CC BY
65
УДК 611-018.54:616-008.9 И.И. Дигурова
РОЛЬ «ПЛАЗМЕННОГО ФАКТОРА» В ОПРЕДЕЛЕНИИ ЭЛЕКТРО-РЕОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ КРОВИ ПРИ ЭКСТРЕМАЛЬНЫХ СОСТОЯНИЯХ ОРГАНИЗМА
На разных этапах артериомезентериальной непроходимости у собак и при стрессах у крыс, вызванных иммобилизацией или физической нагрузкой, исследованы электро-реологические показатели крови. На основании полученных данных оценен вклад «плазменных факторов» в формирование величин, характеризующих электрическое состояние системы крови.
Измерение пассивных электрических показателей, характеризующих структуру биологической ткани, имеет большое значение для изучения физико-химических свойств системы крови. Электрические характеристики крови и ее компонентов тесно связаны с реологическими и биохимическими показателями (объемной концентрацией эритроцитов, белковым составом плазмы и другими) [2; 7]. Электропроводность на низких частотах в большей степени определяется объемной концентрацией эритроцитов. Другим важным показателем реологии является вязкость плазмы, зависящая от общей концентрации белков [8]. Важную роль играет фибриноген: повышение его содержания приводит к значительному увеличению вязкости [10]. Состав плазмы влияет на реологические свойства эритроцитов (их форму, деформируемость и агрегацию) [1].
Белки плазмы имеют электрический заряд, величина и полярность которого отличаются у разных фракций. Альбумины имеют высокий, а глобулины - низкий отрицательный заряд. Частицы фибриногена и С-реактивного белка обладают положительным зарядом. Форменные элементы в физиологических условиях несут на своей поверхности отрицательный заряд, накопление которого происходит вследствие диссоциации кислотных групп клеточной мембраны. Электрическое отталкивание обеспечивает устойчивость крови как дисперсной системы [9; 11]. Электрическое состояние среды влияет на процесс агрегации форменных элементов [2].
Метод электропроводности является простым, информативным и не требует больших затрат времени для исследования. Полученные данные поддаются математической обработке и установлению корреляционных связей [12]. Однако при измененных состояниях различного генеза электрические показатели и факторы, определяющие их, недостаточно изучены.
В связи с вышеизложенным целью настоящей работы явилась оценка роли «плазменного фактора» в определении электро-реологических свойств крови при экстремальных воздействиях.
Материалы и методы исследований. Исследования проведены на 29 беспородных собаках и 56 белых беспородных половозрелых крысах-самцах. Острое нарушение мезентериального кровообращения (ОНМК) у собак моделировалось блокированием кровотока в краниальной брыжеечной артерии (КБА) путем наложения шелковой лигатуры. Забор крови из бедренной вены производился до опыта, а также через 1,3,6 и 12 часов после начала эксперимента. Распределение животных по сериям представлено в табл. 1. В качестве стабилизатора применяли гепарин. Оперативные вмешательства проводили под гексеналовым наркозом (50 мг на 1 кг массы тела). В группе интактных животных изучалось влияние на исследуемые показатели вынужденной 12-часовой фиксации животных на операционном столе, гексеналового наркоза и операционной травмы.
Таблица 1
Распределение собак по сериям при моделировании ОНМК
Условия эксперимента Интактная группа Сроки окклюзии КБА (в часах)
1 3 6 12
Количество животных 6 6 6 6 5
В качестве стабилизатора применяли гепарин. Оперативные вмешательства проводили под гексена-ловым наркозом (50 мг на 1 кг массы тела). В группе интактных животных изучалось влияние на исследуемые показатели вынужденной 12-часовой фиксации животных на операционном столе, гексеналового наркоза и операционной травмы.
Стресс у крыс вызывали иммобилизацией в клетке-футляре на спине в течение 24 часов или предельными мышечными нагрузками (плавание до полного утомления с грузом, составляющим 7,5% от массы тела животного в воде с температурой 330С). Наличие стрессового состояния подтверждается изменениями в крови уровней адреналина, норадреналина, дофамина при таких воздействиях [5]. Все крысы были не адаптированы к данным видам стресса. Для изучения электрических показателей забор крови у крыс производили методом декапитации под эфирным наркозом. В качестве стабилизатора использовали этилендиа-минтетраацетат. Распределение животных по сериям представлено в табл. 2.
Таблица 2
Распределение крыс по сериям при моделировании стресса
Вид стресса Иммобилизация Плавание с грузом
Контроль Опыт Контроль Опыт
Количество животных 11 15 10 20
Электросопротивление ^), электроемкость (С), электропроводимость (1_) крови и плазмы, время релаксации (т) измеряли с помощью электронного автоматического моста переменного тока Р 5010 (1 кГц) и измерителя RLC Е7-8 (1 МГц). Гематокритный показатель (Ж) определяли путем центрифугирования при 1000 или 3000 об/мин. Относительную вязкость (п) крови и плазмы измеряли с помощью капиллярного вискозиметра ВК-4. Концентрация фибриногена определялась плоттинговым методом. Статистическая обработка данных проведена с помощью компьютерных программ.
Результаты и их обсуждение. В ходе эксперимента установлено, что изученные электрические показатели не изменялись под влиянием гексеналового наркоза, операционной травмы и вынужденной фиксации животного на операционном столе. Следовательно, перечисленные условия эксперимента не могли повлиять на результаты дальнейших исследований. При развитии острой артериомезентериальной непроходимости отмечалось прогрессивное изменение электрических показателей крови. Эти данные представлены в табл. 3.
Таблица 3
Электрические показатели крови при развитии острой 12-часовой окклюзии КБА
Показатель Контроль Постоперационный период, ч
1 3 6 12
R, Ом 51,27 (45,54 - 58,71) 8) О 2 4, СО ю О) 4 ,4 3, (3 7) ,9 5 4, со со со~ со 5 ,2 8, (4 61,40* (50,60-68,50) 75,50* (60,44-99,99)
С* 10-6, Ф 18) 7 ,81 О) со 54 ,3 (5 6) (У) 7 ,8 о со 63 О) (5 5,319 (4,107-6,397) 4,832* (4,078-5.976) 3,724** (2,150-4,741)
т*10-6, с 75,34 (66,12-88,77) 77,08 (69,60-90,60) 71,82 (65,44-83,54) 63,38* (48,62-75,67) 62,69** (50,44-72,42)
Примечание: *р < 0,05; **p < 0,01.
Снижение времени релаксации указывает на изменения белкового состава плазмы. Отмеченные нарушения согласуются со снижением альбумино-глобулинового коэффициента. При 6- и 12-часовой непроходимости КБА установлено повышение относительной вязкости крови по сравнению с исходным уровнем на 16% (р<0,05) и 47% (р<0,01) соответственно. В некоторых случаях невысокая степень повышения гема-токритного числа сопровождалась значительным увеличением электросопротивления крови. При 12-часовой окклюзии КБА отмечено уменьшение относительной вязкости плазмы. На этом же этапе электросопротивление плазмы было снижено на 11% (р<0,05), а электроёмкость увеличилась на 21% (р<0,05). В то же время на ранних сроках заболевания достоверных изменений электрических и реологических показателей плазмы не
выявлено. Коэффициенты парной корреляции между электрическими и реологическими характеристиками представлены в табл. 4-5.
Таблица 4
Коэффициенты парной корреляции между сопротивлением крови и гематокритным показателем
на разных этапах ОНМК
Зависимость До опыта Сроки ОМНК, ч
1 3 6 12
Rкрови (Ж) +0,89 +0,94 +0,73 +0,65 +0,57
Таблица 5
Коэффициенты парной корреляции между электрическими и реологическими показателями при 3-часовой артериомезентериальной непроходимости
Зависимость До опыта 3-часовая окклюзия
Rкрови (Пкр) +0,50 +0,67
П крови (Ж) +0,75 +0,65
Зависимость электросопротивления крови от вязкости плазмы при 3-часовой окклюзии остаётся умеренной (+0,42).
Из данных табл. 4-5 видно, что степень влияния различных факторов на электрические показатели крови неодинакова в разные периоды патологического процесса.
Исследование функциональных связей между электрическими и реологическими характеристиками дало результаты, представленные в табл. 6.
Таблица 6
Функциональные зависимости между электрическими и реологическими показателями
при острой 3-часовой окклюзии КБА
Зависимость Контроль Опыт
Rкрови (Ж) у = А + Вх у = АВх
Rкрови (Пф) у = А + Вх у = * А + Вх
Таким образом, в норме исследуемые зависимости являются линейными, а через 3 часа после начала эксперимента их характер изменяется.
Разбавление проб, взятых при 6-часовой окклюзии, своей плазмой до контрольных значений гематок-ритного показателя привело к увеличению электросопротивления крови в среднем на 21% (р<0,05) по сравнению с данными, полученными при анализе неразбавленной крови. Развитие заболевания сопровождалось относительной гиперпротеинемией [6]. Отношение вязкости плазмы к количеству общего белка составило до опыта 0,028, а при 3-, 6- и 12-часовой окклюзии КБА - 0,027, 0,024 и 0,023 соответственно.
Таким образом, удельная значимость гематокритного показателя в формировании величины электросопротивления крови остаётся высокой при 3-часовой непроходимости КБА. По мере нарастания метаболических расстройств возрастает роль белков. Это отвечает представлениям о том, что белки плазмы на низких частотах увеличивают электросопротивление крови [7].
Иммобилизация ненаркотизированных крыс в течение 24 часов привела к достоверному увеличению электросопротивления крови в среднем на 10% по сравнению с аналогичным показателем, полученным у интактных животных. Электроёмкость крови уменьшилась на 26%. Эти данные представлены в табл. 7.
Таблица 7
Электрические характеристики крови после 24-часой иммобилизации
Показатель Интактные После стресса
1_ * 10-3,См 9,24 ± 0,29 8,78 ± 0,42
R, Ом 98,96 ± 2,60 108,54 ± 5,54 *
о * О 6 ф 0,415 ± 0,028 0,319 ± 0,031 **
Примечание. * - р< 0,01; ** р < 0,02.
Электроёмкость плазмы снизилась в результате стресса на 15% (р<0,02). Проведённые ранее исследования выявили у большинства животных достоверные уменьшения гематокритного показателя в среднем на 27% и повышение индекса агрегации на 28% [5]. Концентрация фибриногена увеличилась на 23-82 % по сравнению с контролем. Следовательно, вклад плазменных характеристик в повышение электросопротивления крови после данного вида стресса является значительным.
После принудительного плавания с грузом электроёмкость и крови, и плазмы уменьшилась на 23% по сравнению с результатами, полученными в группе интактных животных. Снижение электроёмкости плазмы свидетельствует об изменении диэлектрической проницаемости среды. Результаты представлены в табл. 8.
Таблица 8
Электрические показатели крови и плазмы после принудительного плавания
Показатель Кровь Плазма
Интактная После плавания Интактная После плавания
1_ * 10-3,См 5,43±0,29 5,12±0,17 8,08±0,31 8,80±0,83
R, Ом 180,0±5,5 192,0±10,5 85,0±2,8 89,0±4,6
С * 10-6 ,ф 0,184±0,0096 0,151 ±0,017* 0,870±0,047 0,687±0,039*
Примечание. * р< 0,05.
Отношение электропроводности крови к электропроводности плазмы уменьшилось в 1,2 раза. Вероятно, это связано с увеличением на 10% гематокритного показателя, отмеченного нами в проведённых ранее исследованиях [4].
Таким образом, полученные данные свидетельствуют, что по мере развития метаболических расстройств возрастает роль плазменных характеристик в определении электрических свойств крови. Согласованные изменения электрических показателей крови и плазмы при разных видах стресса также указывают на значение» плазменных факторов».
Литература
1. Блохина, Т.А. Роль плазменных факторов в регуляции реологических свойств эритроцитов человека / Т.А. Блохина, С.Б. Назаров, В.В. Чемоданов. - Ярославль, 2001. - С.60-61.
2. Ганузин, В.М. Концепция развития патогенетических механизмов при пневмонии у детей с позиций нарушения электрического гомеостаза / В.М. Ганузин, Т.Ю. Широкова // Актуальные проблемы педиатрии. - Ярославль, 1998. - С.121-126.
3. Дигурова, И.И. Исследования электро-реологических свойств крови при иммобилизационном стрессе у крыс / И.И. Дигурова, А.Г. Гущин, Ю.В. Карева // Вестн. КрасгАу. - 2007. - №6. - С.160-164.
4. Оценка микроциркуляторных и гемореологических изменений при воздействии некоторых экстремальных факторов / И.И. Дигурова, А.Д. Ноздрачев, В.В. Гагарин [и др.] // Вестн. СПбГУ. - 2007. - Вып.3. -С.65-73.
5. Дигурова, И.И. Адаптационные свойства стандартизированного экстракта ГИНКГО билоба / И.И. Дигурова, В.В. Катаев // Методы исследования регионарного кровообращения и микроциркуляции в клинике. - СПб., 2004. - С. 25-27.
6. Жбанова, И.И. Изменение электро-реологических свойств крови при острых нарушениях мезентериального кровообращения: дис. ... канд. биол. наук / И.И. Жбанова. - Ярославль, 1992.
7. Левтов, В.А. Реология крови / В.А. Левтов, С.А. Регирер, Н.Х. Шадрина. - М., 1982.
8. Гемореологические нарушения у больных ревматическими заболеваниями / Т.Т. Лоскутова, Г.Г. Корешков, Е.Л. Насонов [и др.] // Тер. архив. - 1989.
9. Чижевский, А.Л. Биофизические механизмы реакции оседания эритроцитов / А.Л. Чижевский. - Новосибирск, 1980.
10. Шевченко, О.П. Фибриноген: биологическая роль и клиническое значение / О.П Шевченко // Клин. лаб.
диагн. - М.: Медицина, 1997. - №3. - С.50.
11. Chen, S. Electrochemical and mechanical factors in red cell interaction / S. Chein, S. Usami, K.-M. Ian //
Ferstworld Congress of the Microcirculation.-New-York.-London, 1976. - Vol.1. - P.113-115.
12. Zhao, T.X. Quantitative correlations among fibrinogen concentration, sedimentation rate and electrical impedance of blood / T.X. Zhao, B. Jacobson // Med. Biol End Comput. - 1997. - Vol. 35 (3).
