CC BY
56
УДК 612.115.38
СИСТЕМА ГЕМОСТАЗА У КРЫС ПРИ ДОЛГОВРЕМЕННОЙ ГИПЕРТЕРМИЧЕСКОЙ НАГРУЗКЕ
Владимир Юрьевич НИКОЛАЕВ12, Игорь Ильич ШАХМАТОВ12, Валерий Иванович КИСЕЛЕВ12, Светлана Валерьевна МОСКАЛЕНКО1
1 ГБОУ ВПО Алтайский государственный медицинский университет Минздрава России 656038, г. Барнаул, просп. Ленина, 40
2 ФГБНУ НИИ физиологии и фундаментальной медицины (НИИФФМ) 630117, г. Новосибирск, ул. Тимакова, 4
Цель исследования - провести анализ состояния реакции системы гемостаза у крыс на протяжении долговременного гипертермического воздействия. Материал и методы. В работе использовались крысы-самцы (120 особей) линии Вистар. Гипертермия моделировалась помещением животных на определенное время в тепловую камеру (термостат) с температурой воздуха внутри +45 оС. Результаты и их обсуждение. Установлено, что эффект долговременной адаптации системы гемостаза происходит лишь по истечении 30 суток ежедневного гипертермического воздействия. Экспериментальное воздействие на седьмой день сопровождается повышением активности тромбоцитарного и плазменного гемостаза и антикоагулянтной системы, а также угнетением фибринолитиче-ской системы крови. По истечении 30 дней отмечается снижение активности тромбоцитарного и плазменного гемостаза, активность антикоагулянтной системы крови нормализуется, а фибринолитической - увеличивается.
Ключевые слова: гемостаз, общее перегревание, хронический эксперимент, адаптация.
Система крови играет существенную роль в формировании адаптивного ответа при действии на организм различных по своей природе чрезвычайных факторов [3]. Ранее установлено, что в зависимости от интенсивности и длительности стрессорных воздействий реакция со стороны системы крови и, в частности, системы гемостаза, определяющей ее реологические характеристики, может быть как адаптивной, так и дизадап-тивной [8].
Высокая температура окружающей среды является неблагоприятным физическим фактором, который действует на организм человека как в естественных условиях, так и в обстановке специфического производства, приводя к нарушению функционирования различных органов и систем [4, 9]. Кроме того, гипертермия рассматривается учеными как один из перспективных методов профилактики и лечения онкологических [10, 11, 12], инфекционных, вирусных [2, 6] и других заболеваний.
Известно, что функционирование организма в экстремальных гипертермических условиях со-
провождается развитием общего адаптационного синдрома [2, 6], что проявляется в восстановлении температуры тела, «температурной топографии» и массы тела экспериментальных животных [7]. В то же время в литературе отсутствует описание состояния системы гемостаза при длительном воздействии гипертермии на организм, характеризующее статус системы в рамках долговременной адаптации.
Таким образом, целью работы явилось изучение адаптивной реакции системы гемостаза у крыс после воздействия многократного гипертермического воздействия в хроническом эксперименте.
материал и методы
Исследования выполнены на 120 белых половозрелых крысах-самцах линии Wistar средней массой 231,0 ± 14,5 г, разделенных на 8 групп по 15 крыс (4 опытные и 4 контрольные). Подопытные и контрольные животные до эксперимента содержались в одинаковых условиях.
Николаев В.Ю. - аспирант кафедры нормальной физиологии, младший научный сотрудник, e-mail: nvu11@mail.ru
Шахматов И.И. - д.м.н., проф., старший научный сотрудник, e-mail: iish59@yandex.ru
Киселев В.И. - д.м.н., проф., член-кор. РАН, зав. кафедрой нормальной физиологии, зав. лабораторией,
e-mail: vik@agmu.ru
Москаленко С.В. - студентка лечебного факультета, e-mail: sunrisemsv@gmail.com
В ходе экспериментов крысы опытных групп ежедневно помещались в воздушный термостат при температуре +45 °С на 19 минут. Условием для прекращения гипертермического воздействия являлось повышение ректальной температуры у крыс, измеряемой с помощью электронного термометра, до +41,7 °С (стадия двигательного возбуждения). Данная стадия выбрана нами, исходя из результатов ранее проведенных исследований [5], показавших развитие при ней максимально выраженных изменений в состоянии системы гемостаза, характеризующихся развитием пре-тромботического состояния; длительность нахождения в термостате для достижения стадии двигательного возбуждения (в среднем 19 минут) основана на литературных данных и подтверждена в ходе предварительных экспериментов [1, 5]. Животных выводили из эксперимента на 1, 7, 15 и 30 сутки после гипертермического воздействия. В группах контроля животные находились в термостате при комнатной температуре на протяжении такого же времени, что и опытные. Кровь для исследования в объеме 5-6 мл забиралась сразу по истечении времени нахождения в термостате под эфирным наркозом из печеночного синуса.
Комплекс методик, позволяющий оценить состояние системы гемостаза, включал исследование агрегационной активности тромбоцитов, коагуляционного звена гемостаза, антикоагулянт-ной и фибринолитической систем. В качестве наборов для оценки системы гемостаза были выбраны диагностические наборы фирмы «Технология-Стандарт» (Россия) с использованием коагулометра «Минилаб» (Россия). Определение показателя гематокрита и подсчет количества тромбоцитов периферической крови проводился при помощи гематологического анализатора Drew3-PAC (Великобритания).
Данные исследований представлены в виде (т [25-75 %]), где т - медиана в выборочной совокупности, [25-75 %] - 25-й и 75-й процентиль. Исходя из того, что не все наблюдаемые признаки подчинялись нормальному распределению, достоверность различий оценивали при помощи непараметрического и-критерия Манна-Уитни. Различия считались достоверными при уровне статистической значимости р < 0,05.
результаты
Сравнительный анализ результатов исследования показателей тромбоцитарного и коагуляци-онного звеньев гемостаза, зарегистрированных через различные промежутки времени с момента окончания воздействия гипертермии, приведен в таблице.
На протяжении всего периода гипертермического воздействия прогрессивно происходило снижение количества тромбоцитов. Агрегация тромбоцитов, повышавшаяся на протяжении первых 7 суток, к 30 суткам снижала свою активность. Состояние плазменного звена системы гемостаза после многократного ежедневного перегревания характеризовалось с 1 по 7 день гиперкоагуляцией, однако уже с 15 дня регистрировалась гипокоагуляция по внутреннему пути свертывания. На внешнем пути активации гемостаза на 15 сутки отмечалась гиперкоагуляция, также сменявшаяся к 30 суткам гипокоагуляцией. Следует отметить, что ярко выраженная гиперкоагуляция на конечном этапе свертывания крови (см. таблицу, активированное парциальное тром-бопластиновое время АПТВ, протромбиновое время, тромбиновое время и время полимеризации растворимых фибрин-мономерных комплексов ВПФМ) наблюдалась лишь по истечении 7-го дня гипертермического воздействия.
Концентрация растворимых фибрин-мономерных комплексов (РФМК) и фибриногена превышала контрольные величины также лишь в течение первых 7 суток. В дальнейшем, по мере увеличения времени экспериментального воздействия, достоверных изменений этих показателей отмечено не было. Со стороны антикоагулянтно-го звена системы гемостаза однократная гипертермия сопровождалась снижением уровня антитромбина III, которое в дальнейшем сменялось его повышением на протяжении первых 15 суток эксперимента и восстановлением к 30 суткам (см. таблицу). Фибринолитическая система крови реагировала на многократную гипертермию выраженным угнетением на протяжении первых 15 суток с последующей (к 30-му дню) активацией (уменьшением продолжительности эуглобули-нового фибринолиза) (см. таблицу).
Таким образом, в ходе экспериментов установлено, что к 30-м суткам происходила долговременная адаптация системы гемостаза к многократному гипертермическому воздействию, которая выражалась в снижении активности и количества тромбоцитов, гипокоагуляции по обоим путям плазменного гемостаза, восстановлении концентрации РФМК и фибриногена, а также выраженной активации фибринолитической системы крови.
обсуждение
Анализ результатов экспериментов по оценке влияния многократного гипертермического воздействия на систему гемостаза показал, что увеличение количества тренировок оказывает
Примечание. Обозначены статистически значимые отличия от соответствующих показателей группы контроля: * - при р < 0,05, ** - прир < 0,01; в скобках приведены статистически значимые изменения величин показателей относительно величин в контроле (в процентах).
Таблица
Состояние системы гемостаза на протяжении тридцатидневного ежедневного перегревания
(т [25-75 %])
Показатель 1 день 7 дней 15 дней 30 дней
Содержание тромбоцитов, х 109/л 489,0* [476,0-493,5] (-9 %) 481,0* [473,0-486,0] (-9 %) 481,0* [475,0-494,8] (-18 %) 458,5* [425,0-486,8] (-18 %)
Агрегация, макс. знач. 45,2* [42,6-49,7] (+47 %) 37,9* [33,4-38,8] (+34 %) 29,9* [26,3-25,0] (-15 %) 22,9* [22,4-23,3] (-29 %)
АПТВ, с 10,8** [9,0-11,1] (-33 %) 13,8** [13,2-14,9] (-16 %) 17,1** [16,3-17,4] (+8 %) 19,1* [17,3-20,1] (+15 %)
Протромбиновое время, с 20,7* [18,2- 21,4] (-6 %) 22,2 [21,4-22,9] 24,3* [23,8-25,0] 25,4** [25,0-25,8] (+11 %)
Тромбиновое время, с 25,5* [23,7-26,0] (-15 %) 25,6 [25,4-26,4] 24,3 [24,0-24,8] 26,5** [26,3-27,0] (-10 %)
ВПФМ, с 51,6* [50,5-55,0] (-9 %) 37,1** [35,5-37,7] (-35 %) 50,3** [49,2-53,2] (-12%) 53,7 [51,2-56,0]
Содержание РФМК, мг/100 мл 7,4* [6,3-7,4] (+147 %) 4,5* [3,9-5,1] (+50 %) 3,0 [3,0-3,0] 3,0 [3,0-3,0]
Содержание фибриногена, г/л 3,4* [3,0-3,9] (+17 %) 3,2* [3,1-3,3] (+10 %) 2,9 [2,7-3,0] 3,0 [2,7-3,3]
Содержание антитромбина III, % 90,1 [87,4-92,5] (-10 %) 110,9** [109,6114,6] (+10 %) 119,6** [118,5-120,0] (+22 %) 98,7 [91,2-99,7]
Эуглобулиновый фибринолиз, мин 690,0** [690,0-750,0] (+31 %) 900,0** [900,0900,0] (+76 %) 900,0** [840,0-930,0] (+76 %) 330,0** [292,5360,0] (-52 %)
значительное влияние на изменение первоначального состояния оцениваемых параметров, наблюдаемых при однократном воздействии. При этом наиболее неустойчивым звеном в системе является конечный этап свертывания плазменного гемостаза.
Можно предположить, что непродолжительный период тренировок (7 суток) вызывает повышение как коагулянтной, так и противосвертыва-ющей активности плазмы крови. Такие изменения в системе гемостаза могут расцениваться как защитная приспособительная реакция организма в ходе «срочной» адаптации. Однако, благодаря многократным гипертермическим нагрузкам, на пятнадцатый день теплового воздействия отмечается снижение активности тромбоцитарного и плазменного гемостаза. На тридцатые сутки экспериментального воздействия зафиксирована нормализация антикоагулянтной и активация фи-бринолитической систем плазмы крови. Исходя из полученных результатов можно утверждать, что описанное изменение показателей системы гемостаза характеризует ее состояние в рамках долговременной адаптации организма.
Стоит учитывать, что в ходе адаптации к высокой температуре происходит комплексная перестройка в организме, в том числе в системе гемостаза, которая снижает степень физиологического напряжения, вызванного действием внешнего тепла.
заключение
Таким образом, анализируя материал, полученный в ходе ежедневных гипертермических тренировок, можно сделать вывод, что многократное воздействие одинакового по силе гипертермического раздражителя устраняет рассогласование в отдельных звеньях системы гемостаза, зарегистрированное при однократном воздействии.
Установлено, что в ходе ежедневных гипертермических тренировок сначала снижаются, а к 30 дню и полностью исчезают признаки тром-ботической готовности, зафиксированные при однократном воздействии, регистрируется снижение коагулянтной и рост фибринолитической активности крови.
Установлено, что долговременная адаптация организма на гипертермическое воздействие со стороны системы гемостаза регистрируется лишь по истечении тридцатикратных ежедневных тренировок.
список литературы
1. Боженкова М.В. Морфофункциональные изменения слюнных желез белых крыс в условиях воздействия высокой внешней температуры (экспериментальное исследование): дис. ... канд. мед. наук. Смоленск, 2008. 182 с.
2. Верещагин И.П., Верещагин Е.И. Ксенотем-пературы в медицинской практике: от гипотермии к гипертермии. Новосибирск, 2013. 184 с.
3. Долотина Н.В. Реакция костного мозга при воздействии общей гипертермии в эксперименте: автореф. дис. ... канд. мед. наук. Томск, 2012.
4. Козлов Н.Б. Гипертермия: биохимические основы патогенеза, профилактики, лечения. Воронеж, 1990. 104 с.
5. Николаев В.Ю., Шахматов И.И., Киселев В.И., Вдовин В.М. Система гемостаза у крыс при различных режимах однократной гипертермической нагрузки // Соврем. пробл. науки и образования. 2014. (4). 102-108.
THE HEMOSTATIC SYSTEM IN RATS AT LONGTIME HYPERTHERMIC LOAD
Vladimir Yurevich NIKOLAEV12, Igor Ilich SHAKHMATOV12, Valeri Ivanovich KISELEV12, Svetlana Valerevna MOSKALENKO1
1 Altai State Medical University of Minzdrav of Russia 656038, Barnaul, Lenin av., 40
2 Scientific Research Institute of Physiology and Basic Medicine 630117, Novosibirsk, Timakov str., 4
Goal: To analyze the state of the reaction of hemostatic system in rats during long-term exposure to hyperthermia. Material and methods: Wistar rats-males (120 animals) have been used. Hyperthermia was simulated by the laboratory animals introducing into the thermal chamber (thermostat) with the inside air temperature of +45 °C at the certain time. Results and discussion: It is established that the effect of long-term adaptation of hemostasis occurs only after 30 days of daily hyperthermic exposure. Daily experimental impact on the seventh day is accompanied by increased activity of the platelet and plasma hemostasis, increased anticoagulant and inhibition of fibrinolytic system of blood. After 30 days there is a decrease in the activity of platelet and plasma hemostasis, normalization of anticoagulant and activation of the fibrinolytic system of blood.
Key words: hemostasis, general overheating, chronic experiment, adaptation.
Nikolaev V.Yu. - postgraduate student of the chair for normal physiology, junior researcher, e-mail: nvu11@mail.ru Shakhmatov I.I. - doctor of medical sciences, professor, senior researcher, e-mail: iish59@yandex.ru Kiselev V.I. - doctor of medical sciences, corresponding member ofRAS, head of the chair for normal physiology, e-mail: vik@agmu.ru
Moskalenko S.V - student, e-mail: sunrisemsv@gmail.com
6. Сувернев А.В., Иванов Г.В., Василевич И.В. и др. Пути практического использования интенсивного теплолечения. Новосибирск: Гео, 2009. 109 с.
7. Тен В. Влияние на организм многократных воздействий высокой температуры // Физиологические адаптации к теплу и холоду. Л.: Наука, 1969. 105-120.
8. Шахматов И.И., Киселев В.И. Влияние различных стрессирующих воздействий, наблюдающихся при природно-техногенных катастрофах, на систему гемостаза // Успехи соврем. естествознания. 2006. (4). 108-111.
9. Roussakow S. The history of hyperthermia rise and decline // Conference Papers in Medicine. 2013. 2013. 58.
10. Song C.W., Griffin R, Park H.J. Influence of tumor pH on therapeutic response // Cancer Drug Discovery and Development: Cancer Drug Resistance. Ed. B.A. Teicher. Humana Press, 2006. 21-42.
11. Wust P., Hildebrandt B., Sreenivasa G., Rau B. Hyperthermia in combined treatment of cancer // Oncology. Vol. 3. August 2002. 487- 488.
12. Xiaoming H. Thermostability of Biological Systems: Fundamentals, Challenges, and Quantification // The Open Biomedical Engineering Journal. 2011. 47-73.
