Под гипотермией понимают состояние организма, при котором температура тела падает до уровня, ниже необходимого для поддержания нормального обмена веществ. Общее переохлаждение является как одним из стрессирующих факторов внешней среды, так и находит применение в практической медицине. При холодовом воздействии на организм выраженность и характер его реакции зависят от соотношения нервного и гуморального регуляторных компонентов [14]. Под нервным компонентом подразумевают активацию симпато-адреналовой системы, направленную на ограничение теплоотдачи и усиление теплопродукции, что сопровождается вазоконстрикцией, учащением сердцебиения, смещением констант крови и т.д. [2, 3]. При проведении управляемой гипотермии в клинической практике с целью снижения или исключения нейронального компонента ответной реакции используется предварительная наркотизация пациента. В естественных условиях при действии гипотермии повреждающее действие холода на ткани вызывает комплексную ответную реакцию организма. В частности, массированное действие гипотермии на сосудистое русло сопровождается существенным изменением реологических свойств крови, что приводит к развитию выраженных сдвигов в реакциях гемостатического каскада [5, 8, 14, 15]. Одним из наиболее грозных осложнений гипотермического воздействия являются тромбозы [9].
Целью нашей работы явилась оценка сочетанного воздействия стрессирующих факторов в формировании наблюдаемых гемостатических сдвигов, а также изучение вклада как психоэмоционального компонента в развитие ответной реакции системы гемостаза на холодовое воздействие, так и выявление «чистого эффекта» гипотермии.
Материалы и методы исследования
Исследования выполнены на 53 лабораторных крысах линии Wistar. Для получения референсных значений системы гемостаза была исследована кровь 30 интактных животных. В качестве контрольных (группа для оценки психоэмоционального стресса) выступали животные, помещаемые в индивидуальных клетках в воду температурой 30 °С на время, соответствовавшее времени нахождения опытной группы.
Опытная группа животных подвергалась однократной иммерсионной гипотермии путем помещения животных, находившихся в индивидуальных клетках, в емкости с водой на глубину 4,5 см при температуре воды 5 °С, воздуха 7 °С [7]. Животные находились в камере до достижения ректальной температуры 27–30 °С. Время экспозиции было индивидуальным и в среднем составляло 30 ± 5 минут.
Забор крови у животных обеих групп осуществлялся сразу после извлечения из воды. Кровь для исследования в объеме 5 мл получали путем забора из печеночного синуса в полистироловый шприц, содержащий 0,11 М (3,8 %) раствора цитрата натрия (соотношение крови и цитрата 9:1). На протяжении недельной адаптации к условиям вивария все крысы находились в стандартных условиях содержания, предусмотренных требованиями Всемирного общества защиты животных (WSPA) и Европейской конвенции по защите экспериментальных животных.
У всех животных исследовались показатели тромбоцитарного и коагуляционного гемостаза, а также антикоагулянтная и фибринолитическая активность плазмы [1] с помощью наборов фирмы «Технология-Стандарт» (Россия). Анализ показателей периферической крови производился при помощи гематологического анализатора «Drew-3» (США). Индуцированную агрегацию тромбоцитов проводили по G.V.R. Born (1962) на агрегометре «Биола», при этом в качестве индуктора использовался раствор АДФ концентрацией 10 мкг/мл.
Сравнение полученных результатов осуществляли путем вычисления средних значений и ошибки среднего (М ± m). Статистический анализ выполнен с использованием непараметрических методов (U-критерий Манна ‒ Уитни) на персональном компьютере с использованием пакета прикладных статистических программ Statistica 6.0 (StatSoft, США). Критический уровень значимости при проверке статистических гипотез в данном исследовании принимали равным 0,05.
Результаты исследования и их обсуждение
В таблице приведены данные показателей гемостаза, полученные у интактной, контрольной и опытной групп животных.
Сочетанное влияние психоэмоционального напряжения и гипотермии оценивалось при сравнении результатов, полученных у интактных и опытных животных. Комплексное воздействие стрессирующих факторов сопровождалось существенными изменениями в изучаемой системе. Оценка состояния сосудисто-тромбоцитарного гемостаза показала, что совокупность исследуемых воздействий вызывала увеличение числа кровяных пластинок на 15 % (р < 0,05) и повышение их агрегационных свойств в 1,8 раза (р < 0,05).
При оценке плазменного гемостаза выявлялся гиперкоагуляционный сдвиг в состоянии контактного пути активации процессов свертывания. Так, силиконовое время свертывания укорачивалось на 50 % (р < 0,05). При сравнении показателей, отражающих конечный этап свертывания, регистрировалось смещение гемостатического потенциала плазмы в сторону гиперкоагуляции. Это проявлялось в появлении значительного количества растворимых фибрин-мономерных комплексов на 80 % и укорочении времени их полимеризации на 20 % соответственно (р < 0,05). Кроме того, наблюдалось увеличение количества фибриногена на 16 % (р < 0,05).
В противосвертывающей системе, оцениваемой по концентрации антитромбина III, изменений выявлено не было. При этом активность фибринолитической системы, оцениваемая по времени спонтанного лизиса эуглобулинов, снижалась в 2,5 раза (р < 0,05).
Отсутствие реакции со стороны противосвертывающей системы и выраженное угнетение фибринолитической активности плазмы на фоне появления в кровотоке растворимых фибрин-мономерных комплексов (маркеров тромбинемии) демонстрирует развитие у опытных животных состояния тромботической готовности [6].
В опубликованных ранее работах нами было показано, что при развитии срочных реакций в рамках эустресса наблюдается содружественная активация гемокоагуляции на фоне роста антикоагулянтной и фибринолитической активности, в то время как описанные нами изменения демонстрируют разбалансировку этих систем, характерную для развития дистресса [10, 11, 12, 13].
Коагулограмма крыс (М ± m)
|
Параметр |
Интактные животные (n = 30) |
Контрольная группа (n = 10) |
Опытная группа (n = 13) |
р 1-2 р 1-3 р 2-3 |
|
Количество тромбоцитов, 109/ л |
379,8 ± 32,3 |
522,6 ± 16,6 |
601,3 ± 22,2 |
р 1-2 < 0,05 р 1-3 < 0,05 р 2-3 < 0,05 |
|
Агрегация, отн.ед |
28,6 ± 2,3 |
11,4 ± 3,3 |
52,4 ± 11,6 |
р 1-2 < 0,05 р 1-3 < 0,05 р 2-3 < 0,05 |
|
Силиконовое время, с |
272,1 ± 20,1 |
113,7 ± 15,6 |
145,6 ± 8,5 |
р 1-2 < 0,05 р 1-3 < 0,05 р 2-3 > 0,05 |
|
АПТВ, с |
17,2 ± 0,4 |
13,9 ± 1,0 |
19,1 ± 1,9 |
р 1-2 < 0,05 р 1-3 > 0,05 р 2-3 > 0,05 |
|
Протромбиновое время, с |
22,3 ± 0,9 |
22,6 ± 0,5 |
25,1 ± 1,1 |
р 1-2 > 0,05 р 1-3 > 0,05 р 2-3 > 0,05 |
|
Тромбиновое время, с |
39,2 ± 2,5 |
44,2 ± 3,6 |
38,1 ± 3,3 |
р 1-2 > 0,05 р 1-3 > 0,05 р 2-3 > 0,05 |
|
Эхитоксовое время, с |
23,7 ± 1,3 |
24,3 ± 0,5 |
26,1 ± 2,1 |
р 1-2 > 0,05 р 1-3 > 0,05 р 2-3 > 0,05 |
|
РФМК, мг/100 мл |
3,3 ± 0 |
3,0 ± 0 |
5,4 ± 1,3 |
р 1-2 > 0,05 р 1-3 < 0,05 р 2-3 < 0,05 |
|
Фибриноген, г/л |
1,8 ± 0,1 |
2,1 ± 0,1 |
2,1 ± 0,1 |
р 1-2 > 0,05 р 1-3 < 0,05 р 2-3 > 0,05 |
|
ВПФМ |
2,2 ± 0,1 |
2,2 ± 0,1 |
1,8 ± 0,1 |
р 1-2 > 0,05 р 1-3 < 0,05 р 2-3 < 0,05 |
|
АТ III, % |
96,1 ± 3,7 |
113,7 ± 2,1 |
81,4 ± 18,0 |
р 1-2 > 0,05 р 1-3 > 0,05 р 2-3 < 0,05 |
|
Эуглобулиновый фибринолиз, мин |
498,4 ± 34,8 |
487,0 ± 37,9 |
1199,6 ± 147,8 |
р 1-2 > 0,05 р 1-3 < 0,05 р 2-3 < 0,05 |
Примечание. n ‒ число наблюдений; р ‒ уровень статистической значимости различий сравниваемых показателей.
При сравнении интактной и контрольной групп оценивалось влияние психоэмоционального стресса, возникающего у животных при помещении их в несвойственные им условия среды. При оценке состояния сосудисто-тромбоцитарного гемостаза выявлено увеличение числа кровяных пластинок на 37 % и снижение их агрегационной способности в 2,5 раза (р < 0,05). Кроме того, психоэмоциональный стресс сопровождался развитием гиперкоагуляционного сдвига, выражавшегося в укорочении силиконового времени и активированного парциального тромбопластинового времени свертывания на 60 и 20 % соответственно (р < 0,05). Наблюдаемые нами изменения в системе гемостаза согласуются с литературными данными, в которых описывается активирующее влияние острого психоэмоционального стресса на коагуляционную систему [10, 11, 13, 4]. Отсутствие изменений со стороны противосвертывающей и фибринолитической систем характеризует действие психоэмоционального стрессора как недостаточное для развития классической ответной стресс-реакции со стороны системы гемостаза.
Изолированное влияние гипотермии на систему гемостаза оценивалось при сравнении результатов, полученных у контрольной и опытной групп животных, подвергавшихся иммерсионному погружению при различных температурных режимах.
«Чистый эффект» гипотермии со стороны тромбоцитарного гемостаза проявлялся в увеличении количества тромбоцитов на 15 % (р < 0,05) и повышении агрегационной способности тромбоцитов в 4,5 раза (р < 0,05).
Со стороны плазменного гемостаза наблюдалась активация конечного этапа свертывания, что проявлялось в увеличении концентрации растворимых фибрин-мономерных комплексов на 80 % (р < 0,05) и укорочении времени их самосборки на 20 % (р < 0,05). Отмеченные показатели являются маркерами состояния тромботической готовности [6].
Уровень антитромбина III, характеризующий состояние антикоагулянтной системы, в ходе опытного воздействия снижался на 30 % (р < 0,05). При этом активность фибринолитической системы снижалась в 2,5 раза (р < 0,001).
Согласно литературным данным, гипотермия характеризуется развитием вазодилатации сосудов, развивающейся вслед за первичным спазмом артериол, что сопровождается частичным восстановлением кровотока и активацией процессов тромбообразования [2, 3]. Таким образом, угнетение активности фибринолитической системы у экспериментальных животных на фоне активации процессов тромбообразования можно рассматривать как целесообразную реакцию, необходимую для отграничения участка локального повреждения тканей при холодовой травме и предотвращения диссеминации продуктов клеточного распада, стимулирующих тромбогенез. Однако на уровне целостного организма совокупность описываемых нами изменений, зарегистрированных при экспериментальном воздействии, свидетельствует о негативном влиянии гипотермии на состояние системного гемостаза. Так, появление маркеров тромбообразования на фоне снижения концентрации антитромбина III как главного компонента антикоагулянтной системы, а также существенное угнетение фибринолитической активности плазмы крови свидетельствует о развитии тромботической готовности на данном этапе гипотермического воздействия.
Выводы
Комплексное воздействие стрессоров, оказывающих влияние на организм при гипотермии, приводит к формированию дистрессорной реакции со стороны системы гемостаза, характеризующейся развитием состояния тромботической готовности.
- Психоэмоциональный компонент данного стрессорного воздействия не сопровождается сколько-нибудь значительными изменениями в системе гемостаза, что позволяет охарактеризовать его как эустрессор, приводящий к незначительной активации системы свертывания.
- Основной вклад в развитие комплексных сдвигов, зарегистрированных в системе гемостаза, вносит гипотермическое воздействие. Появление в кровотоке маркеров тромбинемии на фоне снижения антикоагулянтной и угнетения фибринолитической активности плазмы крови может быть охарактеризовано как состояние дистресса. Совокупность изменений, зарегистрированных при данном режиме гипотермии, свидетельствует о развитии состояния тромботической готовности.
Рецензенты:
Куликов В.П., д.м.н., профессор, заведующий кафедрой патологической физиологии, функциональной и ультразвуковой диагностики, ГБОУ ВПО «Алтайский государственный медицинский университет» Минздрава России, г. Барнаул, главный научный сотрудник ФГБУ «НИИ физиологии и фундаментальной медицины» СО РАМН, г. Новосибирск;
Момот А.П., д.м.н., профессор, директор Алтайского филиала, ФГБУ «Гематологический научный центр Министерства здравоохранения Российской Федерации», г. Барнаул.
Работа поступила в редакцию 18.04.2014.