Свёртывание крови

Одним из методов познания сложных механизмов развития патологических процессов в организме является биологическое моделирование. Оно возникло вместе с развитием экспериментальной биологии и медицины и его значение в науке очень велико. Еще Клод Бернар писал, что без эксперимента, без создания моделей практическая медицина никогда не достигнет успеха и не будет носить научного характера.

Материалистическая гносеология исходит из принципа, что «модель является одной из форм познания, специфическим средством отображения материального мира человеком, причем специфика этой формы во многом определяется видом модели. В связи с этим отношение модели к моделируемому объекту — это не отношение тождества, а аналогии» [Чернух А. М., 1970]. При разработке и последующей оценке экспериментальной модели необходимо исходить из материалистических позиций эволюционного учения и физиологии И. П. Павлова, П. К. Анохина. Разработанная только на такой, подлинно научной базе, подтвержденная приемами сравнительной физиологии и точными взаимно дополняющими друг друга методическими приемами экспериментальная модель той или иной болезни может быть с умеренной долей вероятности сопоставима с аналогичным состоянием человека.

Проблема моделирования чрезвычайно сложная. Задача ее состоит в том чтобы по результатам проводимых с помощью моделей экспериментов, выявить свойства и характерные особенности изучаемой болезни, возникающей и развивающейся в такой сложной системе, как живой организм. Для создания моделей, которые могли бы быть максимально полезными, необходимо выбрать один или два существенных признака, общие для оригинала и модели. При этом обычно следует руководствоваться общими типами патологического процесса, а не их индивидуального выражения [Давыдовский И. В., 1969].

Создание адекватной модели болезни или какого-либо отдельного синдрома на животных одного только вида невозможно. Самые простые модели должны разрабатываться в сравнительно физиологическом плане, с учетом особенностей организма животных, предлагаемых для воспроизведения заболевания. Болезни со сложным патогенезом и динамикой развития    (применительно к патологии системы PACK, такие, как инфаркт миокарда, тромбозы, различные формы геморрагических диатезов и др.) для своего детального изучения требуют не одной, а нескольких экспериментальных моделей, так как одна модель не может объединить и представить той большой и динамической информации, которая заключается в каждой определенной болезни или отдельном синдроме. Например, патогенез синдрома ДВС крови может быть различным в зависимости от причин, его вызвавших (поступление избытка тромбопластических субстанций, эндотоксинов, вирусов и др.).

Следовательно, моделирование должно носить комплексный характер, но даже и в этих случаях биологические модели в силу различных видовых особенностей живых существ не могут дать исчерпывающего ответа на поставленные вопросы, поэтому переносить целиком, без поправок, результаты, полученные в эксперименте, в клинику было бы ошибочным. Р. Кох предостерегал своих коллег в отношении категоричности выводов, вытекающих из экспериментов и призывал всегда помнить о том что мышь — это не человек.

Вместе с биологическими моделями, применяемыми для изучения различных форм патологии, в биологию и медицину проникают точные науки, результатом чего является создание соответствующих видов моделей: математических, физических, физико-химпческих и др. Примером этого рода моделей может служить : модель Баумгартнера и соавт., созданная с целью изучения механизмов развития тромбов в зависимости от скорости кровотока, его направления, соотношения в токе крови форменных элементов, процессов адгезии тромбоцитов к стенкам артерий и вен. С помощью специально сконструированных перфузионных угловых камер, создания стандартных условий перфузии, применения математических расчетов удалось выяснить и обосновать некоторые механизмы адгезии и агрегации тромбоцитов в токе крови, ■аналогичном артериальному и венозному, показать обратимость и необратимость этих процессов в разных условиях. Эти исследования дали возможность объяснить некоторые механизмы нарушений функций тромбоцитов, их поведения в сосудистом русле при тромбоэмболических расстройствах in vivo [Baumgartner Н., Muggli R., 1976; Turitto V., Baumgartner H., 1978].

Аналогичные исследования в перфузионных камерах с целью изучения функциональных свойств тромбоцитов и препаратов дезагрегационного действия провел P. Didisheim (1972). Разумеется процессы, наблюдаемые в перфузионных камерах, весьма далеки от тех, которые развиваются в организме, поскольку in vivo протекают и взаимодействуют различные реакции, регулируемые сложными биологическими системами.

При клинических наблюдениях развития тромботических или геморрагических состояний авторы обычно основываются на данных, полученных с помощью лабораторных    методов   (in vitro)

Создание биологических моделей тромбозов дает возможность углубить исследования, расширить представления о том, что происходит in vivo и, таким образом, «перебросить мостик» между тем, что выявляется in vitro, при применении физических и математических моделей, и тем, что наблюдается на живой модели. На основании полученных фактов строятся теоретическое обоснование и представление о протекающих в организме процессах, принимаются рабочие гипотезы и составляются прогнозы.

Большое значение имеют аутоэксперименты, а также исследования, проводимые на добровольцах. Некоторые методы можно использовать и в клинических наблюдениях на больных. Само собой разумеется, что эти методы не должны приносить вред ■больному и здоровому человеку-добровольцу. Примером таких исследований может служить изучение выживаемости меченных радиоактивными изотопами эритроцитов, тромбоцитов, фибриноген на у здоровых людей (контроль) и у больных с повышенным риском тромбообразования (или усиленными гемолитическими процессами). В зависимости от полученных результатов можно судить о месте развития тромба (артерии или вены), участии тромбоцитов в этих процессах, что помогает выбрать соответствующие терапевтические мероприятия.

Для достижения большего успеха при использовании биологических и других моделей идеальным является изучение патологического процесса на молекулярном, клеточном, органном и орга-низменном уровнях.    Так, при изучении механизмов    развития синдрома ДВС и тромбозов необходимо учитывать и глубоко исследовать биохимические процессы, происходящие в тромбоцитах и других форменных элементах крови, изменения поверхности их мембран, эндотелия сосудов, нарушения в составе крови, состояние микроциркуляции, особенности органного кровотока  изменения, которые могут наблюдаться    в других органах   и системах целостного организма. Изучение каждого из представленных условий на определенном уровне требует в свою очередь применения различных моделей. При этом необходимо учитывать и правильно    использовать   индивидуальные    особенности    животных различных видов [Душкин В. А., 1969]. Известно, например, что миокардиопатия и приобретенные сердечные расстройства неизвестной этиологии у кошек часто комплектируются с тромбоэмбо-лизмом [De Hoff W., Grene R., Greiner Т., 1972]. На мышах особой линии при содержании их на специальной диете можно получить артериальные тромбозы [Ball С, Westin D., 1970]. У морских свинок, которым привита опухоль, развиваются коагулопа-тия, а затем тромбоз. Собаки более удобны для изучения гемофилии и синдрома ДВС.

Таким образом, познание через моделирование можно представить как многоэтапный процесс, начинающийся с изучения естественных природных моделей, аналогов заболевания  у человека, с последующей разработкой искусственно созданных живых биологических и неживых моделей.

Экспериментальные модели расстройств системы PACK создаются с целью изучения тромбозов, тромбоэмболии геморрагических диатезов, синдрома ДВС.

Модели тромбозов. Информация о спонтанных тромбозах чрезвычайно мала. В ветеринарной практике известны случаи закупорки сосудов или полостей сердца тромбами [Brinkhous К... Johnson J., 1972; Robbins S., 1974]. Описан тромбоз у собак, возникший на основе эндокардита, развившегося при острой почечной недостаточности и амилоидозе [Slauson D., Gribble D.,. 1971]. Спонтанный атеросклероз, сопровождающийся тромбозами,, описан у свиней, собак, приматов [Chakrabarti R., Pal G., 1970].

Известно большое количество методов воспроизведения экспериментальных тромбозов. Одни из них предусматривают повреждение сосудистой стенки механическими, физическими и химическими методами, другие — образование тромбов вследствие развития атеросклеротических бляшек. Третьи исключают фактор повреждения эндотелия. Экспериментальный тромбоз у собак вызывали путем введения в подвздошно-бедренный сегмент вены между лигатурами, наложенными на 24 ч, раствора тромбина, прогретого до 37°С ^Богомолова Л. Г., Дембо М. А., Осипов С. Н., 1978].

R. Friedman и L. Burns (1975) изучали механизмы развития тромбозов и участие тромбоцитов в этих процессах на модели кро-» ликов с тромбоцитопенией (контроль — здоровые животные). Тромбоцитоненшо получали введением антинластиночной сыворотки. При этом животных содержали на специальной диете. Затем на 2 нед кроликам вшивали полиэтиленовый катетер для механического повреждения эндотелия сосудов. Установлено, что длительное введение гомоцистина обезьянам способствует разрух шению сосудистого эндотелия на больших пространствах и последующему развитию тромбозов [Harker L. et al., 1974, 1976, 1978]. Аналогом подобного состояния в клинике является синдром гомо' цистинурии.

Модели геморрагических диатезов. Не менее важ-. ное значение для теории и практики регуляции агрегатного состояния крови имеют разработка и использование моделей геморрагических диатезов. Среди различных форм этого вида патологии одно из ведущих мест принадлежит гемофилии. В то же время моделирование этого заболевания встречается со значительными трудностями.

У собак гемофилия была обнаружена в 1935 г. [McKinna W., 1936]. Гемофилия А индентифицирована в 1946 г., когда R. Field и соавт. описали заболевание, характеризующееся геморрагическим диатезом с артропатиями и выраженными гематомами у собак-самцов. По этому вопросу имеется много сообщений, основанных на фундаментальных исследованиях. Следует отметить работы К. Brinkhous и соавт.    (1950,   1973),   ставшие   классическими в экспериментальной гематологии. Аналогичное заболевание выявлено у кошек и лошадей. Расстройства гемостаза у этих животных идентичны типам классической гемофилии, встречающейся у людей.

В настоящее время экспериментальное изучение этого заболевания приобретает все большее значение. С изучением патогенеза гемофилии связаны экспериментальные работы, касающиеся выделения и получения в чистом виде фактора VIII [Benson R., Dodds W., 1978]. Опубликован способ выделения этого фактора из крови собак. Данные полученные в опытах на собаках с гемофилией А, способствовали развитию новых представлений о патогенезе, диагностике и лечении гемофилии у людей.

Гемофилия В была обнаружена у собак-терьеров. Однако это заболевание встречается чрезвычайно редко [Rowsell H. et al., 1960]. В опытах на собаках с гемофилией В удалось установить место синтеза и реализацию в организме фактора IX. Опыты с трансплантацией печени и селезенки при гемофилии В показали, что у собак фактор IX синтезируется преимущественно в печени [Webster W. et al., 1974, 1975].

Вторым по частоте встречаемости природных геморрагических диатезов у собак после гемофилии является гипопроконвертине-мия [Garner R., Conning D., 1970; Hall С, 1970; Poller L. et al., 1971; Spurling N. et al., 1972]. Описаны «семейные» геморрагии собак — болезнь Виллебранда [Dodds W., 1970], афибриногене-мия [Kammerman В. et al., 1971], дефицит фактора XI — гемофилия С [Dodds W., Kull J., 1971], псевдогемофилия [Myers G. et al., 1972].

Дефицит факторов VIII и XI, комбинация дефицита фибриногена и протромбина также выявлены у многих других животных. Описана порода свиней с болезнью Виллебранда. Исследования в этой области продолжаются [Bowie E. et al., 1973]. У собак породы гончих обнаружено наследственное заболевание, характеризующееся дефектом функций тромбоцитов и другими признаками, сходными или представляющими нечто среднее между нарушениями функций тромбоцитов при синдроме Бернарда — Сулье и тромбастении Гланиманна у людей. Это так называемая тромбасте-ническая тромбоцитопатия [Dodds W., 1967]. Сходная с описанной патология тромбоцитов обнаружена также у людей [Smith Т., Dodds W., Tartaglia A., 1973]. Обследована «семья» собак с наследственным дефектом функций тромбоцитов [Lotz F., Crane S., Downie H., 1972]. Этот вид тромбоцитопатии характеризовался нарушениями структуры тромбоцитов, их мембраны, снижением агрегации к ADP и другими расстройствами. Описаны и другие виды дисфункции тромбоцитов у собак и крыс [Tschopp Т., Zucker M., 1972; Dodds W., 1976].

Мы привели далеко не полный перечень форм геморрагических диатезов, обнаруженных у различных видов животных и имеющих сходство с некоторыми формами геморрагических диатезов у людей. Следует отметить что изучение врожденных расстройств гемокоагуляции у животных полезно и важно не только для изучения патогенеза, лечения (в том числе и хирургического) подобных заболеваний у людей, но и для получения субстратной плазмы для определения факторов коагуляции в плазме человека.

Модели ДВС крови. Данные многочисленных экспериментальных и клинических исследований позволяют считать, что внутрисосудистое свертывание крови может быть компонентом многих заболеваний, влиять на патогенез различных патологических процессов. В настоящее время ДВС крови признано универсальным общепатологическим синдромом [Мачабели М. С, 1970; Раби К., 1974; Гаврилов О. К., Люсов В. А., 1978; Кулаков В. И., Черная В. В., 1979; Балуда В. П., 1979, и др.].

Для изучения механизмов развития ДВС создано много экспериментальных моделей [Балуда В. П., 1977], адекватных некоторым формам частной патологии.

Приведем модели экспериментального внутрисосудистого свертывания крови и его аналоги (эквиваленты) в клинике (материал взят из статьи В. П. Балуды и дополнен предлагаемой моделью).

Прежде чем рассматривать эти модели, следует остановиться на естественных моделях синдрома ДВС. Спонтанное ДВС распознается как патологическое состояние, ассоциируемое с различными болезнями не только у людей. Синдром встречается у собак, кошек, лошадей, свиней, коз, цыплят и др. Удобным объектом для воспроизведения ДВС в эксперименте являются собаки. В 70-е годы в связи с совершенствованием методов диагностики увеличилось число сообщений о спонтанном ДВС у собак [Slap-* pendel J. e.t al., 1972; Kociba G., Hathaway J., 1974].

ДВС встречается у животных при шоке, карциномах, печеночном некрозе, пневмонии, фиброзе клапанов сердца, лимфоидном лейкозе, некоторых паразитарных инвазиях, травмах, миелопро-лиферативных расстройствах, остром панкреатите, инфекционном гепатите. Выявлен ДВС у лошадей и свиней при инфекционной анемии. При этом наблюдались значительное нарушение функциональной активности тромбоцитов, появление дегенеративных форм клеток. Изменения при данном заболевании у животных со стороны тромбоцитов можно сопоставить с теми нарушениями,. которые имеются при вирусном геморрагическом Диатезе у людей [Weiss H. et al., 1973]. Удобной и демонстративной моделью является ДВС у собак и цыплят. У этих животных оно сопровождается геморрагиями, печеночным некрозом с тромбоцитопенией,. снижением уровня факторов I, II, VIII и X. Главным компонентом в развитии данного вида патологии у цыплят является поражение вирусом сосудистого эндотелия [Gagel С. et al., 1973].При лабораторных исследованиях крови животных с синдромом ДВС выявляются те же нарушения, которые имеют место у людей, вплоть до появления продуктов деградации фибриногена.

Классической моделью ДВС на животных, имеющей аналогию в клинике, является феномен Швартцмана (на кроликах). Развитие этого заболевания обусловлено наличием на мембране тромбоцитов рецепторов для компонента комплемента Сзь, которые играют важную роль в повреждении тромбоцитов эндотоксином (у кроликов). Эти данные подтверждены в опытах in vitro. Ускорение свертывания крови отмечается при добавлении эндотоксина к крови в пробирке [McKay D. et al., 1958]. В организме под действием эндотоксина тромбоциты теряют в «релизе» фактор 3, ADP, серотонин, нуклеотиды, повышается их способность к агглютинации в сосудах легких, печени, селезенке с образованием агрегатов. Исследования, проведенные с использованием этой модели, свидетельствуют о том, что пусковым компонентом развития ДВС при феномене Швартцмана являются тромбоциты. У собак и крыс достаточно сложно воспроизводится феномен Швартцмана в связи с высокой фибринолитической активностью крови этих животных [Токарев О. Ю. и др., 1970].

Самыми простыми и распространенными, искусственно полученными моделями ДВС являются состояния гемостаза при массивной невозмещенной кровопотере, необратимом шоке, ожогах. ДВС можно воспроизвести при внутривенном введении собакам экстракта плаценты человека [Скипетров В. П., 1968]. В. П. Балуда и И. А. Мухамеджанов (1962), Г. П. Русакова (1965) получали ДВС с помощью внутривенного введения животным тромбина и тромбопластина. У кроликов ДВС развивался при многократных введениях лошадиной сыворотки [Подушкина Е. Е., 1968].

Трансфузиологические модели ДВС. Сведения об этих моделях ограничиваются, как правило, описаниями нарушений свертывания при переливании гетерогенной крови. Так, ДВС у собак вызывали при переливании им человеческой, кроличьей, бычьей крови [Горбунова Н. А., Троицкий В. Б., 1965; Гарфун-кель М. Л., Ошкина Н. В., 1977].

Широкое применение в клинической практике донорской, как консервированной, так и свежезаготовленной, крови и ее компонентов, тромбо- и лейкоцитарной массы ставит новые задачи в изучении патогенеза расстройств системы PACK, которые наблюдаются в практике трансфузиологии и в которых синдром ДВС занимает не последнее место.

Трансфузиологические модели ДВС необходимы для испытания препаратов направленного действия, в частности дезагрегантов, создаваемых на основе кровезаменителей и других гемокоррек-торов.

Первые трансфузиологические модели ДВС были разработаны в нашей стране в 1978 г. [Н. А. Федоров, Н. А. Горбунова, Т. А. Балакина].

Беспородным собакам, находящимся под нембуталовым наркозом, на фоне острой кровопотерн (40—45 мл/кг массы тела) переливали свежеза-готовленную плазму, содержащую взвесь тромбоцитов и лейкоцитов, заготовленную в день проведения экспериментов не менее чем от трех собак-доноров. Кровь собак-реципиентов и доноров подбирали по групповым эритроцитарным антигенам. Плазму переливали в объеме, соетавляющелг 150% от удаленного количества крови, сначала струйно (50% переливаемого объема), а затем быстро капельно. Время переливания — 20—25 мтш. Вместе с плазмой при переливании в организм подопытной собаки поступало 120—180 • 10s тромбоцитов и около 2-10s лейкоцитов на 1 кг массы тела.

Образцы крови брали из бедренной вены до кровопотери (в исходном состоянии), через 5 мин после начала трансфузии, в конце ее и через 1, 2 и 4 ч после переливания. Для характеристики коагуляционных свойств крови изучали показатели плазменного гемостаза: тромбоэластограмм v (ТЭГ), концентрацию фибриногена, фибринолитическую активность крови, продукты деградации фибриногена, фактор XIII плазмы, а также показатели сосудисто-тромбоцитарного гемостаза: количество тромбоцитов (в счетной камере), адгезию тромбоцитов к стеклу, агрегацию под действием ADP, время кровотечения, резистентность стенки капилляров (проба Нестерова).

В процессе экспериментов у всех подопытных собак развилась картина тяжелого поеттрансфузионного осложнения: одышка, судороги, гиперемия кожных покровов, появление петехий на коже и слизистых. Из 8 собак выжили 3, одна была забита через 2 ч в тяжелом состоянии, 4 погибли через 4, 6 и 24 ч. При этом следует подчеркнуть, что одна собака погибла от массивного кровотечения, развившегося из небольшой ранки на языке, нанесенной при интубировании. Причины гибели другой собаки — также кровоточивость и большая потеря крови из раневых швов. Клинические проявления поеттрансфузионного осложнения были одинаковыми у всех животных, варьировала только тяжесть реакции. Результаты изучения системы гемостаза   у   собак   представлены на рис. 1—3. ТЭГ отражают изменения свертывающей системы крови одной из собак в динамике (рис. 1). Через 5 мин после начала переливания (ТЭГ-2) выявляется ускоренное образование тромбопластина (Р), тромбина, перехода фибриногена в фибрин (К, Р+К). По сравнению с исходной ТЭГ-1 по сумме показателей ТЭГ-2 свидетельствует о гиперкоагуляции, хотя уже имеются признаки наступающей гипокоагуляции (ТЭГ-3). Через 1 ч после-переливания (ТЭГ-4) наблюдалась ярко выраженная гипокоагу-ляция, переходящая в полную несвертываемость крови в течение 4 ч и более (ТЭГ-5). Аналогичные изменения были у всех собак.

Концентрация фибриногена уменьшалась в процессе всего периода, переливания до 30—40% от исходного уровня и в течение 4 ч оставалась в пределах этих же значений. Через 1 ч появлялись растворимые комплексы фибринмономера (рис. 2)» К 4-м часам их уровень в периферической крови возрастал в 2 раза. Активность фактора XIII плазмы в процессе трансфузии снижалась. Максимальное уменьшение наблюдалось через 2 ч (на 50%). Фибринолитическая активность увеличивалась уад в процессе переливания (в 4 опытах из 8). Через 1—2 ч она на 50—60% была выше исходной. В 4 опытах отмечалась тенденция к снижению фибринолитической активности крови.

Количество тромбоцитов (рис. 3) уже в самом начале вливания плазмы уменьшалось в 2 раза, несмотря на избыточное их ваи-вание с плазмой. Через 1—2 ч количество тромбоцитов составляло лишь 50—40% от исходного (до кровопотери и переливания) и в более поздние сроки держалось на таком же уровне (около-50%). Адгезивная функция тромбоцитов (см. рис. 3) увеличивалась в процессе переливания, но через 1 ч после него снижалась до исходных значений, через 2 ч была ниже первоначального уровня, а к 4-му часу снова возрастала. Агрегация тромбоцитов уже через 5 мин после начала трансфузии была снижена на 80%, в последующие сроки обследования продолжала уменьшаться и через 4 ч после окончания переливания уже не определялась. Время кровотечения (см. рис. 3) в период трансфузии и в течение 1-го часа после нее увеличивалось. Следует отметить, что изменение этого показателя коррелировало с изменением адгезивной функции тромбоцитов. Проба Нестерова в 5 опытах из 8 была положительной через 1—2 и 4 ч после трансфузии.

При вскрытии собаки, погибшей от кровотечения, были обна

ружены массивные кровоизлияния в мышцу сердца, ткань легких,

печени, почек, селезенки. В крупных сосудах выявлены большие

сгустки крови на фоне общей несвертываемости. Множественные

кровоизлияния различной степени выраженности наблюдались и

у других собак на вскрытии. У 3 собак, выживших после пере

ливания плазмы, обогащенной тромбоцитами и лейкоцитами, ди

намика изменений всех изученных показателей имела ту же на

правленность, однако изменения были менее выраженными,

возвращение к нормальным значениям отмечалось к 5—

6-м суткам.

Переливание массивных доз донорской плазмы, обогащенной

тромбоцитами и лейкоцитами, заготовленной от большого числа

доноров, на фоне острой кровопотери приводит к развитию эмбо

лии микроииркуляторного русла агрегатами тромбоцитов и лейко

цитов. В последующем эти агрегаты разрушались. В сосудистое

русло поступает большое количество тромбопластических веществ,

и развивается ярко выраженный синдром ДВС, сопровождающий

ся снижением количества тромбоцитов, угнетением их. функцио

нальных свойств, увеличением времени кровотечения, снижением

резистентности стенки капилляров. Мобилизация тромбоцитов

внутри микросгустков на больших пространствах (ткани легкого,

Наряду с рассеянным образованием фибрина в ряде случаев усиливается фибринолитическая активность крови, в результате чего путем протеолиза расщепляется оставшийся фибриноген и другие прокоагулянты. Все это и обусловливает несвертываемость крови.

Использование разработанной нами модели ДВС будет полезным при решении вопросов патогенеза возникновения ДйЬ в практике трансфузиологии, в изучении механизмов депонирования и распределения тромбоцитов донора в организме реципиента их участия в тромбообразовании и др. Модель может быть удобна также при изучении действия различных фармакологических средств, дезагрегантов, крово- и плазмозаменителеи и трансфу-зионных сред направленного действия.

Для более полного и глубокого изучения патогенеза различных форм патологии системы PACK у человека и заболеваний-аналогов у животных необходим тесный рабочий контакт и сотрудничество врачей-гематологов, ветеринарных врачей, патофизиологов, физиологов, биохимиков, физиков, химиков, математиков. Надо полагать, что вновь создаваемые модели будут более совершенными ибо «бесконечное варьирование опытов, насколько воооще хватает человеческого остроумия - вот главное правило физиологической работы» (И. П. Павлов).