СПОСОБ МОДЕЛИРОВАНИЯ ОСТРОГО ПОВРЕЖДЕНИЯ ЛЕГКИХ Российский патент 2006 года по МПК G09B23/28 

Острое повреждение легких - ОПЛ (англоязычная аббревиатура - ALI) - это синдром воспаления и повышения проницаемости, сочетающийся с совокупностью клинических, рентгенологических и физиологических нарушений, которые не могут быть объяснены левопредсердной или легочной капиллярной гипертензией (формулировки, утвержденные на Специальной Американо-Европейской Согласительной Конференции по ARDS в 1994 г.).

В материалах Конференции отмечено, что ОПЛ - это более широкое понятие, чем ОРДС (острый респираторный дистресс-синдром, англоязычная аббревиатура ARDS), который является наиболее тяжелой формой ОПЛ.

Критерии диагностики следующие: 1) острое начало; 2) двусторонняя легочная инфильтрация; 3) давление заклинивания легочной артерии <18 mm Hg; 4) гипоксемия.

Формальное отличие ОПЛ от ОРДС - в степени гипоксемии, выраженной в отношении РаО FiO. При ОПЛ оно менее 300 mm Hg, при ОРДС - менее 200 mm Hg.

Наиболее частыми причинами развития ОПЛ/ОРДС являются сепсис, множественная травма, множественные трансфузии, аспирация гастроинтестинального содержимого, контузии легких, сливные пневмонии, утопление.

Согласительная Конференция в 1994 году оценивала летальность при ОПЛ/ОРДС в 60%, из чего можно сделать вывод, что проблема профилактики и лечения ОПЛ/ОРДС остается чрезвычайно актуальной, несмотря на то, что даже существующие знания и технологии при грамотной организации терапии позволяют существенно снизить летальность (с 60 до 40%).

Для изучения и выяснения механизмов развития ОПЛ применяются различные экспериментальные модели, отличающиеся по способу повреждающего воздействия на легкие.

К прямому повреждению легких приводят следующие манипуляции: введение в систему легочной микроцикуляции различных повреждающих агентов, таких как липополисахарид - эндотоксин грамотрицательных бактерий (Hirohisa Takano et al «Diesel Exhaust Particles Enhance Lung Injury Related to Bacterial Endotoxin through Expression of Proinflammatory Cytokines, Chemokines, and Intercellular Adhesion Molecule-1» «Amer. J. Respiratory and Critical Care Medicine»), тромбин, вызывающие критические нарушения микроциркуляции в системе малого круга кровообращения; ингаляции различных повреждающих газов и аэрозолей - хлор, аммиак и т.д.

Также используются модели, основанные на непрямом повреждении легких (модель с острой массивной кровопотерей, сочетанной травмой и т.д.).

Вышеуказанные модели имеют те или иные недостатки.

Так, внутривенное введение липополисахарида моделирует ОПЛ, вызванное грамотрицательным сепсисом, однако это лишь одна из причин развития ОПЛ. Кроме того, липополисахарид является труднодоступным и дорогостоящим, что имеет большое значение в сегодняшних условиях развития отечественной науки.

Что касается ингаляции токсических субстанций типа хлора, то данная манипуляция вызывает у животных токсический отек легких, который является частным, специфическим и довольно редким случаем ОПЛ.

Наиболее близким к предлагаемому способу является способ моделирования, предложенный F.Markwardt et al «Studies in Experimental Animals on Disseminated Intravascular Coagulation (DIC)» «Thrombosis et Diathesis Haemorrhagica» F.K.Schattauer Verlag Stuttgart-New York, Vol. XXXIV 15, X1, 1975, p.513-521. Эта модель включает введение через катетер, установленный в левую яремную вену, бычьего тромбина, приготовленного по Walsmann (550 ЕД х кг"¹ х ч"¹, активностью 880 ЕД/мг) после предварительного ингибирования фибринолиза с помощью р-аминометилбензойной кислоты в дозе 100 мг/кг.

При создании данной модели ОПЛ ставилась задача моделирования диссеминированной внутрисосудистой коагуляции или коагулопатии потребления. При этом исследовалась функция дыхательной системы (измерение потребления кислорода, эластичности легких, содержания жидкости в легких), а также изучалась морфология легких, в том числе микроциркуляторного русла после повреждения. Были получены следующие результаты: достоверное снижение потребления кислорода, снижение эластичности легких, увеличение содержания жидкости в интерстиции легких. Морфологически было выявлено повреждение эндотелия легочных сосудов разных калибров в виде отека, некробиотических изменений наряду с микротромбозом. Также отмечался периваскулярный отек, расширение лимфатических сосудов, а впоследствии - отложение фибрина в альвеолах, а также дегенеративные изменения альвеолярного эпителия и выход макрофагов в альвеолы. Все вышеуказанные изменения (как морфологические, так и функциональные) сопровождают ОПЛ/ОРДС независимо от причины, его вызывающей. Однако данная модель не учитывает тот факт, что более чем в 50% случаев причиной ОПЛ/ОРДС является тяжелая сочетанная травма и острая массивная кровопотеря.

Задачей изобретения является способ создания модели, более адекватной той, что наблюдается при остром повреждении легких.

Поставленная цель достигается способом, заключающимся в том, что аспирируют 45-55% от объема циркулирующей крови в течение 10-15 минут, кровопотерю восполняют раствором Рингера с последующим введением 16-20 мг/кг веса животного тромбопластина.

Как известно, острая кровопотеря, как правило, сопровождает тяжелую травму в той или иной степени (даже при переломе одного ребра кровопотеря составляет 150 мл, а при переломе бедренной кости до 1 литра).

Практически способ осуществляют следующим образом.

Белым беспородным крысам-самцам (масса 280-320 г) после наркотизации этаминалом натрия внутрибрюшинно (15-20 мг/кг массы) проводят интубацию трахеи и начинают ИВЛ в контролируемом режиме. После этого проводят катетеризацию яремной вены справа и моделируют кровопотерю в объеме 45-55% ОЦК путем медленной аспирации крови из катетера (в течение 10-15 минут). Сразу после этого объем ОЦК восполняют путем введения полиэлектролитных кристаллоидных растворов (р-р Рингера) в объеме кровопотери. Затем медленно вводят 0,2-0,25 мг/кг раствора, содержащего 20 мг тромбопластина в мл (тромбопластин - лиофильно высушенный очищенный экстракт головного мозга кроликов производства НПО "Ренам"). Вводимая доза соответствует 16-20 мг/кг веса тела животного.

Как показало наблюдение за животными, функциональные расстройства регистрируются в первые минуты после введения тромбопластина (резкое снижение потребления кислорода, выключение части микроциркуляторного русла из перфузии и, как следствие, увеличение патологического "мертвого пространства". В дальнейшем клиника дыхательной недостаточности медленно регрессирует. Морфологические изменения заключаются в повышении проницаемости сосудов микроциркуляторного русла, что документируется появлением отечной жидкости и эритроцитов в просвете альвеол, развитием интерстициального отека, воспалительной инфильтрацией межальвеолярных перегородок.

Основным преимуществом предлагаемого способа создания модели является то, что он позволяет изучать вместе два распространенных патогенетических механизма формирования и развития ОПЛ - критическое нарушение микроциркуляции в системе малого круга кровообращения вследствие тромбоза, сочетающееся с острой массивной кровопотерей.

Применение тромбопластина, который воздействует на протромбин, переводя его в тромбин, повышает физиологичность предлагаемой модели по сравнению с известной, так как включаются ранние стадии процесса тромбообразования.

В предлагаемой модели не используется искусственное подавление фибринолитической активности с помощью р-аминометилбензойной кислоты, поскольку моделируется ситуация, приближенная к реальной, когда с потерей крови снижается и содержание в крови фибринолитических факторов.

В предлагаемой модели на фоне острой кровопотери в более ранние сроки развиваются морфологические признаки повреждения альвеолокапиллярной мембраны, проявляющейся развитием интраальвеолярного отека легких.

Предлагаемая модель позволяет более полно изучить патогенетические механизмы развития ОПЛ и исследовать в эксперименте эффективность разрабатываемых методов лечения данной патологии.

Изобретение относится к экспериментальной медицине, в частности к биологии, и может быть использовано для моделирования острого повреждения легких у крыс. Для этого аспирируют 45-55% объема циркулирующей крови, потерю которой восполняют раствором Рингера с последующим введением раствора тромбопластина из расчета дозы тромбопластина 16-20 мг/кг веса крысы. Предлагаемая модель является более адекватной реальной ситуации, которая наблюдается при остром повреждении легких.

Способ моделирования острого повреждения легких, заключающийся в том, что аспирируют 45-55% объема циркулирующей крови, восполняют кровопотерю раствором Рингера с последующим введением раствора тромбопластина из расчета дозы тромбопластина 16-20 мг/кг веса крысы.