CC BY
43DOI 10.54500/2790-1203. S1.2022.189-195 МРНТИ 76.03.53
УДК 612.13:616.24-005.98:615.217.24-092.4
ГЕМОДИНАМИЧЕСКИЕ И РЕСПИРАТОРНЫЕ СДВИГИ ПРИ АДРЕНАЛИНОВОМ ОТЕКЕ ЛЕГКИХ В ЭКСПЕРИМЕНТЕ К.М. Хамчиев, К.М. Хасенова, С.С. Ибраева, Ж.А. Рахимжанова
НАО «Медицинский университет Астана», Казахстан 010000, Нур-Султан, ул. Бейбитшилик, 49 а
Хамчиев Курейш Мавлович - кандидат медицинских наук, доцент, Заведующий кафедрой нормальной физиологии «НАО Медицинский университет Астана», [email protected], ORCID ID -0000-0003-3981-1751
Хасенова Калима Мирамбаевна - кандидат медицинских наук, доцент, профессор кафедры нормальной физиологии «НАО Медицинский университет Астана», kalima- [email protected], ORCID ID -0000-0001-8908-8130
Ибраева Салима Сайфуллаевна - кандидат медицинских наук, доцент, профессор кафедры нормальной физиологии «НАО Медицинский университет Астана», [email protected], ORCID ID -0000-0002-2256-4945
Рахимжанова Жанар Айбасовна - кандидат медицинских наук, доцент, профессор кафедры нормальной физиологии «НАО Медицинский университет Астана», [email protected]; ORCID ID - 00000002-2256-4344-3712
Целью настоящего исследования явилось изучение совокупности первых респираторных и реографических сдвигов, возникающих в организме после введения адреналина.
В связи с этим, задачи данной работы заключаются в изучении влияния адреналина при легочном отеке на сдвиги легочной гемодинамики, кровенаполнения и водного баланса легких.
Материал и методы исследования. Опыты выполнены на 40 белых беспородных крысах. Регистрация кровообращения проводилась с использованием тетраполярного реоплетизмографа РПГ2-02 и электрокардиографа. У 100% животных, которым вводился адреналин из расчета 0,2 мг/кг массы развился отек легких (1 группа).
Причем, 37% крыс погибло на 4-5 минуте после воздействия. Остальные животные этой группы и крысы, у которых незначительно увеличилось оводнение легких после введения адреналина из расчета 0,15 мг/кг массы (2 группа) были умерщвлены через 45-60 минут после воздействия.
Результаты исследования и их обсуждение. В ходе работы установлено, что у всех животных инъекция адреналина вызывает кратковременное апноэ. Затем на 1 мин дыхание в 100% случаев становилось поверхностным, отмечалось учащение дыхания до 140-160 в минуту. Одышка сохранялась до гибели или умерщвления животных.
Изменения реограммы, наблюдавшиеся в первые минуты у всех животных, были однотипны и свидетельствовали о легочно-артериальной гипертензии и застое крови в венозном русле легких.
Макроскопическое исследование показало увеличение легких в объеме в 1,5-2 раза с пятнами кровоизлиянии, из дыхательных путей и с поверхности разреза легочной ткани выделялась вспененная жидкость. Гистолически выявлялась картина выраженного интерстициального отека легких
Тот факт, что большинство крыс 1 группы выжили, несмотря на выраженный отек легких, объясняется, очевидно, большей устойчивостью миокарда к сдвигам гемодинамики и приходящим характером ишемических изменений.
Заключение. Таким образом, внутривенная инъекция адреналина из расчета 0,2 мг/кг массы вызывает у здоровых животных значительные респираторные и гемодинамические расстройства и в 100% случаев приводит к выраженному отеку легких, снижение дозы до 0,15 мг/кг массы вызывает развитие слабого отека. При этом изменения реограммы, возникающие с первых секунд, свидетельствуют о прекапиллярной гипертензии малого круга и затруднении венозного оттока. Форма реографической кривой в виде систоло -диастолического плато, по-видимому, является характерной для отека легких и может оказать помощь в своевременной диагностике этого грозного заболевания.
Ключевые слова: адреналиновый отек легких, гемодинамические и респираторные сдвиги, лабораторные животные.
HEMODYNAMIC AND RESPIRATORY SHIFTS IN ADRENALINE PULMONARY EDEMA IN THE EXPERIMENT
K.M. Khamchiev, K.M. Khasenova, S.S. Ibraeva, Zh.A. Rakhimzhanova
NcJSC "Astana Medical University", Kazakhstan 010000, Nur-Sultan, st. Beibitshilik, 49 a
Kureish Khamchiev - Candidate of Medical Sciences, Associate Professor, Head of the Department of Normal Physiology, NcJSC "Astana Medical University, [email protected], ORCID ID - 0000-0003-39811751
Kalima Khasenova - Candidate of Medical Sciences, Associate Professor, Professor of the Department of Normal Physiology NcJSC "Astana Medical University", [email protected], ORCID ID - 0000-0001-8908-8130
Salima Ibrayeva - Candidate of Medical Sciences, Associate Professor, Professor of the Department of Normal Physiology "NcJSC Astana Medical University", [email protected], ORCID ID - 0000-0002-22564945
Zhanar Rakhimzhanova - Candidate of Medical Sciences, Associate Professor, Professor of the Department of Normal Physiology NcJSC "Astana Medical University", [email protected]; ORCID ID - 0000-0002-22564344-3712
The purpose of this study was to study the totality of the first respiratory and rheographic changes that occur in the body after the administration of adrenaline.
In this regard, the objectives of this work are to study the effect of adrenaline in pulmonary edema on changes in pulmonary hemodynamics, blood filling and water balance of the lungs.
Material and research methods. Experiments were performed on 40 white outbred rats. Registration of blood circulation was carried out using an RPG2-02 tetrapolar rheoplethysmograph and an electrocardiograph. In 100% of animals that were injected with adrenaline at the rate of 0.2 mg/kg of body weight, pulmonary edema developed (Group 1).
Moreover, 37% of rats died 4-5 minutes after exposure. The rest of the animals of this group and rats, in which the hydration of the lungs slightly increased after the administration of adrenaline at the rate of 0.15 mg/kg of body weight (group 2) were sacrificed 45-60 minutes after exposure.
Results of the study and their discussion. In the course of the work, it was found that injection of adrenaline causes short-term apnea in all animals. Then, for 1 min, breathing became superficial in 100% of cases, there was an increase in breathing up to 140-160 per minute. Shortness of breath persisted until the death or killing of animals.
Changes in the rheogram observed in the first minutes in all animals were of the same type and indicated pulmonary arterial hypertension and stagnation of blood in the venous bed of the lungs.
A macroscopic study showed an increase in the volume of the lungs by 1.5-2 times with spots of hemorrhage, foamy liquid was released from the respiratory tract and from the surface of the cut of the lung tissue. Histologically revealed a picture of severe interstitial pulmonary edema
The fact that the majority of rats of group 1 survived, despite severe pulmonary edema, is obviously due to the greater resistance of the myocardium to hemodynamic shifts and the incoming nature of ischemic changes.
Conclusion. Thus, an intravenous injection of adrenaline at a rate of 0.2 mg/kg of body weight causes significant respiratory and hemodynamic disorders in healthy animals and in 100% of cases leads to severe pulmonary edema, a decrease in the dose to 0.15 mg/kg of body weight causes the development of mild edema. At the same time, changes in the rheogram that occur from the first seconds indicate precapillary hypertension of the small circle and difficulty in venous outflow. The shape of the rheographic curve in the form of a systolic-diastolic plateau, apparently, is characteristic of pulmonary edema and can help in the timely diagnosis of this formidable disease.
Key words: adrenaline pulmonary edema, hemodynamic and respiratory changes, laboratory animals.
ТЭЖ1РИБЕ БОЙЫНША АДРЕНАЛИНД1 0ЩЕ 1СШУШДЕГ1 ГЕМОДИНАМИЯЛЬЩ ЖЭНЕ ТЫНЫС АЛУЫНЬЩ АЙНАЛУЫ ^.М. Хамчиев, ^.М. Хасенова, С.С. Ибраева, Ж.А. Рахымжанова
«Астана медицина университет» КеАК, Казакстан 010000, Нур-Султан, кеш. Бейбггшшк, 49 а
Хамчиев Курейш Мавлович - медицина гылымдарыныц кандидаты, доцент, «Астана медицина университета» КеАК, калыпты физиология кафедрасыныц мецгерушга, [email protected], ORCID ID -0000-0003-3981-1751
Хасенова Калима Мирамбаевна - м.г.к., доцент, «Астана медицина университета » КеАК, калыпты физиология кафедрасыныц профессоры, [email protected], ORCID ID - 0000-0001-8908-8130
Ибраева Салима Сайфуллакызы - м.г.к., доцент, «Астана медицина университета » КеАК, калыпты физиология кафедрасыныц профессоры, [email protected], ORCID ID - 0000-0002-2256-4945
Рахымжанова Жанар Айбаскызы - м.г.к., доцент, «Астана медицина университета » КеАК, калыпты физиология кафедрасыныц профессоры, [email protected]; ORCID ID - 0000-0002-2256-4344-3712
Б^л зерттеудщ максаты адреналиндi енгiзгеннен кешн организмде пайда болатын алгашкы тыныс алу жэне реографиялык взгерiстердiн жиынтыгын зерттеу болды.
Осыган байланысты б^л ж^мыстын мiндеттерi вкпе iсiнуiнде адреналиннщ вкпе гемодинамикасынын взгеруiне, каннын толтырылуына жэне вкпенiн су балансына эсерш зерттеу болып табылады.
Материалдык жэне зерттеу эдктерь Эксперимент 40 ак т^кымды егеук¥йрыктарга жасалды. Кдн айналымын тiркеу RPG2-02 тетраполярлы реоплетизмограф жэне электрокардиограф квмепмен жузеге асырылды. Дене салмагына 0,2 мг/кг мвлшерiнде адреналин енпзген жануарлардын 100%-ында вкпе iti^i дамыды (1-топ).
Сонымен катар, егеук^йрьщтардьщ 37% эсер еткеннен кейiн 4-5 минуттан кейiн влдi. Осы топтын калган жануарлары мен егеук¥йрыктарды дене салмагына 0,15 мг/кг мвлшершде адреналин енпзгеннен кейiн вкпенiн гидратациясы аздап жогарылаган егеук¥йрыктар (2-топ) эсер еткеннен кешн 45-60 минуттан кешн к¥рбандыкка шалынды.
Зерттеу нэтижелерi жэне оларды талкылау. Ж^мыс барысында адреналиндi енпзу барлык жануарларда кыска мерзiмдi апноэ тугызатыны аныкталды. Содан кейiн 1 мин шщде тыныс 100% жагдайда беткей болды, тыныс алудын минутына 140-160-ка дейiн жогарылауы байкалды. Енпгу жануарлар влгенше немесе влгенше сакталды.
Барлык жануарларда алгашкы минуттарда байкалган реограммадагы взгерiстер бiр типтi болды жэне вкпенщ артериялык гипертензиясын жэне вкпенщ веноздык твсегiндегi каннын токырауын кврсетедi.
Макроскопиялык зерттеуде кан кету дактарымен вкпе квлемiнiн 1,5-2 есе ^лгайганын, тыныс алу жолдарынан жэне вкпе тшшщ кесiлген жерiнен квбш тэрiздi с^йыктык бвлiнгенiн кврсеттi. Гистологиялык т^ргыдан ауыр интерстициальды вкпе юшушщ суретi аныкталды
1-топтагы егеук¥йрыктардын квпшшпнщ ауыр вкпе iсiнуiне карамастан аман калуы миокардтын гемодинамикалык ыгысуларга улкен твзiмдiлiгiмен жэне ишемиялык взгерiстердiн юргс сипатымен тYсiндiрiледi.
^орытынды. Осылайша, адреналиндi дене салмагына 0,2 мг/кг мвлшершде квктамыр iшiне енгiзу сау жануарларда тыныс алу жэне гемодинамикалык айтарлыктай б^зылыстарды тудырады жэне 100% жагдайда ауыр вкпе iсiнуiне, дозанын 0,15 мг/кг дешн твмендеуiне экеледi. дене салмагы ж^мсак iсiнудiн дамуын тудырады. Сонымен катар, алгашкы секундтардан бастап пайда болатын реограммадагы взгерiстер шагын шенбердiн прекапиллярлык гипертензиясын жэне веноздык шыгудын киындыгын кврсетедi. Систоликалык -диастолалык Yстiрт тYрiндегi реографиялык кисык пiшiнi, шамасы, вкпе iсiнуiне тэн жэне осы ауыр ауруды уактылы диагностикалауга квмектеседi.
Негiзгi свздер: адреналиндi вкпе iсiнуi, гемодинамикалык жэне тыныс алу взгерютер^ зертханалык жануарлар.
Corresponding author: Zhanar Rakhimzhanova - Candidate of Medical Sciences, Associate Professor, Professor of the Department of Normal Physiology №JSC "Astana Medical University", [email protected]
Received: 10.06.2022
Accepted: 05.08.2022
Bibliographic reference: Гемодинамические и респираторные сдвиги при адреналиновом отеке легких в эксперименте/К.М. Хамчиев, К.М. Хасенова, С.С. Ибраева, Ж.А. Рахимжанова//Астана медициналык журналы. - 2022. - Специальный выпуск № 1. - С. 189-195.
Актуальность
Согласно современным представлениям, ведущим фактором в возникновении и развитии отека легких является острое повышение давления в малом круге кровообращения [1-3]. Отёк лёгких представляет собой частный случай нарушения водного обмена.
Классической моделью легочного отека считается адреналиновый. В некоторых работах приводятся данные об изменении легочного кровотока при адреналиновом отеке. Однако не до конца изучены первые гемодинамические и дыхательные сдвиги, приводящие к развитию отека и не определена взаимосвязь между их выраженностью и степенью тяжести отека. Тем более, отсутствуют реографические признаки отека легких, которые могли бы послужить ранними диагностическими признаками этого грозного заболевания.
Цель
Изучить совокупность первых респираторных и реографических сдвигов, возникающих в организме после введения адреналина и их влияние на дальнейшие сдвиги легочной гемодинамики, кровенаполнения и водного баланса легких.
Материал и методы исследования
Опыты выполнены на 40 белых беспородных крысах. Регистрация кровообращения проводилась с использованием тетраполярного реоплетизмографа Р1112-02 и электрокардиографа. У 100% животных, которым вводился адреналин из расчета 0,2 мг/кг массы развился отек легких (1 группа). Причем, 37% крыс погибло на 4-5 минуте после воздействия. Остальные животные этой группы и крысы, у которых незначительно увеличилось оводнение легких после введения адреналина из расчета 0,15 мг/кг массы (2 группа) были умерщвлены через 45-60 минут после воздействия.
Результаты исследования и их обсуждение
В ходе работы установлено, что у всех животных инъекция адреналина вызывает кратковременное апноэ. Затем на 1 мин дыхание в 100% случаев становилось поверхностным, отмечалось учащение дыхания до 140-160 в минуту. Одышка сохранялась до гибели или умерщвления животных.
С самого начала эксперимента реограмма у всех животных на фоне апноэ приобрела вид «двугорбой». По-видимому, углубление инцизуры было связано с затруднением притока крови к легким за счет вазомоторной реакции легочных сосудов. В то же время в 2 раза уменьшилась амплитуда систолической волны, увеличился период напряжения миокарда (Т). Амплитуда диастолической волны не изменилась. У всех животных отмечалась брадикардия. Все перечисленные сдвиги были более выражены у животных первой группы.
Таким образом, изменения реограммы, наблюдавшиеся в первые минуты у всех животных, были однотипны и свидетельствовали о легочно-артериальной гипертензии и застое крови в венозном русле легких.
Начиная с 3 мин, реограмма у крыс 1 и 2 группы изменялась по-разному, хотя у всех животных дыхание было одинаково затрудненным. У погибших крыс первой группы реографическая кривая оставалась «двугорбой» и амплитуда диастолической волны была почти в 2 раза выше систолической, еще более значительно удлинялся период напряжения миокарда, увеличивалась продолжительность периодов максимального и общего кровенаполнения. На ЭКГ отмечалась деформация желудочковых комплексов, сглаживался зубец Т, сегмент БТ располагался на изолинии, либо смещался вниз, что свидетельствовало о снижении коронарного кровотока. У двух животных отмечались комплексы с широким и глубоким Q, платообразным Т, у остальных - депрессия Т на 1-3 мм. К 4-5 минутам у всех крыс развилась полная поперечная блокада. Указанные изменения были расценены как развитие инфаркта миокарда, на фоне которого животные погибали.
Макроскопическое исследование показало увеличение легких в объеме в 1,5-2 раза с пятнами кровоизлиянии, из дыхательных путей и с поверхности разреза легочной ткани выделялась вспененная жидкость. Гистолически выявлялась картина выраженного интерстициального отека легких (таблица).
Тот факт, что изменения реограммы, зарегистрированные в первые минуты были в обеих группах однотипны, позволяет предположить в качестве основной причины гибели животных указанные нарушения сердечной деятельности.
Таблица - Показатели сухого остатка, весового коэффициента и кровенаполнения у здоровых крыс и животных с отеком легких.
Группы опытов СО, % ВК, % КН, мл/100г
Здоровые, контроль 21,05 ± 0,14 0,58 ± 0,01 51 ± 4,0
Погибшие животные 14,95* ± 0,17 1,63* ± 0,097 192*** ± 2,3
1 группа 15,9* ± 0,17 1,03* ± 0,02 162*** ± 6,1
2 группа 19,1* ± 0,2 0,89 ± 0,04 73*** ± 39
Примечание: * - достоверность различия с контролем р < 0,01
У остальных животных 1 группы, начиная с 6-8 минут и с 3-4 минут у крыс 2 группы, реограмма приобретала форму «плато». Систолическая и диастолическая волны были одинаковы по амплитуде, вершины их уплощены, сглаживалась инцизура. Реографические показатели изменялись в той же направленности, что и в первые минуты.
Такие изменения реографической кривой, вероятно, были вызваны процессом разрушения адреналина в организме животных, а разность их проявления во времени у крыс 1 и 2 групп - с неодинаковой скоростью этого процесса, обусловленной различной дозировкой раствора.
В дальнейшем у крыс 1 группы оставался удлиненным период напряжения миокарда и сниженными амплитуды систолической и диастолической волн. Со стороны сердечнососудистой системы отмечалась тенденция к нормализации ЭКГ-показателей: зубец Р, который на первой минуте у большинства животных деформировался, возвращался к первоначальной конфигурации. На 15-30 минуте у 9 крыс регистрировалась атриовентрикулярная блокада 1 степени. Реографические признаки у выживших животных 1 группы, как и у погибших крыс, свидетельствовали о легочной гипертензии прекапиллярного типа и застое крови в венозном русле легких.
Макроскопическая картина легких этих животных также не отличалась от таковой у погибших крыс. Выраженность отека также была значительной: СО составлял 15,9 ± 0,17%, ВК - 1,03 ± 0,02%, КН - 162 ± 6,1мл/100г сухих легких (таблица).
Тот факт, что большинство крыс 1 группы выжили, несмотря на выраженный отек легких, объясняется, очевидно, большей устойчивостью миокарда к сдвигам гемодинамики и приходящим характером ищемических изменений.
У животных 2 группы в течение нескольких минут амплитуда пульсовой волны оставалась низкой, но, начиная с 6-8 мин Ас и остальные реографические показатели не отличались от таковых у здоровых животных. Однако форма реограммы оставалась платообразной за счет высокой, по отношению к Ас. Это свидетельствовало о том, что имевшая место в первые минуты после воздействия, прекапиллярная гипертензия, купировалась, а сохранялась лишь ригидность легочных сосудов. У большинства животных второй группы, начиная с 3-5 минут отмечалась тенденция к увеличению ЧСС, однако у 5 крыс на 10-15 минуте сердечный ритм становился более редким, оставаясь относительно постоянным до конца наблюдения. На 15-30 минуте в 8 случаях было зарегистрировано замедление атриовентрикулярной проводимости.
Изменения легких животных 2 группы по макроскопической картине и данным расценивались как суботек.
Развитие более слабого отека и менее выраженных электро- кардиографических сдвигов у животных этой группы, вероятнее всего, следует объяснить меньшей выраженностью расстройств гемодинамики при введении адреналина из расчета 0,15 мг/кг массы.
Заключение
Таким образом, внутривенная инъекция адреналина из расчета 0,2 мг/кг массы вызывает у здоровых животных значительные респираторные и гемодинамические расстройства и в 100% случаев приводит к выраженному отеку легких, снижение дозы до 0,15 мг/кг массы вызывает развитие слабого отека. При этом изменения реограммы, возникающие с первых секунд, свидетельствуют о прекапиллярной гипертензии малого круга и затруднении венозного оттока. Форма реографической кривой в виде систоло-диастолического плато, по-видимому, является характерной для отека легких и может оказать помощь в своевременной диагностике этого грозного заболевания.
Список литературы
1. Pulmonary edema. In: Murray and Nadel's Textbook of Respiratory Medicine./Mason R.J., et al./6th ed. -Philadelphia, Pa.: Saunders Elsevier. https://www.clinicalkey.com. Accessed April 15, 2018.
2. Pathophysiology of cardiogenic pulmonary edema./ Pinto D.S. et al. https://www.uptodate.com/contents/search. Accessed April 15, 2018.
3. Отек легких: этиология и патогенез/ Чеснокова Н.П., Брилль Г.Е., Моррисон В.В. и др. //Научное обозрение. Медицинские науки. - 2017. - № 2. - С. 51-52 [Otek legkih: jetiologija i patogenez/ Chesnokova N.P., Brill' G.E., Morrison V. V. i dr. //Nauchnoe obozrenie. Medicinskie nauki. - 2017. - № 2. - S. 51-52].
