CC BY
27
Экспериментальное обоснование применения коллоидных кровезаменителей
при жировой глобулемии
А. Ю. Яковлев1, М. С. Белоус1, А. А. Певнев1, Д. В. Рябиков2
1 Нижегородская областная клиническая больница им. Н. А. Семашко, Россия, 603126, г. Нижний Новгород, ул. Родионова, д. 190 2 Городская клиническая больница № 13, Нижний Новгород, Россия, 603018, г. Нижний Новгород, ул. Патриотов, д. 51
Experimental Justification of the Use of Colloidal Blood Substitutes for Fat Globulemia
Alexey Yu. Yakovlev1, Mikhail S. Belous1, Alexey A. Pevnev1, Dmitry V. Ryabikov2
1 N. A. Semashko Nizhny Novgorod Regional Clinical Hospital, 190 Rodionova Str., 603126 Nizhny Novgorod, Russia
2 City Clinical Hospital № 13, 51 Patriotov Str., 603018 Nizhny Novgorod, Russia
Цель исследования — оценить влияние коллоидных кровезаменителей на жировые глобулы в крови больных с тяжелой сочетанной травмой in vitro.
Материалы и методы. Перфторан, 5% раствор альбумина, декстран-40, декстран-60, модифицированный желатин, гидроксиэтилкрахмалы 200/0,5 и 130/0,42 вносили в кровь 19 пострадавших с тяжелой сочетанной травмой в соотношении 1:20, 1:10, 1:5 и 1:3, что соответствовало добавлению к 0,3 мл крови в пробирке 0,015 мл, 0,03 мл, 0,06 мл, 0,1 мл изучаемого кровезаменителя. Микроскопирование препаратов с оценкой количества и площади жировых глобул проводили с помощью микровизора медицинского проходящего света mVizo-101 (ЛОМО, Россия) через 30 минут эспозиции крови и кровезаменителя и последующей окраски препарата суданом IV. Обработку результатов осуществляли с помощью компьютерной программы JMicroVision 1.2.7.
Результаты. Декстран-60, гидроксиэтилкрахмалы 200/0,5 и 130/0,42 in vitro приводят к снижению количества жировых глобул в крови пострадавших с тяжелой сочетанной травмой пропорционально степени разведения. Модифицированный желатин, декстран-40, 5% раствор альбумина и перфторан обладают выраженным дополнительным эмульгирующим действием на жировые глобулы. Максимальный эмульгирующий эффект получен при добавлении в кровь Перфторана.
Заключение. Полученные в эксперименте данные о влиянии 5% раствора альбумина, модифицированного желатина, декстрана-40 и Перфторана на жировые глобулы открывают перспективу для их дальнейшего клинического применения для профилактики и лечения жировой эмболии.
Ключевые слова: жировая эмболия; жировые глобулы; перфторан; декстран-40; дектран-60; модифицированный желатин; альбумин; гидроксиэтилкрахмал 200/0,5 и 130/0,42
The purpose of the study is to assess in vitro the effect of colloidal blood substitutes on fat globules in the blood of patients with severe polytrauma.
Materials and methods. Perftoran, 5% albumin solution, dextran-40, dextran-60, modified gelatin, hydroxyethyl starches 200/0.5 and 130/0.42 were added to the blood of 19 patients with severe polytrauma at ratios 1:20, 1:10, 1:5 and 1:3, respectively, which corresponded to the addition of 0.015 ml, 0.03 ml, 0.06 ml, 0.1 ml of the blood substitute under test to 0.3 ml of blood in a tube. Microscopy of the samples with assessment of the number and area of fat globules was carried out using a transmitted-light medical microvisor mVizo-101 (LOMO, Russia) 30 minutes after the blood and blood substitute exposure and subsequent staining with Sudan IV. The findings were processed using JMicroVision 1.2.7 software.
Results. Dextran-60, hydroxyethyl starch 200/0.5 and 130/0.42 in vitro lead to a decrease in fat globules in the blood of patients with severe polytrauma in proportion to the dilution degree. Modified gelatin, dextran-40, 5% albumin solution and Perftoran have a significant additional emulsifying effect on the fat globules. The maximum emulsifying effect was obtained after addition of Perftoran to the blood.
Conclusion. The experimental data on the effect of 5% albumin solution, modified gelatin, dextran-40, and Perftoran on fat globules justify the prospect for their further clinical application for prevention and treatment of fat embolism in an extended clinical trials.
Keywords: fat embolism; fat globules; Perftoran; dextran-40; dextran-60; modified gelatin; albumin; hydroxyethyl starch 200/0.5 and 130/0.42.
DQI:10.15360/1813-9779-2018-5-50-57
Адресс для корреспонденции: Correspondence to:
Алексей Яковлев Alexey Y. Yakovlev
E-mail: aritnnru@list.ru E-mail: aritnnru@list.ru
Экспериментальные исследования
Введение
Жировая эмболия (ЖЭ) клиническое состояние, которое характеризуется нарушением функции легких и центральной нервной системы вследствие обтурации микрососудов крупными глобулами жира, наступающее преимущественно после тяжелых травм с переломами длинных трубчатых костей или костей таза [1, 2], но, встречаею-щееся также и при других заболеваниях [3-5].
Несмотря на тот факт, что первые упоминания о наличии жира в капиллярах легких погибшего от торакоабдоминальной травмы датируются серединой XIX века, вопрос этиологии, патогенеза, лечения и профилактики жировой эмболии до сих пор остается открытым [6]. Вследствие того, что пока еще остается неизвестным основной источник появления в крови жировых глобул при тяжелой сочетанной травме, наряду с механической теорией до середины XX века было предложено несколько теорий развития ЖЭ. Одна из них связывает нарушение стабильности эмульсии эндогенных жиров в крови с резким изменением ее коллоидного состава, в том числе и за счет потери альбумина [7].
Результаты клинического применения у больных с тяжелой сочетанной травмой с целью профилактики ЖЭ глюкокортикостероидов, гепарина, этилового спирта, липостабила, эссенциале, препаратов для парентерального питания с разветвленными аминокислотами, декстрана-40 и других препаратов не дают однозначного ответа об эффектах и механизмах действия применяемых препаратов на жировые глобулы [8-11]. Поэтому до сих пор нет четких рекомендаций по лекарственной терапии и профилактики ЖЭ [12]. Инфузионные препараты широко применяются на догоспитальном и раннем госпитальном этапах оказания помощи пострадавшим с тяжелой сочетанной травмой. При выборе инфузионного коллоидного препарата для коррекции гиповолемии при травматическом шоке врачи в первую очередь ориентированы на онкотические характеристики кровезаменителя, его влияние на систему гемостаза и жизненно важные органы без учета воздействия на циркулирующие жировые глобулы [13]. Ранее нами было проведено пилотное экспериментальное исследование влияния 0,9% раствора NaCl, модифицированного желатина, 6% раствора гидроксиэтилкрахма-ла 130/0,42, декстрана 40 и декстрана 60 на жировые глобулы в соотношении 1мл крови : 0,5 мл исследуемого кровезаменителя [14]. Полученные результаты послужили основанием для детального изучения влияния коллоидных кровезаменителей на жировые глобулы в соотношениях, позволяющих применять исследуемые растворы в клинике без превышения предельной суточной дозировки.
Цель исследования — оценить влияние коллоидных кровезаменителей на жировые глобулы в крови пострадавших с тяжелой сочетанной травмой in vitro.
Introduction
Fat embolism (FE) syndrome is a clinical condition characterized by impaired lung and central nervous system functions due to obturation of microvessels by large fat globules; it develops mainly after severe injuries with fractures of long tubular bones or pelvic bones [1, 2], but also develops in other diseases and conditions [3-5].
Despite the fact that the first mentioning of the presence of fat in the lung capillaries of the deceased from thoracoabdominal trauma dates back to the middle of the XIX century, the question of etiology, patho-genesis, treatment and prevention of fat embolism still remains open [6]. Since the main source of fat globules in the blood after severe polytrauma is still unknown, several concepts of the FE have been proposed by the middle of the XX century in addition to the mechanical theory. One of them links the instability of the emulsion of endogenous blood fats with a sharp change in its colloidal composition, including that due to the loss of albumin [7].
Results of the clinical use of glucocorticos-teroids, heparin, ethanol, Lipostabil, Essentiale, drugs for parenteral nutrition with branched-chain amino acids, dextran-40 and other drugs in patients with severe polytrauma for prevention of FE did not provide a clear answer about their effects and mechanisms of action on fat globules [8-11]. Therefore, there are still no clear recommendations on the drug treatment and prevention of FE [12]. Infusion drugs are widely used at prehospital and early hospital stages of care for patients with severe polytrauma. When choosing an infusion colloidal drug to correct hypovolemia in traumatic shock, doctors are primarily focused on the oncotic characteristics of the blood substitute, its effect on the hemostatic system and vital organs without taking into account the impact on circulating fat globules [13]. Previously, we conducted a pilot experimental study of the effect of 0.9% NaCl solution, modified gelatin, 6% hydroxyethyl starch solution 130/0.42, dextran-40 and dextran-60 on fat globules at a ratio of 1ml of blood: 0.5 ml of the blood substitute under test [14]. The obtained results became the basis for a detailed study of the effect of colloidal blood substitutes on fat globules at ratios that allow the use of the tested solutions in the clinical practice without exceeding the maximum daily dosage.
The purpose of the study is to assess in vitro the effect of colloidal blood substitutes on fat globules in the blood of patients with severe polytrauma.
Materials and Methods
A prospective, randomized, limited clinical study was conducted on 665 specimens obtained from the blood of 19 patients with severe polytrauma. A day after the trauma, 15 ml of blood was sampled from the central vein into vacuum BD Vacutainer tubes (Becton Dickinsonand Company, USA) with 3.2% sodium citrate. 7 series of 7 tubes was
Материал и методы
Проспективное рандомизированное исследование провели на 665 препаратах, полученных из крови 19 пострадавших с тяжелой сочетанной травмой. Через сутки после травмы кровь в количестве 15 мл забирали из центральной вены в вакуумные пробирки BD Vacutainer (Becton Dickinsonand Company, США) с 3,2 % цитратом натрия. Было сформировано 7 серий по 7 пробирок, в каждую из которых добавляли по 0,3 мл крови. В 1-й серии в кровь добавляли препарат модифицированного желатина («Гелофузин», B.Braun, Германия), во 2-й серии — препарат декстрана-40 («Декстран 40», «Ист-фарм», Россия), в 3-й серии — препарат декстрана-60 («Полиглюкин», «Биохимик», Россия), в 4-й серии — препарат 6% гидроксиэтилкрахмала (ГЭК) 130/0,42 («Венофундин», B.Braun, Гемания), в 5-й серии — препарат 6% ГЭК 200/0,5 («Гемохес», B.Braun, Германия), в 6-й серии — 5% раствор альбумина («Микроген», Россия), в 7-й серии — перфторан (НПФ «Перфторан», Россия). В каждой серии в кровь добавляли исследуемые препараты в следующих соотношениях: 1:20,1:10, 1:5, 1:3, что соответствовало добавлению к 0,3 мл крови в пробирке 0,015 мл, 0,03 мл, 0,06 мл, 0,1 мл изучаемого кровезаменителя. Препарат и кровь перемешивали путем пятикратного переворачивания пробирки. Экспозиция крови и введенного препарата в пробирке составляла 30 минут. После этого кровь в течение 10 минут центрифугировали при 2 тыс. оборотах. Из самого поверхностного слоя микропипеткой забирали 50 мкл плазмы и вносили ее в пробирку с 50 мкл красителя судан IV. Проводили смешивание плазмы и красителя трехкратным переворачиванием пробирки. Через 1 минуту из полученной смеси забирали 10 мкл, наносили на предметное стекло и исследовали препарат под микроскопом в луче дневного света. При увеличении в 100 раз данное количество препарата образует в среднем 16 полей зрения. Для микроскопического исследования проводили цифровое микрофотографирование всех полей зрения с помощью микровизора медицинского проходящего света mVizo-101 (ЛОМО, Россия) с обработкой результатов с помощью компьютерной программы JMicroVision 1.2.7.
Проводили подсчет всех жировых глобул размером более 1 мкм, дифференцированный подсчет глобул размером 1-7 мкм, 8-20 мкм, 21-50 мкм и более 50 мкм. Отдельно проводили подсчет эмболоопасных глобул размером более 7 мкм, а также суммарной площади жировых глобул размером более 1 мкм.
Статистическую обработку полученных результатов проводили с помощью программ Microsoft Exel и Statistica 6.0 по критериям непараметрической статистики, используя критерий сравнения Шапиро Уилка. Разницу считали статистически значимой при _р<0,05.
Результаты и обсуждение
Проведенные исследования показали, что при добавлении в кровь больных препаратов декстран-60, ГЭК 200/0,5 и ГЭК 130/0,42 происходило снижение количества жировых глобул только пропорционально возникающей гемодилюции (табл. 1).
Следовательно, можно сделать вывод об отсутствии дополнительного эмульгирующего влияния этих препаратов на жировую глобулемию и перспектив их целенаправленного использования для
formed; 0.3 ml of blood was added to each of them. In the 1st series, a modified gelatin preparation was added to blood («Gelofusine», B. Braun, Germany); in the 2nd series, dex-tran-40 («Dextran 40», «East Pharm», Russia); in the 3rd series, a dextran-60 preparation («Polyglucin», «Biokhimik», Russia); in the 4th series, 6% hydroxyethyl starch (HES) 130/0.42 («Venofundin», B. Braun, Germany); in the 5th series, 6% HES 200/0.5 («Hemohes», B. Braun, Germany); in the 6th series, 5% albumin solution («Microgen», Russia); and in the 7th series, Perftoran was added (NPF «Perftoran», Russia). In each series, the drugs under test were added to the blood at the following ratios: 1:20, 1:10, 1:5 and 1:3, respectively, which corresponded to the addition of 0.015 ml, 0.03 ml, 0.06 ml, 0.1 ml of the blood substitute under test to 0.3 ml of blood in a tube. The drug and blood were mixed by a five-fold inversion of the tube. The exposure of blood and the introduced drug in the test tube was 30 minutes. After that, the blood was centrifuged for 10 minutes at 2 thousand rpm. 50 |l of plasma was taken from the surface layer with a micropipette and introduced into a test tube with 50 |l of Sudan IV. The plasma was mixed with the stain by a threefold inversion of the tube. 10 |l of the obtained mixture was taken in a minute, then it was applied onto a slide, and the specimen was examined by a microscope in a beam of daylight. This amount of the drug forms an average of 16 fields of vision at the 100-fold magnification. Digital microphotog-raphy of all fields of vision was carried out for microscopic examination using a medical transmitted-light microvisor mVizo-101 (LOMO, Russia) with subsequent processing of the findings using JMicroVision 1.2.7 software.
All fat globules larger than 1 |m were counted; differential count of globules with a size of 1-7 |im, 8-20 |im, 21-50 |im and 50 |im was carried out. Globules with em-bolic potential larger than 7 |m and the total area of fat globules larger than 1 |m were calculated separately.
The statistical processing of the findings was performed by means of Microsoft Excel and Statistica 6.0 software by non-parametric statistics criteria using Shapiro Wilk test. Differences were considered to be statistically significant at P<0.05.
Results and Discussion
Studies have shown that the addition of dextran-60, HES 200/0.5 and HES 130/0.42 to patient's blood resulted in a decrease in the number of fat globules only in proportion to the hemodilution (table ).
Therefore, it can be concluded that there is no additional emulsifying effect of these drugs on fat globulemia and there are no prospects of their targeted use for the prevention and treatment of fat embolism in severe polytrauma, because the daily dosage of these drugs permitted in the clinic is less than the ratio of 1:3 studied in the experiment.
After in vitro addition of modified gelatin, dex-tran-40 and 5% albumin solution to the blood, we observed approximately the same effect on reduction of the number of large globules larger than 50 |m and 2150 |m. A decrease in the number of globules larger than 50 |m after introduction of modified gelatin to the blood at a ratio of 1: 3 was equal to 79%, after addition of dextran-40 and 5% albumin solution it was 85.7% and 79.7%, respectively. At that, the number of
Экспериментальные исследования
Влияние инфузионных сред на состояние жировых глобул in vitro. The effect of infusion media on the state of fat globules in vitro.
Series Infusion drug Values of parameters
Baseline Infusion drug:blood ratio
1:20 1:10 1:5 1:3
The number of globules larger than 1 ^m in the sample, pcs.
1 Modified gelatin 105.6±11.6 111.3±14.53457 116.7±10.53457 149.8±16.8*3457 183.2±20.2*м
2 Dextran-40 104.7±10.5 116.4±14.03457 123.0±11.1*3457 151.0±18.1*3457 179.8±18.0 *3457
3 Dextran-60 106.5±7.5 101.2±10.11267 95.9±8.6*1267 85.2±8.5*1267 74.6±5.2*1267
4 HES 130/0.42 102.8±13.4 97.7±12.71267 92.5±8.3*1267 82.2±10.7*1267 72.0±9.4*1267
5 HES 200/0.5 103.8±12.5 98.6±7.91267 93.4±8.41267 83.0±6.6*1267 72.7±8.7*1267
6 5% albumin solution 106.8±13.9 110.7±13.33457 119.8±10.23457 141.3±17.0*3457 155.8±20.3*3457
7 Perftoran 103.1±13.4 190.5±17.1*123456 270.3±24.3*123456 471±42.4*123456 605.2±78.7*123456
The number of globules larger than 50 ^m in the sample, pcs.
1 Modified gelatin 11.4±1.1 9.9±1.2 * 3457 8.4± 0.8 *3457 4.8±0.6*345 2.4±0.2*345
2 Dextran-40 12.9±0.9 10.5±1.1*3457 9.0± 0.8 *3457 5.1±0.5*345 2.1±0.1*345
3 Dextran-60 12.6±1.6 12.0±1.41267 11.3±1.01267 10.1±1.3*1267 8.8±1.1*1267
4 HES 130/0.42 13.1±1.6 12.4±1.01267 11.8±1.11267 10.5±0.8*1267 9.2±1.1*1267
5 HES 200/0.5 11.4±1.5 10.8±1.31267 10.3±0.91267 9 1±1 1*1267 8.0±0.8*1267
6 5% albumin solution 12.3±1.6 10.7±1.0 * 3457 9.1±0.8 *3457 4.9±0.4*345 2.5±0.3*345
7 Perftoran 11.5±1.3 5 1±0 7*123456 1 3±0 1*123456 — —
The number of 21-50 ^m globules in the sample, pcs.
1 Modified gelatin 14.3±1.0 12.8±1.33457 11.3±1.0*3457 6.5±0.6*3457 3.1±0.2 * 3457
2 Dextran-40 14.9±1.9 13.4±1.73457 11.9±1.1*3457 7.5±1.3 *3457 4.3±1.1*3457
3 Dextran-60 15.7±1.8 14.9±1.21267 14.1±1.31267 12.6±1.0*1267 11.0±1.3*1267
4 HES 130/0.42 15.4±2.0 14.6±1.81267 13.9±1.2*1267 12.3±1.5*1267 10.8±1.4*1267
5 HES 200/0.5 15.9±2.1 15.1±1.41267 14.3±1.3*1267 12.7±1.1*1267 11.1±1.4*1267
6 5% albumin solution 15.2±1.7 13.7±1.83457 10.9±1.1*3457 7.7±1.0 * 3457 4.5± 0.4 * 3457
7 Perftoran 14.4±1.4 10 1±1 2*123456 4.5±0.4*123456 1.7±0.2*123456 0.5± 0.1*123456
The number of 8-20 ^m globules in the sample, pcs.
1 Modified gelatin 25.6+3.3 24.5+3.2* 23.4+2.1* 21.2+2.8* 19.0+2.5*
2 Dextran-40 25.9+3.1 24.5+2.0* 23.1+2.1* 20.3+1.6* 17.5+2.1*
3 Dextran-60 26.1+3.4 24.8+3.0* 23.5+2.1* 20.9+2.5* 18.3+2.4*
4 HES 130/0.42 26.4+3.4 25.1+2.3* 23.8+2.1* 21.1+1.9* 18.5+2.4*
5 HES 200/0.5 26.8+2.9 25.5+3.3* 24.1+2.2* 21.4+2.8* 18.8+2.1*
6 5% albumin solution 27.1+2.8 26.0+3.1* 24.9+2.2* 22.7+2.7* 20.5+2.1*
7 Perftoran 25.7+2.8 35.0+3.5*123456 41.4+3.7*123456 22.1+2.2* 15.2+1.1*123456
The number of 1-7 ^m globules in the sample, pcs.
1 Modified gelatin 54.3±6.5 64.1±5.1*3457 73.6±6.6*3457 117.3±9.4 *3457 158.7±19.0 *3457
2 Dextran-40 51.0±6.6 68.0± 8.2 *3457 79.0±7.1*3457 118.1±14.2 *3457 155.9±17.1*3457
3 Dextran-60 52.1±6.8 49.5±4.5*1267 46.9±4.2*1267 41.7±3.8*1267 36.5±4.7*1267
4 HES 130/0.42 47.9±5.3 45.5±5.9*1267 43.13.9*1267 38.3±5.0*1267 33.5±3.3*1267
5 HES 200/0.5 49.7±5.0 47.2±5.7*1267 44.7±4.0*1267 39.8±4.8*1267 34.8±3.4*1267
6 5% albumin solution 52.2±3.9 60.3± 6.0 *3457 79.6±6.2*3457 106.0±10.1*3457 128.3±10.0 *3457
7 Perftoran 51.5±6.7 124.3±16.2*123456 190.5±17.1*123456 417.3±54.2*123456 573.7±74.6*123456
The number of globules larger than 7 ^m in the sample, pcs.
1 Modified gelatin 51.3±6.7 47.2±5.7 43.1±3.9*345 32.5±3.9*3457 24.5±3.2*3457
2 Dextran-40 53.7±7.0 48.4±4.4 44.0±4.0*345 32.9±3.0*3457 23.9± 3.1*3457
3 Dextran-60 54.4±6.0 51.7±6.7 49.0±4.8*1267 43.5±5.7*1267 38.1±4.0*1267
4 HES 130/0.42 54.9±5.5 52.2±6.3 49.4±4.6*1267 43.9±5.3*1267 38.4±3.8*1267
5 HES 200/0.5 54.1±3.8 51.4±5.1 48.7±4.5*1267 43.3±4.3*1267 37.7±3.7*1267
6 5% albumin solution 54.6±7.1 50.4±6.6 42.4±5.5*345 35.3±4.6*3457 27.5±2.9*3457
7 Perftoran 51.6±6.2 50.2±4.0 38.4±4.6*12345 23.8±1.9*123456 15.7±1.9*123456
Note. * — statistical significance in relation to the baseline; 1234567 — statistical significance in relation to the corresponding experimental series at the same study stages.
Примечание. Для табл. и рис.: Series — серии; Infusion drug — инфузионный препарат; Baseline — исходные значения; blood — кровь; ratio — соотношение; Values of parameters — значения параметров; The number of globules ... in the sample, pcs. — количество глобул размером ... в препарате, шт.; larger than — более чем; Modified gelatin — модифицированный желатин. * — статистическая значимость относительно исходного состояния; 1234567 — статистическая значимость относительно соответствующей серии эксперимента на одинаковых этапах исследования.
профилактики и лечения жировой эмболии при тяжелой сочетанной травме, так как разрешенные в клинике суточные дозировки этих препаратов меньше изучаемого соотношения 1:3 в эксперименте.
При добавлении in vitro в кровь препарата модифицированного желатина, декстрана-40 и 5%
globules larger than 1 ^m increased by 73.5%, 71.7% and 45.9%, respectively. The growth in the number of globules was due to an increase in the number of small globules ranging in size from 1 to 7 ^m, which confirms the emulsifying effect of the studied drugs. The number of globules with embolic potential larger than 7 ^m de-
раствора альбумина нами отмечено примерно одинаковое влияние на снижение количества крупных глобул размером более 50 мкм и 21-50 мкм. При введении препарата модифицированного желатина в кровь в соотношении 1:3 снижение количества глобул размером более 50 мкм составило 79%, декстрана-40 — 85,7 и 5% раствора альбумина — 79,7%. При этом количество глобул размером более 1 мкм увеличилось на 73,5, 71,7 и 45,9% соответственно. Рост числа глобул произошел за счет увеличения количества мелких глобул размером от 1 до 7 мкм, что подтверждает эмульгирующее действие изучаемых препаратов. Количество потенциально эмболоопасных глобул размером более 7 мкм при добавлении модифицированного желатина в кровь в соотношении 1:3 уменьшилось на 52,3%, декстрана-40 — на 55,5 и 5% раствора альбумина — на 49,7%. Учитывая, что при добавлении в кровь препарата модифицированного желатина общая суммарная площадь жировых глобул размером более 7 мкм в препарате снизилась на 75,3%, можно утверждать, что количество эмболоопасно-го жира в крови уменьшилось соответственно полученному результату. Сходную динамику получили при добавлении в кровь декстрана-40 и 5% раствора альбумина.
Основное действие на жировые глобулы препарата модифицированного желатина, декстрана-40 и 5% раствора альбумина возможно основано на связывании доменами желатина, декстрана и альбумина свободных жирных кислот, входящих в состав жировых глобул и участвующих в слиянии глобул с увеличением их размера [15]. Альбумин участвуют в мицеллярном катализе вазоактивных форм оксида азота. Каталитическая способность альбумина при связывании со свободными жирными кислотами снижается. В результате этого уменьшается количество низкомолекулярных S-нитрозо-тиолов, что может приводить к усугублению нарушений микроциркуляции в клинике [16, 17].
При добавлении in vitro Перфторана в кровь в соотношении 1:3 нами отмечено снижение количества глобул размером более 7 мкм на 69,6%. При соотношении 1:10 количество крупных глобул размером более 50 мкм уменьшилось на 88,5%, а при увеличении соотношения препарат:кровь — наиболее опасные в отношении эмболии артериол системы микроциркуляции крупные глобулы не определялись. Эмульгирующее действие Перфторана на жировые глобулы in vitro многократно превысило таковое у препарата модифицированного желатина, декстрана-40 и 5% раствора альбумина. Количество глобул размером более 1 мкм увеличилось в 2,6 раза за счет пропорционального снижения количества глобул размером более 7 мкм, с резким увеличением глобул размером от 1 до 7 мкм. Снижение суммарной площади крупных глобул после добавления Перфторана в кровь в соотношении 1:10 было сопоставимо с результатами,
creased by 52.3% after addition of modified gelatin to the blood at a ratio of 1:3, by 55.5% after addition of dextran-40 and by 49.7% after 5% albumin solution. Since the total area of fat globules larger than 7 ^m in the specimen decreased by 75.3 % after addition of modified gelatin to the blood, it can be concluded that the number fat with the embolic potential in the blood decreased in accordance with the obtained result. Similar dynamics was obtained after adding dextran-40 and 5% albumin solution to the blood.
The main effect of modified gelatin, dextran-40 and 5% albumin solution on fat globules is possibly based on the binding of free fatty acids (that are part of the fat globules and involved in merging of globules with a subsequent increase in their size) by gelatin, dextran and albumin domains [15]. Albumin is involved in the micellar catalysis of vasoactive forms of nitric oxide. The catalytic ability of albumin is reduced while binding to free fatty acids. As a result, the amount of low molecular weight S-nitrosothiols decreases that can worsen microcirculatory disorders in the clinical practice [16, 17].
When Perftoran is in vitro added to the blood at a ratio of 1: 3, we observed a 69.6% decrease in the number of globules larger than 7 ^m. At a ratio of 1:10, the number of large globules larger than 50 ^m decreased by 88.5%; and with an increase in the drug:blood ratio, large globules which were the most dangerous ones for the embolism of the arterioles of the microcirculation system were not determined. The emulsifying effect of Perftorane on fat globules in vitro exceeded that of modified gelatin, dextran-40, and 5% albumin solution manyfold. The number of globules larger than 1 ^m increased 2.6-fold due to a proportional decrease in the number of globules larger than 7 ^m, with a sharp increase in globules ranging in size from 1 to 7 ^m. The decrease in the total area of large globules after the addition of Perftoran to the blood at a ratio of 1:10 was comparable to the results obtained with the introduction of modified gelatin, dex-tran-40 and 5% albumin solution in the blood at a ratio of 1:3.
The effect of colloidal preparations on the total area off fat globules is presented in the figure.
A significantly more pronounced emulsifying effect of Perftoran found in the study can be associated not only with the binding of free fatty acids, but also with the presence of the superficially active substance proxanol-286 in the drug forrmulation [18]. In addition to the basic oxygen-transport properties of per-fluorocarbon compounds, their corrective action on RBC membranes is known, thus preventing the development of the hypercoagulation phase of DIC syndrome [19, 20]. The reduction of the total area of fat globules after addition of modified gelatin, dextran-40, 5% albumin solution, and especially of Perftoran is a direct evidence of the reduction of the amount of fat with embolic potential in the blood, despite the increase in the number of globules larger than 1 ^m.
Экспериментальные исследования
Влияние коллоидных препаратов на суммарную площадь жировых глобул в препарате, мкм2. The effect of colloidal preparations on the total area off fat globules in a sample, ^m2.
Note. * — statistical significance in relation to the baseline; 1234567 — statistical significance in relation to the corresponding experimental series at the same study stages.
Примечание. Total area of fat globules, дт2 — суммарная площадь жировых глобул, мкм2. * — статистическая значимость относительно исходного состояния; 1234567 — статистическая значимость относительно соответствующей серии эксперимента на одинаковых этапах исследования.
полученными при введении модифицированного желатина, декстрана-40 и 5% раствора альбумина в кровь в соотношении 1:3.
Влияние коллоидных препаратов на суммарную площадь жировых глобул в препарате представлено на рисунке.
Обнаруженный достоверно более выраженный эмульгирующий эффект Перфторана может быть связан не только со связыванием свободных жирных кислот, но и с наличием в составе препарата поверхностно активного вещества проксанол-286 [18]. Помимо основных кислороднотранспорт-ных свойств перфторуглеродных соединений известно их корригирующее действие на мембраны эритроцитов, препятствующее развитию гиперкоа-гуляционной фазы ДВС-синдрома [19, 20]. Уменьшение суммарной площади жировых глобул при добавлении препарата модифицированного желатина, декстрана-40, 5% раствора альбумина и особенно Перфторана является прямым свидетельством уменьшения количества потенциально эмболоопасного жира в крови, несмотря на увеличение количества глобул размером более 1 мкм. В прогностическом плане данная ситуация потенциально намного благоприятнее для пострадавших
From the prognostic point of view, this situation is potentially much more favorable for patients with severe polytrauma and other conditions dangerous for the development of fat embolism. When using colloidal drugs for the prevention and treatment of fat embolism, it is necessary to take into account not only the possibility of their potential impact on fat globules, but also the impact on systemic hemodynamics, hemo-stasis, organ dysfunction and the maximum permitted dosage of blood substitutes in the clinical practice.
Conclusion
Dextran-60, hydroxyethyl starch 200/0.5 and 130/0.42 in vitro lead to a decrease in fat globules in the blood of patients with severe polytrauma in proportion to the dilution degree. Modified gelatin, dex-tran-40, 5% albumin solution and Perftpran have a pronounced additional emulsifying effect on the fat globules. Addition of 5% albumin solution, modified gelatin and dextran-40 to the blood at a ratio of 1: 3 leads to a decrease in the number of fat globules with embolic potential larger than 7 ^m by 52.3%, 55.5% and 49.7%, respectively, which opens up prospects for the use of these colloidal blood substitutes for the early prevention of fat embolism in patients with se-
с тяжелой сочетанной травмой и другими состояниями, опасными в отношении развития жировой эмболии. При использовании коллоидных препаратов для предупреждения и лечения жировой эмболии необходимо учитывать не только возможность их потенциального воздействия на жировые глобулы, но и воздействие на системную гемодинамику, гемостаз, органную дисфункцию и максимально разрешенные в клинике дозировки кровезаменителей.
Заключение
Препараты декстран-60, ГЭК 200/0,5 и ГЭК 130/0,42 in vitro приводят к снижению количества жировых глобул в крови пострадавших с тяжелой сочетанной травмой пропорционально степени разведения. Модифицированный желатин, декстран-40, 5% раствор альбумина и перфторан обладают выраженным дополнительным эмульгирующим действием на жировые глобулы. Добавление 5% раствора альбумина, модифицированного желатина и декс-трана-40 в кровь в соотношении 1:3 приводит к снижению количества потенциально эмболопасных жировых глобул размером более 7 мкм соответственно на 52,3, 55,5 и 49,7%, что открывает перспективы применения этих коллоидных кровезаменителей с целью ранней профилактики жировой эмболии у больных с тяжелой сочетанной травмой с
Литература
1. Kwiatt M.E., Seamon M.J. Fat embolism syndrome. Int. J. Crit. Ittn. Inj. Sci. 2013; 3 (1): 64-68. DOI: 10.4103/2229-5151.109426. PMID: 23724388
2. Kosova E, Bergmark B, Piazza G. Fat embolism syndrome. Circulation. 2015; 131 (3): 317-320. DOI: 10.1161/CIRCULATI0NAHA.114.010835. PMID: 25601951
3. George J, George R, Dixit R, Gupta R.C., Gupta N. Fat embolism syndrome. Lung India. 2013; 30 (1): 47-53. DOI: 10.4103/0970-2113.106133. PMID: 23661916
4. Cardenas-Camarena L, Gerardo L. P. A., Duran H, Bayter-MarinJ. E. Strategies for reducing fatal complications in liposuction. Plast. Reconstr. Surg. Glob. Open. 2017; 5 (10): e1539. DOI: 10.1097/G0X.0000000000001539. PMID: 29184746
5. Dhakal L.P., Bourgeois K, Barrett K.M, Freeman W.D. The "starfield" pattern of cerebral fat embolism from bone marrow necrosis in sickle cell crisis. Neurohospitalist. 2015; 5 (2): 74-76. DOI: 10.1177/1941874414554300. PMID: 25829988
6. Zenker F.A. Beitragezuranatomie und physiologie der lunge. J. Braunsdorf. 1861.
7. Lehman E.P., Moore R.M. Fat embolism, including experimental production without trauma. Arch. Surg. 1927; 14: 621. DOI: 10.1001/arch-surg.1927.01130150002001
8. AgarwalA.K., Sen R, Tripathy S.K, Aggarwal S, G N., Gupta D. Is there any role of inhalational corticosteroids in the prophylaxis of post-traumatic fat embolism syndrome? Cureus. 2015; 7 (9): e332. DOI: 10.7759/cureus.332. PMID: 26543690
9. Sen R.K., Tripathy S.K, Krishnan V. Role of corticosteroid as a prophylactic measure in fat embolism syndrome: a literature review. Musculoskelet Surg. 2012; 96 (1): 1-8. DOI: 10.1007/s12306-011-0156-1. PMID: 21773697
10. Sen R.K., Prakash S., Tripathy S.K, Agarwal A, Sen I.M. Inhalational Cic-lesonide found beneficial in prevention of fat embolism syndrome and improvement of hypoxia in isolated skeletal trauma victims. Eur. J. Trauma Emerg. Surg. 2016; 43 (3): 313-318. DOI: 10.1007/s00068-016-0633-1. PMID: 26781645
11. Liu X.M., HuangJ.C, Wang G.D., Lan S.H., Wang U.S., Pan C.W., Zhang J.P, Cai X.U. Clinical effectiveness analysis of dextran 40 plus dexamet-hasone on the prevention of fat embolism syndrome. Int.J. Clin. Exp. Med. 2014; 7 (8): 2343-2346. PMID: 25232433
vere polytrauma, taking into account the maximum permitted daily dosage of the drug. Among the studied drugs, in vitro Perftoran has the maximum emulsifying effect, reducing the amount of fat globules larger than 7 ^m by 69.6% when added to the blood at a ratio of 1:3 and completely emulsifying globules larger than 50 ^m, which allows to continue the research on the clinical efficacy of this drug not only for the prevention of fat embolism, but also for its treatment.
The obtained results open up new opportunities for targeted use of infusion drugs in patients with severe polytrauma.
учетом максимально разрешенной суточной дозировки препарата. Перфторан обладает максимальным эмульгирующим действием среди изученных препаратов in vitro, снижая количество жировых глобул размером более 7 мкм при добавлении в кровь в соотношении 1:3 на 69,6%, полностью эмульгируя глобулы размером более 50 мкм, что позволяет продолжить исследования клинической эффективности этого препарата не только с целью профилактики жировой эмболии, но и для ее лечения.
Полученные результаты открывают новые возможности целенаправленного применения инфузионных препаратов у пострадавших с тяжелой сочетанной травмой.
References
1. Kwiatt M.E., Seamon M.J. Fat embolism syndrome. Int. J. Crit. Illn. Inj. Sci. 2013; 3 (1): 64-68. DOI: 10.4103/2229-5151.109426. PMID: 23724388
2. Kosova E, Bergmark B, Piazza G. Fat embolism syndrome. Circulation. 2015; 131 (3): 317-320. DOI: 10.1161/CIRCULATI0NAHA.114.010835. PMID: 25601951
3. George J, George R, Dixit R, Gupta R.C., Gupta N. Fat embolism syndrome. Lung India. 2013; 30 (1): 47-53. DOI: 10.4103/0970-2113.106133. PMID: 23661916
4. Cardenas-Camarena L, Gerardo L. P. A., Duran H, Bayter-MarinJ. E. Strategies for reducing fatal complications in liposuction. Plast. Reconstr. Surg. Glob. Open. 2017; 5 (10): e1539. DOI: 10.1097/G0X.0000000000001539. PMID: 29184746
5. Dhakal L.P., Bourgeois K, Barrett K.M, Freeman W.D. The "starfield" pattern of cerebral fat embolism from bone marrow necrosis in sickle cell crisis. Neurohospitalist. 2015; 5 (2): 74-76. DOI: 10.1177/1941874414554300. PMID: 25829988
6. Zenker F.A. Beitragezuranatomie und physiologie der lunge. J. Braunsdorf. 1861.
7. Lehman E.P., Moore R.M. Fat embolism, including experimental production without trauma. Arch Surg. 1927; 14: 621. DOI: 10.1001/arch-surg.1927.01130150002001
8. Agarwal A.K., Sen R., Tripathy S.K, Aggarwal S, G N., Gupta D. Is there any role of inhalational corticosteroids in the prophylaxis of post-traumatic fat embolism syndrome? Cureus. 2015; 7 (9): e332. DOI: 10.7759/cureus.332. PMID: 26543690
9. Sen R.K., Tripathy S.K, Krishnan V. Role of corticosteroid as a prophylactic measure in fat embolism syndrome: a literature review. Musculoskelet Surg. 2012; 96 (1): 1-8. DOI: 10.1007/s12306-011-0156-1. PMID: 21773697
10. Sen R.K., Prakash S., Tripathy S.K, Agarwal A, Sen I.M. Inhalational Cic-lesonide found beneficial in prevention of fat embolism syndrome and improvement of hypoxia in isolated skeletal trauma victims. Eur. J. Trauma Emerg. Surg. 2016; 43 (3): 313-318. DOI: 10.1007/s00068-016-0633-1. PMID: 26781645
11. Liu X.M., HuangJ.C, Wang G.D., Lan S.H., Wang H.S., Pan C.W., Zhang J.P, Cai X.H. Clinical effectiveness analysis of dextran 40 plus dexamet-hasone on the prevention of fat embolism syndrome. Int.J. Clin. Exp. Med. 2014; 7 (8): 2343-2346. PMID: 25232433
DOI:10.15360/1813-9779-2018-5-50-57 Экспериментальные исследования
12. Плахотина Е.Н., Бочаров С.Н., Творогова С.С., Дмитриева Л.А., Родионова Л.В., Кинаш И.Н. Эффективность лечения экспериментальной жировой эмболии наиболее часто применяемыми в клинической практике препаратами. Бюл. ВСНЦ СО РАМН. 2005; 6: 157—161.
13. Li S, Zou D, Qin Z, Liu N., Zhang J., Li Z., Shao Y., Deng K., Chen Y., Huang P. Non fracture-associated pulmonary fat embolism after blunt force fatality: case report and review of the literature. Am.J. Forensic. Med. Pathol. 2015; 36 (2): 61-65. DOI: 10.1097/PAF.0000000000000142. PMID: 25651164
14. Певнев А.А., Белоус М.С., Чистяков С.И., Яковлев А.Ю. Влияние коллоидных инфузионных растворов на жировые глобулы in vitro. Соврем. технологии в медицине. 2016; 8 (4): 306-308.
15. Титов В.Н., Рожкова Т.А., Амелюшкина В.А. Жирные кислоты, три-глицериды, гипертриглицеридемия, гипергликемия и инсулин (патогенез, диагностика и лечение). М.: Инфра-М; 2016: 198. ISBN 978-5-16-011325-8
16. Rafikova O., Sokolova E., Rafikov R., Nudler E. Control of plasma nitric oxide bioactivity by perfluorocarbons: physiological mechanisms and clinical implications. Circulation. 2004; 110 (23): 3573-3580. DOI: 10.1161/01.CIR.0000148782.37563.F8. PMID: 15557364
17. Rafikova O., Rafikov R., Nudler E. Catalysis of S-nitrosothiols formation by serum albumin: the mechanism and implication in vascular control. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2002; 99 (9): 5913-5918. DOI: 10.1073/pnas.092048999. PMID: 11983891
18. Мороз В.В., МолчановаЛ.В., Герасимов Л.В., Остапченко ДА., Ершова Л.И., Лиховецкая З.М., Горбунова Н.А. Влияние перфторана на гемо-реологию и гемолиз у больных с тяжелой травмой и кровопотерей. Общая реаниматология. 2006; 2 (1): 5-11. DOI: 10.15360/1813-97792006-1-5-11
19. Мороз В.В., Рыжков И.А. Острая кровопотеря: регионарный кровоток и микроциркуляция (обзор, часть I). Общая реаниматология. 2016; 12 (2): 66-89. DOI: 10.15360/1813-9779-2016-2-56-65
20. Мороз В.В., Новодержкина И.С., Афанасьев А.В., Заржецкий Ю.В., Рыжков И.А., Козлова Е.К., Черныш А.М. Влияние перфторана на наноструктуру мембран дискоцита и стоматоцита после острой крово-потери. Общая реаниматология. 2017; 13 (2): 32-39. DOI: 10.15360/1813-9779-2017-2-32-39
Поступила 02.04.18
12. Plakhotina E.N., Bocharov S.N., Tvorogova S.S., DmitrievaLA., Rodionova L.V., KinashI.N. The effectiveness of experimental fat embolism treatment with preparations more often used in clinical practice. Byulleten VSNTs SO RAMN. 2005; 6: 157-161. [In Russ.]
13. Li S., Zou D., Qin Z., Liu N., Zhang J., Li Z., Shao Y., Deng K., Chen Y., Huang P. Non fracture-associated pulmonary fat embolism after blunt force fatality: case report and review of the literature. Am.J. Forensic. Med. Pathol. 2015; 36 (2): 61-65. DOI: 10.1097/PAF.0000000000000142. PMID: 25651164
14. Pevnev A.A., Belous M.S., Chistyakov S.I., Yakovlev A.Yu.. In vitro effect of colloid infusion solutions on fat globules. Sovremennye Tekhnologii v Me-ditsine. 2016; 8 (4): 306-308. [In Russ.]
15. Titov V.N., Rozhkova TA., Amelyushkina VA. Fatty acids, triglycerides, hypertriglyceridemia, hyperglycemia and insulin (pathogenesis, diagnosis and treatment). Moscow: Infra-M; 2016: 198. ISBN 978-5-16011325-8. [In Russ.]
16. Rafikova O., Sokolova E., Rafikov R., Nudler E. Control of plasma nitric oxide bioactivity by perfluorocarbons: physiological mechanisms and clinical implications. Circulation. 2004; 110 (23): 3573-3580. DOI: 10.1161/01.CIR.0000148782.37563.F8. PMID: 15557364
17. Rafikova O., Rafikov R., NudlerE. Catalysis of S-nitrosothiols formation by serum albumin: the mechanism and implication in vascular control. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2002; 99 (9): 5913-5918. DOI: 10.1073/pnas.092048999. PMID: 11983891
18. Moroz V.V., MolchanovaL.V., GerasimovL.V., OstapchenkoDA., Yershova L.I., Likhovetskaya Z.M., Gorbunova N.A. Blood rheological and hemolytic effects of perfluorane in patients with severe injury and blood loss. Obshchaya Reanimatologiya = GeneralReanimatology. 2006; 2 (1): 5-11. DOI: 10.15360/1813-9779-2006-1-5-11. [In Russ., In Engl.]
19. Moroz V.V., Ryzhkov I.A. Acute blood loss: regional blood flow and microcirculation (review, part I). Obshchaya Reanimatologiya = General Reanimatology. 2016; 12 (2): 66-89. DOI: 10.15360/1813-9779-2016-256-65. [In Russ., In Engl.]
20. Moroz V.V., NovoderzhkinaI.S., AfanasyevA.V., Zarzhetsky Y.V., Ryzhkov I.A., Kozlova E.K., ChernyshA.M. Effect of perftoran on membrane nano-structure of discocyte and stomatocyte after acute blood loss. Obshchaya Reanimatologiya = General Reanimatology. 2017; 13 (2): 32-39. DOI: 10.15360/1813-9779-2017-2-32-39. [In Russ., In Engl.]
Received 02.04.18
___ _ _ _
международный календарь конференции анестезиологов-реаниматологов 2019
17-19 мая
XVI Всероссийская научно-образовательная конференция «Рекомендации и индивидуальные подходы в анестезиологии и реаниматологии» Геленджик, Россия • www.conf-airkuban.ru
1-3 июня
ЕВРОАНЕСТЕЗИЯ 2019 — Euroanaesthesia 2019 (Европейский анестезиологический конгресс)
Вена, Австрия • www.esahq.org
22-23 июня
Беломорский симпозиум VIII Всероссийская конференция с международным участием Архангельск, Россия • www.anesth.ru
4-6 сентября
EACTA Annual Congress 2019 Гент, Бельгия • www.eacta.org
4-6 октября
III съезд анестезиологов-реаниматологов северо-запада с участием медицинских сестер анестезистов и IX Балтийский форум «Актуальные проблемы анестезиологии и реаниматологии» Санкт-Петербург, Россия • www.anesth.ru
ноябрь
XI Euro Neuro www.euroneuro2019.org
