Микроциркуляция, реологический статус крови и возрастные измененния

14Манцкава М.М., Момцелидзе Н.Г.

 

Вестник Медицинского центра Управления Делами Президента Республики Казахстан, №5, 2015 Материалы I Евразийского съезда геронтологов. Pp.173-178.    
УДК 612.013.1
УДК 612.135


Важнейшим звеном патогенеза развития возрастных изменений является нарушение микроциркуляции. Неизбежное сопутствие изменений происходит при внешнем сходстве проявлений, однако изменения на уровне гистологии и физиологии имеют ряд отличий.

[su_animate type=»fadeInUp»]

Транспортная функция крови, обеспечивая физиологическое поступление питательных веществ и кислорода, зависит от адекватного функционирования микроциркуляции, что в свою очередь зависит от реологических свойств крови. Не существует ни одного физиологического процесса, в котором бы не участвовало микроциркуляторное русло.[/su_animate]

Микроциркуляция обеспечивается артериолярным сосудистым сплетением и венулярным сосудистым сплетением поверхностным и глубоким. Терморегуляция обеспечивается подкожными артериальными и более крупными венозными сплетениями. Если речь идет о главенствующей роли микроциркуляции при физиологическом течении процессов, то при патфизиологических процессах микроциркуляция имеет двояко- главенствующую роль. С одной стороны микроциркуляция зависит от сосудистой стенки, а с другой стороны от «субстанции внутри стенки» [1].

[su_spoiler title=»Развернуть»]

Экзогенные и эндогенные факторы влияют на микроциркуляционную сетку и реологические свойства крови.  Так, на состояние тонуса сосудов микроциркуляции значительно влияют гормональные и нейрогенные факторы. Эстрогены оказывают влияние на симпатическую нервную систему, воздействуя на 2-адренорецепторы, что приводит к вазоспастическим реакциям. Температурний фактор обеспечивает вазоспазм и/или компенсаторное расширение сосудов. Под влиянием вегетативной нервной системы проявляется сосудосуживающий и сосудорасширяющий эффект путем влияния на адренорецепторы гладкомышечных клеток артериол (норадреналин/α-1-адренорецептор, адреналин/β-2-адренорецептор).


Выработка ацетилхолина способствыет эндотелийзависимой дилатации, синтез в эндотелии эндотелина-1 и 20-НЕТЕ вызывает эндотелийзависимую вазоконстрикцию. В течение последних двадцати лет, появилась новая, обоснованная и доказанная конценция, связанная с ролью эндотелия. Эндотелий, по современным представлениям, не только пассивный барьер межды органами и тканями, а активная субстанция, выступающая отдельным органом, диффузно рассеянный по всем тканям. Эндотелий участвует в контроле свертывания крови, регуляции тонуса и артериального давления, фильтрацион- ной функции почек, сократительной активности сердца, метаболического обеспечения мозга, контролирует диффузию воды, ионов, продуктов метаболизма, реагирует на механическое воздействие текущей жидкости, кровяное давление и ответное напряжение, создаваемое мышечным слоем сосуда, а также отвечает на химические и анатомические повреждения, путем повышения агрегации и адгезии циркулирующих эритроцитов. Кроме того, что сосудистый тонус регулируется эндотелиальным фактором и  клетки эндотелия обеспечивают вазоконстрикцию и вазодилятацию, эндотелий регулирует свертывание крови, формирует новые кровеносные сосуды. Все выше описанные процессы связаны с адекватностью функционирования кровеносного русла, в частности микроциркуляции, которая в свою очередь, зависит от геморелогического статуса крови.     

Согласно нашей концепции мониторирование гемореологических свойств крови при различных заболеваниях. С целью определения роли реологических функций крови в процессе старения, нами был исследован гемореологический статус у прктических здоровых субъектов в разных возрастных группах.


Материалы и методы. В популяционных исследованиях принимали участие практически здоровые субъекты, которые были пордазделены на 4 возрастные группы: 1ая группа от 35 до 45 лет (средний возраст 40,07±4,5 лет, n=15), 2-ая группа от 48 до 55 лет (средний возраст 51,6±4,2 лет, n=19), 3-ая группа от 56 до 65 лет (средний возраст 61,6±5,2 лет, n=17), 4-ая группа от 66 до 75 лет (средний возраст 70,6±5,0 лет, n=15).


От всех пациентов было получено информационноее согласие. Всем участникам исследований был сделан общий анализ крови на аппарате Human acaunt для оценки клинической картины состояния добровольцев. Сбор анамнеза подтвердил отсутствие сопутствующих и обособленных заболеваний. Протокол проведения исследований соответствовал Хельсинской декларации [2].  Всем исследуемым были проведены гемо- реологические исследования. Гемореологические исследования — это подсчет свободных и агрегированных эритроцитов, расчет деформации частиц потока крови с учитыванием вязкостных свойств. В наших ранних работах мы исследовали агрегацию, деформацию, вязкость крови и гематокрит. Обсуждая результаты клинических и экспериментальных данных, полученных нашей исследовательской группой за последние 15 лет, оказалось, что главенствующую роль имеет разработка мониторинга реологических параметров, опираясь на индекс агрегируемости эритроцитов, который и является детерминантом реологического статуса крови [3-10]. Все пациенты обследовались на реологический статус крови, т.е. исследовали текучесть крови путем измерения показателя агрегируемости эритроцитов. Показатель агрегируемости эритроцитов (рассчитывался при помощи аппарата текстурного анализа (Tas-plus, Leitz), как отношение агрегируемых эритроцитов к их общему числу [11]. Ознакомившись c разными методами исследования реологических свойств, в частности, агрегации эритроцитов [12-13], мы при помощи специальных методов оценки эффективности биологических измерений выбрали “Georgian technique” — самый прямой, количественный и точный [14-16]. Из локтевой вены бралась кровь в количестве 4 мл. Для подсчета эритроцитов кровь помещали в стандартный меланжер. С целью отделения плазмы крови и форменных элементов друг от друга оставшуюся кровь центрифугировали в течение 10 минут (3000 об/мин). В соотношении 200:1 плазмой разбавляли заранее помещенную в меланжер до 0.5-ой отметки кровь. Для хорошего перемешивания крови и плазмы меланжер взбалтывали в специальным устройством в течение трех минут. Исследуемую каплю крови вводили в плоскую четырехугольную камеру (15мм×15 мм×0.2 мм), изготовленную из высококачественного покровного стекла, накрывали покровным стеклом и заделывали парафином. Все покровные стекла обрабатывались 5% лимонно-кислым натрием или силиконом. Для исследования агрегации эритроцитов в пробах крови мы пользовались системой текстурного анализа фирмы “Leitz” которая включала в себе микроскоп “Ortoplan” ×630 и телевизионную камеру. Компьютерная обработка данных производилась при помощи существующих в машине стандартных подпрограмм обработки изображения.


Результаты.

В первой подгруппе показатель агрегируемости по “Georgian technique” был равен 23±4,7%, во второй  — 28±3,3), в третьей -(средний возраст 61,6±5,2 лет, n=17), 4-ая группа от 66 до 75 лет (средний возраст 70,6±5,0 лет, n=15).


Обсуждение.

Наши данные показали, что в разных возрастных группах,начина гемореологический статус отличался. Нарушение гемореологического статуса усиливалось с увеличением среднего возраста субъектов, точнее агрегируемость эритроцитов повышалась по мере возрастания среднего возраста в подгруппах и дастоверно отличалась от контрольных значений. В крупных сосудах эритроциты придерживаются аксиального-потока и принимают торпедовидную форму. В капиллярах эритроцит принимает форму шляпки островерхого гриба с вершиной, обращенной в направлении потока. Такая форма повторяет параболический контур векторов сдвига разноскоростных потоков (эффект Магнуса) [17]. Продвижению эритроцитов по капиллярам способствует также непре- рывное ундулирующее движение их мембраны [18]. Следовательно, кроме возраста эритроцита (90 дней), возраст субъекта влияет на старение эритроцитарной мембраны. Когда эритроцит утрачивает гибкость, микроциркуляция затрудняется. Она ухудшается еще больше, когда эритроциты склеиваются в «монетные столбики» [1]. Состояние эритроцитов играет особенно большую роль для церебральной и кардиальной микроциркуляции, поскольку их концентрация в крови, протекающей через головной мозг, на 20-35% выше, чем в периферической крови. Это имеет особое значение при увеличении возраста как с точки зрения пропедевтики, так и с научной позиции. При увеличении числа эритроцитов (повышение гематокрита до 50%) мозговой кровоток снижается до 45,8мл/ /100г-мин. Микроциркуляция регулируется мышечным, метаболическим, нервным и гуморальным механизмами. В последнее время адекватное сопряжение локального кровотока и функциональной активности мозга приписывают нервному механизму регуляции. Именно поэтому пожилой возраст является риск-фактором для многих заболеваний. Основное звено этого механизма, по-видимому, располагается «на подходе» к системе микроциркуляции. Для коры головного мозга это пиальные артерии, сфинктеры в их разветвлениях и межартериальные микроанастомозы в крайне малых участках коры [1,11]. Гемодинамическую функцию выполняют также и капилляры, которые образуют основное звено микроциркуляции.


Наш интерес пал на реологический статус крови, который определяется совокупностью гемореологических свойств и отвечает за адекватность микроциркуляции. Это агрегируемость эритроцитов, деформируемость эритроцитов, вязкость плазмы крови, местный гематокрит. В системе микроциркуляции эффективность кровотока и сосудистое сопротивление в значительной мере зависят от количеслва агрегацтов эритроцитов.


Агрегация эритроцитов является непосредственной причиной капиллярного стаза [1,9,11,13,19]. Этим можно объяснить прямопропорциальную зависимость возрастания агрегации от возраста исследуемых субъектов. В результате длительного склеивания эритроцитов в них уменьшается содержание кислорода, затрудняется выведение двуокиси углерода, что оказывает выраженное отрицательное влияние на тканевой метаболизм. Это является фундаментом внешних возрастных проявлений. Что и подвердилось нашими данными: агрегируемость возрастала с в зависимости от среднего возраста подгрупп исследуемых. К известным факторам, способствующих агрегации эритроцитов (к плазматическим, эритроцитным, гемодинамическим), целесообразно дпбавить возрастной фактор. Роль плазматических факторов заключается в нарушении равновесия между низкомолекулярными и высокомолекулярными белками плазмы. Именно преобладание последних ведет к появлению агрегации [13].  Возрастные изменения, влияя на белки плазмы, увеличивают агрегацию и как следствие нарушают гемореологический статус. Особенно четко данный фактор прослеживается при воспалительных заболеваниях: острое воспаление сопровождается увеличением в плазме крови уровня α- и β- глобулинов, а хроническое воспаление — γ-глобулинов и снижением низкомолекулярного белка  альбумина. Воспаление, как физиологический процесс, весьма значимая проблема для геронтологив.

Наиболее вероятным механизмом возникновения этого вида агрегации эритроцитов является, по-видимому, образование вокруг эритроцитов патологической пленки, лишающей его отрицательного электрического заряда и способствующей склеиванию эритроцитов друг с другом. Заряд поверхности эритроцитов определяется высоким содержанием N-ацетил нейраминовой кислоты в составе гликофорина — главного гликопротеина плазматических мембран эритроцитов. Гемодинамические факторы могут быть причиной агрегации эритроцитов при замедлении тока крови в капиллярах различной этиологии, следовательно возраст человека является одним из таких факторов.          Первичные изменения самих эритроцитов также могут быть причиной их агрегации. Этим возможно объяснить прямопропорциальное увеличение показателя агрегируемости и возраста испытуемых. Микроциркуляторное русло представляет собой сложно организованную систему, которая осуществляет обмен между кровью и тканями, необходимый для обеспечения клеточного метаболизма и удаления продуктов обмена. Система микроциркуляции является первым звеном, которое вовлекается в патологический процесс при различных экстремальных ситуациях[19]. При старении микроциркуляция претерпевает изменения, что и выявляется в изменении гемореологического статуса. При регрессивных изменениях кожи, помимо уменьшения увлажненности, нарушения барьерных функций (увеличение трансэпидермальной потери влаги) и снижения эластичности, наблюдается также существенное нарушение процессов гемореологии. Поэтому возможно предположить, существование различных типов старения кожи зависит именно от гемореологического статуса крови.


Заключение.

Данная работа показала на сколько важно оценить гемореологический статус. Реологические изменения являются риск-фактором таких заболеваний, которые коллелируют с возрастом. Имея два риск-фактора частота заболеваемости неконтролируемо растет. Поэтому необходимо проводить превенционные мероприятия, направленные на урегулирования гемореологического статуса крови. Неизбежное сопутствие возрастных изменений происходит при внешнем сходстве, однако гемореологические проявления различны. Впоследствии именно они будут определять индивидуальную терапевтическую тактику. [/su_spoiler]

Продолжение работы в этом направлении очень своевременно. Несмотря на постоянное усовершенствование диагностических и лабораторных методов исследований, новых тактик омолаживания, большой успех фармокологической промышленности, внедрения терапевтических и хирургических манипуляций, проблемы, связанные со старением не решены. Совместная работа геронтологов, физиологов, реологов поможет открыть новые пути, способствующие здоровью, продолйительности и качества жизни общей популяции в наших странах и во всем мире.


1. Mchedlishvili G. Local RBC aggregation disturbing blood fluidity and causing stasis in microvessels. Clin. Hemorh. Microcirc. 2002, 26, 99-106.
[su_spoiler title=»Развернуть»]

2. http://www.ub.edu/recerca/Bioetica/doc/Declaracio_Helsinki_2013.pdf

3. Mantskava M.M., Momtselidze N.G., Davlianidze L.Sh. Реологические свойства крови при кровопотере (экспериментальное исследование).  2014, т. 10, № 5, c. 27-32.

4. Mantskava M., Momtselidze N., Davlianidze L. Study of erythrocyte deformability at hemorrhagic shock  J. of  Biological Physics and Chemistry. 2015, v.1

5. Mantskava M.M., Momtselidze N.G., Davlianidze L.Sh., Mitagvaria N.P. Hemorrhagic Shock and stress — Cause and Concequence of Hemorheology Disturbances on the Example of the Changes in Ertythrocyte aggregation. J. of Stress Physiology and Biochemistry. ISSN 1997-0838. 2014, v. 10. N 2, pp. 238-246.
 

6. Momtselidze N., Mantskava M., Mchedlishvili G. Hemorheological disorders during ishcemic brain infarcts in patients with and without diabetes mellitus. Clin. Hemorh. Microcirc. 2006. v. 35, N 1-2, pp. 261-265.
 

7. Mantskava M., Pargalava N., Mchedlishvili G.Regional and systemic hemorheological disorders Clin. Hemorh. Microcirc 2004;30(3-4):457-9.
 

8. Mantskava M., Momtselidze N., Pargalava N., Mchedlishvili G. Hemorheological disorders during the 1st and 2nd types of diabetes mellitus in patients with foot gangrenes. Clin. Hemorh. Microcirc. 2006. v. 35, N 1-2, pp. 307-311.

9. Mantskava M., Momtselidze N., Pargalava N., Varazasvili M. Effect of Insulin Preparation in Erythrocyte Aggregability during Brain infarct. Effect of Insulin Preparation in Erythrocyte Aggregability during Brain Infarct (in vitro). J. of Medical Scientific  Research. 2005, v.1, N1. pp. 45-47.

10. Mantskava M., Pargalava N., Mchedlishvili G. Direct beneficial effect of insulin on blood rheological disorders in the microcirculation. Clin. Hemorh. Microcirc. 2004, v. 30, pp. 431-433.

11. Mchedlishvili, G., N. Beritashvili, D. Lominadze, and B. Tsinamdzvrishvili. 1993. Technique for Direct and Quantitative-Evaluation of Erythrocyte Aggregability in Blood Samples. Biorheology. 1993, 30, pp. 153-161.

12. Петленко В. П. Основные методологические проблемы теории медицины. Д.: Медицина. 1982, -256 с.

13.Карабанов Г. Н. Метод определения агрегации эритроцитов в клинической практике //Лаб. дело. 1989, N 4, с. 30-32

14.Аносова Н. В. Определение нормы для показателей обратимой агрегации эритроцитов// Здоровый образ жизни : сущность структура. Томск. 1996, с. 17.

15.Айвазян С.А., Бухштабер В. М., Енюков И. С., Мешалкин Л. Д. Прикладная статистика: Классификация и снижение размерности. М. 1989, -607 с.

16.Аносова Н. В. Методологические аспекты оценки нормального состояния обратимой агрегации эритроцитов.// В сб. Механизмы адаптации организма. Томск. 1996, с. 5-6.

17.Mchedlishvili G . Basic factors determining the hemorheological disorders in the microcirculation. Clin Hemorh. Microcirc. 2004, v. 30, pp.179-80.

18. Левтов В. А., Потапова И. В. Особенности агрегации эритроцитов у разных животных и человека. //Физиологический ж. СССР. 1983, т. 69, № 5, с. 660-665.[/su_spoiler]

19.Mchedlishvili G., Shakarishvili R., Momtselidze N., Gobejshvili L., Aloeva M., Mantskava M. Comparative values of erythrocyte aggregability versus other indices of hemorheological disorders in patients with ischemic brain infarct. Clin. Hemorh. Microcirc. 2000 v. 22, N 1, pp. 9-15.
 

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *