Влияние боли и кровопотери на реакцию сердечно-сосудистой системы и танатогенез при экспериментальном ушибе сердца

ВЛИЯНИЕ БОЛИ И КРОВОПОТЕРИ НА РЕАКЦИЮ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ И ТАНАТОГЕНЕЗ ПРИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОМ УШИБЕ СЕРДЦА

PAIN AND HEMORRHAGE EFFECT ON THE CARDIOVASCULAR SYSTEM AND THANATOGENESIS IN EXPERIMENTAL MYOCARDIAL CONTUSION

Корпачева О.В. Korpacheva O.V.

Омская государственная медицинская академия, Omsk State Medical Academy,

г. Омск, Россия Omsk, Russia

На модели экспериментального ушиба сердца изучено влияние боли и кровопотери на реакцию сердечно-сосудистой системы крыс на травму. Результаты дают основания полагать, что определяющую роль в развитии аритмий при изолированном ушибе сердца играет болевая импульсация. Острая дозированная кровопотеря меняет реакцию сердечно-сосудистой системы на травму, что проявляется отсутствием характерных для изолированного ушиба сердца аритмий в раннем посттравматическом периоде. Кровопотеря ведет к 4-кратному росту летальности от ушиба сердца, однако танатогенез при этом отличается от такового при изолированном ушибе сердца и реализуется, вероятно, с участием рефлекторных механизмов остановки дыхания.

Ключевые слова: ушиб сердца, боль, кровопотеря, функциональные нарушения, танатогенез.

Pain and hemorrhage effect on the cardiovascular system of the rats in injury case have been studied on the experimental myocardial contusion model. The results have given grounds to suppose that painful impulsation acts an essential part in arrhythmia development in experimental cardiac contusion. Acute dosing hemorrhage has changed cardiovascular system reaction on the injury, and we have not observed typical arrhythmias for experimental myocardial contusion in the early posttraumatic period. Hemorrhage led to quadruple increase of mortality rate because of the myocardial contusion. However, at the same time thanatogenesis is absolutely different in experimental cardiac contusion case and, likely, occurs with participation of respiratory standstill reflex mechanisms Key words: myocardial contusion, pain, hemorrhage, functional disturbances, thanatogenesis.

Многочисленными исследованиями, результаты которых суммированы в обзорах [1, 2], показано, что ЭКГ-исследование является скрининговым, но, к сожалению, неспецифичным для установления диагноза ушиба сердца (УС), поскольку отражает не только прямое травматическое воздействие на сердце, но и влияние ряда факторов, не связанных напрямую с механическим повреждением этого органа, в частности, гиповолемии, ацидоза, вегетативного дисбаланса, электролитных нарушений и др. Источником этих влияний являются сопутствующие, как правило, ушибу сердца боль, кровопотеря, другие торакальные и экстраторакальные повреждения [3, 4, 5, 6].

Однако в условиях эксперимента ЭКГ-исследование позволяет, по крайней мере отчасти, разграничить нарушения, связанные с собственно травматическим повреждением сердца, и нарушения, обусловлен-

ные действием дополнительных факторов посттравматического периода при политравме. Это, в свою очередь, способствует пониманию механизмов танатогенеза при УС.

Выполненными ранее исследованиями [7] показано, что самым стойким и обязательным признаком раннего посттравматического периода экспериментального изолированного УС является синусовая брадикардия; тахиаритмии при данном виде тупой травмы сердца (ТТС) встречаются как исключение. В целом, нарушения автоматизма, возбудимости и проводимости регистрируются в самых разных сочетаниях, среди которых не выявлено типичных, носят разнообразный, кратковременный и лабильный характер. Аритмии не вносят существенного вклада в летальность, поскольку среди них практически отсутствуют гемодина-мически значимые.

Эти данные противоречат результатам клинических исследований,

согласно которым брадикардия встречается как исключение. Характерной для УС является синусовая тахикардия, нередки также предсердные и желудочковые тахи-аритмии, в том числе потенциально летальные. Наиболее вероятным объяснением столь существенных различий является наличие в клинике и отсутствие в условиях эксперимента таких значимых факторов, как боль и кровопотеря. Определение их влияния на реакцию сердечно-сосудистой системы на травму явилось целью настоящего исследования.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Эксперименты выполнены на 40 белых беспородных крысах-самцах массой 250-300 г, наркотизированных этаминалом натрия в соответствии с требованиями приказов № 1179 МЗ СССР от 10.10.1983 г. и № 267 МЗ РФ от 19.06.2003 г. Ушиб сердца моделировали с помо-

щью оригинального устройства [8], имитирующего удар передней грудной стенки о стойку руля при столкновении движущегося автомобиля с препятствием. До моделирования ушиба сердца и в течение первого часа посттравматического периода регистрировали частоту дыхания (ЧД), частоту сердечных сокращений (ЧСС), давление крови (АД) в левой сонной артерии прямым методом, электрокардиограмму (ЭКГ) в трех стандартных отведениях (CARDIOVIT AT-1).

I группу (n = 10) составили травмированные животные, II группу (n = 10) — животные, которым за 30 минут до травмы вводился трамадола гидрохлорид (Tramadol Lannacher) в дозе 2 мг/кг массы внутрибрюшинно. III группу (n = 10) составили животные, у которых УС моделировался на фоне острой дозированной кровопотери (2 мл/100 г массы через катетер в левой сонной артерии). IV группу (n = 10) составили животные, у которых моделировалась острая дозированная кровопотеря без УС. В качестве средства для наркоза во всех группах животных использовали этаминал натрия в дозе 25 мг/кг массы внутрибрюшинно, обладающий снотворным, но не обладающий наркотическим и аналгетическим эффектами [9]. Статистическая обработка результатов проводилась с использованием программы Biostat, расчету статистических показателей предшествовало определение характера распределения. Достоверность различий оценивалась с помощью парного (для зависимых выборок) и непарного (для независимых выборок) t-критерия Стьюдента. Критический уровень значимости при проверке статистических гипотез принимался равным 0,05 [10].

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Результаты исследования представлены в таблицах 1 и 2. В раннем посттравматическом периоде экспериментального УС регистрировались разнообразные нарушения сердечного ритма и проводимости, спектр и частота регистрации которых существенно не отличались от таковых при использовании в

качестве средства для наркоза тио- группе с изолированным УС, менее пентала натрия в предшествующих полноценным было и восстановле-исследованиях (табл. 1). ние величины показателя к концу

Таблица 1 Частота регистрации ЭКГ-отклонений в течение первого часа посттравматического периода экспериментального ушиба сердца

ЭКГ-отклонение Частота регистрации

Синусовая брадикардия 100

Синусовая аритмия 10

Снижение вольтажа 10

Наджелудочковые экстрасистолы 30

Желудочковые экстрасистолы 30

Пароксизмальная желудочковая тахикардия 0

Гетеротопные ритмы:

- предсердные ритмы 50

- среднеузловой ритм 20

- нижнеузловой ритм 10

- миграция наджелудочкового водителя ритма 10

- идиовентрикулярный ритм 0

- атриовентрикулярная диссоциация 0

Нарушение внутрипредсердной проводимости 10

Нарушение внутрижелудочковой проводимости 10

АВ-блокада I степени 10

АВ-блокада II степени 10

АВ-блокада III степени 8,33

Подъем ST 30

Депрессия ST 0

Предварительное введение трамадола (II группа) практически полностью предотвращало развитие аритмий после TTC. Ни у одного животного этой группы не было зарегистрировано экстрасистол, гетеротопных ритмов, блокад проведения. Урежение 4CC в ответ на травму было гораздо менее значительным, а восстановление показателя к концу периода наблюдения — более полноценным (табл. 2).

Кровопотеря, вопреки ожиданиям, не приводила к учащению сердечного ритма в раннем посттравматическом периоде УС (III группа). Напротив, наблюдалось урежение сердечного ритма с последующим частичным восстановлением ЧСС к концу 1 часа посттравматического периода (табл. 2). Еще более неожиданным оказался факт полного отсутствия аритмий у животных этой группы. Сходные данные о ритмической функции сердца были получены и в IV группе животных (кровопотеря без моделирования УС).

АД у животных, получивших травму на фоне кровопотери, снижалось более значительно, чем в

периода наблюдения (табл. 2). Летальность в этой группе животных составила 40 %. Смерть наступала на 2-3-й минуте посттравматического периода от остановки дыхания. У выживших животных этой группы сразу после кровопотери и травмы отмечалось учащение и углубление дыхания, затем происходило восстановление этих характеристик, однако нередко регистрировались эпизоды нерегулярного дыхания при удовлетворительной частоте.

Летальность в I группе животных (УС без кровопотери) составила 10 %, максимум ее пришелся на конец 1 часа посттравматического периода, а причиной явилось прогрессирующее ухудшение центральной гемодинамики [11].

ОБСУЖДЕНИЕ

Объяснение полученных результатов вряд ли может быть простым, а трактовка — однозначной. Наиболее обоснованным представляется вывод о том, что развитие аритмий при УС связано, в первую очередь, с активацией симпатоадре-наловой системы (САС) в рамках стресс-реакции. Доказательством

ПОЛИТРАВМА

Таблица 2

Влияние предварительного введения трамадола и острой дозированной кровопотери на показатели ЧСС, ЧД и АД в течение

первого часа посттравматического периода экспериментального ушиба сердца

Этапы эксперимента Группы ЧСС

I 374,1 ± 4,54 61,2 ± 1,14 125,5 ± 2,28

Перед нанесением травмы II 369,7 ± 3,5 62,8 ± 1,22 123,0 ± 2,24

III 376,2 ± 2,83 62,8 ± 1,09 124,0 ± 2,58

IV 378,0 ± 4,13 64,4 ± 1,56 124,5 ± 2,41

Посттравматический период:

239,5 ± 5,43* 36,0 ± 3,09*

I6 78,0

fe остановка

3 мин. II 332,9 ± 5,03* 54,6 ± 4,79* 70,0 ± 1,75*

Ша 245,0 ± 5,52* 76,7 ± 2,37* (60 %) 35,8 ± 2,61*Л

Шб остановка 40 %

IV 303,7 ± 6,04*# 75,6 ± 2,0* 54,5 ± 2,41*#

I 311,6 ± 8,44* 50,4 ± 3,84* 77,5 ± 2,85*

10 мин. II 355,5 ± 4,79*Л 57,2 ± 3,9* 80,5 ± 1,83*

III 247,2 ± 8,01*л 63,0 ± 2,09Л 72,5 ± 3,67*

IV 296,1 ± 7,99*# 65,4 ± 1,54 81,0 ± 2,45*#

I 336,6,8 ± 4,75* 56,8 ± 2,79 76,5 ± 3,93

20 мин. II 348,5 ± 5,26 55,8 ± 3,13* 77,0 ± 2,1*

III 317,0 ± 8,9*л 62,66 ± 1,75л 71,7 ± 2,3*

IV 334,8 ± 5,34*# 65,6 ± 1,65 75,5 ± 2,65*

I 352,5 ± 5,2* 60,8 ± 1,6 85,0 ± 5,21*

30 мин. II 361,0 ± 6,2 59,6 ± 2,14 88,0 ± 2,24*

III 317,0 ± 8,5*л 58,33 ± 1,04* 77,5 ± 3,08*

IV 339,5 ± 6,03*# 63,0 ± 1,83# 84,0 ± 2,58*

I 363,2 ± 6,91 63,6 ± 1,43 83,5 ± 4,44*

40 мин. II 372,0 ± 6,06 60,8 ± 1,48 100,0 ± 2,83*л

III 318,2 ± 6,98*л 56,0 ± 1,95*л 84,16 ± 3,85*

IV 337,5 ± 6,03*# 61,0 ± 1,14# 94,0 ± 4,14*л#

I 354,6 ± 5,66* 62,6 ± 0,94 88,9 ± 2,46*

50 мин. II 354,0 ± 5,4 62,2 ± 1,64 98,5 ± 2,22*л

III 324,7 ± 3,46*л 55,3 ± 2,69*л 90,83 ± 2,19*

IV 341,5 ± 5,61*# 60,0 ± 1,13 97,5 ± 4,02*л

I 354,0 ± 4,47* 63,0 ± 1,09 90,0 ± 2,16*

60 мин. II 351,0 ± 5,76 61,2 ± 1,72 103,0 ± 1,79*л

III 319,8 ± 2,68*л 56,0 ± 1,6*л 88,3 ± 2,3*

IV 338,7 ± 3,71*# 59,4 ± 1,4*л 96,5 ± 3,93*#

Примечание: I - группа животных (n = 10); а, б, в - подгруппы животных; II - группа наркотизированных и травмированных

животных с предварительным введением трамадола (n = 10); III - группа наркотизированных и травмированных на фоне острой

дозированной кровопотери животных (n = 10); IV - группа наркотизированных животных с острой дозированной кровопотерей

без моделирования ушиба сердца (n = 10) * - достоверность различий по сравнению с исходными значениями в той же группе;

Л - достоверность различий по сравнению с I группой на одном и том же этапе эксперимента; # - достоверность различий между

III и IV группами.

правоты этого предположения служат следующие факты. В I группе животных УС моделировался на фоне введения этаминала натрия в качестве средства для наркоза, не обладающего, однако, ни наркотическим, ни аналгетическим эффектами. Использование препарата в этом качестве основывается на его выраженном снотворном действии. У животных этой группы наблю-

дались самые разнообразные нарушения ритма и проводимости. Предварительное введение животным II группы трамадола, являющегося аналгетиком центрального действия, исключало болевую им-пульсацию — мощный фактор активации САС, следствием чего явилось отсутствие аритмий в раннем посттравматическом периоде экспериментального УС. Полученные

результаты согласуются с клиническими данными об уменьшении выраженности синусовой тахикардии после адекватного обезболивания у пациентов с ТТС [12].

Урежение ЧСС при изолированном экспериментальном УС имеет, вероятно, рефлекторную природу. В пользу этого предположения свидетельствуют следующие факты: брадикардия развивается практи-

чески сразу после нанесения травмы, сопровождается артериальной гипотензией, а также бради- или апноэ. Эта триада характерна для рефлекса Бецольда-Яриша, обусловленного неспецифическим раздражением механорецепторов, локализованных, по крайней мере, в трех рефлексогенных зонах: коронарных сосудах, желудочках сердца и легких. Поскольку тупая травма груди сопровождается повреждением миокарда и коронарных артерий, а нередко и легких, то имеются предпосылки для вовлечения всех трех рефлексогенных зон. Афферентный путь рефлекса проходит в составе блуждающих нервов. В пользу этого предположения свидетельствуют результаты выполненных ранее исследований [7], согласно которым атропини-зация в значительной степени предотвращает развитие характерной триады. Этим же рефлекторным механизмом мы склонны объяснять внезапную и очень раннюю остановку дыхания как причину гибели животных III группы (УС на фоне кровопотери). Вероятно, крово-потеря создает условия для более мощного срабатывания рефлекса Бецольда-Яриша.

Другим возможным объяснением развития синусовой брадикардии при изолированном УС является коммоция p-клеток под действием механического фактора, вследствие чего снижается скорость их медленной диастолической деполяризации, т.е. способность к автоматизму.

Существенный вклад в реакцию сердечно-сосудистой системы на травму может вносить изменение функционального состояния адре-нергических волокон миокарда под

Литература:

действием самого механического фактора. Морфологическими исследованиями на клиническом и экспериментальном материале [13] установлено характерное для УС со смертельным исходом истощение адренергических волокон миокарда на фоне активации хромаффинных клеток мозгового вещества надпочечников.

В группе животных с УС на фоне кровопотери (III группа), вопреки ожидаемой синусовой тахикардии, также регистрировалось урежение ЧСС. Сопоставление показателя в III и IV группах (только кровопо-теря) исключает возможность нивелирования изменений ЧСС при кровопотере изменениями ЧСС при УС. Очевидно, что сама кро-вопотеря вызывает урежение сердечного ритма, начиная со 2-3-й минуты. Аналогичные результаты были получены на модели острой геморрагической гипотензии по Уигерсу [14]. Однако объяснение этого факта в цитируемом источнике отсутствует. В порядке предположения можно сослаться на классические представления о регуляции функций сердца [15], согласно которым направленные изменения ритма сердца, вызванные изменением объема крови, являются следствием противоположных рефлекторных реакций (в рамках барорецепторного рефлекса и рефлекса Бейнбриджа). Результат этого взаимодействия зависит, в том числе, и от исходного уровня ЧСС. Кроме того, брадикардия (наряду с гипервентиляцией и сужением сосудов) может быть следствием возбуждения хеморецепторов дуги аорты и каротидных синусов (хе-морецепторный рефлекс). В свою

очередь, степень гипервентиляции может определять величину ЧСС: умеренная гипервентиляция, вызванная стимуляцией хеморецепто-ров, вызывает, как правило, бра-дикардию и, напротив, выраженная гипервентиляция, вызванная тем же стимулом, приводит чаще к развитию тахикардии. Остается неясным, почему на фоне острой дозированной кровопотери не регистрировались столь характерные для УС нарушения сердечного ритма и проводимости.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Реакция сердечно-сосудистой системы на травматическое повреждение существенно различается в условиях изолированного ушиба сердца и ушиба сердца, сопровождающегося воздействием других факторов посттравматического периода (боль, кровопотеря). Существенную роль в формировании ответа сердечно-сосудистой системы на травму играют рефлекторные механизмы регуляции функций сердца, закономерности срабатывания которых и патогенетическая роль в условиях травматического повреждения сердца до конца не ясны. Исключение болевой им-пульсации предупреждает развитие аритмий в раннем посттравматическом периоде УС. Причиной летальности при изолированном экспериментальном УС, согласно выполненным ранее исследованиям [11], является прогрессирующее ухудшение центральной гемодинамики в раннем посттравматическом периоде. Гибель животных в условиях УС, осложненного кровопоте-рей, происходит от рефлекторной остановки дыхания.

1. Сумин, А.Н. Диагностика и лечение ушибов сердца при политравме /А.Н. Сумин //Политравма. - 2006. - № 1. - С. 85-90.

2. Schwab, R.A. //www.trombosis-consult.com /articles /Textbook /77 myocardial contusion.html

3. Lancey, R.A. Correlation of clinical characteristics and outcomes with injury scoring in blunt trauma /R.A. Lancey, T.S. Monahan //J. Trauma. - 2003. - V. 54. - P. 509-515.

4. Hill, D. Blunt chest trauma: a challenge to accident and emergency nurses /D. Hill, K. Davies //Accid. Emerg. Nurs. - 2002. - V. 10. - P. 197-204.

5. Acute and long-term clinical significance of myocardial contusion following blunt thoracic trauma: results of prospective study

ПОЛИТРАВМА

/M. Lindstaedt, A. Germing, T. Lawo et al. //J. Trauma. - 2002. - V. 52.

- P. 479-485.

6. Salehian, O. Blunt and penetrating cardiac trauma: a review /O. Salehian, K. Teoh, A. Mulji //Can. J. Cardiol. - 2003. - V. 19.

- P. 1054-1059.

7. Корпачева, О.В. Электрокардиографические нарушения при ушибе сердца /О.В. Корпачева, В.Т. Долгих //Общая реаниматология. - 2006. - Т. II, № 5-6. - С. 29-34.

8. Долгих, В.Т. Способ моделирования ушиба сердца у мелких лабораторных животных (полезная модель). Пат. № 37427 РФ, МПК 7 G09B9/00. - № 2003133897/20 (036729); Заявлено 24.11.03; Приоритет 24.11.03; Опубл. 20.04.04 /В.Т. Долгих, О.В. Корпачева, А.В. Ершов //Бюл. изобретений. - 2004.

9. Машковский, М.Д. Лекарственные средства: Пособие по фармакотерапии для врачей (в 2 ч.), часть 1. /М.Д. Машковский.- М.: Медицина, 1984. - 624 с.

10. Гланц, С. Медико-биологическая статистика: Пер. с англ. /С. Гланц. - М.: Практика, 1998.

11. Корпачева, О.В. Нарушения центральной гемодинамики при экспериментальном ушибе сердца /О.В. Корпачева //Омский научный вестник. - 2006. - № 3. - С. 74-78.

12. Стажадзе, Л.Л. Вопросы классификации, патогенеза, клиники и диагностики ушиба сердца /Л.Л. Стажадзе, Е.А. Спиридонова, М.А. Лачаева //Медицина критических состояний. - 2004.

- № 2. - С. 4-8.

13. Новоселов, В.П. Изменения адренергических волокон миокарда и активности надпочечников крыс при экспериментальном ушибе сердца /В.П. Новоселов, С.В. Савченко, М.А. Ковалева //Проблемы экспертизы в медицине, Ижевск. - 2006. - №. 3.

- С. 30-32.

14. Торопов А.П. Нарушения сократимости и метаболизма сердца при геморрагической гипотензии /А.П. Торопов: Автореф. дис. ... канд. мед. наук. - Омск, 1996. - 20 с.

15. Леви, М.Н. Нейрогуморальная регуляция работы сердца /Леви М.Н., Мартин П.Ю. //Физиология и патофизиология сердца: В 2 т. Т. 2: Пер. с англ. /под ред. Н. Сперелакиса. - М.: Медицина, 1990. - 624 с.

т