2 курс / Гистология / Эритроциты_в_норме,_патологии_и_при_лазерных_воздействиях
.pdf
Рис. 9.28. Селезенка после введения культуры Staphylococcus aureus (in vivo). МЛВ 5 минут 50 Гц. Полнокровие синусоидов. ТЭМ. ×3000
Рис. 9.29. Селезенка после введения культуры Staphylococcus aureus (in vivo). МЛВ 5 минут 1000 Гц. Клетки белой пульпы. ТЭМ. ×5000
Эритроциты в норме, патологии и при лазерных воздействиях 201
10. Мониторинг состояния эритроцитов при операциях на сердце и искусственном кровообращении
И.М. Байбеков, Л.А. Назырова, А.Г. Эрстекис, Н.А. Стрижков
Современную кардиохирургию с операциями на открытом сердце невозможно представить без искусственного кровообращения (ИКр). Прогресс в кардиохирургии – радикальные коррекции сложных врожденных пороков сердца, многоклапанное протезирование и пластические операции при приобретенных пороках сердца, операции реваскуляризации миокарда при многососудистом поражении коронарного русла и, наконец, трансплантации сердца – неразрывно связан с разработкой и развитием различных методик ИКр, а также прогрессом в области кардиоанестезиологии, реаниматологии и технической модернизации всех этих специальностей.
Обеспечение проведения этих технологичных и наукоемких операций достигается благодаря появлению и постоянному совершенствованию соответствующих аппаратов, оборудования и медикаментов.
Наиболее важной составной частью проведения и достижения успехов операций на открытом сердце является адекватное и квалифицированное проведение ИКр. Зарождение перфузиологии уходит своими корнями в XVII век, когда впервые Уильям Гарвей (William Harvey) описал систему кровообращения в своем труде «De Motu Cordis», написанном в 1628 году. Возможно, уже тогда появился росток мысли об искусственном кровообращении, который через четыре века вырос в мощное древо (наука перфузиология).
В 1813 году французский ученый Лё Галлуа (Le Gallois) впервые опубликовал концепцию об искусственном кровообращении и ввел термин «перфузия». С французского слово «perfuse» означает «переливать(ся)».
В1848 году ученый Броун-Секар (Brown-Sequard) продемонстрировал необходимость использовать оксигенированную кровь как «перфузат».
В1881 году немецкий врач фон Шрёдер (von Schröder) ввел метод насыщения венозной крови путем прохождения через пузырьки воздуха, и уже через год (1882) он изобрел первый пузырьковый оксигенатор. В это время шли параллельные работы по изобретению концептуально нового вида оксигенатора – пленчатого, который появился на свет в 1885 году благодаря двум ученым – фон Фрей и Грубер (von Frey and Gruber). Но все
202 Эритроциты в норме, патологии и при лазерных воздействиях
Рекомендовано к покупке и изучению сайтом МедУнивер - https://meduniver.com/
эти аппараты в то время использовали только на изолированных орга-
нах [Jacobi W., 1895; Brodie P.T., 1903]. Пройдет немало времени до созда-
ния первого мембранного плоского многослойного этилцеллюлозного оксигенатора огромных размеров [Clowes О., 1955 г.], который впослед ствии станет спиральным компактным с мембраной из микропористого полипропилена – фирма «Terumo Capiox Oxygenator» (Japan) и др.
В 1924 году произошло то, что явилось следствием длинного упорного пути советского ученого С.С. Брюхоненко, который сконструировал первый в мире аппарат искусственного кровообращения, названный им автожектором. С его помощью были проведены успешные эксперименты по перфузии головы собаки, отделенной от туловища. Дальнейшее усовершенствование автожектора позволило ему провести первое в мире искусственное кровообращение целого организма на модели собаки. Интересен тот факт, что в зарубежной литературе приоритет за первым ИКр оставляют за К. Деннисом и соавт. (Clarence Dennis et al.), которые в 1951 году впервые провели ИКр у пациентки, страдающей дефектом межпредсердной перегородки. Однако она умерла на операционном столе от сердечной недостаточности. Только лишь 6 мая 1953 года американский хирург Джон Гиббон, мл. (John H. Gibbon, Jr.) выполнил первую успешную операцию по поводу дефекта межжелудочковой перегородки в условиях общей перфузии организма. В 1955 году американский хирург Дж. Кирклин с соавторами (D. Kirklin et al.) из клиники Мауо (США) опубликовали серию работ, посвященных операциям на открытом сердце в условиях искусственного кровообращения, которые они проводили в клинике, и с этого момента по всему миру стала широко применяться эта методика.
Использовавшийся в то время насос для перегона крови не соответствовал требованиям безопасного и технически несложного проведения искусственного кровообращения у человека. На помощь пришла разработка замечательного талантливого хирурга М. Де Бейки (Michael DeBakey), который в 1934 году создал роликовый насос DeBakey. По требовалось еще 15 лет для создания первого современного прототипа аппарата искусственного кровообращения (АИК), который в 1949 году создали Джон Гиббон (John H. Gibbon, Jr.) и Томас Ватсон из компании IBM Corporation (Thomas Watson). Он состоял из роликового насоса DeBakey, пленчатого оксигенатора, систем привода, передачи и магистралей. Теплообменника в этом АИК еще не было, что крайне затрудняло работу операционной бригады, и в 1958 году был сконструиро-
Эритроциты в норме, патологии и при лазерных воздействиях 203
ван широко используемый в настоящее время теплообменник Брауна– Харрисона (D. Brown, R. Harrison).
Появление новых композитных материалов, обладающих анти тромботическими свойствами и обеспечивающих сохранность клеток крови, и в первую очередь эритроцитов, определило появление нового направления по созданию искусственного сердца. Искусственное сердце с автономной системой энергообеспечения – альтернатива пересадке донорского сердца.
В настоящее время для проведения ИКр используются одноразовые системы оксигенации крови с минимальным объемом заполнения, что является наиболее актуальным при проведении перфузии на детях. Появление таких новых коллоидных растворов на основе гидроксиэтилированного крахмала, как стабизол и рефортан, позволило улучшить качество проведения перфузии благодаря свойствам данных препаратов воздействовать на саму кровь, а также восстанавливать как мембрану эритроцитов, так и клетки эндотелия. Искусственное кровообращение сочетается с гипотермической перфузией и нормоволемической гемодилюцией, широко применяется фармакохолодовая защита миокарда, ультрафильтрация перфузата, методы гемоконцентрации, использование аутокрови и отмытых донорских эритроцитов. Благодаря этим методикам ИКр стало относительно безопасным и может обеспечить выключение из кровообращения сердца и легких без существенных нарушений физиологических параметров организма в течение нескольких часов. Но, несмотря на совершенство систем для ИКр, травм клеток крови и образования тромбов на деталях аппарата окончательно избежать не удалось. На рис. 10.1, 10.2 и 10.3 показано специфическое скопление патологических форм эритроцитов и нитей фибрина на мембранах и фильтрах оксигенатора. Эти два фактора являются основными причинами осложнений и ухудшения транспорта и обеспечения тканей кислородом и другими субстратами для жизнеобеспечения.
Однако до сих пор главной проблемой при проведении ИКр является травматизация клеток крови в результате воздействия насосов АИК и самого взаимодействия с экстракорпоральным контуром оксигенатора, в первую очередь эритроцитов, которые обеспечивают функцию газообмена, что и определяет жизнеобеспечение органов и тканей.
Также одним из самых проблемных вопросов в кардиохирургии и ИКр является гемолиз. Важно отметить, что такие типы гемолиза, как осмотический, сдвиговый, поверхностный и механический, имеют
204 Эритроциты в норме, патологии и при лазерных воздействиях
Рекомендовано к покупке и изучению сайтом МедУнивер - https://meduniver.com/
Рис. 10.1. Скопление клеток крови и нитей фибрина на мембране оксигенатора. СЭМ. ×800
Рис. 10.2. То же. СЭМ. ×800
Эритроциты в норме, патологии и при лазерных воздействиях 205
Рис. 10.3. Элементы крови и нити фибрина на сетке мембраны оксигенатора после 6-часового ИК. СЭМ. ×400
наибольшее значение. Осмотический гемолиз происходит, когда перепад осмотических давлений внутри и снаружи эритроцита превышает предел прочности мембраны на разрыв.
Эритроцит в сдвиговом потоке испытывает вращающий и изгибающий моменты. Учитывая то, что в районе клапанов скорость сдвига крови наибольшая и механические напряжения превышают предел прочности, происходит разрыв.
Искусственные материалы на своей поверхности адгезируют эритроциты. В пристеночных областях наибольшая скорость сдвига крови, и прилипший к стенке эритроцит деформируется и может быть разрушен.
Но чаще всего встречается механический гемолиз, который связан с механическим воздействием, как правило, со стороны инородных материалов и конструкций (искусственные клапаны, искусственные желудочки сердца в аппаратах ИС и ВК и т. д.). Он характерен для экстракорпоральных систем и определяется прямым механическим воздействием на мембрану эритроцита, где степень гемолиза определяется не только величиной механического воздействия, но и его длительностью
(рис. 10.4, 10.5).
206 Эритроциты в норме, патологии и при лазерных воздействиях
Рекомендовано к покупке и изучению сайтом МедУнивер - https://meduniver.com/
Рис. 10.4. Сетка мембраны оксигенатора после 6-часового ИКр. СЭМ. ×800
Рис. 10.5. То же. СЭМ. ×3000
Эритроциты в норме, патологии и при лазерных воздействиях 207
Особого внимания требует тот факт, что изначально у пациентов с кардиохирургической патологией имеется увеличение патологических форм эритроцитов (рис. 10.6), а сама оперативная техника с применением АИК может определяющим образом отразиться на результате операции. Это еще раз подтверждает нарушение нормального кровообращения тканей, что изначально требует коррекции непосредственно самих эритроцитов, а также клеток эндотелия.
Таким образом, определяющим в решении проблем гемолиза и тромбообразования, а следовательно, и жизнеобеспечения органов и тканей при операциях на сердце и крупных сосудах с использованием ИК, является своевременная диагностика и мониторинг деформируемости эритроцитов. Порой в кардиохирургии все решают минуты, поэтому именно здесь, как нигде более, важны несложные в применении экспресс-методики, которые можно осуществить не только в условиях специализированной лаборатории, но и в операционной.
Сканирующая электронная микроскопия (СЭМ) является наиболее достоверным методом оценки морфологии эритроцитов. Одна-
Рис. 10.6. Увеличение количества патологических форм эритроцитов при тетраде Фалло, до операции.
ЭМТК. 10×60
208 Эритроциты в норме, патологии и при лазерных воздействиях
Рекомендовано к покупке и изучению сайтом МедУнивер - https://meduniver.com/
ко этот метод является довольно трудоемким и дорогостоящим. Он не может быть рекомендован для рутинного повседневного использования. Одно только то, что для получения интраоперационных результатов морфологии эритроцитов требуется не менее 4 суток, сводит практическую значимость данного метода к теоретической. В то же время оценка формы эритроцитов в плане влияния патологических форм на процессы микротромбообразования и ухудшения микроциркуляции требует разработки и внедрения быстрых и доступных методов.
В лаборатории патологической анатомии РСЦХ им. акад. Вахидова Республики Узбекистан нами разработана методика изучения дискретных структур – экспресс-методика «толстой капли» (ЭМТК) для практических и научных целей. Данная методика запатентована нами в Патентном ведомстве Республики Узбекистан «Способ определения форм эритроцитов» № МКИ 6 А 61 В 10/00, а также запатентована программа «Экспресс-диагностика форм эритроцитов» № ED-5-05.
Предложенная нами методика в определенной степени позволяет сохранить естественное состояние эритроцита и приблизить его к таковому в просвете сосуда. Это, в свою очередь, способствует более адекватной оценке функциональной морфологии эритроцита. В наи большей мере эта методика применима для качественного изучения форм эритроцитов и морфометрического подсчета соотношения их нормальных и патологических форм. Следует также подчеркнуть, что, используя этот метод, объективную морфометрическую оценку деформируемости эритроцитов можно получить в течение 10–15 минут с помощью простой световой микроскопии. Это делает возможным проведение интраоперационного мониторинга структурно-функцио- нального статуса эритроцитов и других клеток крови для оценки адекватности ИКр.
Известно большое количество способов определения форм эритроцитов, включающих нанесение на стекло, ближе к короткой стороне, стеклянной палочкой или из непосредственного места укола пальца небольшой капли крови, оставление стекла в горизонтальном положении, размазывание капли по стеклу с помощью чистого шлифовального стекла под углом 45 градусов, коротким ребром, тонким слоем, высушивание, фиксацию реактивами (метиловый спирт х. ч. или раствор эозинметиленового синего по Маю–Грюнвальду) и маркировку, окрашивание по Нохту и Паппенгейму, проведение исследований с помо-
Эритроциты в норме, патологии и при лазерных воздействиях 209
щью световой микроскопии без иммерсии [Справочник «Лабораторные методы исследования в клинике» под редакцией проф. Меньшикова В.В., Москва: Медицина, 1987, с. 109].
Однако способ недостаточно эффективен, так как при размазывании капли крови по предметному стеклу возможна травматизация форменных элементов из-за сильного нажима. При высушивании мазков изменяется поверхностная архитектоника мембраны, что искажает достоверность методики. Из-за неравномерного расположения высушенных и фиксированных клеток (толстые и густо-розового цвета мазки) морфология клеток в них плохо различима. В окрашенных препаратах эритроциты круглой формы и розового цвета, что не соответствует понятию «дискоцит» (форма двояковогнутого диска) и не дает возможности отличия от различных видов шарообразных форм.
Наиболее близким по технической сущности является способ определения форм эритроцитов, включающий забор крови, нанесение мазка крови на предметное стекло, помещение предметного стекла с окрашенным и высушенным на воздухе мазком крови на столик микроскопа, с помощью малого увеличения нахождение края мазка, не меняя положения стекла, нанесение капли иммерсионного масла на край мазка на место, расположенное под объективом, помещение иммерсионного объектива в положение, вертикальное мазку, с погружением объектива в каплю масла и последующее исследование.
Но и этот способ не вполне достоверен, так как помимо всех перечисленных в предыдущей методике недостатков при нанесении капли иммерсионного масла на мазок мембрана клетки изменяется под действием самого масла.
Экспресс-методику «толстой капли» осуществляют следующим образом. Полученную кровь собирают в стерильную пробирку с фиксатором в количестве 0,5 мл (10 капель). Получаемое небольшое количество крови собирают в стерильную пробирку с фиксатором – 2 мл 2,5% раствора глютарового альдегида. После окончания сбора крови приступают к морфологическому анализу непосредственно либо спустя некоторое время, учитывая условия. Перед приготовлением препарата пробирку встряхивают. На предметное стекло капают 2 капли суспензии фиксированных неокрашенных эритроцитов. На ограниченном участке предметного стекла формируют полусферическую каплю с поверхностным натяжением, на которую горизонтально опускают покровное
210 Эритроциты в норме, патологии и при лазерных воздействиях
Рекомендовано к покупке и изучению сайтом МедУнивер - https://meduniver.com/