CC BY
53
Ремизова М. И., Гришина Г. В., Гербут К. А.
ФГБУ «Российский научно-исследовательский институт гематологии и трансфузиологии ФМБА России»
КОРРЕКЦИЯ НАРУШЕНИЙ КРОВООБРАЩЕНИЯ ПРИ ГЕМОРРАГИЧЕСКОМ ШОКЕ L-АРГИНИНОМ В СОЧЕТАНИИ С СОЛЕВЫМ РАСТВОРОМ
Remizova M. I., Grishina G. V., Gerbout K. A.
FSBI «Russian Research Institute of Hematology and Blood Transfusion FMBA of Russia», St. Petersburg
CORRECTION OF DISORDERS OF BLOOD CIRCULATION IN HEMORRHAGIC SHOCK BY REGULATOR OF NITRIC OXIDE SYNTHESIS LARGININE WITH SALINE SOLUTION
Резюме. На модели геморрагического шока у кроликов исследована возможность коррекции нарушений кровообращения донором оксида азота — Ь-аргинином, вводимым в составе инфузионной среды — изотонического раствора натрия хлорида (в объеме, превышающем в 2 раза эксфузированную кровь). Показано, что Ь-аргинин (200 мг/кг), введенный животным после тяжелой кровопотери, повышает эффективность инфузионной терапии: восстанавливает системную гемодинамику и микрогемодинамику. Введение регулятора синтеза оксида азота — Ь-аргинина увеличивает продолжительность жизни животных до 91 % (в контроле 44 %).
Ключевые слова: геморрагический шок, инфузионная терапия, оксид азота, Ь-аргинин.
Введение. Гематологические заболевания в большинстве случаев сопровождаются постепенным уменьшением количества циркулирующих эритроцитов, приводящим зачастую к анемии [1]. Причины анемии можно разделить на 3 группы: кровопотеря, снижение генерации эритроцитов и усиление их разрушения. В основе патогенеза острой постгеморрагической анемии лежит уменьшение объема циркулирующей крови (ОЦК), что вызывает сосудистую недостаточность и снижение оксигенации тканей организма. Неблагоприятный гематологический фон при уменьшении ОЦК при острой кровопо-тере ведет к развитию шока, так как к геми-ческой гипоксии присоединяется и циркуля-торная гипоксия органов и тканей.
Развивающаяся вследствие кровопотери гиповолемия приводит к уменьшению ве-
Abstract. On the model of hemorrhagic shock in rabbits we have investigated the possibility of correction of disorders of blood circulation by nitric oxide donor- L-arginine (200 mg/kg bolus) with of twice volume isotonic 0,9 % solution of NaCl comparative with shed blood volume (the second series). In the first control series, the animals were treated with an equal volume of saline. It is suggested that infusion of L-arginine animals after hemorrhagic shock improve efficiency infusion therapy, restore systemic and microvascular hemodynamics. Treatment of nitric oxide synthesis regulator of L-arginine increases survival of animals to 91 % (50 % control).
Key words: hemorrhagic shock, infusion therapy, nitric oxide, L-arginine
нозного возврата крови к сердцу, падению минутного объема кровообращения (МОК), снижению артериального давления (АД). Вследствие этих изменений гемодинамики развиваются нарушения периферического кровообращения (микроциркуляции, МЦ) в органах и тканях, которые характеризуются замедлением скорости кровотока в капиллярах, образованием в просветах микрососудов агрегатов клеток крови. В итоге страдает газотранспортная функция крови, возникает гипоксия и как следствие расстройств тканевого обмена нарушается кислотно-основное равновесие крови с развитием метаболического ацидоза.
С целью коррекции этих нарушений при шоке применяются различные трансфузион-ные средства, направленные, прежде всего, на устранение гиповолемии. Однако даже до-
статочная по объему инфузионная терапия при тяжелых шоковых состояниях не всегда приводит к ожидаемым результатам, поскольку не обеспечивает нормализацию функции органов и систем. Поэтому терапия шока дополняется введением фармакологических средств, которые включают в схемы его лечения. Трансфузиологическая помощь проводится в сочетании с лекарственными препаратами, поддерживающими деятельность сердца и микрокровоток в капиллярах, антигипоксантами, антиоксидантами.
Важным регулятором сосудистого тонуса в организме является оксид азота (N0). Участие N0 в патогенезе геморрагического шока (ГШ) на сегодняшний день не вызывает сомнений. Влиять на кровоток в сосудах возможно, направленно воздействуя на синтез оксида азота, который непрерывно продуцируется ферментативным путем из аминокислоты Ь-аргинина [2, 3]. Показано, что тяжелая массивная кровопотеря вызывает сосудистую декомпенсацию из-за низкого содержания N0 на ранней стадии кровопотери [4, 5, 6]. Известно, что организму, находящемуся в состоянии геморрагического шока, необходимо поддерживать так называемый базаль-ный уровень N0 для сохранения нормального кровотока [2]. В связи с этим представлялось целесообразным для эндотелийзависимой регуляции сосудистого тонуса использовать в схемах лечения геморрагического шока Ь-аргинин.
Целью настоящего исследования явилось изучение возможности повышения эффективности инфузионной терапии экспериментального геморрагического шока с помощью Ь-аргинина в сочетании с изотоническим раствором натрия хлорида (ФР).
Материалы и методы. Работа согласована с этическим комитетом ФГБУ РосНИИГТ ФМБА России. Эксперименты поставлены на наркотизированных тиопенталом натрия (15 мг/кг) кроликах (самках) массой 25003500 г. Препаровку сосудов производили под местной анестезией 1 %-ным раствором новокаина. Катетеризировали сонную артерию и яремную вену для определения минутного объема кровообращения методом термоди-люции [7], бедренную артерию для регистрации АД и взятия проб артериальной крови и бедренную вену — для взятия проб смешанной венозной крови. Тяжесть и эффективность инфузионной терапии оценивали
и по другим показателям системной гемодинамики: частоте сердечных сокращений (ЧСС, по электрокардиограмме), ударному объему сердца (УО), рабочему индексу левого желудочка (РИЛЖ), общему периферическому сосудистому сопротивлению кровотоку (ОПС). Состояние животных оценивали до кровопо-тери, перед инфузией и через 10 и 60 мин. после завершения введения кровезаменителя.
Микроциркуляцию исследовали в серозной оболочке тонкой кишки крыс методом прижизненной контактной микроскопии [8]. О состоянии МЦ судили по замедлению скорости кровотока, агрегации эритроцитов и количеству функционирующих капилляров (КФК) по шкале, разработанной в лаборатории. За ноль принимали кровоток до начала кровопотери. Изменения оценивали в баллах по отношению к исходному уровню, который принимали за ноль. Отсутствие агрегатов в сосудах также принимали за ноль.
Кровопотерю (18,7±0,6 мл/кг массы кролика) осуществляли дробно из бедренной артерии, снижая АД до 45-50 мм рт. ст. Время кровопускания колебалось от 60 до 65 мин. Животные до начала лечения находились в состоянии гипотензии 30-35 минут. Объем инфузионной среды превышал в два раза объем кровопотери. В эксперименте принято считать выжившими животных, которые прожили более 24-х часов.
Поставлены 2 серии экспериментов. В первой серии (контроль) животным после окончания кровопотери вводили 0,9 % изотонический раствор натрия хлорида (ФР). Во 2-й серии в состав инфузионной среды включали Ь-аргинин в дозе 200 мг/кг массы кролика.
Наличие связи между изучаемыми показателями проводили с применением корреляционного анализа. Различия между сравниваемыми параметрами считали статистически значимыми при р<0,05. Полученные результаты обрабатывали методом вариационной статистики в программе Statistica 7.0.
Результаты и обсуждение. Геморрагический шок характеризовался почти двукратным снижением АД. Более чем в 1,5 раза падал минутный объём кровообращения и уменьшался ударный объём сердца. Повышалось общее периферическое сосудистое сопротивление кровотоку. Резко снижался рабочий индекс левого желудочка (таблица 1). Инфузионную терапию начинали проводить с различиями между сериями (хотя они недо-
стоверны) по АД, МОК и РИЛЖ. В первой серии эти показатели были ниже.
Введение изотонического раствора натрия хлорида (1-я серия) способствовало повышению АД по сравнению с окончанием кровопотери, но оно не достигало исходных величин и через 1 час после окончания инфу-зии оставалось на тех же значениях (таблица 1). МОК возрастал, не достигая исходного уровня (55-65 %). ФР также способствовал росту ударного объёма сердца. Достоверно выше, чем к концу кровопотери, был рабочий индекс левого желудочка, и к окончанию наблюдения он продолжал возрастать, не достигая исходного уровня (46%). Следовательно, лечение геморрагического шока только солевым раствором способствовало частичной коррекции системной гемодинамики.
Следовательно, при введении Ь-аргинина с инфузионной средой системная гемодинамика восстанавливалась в большей степени (кроме АД), чем при инфузии только ФР (таблица 1). Вероятно, активация продукции N0 благодаря поступлению субстрата оказывала кардиопротекторный эффект, обусловленный преимущественно активностью эндоте-лиальной синтазы оксида азота — eN0S и ре-
По сравнению с окончанием кровопотери во 2-й серии АД возрастало в той же мере, что и в контроле (через 60 мин АД увеличивалось на 19 мм рт. ст. в контрольной серии и на 20 мм рт. ст. в опытной). Добавление в инфузионную среду Ь-аргинина вызывало увеличение МОК, который через 10 мин. по окончании инфузии составлял 84% по отношению к исходному, в то время как в контроле— лишь 55% (таблица 1). Изменялся и УО, который имел тенденцию к увеличению. Под влиянием Ь-аргинина значительно возрастал РИЛЖ, несмотря на его выраженное снижение, вызванное кровопотерей (таблица 1). Изменение рабочего индекса левого желудочка происходило не за счет увеличения ЧСС, а в результате восстановления МОК. Через 10 и 60 мин. после окончания инфузии РИЛЖ был достоверно выше, чем в 1-й серии.
ализующийся в значительной степени за счет вазодилататорных реакций коронарных и периферических сосудов [9, 10].
Продуцент оксида азота, увеличивая почти в 2 раза по сравнению с окончанием крово-потери МОК, способствовал восстановлению МЦ в большей степени, чем ФР.
Ь-аргинин вызывал лучшее, чем в контроле восстановление скорости кровотока
Таблица 1
Изменения системной гемодинамики кроликов при геморрагическом шоке и инфузии: 1-я серия — изотонический раствор натрия хлорида (п = 6), 2-я серия — изотонический раствор натрия хлорида с L-аргинином (п = 11), М ± m
Показатели Серии До кровопотери После Время после окончания инфузии (мин.)
кровопотери 10\ 60
АД, 1 114,0 ± 6,5 60,0 ± 7,2* 81,0 ± 6,5+ 80,0 ± 11,3+
мм.рт.ст. 2 116,0 ± 1,0 73,0 ± 5,0* 88,0 ± 6,0+ 92,0 ± 3,0*+
МОК, 1 167,0 ± 15,0 (100 %) 64,0 ± 5,8* (39 %) 92,0 ± 8,0*+ (55 %) 110,0 ± 18,0+ (65 %)
мл/мин х кг в % к исх. 2 190,0 ± 13,0 (100 %) 83,0 ± 13,0* (43 %) 159,0 ± 12,0*+* (84 %) 143,0 ± 12,0*+ (75 %)
УО, 1 1,0 ± 0,1 0,40 ± 0,10* 0,50 ± 0,10+ 0,50 ± 0,10*
мл/мин/кг 2 0,7 ±0,1 0,42 ± 0,05* 0,56 ± 0,04*+ 0, 67 ± 0,04*+
ОПС, 1 6,3 ± 0,9 7,3 ± 0,9 7,6 ± 0,9 7,0 ± 0,9
дин х сек х см-5/кг х 10-4 2 5,1±0,3 6,8 ± 0,4 4, 3 ± 0,5 5,4 ± 0,6
РИЛЖ, 1 259 ± 17 (100 %) 53 ± 12* (21 %) 99 ± 17+ (40 %) 114 ± 19*+ (46 %)
кГм/кг х мин в % к исх. 2 296 ± 24(100 %) 73 ± 18* (24 %) 174 ± 17*+* (59 %) 167 ± 18*+* (56 %)
ЧСС, 1 291 ± 9 231 ± 9 262 ± 29 282 ± 9
в мин 2 299 ± 21 226 ± 17* 269 ± 17 294 ± 8
Примечание: — здесь и в следующей таблице статистически значимые различия (р < 0,05) отмечены: по сравнению с исходными данными — *, с данными после окончания кровопотери -+, между данными 1-й и 2-й серий — *.
(таблица 2) и обладал большим дезагрегирующим действием. Вероятно, основной эффект Ь-аргинина состоит в обеспечении адекватного количества субстрата для генерации N0, поддерживая базальный уровень N0, и как следствие — нормальную перфузию жизненно важных органов [2, 5]. Подтверждением этого является то, что, несмотря на снижение ОПС, вызываемого оксидом азота, нормализуется периферическое кровообращение. Эти данные позволяют понять, почему при геморрагическом шоке для сохранения перфузии ряда органов и тканей организму необходима стабилизация эндогенного N0 [10-12]. Нормализация МЦ, вероятно, происходит за счет вазодилатации, антиагрегантного и антикоа-гулянтного действия N0 [4, 11].
Таким образом, эффект Ь-аргинина связан с улучшением гемодинамики: увеличением сердечного выброса, уменьшением общего периферического сосудистого сопротивления, что приводит к восстановлению периферического кровообращения, а следовательно, увеличению скорости кровотока и проходимости микроциркуляторного русла [13, 14].
Применение Ь-аргинина позволило увеличить продолжительность жизни кроликов (по сравнению с контролем). Выживаемость животных составляла 50% в контроле, в то время как при введении в инфузионную среду Ь-аргинина она возрастала до 91 %.
Таблица 2
Микроциркуляция в стенке тонкого кишечника у кроликов при кровопотере и инфузии изотонического раствора натрия хлорида (серия 1, п = 6), и в сочетании с L-аргинином (серия 2, п = 11), М ± m
Показатели Серии Исх. Окончание кровопотери Время после инфузии (мин.)
10 60
Количество функционирующих капилляров ( % от исх.) 1 100 ± 0 56 ± 4* 89 ± 5+ 90 ± 3+
2 100 ± 0 53 ± 5* 96 ± 4+ 99 ± 4+
Скорость движения клеток крови в капиллярах (баллы) 1 0 ± 0 2,44 ± 0,11* 0,56 ± 0,11+ 0,33 ± 0,11+
2 0 ± 0 2,23 ± 0,12* 0,38 ± 0,12+ 0,23 ± 0,12+
Агрегация эритроцитов (баллы) 1 0 ± 0 2,00 ± 0* 0,98 ± 0,11+ 0,64 ± 0,11+
2 0 ± 0 2,00 ± 0* 0,50 ± 0,12+* 0,38 ± 0,12+
В последние годы большое внимание в медицинской практике уделяется аминокислотам, обладающим лечебным действием. Известно, что аргинин через орнитин может превращаться в глютаминовую кислоту, обладающую антиоксидантной активностью, кроме того Ь-аргинин стимулирует выделение гистамина из клеток крови, снижает активность норадреналина и способствует действию эндогенных вазодилататоров [4, 6]. Существуют зарубежные препараты, содержащие Ь-аргинин, которые приводят к усилению образования оксида азота в организме, что сопровождается увеличением образования N0 в ткани печени [1, 4-6]. В 2009 году
за рубежом зарегистрирован и успешно применяется в клинической практике при заболеваниях периферических сосудов препарат тивортин, содержащий Ь-аргинин [6].
Полученные в данной работе результаты открывают новые терапевтические возможности повышения эффективности инфузи-онной терапии шока донорами оксида азота. При геморрагическом шоке одновременно с массивными трансфузиями возможно использовать регуляторы синтеза оксида азота, которые способствовали бы восстановлению периферического кровообращения и увеличивали продолжительность жизни животных.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Рукавицын О. А. Анемии / под ред. О. А. Рукавицын, А. Д. Павлов// СП.: Издательство «Д. — П.», 2011. — 278 с.
2. Ремизова М. И., Гербут К. А., Гришина Г. В. Фармакологическое воздействие на синтез оксида азота при геморрагическом шоке в эксперименте// Биомедицинский журнал Medline. ru. — 2015. — Т. 16, № 2. — С. 568-576.
3. Зинчук В. В., Глуткина Н. В. Кислородсвязывающие свойства гемоглобина и монооксида азота // Российский физиологический журнал. — 2013. — №5. — С. 537-554.
4. Ignarro L. J. Nitric oxide: Biology and Pathobiology// Academic Press. — 2009. — P. 139-154.
5. Гришина Г. В., Гербут К. А., Ремизова М. И., Селиванов Е. А. Применение продуцента оксида азота — L-аргинина при инфузионной терапии геморрагического шока в эксперименте// Бюлл. экспер. биол. и мед. — 2012. — Т. 154, № 9. — С. 290-293.
6. Бабушкина А. В. L-аргинин с точки зрения доказательной медицины // Укр. Мед. Журнал. — 2009. — № 6(74). — С. 43-48.
7. Определение сердечного выброса методом терморазведения / М. И. Гуревич, С. А. Бер-штейн, Д. А. Голов и др. // Физиол. журнал СССР. — 1967. — Т. 53. — С. 50-54.
8. Кочетыгов Н. И., Куликов А. М. Системная гемодинамика и микроциркуляция при лечении ожогового шока кровезамещающими растворами// Пробл. гематол. перелив. крови.— 1982. — №6. —С. 24-30.
9. VillelaN.R., Cabrales P., TsaiA. G., Intaglietta M. Microcirculatory effects of changing blood hemoglobin oxygen affinity during hemorrhagic shock resuscitation in an experimental model// Shock. — 2009. —31. — P. 645-652.
10. AroraT. K. L-Arginine infusion during resuscitation for hemorrhagic shock: impact and mechanism/ T. K. Arora, A. K. Malhotra, R. Ivatury et al. // The Journal of Trauma and Acute Care Surgery. — 2012. — V. 72, № 2. — P. 397-402.
11. Seungkwan Cho, Bumseok Namgung, Han Sung Kim, e. a. Effect of erythrocyte aggregation at pathological levels on NO/O2 transport in small arterioles //Clinical Hemorheology and Microcirculation. — 2015. —59. — P. 163-175.
12. Nachuraju P, Friedman AJ, Friedman JM, Cabrales P. Exogenous nitric oxide prevents cardiovascular collapse during hemorrhagic shock// Resuscitation. — 2011. —82(5). — P. 607-613.
13. Cabrales P, Tsai AG, Intaglietta M. Exogenous nitric oxide induces protection during hemorrhagic shock// Resuscitation. — 2009. — V. 80 (6). — P. 707-712.
14. Preissler G., Lohe F., Ebersberger U., e. a. Recipient treatment with L-Arginine attenuates donor lung injury associated with hemorrhagic shock// Transplantation.— 2009 — V. 87 (11).— P. 1602-1608.
