Некоторые аспекты клинических и экспериментальных гемореологических исследований: достижения, новые подходы, перспективы

НЕКОТОРЫЕ АСПЕКТЫ КЛИНИЧЕСКИХ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ГЕМОРЕОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ: ДОСТИЖЕНИЯ,

НОВЫЕ ПОДХОДЫ, ПЕРСПЕКТИВЫ

Пахрова О.А.*, кандидат биологических наук,

Гринева М.Р., кандидат медицинских наук,

Иванов С.К., кандидат медицинских наук

Лаборатория гемореологии и микроциркуляции научно-исследовательского центра ГОУ ВПО «Ивановская государственная медицинская академия Росздрава», 153012, г. Иваново, просп. Ф. Энгельса, д. 8

РЕЗЮМЕ Подводятся итоги работы лаборатории гемореологии и микроциркуляции научно-исследовательского центра ИвГМА: результаты исследований позволили определить ведущую роль гемореологических нарушений в развитии патологических состояний, создать алгоритм оценки и интерпретации полученных данных, показать влияние различных схем патогенетической терапии на сосудистые и коагуляционно-реологические нарушения при различных заболеваниях. Ведется разработка клинико-диагностических и прогностических критериев тяжести течения патологических процессов в зависимости от наличия и выраженности нарушений текучести крови и эндотелиальной дисфункции.

Ключевые слова: гемореология, микроциркуляция, нарушения, патогенез.

* Ответственный за переписку (corresponding author): тел.: (4932) 32-70-53

Оптимальная текучесть крови является важным механизмом, обеспечивающим транспорт необходимых клеткам веществ, энергии и поддержание тканевого метаболизма на должном уровне. Известно, что к изменению способности крови к продвижению по сосудистому руслу приводит большинство острых и хронических заболеваний человека. При этом зачастую регистрируются повышение вязкости цельной крови, плазмы, усиление агрегации и снижение деформируемости эритроцитов и другие патологические или компенсаторные отклонения [6]. Следовательно, изучение реологических свойств крови должно являться одним из наиболее распространенных видов биомедицинских реологических исследований. В клинических и модельных исследованиях широко рассматриваются вопросы реологических взаимовлияний всех участников гемокоагуляционного процесса - межклеточных взаимодействий, эндотелия, суспензионной стабильности крови и гемостатического потенциа-

ла [8]. Повышение уровня агрегации приводит к аккумулированию эритроцитов на осевой позиции в сосуде, снижению локальной вязкости в пристеночной зоне сосуда и существенному увеличению пристеночного слоя плазмы, что модулирует активность сосудистых регуляторных систем. Сниженное напряжение сдвига на стенке вызывает нарушение регуляции экспрессии эндотелиальной синтазы оксида азота и ее активности, что ведет к повышению сосудистого тонуса и снижению синтеза оксида азота эндотелием. Затруднение отдачи эритроцитами кислорода тканям в свою очередь усугубляет эндотелиальную дисфункцию, которая, как известно, является одним из ведущих звеньев патогенеза многих заболеваний [13].

Конечной целью медицинских реологических исследований является изучение роли гемореологических нарушений в патогенезе важнейших заболеваний взрослого человека и ребенка и их

Pakhrova O.A., Grineva M.R., Ivanov S.K.

SOME ASPECTS OF CLINICAL AND EXPERIMENTAL HEMORHEOLOGICAL INVESTIGATIONS: ACHIEVEMENTS, NEW APPROACHES, PERSPECTIVES

Abstract. Authors summarized the results of hemorheology and microcirculation laboratory work of scientific research center of the Ivanovo State Medical Academy and underlined that their findings allowed to determine the leading role of hemorheological disorders in the development of pathological states, to create the algorithm of evaluation and interpretation of the results obtained, to demonstrate the influence of various schemes of pathogenetic therapy on vascular and coagulative rheologic disorders in different diseases. Clinical, diagnostic and prognostic criteria for pathological processes course severity depending on presence and manifestation of blood fluidity disorders and endothelial dysfunction are worked out.

Key words: hemorheology, microcirculation, disorders, pathogenesis.

влияния на протекание патологического процесса и клиническую картину.

Еще одним направлением современной клинической гемореологии является решение проблемы коррекции реологических нарушений, что обусловливает выбор методов терапии. Актуальной остается задача разработки методов анализа ге-мореологических показателей, объективно отражающих изменения потоковых свойств крови [9].

Для получения более полных статистически обоснованных нормальных величин и расширения возможностей оценки текучести крови нами разработан и используется программно-аппаратный комплекс с одновременным получением виско-зи- и агрегометрических данных и информации о деформируемости и геометрии эритроцитов для построения полного гемореологического профиля [7].

Существуют противоречия во взглядах на реологические свойства крови в различные периоды онтогенеза у взрослых мужчин и женщин [4]. Нами проведено исследование большой группы практически здоровых лиц разного возраста, пола без хронических заболеваний, некурящих, не имеющих ожирения, не употребляющих алкоголь и лекарства перед исследованием. Полученные данные позволили выявить некоторые тенденции в поведении основных реологических показателей в зависимости от пола и возраста. Так, у мужчин вязкость цельной крови является достоверно более высокой по сравнению с ее уровнем у женщин (что обусловлено в свою очередь более высокими средними значениями гематокрита). При этом повышенная вязкость крови у мужчин сопровождается более низкой вязкостью плазмы, лучшей деформируемостью эритроцитов и пониженной способностью их к агрегации, что, вероятно, имеет компенсаторное и адаптивное значение, поскольку объясняется оптимизацией доставки кислорода к тканям. Достоверных различий основных гемореологических параметров в разные возрастные периоды не обнаружено.

Одним из постоянно развивающихся научных направлений остается исследование закономерностей изменения реологических свойств эритроцитов и функционирования эндотелия в практике работы врачей-педиатров.

Исследования, выполненные совместно с кафедрой детских болезней педиатрического факультета, показали важную роль гемореологических нарушений в патогенезе и прогнозе течения респираторных заболеваний у детей. В работе А. В. Можаева впервые установлена сопряженность этих нарушений с выраженностью патологических синдромов, развитием органных дисфункций

при пневмониях. Выявлены критерии прогнозирования развития осложнений острых респираторных заболеваний по уровню и направленности отклонений реологических показателей крови и выраженности эндотелиальной дисфункции. Кроме того, по результатам исследования были созданы математические модели, позволяющие осуществлять раннюю диагностику различных патологических синдромов и обосновывать дифференцированный подход к лечению больных.

Многолетняя работа кафедры детских болезней лечебного факультета (Е. Е. Краснова, В. В. Чемоданов) посвящена изучению реологии крови у детей с различными гастродуоденальными заболеваниями. Выявлено, что гемореологические нарушения ослабляют защиту слизистой оболочки органов, увеличивают их силу и длительность воздействия агрессивных факторов.

Продолжаются исследования реологических свойств крови при различной терапевтической патологии. В числе приоритетных проблем - профилактика, диагностика и лечение артериальной гипертонии (Модест Тамен Ндоуми, Е. Д. Абраш-кина, Низар бен Али Шаалали). Сотрудниками академии изучалась зависимость гемореологических показателей от тяжести и стадии заболевания, влияние факторов риска, а также различных схем терапии на реологические нарушения. Была показана взаимообусловленность реологических свойств крови и маркеров эндотелиальной дисфункции и обоснована необходимость дифференцированной оценки результатов диагностических исследований гемореологических свойств крови и функции эндотелия с учетом пола пациента. Комбинированная антигипертензивная терапия приводила к уменьшению выраженности реологических нарушений: снижению вязкости плазмы, агрегации эритроцитов, улучшению их деформируемости и цитоархитектоники. Предложено решение вопроса о включении исследования гемореологических показателей в программу клинического обследования больных артериальной гипертонией.

Несомненно, важной остается проблема разработки новых медикаментозных и немедикаментозных средств коррекции гемореологических нарушений [3, 10]. Исходя из этого, одним из перспективных направлений может стать экспериментальное обоснование применения инфузион-ных растворов и наносуспензий фосфолипидов для улучшения реологических свойств эритроцитов в клинической практике.

В частности, в последние годы ведутся исследования широко применяемых препаратов для инфузионной терапии, однако при их использо-

вании практически не учитывается их реоактив-ность в связи с низкой изученностью клеточных и молекулярных мишеней, на которые действуют эти препараты [2]. Различное влияние плазмоза-менителей и ионных растворов на макро- и мик-рореологические свойства крови обусловлено их химической природой и соотношением коллоидной и кристаллической частей. С целью тестирования лекарственных препаратов мы использовали искусственную модель гемореологических нарушений - старение эритроцитов in vitro. При тестировании некоторых трансфузионных растворов было определено, что по микрореоло-гическому эффекту их можно разделить на три группы: 1) не оказывающие существенного влияния на реологические свойства эритроцитов и их кислородтранспортный потенциал; 2) снижающие деформируемость эритроцитов и повышающие их агрегацию, тем самым ухудшающие кислород-транспортную функцию крови; 3) повышающие деформируемость эритроцитов и снижающие их агрегацию.

Широкий интерес к нанотехнологическим продуктам в медицине обусловлен возможностью их использования для диагностики, лечения и профилактики различных заболеваний. На протяжении многих лет проводились (и не прекращаются до сих пор) поиски идеальных систем доставки лекарственных средств [1, 12]. Как известно, заболевания поражают прежде всего отдельные органы и ткани. Поэтому продолжительность лечения и его успешность напрямую зависят от действия лекарственных препаратов непосредственно в очаге заболевания. Таким образом, необходим носитель, который бы доставил препараты к месту назначения. В связи с этим идут активные поиски таких идеальных носителей [5, 11]. До недавнего времени внутривенно вводили только истинные растворы. Дисперсные же вещества не использовались, так как присутствие частиц эмульсии или суспензий могло привести к закупорке капилляров - эмболии. Принято считать, что безопасными могут быть дисперсии с размером частиц значительно меньшим, чем размеры эритроцитов, а именно, с диаметром менее 1 мкм, то есть нанодиапазона.

К группе наночастиц относят липосомы - это микроскопические сферические частицы, заполненные жидкостью, оболочка которых состоит из молекул тех же природных фосфолипидов, что и клеточные мембраны (рис. 1). Липосомы могут сливаться с мембранами клеток и становиться их частью. При этом могут изменяться свойства клеточных мембран: их вязкость и проницаемость, величина электрического заряда (рис. 2). Таким образом, благодаря липосомам появля-

Рис. 2. Формы взаимодействия липосом с мембраной клетки: I - образование дополнительных каналов;

II - адсорбция; III - поглощение липосомы клеткой;

IV - обмен липидами; V - слияние липосомы с мембраной клетки

ется новый способ направленного воздействия на клетку, который можно назвать «мембранной инженерией» [14]. Липосомы обладают многочисленными преимуществами по сравнению с другими лекарственными формами [10]. Наиболее значимые из них: уникальная способность доставки лекарственных препаратов внутрь клеток, биосовместимость, отсутствие аллергических реакций, снижение общетоксического действия на организм (защита клеток от токсического действия лекарств, заключенных в липосомы).

Способность липосом включать в себя самые разные вещества практически без каких-либо ограничений в отношении их химической природы (антибиотики, гормоны, ферменты, иммуномодуляторы, цитостатики, противовирусные и противогрибковые препараты, витамины, вакцины и др.) дает поистине уникальные возможности для решения некоторых медицинских проблем [5]. Однако для улучшения реологических свойств липосомы не использовались.

В настоящее время нами активно ведется исследование применения наносуспензий фосфолипидов, нагруженных реоактивным веществом, для коррекции гемореологических показателей эритроцитов in vitro. Полученные результаты впоследствии могут быть использованы как в превентивных, так и в лечебных программах по коррекции гемореологических нарушений в клинической практике.

Подводя некоторые итоги работы лаборатории гемореологии и микроциркуляции научно-исследовательского центра за последние годы, можно отметить, что результаты научных поисков позволили нам определить ведущую роль гемореологических нарушений в развитии патологических состояний, создать алгоритм оценки и интерпретации полученных данных, показать влияние различных схем патогенетической терапии на

сосудистые и коагуляционно-реологические нарушения при различных заболеваниях. Сейчас ведется разработка клинико-диагностических и прогностических критериев тяжести течения патологических процессов в зависимости от наличия и выраженности нарушений текучести крови и эндотелиальной дисфункции.

Дальнейшие научные исследования будут посвящены определению особенностей компенсаторной перестройки гемореологического профиля и выявлению степени нарушения реологических свойств крови, при которых происходит декомпенсация. Перспективным направлением работы является поиск эффективных средств воздействия на гемореологические свойства и изучение реологической эффективности лекарственных препаратов, используемых для лечения различных заболеваний.

ЛИТЕРАТУРА

1. Барсуков Л. И. Липосомы в медицине // Вестн. РАМН. - 1990.-Т. 8, №6.-С. 132-137.

2. Буланов А. Ю. Инфузионная терапия: современное состояние, проблемы, перспективы // Вестн. службы крови России. - 2005. - № 4. - С. 17-22.

3. Гемореологические профили у лиц с нормальным и повышенным артериальным давлением / Л. Г. Зайцев [и др.] // Физиология человека. - 1998. - Т. 24, № 2. - С. 63-66.

4. Горобец Е. С. Современные тенденции в периопе-рационной инфузионной терапии // Абдоминальная хирургия. - 2002. - Т. 4, № 6. - С. 43-46.

5. Исследование деформируемости эритроцитов в экспериментальной практике / А. В. Муравьев [и др.] // Тромбоз, гемостаз и реология. - 2008. - № 4. -С. 22-27.

6. Липосомы и другие наночастицы как средство доставки лекарственных веществ / А. П. Каплун [и др.] // Вопр. мед. химии. - 1999. - Т. 45, № 1. - С. 75-83.

7. Пахрова О. А., Гринева М. Р., Иванов С. К. Методология и клиническое значение исследования реологических свойств крови // Вестн. Ивановской медицинской академии. - 2008. - Т. 13, № 1-2. -С. 89-95.

8. Ройтман Е. В., Леонова С. Ф., Чаус Н. И. Оптимизация инфузионной терапии с помощью диагностического программного обеспечения «Агрегатное

состояние крови» (Версия 2.1) // Новое в трансфу-зиологии. - 1997. - № 19. - С. 12-18.

9. Стандартизация - путь развития клинической гемореологии в России / Е. В. Ройтман [и др.] // Семинар по проблемам реологии полимерных и биомедицинских систем : сб. статей. - Саратов, 2001. -С. 97-104.

10. Третьякова О. С., Заднипряный И. В. Нанотехнологии в практике кардиолога. Липосомы как идеальные средства доставки лекарственных препаратов // Здоровье ребенка. - 2009. - Т. 18, № 3. - С. 25-28.

11. Antineovascular therapy by liposomal DPP-CNDAC targeted to angiogenic vessels / T. Asai [et al.] // FEBS Lett. - 2002. - Vol. 520. - P. 167-170.

12. BaskurtO. K., Yalcin O., Meiselman H. J. Hemorheology and vascular control mechanisms // Clin. Hemorheol. Microcirc. -2004. - Vol. 30. - P. 169-178.

13. Specific targeting with poly(ethylene glucol)-modified liposomes: coupling of homing devices to the ends of polymeric chains combines effective target binding with long circulation times / G. Blume [et al.] // Biochim. Biophys. Acta. - 1993. - Vol. 1149. -P. 180-184.

14. The nextgeneration of liposome delivery systems: recent experience with tumor-targeted, sterically-stabilized immunoliposomes and active-loading gradients / R. M. Abra [et al.] // J. Liposome Res. - 2002. - Vol. 12. -