаковыми (табл.1).

2. Восстановление функции, энергетического статуса и стру! тури нормальный и гипертрофированных сердец после гилотермическ

ишемии и SXK.

Поскольку механизм реализации защитного действия кардиоп-легических растворов на миокард представляет собой энергозависи мый процесс, а при компенсированной гипертрофии миокарда уж имеются в нем признаки скрытого снижения функциональных и знес гетических резервов, мы считали важным изучить особенности вое становления структуры, функции и энергетического статуса гипег ротированных сердец после ФХК (2 часа при 17вС). для сравнен* мы изучали эти же параметры после гипотермической ишемии такс же глубины и длительности, что и при ФХК, "^скольку защитный эс

_____ ____________.^оиишииш пиишсишиш'и и гипертрофированного

миокарда в лоишемическом периоде, после 2-часовой холодовой ишемии (+17 С) и после 2-часовой фармако-холодовой кардиоплегии (+17 С).

оерии опытов ! АТФ г ■ — — "1 ■ — — 1 ! АДФ 1 АМВ - — Сумма аде- АТФ/'АДФ Энергетичес-

1 | ниннуклео- кий заряд

! 1 тидов

Ношальные сеолпа: 1 —( | 1

Без ишемии !21;0+3,8 !7,5+1.813,6+0,1 32,4+5,5 3,0+0,6 0,76+0,02

Холодовая ишемия 110,9+0,9**|5,5+0.6|5.4+1.5 21.7+2,4 2,1+0,3 0,64+0,03*

! (52*) ! (737.) | (150%) (66%) (,(и/.; (84%)

Кардиоплегия 117.5+1.9« ¡4,4+0,813,3+0,2 25,2+2,9 4,0+0,3« 0,79+0,01««

1 (83%) 1 (59%) | (92%) (76%) (133%) (104%)

Гипеотоошиоованные 1 1

сеозиа: | I

Без ишемии ¡15,9+0,9 16,5+0,712,5+0.3 25,0+1,3 2,7+0,3 0,77+0,01

Холодовая ишемия \ а.5+0,9** ¡6.4+1,012,1+0,3" 16,5+0,9**" 1,5+0,3*10,69+0,03*

! (54%) '! (98%) ( (84%) (66%) (56%) (90%)

Кардиоплегия 111,1+1.0*" !5,7+0,3!2,0+0,1лл 18,9+1,1*" 2,0+0,2" 0,74+0^01'"

! (70%) | (88%) ! (80%) (76%) (74%) (96%)

Примечание. Достоверность разницы результатов:

*.** - по отношению к сердцам без ишемии:

- по отношению к опытам с холодовой ишемией:

- по отношению к нормальным сердцам. Содержание адениновых нуклеотидов представлено в мкМ/г с.в.

л л - ХЛ. -

фект гипотермии такого уровня обусловлен только температурным фактором и не является энергозависимым.

Результаты проведенных исследовании показали (рис. 1), что после 2 часов гипотермической ишемии в раннем восстановительном периоде как у нормальных, так и у гипертрофированных сердец наблюдается значительное и статистически достоверное снижение функциональных параметров. Однако при расчете в 7, по отношению к до-ишемическим показателям оказалось, что уровень механической работы. выполняемой гипертрофированными сердцами в реперфузионном периоде, снизился в значительно меньшей степени, чем работа нормальных сердец (рис. 1А). Коронарный поток в гипертрофированных сердцах (рис. 1Б) оставался на нижней границе доишемического уровня, а у нормальных сердец достоверно снижался. Эффективность утилизации кислорода на механическую работу (рис.1В) при этом также достоверно снижалась по отношению к доишемическому уровню, причем, у гипертрофированных сердец в меньшей степени, чем у нормальных.

Однако, если учесть разницу в мышечной массе между нормальными и гипертрофированными сердцами и исходно разные значения выполняемой работы в расчете на грамм веса, то при расчете внешней работы, выполняемой целым сердцем в реперфузионном периоде оказывается, что работа гипертрофированных и нормальных сердец снижается примерно до одних и тех же значений.

Изменения энергетических показателей свидетельствуют о развитии в раннем восстановительном периоде энергодефицитного состояния как в нормальных, так и в гипертрофированных сердцах. Это выражается в достоверном сниженииГАН, причем, преимущественно за счет АТФ, снижении отношения АТФ/АДФ и энергетического заряда (табл. 1). При зтом степень снижения указанных показателей ока-

залась практически одинаковой для нормальных и гипертрофированных сердец.

При иследовании эффективности реализации защитного действия ФХК на здоровый и гипертрофированны»! миокард сказалось. что как нормальные, так и гипертрофированные сердца выполняют в репершу-зионном периоде достоверно меньшую по сравнению с доишемическим уровнем механическую работу, причем, степень ее снижения оказалась практически одинаковой для обеих групп сердец (рис.2А).

При этом коронарный поток у нормальных сердец был значительно сниженным, в то время как у гипертрофированных он достоверно не отличался от доишемического уровня (рис.2Б). При практически одинаковой артерио-венозкой разнице по р02 это означает, что снижение работоспособности гипертрофированных сердец происходило на фоне практически неизменного потребления кислорода, тогда как у нормальных сердец снижение внешней работы б реперфу-зионном периоде сопровождалось соответствующим снижением потребления кислорода. В результате эффективность утилизации кислорода (КПД) у гипертрофированных сердец после ФХК оказалась достоверно сниженной, тогда как у нормальных сердец - достоверно не изменялась (рис.2В).

При определении параметров энергетического метаболизма оказалось (табл.1), что после 60 минут пеперфузии в гипертрофированных сердцах после ФХК наблюдается достоверное снижение <£АН и «ТФ. величины отношения АТФ/АДФ, тогда как в нормальных сердцах все исследуемые показатели достоверно от доишемических значений не отличались.

Сопоставление величины функциональных и энергетических параметров после ФХК и гипотермической ишемии также свидетельствует о меньшей эффективности защитного действия ФХК на гипертрофи-

2000мДж/мин Г C.B.

1500 1000 500 0

Z2ZZ;

,КР H

^н^^аччччччччч 44W

......i---î--xî--i---I

Iх ХКР г

12 10

8 6 4 2

0 10 20 30 40 50 60 о/ Т (мин)

г- /о

KP H

KoifreçOT

О 10 20 30 40 50 60 Т (мин)

Б

10 мл/мин г с.в.

80 60 40 20 0

кр г

О 10 20 30 40 50 60 70 Т (мин)

Рис. 2. Работа (А), коронарный поток (Б) и КПД (В) сердец после фармако— —холодовой кардио—

плегии (КР). Н—норма Г-гипертрофия

рованныи миокард по сравнению о нормальным.

Этот вывод подтверждается различной степенью выраженности деструктивных процессов з миокарде при реперфузии, определяемой по выходу ЛИГ в оттекающий от сердца перфузат (рис.3). Скорость выхода ЛИГ после ФХК в гипертрофированных сердцах была приблизительно вдвое выше, чем в нормальных.

Данные электронной микроскопии также свидетельствуют о нарушении ультраструктуры гипертрофированного миокарда после ФХК.

3. Влияние витамина Е на нормальный и гипертрофированный миокард при гипотермической ишемии и ФХК.

Для повышения противоишемической резистентности, а также снижения выраженности реперфузионного повреждения нормального к гипертрофированного миокарда мы использовали витамин Е в дозе 200 мг/кг.вводимый за 24 часа до ишемии.

Проведенные исследования показали, что. несмотря на выраженное благоприятное действие витамина Е на гипертрофированное сердце в доишемическом периоде, проявившееся в достоверном увеличении коронарного потока перфузии и выполняемой механической работы без изменения эффективности утилизации потребляемого кислорода. защитный эффект при гипотермической ишемии (2 часа при

_ _ о

17 С; оказался слабо выраженным.

Некоторое улучшение функциональных параметров (механической работы, коронарного потока, эффективности утилизации кислорода) (рис. 4). наблюдаемое в раннем восстановительном периоде в гипертрофированных сердцах, оказалось статистически недостоверным по сравнению с соответствующими значениями в опытах без витамина Е.

Это. по-видимому, явилось отражением недостаточного улучше-

800 г 600 400 200

мЕд/мин Г С.В.

0

■

Контроль

ФХК ФХК+вит. Е ФХК+ПФУЭ

0

1

Гипертрофия

Норма

Рис. 3. Скорость выхода ЛДГ при реперфузии.

А

___IiДж/шн Г C.B.

ЮООг '

800 600 400 200

у ^Ишеыия+вит. Е

Ишемия

О 10 20 30 40 50 60 70 Т (мин)

о/ В

10 г 'о Контроль

7ZZAZZZZZZZZZZZ^2ZZZ2. „

т т f /Ишрмия^вит.Е

t"v.:h::'" .....И

Ишеиин

О 10 20 30 40 50 ео 70 Т (мин)

Б

60 40 30 20 10 0

мл/шот г с.п.

Ишешхл

еиин+вит.Е

0 10 го 30 « БО во 70 Т (ипн)

Рис. 4. Работа (А), коронарный поток (Б) и КПД (В) гипертрофированных сердец после ишемии при введении витамина Е.

ния энергетического метаболизма в гипертрофированных сердцах в постишемическом периоде под влиянием витамина £, что выразилось в статистически недостоверном по отношению к опытам без витамина Е изменении всех исследуемых параметров энергетического метаболизма (табл. 2).

Дальнейшие эксперименты показали, что в отношении гипертрофированных сердец более эффективной оказалась комплексная защита с использованием ФХК и предварительного введения витамина Е, при этом, как было указано выше, каждый из этих защитных факторов лишь незнечительно улучшал состояние таких сердец в раннем восстановительном периоде.

Величина выполняемой механической- работы, коронарный поток и эффективность утилизации кислорода в гипертрофированных сердцах при комплексной защите статистически достоверно от доишеми-ческого уровня не отличались, хотя и были несколько снижены (рис. 5).

При этом степень восстановления параметров энергетического метаболизма также бьша более выражена при комплексной защите. Хотя 2АН оставалось достоверно сниженным, содержание'АТФ, отношение АТФ/АДФ и энергетический заряд были в пределах нормальных для гипертрофированного миокарда значений (табл. 2).

Комплексная защита сопровождалась лучшей сохранностью структуры гипертрофированного миокарда в восстановительном периоде как по данным электронной микроскопии, так и по тесту выхода ЛДГ в оттекающий перфузат (рис. 3).

Таким образом, ФХК в сочетании с витамином Е , введненном в доишемическом периоде, оказывают взаимодополняющее защитное действие на гипертрофированный миокард.

В то же время, в опытах на нормальных сердцах совместное

____________________ _ иигшаизли ¿пеш-етического метаоолизма нормальных и гипертрофированных сердец после гипотермической ишемии и фармако-холодовой кардиоплегии.

1- ! Серии опытов ! 1 АТФ 1 1 АДФ АШ> Сумма аденик-нуклеотидов АТФ/АЛФ > Знергетичес-| кий заряд

! I Нормальное сердце

¡Без ишемии '121.0+5.8 7,5+1,8 3,6+0,1 32,4+5,5 3,0+0,6 0,76+0,02

¡Без ишемии + вита- ¡19,4+4.2 7,4+1,1 3,2+0,6 30,0+4,8 2,6+0,3 0.76+0,03

! мин Е \

¡Ишемия + витамин Е ¡14,2+1,2 4,2+0,6 3,2+0,6 21,6+2,9 3,4+0,Зй 0,75+0,02»

1 1 (68%) (56%) (89%) (67%) (113%) (99%)

}Кардиоплегия + ви- ¡15,7+2,7 4,5+0,7 3,6+0,5 23,7+3,4 3,5+0,4 0,74+0,04

! тамин Е ! (75%) (60%) (100%) (73%) (116%) (98%)

! ! Гипеотоойированное сердце

¡Без ишемии ¡15,9+0,9 6,5+0,7 2,5+0.3 20,0+1.3 2,7+0,3- 0,77+0,01

¡Без ипемии + вита- ¡12,7+1,4 8,0+1,6 2,5+0,3 23,2+2,2 .1,7+0,3 0,72+0,02

! мш. Е I

¡Ишемия + витамин Е ¡11,1+0,9* 5,4+0,7 2,1+0,3 18,6+0,9* 2,3+0,3 0,74+0,03

I (70%) (83%) (84%) (74%) (85%) (96%)

¡Кардиоплегия + ви- 113,1+1,4 5,3+0,5 1,7+0,2 20,3+1,3* 2,8+0,5" 0,77+0,02

| тамин Е 1 (82%) (82%) (68%) (80%) (103%) (100%)

I

I—I

«э

Примечание. Достоверность разницы результатов: * - относительно нормальных или гипетрофированных сердец без ишемии: 4 - относительно ишемии без витамина Е: " -относительно опытов без ишемии с введением витамина Е. Содержание адениновых нукдеотидов представлено в мкМ/г с.в.

А

Б

1000 800 600 400 200 0

мДж/мин г с.в<

чКР+вит.Е

КР+вит.Е Г Т Т

к'1..........1.....1

.. \КР

0 10 20 30 40 50 60 70 Т (мин)

60 50 40 30 20 10 О

мл/мин г с.в.

КР+вит.Е

10 20 30 40 50 60 70 Т (мин)

о/

10г/о

В

Г Т Т Т Т__Т КР+ви-г.Е

А.....I.....

ХКР

О 10 20 30 40 50 60 70 т Л»т»гЛ

Рис. 5. Работа (А), коронарный поток (Б) и КПД (В) гипертрофированных сердец после фармако—хо-лодовой кардиоплегии (КР) при введении витамина Е.

?\3

о

грименение витамина Е и ФХК значительно не улучшало состояния кокарда по сравнении с опытами, где зти защитные факторы приме-¡ялись по отдельности. При зтом действие каждого фактора в от-;ельнссти на нормальный миокард было более выражено, чем на ги-:ертрофировакный.

4. Использогание П57Э для ззддсты гипертрофированных сардец з реперйузионком периоде после ФХК.

Поскольку коррекция состояния сердца требует комплексного олхода, полразумевсншего защитные воздействия как в доишемичес-ом, ишемическом, так и в реперфузионном периодах, то мы иссле-овали возможность коррекции состояния гипертрофированного серд-а непосредственно з восстановительном периоде после ФХК с познаю зведения в состав раствора ПФУЭ (5 мл на 100 мл раствора).

Добавление ПФУЭ в реперфузионный раствор привело к тому, го при сниженной величине коронарного потока (рис. 6Б). выпол-земая механическая работа в восстановительном периоде практи-5ски достигала доишемического уровня, достоверно отличаясь от ;го лишь в первые 10 минут репесфузии (рис. 6А). При этом зна--ггельно возрастала эффективность утилизации кислорода (рис.

, которая оказалась статистически достоверно выше не только зответствуюших значений при реперфузии без добавления ПФУЭ, но лоишемического уровня.

Показатели энергетического метаболизма при добавлении ПФУЭ 1кзке улучшались по сравнению с опытами без ПФУЭ. Хотя содержа-ю АТФ и 2 АН (13,9+0,6 мкМ/г с.в. и 21,4+1,0 мкМ/г с.в. соот->тствекно) еше оставались достоверно сниженными по отношению к >ишемическому уровню, но отношение АТФ/АДФ и величина энергети-■ского заряда (2,8+0,2 и 0,77+0,02 соответственно) оказались

А

Б

мДяс/мин г с.в.

800 600 400 200 0

12 10 8 6 4 2 О

Контроль

Кребс

■ ■

50 40 30 20 10 0

мл/мин г с.в.

Контроль

---.1.....

Г\Кре«5с "Г"" Т Т

ПФУЭ

0 10 20 30 40 50 60 70 0 10 20 30 40 50 60 70 о-' т. (мин) Т (мин)

пфуэ

-Контроль

,Л.....I.....Рис. 6. Работа (А), коронар-

* ре ный поток (Б) и КПД (В)

гипертрофированных сердец после ФХК при ре перфузии с ПФУЭ.

0 10 20 30 40 50 60 70 Т (мин) Р

го

■тактически равными контрольным значениям.

При зтом более полному восстановлению функции и энергети-шского статуса соответствовало снижение степени клеточного повреждения, оцениваемого как по выходу ЛДГ в оттекающий перфузат ;рис. 3), так и по состоянию ультраструктуры кардиомиоцитов.

ВЫВОДЫ.

1. При гипертрофии миокарда средней степени выраженности ~30%) функционирование сердец в стенде в условиях снижения нагрузки до нормального уровня, характеризуется уменьшением выполнимой механической работы и величины коронарного потока в расчете а единицу массы сердца. Эффективность утилизации кислорода и ачения показателей энергетического метаболизма остаются на нор-альном уровне.

2. После гипотермической ишемии параметры функционального остояния и энергетического метаболизма в гипертрофированных до-орских сердцах в % по отношению к доишемичеокому уровню ухудшатся в меньшей степени, чем в негипертрофированных. Однако по Зсолютной величине механическая работа,поток коронарной перфу-ии и суммарное содержание адениновых нуклеотидов в постишеми-?сксм периоде у гипертрофированных сердец оказались достоверно яже.

3. Предварительное введение витамина Е в дозе 200 мг/кг за I часа до опыта улучшает функциональное состояние гипертрофиро-шных сердец в доишемическом периоде, увеличивая коронарный по-ж и величину производимой внешней работы; энергетические ре-ювы гипертрофированного миокарда при зтом уменьшаются.

4. Противоишемическая защита с использованием фармако-холо->вой кардиоплегии или предварительного введения витамина Е в

отношении гипертрофированных донорских сердец менее зффективна; чем в отношении нормальных сердец. Это проявляется в худше* функциональном состоянии, более выраженном выходе ДЦГ в перфузат и более низких значениях показателей энергетического метаболизм; гипертрофированного миокарда в реперфузионном периоде.

5. Повышение противоишемической резистентности гипертрофированных донорских сердец может быть достигнуто путем сочетанно-го применения фармакологических воздействии в предшшмическок периоде (предварительное введение витамина Е) и на этапе ишемии (йармако-холодовая кардиоплегия). При этом функция'и энергетические параметры восстанавливаются практически до исходного уровня при хорошей сохранности ультраструктуры кардиомиоцитов.

8. Перфторутлеродная эмульсия в составе раствора для репер-фузии ослабляет функциональные признаки реперфузионкого повреждения гипертрофированного миокарда после фармако-холодовой кар-диоплегии. Это обеспечивается путем повышения эффективности использования потребляемого кислорода, улучшения энергетического метаболизма и сохранения ультраструктуры миокарда .

7. По эффективности влияния на состояние гипертрофированного сердца в раннем восстановительном периоде витамин Е в сочетании п фармако-холодовой каодиоплегией и перфторуглеродная эмульсия в составе реперфузионного раствора после кардиоплегии оказались практически одинаковыми.

6. Большая повреждаемость гипертрофированного миокарда ишемией и сниженное реагирование на противоишемические мероприятия ограничивают возможности использования гипертрофированных сердец в качестве трансплантатов.

Список работ, опубликованных по теме диссертации.

1. Лубяко A.A., Башкина Л.В.. Грудинова С.Б.. Артамонов С.

Д., Кирпатовский В.И. Действие ишемии и кардиоплегии ка гипертрофированный миокард.// Грудная' хирургия.- 1988.- N 2.-е. 39-44.

2. Башкина Л.В., Шкарин П.Ю., Василенйо В.Т., Лубяко A.A. Значение гипертрофии при консервации сердца в гипотермическом режиме.// В сб. науч. трудов НИИ криобиологии и криомедииины "Патофизиологические аспекты действия холода на организм".-Харьков. 1989.- с.14-17.

3. Башкина Л.В.. Захарович В.И., Сенченко O.P., Окищенко

H.A. Использование витамина Е для повышения резистентности гипертрофированного миокарда к холодовой ишемии и кардиоплегии./'/ Тезисы 2 Бсес. конф. "Фармакологическая коррекция гипоксических состояний".- Гродно, 1991.- с.400.

4. Башкина Л.В., Северин В.В., Ильинский И.М., Воробьев С. И.. Окищенко H.A. Использование перфторуглеродной эмульсии для зашиты оперируемого сердца в реперфуэионком периоде (экспериментальное исследование).// Биоссвместимость.- 1994.- т.2, N 3. -с.147-154.

5. Bashkiria L.V., Severin V.V. .Ilyinsky I.M., Vorobiev 5.

I.. Cnischenko N. A. The use of perfiuorocarbon emulsion for protection of reperfused heart.// Biomaterial-living system.-1994.-vol.2, N 3.- p.133-139.