Possibilities of optimization of transfusion therapy in gastrosurgery

Full Text

Введение Кровотечения в периоперционном периоде - частое осложнение у больных при операциях на верхнем отделе желудочно-кишечного тракта. Риск развития кровотече- ний и анемии обусловлен длительностью вмешательства, травматичностью операции, дилюцией плазменных фак- торов свертывания в процессе инфузионной терапии, сте- пенью гипотермии, гемотрансфузионной терапией и т.д. [1]. Группу риска развития геморрагических осложнений составляют больные с множественной сопутствующей па- тологией, с длительно существующей оккультной крово- потерей, повторно оперируемые, а также пациенты, кото- рым проводили терапию с применением антикоагулянтов, антиагрегантов, простагландинов, ингаляции оксида азота и других препаратов, снижающих функциональную актив- ность тромбоцитов [2]. Диффузные, неконтролируемые кровотечения, сопровождающиеся выраженной анемией, значительно осложняют течение послеоперационного пе- риода и увеличивают летальность, требуя своевременного и адекватного трансфузионного возмещения [3]. Вместе с тем переливание эритроцитарной массы, особенно значи-тельных сроков хранения, приводит лишь к дополнитель- ному сладжированию и тромбированию микроциркуля- торного русла и ухудшению тем самым скомпрометиро- ванной основным патологическим процессом газотранс- портной функции крови [4-6]. Кроме этого, остается недо- статочно изученным вопрос о потенциале улучшения ос- новной, газотранспортной функции переливаемых эрит- роцитов, методологии и возможностей ее реабилитации перед трансфузией. В качестве физико-химического фак- тора, способного эффективно влиять на морфофункцио- нальные свойства эритроцитов in vivo, в данной работе на- ми был использован озонированный физиологический раствор. Цель исследования - разработка методики пред- трансфузионной реабилитации консервированных эрит- роцитов для кардиохирургических больных с кровопоте- рей тяжелой степени. Материалы и методы Объектом исследования служила эритроцитарная масса крови человека разных сроков хранения, приготовленная в Таблица 1. Изменение концентрации АТФ в эритроцитарной массе разных сроков хранения при ее озонировании Концентрация озона, мг/л Содержание АТФ в зависимости от сроков хранения эритроцитарной массы, мкмоль/мл 7 сут 14 сут 21 сут 30 сут Исходные эритроциты 0,86±0,08 0,75±0,10 0,54±0,10 0,46±0,15 0,5-0,8 1,09±0,10* 0,60±0,14 0,52±0,12 0,33±0,14 1-2 1,12±0,09* 1,09±0,13* 1,05±0,10* 0,49±0,11 3-4 1,02±0,10* 1,13±0,12* 1,06±0,14* 0,21±0,16 5-6 0,99±0,08 1,08±0,11* 0,72±0,16 0,25±0,08 7-8 0,97±0,12 0,92±0,16* 0,89±0,13* 0,24±0,08 9-10 0,88±0,15 0,80±0,13 0,65±0,15 0,24±0,09 11-12 0,74±0,16 0,60±0,17 0,73±0,17 0,20±0,11 Примечание. 0,9-1,2 мкмоль/мл - норма концентрации АТФ в эритроците [7]. *статистически значимые различия с аналогичным показателем контрольной группы (р<0,05). Таблица 2. Изменение концентрации 2,З-ДФГ в эритроцитарной массе разных сроков хранения при ее озонировании Концентрация озона, мг/л Содержание 2,З-ДФГ в зависимости от сроков хранения эритроцитарной массы, мкмоль/мл 7 сут 14 сут 21 сут 30 сут Исходные эритроциты 2,07±0,16 2,17±0, 4 1,73±0,15 1,69±0,18 0,5-0,8 3,41±0,17* 2,85±0,15* 1,87±0,12 1,83±0,16 1-2 3,54±0,11* 2,97±0,13* 2,06±0,16* 1,90±0,20 3-4 3,73±0,15* 2,86±0,12* 1,99±0,13* 1,53±0,22 5-6 3,40±0,14* 2,88±0,13* 1,89±0,16* 1,58±0,17 7-8 2,39±0,17 2,59±0,15* 1,83±0,16 1,65±0,16 9-10 2,16±0,16 2,18±0,6 1,51±0,26 1,70±0,19 11-12 1,72±0,18 2,32±0,12 1,71±0,14 1,63±0,19 Примечание. 3,6-5,0 мкмоль/мл - норма концентрации 2,3-ДФГ в эритроците [7]. *статистически значимые различия с аналогичным показа- телем контрольной группы (р<0,05). ГБУЗ НО «Нижегородский областной центр крови им. Н.Я.Климовой» в соответствии с общепринятыми стандар- тами и стабилизированная консервантом CPDA-1. Озони- рование эритроцитарной массы осуществлялось посред- ством ее смешивания с озонированным раствором NaCl 0,9% в эквивалентном объеме, содержащим различные кон- центрации озона, дискретно возраставшие до 20 мг/л. Озо- нирование физиологического раствора, а также оценку концентрации озона производили на озонаторной уста- новке УОТА-60-01-Медозон. Через 30 мин экспозиции в суспензии полученной эритроцитарной взвеси определя- ли концентрации малонового диальдегида (МДА), адено- зинтрифосфата (АТФ), 2,3-дифосфоглицерата (2,3-ДФГ), активность каталазы в эритроцитах и электрофоретиче- скую подвижность эритроцитов (ЭФПЭ). Измерение ЭФПЭ производили методом микроэлектрофореза, регистрируя время прохождения эритроцитами расстояния 10 мкм в трис-НCl-буфере с рН 7,4 при силе тока 10 мА. Концентра- цию МДА определяли по реакции с тиобарбитуровой кис- лотой. Содержание 2,3-ДФГ и АТФ в суспензии отмытых эритроцитов исследовали неэнзиматическим методом, определяя неорганический фосфор в гидролизатах эрит- роцитов. Полученные данные были обработаны с помо- щью пакетов прикладных программ Statistica 6.0 и Microsoft Excel с использование методов одномерной статистики. Достоверность различий средних определяли по t-крите- рию Стьюдента. Различия считали достоверными при уров- не значимости p<0,05. Результаты исследования В ходе исследования установлено, что обработка озоном консервированных эритроцитов разных сроков хранения приводила к различным изменениям концентрации АТФ и 2,3-ДФГ в эритроцитах (табл. 1). При воздействии разных соотношений озона и эритро- цитов выявляются две оптимальные концентрации озона, вызывающие при эквивалентном смешивании восстанов- ление АТФ в эритроцитах практически до нормальных значений при сроках хранения от 7 до 21 сут. Такими свой- ствами данный процесс начинает обладать в концентра- ционных интервалах 2-4 мг/л и 5-8 мг/л. При этом стиму- лирующее действие концентрации озона 2-4 мг/л про- являлось при сроках хранения эритроцитарной массы 7-21 сут, выраженность эффектов в диапазоне концентра- ций 6-10 мг/л была значительно уже и проявлялось значи- мым повышением концентрации макроэргов лишь на 14-е сутки хранения. Следует отметить, что наиболее выра- женное действие на содержание АТФ в эритроцитах озон оказывал на эритроцитарную массу сроком хранения 7 и 14 сут, тогда как использование данной технологии с эрит- роцитарной массой сроком хранения 30 сут не вызывало достоверных изменений содержания АТФ в эритроцитах. Малые концентрации озона активируют метаболические процессы, что проявляется увеличением содержания 2,3-ДФГ (при концентрации озона 0,5-2 мг/л) и ростом АТФ (при концентрации озона 2-3 мг/л) в эритроцитах со сроком хранения до 21 сут (табл. 2). Увеличение концентрации 2,3-ДФГ наблюдается при концентрации озона выше 5 мг/л, однако диапазон воз- действующих доз озона зависит от сроков хранения эрит- роцитарной массы и не всегда сочетается с изменением концентрации АТФ в клетках: при малых сроках хранения эритроцитарной массы (7 сут) наблюдается более выра- женное увеличение АТФ на фоне менее значительного на- копления 2,3-ДФГ, тогда как с увеличением сроков хране- ния эритроцитарной массы (14-21 сут) в большей степе- ни идет выработка 2,3-ДФГ и менее значительное накопле- ние АТФ. Рост концентрации 2,3-ДФГ в эритроцитах со сроком хранения 30 сут идет с истощением пула АТФ. До- зы озона от 0,5 до 2 мг/л стимулировали увеличение кон- центрации 2,3-ДФГ в эритроцитах всех сроков хранения. Озон в концентрациях выше 5 мг/л также вызывал рост со- Таблица 3. Внутриклеточная концентрация МДА, активность каталазы и ЭФПЭ после обработки эритроцитарной массы озоном в концентрации 2 мг/л Время после трансфузии МДА, нмоль/мл Каталаза, ед./гНв мин ЭФПЭ, мкм×см×В-1×с-1 Контрольная группа Основная группа Контрольная группа Основная группа Контрольная группа Основная группа До обработки (контроль) 0,87±0,08 0,93±0,08 59,54±4,66 61,94±3,84 1,18±0,05 1,16±0,04 После озонирова- ния 30 мин 1,16±0,26 1,02±0,08 32,33±1,02* 43,51±2,15* 1,08±0,06* 1,31±0,08* *Статистически значимые различия со значениями контрольной группы, р<0,05; уровень физиологической нормы концентрации МДА - 1,09±0,08 нмоль/мл, активности каталазы - 57,41±2,70 ед./гНв мин, ЭФПЭ - 1,28±0,04 мкм×см×В-1×с-1. держания 2,3-ДФГ в эритроцитах, однако указанные изме- нения регистрировались в узком временном диапазоне хранения от 14 до 21 сут. При сроках хранения эритроци- тарной массы 30 сут рост концентрации 2,3-ДФГ реги- стрировался практически при всех концентрациях озона за исключением 4, 8 и 10 мг/л. Следует отметить, что уве- личение содержания 2,3-ДФГ в эритроцитах при хранении их 30 сут наблюдалось на фоне истощения пула АТФ в клетках. Сложный характер зависимости уровня АТФ и 2,3-ДФГ в эритроцитах от концентрации озона (наличие нескольких минимумов и максимумов) может быть об- условлен, по нашему мнению, его сложным и неоднознач- ным влиянием на мембраны, белки, липиды и другие ком- поненты клетки. Увеличение продукции 2,3-ДФГ в эритро- цитах облегчает высвобождение кислорода в тканях и спо- собствует поддержанию рО2 в крови и тканях на достаточ- ном уровне. АТФ служит донором фосфата для протеинки- назных реакций, осуществляющих фосфорилирование мембранных белков, что, в свою очередь, приводит к уве- личению деформабельности эритроцитов с увеличением площади поверхности и уменьшением их объема, также способствующему улучшению кислородтранспортной функции клеток. Наблюдаемые эффекты действия озона на содержание в эритроцитах АТФ и 2,3-ДФГ, вероятно, можно объяснить модифицирующим действием озона на метаболизм эритроцитов. При этом можно предположить, что дополнительно активируются ферменты гликолиза. В свою очередь, реализация такой активизации может быть обусловлена снижением уровня молекулярных про- дуктов перекисного окисления липидов (ПОЛ) и усилени- ем антиоксидантной системы защиты, установленных при действии озона на кровь in vitro. Результаты, приведенные в табл. 3, подтверждают данное положение. Видно, что при озонировании эритроцитар- ной массы в наиболее оптимальной по уровням макро- эргов схеме - в эквивалентном соотношении с концентра- цией озона 2 мг/л перед ее трансфузией пациентам актив- ность антиоксидантного фермента каталазы в основной группе возрастает, приводя через 30 мин после обработки, в отличие от группы контроля, к существенному сниже- нию одного из конечных продуктов ПОЛ - МДА. Важные результаты, свидетельствующие об эффективно- сти озонирования эритроцитарной массы при ее транс- фузии, были получены при измерении ЭФПЭ. Как следует из табл. 3, ЭФПЭ у больных была сниженной как перед трансфузией, так и после нее. Исходя из установленных нами фактов, что снижение ЭФПЭ свидетельствует об иду- щем в организме в той или иной степени стрессе, можно полагать его полную реализацию у пациентов обеих групп. Вместе с тем при трансфузии озонированной крови уста- новлено существенное повышение ЭФПЭ у пациентов ос- новной группы через 30 мин после трансфузии, что харак- теризует не только повышение общего отрицательного за-ряда эритроцитов и, соответственно, улучшение реологи- ческих свойств крови, но и снижение, хотя и непродолжи- тельное, стрессового статуса организма. Выводы Таким образом, в работе продемонстрирован потенциал воздействия озона, особенно в малых концентрациях, на такие ключевые факторы системы кислородного транс- порта, как энергетический и метаболический статус эрит- роцитов, а также их морфофункциональные свойства (прежде всего деформабельность) при предтрансфузион- ной обработке. Наиболее оптимальной концентрацией, на наш взгляд, является доза озона 2 мг/л, при которой реги- стрируется рост обеих форм неорганического фосфата, происходит коррекция нарушений ПОЛ и антиокисли- тельной активности, а также восстановление ЭФПЭ в эрит- роците. Использование эритроцитарной массы сроком хранения более 30 сут как для озонирования, так и стан- дартной трансфузии не может быть рекомендовано в кар- диохирургической клинике из-за скомпрометированных кислородно-транспортных свойств энергетически истощенных клеток.

About the authors

I. S Simutis

City Clinical Hospital №40

Email: simutis@mail.ru
603083, Russian Federation, Nizhny Novgorod, ul. Geroia Yuriia Smirnova, d. 71

G. A Boyarinov

Nizhny Novgorod State Medical Academy of the Ministry of Health of the Russian Federation

603005, Russian Federation, Nizhny Novgorod, pl. Minina I Pozharskogo, d. 10/1

A. S Mukhin

Nizhny Novgorod State Medical Academy of the Ministry of Health of the Russian Federation

Email: prof.mukhin@mail.ru
603005, Russian Federation, Nizhny Novgorod, pl. Minina I Pozharskogo, d. 10/1

L. A Otdelnov

Nizhny Novgorod State Medical Academy of the Ministry of Health of the Russian Federation

Email: leonotdelnov@yandex.ru
603005, Russian Federation, Nizhny Novgorod, pl. Minina I Pozharskogo, d. 10/1

References

Supplementary files