Автореферат и диссертация по медицине (14.00.02) на тему:Возрастные особенности и морфофункциональные преобразования артерий малого круга кровообращения при геморрагической гипотензии и в отдаленный период после кровопотери

На правах рукописи

003455893

Андреева Светлана Александровна

ВОЗРАСТНЫЕ ОСОБЕННОСТИ И МОРФОФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ АРТЕРИЙ МАЛОГО КРУГА КРОВООБРАЩЕНИЯ ПРИ ГЕМОРРАГИЧЕСКОЙ ГИПОТЕНЗИИ И В ОТДАЛЕННЫЙ ПЕРИОД ПОСЛЕ КРОВОПОТЕРИ

14.00.02 - анатомия человека 14.00.16 - патологическая физиология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

0 5 ЛЕН 2008

Тюмень - 2008

003455893

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Омская государственная медицинская академия Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию»

Научные руководители:

доктор медицинских наук, профессор Широченко Николай Дмитриевич доктор медицинских наук, профессор Долгих Владимир Терентьевич

Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук, профессор Койносов Петр Геннадьевич, ГОУ ВПО «Тюменская государственная медицинская академия Росздрава»

доктор медицинских наук, профессор Кривохижина Людмила Владимировна, ГОУ ВПО «Челябинская государственная медицинская академия Росздрава»

Ведущая организация:

ГОУ ВПО «Сибирский государственный медицинский университет Росздрава»

Защита состоится «¿6» 2008 г. ]

¿(.¿¡их 2008 г. в_час на заседании диссертационного совета Д 208. 101. 02 при ГОУ ВПО «Тюменская государственная медицинская академия Росздрава», 625023, г. Тюмень, ул. Одесская, 54.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Тюменская государственная медицинская академия Росздрава» по адресу: 625023, г. Тюмень, ул. Одесская, 54.

Автореферат разослан «_

2008г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Орлов С.А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. Острая массивная кровопотсря всегда была и остается важнейшей медицинской проблемой, занимая первостепенное место среди причин, обусловливающих возникновение терминальных состояний и приводящих к смерти (Воробьев А.И. и соавт., 2001; Мороз В.В. и соавт., 2002; Dutton R.P., 2007). Она является едва ли не самым распространенным повреждением организма на всем пути существования человечества.

В современных условиях техногенных катастроф и стихийных бедствий тяжелые травмы, сочетающиеся с острой кровопотерей, занимают первое место среди причин смерти трудоспособного населения (Рощина A.A. и соавт., 2003; Багененко С.Ф. и соавт., 2004; Шах Б.Н. и соавт., 2005).

Статистика последних лет свидетельствует о том, что свыше 20-25% больных, нуждающихся в реанимационной помощи, составляют пациенты с острой массивной кровопотерей (Бисенков JI.H. и соавт., 1999; Баранов И.И., 2000). При этом задачи реаниматологии заключаются не только в выведении больных из состояния агонии и клинической смерти (таких пациентов в отделении реанимации около 2%), но и лечении пострадавших, находящихся в состоянии шока, в том числе геморрагического (Неговский В.А. и соавт., 1987; Золотокрыли-на Е.С., 2000). С этих позиций теоретические основы терминальных состояний приобретают непосредственно прикладной аспект.

В настоящее время установлено, что острая массивная кровопотеря приводит к значительным изменениям во всех органах и тканях (Неговский В.А. и соавт., 1987; Долгих В.Т., 1987-2006; Торопов А.П., 1996,2000; Давлетшин P.A. и соавт., 2002; Голубев A.M., Тамаева Ф.А., 2007; Bredenberg С.Е. at al., 1980; Rushing G.D. et al., 2006; van Os S. et al., 2006).

Среди морфологических исследований, связанных с проблемами реаниматологии, основное внимание уделяется структурным изменениям и восстановлению функций центральной нервной системы, в меньшей степени - сердца (Долгих В.Т., 2002), практически мало изученным остается периферическое звено сердечно-сосудистой системы. В литературе имеются лишь единичные публикации о структурных преобразованиях некоторых магистральных артерий большого круга кровообращения в отдаленном постреанимационном периоде (Куликов P.C., 2005, 2007; Мухина И.В. и соавт., 2007), в почечных артериях при гипотензии (Гамбургский А.Н. и соавт., 2004).

Результаты некоторых исследований указывают, что после тотальной гипоксии с последующей реперфузией наблюдается «преждевременное старение» сосудов и прогрессирующее развитие атеросклероза (Бузиашвили Ю.И., 2000; Плеханова О.С. и соавт., 2006; Мороз В.В. и соавт., 2006). В зависимости от целевых установок и методических подходов исследования, одни авторы связывают это явление с изменением липидного обмена и увеличением коэффициента атерогенности (Молчанова Л.В. и соавт., 2000; Каменева Е.А. и соавт., 2007; Щербакова J1.H. и соавт., 2008), другие - с эндотелиальной дисфункцией и активацией свободнорадикальных процессов (Куликов P.C., 2007; Мухина И.В. и соавт., 2007; Herget J. et al., 2000; Korzonek-Szlacheta I., Gwozdz В., 2007).

Таким образом, многие вопросы теоретической и практической реаниматологии нуждаются в дальнейших разработках. Особую значимость такого рода данные имеют для оценки морфофункционального состояния жизненно важных органов сердечно-сосудистой и дыхательной систем, что и определило основные задачи настоящего исследования.

Цель исследования. Выявить закономерности морфофункционального преобразования артерий малого круга кровообращения крыс при геморрагической гипотензии и в постгеморрагическом периоде. Задачи исследования:

1. Изучить морфологические особенности вне- и внутрилегочных артерий малого круга кровообращения крыс в возрастном аспекте.

2. Исследовать морфологию артериального русла малого круга кровообращения после острой кровопотери и в отдаленном постгеморрагическом периоде.

3. Провести функциональное исследование деятельности сердечнососудистой и дыхательной систем экспериментальных животных в различные сроки геморрагической гипотензии и сопоставить полученные результаты с морфологическими изменениями сосудов.

4. Оценить интенсивность процессов свободнорадикального окисления и образования веществ низкой и средней молекулярной массы в крови крыс на всех этапах геморрагической гипотензии.

5. Сопоставить структурно-функциональные изменения артерий малого круга кровообращения в отдаленном постгеморрагическом периоде с возрастными особенностями сосудов.

Научная новизна. С помощью морфологических методов исследования впервые проведено углубленное изучение структурно-функциональных особенностей артерий малого круга кровообращения в возрастном аспекте, при геморрагической гипотензии и в отдаленном периоде после нее. Параллельно исследовано функциональное состояние сердечно-сосудистой и дыхательной систем, изучена активность свободнорадикального окисления и содержание веществ низкой и средней молекулярной массы в крови. Интеграция результатов функционально-биохимических исследований с морфологическими данными позволила установить временную и пространственную специфику реакции артериальной системы легких в зависимости от сроков эксперимента, уровня ветвления артерий и типа строения сосуда. Проведение морфологических параллелей свидетельствует об однотипности возрастных изменений и структур-но-морфометрических преобразований артерий в отдаленные сроки постгеморрагического периода, а также о единстве механизмов, лежащих в основе ранних проявлений склеротических процессов.

Теоретическая и практическая значимость. Полученные данные расширяют представления об особенностях структуры и гемодинамики в артериальном русле малого круга кровообращения в норме и при патологии. Результаты исследований на целостном организме в условиях геморрагической гипотензии подтверждают связь морфофункциональных преобразований артерий малого круга кровообращения с изменениями деятельности сердечно-

сосудистой и дыхательной систем, баланса в системе про- и антиоксидантов, содержания эндотоксинов, что позволяет наметить пути их коррекции как в остром, так и отдаленном постгеморрагическом периоде.

Совокупность полученных данных и теоретических положений имеет важное значение для обоснования, с точки зрения фундаментальной медицины, патофизиологических механизмов перестройки артериального звена легких в условиях геморрагической гипотензии и в отдаленном посггеморрагическом периоде. Результаты исследования намечают перспективность дальнейшего изучения и использования в реаниматологии и сосудистой хирургии средств защиты сосудов от окислительного стресса и эндотоксемии. Внедрение полученных результатов.

Результаты исследования структурно-функциональных особенностей артерий малого круга кровообращения на различных уровнях и специфики возрастных преобразований их внедрены в курс лекций и практических занятий, а также научно-исследовательскую работу кафедры анатомии человека ОмГМА.

Новые данные о патогенезе и особенностях функционирования организма в условиях геморрагической гипотензии внедрены в курс лекций и практических занятий и научно-исследовательскую работу кафедры патофизиологии с курсом клинической патофизиологии ОмГМА.

Апробация работы. Результаты исследования доложены на Всероссийской научной конференции с международным участием «Актуальные вопросы эволюционной, возрастной и экологической морфологии» (Белгород, 2006), II Международной (XI Всероссийской) Пироговской студенческой научной медицинской конференции (Москва, 2007), IX Конгрессе мевдународной ассоциации морфологов (Бухара, 2008), Международной гистологической конференции «Морфогенезы в эволюции, индивидуальном развитии и эксперименте» (Тюмень, 2008), конференции, посвященной 100-летию со дня рождения академика АМН СССР Д.А. Жданова (Москва, 2008), расширенном заседании кафедр анатомии человека, патофизиологии с курсом клинической патофизиологии, гистологии, цитологии и эмбриологии Омской государственной медицинской академии (Омск, апрель 2008).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 работ, из них 4 - в журналах, рекомендованных ВАК РФ.

Объем н структура диссертации. Диссертация изложена на 171 страницах машинописного текста, содержит 15 таблиц и 49 рисунков. Состоит из введения, обзора литературы, описания материала и методов исследования, результатов собственных исследований, обсуждения полученных результатов, выводов и списка использованной литературы, содержащего 217 отечественных и 116 иностранных источника.

Положения, выносимые на защиту.

1. Артерии малого круга кровообращения отличаются спецификой строения и разной степенью возрастных преобразований в зависимости от уровня и типа строения сосуда.

2. Острая массивная кровопотеря с последующей гипотензией приводит к функциональной перестройке дыхательной и сердечно-сосудистой систем,

активации свободнорадикальных процессов и развитию эндотоксемии, что способствует запуску механизмов ремодедирования артерий в постгипок-сическом периоде.

3. Наблюдаемые в отдаленном постгеморрагическом периоде структурно-функциональные изменения артерий малого круга кровообращения по своим качественным и количественным характеристикам сопоставимы с их возрастными преобразованиями.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ Проведено рандомизированное, проспективное, параллельное, сравнительное исследование, для которого использовались белые крысы-самцы линии Wis-tar массой 250-300 г. в возрасте 5-6 мес. Условия содержания и кормления животных соответствовали «Правилам проведения работ с использованием экспериментальных животных» (Приложение к приказу Министерства здравоохранения СССР от 12.08.1977г. № 755). Эксперимент проведен на 108 животных на базе кафедры патофизиологии с курсом клинической патофизиологии, морфологические исследования - на кафедре анатомии человека Омской государственной медицинской академии. Дизайн исследования представлен на рис. 1.

Геморрагическая гипотензия моделировалась с помощью установки, позволяющей дозированно снижать артериальное давление (удостоверение на рационализаторское предложение № 2584 от 03.05.2005). У предварительно наркотизированных нембуталом (25 мг/кг внутрибрюшинно) крыс катетеризировали левую общую сонную артерию, после измерения среднего артериального давления катетер соединяли с трубкой для кровопускания, снижали давление в системе до 40 мм рт. ст., фиксируя время и объем кровопотери. С момента стабилизации давления в системе на уровне 40 мм рт. ст. вели отсчет времени геморрагической гипотензии, при этом регистрировали электрокардиограмму (ЭКГ), реограмму и частоту дыхания (ЧД). В различные сроки гипотензии (15, 30, 60 и 120 мин) забирали кровь для биохимического исследования и сердечно-легочный комплекс - для морфологического. В подгруппах с продолжительностью гипотензии 60 и 120 минут во время эксперимента погибло 2 и 3 животных соответственно.

Для исследования морфофункционального состояния артериальных сосудов малого круга кровообращения в отдаленном постгеморрагическом периоде животным после 60-минутной гипотензии через катетер в левой общей сонной артерии центрипетально нагнетали выпущенную кровь, сосуд перевязывали и рану ушивали. Для этого хронического эксперимента использовалось 24 животных, 14 из которых погибли в основном в первые сутки эксперимента. Остальные наблюдались в течение 60 суток. Затем, после предварительного взятия крови, измерения АД, записи ЭКГ и реограммы, крыс забивали с целью забора материала для морфологического исследования.

В качестве контроля для серий острого эксперимента использовались наркотизированные животные с катетеризированной левой общей сонной артерией. Контролем для хронического эксперимента служили крысы, которым под нембуталовым наркозом перевязывалась левая общая сонная артерия, а рана

ушивалась. Спустя 60 суток после этого животных забивали. Непосредственными объектами исследования во всех группах эксперимента были артериальные сосуды малого круга кровообращения.

Рис. 1. Дизайн исследования.

Для изучения структуры легочных артерий в возрастном аспекте нами был забран морфологический материал от 10 крыс-самцов в возрасте 5-6 месяцев и от 9 животных - в возрасте 24-25 месяцев (молодой и старческий возраст - по классификации И.П. Западиюк и соавт., 1983).

Функциональные методы исследования. Биоэлектрическую активность сердца регистрировали с помощью электрокардиографа СапЗтк АТ-1. Для оценки показателей системной гемодинамики использовали интегральную рео-грамму и первую производную реограммы по методике Ш.И. Исмаилова с со-авт. (1982) в модификации В.В. Карпицкого с соавт. (1986). Для этого применяли реоплетизмограф РПГ 2-02, самописец Н-338-4П. На основании полученных данных рассчитывали следующие показатели: ударный объем (УО), минутный объем кровообращения (МОК) и общее периферическое сопротивление сосудов (ОПСС).

Запись ЭКГ и реограммы у контрольных и экспериментальных животных производили после введения животных в наркоз, установки катетера в левую общую сонную артерию, через 15 минут после введения гепарина, затем на 1-й, 5-й, 10-й, 15-й минутах и далее каждые 15 минут геморрагической гипотензии. У крыс, оставленных для хронического эксперимента, ЭКГ и реограмма регистрировались через 2 месяца, т. е. перед забоем животных.

Биохимические методы исследования. Для определения эндотоксемии в разные сроки геморрагической гипотензии (на 15, 30, 60, 120 минутах) и через 2 месяца после кровопотери забирали кровь из общей сонной артерии. Содержание веществ низкой и средней молекулярной массы (ВНСММ) определяли по методике М.Я. Малаховой (1995) на спектрофотометре отдельно в плазме и эритроцитарной массе. На основании значений экстинкций плазмы и эритроци-тарной массы, полученных дня каждого срока геморрагической гипотензии, строили спектрограммы. Олигопептиды определяли по методу Лоури, расчет результатов осуществлялся по калибровочному графику после построения калибровочной кривой.

Соотношение про- и антиоксидантов исследовали с помощью хемилюми-несценции цельной крови и плазмы по методу Р.Р. Фархутдшгова и В.А. Лисовских (1995). Для этих целей использовали аппарат «Хемилюминометр-003». При этом определяли следующие показатели хемилюминисценции плазмы: спонтанную светимость (у.е.), вспышку (у.е.) и светосумму (у.е.хмин). Для изучения функционального состояния фагоцитов осуществлялась также индукция хемилюминисценции цельной крови люминолом (Владимиров Ю.А., 1998, 1999). В итоге получали параметры светосуммы спонтанной и индуцированной хемилюминисценции, разница между которыми свидетельствовала о способности фагоцитов к активации, т. е. выполнении ими защитной функции.

Морфологические методы исследования. Для изучения структурных изменений в артериях малого круга кровообращения у крыс забирали легкие с органами средостения, которые фиксировали в 10% нейтральном формалине не менее 48 часов. Из органокомплекса вырезали кусочки, содержавшие легочной ствол и обе легочные артерии с окружающими тканями, легкие разделяли на доли. Препараты обезвоживали в спиртах восходящей концентрации, проводили через ксилол и заливали в парафин-воск. На ротационном микротоме готовили гистологические срезы толщиной 7-10 мкм, которые окрашивали гематоксилином и эозином, по Ван Гизон, резорцин-фуксином и орсеином, а также

комбинированным способом - резорцин-фуксином с докрашиванием пикро-фуксином.

Исследование препаратов проводили под микроскопом «Микмед-2». Для вывода на экран компьютера цветного изображения поперечного среза сосуда использовали видеопередающий блок ВПУ-1. Полученные снимки переносили в программу «Компас - 3D V8», с помощью которой определяли следующие параметры: наружный и внутренний диаметры (dirap, cJbh), толщину средней и наружной оболочек (hep, Ьадв), а также площадь поперечного сечения просвета сосуда, ограниченную внутренней эластической мембраной (Snp).

Кроме того, вычисляли индекс Керногана по формуле: И=Ьср/ёвн, позволяющий судить о пропускной способности сосуда, а также «жесткости» сосудистой стенки (Шафранова В.П., 1966; Белкин В.Ш., 1980; Агафонов А.В. и со-авт., 2005).

Статистические методы исследования. Статистическую обработку данных проводили с помощью компьютерной программы Microsoft Excel методом вариационной статистики с использованием параметрического критерия для множественного сравнения Ньюмена-Кейлса, а также его варианта для сравнения нескольких групп с одной контрольной - критерия Даннета, при этом достоверными считались значения при р<0,05. Для корреляционного анализа использовался коэффициент Пирсона, связь между исследуемыми параметрами считалась сильной при его значениях от +0,7 или -0,7 до 1. Достоверными считались значения коэффициента корреляции при р<0,05.

РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Морфологические особенности артериальных сосудов малого круга кровообращения крысы в возрастном аспекте

Легочный ствол и легочные артерии молодых крыс по своим качественным и количественным характеристикам, конструкции стенки и эластического каркаса можно отнести к артериям эластического типа. Стенка их состоит из трех оболочек: внутренней, средней и наружной.

Внутренняя оболочка, tunica intima, представлена слоем эндотелиоцитов и слабо выраженной соединительнотканной основой (субэндотелием). Средняя оболочка, tunica media, состоит из эластических волокон, которые сформированы в мембраны, имеющие циркулярное направление и четкие границы. Между эластическими мембранами располагаются в один слой гладкомышечные клетки и небольшое количество кодпагеновых волокон. Наружная оболочка, tunica adventitia, представлена довольно компактно расположенной соединительной тканью с явным преобладанием в ней коллагеновых волокон, небольшим количеством эластических структур, клеточных элементов и vasa vasorum.

Согласно проведенному нами морфометрическому исследованию, наружный и внутренний диаметры правой легочной артерии больше левой на 23,4% и 22,8%, а толщина и площадь поперечного сечения средней оболочки - на 28,1% и 58,7% соответственно (табл. ]). При оценке толщины оболочек стенки внеор-ганных легочных артерий установлено, что во всех случаях имеется преоблада-

ние толщины средней оболочки над таковой адвентиции (р<0,01). Важной морфологической особенностью легочного ствола и легочных артерий является отсутствие статистически значимого различия между ними в показателях индекса Керногана, характеризующего пропускную способность сосудов.

Таблица 1

МОРФОМЕТРИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ ВИЕОРГАНПЫХ АРТЕРИЙ МАЛОГО КРУГА

КРОВООБРАЩЕНИЯ МОЛОДЫХ КРЫС (М± т)

Артерии Параметры

(1нар <1вн Ьср Индекс Бпр Ьадв

(мм) (мм) (мм) Керногана (мм2) (мм)

Легочной ствол 1,89 ± 1,79 ± 0,052 ± 0,029 ± 2,55 ± 0,029 ±

0,08 0,08 0,001 0,001 0,21 0,0006

Правая легочная 1,32 ± 1,24 ± 0,041 ± 0,033 ± 1,22 ± 0,028 ±

артерия 0,04 0,04 0,001 0,001 0,08 0,0002

Левая легочная 1,07 ± 1,01 ± 0,032 ± 0,032 ± 0,80 ± 0,027 ±

артерия 0,03** 0,01** 0,001** 0,001 0,04* 0,0003

Примечание. *, ** - достоверность различий показателей левой легочной артерии по сравнению с правой (0,01<р<0,05; р<0,01).

При сравнении морфометрических параметров внелегочных артерий малого круга кровообращения отмечена весьма существенная закономерность: площадь поперечного сечения просвета легочного ствола на 26,8% больше суммы площадей просвета правой и левой легочных артерий, что свидетельствует о большей резервной емкости легочного ствола по сравнению с соименными артериями. На такую особенность в свое время обращал внимание В.С. Сперанский (1977), указывая, что легочной ствол представляет «эластичный резервуар для крови, выбрасываемой правым желудочком сердца».

В строении внутриорганного артериального русла легких наблюдается постепенный переход артерий мышечно-эластического типа в типичный мышечный тип строения. Так как классификация внутрилегочных артерий крыс затруднена (в связи с магистральным типом ветвления их и отсутствием сегментарного строения легких), то в качестве критерия для градации артерий нами принята синхронность ветвления долевых бронхов и соответствующих сосудов. В результате этого было выделено 6 уровней ветвления долевых артерий, причем первые 3 уровня представляли собой артерии мышечно-эластического типа, а последующие уровни - мышечного типа. Для более детальной морфо-функциональной оценки внутриорганного сосудистого русла каждый тип артерий был подразделен еще на три группы: крупные, средние и мелкие. Эту унифицированную классификацию внутрилегочных артерий мы использовали во всех сериях проведенных нами исследований.

Другой структурно-функциональной особенностью внутриорганного артериального русла легких является наличие на 3~4-ом уровнях ветвления сосудов дополнительного спиралевидного слоя гладкомышечных клеггок. Он не является сплошным и на поперечных срезах сосудов представлен в виде отдельных подушкообразных утолщений средней оболочки, прилежащих к наружной эластической мембране со стороны адвентиции. Аналогичные «косые сегменты» в

крупных внутрилегочиых артериях в норме у крыс отмечали В. Меупск е1 а1. (1978). Функциональное значение дополнительных мышечных образований артерий, видимо, заключается в регуляции объема и скорости кровотока на этом участке артериального русла малого круга кровообращения.

По данным морфометрического исследования, толщина средней оболочки артерий 3-4-го уровней увеличивается и превышает таковую всех других (табл. 2). При этом меняется и индекс Керногана, свидетельствующий об уменьшении пропускной способности на этом участке артериальной системы легких. Однако максимальных своих значений он достигает в мелких артериях мышечного типа. Все это может служить морфологическими критериями увеличения скорости кровотока и повышения давления в предмикроциркуляторном звене артериального русла легких.

Таблица 2

МОРФОМЕТРИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ ВНУТРИЛЕГО Ч11ЫХАРТЕРИЙ МАЛОГО КРУГА

КРОВООБРАЩЕНИЯ МОЛОДЫХ КРЫС (Mim)

Типы артерий Парам етры

dHap(MM) den (мм) hep (мм) Индекс Керногана Ьадв (мм)

Мышечно-эластические; - крупные - средние - мелкие 0,56±0,009 0,52±0,009 0,022±0,001 0,042±0,001 0,027±0,001

0,42±0,008 0,38^0,007 0,021±0,001 0,055±0,002 0,024±0,001

0,34±0,010 0,30±0,007 0,026±0,001 0,087±0,002 0,023±0,001

Мышечные: - крупные - средние - мелкие <)ДЗ±0,005 0,18± 0,007 0,024±0,001 ' 0,133±0,002 0,019±0,001

0,18±0,002 0,14±0,004 0,0135±0,001 0,096±0,001 0,018±0,001

0,12±0,005 0,09± 0,005 0,0137±0,001 0,146±0,003 0,013±0,001

С целью более объективной и сравнительной оценки возможных изменений артериального звена малого круга кровообращения в условиях геморрагической гапотензии нами исследованы также возрастные особенности легочных артерий у крыс в норме. При этом установлены как общие закономерности возрастной перестройки сосудов, так и специфические изменения, характерные для разных уровней легочных артерий. К общим закономерностям следует отнести, прежде всего, явные признаки коллагенизации всех слоев стенки и всех типов артерий. Однако в большей степени этот процесс характерен для наружных слоев средней оболочки и адвентиции. В этом отношении наши данные согласуются с результатами исследований А.Н. Гансбургского и соавт. (2002). Несколько иные, а порой диаметрально противоположные мнения существуют относительно возрастной деструкции эластического каркаса в стенке артерий. Большинство авторов отмечают, что с возрастом количество эластической ткани в сосудах либо не изменяется, либо уменьшается, что на фоне увеличенного содержания коллагеновых волокон приводит к изменению упруго-эластических свойств артериальной стенки (Шерщевский Б.М., 1970; Михалева А.П. и соавт., 1978; Гансбургский А.Н. и соавт., 2002; Агафонов A.B. и соавт., 2005; Савенко-

ва E.H., Ефимов A.A., 2008; Lung J., 1974; Mackay E.H. et al., 1978; Hosoda Y.et al., 1984).

Нами установлено достоверное увеличение удельной площади поперечного сечения эластических волокон в адвентиции на фоне дезорганизации и раз-волокнения эластических мембран наружных слоев средней оболочки. Факт значительного повышения содержания эластической ткани в наружной оболочке артерий (в среднем в 2 раза) сочетается с увеличением числа соединительнотканных клеток в ней (на 53,8%). Процесс пролиферации клеточных компонентов соединительной ткани вполне соответствует повышенному коллагено-образованию и эластозу стенки артерий, что обусловливает изменения морфо-метрических параметров сосудов.

По нашим данным, у 2-летних крыс наружный и внутренний диаметры легочного ствола и легочных артерий увеличиваются в среднем на 32,3% и 21,2% соответственно по сравнению с молодыми животными. При этом почти в 2 раза возрастает разница между площадью поперечного сечения легочного ствола и суммой просветов обеих легочных артерий. Толщина средней оболочки стенки легочного ствола увеличивается на 43,0%, легочных артерий в среднем - на 22,7%, а адвентиции в 2,4 и 1,5 раза соответственно. Несмотря на значительные структурные и параметрические перестройки сосудов, существенной особенностью гемодинамики легких у крыс с возрастом является постоянство пропускной способности легочного ствола и легочных артерий.

Несколько иные морфофункциональные закономерности возрастных преобразований характерны для внутриорганных артерий легочного круга кровообращения, сохраняющих в целом мышечно-эластический и мышечный типы строения. Наряду с общими процессами коллагенизации стенки и деструкции эластических мембран, в них отмечается значительное увеличение толщины средней оболочки (табл. 3).

Таблица 3

МОРФОМЕТРИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ ВНУТРИЛЕГОЧНЫХАРТЕРИЙ КРЫС СТАРЧЕСКОГО

возраста (Mim)

Типы артерий Параметры

dnap (мм) dBH (мм) hep (мм) Индекс Кер-ногана Иадв (мм)

Мышечно-эластические: - крупные - средние - мелкие 0,70±0,008# 0,64±0,008# 0,029±0,001# 0,045±0,001* 0,034±0,0017#

0,57±0,018# 0,50±0,018# 0,035±0,001# 0,076±0,003# 0,036±0,0016#

0,41±0,019# 0,31±0,019 0,050±0,002# 0,181±0,015# 0,037±0,0020#

Мышечные: - крупные - средние - мелкие 0,36±0,012# 0,20±0,014 0,080±0,002# 0,408±0,039# 0,030±0,0015#

0Д7±0,0Ш 0,15±0,008 0,063±0,004# 0,422±0,034# 0,022±0,0017#

0,21±0,015# 0,14±0,009# 0,033±0,003# ОД29±0,011# 0,020±0,0020#

Примечание. *, # - достоверность различий по отношению к контролю (0,01<р<0,05; р<0,01).

Наиболее значительный прирост этого показателя (в 4,7 раза) наблюдается в артериях 5-го уровня. Это происходит в основном за счет дополнительных спиралевидных пучков гладкомышечных клеток, которые, увеличиваясь в размерах, сливаются в один сплошной слой в виде кольца, в результате чего индекс Керногана резко возрастает от артерий мышечно-эластического типа к артериям мышечного типа, максимально увеличиваясь в артериях 5-го уровня (в 4,4 раза).

Одновременно, на фоне повышенной «жесткости» артериального русла легких, происходит увеличение наружного диаметра артерий всех типов, в то время как внутренний калибр увеличивается в артериях 1-2-го и 6-го уровней. В целом, наблюдаемый с возрастом рост емкости артериального русла легких, по мнению О.В. Коркушко (1983) и Т. 81аш1е11 (1976), способствует сохранению оптимальных условий для гемодинамики и газообмена.

Патофизиологические и морфологические характеристики

геморрагической гипотензии

С целью одновременного и динамического изучения структурно-функциональных особенностей артерий малого круга кровообращения и некоторых физиологических и биохимических параметров организма нами проведен ряд исследований, касающихся деятельности дыхательной и сердечнососудистой систем в разные сроки геморрагической гипотензии.

Исходное среднее АД в экспериментальной группе составило 113,3±2,5 мм рт. ст., время кровопотери - 10,5±0,41 мин, а объем выпущенной крови -25,8±0,23 мл/кг (около 50% ОЦК). Функциональное состояние дыхательной и сердечно-сосудистой систем при геморрагической гипотензии соответствовало общим реакциям организма в ответ на кровопотерю с последующей гипотензи-ей (табл. 4)

Таблица 4

Параметры деятельности дыхательной и сердечно-сосудистой систем

при геморрагичской гипотензии (М±т)

Время гипотензии Группы животных Изучаемые показатели

чд, мин"' ЧСС, мин"' УО, мл/кг МОК, мл/кг опсс, ДИНХСХСМ^/КГ

Исх. Контроль Гипотензия 54,2±2,6 53,4±2,0 335,0±14,8 337,8±10,2 0,98±0,05 0,92±0,05 353,9±18,0 322,9±14,3 281,7±14,б 276,6±14,1

15 мин Контроль Гипотензия 56,0±2,3 62,0±1,7*# 340,8±15,2 253,7±6,7**# 0,98±0,05 0,53±0,02**# 352,8±18,2 142,1±8,0**# 279,8±13,4 245,4±14,0

30 мин Контроль Гипотензия 54,4±2,1 60,4±1,6*# 338,6±14,2 261,5±7,5**# 0,99±0,05 0,52±0,03**# 355,7±22,7 138,6±7,5**# 281,0*17,3 250,0±11,0

60 мин Контроль Гипотензия 54,8±1,6 56,6±1,3 343, Ш2,2 254,3±10,0**# 0,98±0,05 0,56±0,03**# 353,5±19,0 143,0±6,0**# 280,2±15,0 241,8±11,8*

120 мин Контроль Гипотензия 56,2±2,4 62,8±1,5*# 360,0±9,0 215,6±20,2**# 0,99±0,05 0,45±0,02**# 354,6±17,4 106,0±4,9**# 278,3±13,6 297,1±14,2

Примечание. *,** - достоверные различия с контролем (0,01<р<0,05; р<0,01);

# - достоверные различия с исходными показателями (р<0,01).

Кровопотеря, приводя к резкому снижению ОЦК, способствует уменьшению УО и МОК на фоне развивающейся брадикардии и увеличения ЧД. При этом снижение ЧСС и отсутствие роста ОПСС связано с особенностью самой модели, когда после кровопотери в течение всего срока эксперимента создается и поддерживается определенный уровень АД (40 мм рт. ст.).

Наряду с функциональными изменениями сердечно-сосудистой и дыхательной систем при геморрагической гипотензии в кровеносном русле накапливаются различные токсические вещества, во многом определяющие состояние сосудистой системы и последствия кровопотери (Неговский В.А., 1987; Осипова H.A. и соавт., 2008).

По нашим данным, уже через 15 минут после начала геморрагической гипотензии в плазме крови на 32,0% увеличивается количество ВНСММ, тогда как содержание их на эритроцитах уменьшается на 42,6% (рис. 2). Последнее обстоятельство объясняется поступлением в общее кровеносное русло молодых форм эритроцитов из депо крови (Кожура В.Л. и соавт., 2002). К 30-й минуте эксперимента продолжается рост содержания ВНСММ в плазме крови, а также максимальное увеличение их (по сравнению со всеми сроками наблюдения) на эритроцитах, что связано с их наибольшей сорбционной способностью в ранний период эндотоксемии (Тогайбаев A.A. и соавт., 1988; Малахова М.Я., 2000).

Через 60 минут артериальной гипотензии, по данным спектрофотометрии, при неизменном содержании ВНСММ в плазме крови (по сравнению с предыдущим сроком эксперимента) наблюдалось резкое уменьшение количества их на эритроцитах. Это может бьггь обусловлено появлением в кровеносном русле других веществ, способных конкурентно заместить ВНСММ на поверхности эритроцитарных мембран (Золотов А.Н., 2002), а также уменьшением прочности связи между эритроцитами и ВНСММ за счет изменения свойств гликока-ликса мембран эритроцитов на фоне ацидоза (Тогайбаев A.A. с соавт., 1988, Закс И.О. с соавт. 1991).

о -,---,-,-

исходно« 15 минут 30 минут 60 минут 120 минут

Сроки эксперимента

Рис. 2. Содержание веществ низкой и средней молекулярной массы (у. е.) в крови сонной артерии при геморрагической гипотензии.

Примечание. ** - достоверность различий по отношению к контролю (0,01<р<0,05; 1X0,01).

К 120-й минуте эксперимента происходило нарастание количества ВНСММ в плазме крови (в 3,5 раза по сравнению с исходными значениями) и на эритроцитах (всего на 25%). Одновременно в 2 раза увеличилась концентрация олигопептидов, что согласуется с общей тенденцией накопления эндотоксинов при геморрагической гипотензии (Мирхайдаров А.Р., 1998). Резкое увеличение содержания ВНСММ в плазме в эти сроки гипотензии объясняется сгущением крови вследствие движения жидкости из сосудистого русла в ткани (экстравазации) (Левин Ю.М., 1973, 1987; Неговский В.А. и соавт., 1986-1987; Фолков Б., Нил Э., 1976), прогрессирующим нарушением функционирования органов и систем детоксикации (Малахова М.Я., 1996, 2000; Золотов А.Н., 2002), а также возможным поступлением ВНСММ из легких, которые на начальном этапе задерживают их (Леванович В.В. и др., 1989). Дисбаланс в перераспределении ВНСММ между плазмой и эритроцитами связывается с деструкцией эритроцитарных мембран в результате активации процессов ПОЛ (Малахова М.Я., 2000; Кожура В.Л. и соавт., 2002; Мороз В.В. и соавт., 2002).

Процесс свободнорадикального окисления на фоне геморрагической гипотензии, по результатам нашего исследования, также имел определенную стадийность (табл. 5). На 15-й минуте эксперимента нами было отмечено снижение интенсивности ПОЛ, что связано с чрезмерной активацией факторов анти-оксидантной защиты в ответ на развивающийся окислительный стресс (Беляков H.A., Семесько С.Г., 2005).

Таблица 5

Показатели хемилюминисценции плазмы и цельной крови

при геморрагической гипотензии (М±т)

Сроки исследования Хемилюминнсценция плазмы Хемилюмшшсценция крови

Спонтанная светимость, у.е. Вспышка, у.е. Светосумма, у.е.хмин Светосумма, у.е.хмин (до нкубации) Светосумма, у.е.хмин (после нкубации)

Контроль 0,37±0,02 1,42±0,14 0,88±0,05 3,2±0,27 7,57±0,28

Геморрагическая гипотензия

15 мин 0,28±0,02* 0,96±0,07** 0,75±0,07 2,41±0,10** 3,36±0,26**

30 мин 0,4б±0,04* 0,86±0,07** 1,71±0,05** 1,14±0,09** 2,16±0,18**

60 мин 0,33±0,02 0,79±0,07** 1,38±0,13** [,59±0,12** 2,21±0,22**

120 мин 0,29±0,02 0,70±0,07** 0,65±0,05 1,41±0,09** 2,2±0,12**

Примечание. *, ** - достоверность различий по отношению к контролю (0,01<р<0,05; р<0,01).

Через 30 минут гипотензии смещение баланса про- и антиоксидантных систем наблюдалось в сторону увеличения образования активных форм кислорода, а в последующие сроки эксперимента (60 и 120 минут) отмечалось прогрессирующее снижение показателей хемилюминисценции плазмы крови, что согласуется с результатами исследований А.Р. Мирхайдарова (1998) и Д.А. Еникеева с соавт. (2006). По мнению авторов, это объясняется накоплением ВНСММ, связывающих ионы Ре2+. На антиоксидантную активность

ВНСММ указывали в своих работах также З.А. Туликова (1997) и М.Ю. Андрианова с соавт. (2007). Эти данные находят подтверждение и в наших исследованиях, так как между показателями вспышки плазмы и светосуммы цельной крови выявляется сильная обратная корреляция с содержанием олигопеггтидов в плазме (г=-0,93; 0,01<р<0,02 и г= -0,88; 0,02<р<0,05 соответственно). Кроме того, на протяжении всего периода геморрагической гипотензии отмечалось подавление защитной функции фагоцитов, что может быть следствием уменьшения синтеза N0 в связи с инактивацией ЫО-синтазы в условиях гипоксии и эндотоксемии (Владимиров Ю.А., 1999; ОапШис Б. й а1.2002).

При морфологическом исследовании артерий малого круга кровообращения в течение всего периода геморрагической гипотензии (через 15,30,60 и 120 мин после ее начала) существенных структурных изменений стенки сосудов на гистологическом уровне нами не выявлено. В эти сроки происходило поэтапное сужение просвета артерий разного уровня. Так, через 15 минут после кровопо-тери отмечалось уменьшение диаметра лишь магистральных легочных и крупных внутриорганных артерий 1-2-го уровней (в среднем на 35%). К 30-й минуте эксперимента площадь поперечного сечения их снижалась соответственно в 2-2,5 и 4-5 раза. В этот же срок происходило резкое сужение артерий 3-го и 4-го уровней (в среднем в 3,6 раза), а к 60-й минуте площадь просвета их стабилизировалась, тогда как артерии предмикроциркуляторного русла (средние и мелкие артерии мышечного типа) уменьшались в диаметре почти в 2 раза по сравнению с контролем.

Через 2 часа после начала эксперимента при относительно суженных легочных артериях (по отношению к контролю) происходило увеличение емкости внутриорганного артериального русла легких за счет расширения просвета (до 15-минутного уровня) крупных и средних артерий мышечно-эластического типа. Почти в 2 раза возрастал этот показатель в мелких артериях мышечно-эластического типа и крупных мышечных, в то время как артерии 5-6-го уровней по-прежнему оставались в спастическом состоянии.

Механизмы столь специфичной декалибровки артерий малого круга кровообращения и соответственно изменений легочной гемодинамики при геморрагической гипотензии пока недостаточно выяснены. Уменьшение объемных параметров легочных и крупных долевых артерий через 15 минут эксперимента можно связать с общим неврогенным действие со стороны симпатической нервной системы. Такая реакция легочных сосудов обусловлена резким снижением ОЦК (до 50%) и способствует, по мнению Ч. Вейсс с соавт. (1986), стабилизации АД и приведению в соответствие с уменьшенным объемом крови емкости сосудистого русла легких. Кроме того, при кровопотере сосуды малого круга кровообращения выполняют функцию «быстромобилизируемого депо крови», участвуя в поддержании гомеостаза системной гемодинамики в качестве резервуара переменной емкости (Куприянов В.В., 1959; Аарсет П. и соавт., 1977; Уейр Е.К., Ривс Дж. Т., 1995).

Наблюдаемое в течение 1-го часа эксперимента последовательное сужение просвета артерий малого круга кровообращения может происходить под влиянием ангиотензина II (Ве^овку Е.Н., 1980). Сосудосуживающим действием об-

ладают также продукты ПОЛ, гистамин и другие биологически активные вещества, высвобождаемые из нейтрофилов, эозинофилов, тучных клеток (Биленко М.В., Чуракова Т.Д., 1982; Носарев А.В., 2005). При этом, по результатам наших исследований, наблюдается сильная прямая корреляционная зависимость между уровнем содержания олигопептидов и степенью спазма внутрилегочных артерий 3-го и 5-го уровней (гЧ},88; 0,05>р>0,02). По данным Н. ТакаЬавЫ еХ а1. (2001), в условиях гипоксии наблюдается активация синтеза мощного вазокон-стриктора эндотелина-1, а также увеличение концентрации эндотелиновых рецепторов именно в дистальных отделах артериального русла легких. В связи с этим мелкие мышечные артерии в системе малого круга кровообращения рассматриваются как активное звено в регуляции сопротивления кровотоку (Дворецкий Д.П., Ткаченко Б.И., 1987). Повышение тонуса этих сосудов способствует увеличению легочного сосудистого сопротивления, что отмечали также в своих работах А.К. Кирсанова с соавт. (1992), С.Е. Вгеп<1егЬе^ е! а!. (1980).

Важной особенностью легочной гемодинамики через 120 минут после кро-вопотери являлось увеличение кровенаполнения легких за счет расширения просвета артерий мышечно-эластического типа и крупных артерий мышечного типа. Подобное состояние легочного кровообращения, по данным В.К. Кулагина (1980), В.А. Неговского с соавт. (1986-1987), В.Д. Братусь, Д.М. Шерман (1989), характерно для терминальных стадий геморрагического шока и является начальным этапом депонирования крови в легких.

Морфологическая перестройка легочных артерий

и изменение функционального состояния некоторых систем организма в отдаленном постгеморрагическом периоде

У крыс через 60 суток после геморрагической гипотензии были исследованы некоторые параметры функционального состояния сердечно-сосудистой и дыхательной систем: обнаружено увеличение среднего АД на 11,1% и ЧД на 13,9%. В то же время ЧСС не имела достоверных отличий от контрольной группы животных.

При исследовании параметров системной гемодинамики выявлено снижение УО на 15,2% и увеличение ОПСС на 15,8%, одновременно с этим отмечена лишь тенденция к уменьшению МОК.

При спектрофотометрии крови крыс в отдаленном постгеморрагическом периоде также были обнаружены изменения содержания в ней ВНСММ и олигопептидов. При этом концентрация ВНСММ на эритроцитах составила 25,03±1,46 у.е., в плазме - 10,51±0,16 у.е., таким образом, их содержание увеличилось на 34,6% (р<0,01) и 10,2% (0,01<р<0,05) соответственно. При этом количество олигопептидов в плазме (0,26±0,02 у.е.) возросло на 18,2% (0,01<р<0,05).

При исследовании анти- и прооксидантной систем в отдаленном постгеморрагическом периоде была отмечена интенсификация свободнорадикальных процессов, о чем свидетельствовало увеличение на 29,5% спонтанной светимости и на 74,5% - светосуммы плазмы. Эти результаты согласуются с данными

P.C. Куликова (2005) о сохранении повышенного уровня свободнорадикального окисления в отдаленном постреанимационном периоде (через 60 суток).

Кроме того, нами установлено снижение фагоцитарной активности лейкоцитов, что проявлялось уменьшением в 1,5 раза по сравнению с контролем све-тосуммы инкубированной цельной крови. Подобные особенности иммунной системы в отдаленном посправматическом периоде отмечала Т.Ф. Соколова с соавт. (2007), которая связывала это с нарушенной активностью антиокислительных ферментов лимфоидных клеток.

На основании вышеизложенного можно отметить, что в отдаленном постгеморрагическом периоде наблюдаются изменения в функционировании сердечно-сосудистой и дыхательной систем. Такие процессы как увеличение частоты дыхания, уменьшение ударного объема сердца, рост среднего артериального давления и общего периферического сосудистого сопротивления сочетаются с повышенным содержанием в крови, особенно на эритроцитах, ВНСММ и олигопептидов, а также с усилением свободнорадикальных процессов и снижением активности фагоцитов. Все это может инициировать структурную перестройку не только артериального русла легких, но и сердечно-сосудистой системы в целом. Продолжающиеся через 2 месяца после кровопотери интенсификация процессов свободнорадикального окисления и накопление в крови ВНСММ являются предпосылкой дальнейшего воздействия повреждающих факторов на жизненно важные системы организма.

Свидетельством тому могут служить результаты наших исследований, касающиеся строения легочных артерий в отдаленном периоде после перенесенной кровопотери (через 60 суток).

К этому времени наиболее выраженные деструктивные процессы характерны для артерий эластического и мышечно-эластического типа. Это проявлялось, прежде всего, в реорганизации соединительнотканного остова стенки артерии, увеличении содержания коллагеновых волокон и изменении их структуры, дезорганизации и деформации эластических мембран средней оболочки, утолщении внутренней и разволокнении наружной эластических мембран. Подобные процессы в эластических структурах легочных артерий при гипоксии отмечал S.Q. Liu (1997). Очевидно, что процесс деструкции эластических мембран и являлся причиной увеличения содержания отдельных эластических волокон в средней и наружной оболочках сосудов с увеличением их площади поперечного сечения в 1,5-2 раза, при постоянстве количества эластических мембран стенки артерий по сравнению с контролем.

В отличие от наружной, внутренняя эластическая мембрана выглядела более однородной, имела четкие контуры, но была утолщенной и неравномерно извитой. Эти данные согласуются с результатами исследования P.C. Куликова (2005), который также отмечал увеличение содержания волокнистых структур в стенке артерий и утолщение внутренней эластической мембраны магистральных артерий большого круга кровообращения в ответ на 10-минутную тотальную ишемию с последующей реперфузией.

Увеличение количества клеточных элементов адвентиции, утолщение средней оболочки, расширение и неравномерность мышечных промежутков

между эластическими мембранами могут свидетельствовать о гипертрофии и увеличении синтетической активности гладких миоцитов. Кроме того, имеется зависимость между степенью выраженности клеточной реакции в адвентиции и развитием склеротических процессов в сгенке артерий (Черпаченко Н.М. и со-авт., 2007; Stenmark K.R. et а)., 2006; Xu F. et al., 2007), а также констриктивным ремоделированием их (Плеханова О.С. и соавт., 2008).

Согласно морфометрическим данным, параметры стенки легочного ствола и легочных артерий в отдаленном постгеморрагическом периоде меняются подобно возрастным особенностям. Так, наружный и внутренний диаметры вне-легочных артерий увеличились в среднем на 19,5%, толщина средней и наружной оболочек легочного ствола - на 26,9% и 72,4% соответственно и на 19,2% и 21,8% - у легочных артерий. При этом, важной морфологической особенностью, выявленной нами, является отсутствие достоверных различий индекса Керногана внелегочных артерий у всех трех групп животных.

По показателям соотношения просвета легочного ствола и легочных артерий сосуды в отдаленном постгеморрагическом периоде в большей степени приближены к параметрам контрольной группы животных. Это, по-видимому, объясняется менее выраженными процессами реорганизации волокнистых структур, их возможностью поддерживать эластические свойства сосудистой стенки, а также ограниченными временными параметрами, в пределах которых компенсаторная перестройка калибра артерий не успевает развиться в полной мере.

Аналогичные изменения в отдаленном постгеморрагическом периоде наблюдались и в структуре стенки внутриорганных артерий малого круга кровообращения. Так, для артерий мышечно-эластического типа характерны процессы склерозирования всех слоев стенки их, увеличение толщины внутренней эластической мембраны. Количество эластических мембран в средней оболочке варьирует по мере ветвления и уменьшения калибра сосудов. Они становятся прерывистыми, фрагментированными, постепенно переходя в разрыхленную наружную эластическую мембрану. Адвентиция таких артерий сравнительно аморфна, местами представляется в виде однородной массы, как и у магистральных артерий легких в ней увеличивается количество эластических волокон и клеточных элементов.

Особенностью внутрилегочных артерий является гипертрофия отдельных наружных спиралевидных мышечных пучков, что характерно и для возрастных преобразований сосудов. По мере уменьшения калибра сосуда площадь поперечного сечения таких гладкомышечных образований увеличивается, так что артерии мышечного тина охватываются ими уже в виде муфты со всех сторон. Однако довольно часто встречаются артерии, у которых этот слой не полностью замкнут, так что на поперечном сечении средняя оболочка напоминает букву «С». Эластический каркас стенки артерий мышечного типа представляется разрозненным. Относительно тонкая адвентиция имеет нечеткие границы и явные признаки прорастания коллагеновых волокон в среднюю оболочку до полного замещения ее соединительной тканью.

Структурная перестройка артерий в постреперфузионном периоде сочетается с изменениями морфометрических параметров (табл. 6). Наружный диаметр внутрилегочных артерий у крыс, перенесших геморрагическую гипотен-зию, увеличивается в артериях мышечно-эластического типа в среднем на 41%, в артериях мышечного типа - на 63% по сравнению с контролем. Аналогичные изменения характерны и для внутреннего калибра внутрилегочных артерий, за исключением артерий 6-го уровня, которые по этому параметру приближены к показателям контрольной группы животных. Противоположная динамика наблюдается в изменении толщины средней оболочки стенки внутриорганных артерий: начиная с мелких артерий мышечно-эластического типа, отмечается резкое увеличение толщины медии. Максимальный прирост толщины средней оболочки (в 4,1 раза) у крыс, перенесших геморрагическую гипотензию, так же как у животных старческого возраста, характерен для средних артерий мышечного типа.

Таблица 6

МОРФОМЕТРИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ ВНУТРИЛЕГОЧНЫХ АРТЕРИЙ МАЛОГО КРУГА КРО-

ВООБРАЩЕНИЯ КРЫС Б ОТДАЛЕННОМ ПОСТГЕМОРРАГИЧЕСКОМ ПЕРИОДЕ (М±т)

Типы артерий Параметры

dfiap (мм) dBH (мм) hep (мм) Индекс Керногана II

Мышечно-эластические: - крупные -средние - мелкие 0,74±0,020# 0,69±0,019# 0,027±0,0005# 0,040=1=0,001 0,040±0,0013#

0,66±0,007# 0,59±0,008# 0,034±0,0019# 0,060±0,001 0,039±0,0010#

0,46±0,013# 0,35±0,015# 0,052±0,0014# 0,162±0,0ш 0,034±0,0015#

Мышечные: - крупные - средние - мелкие 0,36±0,018# 0,24±0,01б# 0,060±0,0021# 0,266±0,021# 0,031±0,0028#

0,33±0,018# 0,22±0,0Ш 0,055±0,0027# 0,256±0,028# 0,039±0,0031#

0,18±0,013# 0,10±0,008 0,038±0,0027# 0,382±0,018# 0,018±0,001 Off

Примечание. М - достоверность различий по отношению к контролю (р<0,01).

Соответственно изменениям морфометрических параметров артерий меняется и индекс Керногана. В отличие от крыс старческого возраста, наиболее значительные измеиения этот показатель претерпевает в средних и мелких артериях мышечного типа, увеличиваясь в 2,7 раза относительно контроля, достигая максимальных значений в артериях 6-го уровня.

Таким образом, анализируя результаты морфологического исследования, можно отметить, что последствия геморрагической гипотензии наблюдаются во всех звеньях артериальной системы легких. Однако, степень деструкции и де-калибровки разных участков и типов артерий неоднозначна.

Гетерогенность структурных изменений легочных артерий разных типов в ответ на кровопотерю может быть также связана со структурными различиями глад-комышечных клеток и межклеточного вещества средней оболочки и, как следствие, разной реакцией в ответ на повреждающий фактор (Sasaki S. et al„ 1995), селективной активацией фибробластов в ответ на гипоксию (Stenmark K.R. et al., 1999). По данным Т. Stevents (2005), эндотелиальные клетки также характеризуются феноти-

пической разнородностью на протяжении артериального русла легких и могут играть разную роль в рсмодслировании легочных сосудов.

В целом морфологические преобразования артерий малого круга кровообращения в отдаленном постгеморрагическом периоде имеют много общего с их возрастными изменениями, разница заключается лишь в количественных характеристиках дезорганизационных процессов. Тем не менее, выявленные закономерности структурных и морфометрических преобразований сосудов после перенесенной кровопотери могут служить морфологическими предпосылками изменения гемодинамики и последующих возрастных преобразований артерий малого круга кровообращения.

ВЫВОДЫ

1. Артерии малого круга кровообращения характеризуются как общими признаками строения, так и специфическими структурно-функциональными особенностями. Наиболее существенными из них являются сохранение эластических мембран средней оболочки вплоть до 3-4-го уровней ветвления внутрилегочных артерий, развитие на этом участке дополнительных гладкомышечных слоев и уменьшение пропускной способности сосудов. Возрастные изменения артерий сопровождаются процессами эластодест-рукции, коллагенизации средней и наружной оболочек, утолщением стенки сосудов и увеличением индекса Керногана.

2. При геморрагической гипотензии наблюдается определенная последовательность включения различных участков артериального русла легких в развивающиеся компенсаторно-приспособительные процессы, проявляющаяся в постепенном уменьшении просвета сосудов в зависимости от калибра и продолжительности гипотензии.

3. Геморрагическая гипотензия сопровождается функциональной перестройкой дыхательной и сердечно-сосудистой систем, что выражается в увеличении частоты дыхания в начале и конце эксперимента, снижении частоты сердечных сокращений, ударного объема и минутного объема кровообращения на протяжении всего периода наблюдений.

4. Острая массивная кровопотеря с последующей гипотензией приводит к нарушению баланса в соотношении компонентов про- и антиоксидантной систем и развитию синдрома эндотоксемии. Эти изменения имеют определенную стадийность и степень выраженности в зависимости от срока эксперимента и способствуют ремоделированию артериального русла малого круга кровообращения.

5. Через 60 суток после геморрагической гипотензии в артериальном звене малого круга кровообращения наблюдаются существенные структурные и морфометрические изменения, по своим качественным и количественным характеристикам сопоставимые с возрастными особенностями артерий 2-летних животных. Отдаленные постгеморрагические преобразования сосудов способствуют ускорению возрастной деструкции стенки артерий и являются морфологическими предпосылками развития патологических процессов в легких.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Андреева С.А. Патофизиологические предпосылки морфологических изменений артериальных сосудов после геморрагической гипотензии / С.А. Андреева, A.A. Славнов // Материалы Всероссийской научной конференции с международным участием «Актуальные вопросы эволюционной, возрастной и экологической морфологии». - Белгород, 2006. - С. 190.

2. Коняева Т.П. Изменение ферментного спектра слизистой оболочки тонкой кишки и содержания веществ низкой и средней молекулярной массы в крови воротной вены при геморрагической гипотензии / Т.П. Коняева, А.Н. Золотов, A.A. Славнов, С.А. Андреева, B.C. Вербицкая // Вестник РГМУ. - 2007. - Т. 55. - № 2. - С. 279-280.

3. * Андреева С.А. Морфологические изменения артерий малого круга кровообращения после перенесенной геморрагической гипотензии / С.А. Андреева, Н.Д. Широченко // Морфология. - 2008. - Т. 133. - № 2. - С. 10.

4. * Андреева С.А. Сравнительная характеристика возрастных особенностей и постгеморрагической перестройки артерий малого круга кровообращения / С.А. Андреева // Морфология. - 2008. - Т. 133. - № 3. - С. 18.

5. *Андреева С.А. Структурно-морфометрические преобразования артерий малого круга кровообращения в условиях геморрагической гипотензии / С.А. Андреева, Н.Д. Широченко // Морфология. - 2008. - Т. 133. - № 3. -С. 18.

6. * Андреева С.А. Патофизиологические аспекты перестройки артерий малого круга кровообращения в отдаленном постгеморрагическом периоде / С.А. Андреева, Н.Д. Широченко // Морфология. - 2008. - Т. 133. - № 4. -С. 54.

* - публикации в журналах, рекомендованных ВАК РФ.

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

АД - артериальное давление

ВНСММ - вещества низкой и средней молекулярной массы

МОК - минутный объем кровообращения

ОПСС - общее периферическое сопротивление сосудов

оцк - объем циркулирующей крови

пол - перекисное окисление липидов

УО - ударный объем

ЧСС - частота сердечных сокращений

ЧД - частота дыхания

ЭКГ - электрокардиограмма

dBH - внутренний диаметр

йнар - наружный диаметр

Ьадв - толщина адвентиции

hcp - толщина средней оболочки

Snp - площадь поперечного сечения просвета

Андреева Светлана Александровна

ВОЗРАСТНЫЕ ОСОБЕННОСТИ И МОРФОФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ АРТЕРИЙ МАЛОГО КРУГА КРОВООБРАЩЕНИЯ ПРИ ГЕМОРРАГИЧЕСКОЙ ГИПОТЕНЗИИ И В ОТДАЛЕННЫЙ ПЕРИОД ПОСЛЕ КРОВОПОТЕРИ

14.00.02 - анатомия человека 14.00.16 - патологическая физиология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Тюмень - 2008

Подписано в печать 13.11.2008 Формат 60x84/16 Бумага офсетная Пл.-1,0 Способ печати - оперативный Тираж 100 экз. Издательско-полиграфический центр ОмГМА 644043, г. Омск, ул. Ленина, 12; тел. 23-05-98

Актуальность проблемы. Острая массивная кровопотеря всегда была и остается важнейшей медицинской проблемой, занимая первостепенное место среди причин, обусловливающих возникновение терминальных состояний и приводящих к смерти (Воробьев А.И. и соавт., 2001; Мороз В.В. и соавт., 2002; Dutton R.P., 2007). Она является едва, ли не самым распространенным повреждением организма на всем пути существования человечества.

В современных условиях техногенных катастроф и стихийных бедствий массивная кровопотеря; асфиксия и синдром длительного раздавливания являются основными причинами гибели людей. Причем, тяжелые травмы, сочетающиеся с острой кровопотерей, занимают первое место среди причин смерти трудоспособного населения^ (Рощина А. А. и соавт., 2003; Багененко С.Ф: и соавт., 2004; Шах Б.Н. и соавт., 2005).

Статистика последних лет свидетельствует о том, что свыше 20-25% больных, нуждающихся в реанимационной помощи, составляют пациенты с острой массивной кровопотерей (Бисенков.Л.Н. и соавт., 1999; Баранов И:И., 2000). При этом задачи реаниматологии заключаются, не только в выведении больных из состояния агонии и клинической' смерти (таких пациентов в отделении реанимации около 2%), но и лечении пострадавших, находящихся в. состоянии тяжелых, порой декомпенсированных, стадий шока, в, том числе геморрагического (Неговский В.А. и соавт., 1987; Золотокрылина Е.С., 2000). С этих позиций теоретические основы и патогенетические факторы терминальных состояний приобретают непосредственно прикладной аспект.

В настоящее время установлено, что острая массивная кровопотеря приводит к значительным изменениям во всех органах и тканях (Неговский В.А. и соавт., 1987; Братусь В.Д., Шерман Д.М., 1989; Долгих В.Т., 1987-2006; Русаков В.В., 1992; Торопов А.П., 1996, 2000; Давлетшин Р.А. и соавт., 2002; Голубев A.M., Тамаева Ф.А., 2007; Мозеров С.А. и соавт., 2008; Bredenberg С.Е. at al., 1980;-Rushing G.D. et al., 2006; van Os S. et ah, 2006). Причины развития полиорганной недостаточности многообразны, и сложны, поэтому до сих пор нет единого представления о механизмах, профилактике и лечении геморрагического шока (Золотокрылина Е.С., 2000).

Среди морфологических исследований, связанных с проблемами реаниматологии, основное внимание уделяется структурным изменениям и восстановлению функций центральной нервной системы, в меньшей степени -сердца (Долгих В.Т., 2002), практически мало изученным остается периферическое звено сосудистой системы. В литературе имеются лишь единичные данные о структурных преобразованиях некоторых магистральных артерий большого круга кровообращения в отдаленном постреанимационном периоде (Куликов Р.С., 2005, 2007; Мухина И.В. и соавт., 2004, 2007), в почечных артериях при гипотензии (Гансбургский А.Н. и соавт., 2004).

Результаты некоторых исследований указывают, что после тотальной гипоксии с последующей реперфузией наблюдается «преждевременное старение» сосудов и прогрессирующее развитие атеросклероза (Бузиашвили Ю.И., 2000; Плеханова О.С. и соавт., 2006; Мороз В.В. и соавт., 2006). В зависимости от целевых установок и методических подходов исследования, одни авторы связывают это явление с изменением липидного обмена и увеличением коэффициента атерогенности (Молчанова JI.B. и соавт., 2000; Щербакова JI.H. и соавт., 2006, 2008; Каменева Е.А. и соавт., 2007), другие — с эндотелиальной дисфункцией и активацией свободнорадикальных процессов (Куликов Р.С., 2005, 2007; Мухина И.В. и соавт., 2004, 2007; Herget J. et al., 2000; Korzonek-Szlacheta I., Gwozdz В., 2007).

Таким образом, многие вопросы теоретической и практической реаниматологии нуждаются в дальнейших разработках. Особую значимость такого рода данные имеют для оценки морфофункционального состояния жизненно важных органов сердечно-сосудистой и дыхательной систем, что и определило основные задачи настоящего исследования.

Цель исследования. Выявить закономерности морфофункционального преобразования артерий малого круга кровообращения крыс при геморрагической гипотензии и в постгеморрагическом периоде.

Задачи исследования:

1. Изучить морфологические особенности вне- и внутрилегочных артерий малого круга кровообращения крыс в возрастном аспекте.

2. Исследовать морфологию артериального русла малого круга кровообращения после острой кровопотери и в отдаленном постгеморрагическом периоде.

3. Провести функциональное исследование деятельности сердечнососудистой и дыхательной систем экспериментальных животных в различные сроки геморрагической гипотензии и сопоставить полученные результаты с морфологическими изменениями сосудов.

4. Оценить интенсивность процессов свободнорадикального окисления и образования веществ низкой и средней молекулярной массы в крови крыс на всех этапах геморрагической гипотензии.

5. Сопоставить структурно-функциональные изменения артерий малого круга кровообращения в отдаленном постгеморрагическом периоде с возрастными особенностями сосудов.

Научная новизна. С помощью морфологических методов исследования впервые проведено углубленное изучение структурно-функциональных особенностей артерий малого круга кровообращения в возрастном аспекте, при геморрагической гипотензии и в отдаленном периоде после нее. Параллельно исследовано функциональное состояние сердечно-сосудистой и дыхательной систем, изучена активность свободнорадикального окисления и содержание веществ низкой и средней молекулярной массы в крови после острой массивной кровопотери. Интеграция результатов функционально-метаболичесских исследований с морфологическими данными позволила установить временную и пространственную специфику реакции артериальной системы легких в зависимости от сроков эксперимента, уровня ветвления и типа строения сосудов. Проведение морфологических параллелей свидетельствует об однотипности возрастных изменений и структурноморфометрических преобразований артерий в отдаленные . сроки постгеморрагического периода, а также о единстве механизмов, лежащих в основе ранних проявлений склеротических процессов.

Теоретическая и практическая значимость. Полученные данные позволяют расширить представления об особенностях структуры и гемодинамики в артериальном русле малого круга кровообращения в норме и при патологии.

Результаты исследований на целостном организме в условиях геморрагической гипотензии подтверждают связь морфофункциональных преобразований артерий малого круга кровообращения с изменениями деятельности сердечно-сосудистой и дыхательной систем, баланса в системе про- и антиоксидантов, содержания эндотоксинов, что позволяет наметить пути их коррекции как в остром, так и отдаленном постгеморрагическом периоде.

Совокупность полученных данных и теоретических положений позволили обосновать с точки зрения фундаментальной медицины патофизиологические механизмы перестройки артериального звена легких в условиях геморрагической гипотензии и в отдаленном постгеморрагическом периоде, при этом обоснована перспективность дальнейшего изучения и использования в реаниматологии и сосудистой хирургии средств защиты сосудов от окислительного стресса и эндотоксемии.

Апробация работы. Результаты исследования доложены на Всероссийской научной конференции с международным участием, посвященной 10-летию медицинского факультета и кафедры анатомии и гистологии человека БелГУ «Актуальные вопросы эволюционной, возрастной и экологической морфологии» (Белгород, 2006), II Международной (XI Всероссийской) Пироговской студенческой научной медицинской конференции (Москва, 2007), IX Конгрессе международной ассоциации морфологов (Бухара, 2008), Международной гистологической конференции (Тюмень, 2008), конференции, посвященной 100-летию со дня рождения академика АМН СССР Д.А. Жданова (Москва, 2008), расширенном заседании кафедр анатомии человека и патофизиологии с курсом клинической патофизиологии Омской государственной медицинской академии (Омск, апрель 2008).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 научных работ, из них 4 — в журналах, рекомендованных ВАК РФ.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 171 страницах машинописного текста, содержит 15 таблиц и 49 рисунков. Состоит из введения, обзора литературы, описания материала и методов исследования, результатов собственных исследований, обсуждения полученных результатов, выводов и списка использованной литературы, содержащего 217 отечественных и 116 иностранных источника.

ВЫВОДЫ

1. Артерии малого круга кровообращения характеризуются как общими признаками строения, так и специфическими структурно-функциональными особенностями. Наиболее существенными из них являются сохранение эластических мембран средней оболочки вплоть до 3-4-го уровней ветвления внутрилегочных артерий, развитие на этом участке дополнительных гладкомышечных слоев и уменьшение пропускной способности сосудов. Возрастные изменения артерий сопровождаются процессами эластодеструкции, коллагенизации средней и наружной оболочек, утолщением стенки сосудов и увеличением индекса Керногана.

2. При геморрагической гипотензии наблюдается определенная последовательность включения различных участков артериального русла легких в развивающиеся компенсаторно-приспособительные процессы, проявляющаяся в постепенном уменьшении просвета сосудов в зависимости от калибра и продолжительности гипотензии.

3. Геморрагическая гипотензия сопровождается функциональной перестройкой дыхательной и сердечно-сосудистой систем, что выражается в увеличении частоты дыхания в начале и конце эксперимента, снижении частоты сердечных сокращений, ударного объема и минутного объема кровообращения на протяжении всего периода наблюдений.

4. Острая массивная кровопотеря с последующей гипотензией приводит к нарушению баланса в соотношении компонентов про- и антиоксидантной систем и развитию синдрома эндотоксемии. Эти изменения имеют определенную стадийность и степень выраженности в зависимости от срока эксперимента и способствуют ремоделированию артериального русла малого круга кровообращения.

5. Через 60 суток после геморрагической гипотензии в артериальном звене малого круга кровообращения наблюдаются существенные структурные и морфометрические изменения, по своим качественным и количественным характеристикам сопоставимые с возрастными особенностями артерий 2-летних животных. Отдаленные постгеморрагические преобразования сосудов способствуют ускорению возрастной деструкции стенки артерий и являются морфологическими предпосылками развития патологических процессов в легких.

136