CC BY
43
ВЛИЯНИЕ ГИПОКСИИ ПРИ БРОНХИАЛЬНОЙ АСТМЕ, ЗАБОЛЕВАНИЯХ ПЕЧЕНИ И ОЖОГОВОЙ БОЛЕЗНИ, А ТАКЖЕ ПРИ
ОСТРОЙ ЛУЧЕВОЙ БОЛЕЗНИ
Грачёв В.И.
Доктор технических наук, академик Академии медико-технических наук Российской Федерации,
профессор, генеральный директор - главный конструктор «Научно-производственная компания
"АВЕРС", г. Москва Маринкин И. О.
Доктор медицинских наук, академик Академии медико-технических наук Российской Федерации, профессор, ректор ФГБОУ ВО «Новосибирский государственный медицинский университет», заведующий кафедрой акушерства и гинекологии педиатрического факультета, Новосибирск
Севрюков И. Т.
Доктор технических наук, профессор, главный научный сотрудник «Научно-производственная компания "АВЕРС", г. Москва
THE INFLUENCE OF HYPOXIA IN BRONCHIAL ASTHMA, LIVER DISEASES AND BURNS,
AND ALSO IN ACUTE RAY DISEASE
Grachev V.
Doctor of technological science, academician of the Academy of medical and technical science of Russian Federation, professor, CEO Scientific & industrial company «A VERS», Moscow.
Marinkin I.
Doctor of medical sciences, academician of the Academy of medical and technical sciences of Russian Federation, professor, rector of the Novosibirsk State Medical University, Head of the Department of Obstetrics and Gynecology of the Pediatric Faculty, Novosibirsk
Sevryukov I.
Doctor of technological science, professor, chief researcher Scientific & industrial company «AVERS»,
Moscow.
ABSTRACT
Based on the results of the described studies, the authors presented a detailed report on the effect of hypoxia on the change in oxidation-reduction processes in patients with bronchial asthma, liver pathologies, burn disease and its negative impact in acute radiation sickness. The presented materials are a fundamental work in the development of funds for the therapy and rehabilitation of these diseases.
АННОТАЦИЯ
По результатам описанных исследований авторы представили подробный отчет по влиянию гипоксии на изменение окислительно-восстановительных процессов у больных с бронхиальной астмой, при патологиях печени, ожоговой болезни и ее негативное влияние при острой лучевой болезни. Представленные материалы являются фундаментальным трудом при разработке средств для терапии и реабилитации указанных заболеваний.
Keywords: bronchial asthma, alkalosis, acidosis, Botkin's disease, phenols, intoxication, atelectasis, cyanosis, stasis, radiation sickness, hypothermia.
Ключевые слова: бронхиальная астма, алкалоз, ацидоз, болезнь Боткина, фенолы, интоксикация, ателектаз, цианоз, стаз, лучевая болезнь, гипотермия.
Любая функция организма является результатом деятельности функциональной системы, сформированной для осуществления именно этой функции. Функциональная система представляет собой множество элементов, взаимодействующих между собой и составляющих определенную структуру. Система способна к самостоятельной регуляции и на внешние воздействия она реагирует как единое целое. Отдельные элементы системы, в свою очередь, могут рассматриваться как самостоятельные системы. Таким образом, организм представляет собою не множество элементов, а иерархию систем.
В свете этих представлений становится неприемлемым понимание физиологических функций как выражения деятельности отдельных органов и
тканей. Функции организма не могут быть распределены между органами в анатомическом их выражении. Любая функция является проявлением деятельности не того или иного органа или группы органов, а комплекса анатомо-физиологических образований, объединенных между собой единством выполняемой задачи. С другой стороны, любой орган участвует в выполнении многих функций и является функциональной структурой организма. Так, легкие как орган не только участвуют в газообмене, но и играют важную роль в регуляции кислотно-щелочного состояния организма, теплообмена, водного обмена, синтезируют многие биологические продукты, представляют собой участок замкнутой системы циркуляции крови, являются
местом депонирования крови и т.д. Ни одна из перечисленных функций не осуществляется только легкими, которые, следовательно, одновременно входят как один из элементов во многие системы организма.
В зависимости от того, в какую функциональную систему входит данное образование, к нему предъявляются различные требования. Значение приобретают лишь те свойства, которыми оно проявляет себя в данной функциональной связи. Эти же свойства в другой системе взаимосвязей утрачивают свое значение, а в ряде случаев вступают в противоречие с требованиями, предъявляемыми ему как элементу данной системы. Понять это удается, только рассмотрев изучаемую систему в качестве элемента более высокого порядка.
Структурные элементы системы дыхания, в свою очередь, можно рассматривать как целостные подсистемы. Поэтому выделяют систему внешнего дыхания, систему кровообращения, систему крови, систему тканевого дыхания и систему нейрогумо-ральной регуляции.
Таким образом, внешнее дыхание является одним из звеньев системы дыхания организма, которая находится в тесной связи с другими элементами системы, но в то же время обладает определенной самостоятельностью и свойственными ей закономерностями функциональной организации.
Как указывалось, система внешнего дыхания обеспечивает газообмен между наружной и внутренней средой организма. Результатом ее деятельности является артериализация крови в легких, т. е. поддержание нормального газового состава артериальной крови путем обогащения ее кислородом и освобождения от избытка углекислоты.
Ведущим в понимании недостаточности любой функциональной системы, в том числе и внешнего дыхания, является вопрос, о недостаточности того, о чем идет речь: функции или системы. Решение вопроса в пользу первого утверждения отождествляет понятие недостаточности с представлением о способности системы в полной мере осуществлять свойственную ей функцию. Поскольку задачей системы внешнего дыхания является арте-риализация крови в легких, то о наличии недостаточности считали правомерным говорить лишь при возникновении гипоксемии или наряду с ней - ги-перкапнии. Подобного мнения придерживаются отечественные авторы, а за рубежом это положение является общепринятым до настоящего времени. [1]
Таким образом, недостаточность внешнего дыхания следует понимать как нарушение системы внешнего дыхания в том случае, если не обеспечивается нормальный газовый состав артериальной крови или если он достигается за счет включения компенсаторных механизмов, что приводит к снижению функциональных возможностей организма.
Такое понимание недостаточности должно ориентировать ученого и врача на выявление начальных нарушений еще задолго до появления выраженных расстройств газообмена. Нет основа-
ний говорить о скрытой (латентной) недостаточности, поскольку при отсутствии гипоксемии может наблюдаться значительное нарушение функционального состояния больного. Как мы уже описывали ранее, что физическую работоспособность больных с патологией легких лимитируют не столько нарушения газообмена, сколько увеличение работы дыхательной мускулатуры по преодолению возросшего сопротивления дыханию, т. е. напряжение компенсаторных механизмов. При функциональном исследовании необходимо, следовательно, не только оценить факт наличия или отсутствия гипоксемии и гиперкапнии, но и выявить нарушения системы, снижающие ее резервные возможности.
Представленные исследования достоверно показывают о негативном влиянии гипоксии при различных заболеваниях человека, которые будут описаны ниже, включая и экстремальные ситуации, например, при острой лучевой болезни, с огромными дозами радиационного поражения у крыс, эксперимент над которыми продолжался более года. Представленные результаты опытов были необходимы, чтобы понять всю опасность, которая может возникнуть в случае радиационного поражения людей при возможных авариях на атомных энергетических станция, как например, авария на Чернобыльской АЭС в 1986 году. И необходимо понимание опасности прямого воздействия радиоактивных веществ на человека и вторичных факторов, которые могут опосредованно влиять в дальнейшем на работу органов, тканей и систем всего организма.
Изменение окислительно-восстановительных процессов у больных бронхиальной астмой как показатель гипоксии
Известно, что нарушение функции аппарата внешнего дыхания влияет на окислительно-восстановительные процессы в организме.
Проводя наши исследования, мы стремились показать, в какой степени влияет нарушение функции аппарата внешнего дыхания на качественное использование кислорода тканями организма.
Нами обследовано 72 больных бронхиальной астмой с измененной функцией аппарата внешнего дыхания. При этом, изучались общеклинические данные: показатели функции аппарата внешнего дыхания (минутный объем дыхания, жизненная емкость легких, максимальная вентиляция, форсированная жизненная емкость легких - в процентах к должным величинам; частота и глубина дыхания), показатели транспортной функции газов крови (кислородная емкость крови, артерио-венозная разница по кислороду, количество углекислого газа в венозной и артериальной крови, венозно-артери-альная разница по углекислому газу, процент насыщения кислородом артериальной и венозной крови, процент утилизации тканями кислорода), количество молочной и пировиноградной кислот и щелочных резервов крови. Изучение специальных показателей производилось по методикам, разработанных
кафедрой пропедевтики внутренних болезней Новосибирского государственного медицинского университета, на базе лечебных учреждений г. Новосибирска.
При клиническом и лабораторном обследованиях у всех больных был установлен основной диагноз: бронхиальная астма в период обострения в пароксизмальной или хронической стадиях. Во время обследований больные находились в остром или хроническом астматическом состояниях. Почти у всех было выявлено наличие воспалительного процесса, преимущественно локализованного в органах дыхания. У обследованных больных была выраженная эмфизема легких с различными степенями дыхательной недостаточности, клинически установленная на основании выраженности одышки. Эмфизема легких у них развилась в основном вследствие заболевания бронхиальной астмой.
Для сравнения данных специального обследования с тяжестью клинической картины больные были распределены на три группы, соответственно клиническим степеням нарушения вентиляции, основным из которых является одышка: в первой группе было 7 больных, во второй - 8 и в третьей -2, всего было 17 человек (табл. 1).
У всех больных обстоятельно (по три - четыре раза) изучены транспортная функция газов, молочной и пировиноградной кислот, а также щелочных резервов крови. Существенными признаками дыхательной недостаточности мы считали: избыточную вентиляцию (клинически -одышку), недостаток кислорода в организме (гипоксию), т. е. понижение уровня окислительных процессов или изменение их в аноксибиотическом направлении, наличие в циркулирующей крови продуктов не полного окисления. Общим для гипоксий, вызванных различными причинами, считается качественно недостаточный обмен кислорода в организме и появление недо-окисленных веществ.
У всех обследованных больных было обнаружено нарушение вентиляции, выражающееся в том, что у части больных (8) минутный объем дыхания был повышен от 127 до 240 % от нормального, тогда как у другой части (9) при нормальном минутном объеме дыхания (чаще всего при первой степени легочной недостаточности) нарушение вентиляции выражалось в повышении частоты дыхания (у одного больного пониженная) при пониженной или с тенденцией к понижению глубины дыхания, а в случаях нормальной или пониженной частоты дыхания была явно повышена глубина дыхания.
Таблица 1 Распределение больных бронхиальной астмой по соотношению различных показателей внешнего дыхания в зависимости от степени легочной недостаточности
Степень легочной недостаточности
I II III
Показатели Увеличено Норма Понижено Всего Увеличено Норма Понижено Всего Увеличено Норма Понижено Всего Общее число обследованных больных
Число больных
Минутный объем дыхания (в % к должному) 2 5 -- 7 5 3 -- 8 1 -- 1 2 17
Частота дыхания (за 1 мин.) 7 -- -- 7 6 1 1 8 2 -- -- 2 17
Глубина дыхания (в мл.) -- 5 2 7 -- 6 2 8 -- 1 1 2 17
Жизненная емкость легких (в % к должному) -- -- 7 7 -- 1 7 8 -- -- 2 2 17
Максималь-ная вентиляция легких (в % к должному) 3 -- 4 7 2 1 5 8 -- 1 1 2 17
Форсиро-ванная жизненная емкость легких (в % к должному) -- -- 7 7 -- 1 7 8 -- -- 2 2 17
В основном, у всех больных была изменена функциональная возможность дыхательной поверхности легких, т. е. жизненная емкость легких, что означает увеличенный остаточный объем, а также, были понижены показатели бронхиальной проходимости (форсированная жизненная емкость легких), очевидно, вследствие инфекционно-аллергического состояния дыхательных путей с последующим отеком слизистой оболочки, бронхоспазмом и закупоркой их слизью, что и обусловливает развитие гипоксии.
Таким образом, нарушение вентиляции аппарата внешнего дыхания, выражающееся в увеличении минутного объема дыхания или в нерациональном соотношении составных показателей минутного объема дыхания (увеличение частоты дыхания при пониженной или с тенденцией к понижению глубины дыхания), является одной из особенностей, характеризующих состояние обследованных нами больных.
При изучении транспортной функции газов, молочной и пировиноградной кислот, а также щелочных резервов крови установлено, что у 10 из 13 обследованных больных кислородная емкость крови была повышенной (иногда до 24 %) за счет увеличения количества эритроцитов и гемоглобина, но чаще всего (у 7 больных), очевидно, за счет качественного изменения гемоглобина, так как при этом не наблюдалось увеличение количества эритроцитов и гемоглобина. У лиц с повышенной кислородной емкостью было увеличено и количество кислорода в артериальной крови - артериальная ги-поксемия, которую можно рассматривать как компенсаторную реакцию, вызванную кислородным голоданием организма, так как при этом процент насыщения крови кислородом был в большинстве случаев пониженным. Часто встречающийся (у 10 больных из 13) пониженный процент утилизации кислорода тканями подтверждает в этих случаях наличие тканевой гипоксии. О гипоксическом состоянии наших больных свидетельствует повышенное содержание пировиноградной и молочной кислот в крови. Таким образом, почти у всех больных выявлена гипоксия.
Как видно из изложенного, в основе заболевания у наших больных лежит патологический процесс, в первую очередь органов дыхания, который первично обусловливает нарушение функции внешнего дыхания с последующим развитием ги-поксического состояния. Гипоксия же, как следствие нарушения функции аппарата внешнего дыхания, является причиной дальнейшего ее нарушения, что и видно на примере физико-химической регуляции крови кислотно-щелочного равновесия организма, связанной с наличием бикарбонатного буфера. При определении щелочных резервов выявлено увеличение (алкалоз) у 5 больных и увеличение (ацидоз) - у 10 больных.
Алкалоз при повышенном количестве недо-окисленных продуктов мы рассматриваем как компенсаторную реакцию, обусловленную ацидозом при повышенном выделении углекислого газа, но в то же время невыгодную для организма, так как он
_29
затрудняет диссоциацию НЬСО2 в крови капилляров легких, а НЬО2 - в капиллярах большого круга кровообращения. Поэтому мы пришли к выводу, что здесь нельзя исключать возможности блокады функции гемоглобина в процессе переноса газов.
И если учесть, что артериальная кровь отдает тканям не весь кислород, то у здорового человека разность между общим содержанием кислорода в притекающей к тканям артериальной крови (около 20 %) и оттекающей от них венозной кровью (примерно 13 %) называется артерио-венозной разностью по кислороду (7%). Эта величина служит важной характеристикой дыхательной функции крови, показывая, какое количество кислорода доставляют тканям каждые 100 мл крови. Для того, чтобы установить, какая часть приносимого кровью кислорода переходит в ткани, вычисляют коэффициент утилизации кислорода. Его определяют путем деления величины артерио-венозной разности на содержание кислорода в артериальной крови и умножения на 100. В покое, для всего организма, коэффициент утилизации кислорода равен примерно 30-40 %. Однако, в миокарде, сером веществе мозга, печени и корковом слое почек составляет 40-60 %. При тяжелых физических нагрузках коэффициент утилизации кислорода работающими мышцами и миокардом может достигать 80-90%.
В снабжении мышц кислородом при тяжелой работе имеет определенное значение внутримышечный пигмент миоглобин, который связывает дополнительно еще 1 - 1,5л кислорода. Связь кислорода с миоглобином более прочная, чем с гемоглобином. Он отдает кислород только при выраженной гипо-ксемии. [2]
Также мы пришли к выводу, что уменьшение количества щелочных резервов у другой части больных является следствием связывания щелочных металлов бикарбонатов кислотами недоокис-ленных продуктов. Таким образом, как увеличение, так и уменьшение щелочных резервов можно рассматривать как один из признаков гипоксического состояния.
В качестве иллюстрации сказанного приводим выписку из истории болезни.
Больная Н. (63 года) поступила в стационар в астматическом состоянии. После перенесенного гриппа, внезапно, на фоне эмоциональных факторов появились приступы удушья. Лечилась амбула-торно, но без эффекта. В анамнезе было установлено, что семнадцатилетнем возрасте болела туберкулезом легких, позднее частые воспаления легких, отмечала частые гриппозные состояния с повышением температуры, после которых приступы удушья усиливались. Вне приступа состояние средней тяжести. В сидячем положении были установлены следующие сведения: пульс - 90 ударов в минуту, ритмичен, дыхание - 24 в минуту, артериальное давление 130/90 мм рт. ст., одышка, серый цвет и одутловатость лица, акроцианоз; границы сердца смещены влево, тоны ослаблены. Акцент второго тона на легочной артерии, в легких коробочный звук, жесткое дыхание, много сухих свистящих хрипов. Анализ крови: эритроцитов 4 690 000, НЬ -
74 %, лейкоцитов - 5300, базофилов - 1, эозинофи-лов -10, палочкоядерных - 2, сегментоядерных - 55, лимфоцитов - 15, моноцитов - 7, СОЭ - 12, глобулинов - 6,28 мг %.
Диагноз, поставленный специалистами: обострение бронхиальной астмы в стадии пароксизмов, эмфизема легких II ст., пневмосклероз, хронический ринит, недостаточность внешнего дыхания I ст., токсический миокардит.
При обследовании внешнего дыхания были получены следующие данные: частота дыхания - 24 в минуту, глубина дыхания - 344 мл, минутный объем дыхания - 127 % от нормального, жизненная емкость легких - 59 %, максимальная вентиляция легких - 130 %, форсированная жизненная емкость легких - 43 % жизненной емкости легких, количество выделенного легкими С02 —67,5 %.
Обследование газового состава крови до лечения показало: кислородная емкость крови - 25,35 %, кислород артериальной крови - 22,94 %, кислород венозной крови - 13,52 %, артерио - венозная разница по кислороду - 9,42, процент утилизации кислорода - 41,2 % , насыщение артериальной крови кислородом - 90%, насыщение венозной крови кислородом - 53 %, углекислый газ артериальной крови - 36,49 %, углекислый газ венозной крови - 44,84 об. % , венозно - артериальная разница по С02 - 8,35 %. Количество молочной кислоты - 16,2 мг %, количество пировиноградной кислоты - 18,2 мг %, щелочные резервы - 56,6 %.
После проведенной стационарной терапии наступило клиническое улучшение. А перечисленные выше показатели изменились в сторону нормализации.
Аналогичная картина наблюдалась и у ряда других больных. Таким образом, наличие не только нарушения функции аппарата внешнего дыхания, но и ряда других признаков, свидетельствующих о нарушении дыхательной функции крови при наличии других признаков гипоксии, требовало при обосновании индивидуальной терапии в определенной последовательности. Однако, в основу лечения мы старались положить принцип десенсибилизации организма в комплексе с применением антиспазматических, а в ряде случаев в сочетании с сердечно-сосудистыми и противовоспалительными препаратами. В отдельных случаях применялось введение 2 - 4 % раствора соды в зависимости от алкалоза, давшее удовлетворительные результаты.
По результатам проведенных исследований мы пришли к следующим выводам:
1. Нарушение вентиляционной функции легких и кислотно-щелочного равновесия крови следует рассматривать как признак гипоксического состояния организма.
2. Причиной гипоксического состояния организма у обследованных больных, по-видимому, является органическое, чаще инфекционно-аллерги-ческого характера, повреждение аппарата внешнего дыхания, обусловливающее развитие гипоксии, которая, в свою очередь, усугубляет изменения функции аппарата внешнего дыхания. Од-
Евразийский Союз Ученых (ЕСУ) #7 (52), 2018 нако, не исключена возможность и такого сочетания местных проявлений гипоксии в малом круге кровообращения, которое может приводить к последующим нарушениям условий кровообращения и функции гемато-респираторного барьера, но чаще в организме образуется своеобразный замкнутый круг: нарушение функции аппарата внешнего дыхания в связи с его повреждением -гипоксия -нарастание нарушения функции и структур аппарата внешнего дыхания.
3. В образовании гипоксического состояния организма, органическое повреждение легких с нарушением их функции, является лишь частичной причиной, так как аппарат внешнего дыхания имеет высокую приспособленность к механически патологическим изменениям, затрудняющим вентиляцию.
4. Большое значение в развитии гипоксического состояния организма может иметь изменение кислотно - щелочного равновесия внутренней среды, при котором, с одной стороны, гемоглобин не может отдать СО2 и присоединить О2 в капиллярах легких, а с другой - не может отдать О2 тканям и изъять из них СО2, что наблюдается при алкалозе.
5. Можно предположить, что невыгодные для организма изменения кислородно-щелочного равновесия внутренней среды можно коррегировать с помощью медикаментозного вмешательства и соответствующей диеты, разрывая, таким образом, круг в патогенетической цепи и давая этим возможность органически поврежденному аппарату внешнего дыхания более полно использовать и развивать свои большие компенсаторные возможности.
Влияние гипоксии при патологиях печени
При заболеваниях печени, и особенно при болезни Боткина нарушение углеводного, белкового, пигментного, водно-солевого и других видов обмена изучено достаточно глубоко. Газовый обмен и состояние снабжения организма кислородом при заболеваниях печени остается мало изученным и в настоящее время.
Еще в тридцатых годах прошлого столетия американский генетик Джорж Снелл исследовал газовый состав крови у четырех больных инфекционной желтухой и нашел у них снижение насыщения артериальной крови кислородом от 92,4 до 86 %. Чуть позже, советские ученые И.М. Гуровец и И. Г. Тонконогий, исследуя газовый состав крови у 14 больных с различными заболеваниями печени, обнаружили венозную гипоксемию и увеличение ар-терио-венозной разницы по кислороду.
О том, что при болезни Боткина нарушается снабжение организма кислородом, могут косвенно свидетельствовать данные об изменениях окислительно-восстановительных процессов. Так в пятидесятых годах ХХ века в некоторых публикациях появились сообщения, что при этом заболевании наблюдается повышение вакат-кислорода мочи (Шварц), накопление в крови окисленной формы глютатиона ( Каменецкий), снижение окисления пуриновых соединений до мочевой кислоты (Николаева), снижение интенсивности окислительного
фосфорилирования (Якушева), нарушение углеводного обмена в мышцах и явления гликолиза (Михнев), снижение процесса окисления жирных кислот (Заболотный).
Клинически, у больных болезнью Боткина, особенно при тяжелом течении заболевания, можно наблюдать выраженный цианоз ушей, губ, кончика носа, подбородка и рук. При наличии таких жалоб, как общая слабость, быстрая утомляемость, потеря работоспособности и т. д., все это в определенной степени может указывать на наличие при этом заболевании явлений гипоксии. [3]
В связи с этим, мы поставили перед собой задачу - изучить состояние снабжения организма кислородом при болезни Боткина. Для этой цели была исследована дыхательная функция крови. Под дыхательной функцией крови мы понимали механизм переноса кислорода от легких к тканям и угольной кислоты - от тканей к легким. Для изучения дыхательной функции крови исследовали газовый состав артериальной и венозной крови, кривые диссоциации оксигемоглобина и кривые связывания угольной кислоты - с учетом гемодинамики.
Исследование газового состава крови нами проводилось на аппарате Сеченова-Ван-Слайка. Газовый состав артериальной и венозной крови был исследован у 128 больных болезнью Боткина, из них у 63 человек в динамике, т. е. в разгар заболевания и в период выздоровления. Наиболее характерной особенностью газового состава крови при болезни Боткина является снижение насыщения артериальной крови кислородом. Так, из 128 больных у 90 процентов насыщения артериальной крови кислородом был ниже нормы (меньше 92 %), что указывало, на артериальную гипоксемию. Следует отметить, что снижение насыщения артериальной крови кислородом находилось в большинстве случаев в зависимости от тяжести заболевания.
Со стороны венозной крови наблюдается отчетливое снижение содержания в ней кислорода (ниже 12 %). Из 128 больных у 97 этот показатель был понижен. Следовательно, у большинства больных имелись указания на венозную гипоксемию. Об этом также говорят увеличение таких показателей, как артерио - венозная разница по кислороду
(из 128 больных у 85 - выше 8 %) и процент использования кислорода тканями (у 90 - выше 35%). Таким образом, у большинства больных наблюдались явления артериальной и венозной гипоксемии.
В отношении содержания угольной кислоты следует отметить тенденцию к ее снижению, как в артериальной, так и в венозной крови (у половины больных этот показатель был понижен). У большинства больных (у 43 из 57), исследованных в динамике, в период выздоровления процент насыщения артериальной крови кислородом повысился до нормальных величин. Содержание кислорода в венозной крови у значительной части (у 28 из 57) повысилось, у 8 не изменилось и у 21 снизилось. Содержание угольной кислоты в артериальной и венозной крови в период выздоровления у половины больных увеличилось. Артерио-венозная разница по кислороду и процент использования кислорода тканями у большинства больных (у 27 из 48) изменилась в сторону нормализации.
Таким образом, в период выздоровления у большинства больных устранялась артериальная, а у многих больных и венозная гипоксемия. Однако, по итогам изучения больничных документов и личных наблюдений, мы не смогли точно установить механизм развития артериальной и венозной гипо-ксемии у обследованных больных. В связи с этим, мы изучили кривые диссоциации оксигемоглобина, как основного показателя дыхательной функции крови, непосредственно указывающего на наличие или отсутствие гипоксии.
В отечественной и зарубежной литературе мы не нашли описанные результаты исследований дыхательной функции крови при острых вирусных гепатитах - болезни Боткина. Мы нашли лишь одну работу (Кис и Снелл), авторы которой изучали кривые диссоциации оксигемоглобина при циррозах печени. Они показали, что у этих больных существует недонасыщение артериальной крови и объясняли это понижением сродства гемоглобина к кислороду, так как кривая диссоциации у них отчетливо снижалась и сдвигалась вправо.
Парциальное давление I
Рис.1. Кривая диссоциации оксигемоглобина у среднестатистического больного в разгар заболевания.
При болезни Боткина нами были изучены кривые диссоциации оксигемоглобина у 50 больных. Из них у 38 человек кривые диссоциации оксигемоглобина в разгаре заболевания были смещены или проявляли тенденцию к смещению вправо и вниз (рис. 1). У 15 больных кривые были в пределах нормы, а у трех кривая была смещена влево и вверх.
Следовательно, у большинства больных кривые диссоциации оксигемоглобина были смещены вправо и вниз. Смешение кривых было выражено больше у больных со средней тяжестью и тяжелой формой болезни. При легком течении заболевания кривые диссоциации чаще оставались в пределах нормы. Смещение кривых диссоциации оксигемо-глобина вправо и вниз при болезни Боткина свидетельствует о снижении сродства гемоглобина к кислороду, что обусловлено главным образом явлениями интоксикации.
В кишечнике, в процессе распада белков, образуются токсические вещества (фенолы), которые, поступая в печень, превращаются в нетоксические парные (фенол серные и фенол-глюкуроновые) соединения. При этом, от 80 до 90 % фенолов выделяются с мочой в виде связанных фенолов. Нами было установлено, что при нарушении барьерной функции печени в моче уменьшается количество связанных фенолов и увеличивается содержание свободных фенолов.
Отсюда следует, что при нарушении обезвреживающей функции печени при болезни Боткина, это и является одной из причин интоксикации. Интоксикация может наступить также и за счет вирусной инфекции и нарушения окислительных процессов. Все это, естественно, и могло отразиться на кривых диссоциации оксигемоглобина и привести к снижению сродства гемоглобина к кислороду, а отсюда и к недонасыщению артериальной крови кислородом. Возможно, что недонасыщению артериальной крови кислородом способствовало также
нарушение проницаемости капилляров легких. Кривые диссоциации оксигемоглобина отражают зависимость насыщения крови кислородом от парциального давления кислорода (рО2).
Парциальное давление кислорода артериальной крови (рО2) у 26 из 50 обследованных больных болезнью Боткина было явно понижено, т. е. ниже 70 мм рт. ст. Кроме того, у 17 больных (рО2) проявляло тенденцию к снижению и находилось на нижней границе нормы, т. е. между 70 и 80 мм рт. ст. Лишь у 12 больных (рО2) в артериальной крови находилось в пределах нормы (80 - 90 мм рт. ст.). Таким образом, у большинства обследованных больных рО2 артериальной крови было понижено или обнаруживало тенденцию к снижению, что непосредственно указывает на наличие при болезни Боткина артериальной гипоксемии.
Парциальное давление кислорода в венозной крови у 26 из 50 обследованных было ниже 30 мм рт. ст. У 17 больных рО2 венозной крови находилось между 30 и 40 мм рт. ст., т. е. на нижней границе нормы, у 7 больных рО2 было в пределах нормы (40 мм рт. ст.).
Следовательно, у преобладающего большинства больных с болезнью Боткина рО2 в венозной крови также было понижено или проявляло отчетливую тенденцию к снижению. Понижение рО2 в венозной крови не только подтверждает наличие венозной гипоксемии, но и непосредственно указывает на гипоксию тканей при болезни Боткина.
В период клинического выздоровления у 15 из 20 обследованных, кривые диссоциации оксигемо-глобина смещались вверх и влево, т. е. были на пути к нормализации. Это смещение кривых диссоциации оксигемоглобина вверх и влево свидетельствует о повышении сродства гемоглобина к кислороду, что еще раз подтверждает зависимость насыщения артериальной крови кислородом от степени сродства гемоглобина к кислороду (рис.2).
Рис. 2. Кривая диссоциации оксигемоглобина у среднестатистического больного в период выздоровления.
У шести больных с легкой формой заболевания кривые диссоциации оксигемоглобина, будучи
нормально расположенными, к моменту выздоровления, сохранили нормальную форму. У семи больных кривые диссоциации оксигемоглобина, будучи
в начале заболевания, нормально расположенными, к моменту выздоровления смещались вправо и вниз, однако насыщение кислородом и парциальное давление артериальной крови у них повысилось.
Очень важно, что в артериальной крови почти у всех больных (у 17 из 18) в период выздоровления явно повышалось рО2 наряду с увеличением процента насыщения артериальной крови кислородом; рО2 в венозной крови к моменту клинического выздоровления у большей части больных обнаруживало тенденцию к понижению (у 16 из 18).
Не совсем ясным оставался при болезни Боткина противоположный процесс, это процесс переноса угольной кислоты из тканей в легкие. С этой целью нами были изучены механизм и кривые свя-зываиия угольной кислоты. Данных, указывающих
на исследования кривых связывания угольной кислоты при болезни Боткина, мы в литературе не нашли. Нами были изучены кривые связывания угольной кислоты у 36 больных. В разгар заболевания почти у всех больных кривые связывания угольной кислоты располагались значительно ниже нормальной кривой. Чем тяжелее протекало заболевание, тем ниже располагались кривые связывания угольной кислоты. При этом, парциальное давление угольной кислоты соответственно в артериальной и венозной крови было явно повышено почти у всех больных, что указывает на нарушение способности крови связывать, переносить и отдавать угольную кислоту. Кроме того, повышение рО2 венозной точки свидетельствует о повышении парциального давления СО2 в тканях (рис. 3).
Рис.3. Кривые связывания СО2у Рис.4. Кривые связывания СО2у больных в разгар болезни Боткина больных в период выздоровления А - восстановление крови, В - окисление А - восстановление крови, В - окисление
крови. крови.
В период выздоровления кривые связывания угольной кислоты смещались вверх - в сторону нормализации. Обращает на себя внимание снижение рО2 как в венозной, так и в артериальной крови, что указывает на снижение парциального давления угольной кислоты в тканях и легких (рис. 4).
Исходя из описанных результатов исследований, можно сделать следующие выводы:
1. При остром вирусном гепатите (болезнь Боткина) наблюдаются изменения газового состава крови, диссоциации оксигемоглобина, связывания угольной кислоты.
2. Со стороны газового состава крови наблюдаются: снижение насыщения артериальной крови кислородом, уменьшение содержания кислорода в венозной крови, увеличение артерио-венозной разницы по кислороду, повышение использования кислорода в артериальной и венозной крови. Все это, прежде всего, указывает на наличие артериальной и венозной гипоксемии.
3. Кривые диссоциации оксигемоглобина, в разгар заболевания, смещаются вправо и вниз, что свидетельствует о снижении сродства гемоглобина к кислороду. При этом, наблюдается снижение парциального давления кислорода, как в артериальной,
так и в венозной крови, что указывает на нарушение транспорта кислорода и непосредственно на наличие кислородного голодания тканей.
Гипоксические явления при болезни Боткина, будучи следствием интоксикации инфекционного (вирусного) происхождения и нарушения функции печени, являются важным патогенетическим фактором, который из следствия может превращаться в причину, отрицательно влияющую как на пораженную печень, так и на весь организм. Возможно, что нарушение снабжения тканей, в том числе и пораженной печени, играет большую роль в развитии таких осложнений, как развитие гепатаргии, которая может развиться при гепатитах различного ге-неза, эклампсии беременных, остром тромбозе печеночных вен, внутри- и внепеченочных холеста-зах, циррозах печени и переходить в хронический гепатит.
4. В период выздоровления, с повышением процента насыщения артериальной крови, кривые диссоциации оксигемоглобина изменялись в сторону нормализации. Парциальное давление кислорода артериальной крови повышалось, что указывало на устранение артериальной гипоксемии. В венозной крови парциальное давление кислорода у
большинства больных повышалось. Последнее свидетельствует о том, что в период выздоровления у большинства больных гипоксия тканей не устранялась.
5. При болезни Боткина нарушается и другая часть дыхательной функции крови - перенос угольной кислоты. Об этом свидетельствует смещение кривых связывания угольной кислоты вниз с увеличением парциального давления угольной кислоты, как в артериальной, так и в венозной крови. Это указывает на нарушение транспорта угольной кислоты и накопление ее в тканях.
6. Наличие кислородного голодания тканей при болезни Боткина, как в разгар заболевания, так и в период клинического выздоровления делает необходимым применение всех методов борьбы с гипоксией. Речь идет, прежде всего, о применении кислородной терапии с применением масок с кислородом и барокамер с насыщением кислорода до 60 %, с возможной смесью инертных газов. К косвенным методам борьбы с гипоксией относится применение всех средств, направленных на устранение интоксикации.
Влияние гипоксии при ожоговой болезни
По мнению многих авторов, непосредственной причиной ожоговой болезни является неком-пенсируемая утрата значительного количества кожного покрова, что, в свою очередь, приводит к ряду тяжелых расстройств внутренних органов. В механизме, как утраты кожи, так и поражения внутренних органов немалую роль играет местная и общая кислородная недостаточность.
О развитии гипоксии при ожоговом шоке отмечалось в очень многих научных трудах еще в середине ХХ века. Наиболее глубокие исследования Г.В. Дервиза и В. Н. Смидович (1955), проведенные как в эксперименте, так и в клинике, убедительно показали влияние гипоксии при тяжелой ожоговой болезни.
Вместе с тем, причины кислородной недостаточности, ее значение при ожоговой болезни были мало изучены до настоящего времени, а ее роль не достаточно учитывается при лечении последствий тяжелых ожогов.
Показатели гипоксии при ожоговой болезни.
Показателями гипоксии при ожоговой болезни могут служить накопление в крови пирови-ноградной, молочной и других органических кислот и выделение их с мочой (Г. Ф. Милюшкевич, Г. В. Дервиз, В. Н. Смидович).
Кроме того, Г. В. Дервиз, В. Н. Смидович предложили судить о степени кислородной недостаточности по коэффициенту кислотообразования мочи, т. е. по отношению общего количества органических кислот к общему азоту мочи. Было показано, что этот коэффициент возрастает у человека пропорционально тяжести ожоговой болезни. [4]
Коэффициент кислотообразования по Дервизу и Смидовичу изучался нами у 23 больных, содержание молочной кислоты в крови - у 26 и кислородный дефицит по Уленбруку - у 18 больных. Последний показатель не был существенно повы-
Евразийский Союз Ученых (ЕСУ) #7 (52), 2018 шен ни в одном из 24 определений: он оказался недостаточно чувствительным для выявления гипоксии при ожоговой болезни. Содержание молочной кислоты в крови закономерно повышалось только в первые два дня после тяжелых ожогов. Этот показатель гипоксии по Г.В. Дервизу и В. Н. Смидович неудобен тем, что он зависит от мышечной активности, а не только от степени кислородной недостаточности. Коэффициент кислотообразования был повышен в 7 определениях из 16, причем повышение хорошо соответствовало тяжести клинического состояния больных.
Косвенным свидетельством кислородной недостаточности после ожогов у людей является избыточная легочная вентиляция, не соответствующая уровню основного обмена (Э.П. Зимина). Она развивается за счет учащения дыхания и не приводит к избыточной альвеолярной вентиляции, а лишь к избыточной вентиляции мертвого пространства.
В экспериментах на кроликах, которые в момент взятия крови вели себя спокойно, содержание молочной кислоты в крови после глубоких ожогов на 20 % поверхности тела закономерно повышалось, достигая максимума через 7 - 13 дней после ожога. При проведении нами опытов на крысах, кислородный дефицит, после глубоких ожогов на площади 15 - 18 % поверхности тела, наблюдался со второго по 14 день после ожога от 40 до 50 % случаев; в дальнейшем по мере заживления ожоговой раны он постепенно исчезал.
Таким образом, наличие гипоксии при ожоговой болезни не вызывает сомнений. У человека коэффициент кислотообразования мочи оказался наиболее чувствительным и адекватным из проверенных нами показателей гипоксии после ожогов. В опытах на животных кислородную недостаточность после ожогов удавалось обнаружить и другими способами.
Причины общей гипоксии при ожоговой болезни.
В период ожогового шока одной из причин гипоксии является несоответствие между высоким потреблением кислорода и нарушенной его доставкой к тканям. Так, в восьми случаях нам удалось определить основной обмен у больных с ожоговым шоком, сопровождавшимся понижением артериального давления. В шести случаях основной обмен был повышен на 10 - 35% и лишь в двух случаях снижен на 37 %.
Дополнительным источником гипоксии при ожоговой болезни могут служить, нередко возникающие при пожарах и при горении одежды, ожоги дыхательных путей. Предположение Морица, выдвинутое еще в 1945 году о частом развитии после ожогов дыхательных путей отека области голосовой щели не подтвердилось в тщательно проведенных экспериментах В. Н. Хребтовича. Вместе с тем оказалось, что ожоги дыхательных путей пламенем в эксперименте на кошках ведут к поражению легких в виде их отека и ателектазов и к развитию ар-
Евразийский Союз Ученых (ЕСУ) # 7 (52), 2018 териальной гипоксемии. Насыщение крови кислородом снижалось через сутки после ожога от 7 до 54 %.
Во втором инфекционно-токсическом периоде ожоговой болезни, который продолжался от 1 до 1,5 месяцев, основной обмен, как показали наши исследования, остается значительно повышенным. Это, по-видимому, связано с тем, что в этот период наблюдается высокая лихорадка, избыточная легочная вентиляция, значительно активизированы обменные процессы. Вот на этом фоне и развивается тканевая гипоксия. Следовательно, несоответствие между потребностью в кислороде и его доставкой в этом периоде сохраняется. Быстрое развитие анемии, вызванной разрушением эритроцитов в момент ожога, также может быть причиной кислородной недостаточности в это время.
Тяжелая ожоговая болезнь так же часто осложняется еще и пневмонией. По проведенным нами глубокому изучению медицинских показателей и статистических данных, пневмония наблюдалась у большинства умерших во все периоды ожоговой болезни, кроме первых двух суток. Массивные пневмонии, по-видимому, служат дополнительным источником острой гипоксии.
Несоответствие между потребностью в кислороде и его доставкой, видимо, усугубляется при развитии гипертермической реакции (при температуре тела выше 39°С), которая наблюдалась в среднем у 40 % случаев у больных с ожогами на площади от 10 % поверхности тела и больше. Среди больных среднего и пожилого возраста гибель после повышения температуры выше 39° наблюдалась гораздо чаще, чем без повышения. Часто гипертермия наблюдалась в последние сутки перед смертью.
Указанное несоответствие между потребностью в кислороде и его доставкой может усугубляться в послеоперационном периоде после оперативного лечения обширных ожогов. При этом, мы обратили внимание на цианоз, развивающийся после операций у обожженных. Как показали наши наблюдения, при операции аутопластики у истощенных больных с обширными ожогами температура тела может падать за время операции от 2 до 3,5°С. И здесь можно заметить, что самостоятельное согревание больных в послеоперационном периоде, когда гемодинамика часто нарушена, это может привести к повышению основного обмена и развитию цианоза. [5]
Причины местной гипоксии тканей при ожоговой болезни.
Главной причиной гипоксии тканей в области ожога является поражение тканевых окислительных ферментов при их нагревании. Однако, как показали наши предварительные опыты нагреть ткань пока в ней сохранено кровообращение очень трудно. Возможно, что повреждение эритроцитов и потеря ими эластичности, которые играют важную роль в развитии капиллярного стаза и является одной из причин стаза при ожогах.
Обратимость стаза в большой степени зависит от свободного притока и оттока крови. В месте ожога часто наблюдается венозное полнокровие, которое связано с повышением внутритканевого давления. Последнее может быть вызвано:
а) сокращением кожи при ожоге;
б) отеком тканей, распространяющимся далеко за пределы пораженной области;
в) внешним давлением на обожженные участки.
Отек тканей особенно резко выражен при проникновении ожога в подкожную клетчатку, как об этом можно судить по результатам статистического анализа данных о гемоконцентрации у больных с ожогами.
После тяжелых ожогов нередко наблюдаются некротические процессы во внутренних органах, особенно в желудке и кишечнике, характерные, как известно, для общего адаптационного синдрома. В основе этих поражений при ожогах, по всей вероятности, лежат различные сосудистые нарушения. Они могут быть связаны с компенсаторным длительным спазмом прекапиллярных сфинктеров при компенсированном или декомпенсированном шоке.
В этом отношения весьма характерна больная женщина 52 лет, доставленная в ожоговый центр Новосибирской областной больницы в состоянии шока. Она была выведена из этого состояния только через трое суток после ожога. Однако через 10 дней у нее возникло желудочное кровотечение, потребовавшее срочной операции. В ходе операции обнаружены две перфоративные язвы двенадцатиперстной кишки. Операция прошла успешно, но через неделю женщина умерла из-за неблагоприятного послеоперационного течения на фоне тяжелого общего состояния, вызванного ожоговой болезнью и резким снижением содержания кислорода в артерио-венозной крови.
Местная гипоксия тканей может наблюдаться и в почках, повреждение которых, часто имеет ги-поксический механизм. Кроме сложных и недостаточно изученных сосудистых нарушений в основе гипоксии почечной ткани может лежать «почечная глаукома» - резкое повышение давления под капсулой почки в связи отеком, развитие объясняют тем, что жидкость, реабсорбируемая в канальцах почек из-за повреждения последних, частично попадает в межуточную ткань почки (М.С. Вовси). При этом нарушается венозный отток и возникает гипоксия почечной ткани. Таким образом, местная и общая кислородная недостаточность, несомненно, наблюдается при тяжелой ожоговой болезни и нередко она играет существенную роль в ее развитии. [6]
Эффект дополнительной гипоксии и кислородной терапии при ожоговой болезни.
Если учесть все сказанное, то можно прийти к выводу, что выносливость к дополнительной кислородной недостаточности, вызываемой на фоне ожоговой болезни другими причинами, должна понижаться. Однако оказалось, что это не всегда так.
В описанных опытах В. И. Скорика на кошках было установлено, что часовая гипотония со снижением артериального давления до 40 мм рт. ст., вызванная кровопусканием (с последующим обратным введением выпущенной крови), переносится животным через сутки после тяжелого ожога так же, как в контроле. Продолжительность жизни обожженных животных после такого кровопускания не уменьшалась. В более поздние периоды ожоговой болезни выносливость к подобной гипотонии постепенно снижалась.
В своих опытах на крысах Г.С. Фенстер описал, что трехчасовое воздействие разреженной атмосферы в барокамере, соответствующей «высоте» 5 - 6 км, на протяжении 10 дней не только хорошо переносилось обожженными крысами, но и уменьшает их смертность от ожоговой болезни в последующие дни. После десятидневного воздействия разреженной атмосферы погибло от ожогов всего 19 % крыс, в то время, как в контрольной группе после таких же ожогов смертность достигла 56 %. [7]
Кислородная терапия, которую мы применяли в первые часы после крайне тяжелых ожогов у 20 крыс в форме воздействия чистого кислорода под давлением 2,5 - 3 абсолютных атмосфер кислорода на протяжении трех часов, не увеличила продолжительности жизни животных по сравнению с контрольной группой. При этом, большинство крыс погибало во время кислородной терапии.
Применение кислородной терапии чистым кислородом, который может давать эффект даже при тканевой гипоксии, в клинике не дало отчетливого положительного или отрицательного результата. Ингаляция чистого кислорода производилась у 12 больных по одному часу два раза в день на протяжении от 20 до 60 дней, в инфекционно-токсиче-ский период ожоговой болезни.
Описанное действие дополнительной кислородной недостаточности, а также кислородной терапии при ожоговой болезни может быть объяснено тем, что вредное действие гипоксии и положительный эффект кислородной терапии при ожоговой болезни маскируются каким-то одновременно возникающим токсическим эффектом кислорода и соответственно благотворным действием гипоксии.
По аналогии с лучевой болезнью, который мы рассмотрим ниже, такой эффект теоретически допустим и при ожоговой болезни.
Несомненно, что патогенетическое значение кислородной недостаточности при ожоговой болезни весьма значимо, но этот вопрос требует дальнейшего исследования и глубокого экспериментального изучения.
Защитные механизмы от гипоксии при острой лучевой болезни у крыс
Действие разных видов гипоксии на облученных животных было изучено в ряде исследовательских работ. В большинстве случаев авторы этих исследований интересовались гипоксией как фактором, влияющим на течение и исход лучевого поражения. При таком направлении исследований,
Евразийский Союз Ученых (ЕСУ) #7 (52), 2018 естественно, реакции облученных животных на ги-поксическое воздействие уделялось мало внимания. Существуют лишь отдельные работы, посвященные этому вопросу.
Еще в 1955 году Смис обнаружили у мышей, облученных в дозе 325 и 700 рентген, повышение резистентности к гипоксии. Чуть позднее Константинов показал, что у мышей, облученных в дозе 1 000 р, устойчивость к гипоксии оказывается повышенной за один - два дня до гибели. Ньюс и Ки-мельдорф в 1954 году установили, что выживаемость крыс при содержании их в течение четырех часов в барокамере на «высоте» порядка 8 000 м и больше значительно возрастает на первый - третий день после облучения в дозах от 500 до 600 рентген. На меньшей «высоте» этот эффект менее заметен. Но все перечисленные авторы считают, что это увеличение выживаемости обусловлено главным образом голоданием, так как в этот период у облученных животных наблюдается резкая анорексия. Они показали, что крысы, голодавшие в течение 72 часов, почти так же устойчивы по отношению к гипоксии, как и облученные. Авторы, однако, не высказывают никаких соображений о причинах повышения устойчивости к гипоксии через сутки после облучения. [8]
Таким образом, вопрос об особенностях реакции облученного организма на гипоксию нуждается в дальнейшем изучении. Он представляет большой интерес, так как, во-первых, гипоксиче-ское воздействие может служить хорошей функциональной пробой, позволяющей выяснить некоторые стороны патогенеза лучевой болезни, во-вторых, сведения о чувствительности облученных животных к недостатку кислорода представляют несомненный практический интерес.
В связи с этим основная задача нашей работы состояла в исследовании изменения резистентности белых крыс к гипоксии на всем протяжении острой лучевой болезни, а также в попытке выяснить некоторые патофизиологические механизмы этих изменений. Также, мы изучали продолжительность жизни крыс в барокамере на разных «высотах». Кроме того, измерялась температура тела животных и определялся газообмен при дыхании атмосферным воздухом и при гипоксии.
Проведение исследований проходило по следующей методике.
Белые крысы линии Вистар, самцы, весом 200 - 250 грамм подвергались общему рентгеновскому облучению в дозе 750 р (аппарат Рентген - ТА 150/10с мощностью дозы 8,3 р/мин). Отдельные группы крыс сразу после облучения и через 3, 6, 12, 24, 48, 72 и 96 часов «поднимались» в барокамере. «Подъем» производился до разрежения 140 мм рт. ст. («высота» около 12 000 м) производился в течение пяти минут с пятью полуминутными остановками. По достижении давления 140 мм рт. ст. «подъем» прекращался и с этого момента начинался отсчет времени выживания животных на данной «высоте» с точностью до 10 секунд. О гибели крыс судили по прекращению дыхательных движе-
Евразийский Союз Ученых (ЕСУ) # 7 (52), 2018 ний. Одновременно поднималось две - три облученные и столько же контрольных крыс. Перед «подъемом» у крыс определяли вес и ректальную температуру.
Газообмен исследовался двумя способами. Обычным камерным методом с анализом воздуха на аппарате Холдена определялась интенсивность потребления кислорода при дыхании атмосферным воздухом. Для этого у одной и той же крысы производились измерение газообмена в течение трех дней до облучения и затем после облучения в те же сроки, в которые производилось определение выживаемости (0, 3, 6, 12, 24, 48, 72 и 96 часов). Данный способ с автоматической подачей кислорода применялся при определении газообмена в условиях дыхания газовой смесью с пониженным содержанием кислорода. Для этого у крыс через 12 или 72 часа после облучения и у контрольных крыс в
Данные об изменении резистентности крыс к гипоксии в разные сроки после облучения приведены в таблице 2. Эти результаты были обработаны методом пробит-анализа, что позволило вычислить, кроме среднего времени выживания животных в барокамере, еще и другую, более показательную величину - время гибели 50 % животных.
Из таблицы видно, что сразу после окончания облучения и через три часа не обнаруживается существенной достоверной разницы в выносливости по отношению к гипоксии между контрольными и облученными крысами. Но уже через шесть часов после облучения, устойчивость животных к гипоксии оказывается повышенной. Через 6, 12, 24 и 48 часов, после облучения, время гибели 50 % животных увеличено примерно в одинаковой степени. Самое значительное повышение резистентности к гипоксии наблюдается через 72 часа после облучения, когда симптомы лучевой болезни были выражены достаточно отчетливо. И, наконец, в последний из исследованных нами сроков - 96 часов после облучения, резистентность значительно снижается по сравнению с предшествующим сроком - 72 часа, хотя оставшиеся в живых крысы оказываются все же более устойчивыми к гипоксии, чем контрольные.
Систематическое измерение ректальной температуры в ходе лучевой болезни у всех подопытных крыс показало, что в первые 48 часов, после облучения, достоверных изменений температуры не
специальной газообменной камере определялось потребление кислорода при дыхании атмосферным воздухом. Затем воздух в камере в течение 1 - 1,5 минуты заменялся газовой смесью, содержащей 7 -8 % кислорода, что соответствует давлению порядка 250 - 280 мм рт. ст., что соответствует «высоте» примерно 8000 метров.
Всего в работе было использовано 220 контрольных и 250 облученных крыс.
Результаты исследований были следующими.
При применении нами доз у крыс на третьи сутки после облучения наблюдались выраженные расстройства в деятельности желудочно-кишечного тракта, а примерно через 80 часов после лучевого воздействия начиналась массовая гибель крыс, так что к концу четырех суток выживало не более 28 % облученных животных.
наблюдается. Через 72 часа, после облучения, ректальная температура снижается в среднем на 3,8°. Это дало нам основание предположить, что причиной повышения устойчивости к гипоксии, по крайней мере, через 72 часа после облучения, является снижение интенсивности обменных процессов в организме. Поэтому, первым шагом на пути анализа полученных результатов явилось изучение интенсивности газообмена у крыс в ходе острой лучевой болезни.
Имеющиеся по этому вопросу научные данные весьма противоречивы. Так, некоторые авторы (Кирхнер,1949; Моле,1953) выявили повышение скорости потребления О2 после облучения; другие (Смис, 1951;Тири, 1952) не обнаружили сколько-нибудь существенных изменений; и только в тех случаях, когда имело место значительное голодание, наблюдалось и снижение скорости потребления О2. В то же время, Новак в 1958 году показал, что при дозах, превышающих 400 р, газообмен в фазе адаптации не изменяется в пределах первых суток после облучения, а затем снижается, достигая максимальной величины на третьи сутки после облучения. [9]
Нами было проведено ряд исследований по определение интенсивности потребления О2 при дыхании атмосферным воздухом у крыс во все перечисленные выше сроки после облучения в дозе 750 р (табл. 3).
Таблица 2 Выживаемость крыс в барокамере при давлении 140 мм рт. ст.
Показатели Контроль Время после облучения (часы)
0 3 6 12 24 48 72 96
Количество животных 156 26 15 24 20 28 15 27 23
Средняя продолжительность жизни 4'30" 2'45" 1'30" 6'30" 11'45" 11''0" 11'45" 19'30" 5'30"
Время гибели 50% крыс (минтуы и секунды) 1'30" 1'15" 1'45" 6'45" 6'30" 7'30" 5'45" 14'00" 4'30"
Как видно из табл. 3, потребление О2 в мл/час на единицу веса животных, в ходе лучевой болезни, изменяется мало. Только через 72 часа после облучения наблюдается небольшое, но достоверное снижение скорости потребления О2. Однако, за это время животные теряют в весе иногда довольно значительно, причем это происходит в основном не за счет метаболически активных тканей, а вследствие потери воды и истощения жировых депо. Поэтому, мы посчитали правильным оценивать не только интенсивность потребления кислорода на единицу веса, но и потребление кислорода всем организмом крысы за единицу времени. При таком способе выражения результатов видно, что на протяжении первых двух суток лучевой болезни потребление О2 оставалось близким к контрольному уровню, а начиная с 48 часов, после облучения, наблюдается статистически достоверное снижение интенсивности газообмена.
Из табл. 4 видно, что через 72 часа после облучения абсолютный уровень газообмена в условиях гипоксии значительно ниже, чем у крыс, вовсе не облученных или через 12 часов после облучения. Следует отметить, что между двумя последними группами нет разницы в уровне газообмена ни в ги-поксических условиях, ни при нормальном напряжении кислорода.
Таким образом, подводя результаты исследований, можно сказать, что полученные нами данные приводят к предположению о том, что механизм повышения резистентности к гипоксии у крыс на разных этапах лучевой болезни различен. В более поздние сроки облучения - через 72 и даже через 48 часов, это повышение резистентности, по-видимому, обусловлено снижением интенсивности обмена веществ в организме больных животных, сопровождающимся незначительной гипотермией и вызванным, по всей вероятности, голоданием и рядом других факторов. При этом, важно отметить,
В следующей серии опытов нами определялось потребление кислорода облученными крысами уже в гипоксических условиях. При постановке этих опытов мы исходили из предположения, что повышенная устойчивость облученных крыс к недостатку кислорода обусловлена не столько понижением исходного уровня метаболических процессов, сколько более глубоким его падением в условиях гипоксии. Реальность такого предположения ранее упоминалось в работах Векслера еще в 1959, обнаружившего у облученных животных более быстрое и более глубокое падение температуры тела в условиях гипотермии.
Результаты наших исследований приведены в таблице 4. Эти данные подтверждают сведения предыдущей серии опытов, что через 12 часов после облучения газообмен при дыхании атмосферным воздухом не изменяется по сравнению с контрольными животными, а через 72 часа заметно
что, наряду с пониженным исходным уровнем газообмена у животных, на этом этапе лучевой болезни наблюдается и более выраженное его снижение в гипоксических условиях. В результате этого, у данной группы крыс, абсолютная величина потребления О2 при гипоксических условиях значительно ниже, чем в других группах в этих же условиях. В то же время, по мере снижения интенсивности обмена веществ в организме, устойчивость его к гипоксии повышается, что обусловлено целым рядом факторов. Через 96 часов после облучения, хотя интенсивность метаболических процессов продолжает оставаться низкой, резистентность к гипоксии мало отличается от резистентности контрольных животных. Это, вероятно, объясняется характерным, для терминальной стадии лучевой болезни, глубоким нарушением всех основных жизненно важных функций организма.
Что касается повышения устойчивости к гипоксии на более ранних этапах лучевой болезни (от 6
Таблица 3 Потребление кислорода крысами в ходе острой лучевой болезни
Показатели Контроль Время после облучения (часы)
0 3 6 12 24 48 72 96
Количество животных 34 12 10 10 12 12 12 12 10
Потребление О2 (в мл/г/час) 1,69 1,57 1,54 1,39 1,60 1,59 1,63 1,54 1,52
Потребление О2 (в мл/час на крысу) 352 333 282 256 332 336 301 295 296
снижается.
Таблица 4 Потребление О2 контрольными и облученными крысами при нормальном и пониженном содержании кислорода во вдыхаемом воздухе_
Группа Количество крыс Потребление О2 (в мл/г/час) Потребление О2 (в мл/г на крысу)
Воздух Гипоксия % снижения Воздух Гипоксия % снижения
Контроль 21 1,74 1,26 28 410 276 33
12 часов после облучения 7 1,68 1,26 25 390 296 24
72 часа после облучения 11 1,20 0,66 45 278 170 39
до 24 часов), то оно, по-видимому, не связано с изменением уровня метаболических процессов в организме, как в нормальных, так и в гипоксических условиях, а зависит от других факторов, выяснение природы которых требует дальнейших и более глубоких исследований.
По результатам описанных исследований, можно с полной уверенностью сказать, что даже незначительный сбой в слаженной работе систем органов дыхания, кровообращения, кроветворения и т.д., которые могут быть вызваны воздействием внешних факторов, например, механическими повреждениями, воздействиями высоких и низких температур, а также радиоактивных веществ, вирусами или бактериями; в конечном итоге приведут к развитию заболевания, которое будет способствовать появлению и развитию гипоксии и гиперкап-нии, снижать метаболизм организма, приводить к прогрессированию заболевания, вплоть до летального исхода.
Список литературы
1.Беллер Н.Н. К рефлекторной регуляции состава крови при кислородном голодании, в сб.: «Физиол. и патол. дыхания, гипоксия и оксигеноте-рапия», К.,1958, с. 136 - 144.
2.Окороков А.Н. Диагностика болезней внутренних органов. - М.М: Медицина, 2001. - Т. 4. -512 с.
3.Груздев Г.П. О прессорных свойствах крови, печени и кишечника ( при кислородной недостаточности), Патол.физиол. и экперим.тепапия, т. 1, № 1, 1957, с. 31 - 37.
4.Дервиз Г.В., Смидович В.Н. Кислородная недостаточность при ожогах и ее лечение, в сб.: «Фи-зиол. и патол. дыхания, гипоксия и оксигенотера-пия», К., 1958, с. 295 - 300.
5.Фенстер Г.С. Влияние предварительной тренировки к кислородной недостаточности на течение ожоговой болезни, Патол. физиол. и эксперим. терапия, т. 4, № 5, 1960, 52 - 58.
6.Бондаренко Я.Д. Роль гипоксии в почечной патологии при гипертонической болезни, Клин. мед., т. 38, № 1, 1960, 75 - 82.
7. Чарный А.М. Патофизиология гипоксических состояний, изд. 2, под.общ.ред. П.В. Горизон-това, М.: Медгиз, 1961, 343 с.
8. Белоконский И.С. Потребление кислорода крысами с измененной радиорезистентностью во время облучения их рентгеновскими лучами, Мед.радиология, т. 4, № 4, 1959, с. 27 - 31.
9.Калинина Т.В. О характере изменений картины крови у нормальных и акклиматизированных к гипоксии крыс в течение лучевой болезни, в сб., «материалы по эволюц. физиол.», т. 4, М. - Л., 1960, с. 254 - 259.
НАЧАЛЬНЫЕ МЕХАНИЗМЫ ПРОГРЕССИРОВАНИЯ ХРОНИЧЕСКИХ ЗАБОЛЕВАНИЙ ПЕЧЕНИ У ПАЦИЕНТОВ С МИНИМАЛЬНОЙ СТАДИЕЙ _ФИБРОЗА._
Ермолова Т.В., Ермолов С.Ю., Загудаева Н.С.
СЗГМУ им.И.И.Мечникова, Санкт-Петербург, Россия специальность: гепатология
АННОТАЦИЯ.
Цель исследования: изучить некоторые механизмы формирования фиброза печени у больных хроническими заболеваниями печени на ранних стадиях хронических заболеваний печени. Задачи исследования: изучить особенности нарушений портопеченочной гемодинамики у пациентов ХЗП с начальным фиброзом печени. Изучить состояние функции эндотелия, оценить активность звездчатых клеток печени в ткани печени. Варианты применения на практике: ранняя диагностика заболеваний печени, применение патогенетической терапии.
Ключевые слова: хронические заболевания печени, прогрессирование фиброза печени, звездчатые клетки печени, полигепатография, дисфункция эндотелия.
Aim: to study some mechanisms of progression of liver fibrosis at the chronic liver diseases patients with initial stage of liver fibrosis. Research objectives: to investigate the peculiarities of the portohepatic hemodynamics disorders at the chronic liver diseases patients with initial stage of fibrosis, to investigate the condition of endothelial function, to estimate an activation of hepatic stellate cells in liver. Practical application: early diagnosis of chronic liver diseases, optimization of pathogenetic treatment.
Key words: chronic liver diseases, liver fibrosis, hepatic stellate cells, polyhepatography, endothelial disfunction.
Введение: механизмы прогрессирования хронических заболеваний печени, прежде всего, про-грессирования фиброза печени многообразны, сложны и до конца не изучены [1]. Пусковым механизмом для развития фиброза печени является этиологический фактор хронического гепатита. Здесь следует отметить, что последнее время наблюдается коморбидность заболеваний печени, сочетание различной патологии печени у одного
пациента, поэтому обследование должно быть полным и углубленным в каждом отдельном случае. В основе прогрессирования фиброза печени лежит прежде всего активация звездчатой клетки печени (ЗКП) и образование фибробластов под действием целого каскада веществ (провоспалительных цито-кинов, свободных радикалов, аммиака и др.) [2,3]. Работы последних лет показали, что под действием причинного фактора параллельно с активацией ЗКП развивается дисфункция эндотелия, которая в
