УДК 61 Медицина. Охрана здоровья
ГРНТИ 76.03 Медико-биологические дисциплины
ОКСО 30.06.01 Фундаментальная медицина
ББК 54 Клиническая медицина
ТБК 571 Медикобиологические дисциплины
BISAC MED068000 Pathophysiology
Целью данного исследования служило изучение состояния микроциркуляции кожи у здоровых и обожженных крыс. Установлено, что термическая травма оказывает негативное влияние на систему микроциркуляции, которое проявляется в снижении интенсивности кровотока по сосудам малого диаметра.
термическая травма, ожоговая болезнь, патогенез, микроциркуляция, кожный кровоток
Известно, что глубокие ожоги – не только локальный патологический процесс, но и состояние, вызывающее существенную системную ответную реакцию организма – ожоговую болезнь [1, 2]. Показано, что ожоговая болезнь затрагивает функционирование практически всех основных функциональных систем [2, 3], оказывая на них негативное влияние за счет развития эндотоксикоза и сосудистых нарушений [4-6]. При этом наибольшее внимание уделяется сдвигам, формирующимся в системной гемодинамике, в первую очередь – в коронарном и легочном кровотоке, которые способны вызвать развитие и прогрессирование жизнеугрожающих состояний [2, 7].
С другой стороны, изменения претерпевает и микроциркуляторное русло, в котором также имеет место дисфункция, однако эти сдвиги изучены существенно менее подробно. Это обусловлено тем обстоятельством, что в настоящее время спектр методов, позволяющих полноценно изучать состояние кровотока в различных зонах, крайне узок, и представлен дерматоскопией [8] и гистологическим исследованием, приемлемым преимушественно для экспериментальных исследований, но не для широкого клинического использования [9-11]. В связи с этим, на практике для определения глубины ожога, локализации и состояния пограничной зоны ожога применяется визуальный метод [8], несмотря на не всегда высокую сопоставимость результатов его применения с гистологическими данными [12]. Исследования характеристик микроциркуляторного русла в экспериментальной и клинической комбустиологии немногочисленны. Поэтому целью данного исследования служило изучение состояния микроциркуляции кожи у здоровых и обожженных крыс.
Материал и методы исследования
Эксперимент был выполнен на 20 половозрелых крысах-самцах линии Вистар (масса тела – 250-300 г.), разделенных на две равные по численности группы. Первая группа животных (n=10) была контрольной (интактной), с ее представителями не производили никаких манипуляций, кроме однократного изучения состояния микроциркуляции. Крысам второй (основной) группы (n=10) моделировали контактный термический ожог по собственной запатентованной методике [5]. Оценку параметров микроциркуляции у животных основной группы производили на 1-е сутки (через 2-3 часа после нанесения травмы), на третьи и десятые сутки послеожогового периода.
Мониторинг состояния микроциркуляции производили с использованием анализатора «ЛАКК-М» (ООО «Лазма», Москва), позволяющего изучать как интегральную интенсивность кровотока по микрососудам (по показателю микроциркуляции), участие вне- и внутрисосудистых факторов его регуляции, а также роли артерио-венозных анастомозов в его обеспечении (по показателю шунтирования) [13]. С целью минимизации погрешности измерения, связанной с двигательной активностью животных, исследования выполняли в условиях наркотизации («золетил» + «ксила вет»). Проведение исследований регламентировано разрешением локального этического комитета ФГБОУ ВО «ПИМУ» Минздрава России.
Статистическую обработку результатов проводили с использованием программы Statistica 6.0.
Результаты исследования и их обсуждение
В результате проведения исследования было подтверждено наличие микроциркуляторных нарушений в пограничной зоне ожога, о чем свидетельствовало снижение показателя микроциркуляции в ближайшем посттермическом периоде в 1,57 раза относительно интактных животных (p<0,05; рис. 1).
Рис. 1. Показатель микроциркуляции у интактных и обожженных крыс в динамике ожоговой
болезни («*» - статистическая по отношению с здоровыми животным p<0,05)
В дальнейшем (на 3-и сутки с момента нанесения ожога) наблюдали незначительную активацию кровотока по микрососудам, однако изучаемый показатель оставался в 1,43 раза ниже контрольного уровня, характерного для крыс первой группы (p<0,05). Наконец, по завершении эксперимента (на десятые сутки послеожогового периода) отмечали прогрессирование микроциркуляторных нарушений, причем в этой точке показатель микроциркуляции оказался практически в 2 раза ниже, чем у здоровых животных (p<0,05). В целом, выявлены проявления гипоциркуляции в пограничной зоне ожога, что не создает без коррекции оптимальные условия для протекания регенеративных процессов в данном участке раны.
Далее нами произведен анализ динамики участия факторов регуляции в обеспечении микрокровотока в условиях экспериментальной термической травмы. Выявлено, что по мере развития ожоговой болезни в тканях пограничной зоны ожога прогрессивной снижается регуляторная роль эндотелиального компонента, связанного с высвобождением монооксида азота эндотелиоцитами. Это отчасти и обуславливает угнетение микроциркуляции в послеожоговом периоде, так как NO является одним из основных вазотропных релаксирующих молекулярных агентов [13].
Напротив, значимость других внутрисосудистых факторов (нейрогенного и миогенного) возрастает, причем наибольшего уровня они достигают в ближайшем посттермическом периоде (через 2-3 часа после моделирования травмы), превышая значения, характерные для крыс контрольной группы, в 1,36 и 1,33 раза соответственно (p<0,05 для обоих показателей). В последующем регистрировали снижение вплоть до физиологических значений (на 3-и сутки после воспроизведения ожога) и ниже их (на десятые сутки наблюдения). По нашему мнению, данный факт отражает реализацию стресс-ответа, компонентом которого является вазоконстрикторный эффект симпатической стимуляции микроциркуляторного русла.
Аналогичная динамика обнаружена и в отношении внесосудистых регуляторных факторов – дыхательного и сердечного. Оба указанных компонента, как и предшествующие, демонстрировали существенное повышение в раннем послеожоговом периоде, увеличиваясь в 1,50 и 1,83 раза соответственно (p<0,05 для обоих показателей). Это связано с компенсаторными гипервентиляцией и тахикардией, являющимися в данном случае также составляющими общего адаптационного синдрома – острой (немедленной) адаптации. В дальнейшем дыхательный компонент возвращается к исходному уровню, не отличаясь от интактной группы ни на третьи, ни на десятые сутки. Напротив, сердечный фактор обнаруживает негативную динамику, на 3-и сутки послеожогового периода возвращаясь к физиологическим значениям, а на 10-е регистрируясь на цифрах в 2,38 раза ниже их (p<0,05). Это указывает на истощение резервов сердца по обеспечению стабильности системной гемодинамики и микроциркуляции.
Последним учитываемым параметром служил показатель шунтирования. Выявлено, что в первые сутки после травмы формируется «феномен обкрадывания», заключающийся в уменьшении кровотока по микроциркуляторному руслу за счет нарастания роли артерио-венозных анастомозов и непосредственного сброса крови по ним в обход капилляров.
Заключение. Проведенные эксперименты позволили установить, что термическая травма оказывает негативное влияние на систему микроциркуляции, которое проявляется в снижении интенсивности кровотока по сосудам малого диаметра. Это обеспечивается за счет рефлекторного вазоспазма, уменьшения высвобождения эндотелиоцитами оксида азота и активации прекапиллярных сфинктеров и одновременной активацией шунтирующих путей сброса крови из артериального непосредственно в венозное русло, минуя капилляры. Таким образом, в посттермическом периоде в пограничной зоне ожога реализуется компенсаторный «феномен обкрадывания», который требует патогенетической коррекции.
1. Brassolatti P., de Andrade A.L.M., Bossini P.S. et al. Evaluation of the low-level laser therapy application parameters for skin burn treatment in experimental model: a systematic // Lasers Med. Sci. 2018. Vol. 33, N 5. P. 1159-1169. doi: 10.1007/s10103-018-2526-5.
2. Wiggins-Dohlvik K., Tharakan B. A rat burn injury model for studying changes in microvascular permeability // Methods Mol. Biol. 2018. Vol. 1717. P. 93-100. doi: 10.1007/978-1-4939-7526-6_8.
3. Effects of Coriaria Sinica Maxim's extract on microcirculation and oxidative stress of wounds in rats with deep second-degree burn / Hu Z.H., Yu Z.F., Huang J. et al. // Zhongguo Ying Yong Sheng Li Xue Za Zhi. 2018. Vol. 34, N 1. P. 50-56. doi: 10.12047/j.cjap.5511.2018.014.
4. Multispectral and photoplethysmography optical imaging techniques identify important tissue characteristics in an animal model of tangential burn excision / Thatcher J.E., Li W., Rodriguez-Vaqueiro Y. et al. // J. Burn Care Res. 2016. Vol. 37, N 1. P. 38-52. doi: 10.1097/BCR.0000000000000317.
5. Physical and biochemical characteristics of biological fluids in rats with modeled thermal injury / Vorobyov A.V., Martusevich A.K., Solovyova A.G. et al. // Bulletin of Experimental Biology and Medicine. 2009. Vol. 147, №4. P. 424-426.
6. Zhang Q. Advances in the research of rheological behavior of platelets and its regulation after burn // Zhonghua Shao Shang Za Zhi. 2014. Vol. 30, N 1. P. 56-60.
7. Soussi S., Legrand M. Hemodynamic coherence in patients with burns // Best Pract. Res. Clin. Anaesthesiol. 2016. Vol. 30, N 4. P. 437-443. doi: 10.1016/j.bpa.2016.10.004.
8. Dermoscopic insight into skin microcirculation - Burn depth assessment / Mihara K., Nomiyama T., Masuda K. et al. // Burns. 2015. Vol 41, N 8. P. 1708-1716. doi: 10.1016/j.burns.2015.08.032.
9. Remote effects of extracorporeal shock wave therapy on cutaneous microcirculation / Kisch T., Sorg H., Forstmeier V. et al. // J. Tissue Viability. 2015. Vol. 24, N 4. P. 140-145. doi: 10.1016/j.jtv.2015.07.004.
10. Neutrophil extracellular traps coincide with a pro-coagulant status of microcirculatory endothelium in burn wounds / H.I. Korkmaz et al. // Wound Repair Regen. 2017. Vol. 25, N 4. P. 609-617. doi: 10.1111/wrr.12560.
11. Improvement of local microcirculation through intermittent Negative Pressure Wound Therapy (NPWT) / A.Sogorski et al. // J. Tissue Viability. 2018. Vol. 27, N 4. P. 267-273. doi: 10.1016/j.jtv.2018.08.004.
12. Discordance between histologic and visual assessment of tissue viability in excised burn wound tissue / A.S. Karim et al. // Wound Repair Regen. 2019. Vol. 27, N 2. P. 150-161. doi: 10.1111/wrr.12692.
13. Microcirculatory effects of physostigmine on experimental burn edema / Hernekamp F., Klein H., Schmidt K. et al. // J. Burn Care Res. 2015. Vol. 36, N 2. P. 279-86. doi: 10.1097/BCR.0000000000000068.
