Оценка дыхательной активности крови у матерей и новорожденных в условиях герпес-вирусной инфекции

УДК 612.235:616.523-053.31-008.4 И. А. Андриевская

ОЦЕНКА ДЫХАТЕЛЬНОЙ АКТИВНОСТИ КРОВИ У МАТЕРЕЙ И НОВОРОЖДЕННЫХ В УСЛОВИЯХ ГЕРПЕС-ВИРУСНОЙ ИНФЕКЦИИ

ГУ Дальневосточный научный центр физиологии и патологии дыхания СО РАМН

РЕЗЮМЕ

Исследовали уровень основных регуляторов кислородтранспортной функции эритроцитов и сродства гемоглобина к кислороду матерей и новорожденных (рН, рСО2, 2,3-ДФГ) в зависимости от степени выраженности герпесной инфекции. Выявлено снижение концентрации водородных ионов, повышение парциального напряжения углекислого газа в крови новорожденных, увеличение концентрации общей и «эффективной» форм

2,3-ДФГ, уменьшение парциального напряжения кислорода в крови матерей и новорожденных, наиболее выраженное при титре антител к ВПГ 1:6400-1:12800.

SUMMARY

I.A.Andrievskaya

BLOOD RESPIRATORY ACTIVITY ASSESSMENT IN MOTHERS AND NEWBORNS WITH HERPES VIRUS INFECTION

Main regulator level of oxygen transport function of erythrocytes and level of affinity of hemoglobin to mother’s and newborns’ oxygen (рН, рСО2, 2,3-DFG), depending on the severity of herpes infection. Decrease in hydrogen ion concentration, increase in CO2 partial tension, general and effective form of 2,3-DPG, decrease in oxygen partial tension, in the blood of mothers and newborns, being the most marked with antibody titer to herpes virus 1:6400-1:12800.

В компенсации к гипоксии особое место занимает система крови. В этом отношении эритроциты как связующее звено между внешним и тканевым дыханием (в сочетании с гемодинамикой) обеспечивают адекватную доставку кислорода в ткани. Важную роль при этом играет изменение сродства гемоглобина к кислороду, которое определяется такими факторами как рН, рСО2 и 2,3-дифосфоглицерат (2,3-ДФГ). Последний занимает центральное место в механизмах регуляции способности гемоглобина отдавать или присоединять кислород.

Согласно данным многих исследователей, снижение сродства гемоглобина к кислороду при нарастании внутриэритроцитарной концентрации 2,3-ДФГ определяется специфическим связыванием этого метаболита с деоксигемоглобином [6], а также способностью дифосфоглицерата благодаря свойствам аниона уменьшать внутриклеточный рН (эффект Бора). Так, частой причиной снижения кислородной емкости гемоглобина является повышение в крови окисленного производного гемоглобина (мет-Hb), не способного обратимо присоединять кислород [1]. Снижение выделяющегося из гемоглобина

кислорода в капиллярах при нормальном рО2 может быть обусловлено увеличением в крови концентрации гемоглобинов с повышенным сродством к кислороду. Ими могут быть фетальный гемоглобин и Р-Ы-гликозилированный гемоглобин, а также, возможно, появление новых производных гемоглобина с измененным сродством к кислороду вследствие взаимодействия молекулы гемоглобина со специфическими соединениями [2]. Известно, также, что причиной повышенного сродства крови к кислороду плодов и новорожденных детей является более низкая способность фетального гемоглобина взаимодействовать с 2,3-ДФГ, по сравнению с гемоглобином А [1]. Полагают, что указанная особенность регуляции кислородтранспортной функции гемоглобина благоприятствует трансплацентарному переходу кислорода от матери к плоду, а также способствует насыщению крови кислородом у новорожденных в условиях еще несовершенной функции их внешнего дыхания.

Следует заметить, что снижение уровня 2,3-ДФГ отмечается при тяжелых расстройствах дыхания у недоношенных детей. Имеются работы, в которых подчеркивается важность исследования содержания 2,3-ДФГ, фракций отдельных гемоглобинов [1], рСО2 и рН в периферической крови матерей и новорожденных для объективной оценки изменений сродства крови к кислороду [4]. Однако до настоящего времени в литературе встречаются единичные и во многом противоречивые сведения о концентрации 2,3-ДФГ в эритроцитах матерей и новорожденных при гипоксии, вызванной бактериальными или вирусными заболеваниями [1, 5]. Исследований, проводимых в условиях герпесной патологии, нет.

Целью настоящей работы явилась оценка кисло-родтранспортной функции эритроцитов матерей и новорожденных в зависимости от выраженности заболевания и изменения параметров физиологических регуляторов сродства гемоглобина к кислороду: рН, рСО2, внутриэритроцитарного общего и «эффективного» 2,3-ДФГ, а также рО2.

Материалы и методы

Было проведено исследование периферической крови матерей (п=40) и новорожденных (п=40) с учетом титров антител к ВПГ, а также практически здоровых матерей (п=40) и новорожденных (п=40), составивших контрольную группу. Оценку содержания внутриэритроцитарного 2,3-ДФГ проводили спектрофотометрическим методом [3]. Фракции гемоглобина выявляли методом диск-электрофореза в ПААГ. «Эффективную» фракцию 2,3-ДФГ рассчитывали по формуле:

2,3-ДФГ-(ИЪА%+0,4-ИЪР%)/100% [1].

Кислотно-щелочной баланс определяли на анализаторе газов крови и электролитов «CHIRON» (США).

Результаты исследования и их обсуждение

Как известно, способность гемоглобина переносить кислород определяется рядом факторов: состоянием структуры гемоглобина, температурой среды, содержанием в крови трех основных физиологических регуляторов сродства гемоглобина к кислороду: ионов водорода, углекислого газа и 2,3-ДФГ, изменяющиеся при патологии различного генеза. Так, активизация длительное время персистирующего в организме женщины вируса герпеса во время беременности приводила к формированию гемодинами-ческих расстройств и состояния гипоксии, которая характеризовалась отклонением от нормы выше перечисленных показателей. Установленные изменения носили неоднозначный характер, коррелировали со степенью тяжести заболевания и приводили к нарушению функциональных свойств гемоглобина, снижению его активности обратимо связывать кислород.

Данное высказывание подтверждалось полученными результатами исследования, когда в условиях высокоактивной герпесной инфекции (титр антител к ВПГ 1:6400-1:12800) наблюдалось явление метаболического ацидоза, как в артериальной крови матерей, так и новорожденных, вызванное накоплением недоокисленных продуктов обмена и являющееся результатом патогенного действия вируса на клеточные структуры (табл.). В этих условиях отмечался максимальный сдвиг рН в сторону кислой реакции в крови матерей до 7,29±0,013 (норма 7,44±0,012). Тогда как, при менее выраженных проявлениях герпесной инфекции (титр антител к ВПГ 1:1600-1:3200) и стойких адаптивных механизмов на кислородную недостаточность, снижение концентрации водородных ионов происходило незначительно и составило -7,34±0,014. Такая неблагополучная картина измененных обменных процессов у беременных в момент родов определяла ответные реакции организма новорожденного, которые проявлялись еще более значи-

тельным снижением рН крови до 7,17±0,01 - при титре антител к ВПГ 1:6400-1:12800 и 7,23±0,019 -при более низких титрах антител (норма 7,36±0,012). Выявленные нарушения не случайны и носили синхронный характер, то есть по мере нарастания ацидоза в крови материнского организма он увеличивался и в крови плода, а в последующем и новорожденного.

Следующим критерием, указывающим на возможное изменение газообмена в системе «мать-плод», является рСО2. Как видно из данных таблицы, в крови матерей с высокими титрами антител к ВПГ 1:6400-1:12800 обнаруживались пониженные значения парциального напряжения углекислого газа 33,89±0,47 мм рт. ст. (норма 43,16±0,92 мм рт. ст.), соответствующие гипокапнии, которую можно объяснить нарастанием гипервентиляции в момент родов, а также усилением перехода углекислого газа из крови плода в кровь матери. Последнее подтверждалось высокими значениями рСО2 пуповинной крови новорожденных и составило 53,2±1,0 мм рт. ст. (норма 45,53±0,67 мм рт. ст.), что приводило к развитию «патологического» ацидоза, когда в ответ на накопление кислых валентностей резко увеличивалось парциальное напряжение углекислого газа. С другой стороны, по мере снижения выраженности заболевания показатели рСО2 в крови у матерей повышались, хотя и оставались несколько сниженными (39,71±1,18 мм рт. ст.). В группе новорожденных от таких матерей наблюдались менее выраженные изменения, которые характеризовались незначительным повышением парциального напряжения углекислого газа до 46,24±0,70 мм рт. ст. на фоне более высоких значений рН, по сравнению с показателями предыдущей группы.

Следовательно, по мере развития воспалительной реакции, наблюдаемой изначально в организме матери, а в последствие и у новорожденного при герпесе, формирование ацидоза у последнего происходило не только за счет накопления кислых продуктов метаболизма, но и возможного появления дыхательного компонента в результате повышения рСО2. Состоя-

Таблица

Динамика показателей 2,3-ДФГ, рН, рСО2 и рО2 в крови матерей и новорожденных в зависимости от степени выраженности герпесной патологии

Группы Титр антител к ВПГ Показатели

рН рСО2, мм. рт. ст. рО2, мм. рт. ст. 2,3 ДФГ, мкмоль/л Эффективная 2,3 ДФГ, мкмоль/л

Мать 1:6400-1:12800 7,29±0,013 р<0,001 33,89±0,47 р<0,001 27,63±0,79 р<0,001 7,047±0,07 р<0,001 6,82±0,014 р<0,001

1:1600-1:3200 7,34±0,014 р<0,05 39,71±1,18 р<0,001 29,98±0,47 р<0,001 6,36±0,09 р<0,05 6,061±0,16 р<0,01

контроль 7,44±0,012 43,16±0,92 39,22±0,56 5,77±0,145 5,01±0,25

Новорожденный 1:6400-1:12800 7,17±0,01 р<0,001 53,2±1,0 р<0,001 18,57±0,33 р<0,001 6,43±0,19 р<0,001 4,57±0,097 р<0,01

1:1600-1:3200 7,23±0,019 р<0,05 46,24±0,70 р<0,05 26,14±0,79 р<0,001 5,26±0,12 3,59±0,079

контроль 7,36±0,012 45,53±0,67 36,13±0,98 5,1±0,21 3,83±0,097

ние ацидоза у плода при нарушении газообмена, вызванного герпесной инфекцией, не устранялось и при прохождении его крови через плаценту. Кровь, возвращаясь из плаценты по пуповинной вене к плоду, содержала большое количество кислых продуктов, которые, в свою очередь, патологически действовали на клеточный метаболизм и связанный с ним процесс гликолиза, а также зависимый от него внутриклеточный синтез 2,3-ДФГ. Согласно сведениям многих исследователей, снижение внутриэритроцитарного рН при острых формах гипоксии вызывает ингибирование активности ключевых ферментов гликолиза (гексокиназы, фосфофруктокиназы, 2,3-ДФГ-мутазы) тем самым, подавляя синтез 2,3-ДФГ, хотя при умеренных степенях гипоксической или циркуляторной гипоксии отмечено повышение уровня данного метаболита [1, 5].

Результаты нашего исследования показали, что при титре антител к ВПГ 1:6400-1:12800 в группах матерей и новорожденных концентрация внутриэритроцитарно-го общего 2,3-ДФГ была резко повышенной (соответственно, 7,047±0,07 и 6,43±0,19 мкмоль/л). Тогда, как при менее выраженных иммунологических показателях заболевания, уровень общего 2,3-ДФГ в эритроцитах матерей и новорожденных заметно снижался, хотя и оставался повышенным (соответственно, 6,36±0,09 и 5,26±0,12 мкмоль/л). Повышение концентрации внут-риэритроцитарного общего 2,3-ДФГ в эритроцитах матерей и новорожденных, обнаруженное в условиях высокоактивной герпесной инфекции, не случайно, и объяснялось увеличением связывания метаболита с деокси-гемоглобином, в результате чего уменьшалась его свободная форма, что, в свою очередь, способствовало усилению синтеза метаболита. Последнее подтверждалось содержанием «эффективной» или связанной с гемоглобином и белками цитоскелета 2,3-ДФГ в эритроцитах матерей и новорожденных с герпесной патологией, находящегося в прямой зависимости от выраженности заболевания. При наличии высокоавидных антител к ВПГ в крови матерей концентрация внутриэритроци-тарной «эффективной» фракции 2,3-ДФГ была повышенной до 6,82±0,014 мкмоль/л (норма 5,01±0,25 мкмоль/л). Снижение активности герпесной инфекции способствовало уменьшению содержания данной формы метаболита в эритроцитах матерей до 6,061±0,16 мкмоль/л. У новорожденных от таких матерей также отмечалось повышение значений «эффективной» формы 2,3-ДФГ, хотя, по сравнению с взрослым организмом, было сниженным до 4,57±0,097 и 3,59±0,079 мкмоль/л, соответственно, при титре антител к ВПГ 1:6400-1:12800 и 1:1600-1:3200 (норма 3,83±0,097 мкмоль/л). Следует заметить, что такое изменение в содержании 2,3-ДФГ в эритроцитах новорожденных не случайно, и обусловлено высоким содержанием фетального гемоглобина, который имеет наименьшее сродство к кислороду, по сравнению с гемоглобином А. Поэтому основной механизм синтеза регулятора обмена кислорода выражен в меньшей степени у новорожденных, чем у взрослых, что проявлялось низкой скоростью образования 2,3-ДФГ.

В таких условиях не было неожиданным появление признаков дефицита кислорода и развития состояния гипоксии у матерей и новорожденных, которое подтверждалось снижением значений рО2 и находилось в прямой зависимости от степени выраженности герпес-

ной инфекции. Установлено, что при активной форме герпес-вирусной инфекции и резко измененных обменных и метаболических процессов парциальное напряжение кислорода в крови матерей имело наиболее низкие значения и составило 27,63±0,79 мм рт. ст. (норма 39,22±0,56 мм рт. ст.). У новорожденных от этих матерей регистрировалось еще более выраженное снижение рО2 до 18,57±0,33 мм рт. ст. (норма 36,13±0,98 мм рт. ст.), что явилось ответной реакцией на нарушение трансплацентарного газообмена и характера обменных процессов, приводящее к формированию состояния гипоксии. Снижение клинико-иммунологических показателей заболевания (титр антител к ВПГ 1:16001:3200) и повышение активности компенсаторных реакций организма сопровождалось увеличением показателей рО2 в крови матерей до 29,98±0,47 мм рт. ст. и новорожденных - 26,14±0,79 мм рт. ст.

Таким образом, изучение показателей основных регуляторов дыхательной активности крови матерей и новорожденных при герпесной инфекции свидетельствовало о том, что наиболее характерными для нее явились:

• явление «патологического» метаболического ацидоза;

• сдвиг рН в сторону кислой реакции;

• гиперкапния у новорожденных при гипокапнии у матерей; повышение содержания внутриэритроци-тарного общего и «эффективного» 2,3-ДФГ;

• низкое насыщение гемоглобина кислородом.

Подобные изменения носили устойчивый характер, коррелировали со степенью активности вируса герпеса и приводили к развитию хронической внутриутробной гипоксии, которая в последующем негативно сказывалась на состоянии новорожденного и изменяла качество его адаптивных реакций при переходе к постнатальному периоду жизни.

ЛИТЕРАТУРА

1. 2,3-дифосфоглицерат в эритроцитах и гемоглобин Б у новорожденных детей с перинатальными поражениями ЦНС [Текст]/Алатарцев В.В. [и др.]//Вопр. охр. материнства и детства. -1987.-№1.-С.31-35.

2. Кислородтранспортная активность гемоглобина

при лимфосаркомах [Текст]/Карпова И.В. [и

др.]//Гематол. и трансфузиол.-1995.-Т.40, №6.-С.10-14.

3. Определение 2,3-дифосфоглицериновой кислоты неэнзиматическим методом и содержания

2,3-дифосфоглицерата и АТФ в эритроцитах больных хроническим лимфолейкозом [Текст]/И.С.Лу-ганова, М.Н.Блинова//Лаб. дело.-1975.-№11.-С.625-654.

4. Дыхательная функция крови плода в акушерской практике [Текст]/Персианинов Л.С. [и др.]-М.: Медицина, 1971.-239 с.

5. Метаболическая активность эритроцитов и особенности феррокинетики у детей, больных сепсисом [Текст]/М.К.Соболева [и др.]//Гематол. и транс-фузиол.-1993.-№2.-С.15-17.

6. Молекулярная структура мембран эритроцитов и их механические свойства [Текст]/С.А.Сторож, А.Г.Санников, Ю.М.Захаров.-Тюмень, 1997.-140 с.

Поступила 21.11.2006