авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:   || 2 | 3 |
-- [ Страница 1 ] --

Федеральное агентство по образованию

УДК 612.1 591.11 612.42 591.144

ГРНТИ 34.39.27 34.41.01

Инв. № П1080

НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ

ОТЧЕТ

о выполнении 1 этапа Государственного контракта

№ П1080 от 24 августа 2009 г.

Исполнитель: Государственное образовательное учреждение высшего профессио-

нального образования "Забайкальский государственный гуманитарно-педагогический университет им. Н.Г. Чернышевского" Программа (мероприятие): Федеральная целевая программ «Научные и научно педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 гг., в рамках реализации мероприятия № 1.3.1 Проведение научных исследований молодыми учеными - канди датами наук.

Проект: Закономерности и механизмы развития сдвигов в системе гемостаза, ДВС-синдром и морфология органов при метаболическом ацидозе Руководитель организации: Катанаев Иван Иванович Руководитель проекта: Альфонсова Елена Вадимовна Чита 2009 г.

СПИСОК ОСНОВНЫХ ИСПОЛНИТЕЛЕЙ по Государственному контракту П1080 от 24 августа 2009 на выполнение поисковых научно-исследовательских работ для государственных нужд Организация-Исполнитель: Государственное образовательное учреждение высшего профес сионального образования "Забайкальский государственный гуманитарно-педагогический универ ситет им. Н.Г. Чернышевского" Руководитель темы:

кандидат медицин- Альфонсова Е. В.

ских наук, доцент Исполнители темы:

кандидат медицин- Бочкарникова Н. В.

ских наук, доцент без ученой степени, Забродина Л. А.

без ученого звания без ученой степени, Козовников В. А.

без ученого звания без ученой степени, Скипор А. И.

без ученого звания Реферат Отчет 90 с., 1 ч., 10 рис., 12 фото, 7 табл., 89 источн., 0 прил.

Метаболический ацидоз, лактат-ацидоз, рН, гемостаз, агрегация тромбоцитов, дзета-потенциал тромбоцитов, ДВС-синдром, морфология, иммунная система, серд це, печень, желудок В отчете представлены результаты исследований, выполненных по 1 этапу Государ ственного контракта № П1080 "Закономерности и механизмы развития сдвигов в системе гемостаза, ДВС-синдром и морфология органов при метаболическом ацидо зе" (шифр "НК-193П") от 24 августа 2009 по направлению "Фундаментальная меди цина и физиология" в рамках мероприятия 1.3.1 "Проведение научных исследова ний молодыми учеными - кандидатами наук.", мероприятия 1.3 "Проведение науч ных исследований молодыми учеными - кандидатами наук и целевыми аспирантами в научно-образовательных центрах", направления 1 "Стимулирование закрепления молодежи в сфере науки, образования и высоких технологий." федеральной целевой программы "Научные и научно-педагогические кадры инновационной России" на 2009-2013 годы.

Цель работы - Исследование особенностей пато- и морфогенеза ДВС-синдрома в различных регионах сердечно-сосудистой системы, нарушений структурной орга низации органов и тканей в условиях ацидоза в эксперименте и клинике.

Совершенствование методов лечения ацидотических состояний.

Методы исследования:

1. Методы исследования системы гемостаза 2. Методы исследования морфологического материала:

Забор материала у лабораторных животных выполняли под гексеналовым наркозом в контроле, и после введения 3% раствора молочной кислоты на 0,85% растворе хлорида натрия.

Фиксация, проводка и заливка материала для микроскопического исследования тканей осуществлялось по унифицированным методикам (Г.А.Меркулов, 1969).

Методы окрашивания морфологического материала для световой микроскопии:

гематоксилин-эозином, гемотоксилин-пикрофуксином по Ван-Гизон.

Электронная микроскопия.

Статистическая обработка материала проводилась на ПЭВМ Pentium 5 с исполь зованием пакета программ Microsoft Excel для операционной системы Windows ХР. Достоверность различий показателей в группах оценивали по величине t – кри терия Стьюдента.

Инструментарий: Материалы и оборудование Микроскоп МББ-1 2. Микроскоп Биомед 6. 3. Шкаф сушильный 4. Весы 1.

лабораторные ВЛР 2005. Цифровая камера DCМ500 для использования с микроскопом6. Весы технические аптечные ВА-4М 7. Аквадистиллятор ДЭ-4 8. Фотоколориметр КФК-2 9. рН-метр стационарный pH 21110.

Центрифуга лабораторная СМ-12 11. Баня лабораторная TW-2 12. Элек трокоагулограф Н-34413. Микротом санный "МС-2" 14. Термостат ТС 1/80 СПУ и т.д.

ГОСТ 7.32 – 2001 «Отчет о научно-исследовательской работе»

2.

Персональный компьютер. Программное обеспечение.

3.

Баркаган З.С., Момот А.П. Диагностика и контролируемая терапия нару 4.

шений гемостаза. Методические рекомендации. –М.: НьюДиамед, 2001.

Виды выполненных работ:

Составлен аналитический обзор по разделам:

1.

1.1.Краткое описание кислотно-основного баланса, буферных систем организма и рН.

1.2.Метаболический ацидоз при различных патологических состояниях 1.3. Механизмы развития ДВС – синдрома при ацидозе 1.4.Морфология органов при ацидозе Разработан план проведения исследований.

2.

3. Выполнено экспериментальное исследование I этапа.

Лактат-ацидоз создавали в/в капельным введением 3% растора молочной кисло ты и под контролем рН различных сдвигов рН от 7,2 до 6,8 в опытах на животных.

Изучены закономерности и раскрыты некоторые механизмы развития ДВС сиднрома в условиях экспериментального лактат-ацидоза в различных регионах сердечно-сосудистой системы Описаны элементы морфогенеза ДВС-синдрома в зависимости от глубины и продолжительности ацидоза 4. Составлен промежуточный отчет по 1 этапу работ.

Содержание Содержание............................................................................................................................................ Список сокращений............................................................................................................................... 1. Введение............................................................................................................................................. 2. Основная часть................................................................................................................................... 2.1. Аналитический обзор...................................................................................................................... 2.1.1.Краткое описание кислотно-основного баланса, буферных систем организма и рН................. 2.1.2. Метаболический ацидоз при различных патологических состояниях.................................... 2.1.3.Механизмы развития ДВС-синдрома при ацидозе.................................................................... 2.1.4. Морфология органов и тканей при ацидозе.............................................................................. 2.2. Выбор и обоснование оптимального варианта направления исследования.............................. 2.3. План исследования........................................................................................................................ 2.4. Экспериментальное исследование I этапа.................................................................................... 2.4.1. Методика экспериментальной модели лактат-ацидоза............................................................. 2.4.2. Методы исследования системы гемостаза................................................................................ 2.4.3. Методы исследования морфологического эквивалента ДВС – синдрома и структуры органов пищеварения......................................................................................................................................... 2.5. Результаты экспериментального исследования 1 этапа.............................................................. 2.5.1. Влияние экспериментального лактат-ацидоза на показатели сосудисто-тромбоцитарного, гемокоагуляционного гемостаза и фибринолиз в различных регионах сердечно-сосудистой системы................................................................................................................................................. 2.5.1.1.Влияние молочной кислоты на показатели свертывания крови и фибринолиз в органах пищеварения в опытах in vivo........................................................................................................... 2.5.1.2. Влияние лактат-ацидоза на гемостаз в общей циркуляции и в портальной системе кровообращения................................................................................................................................... 2.5.1.3. Выделение тканевых факторов гемостаза из интактного изолированного сердца, при аноксии и ацидозе................................................................................................................................ 2.5.1.4. Влияние лактат-ацидоза на агрегацию и дзета-потенциал тромбоцитов............................. 2.5.1.5 Инструментальные методы исследования системы гемостаза при лактат-ацидозе.............. 2.5.2. Механизмы развития морфологического эквивалента ДВС – синдрома................................ 3. Заключение....................................................................................................................................... 4. Список использованных источников.............................................................................................. Список сокращений АГГ – антигемофильный глобулин АДФ – аденозин-5'-дифосфат АКТГ – адренокортикотропный гормон АМФ – аденозин-5'-монофосфат АТФ – аденозин-5'-трифосфат ДВС – диссеминированное внутрисосудистое свертывание ИБС- ишемическая болезнь сердца ИК – искусственное кровообращение КФК – креатинфосфокиназа КЩР – кислотно-щелочное равновесие ЛА – лактат-ацидоз ЛДГ – лактатдегидрогеназа МК – молочная кислота МИАКШ – мини-инвазивное аорто-коронарное шунтирование НАДФ+ - никотинамидадениндинуклеотидфосфат (окисленная форма) НАДФН + Н+ - никотинамидадениндинуклеотидфосфат (восстановленная форма) ПВК – пировиноградная кислота ПДФ – продукты деградации фибрина ПКС - пороки клапанов сердца ТГС – тромбогеморрагический синдром ФАД – флавинадениндинуклеотид (окисленная форма) ФАДН2 – флавинадениндинуклеотид (восстановленная форма) ШИК – реакция – гистохимическое исследование для выявления гликогена в тканях и соеди нений белка с углеводами рН – стандартный водородный показатель 1. Введение Проблема тромбозов в артериях, венах, микроциркуляторном русле на сегодняшний день является одной из самых актуальных в современной медицине [57-62]. Артериальные тромбозы в коронарных сосудах являются основной причиной инфаркта миокарда, они же вызывают почти 90% нарушений мозгового кровообращения. Окклюзия микроциркуляторного русла в виде раз личных вариантов внутрисосудистого микросвертывания крови не имеет точной статистической оценки, хотя встречается при многих заболеваниях, сопровождающихся гипертонией, интоксика цией, сепсисом, нарушениями иммунитета и т.д. [5, 59, 60]. Поэтому внутрисосудистое тромбооб разование – один из важных патологических процессов, требующий постоянного внимания со стороны исследователей и практических врачей [5].

В настоящее время появились многочисленные работы, в которых система гемостаза пере стает рассматриваться изолированно, как мультиферментный каскад кровотока, а ее анализ пере водится в плоскость взаимосвязей с другими системами организма [68, 84, 86, 87]. Вместе с тем, до сих пор нет окончательной ясности развития патологических процессов в различных органах при нарушениях кислотно-основного равновесия организма.

Одним из важных повреждающих факторов метаболизма является молочная кислота (МК), накопление которой приводит к сдвигу рН крови ниже 7,3 и развитию лактат-ацидоза(ЛА), впер вые описанного Huckabee (1961). Влияние ацидоза на показатели гемостаза изучались многими исследователями [13, 30, 49, 52-55, 86]. Благодаря этому были выявлены основные закономерно сти изменения функции тромбоцитов, свертывания крови, фибринолиза, антикоагулянтной актив ности, развития диссеминированного внутрисосудистого свертывания крови ДВС синдрома. Од нако механизмы развития морфологического эквивалента ДВС синдрома при ацидозе различной глубины и продолжительности во многом остаются неясными. Влияние ЛА и сдвига рН в кислую сторону на морфологию органов и тканей, в том числе и на структурную организацию органов и систем организма также остается до конца неизученным. В литературе встречаются единичные работы, которые свидетельствуют о морфологических изменениях в различных органах и тканях при метаболическом ацидозе [3, 52-55, 85, 89].

Цель проекта в целом. Исследование особенностей пато- и морфогенеза ДВС-синдрома в различных регионах сердечно-сосудистой системы, нарушений структурной организации органов и тканей в условиях ацидоза в эксперименте и клинике. Совершенствование методов лечения аци дотических состояний.

Цель исследования 1 этапа. Исследование особенностей пато- и морфогенеза ДВС синдрома в различных регионах сердечно-сосудистой системы.

Объект исследования: Закономерности и механизмы развития ДВС-синдрома в условиях метаболического ацидоза Задачи экспериментального исследования 1 этапа:

1. Изучить изменения в системе гемостаза (сосудисто-тромбоцитарный гемостаз, свертывание крови и фибринолиз) в различных регионах сердечно-сосудистой системы при экспери ментальном лактат-ацидозе.

2. Сопоставить характер изменения показателей гемокоагуляционного гемостаза в различных регионах сердечно-сосудистой системы при ацидозе.

3. Исследовать механизм возникновения морфологического эквивалента ДВС-синдрома в связи с нарушением структуры эндотелия сосудов и попаданием в микроциркуляторное русло субклеточных фракций, которые обладают преимущественно тромбопластической активностью.

Научная новизна.

Впервые показано, что прохождение крови через печень изменяет ее гемокоагуляционные свойства, направленные на коррекцию процессов гемостаза. На показатели свертывания крови оказывает влияние не только изменение кислотно-основного равновесия, но и попадание субкле точных фракций в микроциркуляторное русло в результате разрушения цитоплазматических мем бран эндотелиоцитов. Все это ведет к развитию ДВС-синдрома.

Полученные данные свидетельствуют о том, что ДВС-синдром и его морфологический эк вивалент развиваются не только под влиянием метаболического ацидоза, но также связаны с мор фологическими нарушениями эндотелиоцитов, микровезикуляцией эндотелия, изменениями со единительнотканного матрикса и структуры клеток при ацидозе. Между глубиной и продолжи тельностью ацидоза и неспецифическими морфологическими изменениями в тканях имеется тес ная взаимосвязь. При рН 7,2-7,0 наблюдается выраженная гиперкоагулемия, которая сменяется коагулопатией потребления, в результате снижения рН с 7,0 до 6,5. В кровеносном русле появля ются продукты деградации фибрина, а уровень фибриногена снижается более чем в два раза. Аци доз приводит к снижению дзета-потенциала тромбоцитов, к их взаимному склеиванию и оседанию в микроциркуляторном русле, что приводит к тромбоцитопении в общей циркуляции. В сосудах всех органов при рН 7,2 обнаруживаются преимущественно сладжи эритроцитов (80-90%). При дальнейшем сдвиге рН в кислую сторону, процентное соотношение сладжей и тромбов изменяет ся. Нарастание глубины и продолжительности ацидоза (рН 7,0-6,5, экспозиция 60-180 минут) ве дет к увеличению частоты тромбирования артериальных и венозных сосудов (тромбы обнаружи ваются в 90-100% случаев).

Полученные нами данные имеют не только теоретическое, но и практическое значение, так как могут быть использованы в клинической практике при оценке патологических процессов, воз никающих при некомпенсированном ацидозе.

2. Основная часть 2.1. Аналитический обзор.

2.1.1.Краткое описание кислотно-основного баланса, буферных систем орга низма и рН.

Повреждение структуры клеток, межклеточного вещества, тканей и органов, сопровожда ющееся нарушением их жизнедеятельности, является, как правило, результатом расстройства ме таболических регуляций. Ведущей причиной, вызывающей дистрофические нарушения, является снижение окислительных процессов и внутриклеточного дыхания, приводящие к накоплению в тканях протонов и к развитию ацидоза. Продукты анаэробного метаболизма, вызывающие аци доз, представляют реальную опасность для организма, так как способны не только нарушать функцию, но и приводить к морфологическим изменениям в различных органах и тканях. Накоп ление молочной кислоты, известной в качестве крупного донора протонов, изменяет гемостатиче ские и реологические свойства крови, усиливает гипоксию тканей и уменьшает функцию энерго образования в клетках, вследствие разобщения гликолиза и цикла Кребса, снижает ресинтез АТР и ведет к увеличению энтропии в организме. В этих условиях особое значение приобретает исследо вание взаимосвязи между ацидозом, гемостазом и изменением морфологии органов, для понима ния динамики патологического процесса при различных заболеваниях [65].

Изменение концентрации ионов водорода в среде сопровождается многочисленными сдви гами: изменяется насыщение протонакцепторных группировок в молекулах органических ве ществ;

сродство между субстратом и ферментом и активность образуемого ими комплекса;

ста бильность структур макромолекул (белков, нуклеиновых кислот, полисахаридов), величина онко тического давления;

диссоциация и растворимость многих веществ;

направленность и выражен ность окислительно-восстановительных реакций, непременным участником которых является сам протон;

стабильность золей, составляющих биологическую среду;

возбудимость и специфические эффекты клеток [8].

Нормальная концентрация протонов в клетке составляет 100-104 миллионных долей моля (наномолей на литр – нМ/л), а во внеклеточной среде – около 40. Однако, концентрация водород ных ионов оценивается не в этих единицах, по величине «водородного показателя» (рН), т.е. через отрицательный десятичный логарифм величины, выражающий концентрацию протонов в М/л ). Сдвиги рН на 0,4 в ту или иную сторону практи ( 6, 98 ;

lg 0, 000040 7, lg 0, чески несовместимы с жизнью. Изменение рН на одну единицу соответствует изменению концен трации водородных ионов в растворе в десять раз.

В строго нейтральном растворе при температуре 25 0 всего одна молекула из 10 миллионов моле кул воды находится в ионизированном состоянии, т.е. 1 10-7 М.

log 1 10 PH log log 1, 0 log 10 0 7 ;

pH 7 1 Значение 7,0 для рН строго нейтрального раствора – это не случайно выбранная цифра;

оно полу чено из численного значения ионного произведения воды при 25 0С. Растворы имеющие рН боль ше чем 7, являются щелочными, поскольку концентрация ОН - в таких растворах больше концен трации ионов Н+. И наоборот, растворы, имеющие рН меньше 7, - это кислые растворы [50].

Основным акцептором водорода, образующим с ним наиболее стойкую и сравнительно безопасно транспортируемую форму - воду, является кислород. Он доставляется из внешней сре ды с участием механизмов, контролирующих вентиляцию легких, кровообращение, обратимое связывание кислорода в эритроцитах, его диффузию через интерстициальное пространство к клеткам и активирование в митохондриях.

Кроме кислорода существуют несколько промежуточных акцепторов протонов дегидрогеназы, активные группы которых представлены никотинаденин-динуклеотидом (НАД), никотинаденин-динуклеотидфосфатом (НАДФ), флавинаденин-динуклеотидфосфатом (ФАД), со держащимися в гиалоплазме, в митохондриях и осуществляющими конвейерную передачу прото на к акцепторам: к кислороду и для синтеза АТФ. При недостатке акцепторов эти же ферменты либо полностью насыщаются протонами и прекращают свои дегидрогеназные функции, либо пе реносят протоны на способные их принять субстраты смежных метаболических путей. Последние выполняют роль протоновых мешков или шунтов.

Наиболее изученным из протоновых мешков является лактатный, способный «раздуться» с 1 до 7 мМ/л, депонируя при этом около 100000 смертельных избытков протонов, или их 11-17 ми нутную продукцию. Роль протоновых шунтов могут выполнять a-глицерофосфатный, а кетоглуторатный и аммиактранспортные глутамат-глутаминовые челноки. Превращения в них со провождаются освобождением дегидрогеназ от водорода с реактивизацией их способности связы вать протоны. Это особенно важно для внемитохондриальной НАД-дегидрогеназы, контролиру ющей участок окисления глицерина и углеводов, сопряженный с анаэробным синтезом АТФ. Все эти реакции подчинены основному принципу - максимально, насколько позволяет субстратный запас, разгрузить основной энергодающий метаболический путь.

В компенсации сдвигов рН всегда участвует внеклеточное пространство. Именно сюда из клетки поступают недоокисленные продукты обмена. В процессе водообмена кислые продукты разносятся по всему организму и перераспределяются в зоны с малой собственной продукцией протонов. В этом отношении значительной катионадсорбционной способностью обладает основ ное вещество соединительной ткани и коллагеновая сеть. Буферные свойства соединительной ткани могут существенно изменяться.

В стабилизации кислотно-щелочного состояния и в транспорте конечных продуктов обмена к выделительным органам решающее значение придается буферным системам. Они называются еще и транспортными буферными, поскольку истинное назначение этих систем не в коррекции КЩР, которое недостижимо без участия выделительных систем, а именно в смягчении (буфериро вании) этих нарушений на этапе транспортировки. Тем самым подразумевается их зависимость от состояния гидродинамики и выделительных органов. Это необходимо для разгрузки магистраль ных путей метаболизма.

Благодаря многочисленным исследованиям [2, 9, 10, 67, 76, 80] было показано, что у всех живых организмов внутриклеточные и внеклеточные жидкости имеют характерную и постоянную величину рН, которая поддерживается с помощью различных биологических систем. Эволюцион ное развитие привело к формированию в организме нескольких систем, которые служат для со хранения кислотности жидкостей тела в пределах узкого диапазона, регуляция рН обнаруживается у всех исследованных до сих пор организмов. Это позволяет управлять клеточными биохимиче скими процессами, так как клеточные катаболические энзимы сильно подвержены изменению кислотно-основного равновесия. Например, увеличение рН от 7,1 до 7,2 активность ключевого фермента, регулирующего скорость гликолиза, фосфофруктокиназы изменяется в 20 раз [2].

Источником кислоты и щелочи в организме являются химические реакции, в результате ко торых продуцируются или поглощаются протоны. Нейтральные растворы содержат ионы равное количествоН+ (Н3О+) и ОН-. Для чистой воды при температуре 250 С, H OH 10 моль 14 л (1.1) Таким образом, для нейтральных растворов, H OH 10 М 7 моль л (1.2) Концентрация [Н+] для нейтральной среды при температуре 370 С составляет 10-6,8 мольл-1. Кон центрация [Н+] в кислых растворах выше, чем в нейтральных, т.е. приблизительно 10-6 ммоль/л. А в щелочных ниже, чем в нейтральных и составляет 10 -8ммоль/л. Кислоты являются донорами про тонов, а основания их акцепторами.

Концентрация водородных ионов в большинстве растворов очень мала, поэтому для обозначения концентрации водородных ионов удобный способ представляет шкала рН. Термин рН определяет ся выражением:

log H PH log (1.3) H где, [H+] в моль/л. Типичные значения внеклеточного рН в организме человека составляет 7,4 (в пределах 7,36 – 7,44), а внутриклеточного рН 7,0 – 7,2.

Сильные кислоты полностью ионизированы на Н+ или (Н3О+) и анион А+ в разбавленных водных растворах. Например, HCl при добавлении к нейтральному раствору воды полностью дис социирует на H+ и Cl- ионы. Слабые кислоты только частично диссоциируют в нейтральном рас творе. Например, при добавлении уксусной кислоты в нейтральный раствор воды, часть ее диссо циирует на H+ и СН3СОО- ионы, а основная часть присутствует в недиссоциированной форме как СН3СООН.

Растворы слабых кислот могут быть использованы для восстановления или буферирования изменений Н+ образующиеся при добавлении кислот и щелочей. В организме поддерживается относительное постоянство кислот и оснований в различных средах - в крови, тканевой жидкости, лимфе и цитозоле. Для понимания как работают буферные системы, рассматриваются растворы слабых кислот, НА, и их соли, А-. Равновесие между НА и А- может быть представлено следую щим выражением:

K A H HA K где k1 и k2 являются константами.

Из закона действующих масс получается равновесие, k 1 H A k 2 HA (1.5) или HA H K A (1.6) где K = k2/k1 есть константа диссоциации кислот.

В логарифмическом выражении (при основании 10) получается HA H K log log log A 10 10 (1.7) HA H log log K log A 10 10 (1.8) A pH pK log HA (1.9) Уравнение (1.9) является уравнением Хендерсона – Хессельбаха, которое можно использовать для исследования буферных систем крови. В закрытой системе суммарное количество присутствую щего буфера В является константой, т. е.

HA A B (1.10) где В является константой. Таким образом, уравнение (1.9) может быть переписано как:

A pH pK log B A (1.11) или pH pK log f /1 f (1.12) где = [A-]/B является долей (частью) буфера присутствующего в его основной форме [А-].

При добавлении кислоты к буферной системе происходит снижение фракции буфера в форме [A-], и повышение фракции НА, потому что происходит реакция присоединения Н+ к А- с образованием НА. При этом рН раствора изменится только при добавлении к раствору значитель ных количеств ионов. Доказан факт, что буферные системы наиболее эффективно работают, если их константа диссоциации рК близка к рН раствора. Более подробно эти процессы описаны в ру ководствах [50].

Буферные системы в различных средах организма могут быть представлены следу ющим образом:

В крови:

В плазме крови: слабые кислотно/основные протеины;

бикарбонаты;

неорганические фосфаты.

В эритроцитах: гемоглобин;

бикарбонаты;

неорганические и органические фосфаты.

В тканевой жидкости: такие же как и в крови, за исключением, гемоглобина.

Во внутриклеточной жидкости: протеины;

бикарбонаты;

органические и неорганические фосфаты.

В моче: неорганический фосфат, бикарбонат, аммиак.

Фосфатный буфер.

В уравнении (1.13) приведена схема работы фосфатного буфера.

H 2 PO H 2 PO (1.13) H 4 который имеет рК=6,8. В норме в крови [НРО42-]=1,04 ммоль/л и [Н2РО42-]=0,26 ммоль/л. Применяя уравнение Хендерсона-Нессельбаха (1.9): [A-]=1,04ммоль/л и [HA]=0,26ммоль/л мы имеем:

pH 6,8 lg Na 2 HPO / NaH 6,8 lg 1, 04 / 0, 26 7, PO 4 2 т.е., нормальный рН крови.

Если добавить в буферный раствор содержащий эти концентрации НРО42- и Н2РО42-, скажем 0, ммоль/л Н+(т.е.сильной кислоты НСl), то в отсутствии фосфатного буфера, абсолютная концен трация Н+ изменится следующим образом:

4 7, / л 10 / л 100, 000 нмоль / л 40 нмоль /л ммоль ммоль / л 0,10004 ммоль 100, 040 нмоль /л В данном случае рН=3,9998 – это уровень рН несовместим с жизнью. Присутствие буфер ных систем совершенно меняет ситуацию: когда добавляют Н+, основное большинство протонов реагируют с НРО42- с образованием Н2РО42-. Таким образом, концентрация НРО42- понижается приблизительно на 0,1 ммоль/л до 0,94 ммоль/л и Н2РО42- возрастает на туже величину до 0, ммоль/л. Новое значение рН может быть рассчитано из уравнения Хендерсона-Хессельбаха (1.9):

pH 6,8 lg Na 2 HPO / NaH 6,8 lg 0, 94 / 0, 36 7, PO 4 2 ([H+] – 61 нмоль/л). Таким образом, показано, что буферная система смягчает изменение уровня рН с 3,4 до 0,2 единиц. В этих расчетах все добавленные протоны вступили во взаимодействие с НРО42-. Конечно, нельзя сказать, что рН совсем не изменился. Однако, непрореагировавшая часть протонов очень мала, 21 нмоль/л (61-40 нмоль/л) из 100,000 нмоль/л, и ею можно пренебречь в расчетах рН по уравнению Хендерсона-Хессельбаха. Такое количество допустимо для эффектив ной работы буферной системы.

Бикарбонатная буферная система В уравнении (1.14) приведена схема работы бикарбонатного буфера.

HCO H 2 CO H 2 O CO (1.14) H 3 3 Это более сложная буферная система, чем фосфатная, потому что здесь происходит взаимодей ствие двух реакций. Работа этой системы зависит от снижения концентрации СО 2 в крови посред ством удаления через легкие или выделения НСО3- почками. На данный момент, мы проигнори руем снижение СО2 или удаление НСО3-.

Когда СО2 контактирует с водой определенное количество углекислого газа находится в растворенном состоянии, о чем свидетельствует уравнение:

K H 2O (1.15) CO H 2 CO 2 K Эта реакция протекает медленно в простых растворах, но скорость ее значительно возрастает при участии фермента карбоангидраза в эритроцитах. Согласно закону сохранения масс:

k 1 CO k 2 H 2 CO (1.16) 2 или Н СO k K 2 (1.17) CO k где К 1/800 = 10-2.9. Таким образом, соотношение Н2СО3 и СО2 в растворенном состоянии очень мало. В общем, большое количество растворенного СО2 находится в форме Н2СО3, а угольная кислоты диссоциирует с образованием конечных продуктов Н+ и НСО3-.

K HCO (1.18) H 2 CO H 3 K Используя закон действующих масс можно получить:

H HCO k K (1.19) H CO k 2 где К1 является константой равновесия, и составляет около 10 -3.2 moll-1 (т.е. рК1 = 3.2). Физиологи ческое рН внеклеточной жидкости составляет 7.4, преобразуя уравнение (1.33) получается:

3, K1 HCO / H 10 15, 4, (1.20) CO H 3 2 Ясно, что Н2СО3 сильная кислота, потому что она полностью диссоциирует в воде.

Мы можем получить отношение между рН и [CO2], если убрать [H2CO3] из уравнений (1.17) и (1.19), а затем их умножить:

H HCO KK K (1.21) CO apparent где Кapparent = 10-2.9 x 10-3.2 moll-1 = 10-6.1, т.е. константа диссоциации Кapparent= 10-6,1ммоль/л. Урав нение (1.21) может быть преобразовано для уравнения (1.9) и даст уравнение Хендерсона – Хес сельбаха для бикарбонатной буферной системы:

HCO pH pK log CO app (1.22) где рКарр= 6,1.

Концентрация растворенного СО2 пропорциональна парциальному давлению СО2 (РСО2).

Для артериальной крови РСО2 в норме соответствует уровню СО2 в альвеолах это 5,22кРа (или ммРт в традиционных единицах: 1 ммРт = 133 паскаля = 0,133 кРа). Константа отношения [CO2] в ммоль/л к РСО2 это константа растворимости. Это значение 0,225 ммоль/л kPa (или 0,03 ммоль/л ммРт). Таким образом, [CO2] будет 0,2255,33=1,2 ммоль/л. [HCO3-] в артериальной крови со ставляет 23,94 ммоль/л. (учитывая это значение рН из уравнения (1,22) будет 7,4). Концентрация угольной кислоты в крови очень мала: преобразовав уравнение (1.20) мы получим:

HCO / H 1, 5 ммоль /л CO 2 3 Эффективный рК этого буфера 6,1, это отличается более чем на одну единицу рН от нор мального рН плазмы, и незначительно отличается от внутриклеточного рН эритроцитов, казалось бы, это не позволяет рассчитывать на хорошие буферные свойства Однако, если добавить 0,1 ммоль/л протонов в раствор содержащий бикарбонатный буфер в кон центрации такой же как и в крови, то Н+ вступят во взаимодействие с НСО3- с образованием СО2.

Концентрация [НСО3-] понизится с 23,94 до 23,84 ммоль/л и [CO2] возрастет до 1,3 ммоль/л (не будем брать в расчет удаление СО2 легкими). Таким образом, новое значение рН будет рН 6,1 lg 23,84 / 1, 3 7, т.е. буферное действие бикарбонатного буферной системы позволяет нивелировать изменения рН в 3,4 (7,4 – 3,9998) единиц до 0,04 (7,4 – 7,36) единиц. Несмотря на то, что рК буферной системы достаточно отличается от физиологического рН плазмы, хорошее буферное действие этой системы обусловлено высокой концентрацией в крови НСО3-, если бы концентрация бикарбонатной бу ферной системы в крови была, к примеру, в 10 раз меньше, то изменения рН оставили бы 0, единиц, т.е. рН =7,12.

В организме бикарбонатная буферная система работает гораздо эффективней, т.к. концен трация СО2 в крови поддерживается на постоянном уровне благодаря усилении вентиляции лег ких. Таким образом, окончательное значение рН, если [CO2] постоянна и равна 1,2 ммоль/л, бу дет рН 6,1 lg 23,84 / 1, 2 7, 398, т.е. понизится только на 0,002 единицы.

Буферное действие белков, в общем, и гемоглобина в частности.

Из всех белков наилучшими буферными свойства обладает гемоглобин, потому что его молекула содержит большое число кислотных и основных групп с константой диссоциации около физиоло гического уровня. Например, карбоксильные группы аминокислот диссоциируют следующим об разом:

pK 3 R COOH R COO H Конечные аминогруппы:

R NH R NH H pK 3 Сульфгидрильные группы цистеина:

pK 8, R SH R S H pK 6 Имидазольный буфер Имидазольные группы вносят особенно большой вклад в буферные свойства гемоглобина в крови. Когда [H+] повышается в крови, эти группы присоединяют Н +, тем самым, уменьшая из менения рН. (Заметим, что все эти группы должны быть на наружной поверхности белка, доступ ными для раствора, для буферного действия). Хотя концентрация гемоглобина в крови не высокая (150 г/л, с молекулярным весом 64458, получается концентрация 2,33 ммоль/л) его действие как буфера наиболее эффективно чем, скажем, фосфатного буфера, потому что он имеет больше бу ферных групп в молекуле. Различные буферные группы гемоглобина имеют различную констан ту диссоциации рК (от 6,5 до 7,8), таким образом, буферное действие гемоглобина (других белков) не может быть охарактеризовано с помощью уравнения Хендерона-Хессельбаха, как для преды дущих простых буферных систем. Однако, с помощью титрования раствора гемоглобина Hb кис лотой, эмперическим измерением, может быть определена его буферная емкость. Для оксигемо глобина (HbO2) при физиологическом рН добавление в раствор 0,1 ммоль/л Н + содержащий 2, ммоль/л Hb (оксигенированный, Т=37оС, парциальное давление СО2 5,19 кРа или 39 ммРт) про изойдет изменение рН на 0,0015 единиц.

Буферные мощность компонентов крови.

В предыдущих вычислениях мы рассказали, как различные буферные системы крови огра ничивают изменения рН при добавлении в кровь определенного количества (0,1 ммоль/л) прото нов. Результаты этих вычислений представлены в таблице 1.

Таблица 1. Изменение буферной силы компонентов крови при поступлении 0,1 ммоль/л Н+.

Нет буфера 3,4 единиц Фосфатная буферная система 0,2 единиц Бикарбонатная буферная система 0,04 единицы без выведения избыточного количества СО Бикарбонатная буферная система 0,002 единицы с выведения избыточного количества СО Гемоглобин 0,0015 единиц Другие белки крови и органический фосфат эритроцитов вносят небольшой вклад в общую бу ферную емкость крови. В крови все буферные системы работают совместно, для того чтобы максимально уменьшить изменения рН.

В течение короткого времени, до того как легкие удалят избыток СО2, наиболее важное буферное действие оказывает гемоглобин. Следующей по степени важности является бикарбонатная буфер ная система, а фосфатная буферная система вносит наименьший вклад.

Эффективность бикарбонатной буферной системы крови значительно повышается при поддержании [СО2] на постоянном уровне в артериальной крови. Контроль за содержанием СО2 в крови осуществляется органами выделения – легкими и почками. Ежедневно около 330 литров СО2 выделяется через легкие (в покое). Это соответствует 15000 ммоль/л Н +, что следует из урав HCO H 2 CO H 2 O CO 2. Для сравнения, в норме почки удаляют в сут нения H 3 ки около 50 ммоль (максимум – 600 ммоль) Н+.

Для поддержания рН крови на постоянном уровне (около 7,4) альвеолярная вентиляция из меняется в зависимости от количества образовавшегося СО 2 в процессе метаболизма. Грубо гово ря, концентрация СО2 в крови обратно пропорциональна альвеолярной вентиляции. Фактически легочная вентиляция может быть снижена до 0 или увеличена в 10 раз больше нормы, в зависимо сти от необходимости для удаления избыточной концентрации СО 2 и поддержания [CO2] на по стоянном уровне. Изменения в крови [CO2] и рН влияют на дыхание, воздействуя на хеморецепто ры мозга. Это происходит при прямом воздействии Н + на хемочувствительные нейроны головного мозга. Однако, СО2 тоже оказывает косвенный эффект через образование протонов при взаимо действии с водой. Фактически, повышение концентрации СО2 в артериальной крови оказывает большее влияние на легочную вентиляцию, чем артериальный рН, т.к. СО2 легче проходит через гематоэнцефалический барьер, чем Н+, где преобразуется в угольную кислоту, и образовавшиеся при этом Н+ стимулируют хеморецепторы. Нейроны посылают сигнал в дыхательный центр, в результате чего повышается темп и глубина дыхания. Повышение легочной вентиляции приводит к выделению большего количества СО2 из организма и снижению [CO2] и [H+] в артериальной крови [47].

С помощью альвеолярной вентиляции контролируется также уровень О2 в артериальной крови. Когда парциальное давление О2 артериальной крови падает ниже 11кРа (80 мм рт. ст.), воз растает активность хемочувствительных нейронов каротидных телец (в области сонной артерии) и аорты (в области дуги аорты), которые посылают импульсы в дыхательный центр, тем самым уве личивая темп и глубину дыхания. Высокая концентрация [CO2] и [H+] в крови также оказывает эффект на периферические хемочувствительные нейроны, но незначительно в сравнении с их влиянием на мозговые хеморецепторы.

Каким образом с помощью легочной вентиляции осуществляется коррекция [CO2] и [H+] в крови без значительного снижения поступления О 2 в ткани? Ответ на этот вопрос в том, что пар циальное напряжения О2 в альвеолах в норме очень высоко и гарантирует 100% насыщение гемо глобина кислородом. Если альвеолярная вентиляция снижается на 50% от нормальной, гемогло бин, проходя через легкие насыщается кислородом на 90%, т.к. кривая диссоциации гемоглобина сдвинута в сторону насыщения О2. Итак изменение легочной вентиляции более влияет на выделе ние СО2, чем на изменение концентрации О2. В дополнении к этому, важное место в регуляции напряжения кислорода в крови, имеют местные рефлексы в легких, которые поддерживают ба ланс между вентиляцией и перфузией крови в различных полях легких [2, 30, 47] При физических нагрузках потребление О2 и продукция СО2 увеличивается в 20 и более раз, и альвеолярная вентиляция значительно повышается для выделения избыточного количества СО2 во избежание развития ацидоза. Однако, в данном случае, повышение легочной вентиляции в значительной степени осуществляется за счет других механизмов, и в меньшей степени за счет механизмов описанных выше. При физических упражнениях дыхание усиливается в результате поступления информации в дыхательный центр со стороны коры головного мозга, и от рецепто ров суставов, мышц и сухожилий при движении конечностей.

С помощью только легочной вентиляции невозможно полностью скорректировать измене ния рН крови. Почки также способствуют регуляции рН, благодаря экскреции Н + с мочой и реаб сорбции НСО3- в клубочковый фильтрат. Роль почек в регуляции рН крови менее значима чем легких, но в течение более длительного времени (более трех дней) они могут полностью восста навливать отклонения рН крови до нормальных значений [2].

Нарушение механизмов, регулирующих величину рН, возникающее при различных патоло гических состояниях, может приводить к падению рН плазмы крови до величины 6,8 и ниже. Сле дует учитывать, что изменение рН влияет на многие структурные и функциональные свойства клетки, однако к изменения рН особенно чувствительна каталитическая активность ферментов. В связи с этим особое значение приобретает исследование значений внутриклеточного показателя концентрации водородных ионов. До последнего времени не было точного представления о рН цитоплазмы клеток. Однако благодаря исследованиям [5, 9, 10] этот вопрос успешно был решен.

Были исследованы гомогенаты тканей, однако этот метод не дает точных данных. Более точные данные были получены благодаря применению внутриклеточных рН индикаторов, ядерный маг нитный резонанс и микроэлектроды, чувствительные к изменению рН. Посредством этих методов было показано, что в норме, внутриклеточный рН колеблется от 7,0 до 7,4. Например, при темпе ратуре 200С в мышце рН составляет 7,27, а при 370С равно 7,0. В настоящее время известны ос новные буферные системы клетки и механизмы регуляции кислотно-основного состояния внутри клеточной среды. Эти механизмы во многом аналогичны характеру поддержания рН внеклеточ ных жидкостей. Поэтому мы не будем подробно на них останавливаться.

Следует отметить, что при различных патологических состояниях рН внутриклеточной среды подвержено значительным колебаниям. Например, при ишемии скелетных мышц у кроли ков в течение 4 часов рН снижается до 6,6 – 6,4 [2].

В компенсаторной стадии выявляются субнормальные значения рН (7,35-7,3), снижение содержания буферных оснований и бикарбоната с компенсаторной гиперкапнией. По мере нарас тания декомпенсации увеличивается разрыв между сдвигом в содержании буферных оснований и углекислого газа с прогрессивным падением рН. При глубокой декомпенсации концентрация уг лекислого газа в крови оказывается нормальной или повышенной, рН снижается ниже 7,2. Нару шение механизмов в регуляции кислотно-основного равновесия при различных патологических состояниях может приводить к снижению рН до 6,8 и ниже, что приводит к необратимым послед ствиям и смерти.

Величина рН влияет на многие структурные и функциональные свойства клетки. Особенно чувствительна к сдвигам рН в кислую сторону каталитическая активность ферментов, так как оп тимум рН для активности ферментов имеет строго определенные пределы. Таким образом, посто янство рН в клетках и жидкостях организма имеет исключительно важное значение для всех ас пектов метаболизма и клеточной активности.

Несмотря на низкую концентрацию протонов в жидкостях организма, они оказывают суще ственное влияние на структуру и функции биологических мембран. Даже слабые сдвиги рН силь но влияют на скорость метаболических процессов и стабильность белков. Поэтому все живые ор ганизмы поддерживают постоянство этой величины на определенном уровне. Это, прежде всего, связано с химическими превращениями имидазольной группы гистидина и поддержания стабиль ности протонированного состояния имидазольной группы. РК имидазольной группы гистидина при 25о близка к 7 и зависит от того, какие аминокислоты соединяются с гистидином в молекуле белка [2]. Такой принцип регуляции рН получил название “альфа-статной регуляции “. Этот ме ханизм состоит в поддержании постоянной величины имид. Величина имид для внутриклеточной жидкости составляет около 0,55, а для крови - около 0,85. При нормальных значениях рН имида зольные группы гистидина протонированы примерно наполовину. Поэтому эти группы могут об ратимо присоединять или отщеплять протоны. Важную роль имидазольные группы гистидина иг рают при взаимодействии лактатдегидрогеназы с субстратами - пируватом и лактатом для под держания окислительно-восстановительного равновесия при ограниченном доступе кислорода.

ЛДГ в анаэробных условиях присоединяет молекулу пирувата и восстанавливает ее до лактата, если имидазольная группа находится в полупротонированном состоянии. Остатки гистидина при нимают участие в активных центрах многих ферментов и катализируют реакции в прямом и об ратном направлениях. Поэтому их полное протонирование или депротонирование может препят ствовать обратимости реакций. Поддержание рН на уровне обратимости химических реакций име ет одно из важных значений [2, 38, 47]. Структурная организация белков может изменяться в зави симости от рН вплоть до их денатурации. Например, ключевой фермент гликолиза фосфофрукто киназа скелетной мышцы зависит от структурных и кинетических параметров, вызываемых не большими смещениями рН (от 0,1 до нескольких десятых единицы). При сдвиге рН в кислую сто рону он утрачивает стабильность и распадается на неактивные димеры, что приводит к снижению гликолиза в клетке. Буферные свойства внутриклеточной жидкости определяются, главным обра зом гистидином [2, 47].

Буферные дипептидазы – карнозин, ансерин и офидин- содержат гистидин, это обусловле но их небольшой реакционной способностью и рК, близким к оптимальному рН цитозоля. Второй буферной системой является неорганический фосфат, но он участвует в фосфорилировании бел ков. Поддержание рН и имид в определенных биологических пределах создает благоприятные условия для ионизации промежуточных продуктов [2]. Заряженные частицы легче удерживаются в клетке, чем незаряженные (например, фосфорилирование глюкозы в гексокиназной реакции поз воляет сохранить ее в клетках печени).

Известно, что в анаэробных условиях основным метаболическим «топливом» являются уг леводы, в основном гликоген, который в небольших количествах находится во всех тканях, боль шая его часть депонируется в печени. В условиях гипоксии или аноксии (при недостатке кислоро да) потребление глюкозы возрастает (эффект Пастора). Это связано с низкой эффективностью анаэробного гликолиза. При окислительном фосфорилировании выход АТР составляет около моль на 1моль окисленных глюкозильных групп гликогена, а в анаэробных условиях всего 3 моль АТР при гликогенолизе.

Накопление значительных количеств конечных продуктов обычно приводит к сдвигам рН, нарушениям метаболизма, неконтролируемым процессам и к закислению внутриклеточной среды.

Протон является одним из важнейших продуктов клеточного метаболизма, участвующих в аэробном обмене.

При основном обмене человек весом 70 кг потребляет 700 ммоль О 2 в час, при этом образу ется за сутки около 150 г ионов Н+. Это количество протонов расходуется в процессах окисли тельного фосфорилирования, так как расход ионов Н+ тесно коррелируется с ресинтезом АТР и окислением восстановленных компонентов электрон-транспортной системы. Благодаря такому балансу величина рН при аэробном метаболизме остается неизменной [9, 10]. При анаэробном ме таболизме работа этой тщательно сбалансированной системы нарушается. На стехиометрию обра зование протонов значительную роль оказывает величина рН, концентрация свободных ионов Mg2+ и наличие глюкозы или гликогена. Эти процессы тканеспецифичны, а также зависят от функционального состояния различных органов. Следует так же учитывать, что при сдвиге рН крови в щелочную сторону гликолиз, приводящий к образованию АТР из АDР и фосфата (Pi) не приводит к накоплению ионов Н+:

Глюкоза + 2ADP3–+ 2HPO42– 2лактата1–+ 2Н2О+ 2АТР4–.

При значительных сдвигах рН в кислую сторону, реакция протекает с накоплением прото нов:

Глюкоза + 2ADP3–+2Н2РО42– 2лактат1–+ 2НАТР3–+ 2Н+ +2Н2О.

Кроме того, накопление протонов связано с ионами Mg2+, величиной рН и природой сбра живаемого субстрата – глюкозы и гликогена. Поскольку величина рН, концентрация ионов Mg2+ и содержание глюкозы и гликогена в клетках различных органов неодинаково, то процессы накоп ления протонов в результате фосфорилирования будут тканеспецифичными. Если концентрацию ионов Mg2+ принять постоянной, то при понижении рН выход Н + на 1 моль сбраживаемой глюко зы будет нарастать. В результате сбраживания гликогена до лактата (стехиометрия этого процесса иная, так как отсутствует гексокиназная реакция, гликоген является фосфорилированным соеди нением) сопровождается потреблением ионов Н+ при рН, близком к нейтральному.

Гидролиз АТР при расходовании энергии для различных нужд клетки, до ADP, Pi и ионов Н+ имеет свою закономерность. Повышение рН увеличивает продукцию Н+ при гидролизе АТР и уменьшает при гликолизе. Эти закономерности имеют фундаментальное значение, так как они со пряжены между собой, поэтому их нужно рассматривать не изолированно друг от друга, посколь ку один процесс идет с образованием ионов Н+, а другой с их потреблением.

Восстановление метаболического гомеостаза после гипоксии, аноксии и ацидоза осуществ ляется несколькими путями:

окисление лактата в местах его образования;

1.

превращение в гликоген (глюконеогенез);

2.

выделение в кровь;

3.

перенос в печень, почки и превращение в гликоген (цикл Кори).

4.

2.1.2. Метаболический ацидоз при различных патологических состояниях В литературе последних лет значительное место занимают вопросы изучения лактат ацидоза. Впервые он был описан W.E.Huckabee в 1961 году как синдром, характеризующийся резким увеличением концентрации молочной кислоты в крови (до 26 ммоль/л). С этого времени постоянно растет число исследований, посвященных ЛА. К настоящему времени известны обзоры по различным аспектам ЛА [4, 8, 9, 10, 12, 13, 15, 16,17, 32, 33, 56]. Этот интерес, не угасающий в течение многих лет, объясняется до конца неизученным патогенезом ЛА, его неожиданным раз витием и малой эффективностью терапии. Если дыхательные нарушения можно компенсировать адекватной искусственной вентиляцией, то проблема коррекции метаболического ацидоза и, в частности, лактат-ацидоза, остается до сих пор нерешенной окончательно, и дискутируется в многочисленных работах [8, 12, 43, 45, 56, 70].

Определение ЛА, казалось бы, ясно: это нарушение кислотно-основного равновесия, вы званное накоплением в организме молочной кислоты. Однако количественные критерии этого со стояния оцениваются по-разному. Так, [12, 14] считают, что диагноз ЛА может быть установ лен, если концентрация МК превышает 7 ммоль/л, при этом состояние с содержанием МК ниже ммоль/л следует называть гиперлактацидемией;

[126] – если количество МК 5 и более ммоль/л;

[67] – если уровень МК выше нормального (1,3 ммоль/л) и рН (с коррекцией к рСО2 40 мм.рт.ст.) ниже 7,36 в артериальной крови. Применительно к практике анестезиологии и реаниматологии це лесообразно относить к лактат-ацидозу состояния, сопровождающиеся значительным (более ммоль/л) увеличением МК [85].

Применяя метод прямого измерения интрамиокардиального рН во время сердечно легочной реанимации, было установлено, что даже короткий период остановки сердца, вызванный фибрилляцией, характеризуется глубоким ацидозом миокарда – после 5 минут остановки сердца, когда рН артериальной крови все еще остается нормальным, а смешанной венозной составляет 7,26, интрамиокардиальный рН снижается до 6,95 [6].


В настоящее время распространена клиническая [67] классификация молочнокислого аци доза, согласно которой, различают 2 типа ЛА: А – при клинически выраженной гипоксии и В – не связанной с гипоксией. Лактат-ацидоз типа В делят на группы: В1 (возникает на фоне различных заболеваний), В2 (связан с введением различных веществ), В3 (наследственные формы ЛА), В (смешанные формы).

Установлено, что основные факторы риска вызывают в организме два интегративных аль тернативных состояния метаболической системы регуляции кислотно-основного равновесия – компенсированные метаболический ацидоз и метаболический алкалоз, которые являются эндоген ным фактором риска развития хронических распространенных заболеваний человека [31]. Ком пенсированный метаболический ацидоз лежит в основе таких заболеваний, как сахарный диабет, гипертоническая болезнь, заболевания почек, язвенная болезнь двенадцатиперстной кишки, атеро склероз и пародонтит [64, 69, 70].

Метаболический ацидоз развивается при травмах [49], кровотечениях [15, 30, 35], отравле ниях [29, 33, 43], сахарном диабете [12, 15, 16], при острых инфекционных заболеваниях [17], пе ресадке органов [49], острой миокардиальной недостаточности в послеоперационном периоде [13] и многих других состояниях, которые приводят к коагулопатии потребления, гиперфибринолизу и активации функции тромбоцитов.

Выраженный метаболический ацидоз часто обусловлен гиперлактацид- и гиперпирувате мией и сочетается с резким нарушением целостности мембранных структур. Об этом свидетель ствует значительное повышение активности цитоплазматических (ЛДГ) и митохондриальных (изоцитратдегидрогеназы) ферментов в сыворотке крови [56]..Молочная кислота представляет собой конечный продукт гликолиза и образуется в результате восстановления пировиноградной кислоты. Источником протонов и электронов является глицеральдегид-3-фосфат, роль их пере носчика играет кофермент НАД+. Реакция катализируется ЛДГ:

НАД Н СН 3 НСОНСООН НАД СH 3 COCOO В нормальных условиях равновесие этой реакции сдвинуто в сторону образования МК и соотношение МК/ПВК равно 10. Общая продукция МК организмом взрослого человека около 1300-1500 ммоль/сут. При физической нагрузке продукция лактата может увеличиваться в тысячи раз. В обычных условиях большая часть молочной кислоты подвергается метаболическим пре вращениям в печени, а также в почках, миокарде, и других органах [85]. При физической нагрузке скелетные мышцы способны одновременно продуцировать и утилизировать МК. Лактат, посту пивший в печень, окисляется в пируват, чему благоприятствует низкое отношение [NADH]/[NAD+] в цитозоле печени. Пируват затем превращается в печени в глюкозу в реакциях глюконеогенеза. Молочная кислота может также поглощаться легкими из сосудов малого круга кровообращения. Доля МК, подвергающейся окислению, по данным разных авторов, составляет от 10 – 12% до 50 – 90%, а превращается в глюкозу (глюконеогенез) – 10 – 30% [40]. В патологи ческих условиях метаболизм молочной кислоты может значительно меняться, что особенно важно для понимания патогенеза ЛА [19]. В свое время еще [65] выделил 6 факторов, которые могут привести к развитию ЛА: снижение доступа кислорода к клеткам;

нарушение процессов энергооб разования;

блокада дыхательной цепи на уровне цитохромов, ферментов цикла Кребса, торможе ние транспорта восстановительных эквивалентов через мембрану митохондрий;

нарушение мета болизма пировиноградной кислоты. К числу немногих из агентов, роль которых в развитии ЛА в клинике установлена, относятся некоторые представители бигуанидов (антидиабетические сред ства), особенно фенформин и метформин. Этому вопросу посвящен ряд работ и обзоров [23, 27, 83]. Описаны случаи развития метаболического ацидоза и коагулопатии при отравлении фенфор мином [42]. Использование антидиабетического препарата метформина в ряде случаев вызывает молочнокислый ацидоз, особенно у пациентов с нарушением функции печени и почек [23, 26, 27].

Это обусловлено усилением процессов анаэробного гликолиза в стенке кишечника. Однако [25] считает, что ЛА связан не столько с накоплением метформина, сколько с течением основного за болевания. По данным [37] уровень лактата после 3-месячного приема метформина составил 1,23±0,09 ммоль/л против 0,95±0,08 ммоль/л наблюдаемого до лечения. Согласно другому иссле дованию [197]уровень лактата изменился с 1,22±0,04 до 1,68±0,31 ммоль/л после приема метфор мина в дозе от 850 до 2250 мг в сутки в течение 10 недель. Таким образом, вероятность лактат ацидоза, по данным авторов, на фоне приема данных препаратов крайне мала (0 – 0,084 случая на 1000 пациентов в год). Этот риск повышается у больных с гипоксическими состояниями, тяжелой почечной, печеночной, сердечной недостаточностью и у лиц, злоупотребляющих алкоголем. Вве дение продуктов парентерального питания: растворов фруктозы, сорбитола, ксилитола и сбалан сированных жировых эмульсий для парентерального питания новорожденных, а также сокраще ние объема внеклеточной жидкости, отрицательный баланс калия может привести к возникнове нию внутриклеточного метаболического ацидоза [35, 62]. Высокие дозы эпинефрина и ме тилпреднизолона и других стероидных препаратов, используемые в лечении политравмы с повре ждением спинного мозга, являются фактором риска в развитии метаболического ацидоза, особен но на фоне гипергликемии [21]. В клинической практике встречаются случаи ЛА после приема не которых противоопухолевых антибиотиков и противоглистных средств [85]. Некоторые авторы развитие ЛА наблюдали не только при выраженной гипоксии, но и при лейкемии, голодании, отравлениях этанолом, сепсисе.

В последние годы появились сообщения о развитии тяжелого ЛА у ВИЧ – инфициро ванных пациентов на фоне антиретровирусной терапии. Молочнокислый ацидоз наступает до вольно неожиданно и, часто, с быстрым фатальным исходом. Вопрос контроля этого синдрома все еще остается открытым [28, 43, 47]. По данным [49] гиперлактацидемия развивается у паци ентов с нарушениями функции печени, в частности, при трансплантации печени в операционном и раннем послеоперационном периоде. Концентрация молочной кислоты прямо коррелирует со степенью нарушения функции печени – уровнем билирубина и активностью трансаминаз в крови.

В патогенезе ЛА до сих пор остается несколько неясных вопросов. Накопление МК пред полагает стойкое нарушение баланса между ее продукцией и утилизацией. Наиболее очевидной причиной увеличения продукции МК является гипоксия. Однако далеко не всегда, даже резкая, гипоксия или другие состояния, характеризующиеся гиперлактацидемией, приводят к развитию ЛА. С другой стороны, ЛА нередко возникает на фоне состояний, не имеющих ничего общего, на первый взгляд, с гипоксией [85]. Лактацидемию [8-10] связывают с дефектом пируватдегидроге назного комплекса, катализирующего тиаминзависимое декарбоксилирование пирувата. Недоста точность тиамина у людей и экспериментальных животных приводит к серьезному нарушению функции митохондрий [34]. При этом отмечается уменьшение активности тиамин-зависмой кетоглутаратдегидрогеназы и транскетолазы, достоверно увеличивается концентрация лактата вдвое и отмечается снижение рН плазмы и спиномозговой жидкости.

Ряд статей и обзоров посвящены ЛА при MELAS синдроме [22, 31, 48, 50]. Это один из примеров классической митохондриальной энцефаломиопатии. Молекулярный анализ показал наличие дефекта в дыхательной цепи митохондрий, при котором практически у всех пациентов развивается лактат-ацидоз. Подобный синдром может быть связан с мутациями различных генов, одиночные мутации в геноме митохондрий ведут к различным метаболическим нарушениям, в том числе и ЛА. Другие авторы [46] связывают семейную гиперлактацидемию с недостаточной актив ностью пируваткарбоксилазы.

Многие авторы считают, что без нарушения утилизации молочной кислоты развитие ЛА в организме невозможно. Важнейший путь утилизации молочной кислоты - глюконеогенез. Среди ферментов, участвующих в этом процессе высокой чувствительностью к изменениям рН обладает пируваткарбоксилаза. При снижении рН угнетение ее активности может резко затормозить глю конеогенез [85]. По данным [67] способность печени утилизировать МК в нормальных условиях составляет 3400 ммоль/сут. Это вдвое превышает ее продукцию. При ацидозе этот процесс нару шается, при рН крови ниже 7,1 происходит угнетение поглощения МК печенью в 10 раз. Значи тельную роль в патогенезе лактат – ацидоза отводят нарушению функции почек [67]. Снижение рН перфузата до 7,2 – 7,1 активирует удаление МК изолированными почками (в отличие от пе чени), но при дальнейшем снижении рН этот процесс все же нарушается. В почках при ацидозе и других патологических процессах МК может превращаться в глюкозу в результате глюконеоге неза [81]. Хотя авторы считают, что почки удаляют молочную кислоту преимущественно в ре зультате метаболических, а не экскреторных процессов, роль последних при ЛА не следует недо оценивать. После повышения концентрации МК в крови (6 ммоль/л) экскреция лактата с мочой возрастает в линейной зависимости от ее содержания в крови и при выраженном ЛА становится весьма значительной. В этой связи можно еще раз сказать, что молочнокислый ацидоз нередко возникает на фоне сопутствующего нарушения функции почек. Доказательством этого является тот факт, что фенформин на 50% угнетает способность почек к выведению кислот [85]. При сдвиге рН крови ниже 7,2 выведение МК почками снижается [14]. ЛА часто сопровождается по вышением концентрации метаболитов, свидетельствующих о почечной недостаточности (мочеви ны, креатинина, мочевой кислоты). По видимому для развития ЛА необходимо начальное повы шение молочной кислоты в крови вследствие гипоксии или других факторов, вторым условием является нарушение функции органов и тканей (особенно печени) ответственных за утилизацию МК. Далее процесс может развиваться по механизму порочного круга [9, 10, 67, 85].


2.1.3.Механизмы развития ДВС-синдрома при ацидозе.

ДВС-синдром – это один из наиболее распространенных и представляющих большую опасность для пациентов вид патологии гемостаза. Он характеризуется рассеянным свертыванием крови с тромбообразованием и сопровождается массивным потреблением факторов свертывания крови и активацией фибринолиза. ДВC-синдром разивается при многих заболеваниях и практиче ски при всех терминальных состояниях в результате появления в кровотоке тканевого тромбопла стина. Патогенез ДВС-синдрома связан с первичным повреждением эндотелия сосудов. Динамика развития заключается в последовательной активацией гемостаза со сменой фаз гипер- и гипокоа гуляции, свертывания крови, агрегации тромбоцитов и эритроцитов, микротромбозами, блокадой микроциркуляторного русла, истощением компонентов свертывающей системы крови, фибрино лиза, физиологических антикоагулянтов, снижением тромбоцитов. Перечень патологических про цессов, осложненных ДВС-синдромом, составляет более 46 заболеваний, многие из которых со провождаются ацидозом [72, 79, 84].

Полиэтиологичность ДВС-синдрома, безусловно, отражается на особенностях его патоге неза. В зависимости от механизма активации гемостаза можно выделить следующие формы ДВС синдрома: вследствие попадания в кровоток тканевого тромбопластина (по внешнему пути гемо стаза), с преобладанием сосудисто-тромбоцитарного гемостаза в результате генерализованного поражения сосудистого эндотелия;

в результате внутреннего механизма свертывания через XII фактор и фосфолипиды клеточных мембран [58, 60, 61, 70, 71, 75].

Важное значение в развитии ДВС-синдрома придается активности АТ III, нарастание де фицита которого ведет к генерализации внутрисосудистой коагуляции [57].

В описанном [77] тромбогеморрагическом синдроме также приводится этиологическая, па тогенетическая и клиническая классификации, диагностика и терапия. Отмечается, что ТГС синдром протекает с преобладанем активации внутренней системы гемостаза в четыре стадии: ги перкоагулемия, коагулопатия потребления с усилением фибринолиза, дефибринационно фибринолитическая стадия и стадия исходов. Клинически проявляется острым, подострым, хро ническим и рецидивирующим течением при различных заболеваниях, сопровождающихся ацидо зом.

Многие авторы констатируют у больных с тяжелой травмой, политравмой, массивным кро вотечением, а также при развитии септического шока на фоне инфекции граммотрицательными микроорганизмами возникновение триады: метаболического ацидоза, коагулопатии и гипотермии, как наиболее опасных и угрожающих жизни, осложнений [4, 9,10, 11, 85]. Метаболический аци доз [15] описывают при ретроперитонеальных повреждениях, травмах печени и внутрибрюшных кровоизлияниях. При этом, у пациентов с ацидозом во время операции чаще развивается тромбо геморрагический синдром, факторами риска которого являются: рН крови меньше чем 7,18, тем пература тела 33C, цифры протромбинового индекса 16 с, значения тромбопластинового времени 50. Авторы считают, что метаболический ацидоз усиливает коагулопатию у пациентов, требующих массивного переливания крови, при этом гемотрансфузии также могут явиться причи ной нарушения электролитного баланса организма и углубления ацидоза.

Гиперлактацидемия и лактат-ацидоз – важная особенность кардиогенного и других видов шока [15, 93]. Гиперлактацидемия при шоке является ценным прогностическим маркером. Повы шение концентрации лактата от 2,1 до 8,0 mEq% снижает возможность выживаемости от 90% до 10%. Значения лактата, превышающие 7 – 8 mEq% всегда являются критическими. Наряду с по вышенной продукцией молочной кислоты тканями при гипоксии, при поздних стадиях шока по является и ее недостаточное использование печенью (благодаря пониженной перфузии), и цикл Кори становится недействующим. Анаэробный гликолиз обусловливает накопление огромного количества молочной кислоты благодаря тому, что равновесие реакции ПВК + НАДН+Н + = лак тат + НАД+ сдвинуто вправо. Не имея возможности разгружаться в цепи окислительного фосфо рилирования (деятельность которой прекращена из-за отсутствия кислорода), восстановленный НАД, накопившийся в чрезмерном количестве, тормозит процесс синтеза цитрата, замыкая его в основной химический feek-bask, располагающийся между ферментацией и дыханием. Таким обра зом, существующий в избытке НАДН + Н+, останавливает обороты цикла Кребса. Возникает эф фект Crabtree (торможение дыхания ферментацией), характерный для шоковой клетки. В конце концов, восстановленный НАД тормозит и процесс гликолиза, прекращая выработку молочной кислоты, а одновременно с этим и последний энергетический источник энергии. Из числа пагуб ных последствий ацидоза следует упомянуть: ассиметричное открытие шлюза в микроциркуля ции, миокардиальную токсичность, повышенную гидратацию клеток, возникновение сладжей и ДВС, ингибирование активности оксидоредуктаз и лигаз, а также и выход лизосомальных гидро лаз [44, 89, 93].

Введение продуктов парентерального питания: растворов фруктозы, сорбитола, ксилитола и сбалансированных жировых эмульсий для парентерального питания новорожденных, а также сокращение объема внеклеточной жидкости, отрицательный баланс калия может привести к воз никновению внутриклеточного метаболического ацидоза [9, 85]. В клинической практике встре чаются случаи ЛА после приема некоторых противоопухолевых антибиотиков и противоглистных средств [85]. Некоторые авторы развитие ЛА наблюдали не только при выраженной гипоксии, но и при лейкемии, голодании, отравлениях этанолом, сепсисе [71]. Несомненно, что вопросы изуче ния патогенетических аспектов ацидоза и разработка методов коррекции наблюдаемых сдвигов являются весьма актуальными и на сегодняшний день. Продукты метаболизма, вызывающие аци доз, представляют реальную опасность для организма, так как способны не только нарушать функции, но и приводят к морфологическим изменениям в различных органах. Эксперименталь ный ацидоз различной глубины (от рН 7,3 до 6,5 и продолжительности от 5мин до 3 часов) приво дит к неспецифическим морфологическим изменениям во всех изучаемых органах и тканях (поч ках, легких, сердце и др.) [52-55]. Повреждение структуры клеток, межклеточного вещества, тка ней и органов, сопровождающееся нарушением их жизнедеятельности является результатом рас стройства метаболических регуляций. Ведущей причиной, вызывающей дистрофические наруше ния, является снижение окислительных процессов, внутриклеточного дыхания, приводящих к накоплению в тканях кислых продуктов, прежде всего молочной кислоты, и к развитию ацидоза.

В течение нескольких последних десятилетий в медицине развивается метаболическое направление – цель которого анализ обменных процессов различных уровней как основы или фона развития многих болезней. Особенно активно формируются представления о роли нарушений кле точного метаболизма при сердечно-сосудистой патологии. Ключевым звеном этого метаболизма является митохондрия – органелла общего назначения, выполняющая жизненно-важные функции.

Основная роль митохондрий - обеспечение клеток энергией, которая образуется за счет молекул аденозинтрифосфата в биохимических циклах клеточного дыхания.

Больные пороками клапанов сердца (ПКС) составляют значительную часть среди пациен тов с заболеваниями сердечно - сосудистой системы и число их растет [62]. Основным методом лечения этой патологии является хирургическая коррекция ПКС. За последние десятилетия, бла годаря развитию и совершенствованию кардиохирургии, в этой области достигнут значительный прогресс. Однако, у значительной части пациентов, даже после гемодинамически эффективной коррекции ПКС, сохраняется и прогрессирует сердечная недостаточность. По современным пред ставлениям это объясняется исходным состоянием (ремоделированием) миокарда - развитием в нем кардиосклероза и гибернации кардиомиоцитов вследствии хронической гипоперфузии [6].

Известно, что гибернация миокарда, характеризующаяся стойким снижением метаболических процессов в кардиомиоцитах и нарушением их сократительной функции, обратима при нормали зации кровоснабжения [41]. Поэтому восстановление адекватного кровоснабжения миокарда яв ляется важной задачей комплексного хирургического лечения больных ПКС, решение которой невозможно без полного представления перед операцией характера и уровня нарушения кровотока в сердечной мышце.

Возможность количественно оценить миокардиальный кровоток и изучить роль в крово снабжении и метаболизме миокарда всех отделов коронарного русла и интрамуральной сосуди стой сети появилась лишь в последние годы, благодаря широкому применению не только коро нарографии, но и внедрению в клиническую практику новых методов оценки перфузии миокарда:

однофотонной эмиссионной компьютерной томографии, позитронной эмиссионной томографии, магнитно-резонансной томографии. Было выявлено, что ишемия миокарда может быть обусловле на не только патологией проксимального отдела коронарных артерий (спазм, стеноз, окклюзия), но и изменением его дистального отдела и интрамуральных микрососудов. Поэтому стали разли чать ишемическую болезнь сердца и микрососудистую ишемию миокарда, которая в случаи кли нического проявления стенокардией стала обозначаться как кардиальный синдром Х [51, 74]. Как показали данные исследований последних лет, при гипертрофии миокарда, кардиосклерозе, кар диомиопатии, миокардите, а также при метаболическом синдроме (ожирение, сахарный диабет, дислипидемия, гипертоническая болезнь) очень часто (в 30-50% случаев) выявляется именно микрососудистая ишемия миокарда, что позволило рассматривать ее как синдром, свойственный многим заболеваниям [51, 74, 88]. В основе микрососудистой ишемии миокарда могут лежать как обратимые функциональные нарушения кровотока (при дисфункции эндотелия, нарушениях рео логических параметров крови, нарушении диастолической функции миокарда), так и необратимая потеря части микрососудистого русла вследствие ремоделирования миокарда при развитии кар диосклероза или несоответствие количества капилляров возросшей массе сердца при его гипер трофии. Значение микрососудистой ишемии миокарда в полной мере не изучено, но показано, что она может играть важную роль в возникновении жизнеугрожающих аритмий, острой и хрониче ской сердечной недостаточности, ухудшать результаты операций реваскуляризации миокарда и даже быть причиной внезапной смерти [6, 41].

Кардиохирургическая операция в большей степени, чем другие инвазивные методы лечения требует от организма напряжения его функциональных резервов. Длительная искусственная вен тиляция легких, применение искусственного кровообращения, обескровливание сердца на период до 2 часов в условиях фармакологической Холодовой кардиоплегии, обширные хирургические манипуляции в области мощнейших рефлексогенных зон приводят к серьезным сдвигам в ком пенсаторных системах организма человека, вызывая их перенапряжение или даже срыв компенса ции с развитием тяжелых послеоперационных рсложнений. Пусковым механизмом большинства из них является развитие в послеоперационном периоде острой миокардиальной недостаточности, которая в настоящее время является основной причиной летальных исходов при хирургической коррекции пороков сердца [56]. В связи с этим большое внимание кардиохирургов и кардиологов уделяется разработке предоперационного подготовки и послеоперационного ведения больных. У большинства больных более 30% в послеоперационном периоде после митральной комиссурото мии, протезирования митрального клапана, оперированных по поводу ВПС имел место метаболи ческий ацидоз и сердечная слабость различной степени выраженности. Выраженный метаболиче ский ацидоз со сдвигом рН крови ниже 7,3 в большей степени обусловлен лактат- и пируватемией, о чем свидетельствует значительное повышение активности цитоплазматических ЛДГ и митохон дриальных ИЦДГ ферментов в сыворотке крови, а также аденозинтрифосфотазы. Концентрация лактата в крови возрастала до 22,7-32,8мг на 100 мл. Для коррекции метаболических нарушений в послеоперационном периоде применялись сукцианатсодержащие биологически активные веще ства. После введения сукцината отмечается существенное повышение рН крови, увеличение из бытка оснований и стандартного бикарбоната, общего содержания буферных систем, снижение концентрации лактата, таким образом, состояние кислотно-щелочного равновесия в целом при ближается к нормальным величинам [9, 10, 56]. Анализ электронограмм биоптатов миокарда поз воляет говорить о наличии повышении проницаемости лизосомальных мембран, снижении коэф фициента энергетической эффективности митохондрий. Клинические испытания проведенные на больных с пороками сердца и сердечной недостаточностью показали что сукцинат обладает выра женным нормализующим дейтвием при наличии метаболического ацидоза, уменьшает утечку ферментов МВ КФК, ЛДГ, ИЦДГ из клеток, в том числе и из печеночных, во внеклеточную жид кость и кровь. Как стойкая нормализация КЩР, так и стабилизация мембранных структур после введения сукцината, по всей вероятности, связаны с увеличением энергетической обеспеченности тканей.

Целесообразность использования гипотермии в кардиохирургии не вызывает сомнений.

Основным достоинством гипотермии является снижение метаболизма и потребления кислорода.

Поэтому методика гипотермического режима перфузии на долгое время стала обязательной для выполнения сложных реконструктивных операций на сердце. Однако наряду с достоинствами ги потермия вызывает весьма нежелательные изменения в организме: снижение температуры, кото рое сопровождается вазоспазмом и приводит к централизации кровотока, холодовой диурез, воз никающий вследствии подавления антидиуретического гормона, а также выход жидкости в меж клеточное пространство. Растут гематокрит и вязкость крови, что усугубляет расстройства микро циркуляции. Возникновение спазма периферических сосудов и нарушение микроциркуляции при води к тканевой гипоксии, а упрочнение связи гемоглобина с кислородом, в связи с холодовым сдвигом кривой оксигемоглобина влево, еще больше усугубляет гипоксию. Выраженная гиперре активность симпатоадреналовой системы сопровождается резким повышением обменных процес сов, мышечной дрожью и метаболическим ацидозом [56, 73, 74].

С середины 90-х годов все чаще стал применяться нормотермический режим перфузии, ко торый лишен недостатков умеренной гипотермии (28-30°С). Но в связи с часто встречающимися после искусственного кровообращения неврологическими осложнениями в последние годы про водят сеансы искусственного кровообращения со спонтанным охлаждением пациентов до поверх ностной гипотермии (34°С) [73]. Ряд авторов изучали влияние различных температурных режи мов кровообращения на кислотно-щелочное равновесие, параметры метаболизма и тканевой гипо ксии при использовании сочетанной анестезии у больных ИБС на фоне поверхностного уровня наркоза/ Использование сочетанной анестезии при операции аорто-коронарное шунтирование тре бует применения искусственного кровообращения в режиме нормотермии или поверхностной ги потермии. Охлаждение пациента в ходе перфузии до 30-32°С, как правило, сопровождается вазо спазмом и неадекватной оксигенацией тканей, что находит свое отражение в более частом воз никновении метаболического ацидоза, чем при других температурных режимах. Он особенно за метен в конце операции и раннем послеоперационном периоде у пациентов с охлаждением до 30 32°С. При этом содержание лактата выше 3 ммоль/л отмечается у 25% больных[73].

В последнее время в коронарной хирургии повысился интерес к операциям без искусствен ного кровообращения, особенно у пациентов с тяжелой патологией и высоким риском проведения искусственного кровообращения. Достаточно широко в литературе обсуждается проблема гемо стаза у больных в условиях ИК. При операциях МИАКШ после 6 ч операции отмечается усиление генерации тромбина, что является компенсаторной реакцией организма на оперативное вмеша тельство [79]. В первые 24 часа после МИАКШ отмечается увеличение прокоагулянтной актив ности [41]. В тоже время отмечается угнетение системы естественных антикоагулянтов в большей степени антитромбина III [79]. Тромбоцитарное звено гемостаза после операций МИАКШ харак теризуется гиперагрегацией тромбоцитов на фоне умеренного снижения их количества. Активация прокоагулянтной активности тромбоцитов в раннем послеоперационном периоде обеспечивает сохранность системы гемостаза [31]. У больных, оперированных в условиях ИК, в послеопераци онном периоде отмечается дисфункция тромбоцитов, связанная с длительностью и температур ным режимом [79]. Через 6 часов после операции наблюдается активация системы фибринолиза.

Этот процесс, скорее всего, связан с описанным выше увеличением генерации тромбина и носит компенсаторный характер в связи с недостаточностью антикоагулянтов. Некоторые авторы нахо дят повышение Д-димера только у больных с ИК [7], тогда как по данным [79] транзиторный подъем Д-димера отмечается и при МИАКШ. Активация фибринолиза у больных после МИАКШ носит волновой характер с максимальной активацией через 6 часов после операции, что является компенсаторной реакцией на усиление тромбина. Считается, что причиной активации фибриноли за и коагуляции после кардиохирургических операций является использование ИК. В тоже время [79] считают, что обширная хирургическая травма, в большей степени, чем ИК является причиной активации как фибринолиза, так и системы гемостаза за счет выброса тканевых факторов.

Определение лактата в крови представляет собой важный метод мониторинга у больных с тканевой гипоксией. Клинически увеличение лактата в крови связано с обострением заболевания и повышением риска неблагоприятного исхода. Клеткам необходима энергия для нормального функционирования и гомеостаза. Это возможно при нормальном функционировании всех метабо лических циклов, как внутриклеточных, так и внеклеточных [65]. У пациентов, оперированных на «открытом» сердце в условиях искусственного кровообращения, в раннем послеоперационном пе риоде необходимо мониторировать тканевую оксигенацию и контролировать метаболические процессы, происходящие в организме больного. У пациентов, оперированных в гипотермическом режиме ИК, уровень лактата и парциального давления кислорода в венозной крови отличается от такового при операции в нормотермическом режиме. У больных, оперированных в гипотермиче ском режиме ИК, отмечается подъем лактата до 4,2 – 5,6 ммоль/л наряду с повышением уровня РvО2. Через 3 часа после операции уровень Р vО2 нормализуется, а уровень лактата восстанавлива ется только в конце первых суток. При нарушении доставки кислорода к тканям компенсаторно увеличивается его утилизация, и если в этих условиях не изменить условия доставки кислорода, в тканях активируется анаэробный метаболизм, что проявляется повышением уровня лактата. Уро вень лактата в артериальной крови соответствует уровню Р vО2 и часто их изменения предшеству ет клинически значимым гемодинамическим нарушениям. Авторы утверждают, что понижение уровня РvО2 ниже 30 мм.рт.ст. при неизменном режиме вентиляции расценивается авторами как проявление сердечной недостаточности и требует назначения инотропной поддержки (адреналин, дофамин и т.д.), нормализация уровня лактата до 1,5-1,7 ммоль/л является основанием для пре кращения инотропной поддержки. Уровень лактата крови может быть использован как маркер тканевой гипоксии. У пациентов оперированных на «открытом сердце» в условиях искусственного кровообращения, в раннем послеоперационном периоде необходимо мониторировать тканевую оксигенацию и контролировать метаболические процессы, происходящие в организме больных [73, 74, 79].

2.1.4. Морфология органов и тканей при ацидозе.



Pages:   || 2 | 3 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.