М. Манцкава, Н. Момцелидзе,
Л. Давлианидзе.
 

Центр экспериментальной биомедицины им. И. Бериташвили, Тбилиси, Грузия Грузия, г. Тбилиси, ул. Готуа, 14.

Кровопотеря является сложным патологическим процессом с неизученным до конца механизмом. Особое звено, которое задействовано при кровопотерях, это реология крови. Целью нашей работы было комплексное исследование реологических свойств крови при экспериментальной кровопотере различной степени тяжести: агрегируемости и деформируемости эритроцитов, вязкости плазмы, гематокрита. Материал и методы. Моделировали кровопотерю разных стадий у наркотизированных животных.

[su_animate type=»lightSpeedIn»]

Реологические свойства крови изучали с  помощью «Georgian technique», метода мембранной фильтрации, «капиллярного метода» и метода стандартного центрифугирования. Анализ данных проводили статистическими программами Оrigin 4.1. (Microcat.Software.Inc) и Microsoft Excel. [/su_animate]

Результаты.

Агрегируемость эритроцитов достоверно увеличивалась по сравнению с контро- лем на 10, 25, 44%, деформируемость уменьшалась по сравнению с контролем на 12, 13 и 15% при первой, вто- рой, третьей степени кровопотери, соответственно. Дельта вязкости была недостоверной (как в самих подгруп- пах — при различных степенях кровопотери, так и по сравнению с контролем), гематокрит при кровопотере в сравнении с контролем увеличивался недостоверно. Заключение. Для комплексной оценки степени кровопотери необходима минимальная совокупность гемореологических параметров — показатели агрегируемости и дефор- мируемости эритроцитов, вязкости крови, гематокрита. Основой контроля реологических параметров массивной кровопотери являются особенности агрегации эритроцитов. Ключевые слова: реология крови, агрегируемость эритроцитов, кровопотеря.

[su_spoiler title=»Развернуть»]

Бурный технический прогресс и  рост вооруженности современного общества, урбанизация, техногенные катастрофы,
природные катаклизмы, войны способствуют увеличению числа пациентов с геморрагическим шоком. Кровопотеря является сложным патофизиологическим процессом с неизученным до конца механизмом. Несмотря на широкое использо- вание инфузионной терапии, кровезаменителей гемо- динамического действия, она может вести к леталь- ности, в случае положительного исхода лечения — к сбою в работе многих систем организма. Особое зве- но, которое задействовано при всех стадиях кровопо- тери, это реология крови. Изучению проблемы нару- шений реологии крови посвящены многие научные труды [1—5]. Однако полная комплексная характери- стика всех гемореологических параметров при крово- потере ранее не рассматривалась.

Целью работы было комплексное исследование реологических свойств крови при экспериментальной кровопотере различной степени тяжести: агрегируе- мости и деформируемости эритроцитов, вязкости плазмы, гематокрита. Опираясь на полученные данные, нами впервые был разработан перечень необходимых и достаточных лабораторных исследований при кровопотере.

Материал и методы

Опыты проводили на белых беспородных крысах обоих полов массой 250—300 г (n=50). В группе наркотизиро- ванных животных путем стандартного кровопускания из бедренной артерии осуществляли моделирование гемор- рагического шока разных стадий. Анестезию проводили Уретаном (Purum, Швейцария), 1мл 20% раствора уретана на 100 массы тела. Анестезия длилась 4 часа. Забор выпу- скаемой крови — 2,5 мл; 3,5 мл; 5 мл соответствовал пер- вой, второй и третьей стадии кровопотери, соответственно [6]. Животных распределяли по подгруппам в зависимос- ти от степени тяжести кровопотери, т.е. при заборе 2,5 мл крови — начальный компенсаторный этап 1-й стадии шока (1-я подгруппа, n=15); при заборе 3,5 мл крови — 2-я ста- дия шока (2-я подгруппа, n=15); при заборе 5 мл крови — 3-я стадия шока (3-я подгруппа, n=12). Контрольную группу составили 8 практически здоровых животных. Для определения дополнительного критерия шока (кроме вы- раженности кровопотери) животным измеряли артериальное давление в хвостовой артерии с помощью манометра MPX5050D (Motorola).

Никаких фармакологических пре- паратов экспериментальным животным не вводили. Вос- производили полезную модель с помощью эксперимен- тальной установки, предназначенной для моделирования геморрагической гипотензии. Задачей модели является исключение гемолиза эритроцитов при эксперименталь- ной геморрагической гипотензии. Поставленная задача решается тем, что в устройстве, состоящем из колонки для сбора крови, соединенной со шприцем и манометром, ус- тановлен воздушный клапан после колонки [7]. Лабора- торно-экспериментальное исследование реологических свойств крови проводилось через 15 минут после кровопу- скания. Группу ложноотрицательных животных в экспе- римент не вводили. В подгруппах измеряли коэффициент агрегируемости эритроцитов, коэффициент деформируе- мости эритроцитов, местный гематокрит и вязкость плаз- мы (в сантипуазах).
Были использованы методы:

1.    «Georgian technique» — для измерения агрегируемости эритроцитов. Этот метод был впервые опубликован Г. И. Мчед- лишвили — учеником и сподвижником А. Д. Адо, в журнале Biorheolоgy в 1993 году. На сегодняшний день метод назван его именем и широко используется в современных клиниках [8, 9].

2.    Метод мембранной фильтрации (nucleopore membrane filter method) — для измерения деформируемости с исполь- зованием фильтра диаметром 5 μm [10].

3.    Капиллярный метод для измерения вязкости плазмы (вискозиметр типа Оствальда, ВПЖ).

4.    Метод центрифугирования крови с использованием центрифуги G-3500 (R=5 см, 8000 об/мин) — для измерения местного гематокрита. Для определения валидности мето- дов, описывающих свойства эритроцитов, использовали ап- парат HUMACOUNT, мод. HUMACOUNT (производитель Фирма Human GmbH, Германия), приобретенный в рамках гранта FR/420/7-270/12. Опираясь на данные, полученные путем исследования микрокапли крови аппаратом HUMA- COUNT, оценивали гемореологические параметры ориги- нальными, созданными нашей исследовательской группой, математическими выкладками. Анализ данных проводили статистическими программами Оrigin 4.1. (Microcat Software Inc) и Microsoft Excel. По каждому показателю проводили сравнение среднего арифметического значения для изучае- мых групп. Значимость различий средних арифметических ранжированных критериев при нормальном распределении оценивали с помощью критериев Стьюдента и Пирсона. Ус- ловия проведения работы на животных соответствовали Ев- ропейской Конвенции по защите экспериментальных живот- ных, принятой в 1986 г. в Страсбурге [11], на проведение эксперимента было получено согласие Этического комитета.

Результаты  и обсуждение

В контрольных экспериментах получили следу- ющие гемореологические параметры: индекс агрегиру- емости эритроцитов (ИАЭ) был равен 20,5±3,5; индекс деформируемости эритроциов (ИДЭ) — 2,25±0,03; вязкость плазмы крови (Впк) — 1,25±0,5; гематокрит (Hct) — 30,5±3,7. Изучаемые гемореологические пара- метры в подгруппах имели следующие значения: ИАЭ в первой, второй и третьей подгруппах был равен, со- ответственно, 22,5±3,5; 25,9±2,7; 29,6±2,7; ИДЭ в пер- вой, второй и третьей подгруппах был равен, соответ- ственно, 2,0±0,02; 1,97±0,02; 1,90±0,02; Впк в первой, второй и третьей подгруппах была равна, соответст- венно, 1,23±0,4; 1,34±0,3; 1,25±0,4; Hct в первой, вто- рой и третьей подгруппах был равен, соответственно, 35,5±3,5; 35,9±2,7; 31,0±6,4.

Агрегируемость эритроци- тов увеличивалась по сравнению с контролем на 10, 25 и 44%, соответственно. Деформируемость эритроци- тов уменьшалась по сравнению с контролем на 12, 13 и 15%, соответственно увеличению порядкого номера степени кровопотери. Изменения вязкости были недо- стоверными (как в самих подгруппах — при различной степени кровопотери, так и по сравнению с контро- лем). Гематокрит при кровопотере в подгруппах и в сравнении с контролем изменялся также недостовер- но. Распределение средних значений гемореологичес- ких параметров по количеству случаев и погрешности приведены в таблице 1.

Таблица 1. Средние значения гемореологических параметров в зависимости от степени кровопотери (M±m) Table 1. Hemorheological parameters in various groups after blood loss (M±m)

Groups    IEA, %    IED, %    Hct, %    BPV, sP    n
I    22,5±3,5*    2,0±0,02    35,5±3,5    1,23±0,4    15
II    25,9±2,7*    1,97±0,02*    35,9±2,7    1,34±0,3    15
III    29,6±2,7**    1,90±0,02*    31,0±6,4    1,25±0,4    12
Сontrol    20,5±3,5    2,25±0,03    30,5±3,7    1,25±0,5    8
Note (примечание). Groups — группы; сontrol — контроль; IEA — index of erythrocyte aggregation (индекс агрегируемости эри- троцитов); IED — index of erythrocyte deformability (индекс деформируемости эритроцитов); Hct — hematocrit (гематокрит); BPV — Blood plasma viscosity (вязкость плазмы крови); sP — centipoise (сП — сантипуаз).
* — p<0,05; ** — p<0,001 control (достоверность различий исследуемых параметров относительно контроля).

Кризис макро- и микрокровообращения при кро- вопотере имеет особый специфический характер. Вы- раженность и стадии развития геморрагического шока зависят от степени компенсации кровообращения, ко- торая обеспечивается, в т.ч. регуляцией гемореологиче- ских параметров крови. Циркулирующая в сосудах кровь негомогенна, ее «параболический профиль»   изменяется по мере уменьшения калибра сосудов [12] и возможно развитие независящих от гематологических параметров нарушений гемореологических функций. Эти нарушения находятся во взаимосвязи с выражен- ностью кровопотери и шока, что составляет сложную медико-биологическую проблему. Существуют раз- личные классификации шока при кровопотере [13, 14]. Однако вне зависимости от используемой классифи- кации, этиология и внешние проявления шока связа- ны между собой и вызваны изменением микроцирку- ляторных свойств, а циркуляция крови в микрососудах, в свою очередь, зависит от гемореоло- гических параметров крови. Анализируя полученные данные, констатировали резкое изменение эритроци- тарной составляющей гемореологических свойств кро- ви, в отличие от вязкости. В особенности это касается агрегируемости эритроцитов, которая наиболее значи- ма для гемореологии при потере любого объема крови.

Предложенная нами ранее новая классификация, ос- нованная на изменении аргегируемости эритроцитов [6], в данной работе получила подтверждение. Агреги- руемость эритроцитов значимо менялась от стадии к стадии, тогда как изменение других гемореологических параметров было стертым. Даже у здоровых млекопи- тающих и людей эритроциты в циркулирующей в орга- низме крови более или менее хаотично склеиваются между собой, присоединяя разрозненные эритроциты, которые, соединяясь своими поверхностями, образуют монетные столбики — агрегаты (не конгломераты!). По разным источникам, агрегаты составляют 15—30% всей общей площади эритроцитов [11, 15]. При кровопотере изменение агрегируемости сопряжено с включением компенсаторных реакций организма, и/или усиленная агрегация является основой для включения этого меха- низма. Дальнейшее усиление внутрисосудистой агрега- ции эритроцитов происходит параллельно увеличению степени кровопотери и вызывает уменьшение скорости кровотока в микрососудах, вплоть до развития полного стаза крови, заканчивающимся закупоркой всех «от- крытых» капилляров и исчезновением «слепых», ино- гда на фоне неизменного перфузионного давления. По- этому особенно важно контролировать агрегацию эритроцитов при кровопотере любой этиологии.

Эф- фективность лечения острой кровопотери и геморраги- ческого шока зависит от своевременности, качества и объема восполнения общей центальной крови, коррек- ции нарушений гомеостаза с одной стороны, и адекват- ной оценки кровообращения — с другой стороны. В ме- дицине критических состояний принципы лечения кровопотери хорошо известны и широко используют- ся. Однако лабораторно-диагностические методы ис- следования шока с учетом его стадий заслуживают осо- бенного внимания и доработки. Нами впервые предложен перечень параметров, которые полностью описывают «реологический статус» шока. Это очень важно как в процессе развития шока, так и при его разрешении и устранении непосредственной угрозы для жизни. Правильная диагностика гемореологичес- ких параметров также важна при коррекции наруше- ний звеньев гомеостаза (кислотно-щелочной состав, гемостаз и т. д.).

[/su_spoiler]

Заключение

Комплексно исследованы гемореологические свойства крови при кровопотере: показатель агрегируе- мости эритроцитов; показатель деформируемости эри.троцитов; вязкость крови; гематокрит. Результаты исследований   сопоставимы, если они проводятся сертифицированными и лицензированными методика- ми. Основой контроля реологических параметров мас- сивной кровопотери являются особенности агрегации эритроцитов.
 
Благодарность.

Грузинскому Национальному научному фонду им. Шота Руставели (грант FR/420/7-270/12) и Обществу по изучению шока в России, членами которого является наша исследовательская группа.
 

 
Литература

1.    Лиховецкая З.М., Пригожина Т.А., Горбунова H.A. Гемореологичес- кие нарушения при шоке различной этиологии. Бюл. эксперим. би- ологии и медицины. 1988: 106 (10): 426—428. PMID: 3191229[su_spoiler title=»Развернуть»]

2.    Мороз Д.В., Шаповалова Н.В. Влияние гипербарической оксигена- ции на состояние гемостаза и реологические свойства крови при шоке. Бюл. гипербар. биол. и медицины. 1997; 1—2: 31—37.

3.    Мороз Д.В., Шаповалова Н.В. Состояние гемостаза и реологичес- ких свойств крови при лечении шока. Мат-лы науч. конф. «Акту- альные вопросы абдоминальной хирургии». Курск;  1997.

4.    Sordia T., Tatarishvili J., Varazashvili M., Mchedlishvili G. Hemorheological disorders in the microcirculation following hemor- rhage. Clin. Hemorheol. Microcirc. 2004; 30 (3—4): 461—462. PMID: 15258387

5.    Stoltz J., Donner M. Erythrocyte aggregation: experimental approaches and clinical implications. Int. Angiol. 1987; 6 (2): 193—201. PMID: 3323355

6.    Манцкава М.М., Момцелидзе Н.Г., Давлианидзе Л.Ш. Новая класси- фикация стадий геморрагического шока, основанная на изменении агрегации эритроцитов. Мат-лы Первой конф. Рос. Нац. общества по изучению шока. 3 октября 2013 г. М.; 2013: 42—43.

7.    Коваленко Н.Я., Мациевский Д.Д. Сердечно-сосудистая система у крыс с различной устойчивостью к острой кровопотере. Патол. физиология и эксперим. терапия. 1998; 2: 32—36. PMID: 9633197

8.    Baskurt O., Neu B., Meiselman H. Red blood cell aggregation. CRS Press; 2012: 1—26.

9.    Mchedlishvili G., Beritashvili N., Lominadze D., Tsinamdzgvrishvili B. Technique for direct and quantitative evaluation of erythrocyte aggre- gability on blood samples. Biorheology. 1993; 30 (2): 153—161. PMID: 8400153

10.    Reid H.L., Barnes A.J., Lock P.J., Dormandy J.A., Dormandy T.L. A sim- ple method for measuring erythrocyte deformability. J. Clin. Pathol. 1976; 29 (9): 855—858.   PMID: 977787

11.    L°c°tusøu D., C°runtu I.D., Rusu V. Study on erythrocyte aggregation using computerized image analysis methods. Rev. Med. Chir. Soc. Med. Nat. Iasi. 2013; 117 (3): 801—805. PMID: 24502054
 
12. Мчедлишвили Г.И. Микроциркуляции крови. Ленинград: Наука; 989: 295.13. Мюллер М., Альговер М., Шнайдер Р., Виллинеггер X. Руководство по внутреннему остеосинтезу. М.; 1996.

14.    Рябов  Г.А.  Анестезиология  и  реаниматология,  М.: Медицина; 1983.[/su_spoiler]

15. Bishop J.J., Nance P.R., Popel A.S., Intaglietta M., Johnson P.C. Effect of erythrocyte aggregation on velocity profiles in venules. Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. 2001; 280 (1): H222—H236. PMID: 11123237