На правах рукописи ЖАДОВА ОЛЬГА ИВАНОВНА 03.03.01. – физиология

На правах рукописи
ЖАДОВА ОЛЬГА ИВАНОВНА
ДЫХАТЕЛЬНАЯ ФУНКЦИЯ КРОВИ НОВОРОЖДЕННЫХ
ДЕТЕЙ С ПРИЗНАКАМИ ВНУТРИУТРОБНОЙ ГИПОКСИИ
03.03.01. – физиология
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
кандидата биологических наук
Архангельск – 2015
2
Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном
образовательном учреждении «Сыктывкарский государственный
университет»
Научный руководитель:
Заслуженный деятель науки РФ и РК
доктор биологических наук, профессор
Иржак Лев Исакович
Официальные оппоненты:
Чумакова Галина Николаевна
доктор медицинских наук, профессор
ГБОУ ВПО «Северный государственный
медицинский университет», заведующая
кафедрой неонатологии и педиатрии
Балыкин Михаил Васильевич
доктор биологических наук, профессор
ФГБОУ
ВПО
«Ульяновский
государственный
университет»,
заведующий
кафедрой
адаптивной
физической
культуры
Ведущая организация:
Федеральное государственное бюджетное
учреждение науки «Институт физиологии»
Коми НцУро РАН, г. Сыктывкар
Защита диссертации состоится «10» апреля 2015 года в 11.00
часов на заседании диссертационного совета Д 212.008.04 на базе
Северного (Арктического) Федерального университета имени М.В.
Ломоносова г. Архангельск, пр. Бадигина, д.3.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГАОУ ВПО
«Северный
(Арктический)
федеральный
университет
имени
М.В. Ломоносова» и на сайте www.narfu.ru
Автореферат разослан «07» марта 2015 г.
Ученый секретарь
диссертационного совета
Старцева Лариса Федоровна
3
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность исследования. Дыхательная функция крови
(ДФК) – одна из важнейших функций организма – служит связующим
звеном между внешним (легочным) и внутренним (тканевым) дыханием.
ДФК включает в себя газотранспортные свойства, кислотно-основное
состояние и электролитный баланс крови, и гемоглобин, содержащийся в
эритроцитах. В тех периодах онтогенеза, когда условия газообмена
существенно изменяются, так же изменяется ДФК. Это положение
полностью относится к интранатальному периоду, характеризующемуся
значительным напряжением сил и расходованием функциональных
резервов организма ребенка из-за родового стресса и действия факторов
новой для новорожденных среды обитания. При этом происходит
перестройка целого ряда систем – дыхания, кровообращения,
пищеварения, обменных процессов (Аршавский И.А., 1975; Гармашева
Н.Л., 1978; Иржак Л.И., 2005; Шабалов Н.П.,2009). Красная кровь, как
морфофункциональная основа ДФК, представляет собой одну из систем
в сложном комплексе приспособлений, от которых зависит оптимальный
уровень жизнедеятельности. К настоящему времени опубликовано
значительное количество результатов исследования красной крови
новорожденных (Аршавский И.А., 1964; Иржак Л.И., 1964; Антонов
А.Г.,1984; Гаврилов О.К.,1985; Westgren M.,1998; Романова М.А., 2003;
Mc Carhy J.M., 2006; Потапова Т.А., 2007; Armstrong L., 2007; Румянцев
А.Г.,2012; Le Compte A., 2012). Однако, большинство работ, за редким
исключением (Персианинов Л.С., 1971; Иржак Л.И., Потапова Т.А., 2007;
Зеленко Е.Н.,2012) выполнено с использованием только венозной крови,
к тому же полученной после начала легочного дыхания, которое вносит
значительные изменения в состав и функции крови (Луканская Е.Н. и
соавт., 2013). Кроме того, недостаточно раскрываются соотношения
между кислотно-основным состоянием (КОС), газотранспортными
свойствами, электролитным балансом и структурно-функциональными
особенностями клеток эритроидного ряда. Большое внимание в
современной науке уделяется проблеме гипоксии плода, занимающей до
70% в структуре заболеваемости новорожденных (Самсыгина Г.М., 1996;
Sridhar K., Kumar Р., 2001; Carter B.S., 1998; Clerici G.,2001; Салдусова
О.А.,2003; Nadeem M., 2011; Давыдкин Н.Ф. и соавт.,2011; Егоровская
Л.Е.,2013; Насирова У.Ф.,2014; Ураков Н.А., 2014). Внутриутробная
гипоксия является важнейшим патогенетическим фактором, связанные с
ней расстройства наблюдаются и в отдаленных периодах онтогенеза
(Давыдкин Н.Ф. и соавт., 2011; Бережанская С.Б. и соавт., 2013).
4
Гипоксия – это длительно текущий и сложный по механизмам
развития процесс нарушения морфо - функционального состояния
органов и систем, прежде всего, головного мозга, сердечно-сосудистой
системы, почек, костного мозга (Запоражан В.Н., 1995; Willis Т.А.,
Davidson J., 2000; Сидоров А.Г, 2000; Соколова Н.А., Маслова М.В.,
2002; Романова М.А., 2003; Козлова Л.В., 2004; Пятишкина И.А., 2004;
Ремизова Н.В., 2007; Шунькина Г.Л., 2011; Солкина А.А., Белявский
Н.Н., 2012). В большинстве работ основное внимание уделяется
функциональным методам диагностики. Недостаточно данных о том, в
какой степени влияние гипоксической среды отражается на кислородной
емкости крови, артерио-венозной разнице (АВР) по кислороду и
углекислому газу, уровне оксигенации гемоглобина, потреблении
кислорода и энергозатратах (Anders R., 1999; Нароган М.В.,2007; Зеленко
Е.Н. и соавт., 2012; Насирова У.Ф. и соавт., 2014). Между тем,
актуальность исследований такого рода несомненна, также очевидна их
фундаментальная и практическая значимость. Решение этих задач
осложняется тем, что, с одной стороны, гипоксия служит причиной
целого ряда изменений состава и функций крови, а с другой, эти
изменения осложняют ход ответных реакций.
Цель и задачи исследования. Цель исследования. Выявить у
новорожденных детей с признаками внутриутробной гипоксии
изменения морфо - функциональных показателей дыхательной функции
крови по сравнению с детьми без признаков внутриутробной гипоксии
при рождении.
Задачи исследования.
1. Определить у детей показатели кислотно-основного состояния
артериальной и венозной крови, буферные свойства и электролитный
баланс.
2. Исследовать у детей газотранспортные свойства крови:
содержание гемоглобина и его форм, степень насыщения крови
кислородом, содержание кислорода и углекислого газа в крови,
количество эритроидных клеток.
3. Оценить содержание глюкозы, лактата, потребления кислорода,
уровень энергетических затрат и дыхательный коэффициент у детей с
признаками внутриутробной гипоксии.
4. Рассчитать корреляции между кислотно-основными и
газотранспортными свойствами крови.
Научная новизна исследования. Впервые у детей с признаками
внутриутробной гипоксии путем комплексного исследования до начала
легочного дыхания выявлены изменения показателей газотранспортных
5
свойств, содержания электролитов, глюкозы, лактата в артериальной и
венозной крови, соотношение эритроидных клеток в крови, определенны
артерио-венозные различия по данным показателям, рассчитано
потребление
кислорода,
коэффициент
утилизации
кислорода,
дыхательный коэффициент, энергозатраты.
Отмечены
специфические
особенности
кислотно-основного
состояния крови, буферных свойств и проявление метаболического
ацидоза у новорожденных с признаками внутриутробной гипоксии.
Установлены закономерности изменения дыхательной функции
крови, обусловленные специфическим действием внутриутробной
гипоксии. Обнаружено, что количества карбокси- и метформы
гемоглобина отличаются от должных величин при общем содержании
гемоглобина практически в пределах нормы. Показано, что пропорции
между клетками эритроидного ряда (ретикулоцитами, нормоцитами и
эритроцитами) изменены при общем снижении их количества в
артериальной и венозной крови. Выявлено, что потребление кислорода,
выведение углекислого газа и затраты энергии у детей с признаками
внутриутробной гипоксии и без признаков внутриутробной гипоксии при
рождении различаются, и характеризуются высокой степенью
вариабельности, что свидетельствует об индивидуальных особенностях
расходования функциональных резервов в ответ на гипоксию.
Теоретическая и практическая значимость исследования.
Полученные в результате исследования данные о состоянии дыхательной
функции крови детей с признаками внутриутробной гипоксии вносят
вклад в дальнейшую разработку представлений о важнейших
физиологических, биохимических факторах, от которых зависят
функциональные резервы организма при рождении. Основные
результаты
исследования
кислотно-основного
состояния,
газотранспортной функции крови, электролитного состава и показателей,
характеризующих энергозатраты, могут использоваться при решении
проблем адаптации в возрастной физиологии и неонатологии.
Полученные данные внедрены в практическую работу специалистов
Коми республиканского перинатального центра, применяются в
лекционной и практической работе преподавателей кафедры биологии и
научно-образовательного центра «Проблем гипоксии» СыктГУ.
Диссертационное исследование выполнено в соответствии с планом
НИР научно-образовательного центра «Проблем гипоксии» СыктГУ по
теме «Мобилизация адаптационных механизмов висцеральных систем
человека и животных в условиях Севера». КОД ГРНТИ 34.39.53
Приоритетные направления III.по10 «Технология живых систем».
6
Положения, выносимые на защиту.
1. Дыхательная функция крови детей с признаками внутриутробной
гипоксии нарушена по сравнению с дыхательной функцией крови
здоровых детей, что обусловлено специфическим действием гипоксии в
родах: вдвое увеличен расход буферных оснований; уменьшена величина
рН; насыщение гемоглобина кислородом и содержание кислорода в
крови составляет ⅓ нормы; уровень углекислоты вырос, относительное
количество ретикуло- и нормоцитов увеличено в 1,5-2 раза.
2.
Потребление
кислорода,
энергозатраты,
дыхательный
коэффициент у детей с признаками внутриутробной гипоксии при
рождении отражают уровень напряжения функциональных резервов
организма и индивидуальные особенности их расходования.
Апробация результатов работы и публикации. Основные
результаты исследования рассмотрены и обсуждены на научных
семинарах лаборатории и научно-образовательного центра «Проблемы
гипоксии» СыктГУ (Сыктывкар, 2007-2014); Февральских чтениях
СыктГУ (Сыктывкар, 2008-2009); на третьем Северном социальноэкологическом конгрессе (Сыктывкар, 2007); на симпозиуме «Здоровье
человека на Севере» (Сыктывкар, 2007); на VII, VIII-XI молодежных
научных конференциях института физиологии КНЦ (Сыктывкар, 2007,
2012), XVII – XVIII Коми республиканских научных конференциях
студентов и аспирантов института физиологии КНЦ (Сыктывкар, 20072008), Всероссийской конференции с международным участием
(Ульяновск, 2007, 2014), II съезде физиологов СНГ (Кишинев, 2008); I и
II Международных заочных электронных конференциях по гомеостазису
(Сыктывкар, 2012, 2014).
По материалам диссертации опубликовано 15 научных работ, из них
6 статьей и 9 тезисов; 4 работы – в рецензируемых журналах по списку
ВАК РФ.
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 130
страницах машинописного текста, состоит из введения, обзора
литературы, материалов и методов исследования, результатов
исследования и их обсуждения, заключения, выводов, практических
рекомендаций
и
списка
цитированной
литературы.
Работа
иллюстрирована 15 таблицами и 33 рисунками. Библиография включает
148 отечественных и 89 зарубежных авторов, 2 электронных сайта.
7
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Работа выполнена в течение 2007-2012 г.г. в Коми
Республиканском перинатальном центре (г. Сыктывкар) и в Научнообразовательном центре «Проблемы гипоксии» СыктГУ. Исследовано
216 проб крови 108 детей, родившихся в срок (37-40 недель). На момент
вступления в роды степень акушерского риска рассчитывалась как
низкая или средняя. 35 детей (32%) родились с признаками
внутриутробной гипоксии (группа 1). У 73 детей (68%) признаков
внутриутробной гипоксии не отмечено (группа 2). Учет признаков
внутриутробной гипоксии включал акушерский диагноз, оценку по
шкале Апгар на 1-й и 5-й минутах, цвет околоплодных вод. Забор проб
крови из артерии и вены пуповины производили последовательно в
течение 15-25 с после рождения до начала легочного дыхания
(Аршавский
И.А.,
1964).
Кровь
забирали
стерильными
гепаринизированными шприцами LH фирмы Sapstept (Италия). Данные
литературы свидетельствуют о том, что гепарин является нейтральным и
не влияет на активную реакцию крови (James E.S., 1972; SiggardAndersen O., Durst R.A., Maas A.H.J., 1984). Определяли рН, рСО2, рО2,
электролиты с помощью датчиков. Дополнительные параметры (НСО3-,
tСО2, ВЕ, sО2) рассчитывались по программе. Гемоглобин и его формы
определялись в оксиблоке спектрофотометрически. Измерения
проводили при температуре 37оС на биохимическом анализаторе
RapidLab 800 (фирмы Bayer, Англия). На анализаторе SUPER GL
(Япония) измеряли глюкозу, лактат путем электрохимического
измерения биосенсором. Подсчет эритроцитов проводили на
автоматическом гематологическом анализаторе Sysmex KX-21N
(Япония). Подсчет ретикулоцитов осуществляли на мазках крови,
окрашенных бриллианткрезиловым синим (в ‰ на 1000 эритроцитов).
Количество нормоцитов определяли на мазках крови при подсчете
лейкоцитарной формулы (в % на 100 лейкоцитов). Для фиксации мазков
применяли
фиксатор
Мая-Грюнвальда,
окрашивали
краской
Романовского. Подсчет проводился под микроскопом Micros (Австрия),
объектив х 40 и х 100.
Общее количество выполненных анализов составило 3530.
Расчетные данные.
1) сО2 (мл/л) – содержание кислорода в крови: сО2= (Нb(г/л)НbС0(г/л)+НbМеt(г/л)) х 1,34 х sO2 (%)/100 где 1,34 – константа
Гюфнера.
2) сСО2 (мл/л) – содержание углекислого газа: сСО2 = [tCO2 + 0,6] х 22,4
8
3) АВР – артерио-венозная разница по кислороду и другим компонентам
крови.
4) КУК (%) – коэффициент утилизации кислорода тканями: КУК = (с) 02
(арт.) – (с) 02 (вен.) / (с) О2 (арт.) х 100%.
5) ДК – дыхательный или респираторный коэффициент (RQ), ДК = (Св Са) СО2 / (Са - Св) О2, где Сао2 и Сво2 – артериальная и смешанная
венозная концентрации кислорода, Свсо2 и Сасо2 – концентрации
углекислого газа в смешанной венозной и артериальной крови.
6) Потребление кислорода (ПК) (мл/кг/мин) – ПК=АВР (с О2мл) х 1000 х
(3/м.т.,гр.). В формулу введена поправка на 60с, с учетом времени в
течении которого проводиться забор крови из сосудов пуповины (около
20с). 1000 – множитель для перевода в мл объема выраженного в литрах.
АВР (с О2) с учетом объем крови. Объем крови у новорожденного
ребенка, принимали соответствующим 8% массы тела (Аршавский И.А.,
1964; Dawes G.S., 1968, Потапова Т.А.,2007).
7) Энергетические затраты (ЭЗ) (ккал/кг/мин) ЭЗ = ПК х 4,86 / 1000, где
4,86 – калорический эквивалент кислорода (КЭК), ккал/л О2.
Общее количество расчетных данных составило 1250
Полученные данные обработаны с применением пакета
статистических программ Excel (Microsoft Office, 2007), Statistica 6.
Результаты представлены в виде средней арифметической (М) ±
стандартного отклонения (SD) / коэффициента вариации (CV,%).
Нормальность распределения значений определяли графическим
методом и по критерию Шапиро-Уилка. При нормальном распределении
достоверность различий определяли при помощи параметрического теста
с использованием t-критерия Стьюдента, корреляционного анализа
Пирсона. При непараметрическом распределении данных достоверность
межгрупповых различий определяли по критерию Манна – Уитни,
достоверность внутригрупповых различий определяли по критерию
Вилкоксона, с применением корреляционного анализа Спирмена.
Различия между выборками считали значимыми при р<0,05 (Лакин
Г.Ф.,1990; Унгуряну Т.Н., Гржибовский А.М.,2011).
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Все результаты исследования по группе 1 представлены в
сравнении с соответствующими показателями детей без признаков
внутриутробной
гипоксии
при
рождении
(группа
2).
Антропометрические данные в исследуемых группах одинаковы. У детей
из группы 1 околоплодные воды чаще зеленые и мекониальные, роды в
9
30% закончились кесаревым сечением, клиническая оценка детей по
шкале Апгар на 1-й мин ниже на 33%, на 5-й мин ниже на 17%.
Кислотно-основное состояние артериальной и венозной крови
и содержание электролитов. Результаты анализов КОС (табл.1)
показывают, что у детей из группы 1 рН крови значимо (р<0,05) ниже,
чем у детей из группы 2, хотя АВР по величине рН у тех и других
практически одинакова (0,06 ед.). АВР по СО2 достоверно различается,
составив в группе 1 – 9,25 мм.рт.ст., в группе 2 – 8,44 мм.рт.ст.
Показатели КОС крови детей при рождении, за исключением рН,
характеризуются большой индивидуальной изменчивостью, CV – 1636%, что соответствует данным литературы (Персианинов Л.С., 1964;
Потапова Т.А., 2007). Согласно стандартным классификациям,
показатели КОС детей из группы 1 соответствуют легкой степени
гипоксии (Савельева Г.М., 2000; Романова М.А., 2003; Краснопольский
В.И., 2005; Такиджиев А.В., 2008; Вильчук К.У., 2011; Луканская
Е.Н.,2013).
Таблица 1
Показатели кислотно-основного состояния крови детей (М±SD/СV)
группа
рН, ед.
А
1
2
♦
7,19*
±0,09
/ 1,11
n = 30
7,34*
±0,05
/ 0,68
n = 70
рСО2, мм.рт.ст.
В
♦
7,13
±0,08
/ 0,98
n = 35
7,28
±0,05
/ 0,68
n = 73
А
♦
48,02*
±11,65
/ 25,3
n = 30
36,36*
±5,93
/16,3
n = 70
В
ВЕ, ммоль/л
♦
57,27
±11,99
/ 19,6
n = 35
44,90
±7,07
/16
n = 73
А
♦
-10,64
± 3,42
/ 31
n = 30
-5,87
± 2,13
/ 36,3
n = 73
Примечание: А-артериальная, В-венозная кровь, *р<0,05 между А и В;
группой 1 и 2
♦
В
-10,85♦
±3,56
/ 29
n = 35
-6,10
± 2,24
/36,5
n = 73
р<0,05 между
Содержание электролитов. Полученные нами данные (табл. 2)
позволяют, прежде всего, отметить динамику Са++ в крови детей из
группы 1. Уровень этого иона в артериальной крови выше на 25%,
венозной – на 37% по сравнению с показателями детей из группы 2. Повидимому, разница вызвана действием ацидоза, нарушающего обмен
Ca++ и минерализацию костей (Чайка В.К., 2007; Иванов Д.О., 2009;
Погодаева Т.В.,2012). Уровень HCO3- в артериальной крови значимо
выше (р<0,05), чем в венозной, в обеих группах детей. У детей с
признаками ВУГ буферная емкость снижена (р<0,05) в артериальной
крови на 20%, в венозной крови на 29%.
10
В условиях ВУГ за счет усиленного выведения Н+ в крови
накапливаются недоокисленные продукты обмена, свободные радикалы,
которые нарушают структурно функциональные свойства клеточных
мембран, что приводит к перераспределению ионов, уровень К+, Са++
растет, уровень Na+, CI- не изменяется.
Таблица 2
Уровень электролитов в крови детей (М±SD/СV)
группа
1
2
Na+,
моль/л
А
В
136,6
±2,52
/ 1,8
n = 23
136,3
±2,30
/ 1,68
n = 56
137,4
±2,09
/ 1,5
n= 23
136,7
±2,53
/ 1,8
n = 55
K +,
моль/л
А
В
4,67♦
±0,58
/ 13,0
n = 23
4,03
±0,51
/12,6
n = 57
4,59♦
±0,42
/ 9,3
n = 23
4,02
±0,71
/17,6
n = 55
Ca++,
моль/л
А
В
1,43♦
± 0,20
/ 7,3
n = 23
1,14*
± 0,36
/ 31,5
n = 57
1,48♦
±0,11
/ 7,3
n = 23
1,08
± 0,42
/38,8
n = 55
Cl-,
ммоль/л
А
В
100,3
±6,08
/6,1
n = 23
101,0
±3,55
/ 3,5
n = 57
101,3
±2,40
/2,5
n = 23
99,7
±4,03
/3,6
n = 55
Примечание: А-артериальная, В-венозная кровь, *р<0,05 между А и В;
группой 1 и 2
HCO3-,
ммоль/л
А
В
15,19♦
±2,37
/15,2
n = 29
20,2
±2,5
/3,6
n = 73
♦
14,33♦
±2,32
/14,5
n = 33
19,0
±2,57
/13,5
n = 65
р<0,05 между
Гемоглобин и его формы. Содержание общего Hb в артериальной и
венозной крови практически одинаково (табл. 3). В то же время в
артериальной и венозной крови детей из группы 1 значимо (р<0,05)
снижено количество О2Нb и COHb, но повышены ННb и MetHb. Уровень
COHb высоко (до 70%) вариабелен и в артериальной крови детей из
группы 1 достоверно (р<0,05) ниже (на 15%), чем в венозной. Из
литературы известно, что содержание COHb у детей при рождении на
60% меньше, чем у взрослых, что является следствием ацидоза в крови
детей. Уровень MetHb в артериальной крови детей из группы 1 значимо
выше, чем в венозной (р<0,05). В артериальной крови детей из группы 2
содержание MetHb значимо ниже (р<0,05), чем в венозной, и выше по
сравнению со взрослыми на 23,3% (Путинцева О.В.,1998; Иржак Л.И.
2005; Потапова Т.А., 2007). В первые дни жизни детей, образование
MetHb происходит легче, чем у детей более старшего возраста и
взрослых, не только из-за высокой способности HbF к окислению, но
вследствие
низкой
активности
НАДН2-зависимой
метгемоглобинредуктазы (Самсыгина Г.А., 1989; Мошинская О.В. и
соавт.,1999).
Согласно современным представлениям, в патогенезе гипоксии
важнейшая роль принадлежит структурно – функциональной
11
дестабилизации клеточных мембран, реализуемой через процессы
перекисного окисления липидов (ПОЛ) и систему антиоксидантной
защиты. Образующийся MetHb является одновременно катализатором
свободнорадикальных процессов и донором свободных ионов железа,
которые инициируют ПОЛ (Трегубова И.А.,2000; Соколова Н.А.,2002;
Сафронов В.В.,2010; Солкина А.А.,2012).
Таблица 3
Формы гемоглобина в крови детей (М±SD/СV)
группа
1
2
Нb, г/л
А
В
О2Нb, г/л
А
В
ННb, г/л
А
В
СОНb, г/л MetHb, г/л
А
В
А
В
150,0
±19,71
/ 13,1
n=33
148,0 57,86*♦ 29,45♦ 86,09*♦ 113,09♦ 1,33♦ 1,53♦ 1,27*♦
±22,08 ±25,66 ±14,02 ±31,51 ±22,80 ±1,80 ±1,89 ±0,51
/ 14,9 / 44,3 / 47,6 / 36,6 / 20,1 /65,5 /74,1 /39,7
n=35 n=33 n=35 n=33
n=35 n=31 n=31 n=31
1,05♦
±0,38
/36,7
n=31
152,8
±15,89
/ 9,87
n=60
1531 88,28* 50,59 58,45* 99,03 2,80 2,74
±15,36 ±20,38 ±18,15 ±22,40 ±23,45 ±1,77 ±1,76
/ 9,55
/ 23
/ 35,8 / 38,3 / 23,6 /63,2 /64,3
n=57 n=60 n=57 n=60
n=57 n=60 n=57
1,00
±0,35
/33,5
n=55
0,73*
±0,50
/69,2
n=59
Примечание: А-артериальная, В-венозная кровь, *р<0,05 между А и В,♦ р<0,05 между
группой 1 и 2
Содержание кислорода в крови. Полученные результаты
показывают (табл. 4), что рО2 в артериальной и венозной крови детей из
группы 1 достоверно снижено (р<0,05), а значения рО2 более
вариабельны. Взаимосвязь между уровнем рО2 в артериальной и
венозной крови незначительна и, кроме того, очевидны очень большие
индивидуальные колебания этого показателя. Видимо, проявляются
нарушения газообмена на уровне фето-плацентарного комплекса и сама
роженица испытывает недостаток О2 в связи с неправильным дыханием в
родах или слабостью родовой деятельности. Как только с рождением
изменяется газовая среда, дыхательная функция крови становится более
эффективной. Этот факт объясняют сниженным рО2 в среде до рождения,
малой активностью ряда ферментов (Иржак Л.И., 1964). Степень
насыщения крови кислородом зависит от рН среды, концентрации Н+,
температуры, уровня рСО2, сродства гемоглобина к кислороду. В
артериальной и венозной крови детей из групп 1 и 2 установлена разная
зависимость sO2 от условий среды (рис. 1).
12
100
sO2 %
80
80
sO2 %
60
60
40
40
20
20
0
0
4
5
6
7
8
9
10
3
4
5
Н+нэквивал.*10-8/л
А r = - 0,70
6
7
8
Н+нэквивал.*10-8/л
В = - 0,45
A r = - 0,50
80
sO2%
60
A r = - 0,30
sО2%
60
40
40
20
20
0
0
0
20
40
60
80
100
20
40
60
A r= -0,58
В r= -0,39
pCO2, мм.рт.ст.
рСО2 мм.рт.ст.
A = - 0,82
B = - 0,70
Группа 1
Группа 2
Рис.1. Зависимость sO2 от концентрации Н и рСО2 в артериальной (А) и
венозной крови (В), r= корреляция Спирмена
+
Таблица 4
Содержание кислорода и углекислого газа в крови детей (М±SD/СV)
группа
1
2
рО2,
мм.рт.ст
А
В
сО2, мл/л
sО2, %
А
В
А
В
♦
tCO2,
ммоль/л
А
В
cCO2,
мл/л
А
В
♦
♦
♦
♦
22,39* 15,03 45,35* 22,83
±6,80 ±5,02 ±19,32 ±10,46
/30 / 28,3 / 42,6 / 45,8
n=30 n=35 n=31 n=33
80,12* 39,65*♦ 19,08 20,17♦ 427,37*
±37,31 ±18,67 ±3,11 ±3,18 ±69,57
/ 46,6 / 47,1 /16,28 /15,76 / 16,28
n=31 n=33 n=29 n=33 n=29
451,86♦
±71,23
/15,76
n=33
26,20*
±4,36
/16,6
n=70
17,76*
±3,36
/20,3
n=73
61,04*
±13,43
/ 22,0
n=60
34,20
±11,70
/34,21
n=59
119,25 69,30 20,28 22,08 457,37* 487,87
±27,98 ±25,20 ±2,34 ±2,34 ±54,73 ±80,0
/ 23,5 / 36,36 /11,54 / 9,33 / 16,38 /11,55
n=59 n=59 n=51 n=51 n=51 n=51
Примечание: А-артериальная, В-венозная кровь,*р<0,05 между А и В,♦ р<0,05 между
группой 1 и 2
13
Содержание углекислого газа. Как видно (табл. 4), в артериальной
крови детей из группы 1 содержится значимо меньше СО2, чем в
венозной. Вероятно, транспорт СО2 у плода выполняется в основном за
счет физически растворенного газа и высвобождения из связи с Hb. АВР
по СО2 в крови детей из группы 1 на 40% меньше, чем у детей из группы
2. Вероятно, выведение СО2 тормозится на уровне фето-плацентарного
барьера (scala.ucoz.com).
Клетки эритроидного ряда. В крови детей из группы 1 количество
нормоцитов выше почти в 2,5 раза в артериальной и в 1,8 раза в венозной
крови по сравнению с детьми из группы 2 (рис. 2). В обеих группах
отмечается высокая вариабельность содержания ретикулоцитов и
нормоцитов. Артерио-венозные различия по исследуемым показателям
практически отсутствуют. Увеличение ретикулоцитов и нормоцитов в
крови свидетельствует - об интенсивном эритропоэзе, а снижение
количества эритроцитов в крови в сочетании с ретикулоцитозом об
активации процессов эритродиереза (Назаров С.Б., 1995; Агаджанян
Н.А., 1986; Jones J. 2003; Mc. Carhy J.M., 2006; А.Г.Румянцева, 2007,
2012).
300
250
200
150
100
50
0
250
200
150
100
50
0
1
2
3
группа 1
группа 2
Артериальная
1
группа 1
2
3
группа 2
Венозная
Рис.2. Соотношение количества эритроидных клеток. За 100% принято
количество клеток в крови детей из группы 2. 1-эритроциты, 2ретикулоциты, 3-нормоциты
Уровень глюкозы и лактата в крови. Содержание глюкозы в
артериальной крови детей одинаково в обеих группах. Очевидно, дети с
признаками гипоксии при рождении потребляют в 2,5 раза меньше
глюкозы. Уровень лактата в артериальной крови детей из группы 1
4,74±1,76 ммоль/л, что ниже на 14,3% (р<0,05), чем в венозной крови. В
артериальной и венозной крови детей из группы 2 уровень лактата
практически одинаков – 3,20±1,40 и 3,26±1,47 ммоль/л. Высока
14
вариабельность данного показателя в обеих группах (37-45%).
Полученные нами данные об уровне лактата у детей из обеих групп
соответствуют данным литературы. (Anders R., 1999; Савельева
Г.М.,2000; Шабалов Н.П.,2004; Романова М.А.,2003). Уровень лактата у
детей при рождении, как показатель кислородной задолженности в
организме, выше в 6,4 раза по сравнению со взрослыми. У детей с
признаками ВУГ уровень лактата в артериальной и венозной крови выше
в 1,5 раза по сравнению с группой сравнения. Таким образом, у детей с
признаками ВУГ образование энергии происходит в условиях
пониженного содержания кислорода путем анаэробного гликолиза и
ресинтеза глюкозы из лактата путем глюконеогенеза (Das U. G., 1999;
Rozance P. J., 2010; Роберт Рох, 2010; Кореновский Ю.В.,2013).
Потребление и утилизация кислорода. У детей с признаками ВУГ
при рождении содержание кислорода и углекислого газа в крови
изменены, (табл.5). Потребление кислорода у детей из группы 1 снижены
на 27% (р<0,05). ПК характеризует уровень затрат энергии (ЭЗ), а в
сочетании с данными о содержании СО2 в крови дает представление о
дыхательном коэффициенте (ДК). ЭЗ детей из группы 1 меньше на
28,5%, чем у детей из группы 2 (р<0,05). ДК у детей из группы 1
составляет 1,47±0,28, у детей из группы 2 – 1,23±0,13. Во время
внутриутробного развития преобладает липогенез и расщепление
глюкозы, как основного источника энергии (Нарогян М.В, 2006;
Сафронов В.В.,2010). Как результат действия внутриутробной гипоксии
происходит уменьшение гипер- и дислипидемии (Солкин А.А., 2012;
Насирова У.Ф,2014).
Таблица 5
Показатели энергообмена у детей (М±SD)
группа 1
А
Mасса тела, гр.
Объем крови, мл
В
3542±549,27
группа 2
А
В
3366,59±433,70
сО2, мл
278,50±42,14
20,76±9,74♦ 10,46♦±4,58
269,42±34,72
31,65±8,42 17,90±7,29
сСО2, мл/л
427,37±69,57 451,86♦±71,23 457,37±54,73 487,87±80,0
ПК, мл/кг/мин
8,97♦±1,40
12,26±0,77
ДК
1,47±0,28
1,23±0,13
ЭЗ, ккал/кг/мин
♦
0,05 ±0,01
Примечание: ♦ р<0,05 между группой 1 и 2
0,07±0,004
15
Таким образом, при ВУГ усиливается распад жиров с образованием
промежуточных кислых метаболитов, кетоновых тел, что углубляет
ацидоз, активирует гликогенолиз, истощаются функциональные резервы
и запасы гликогена в печени, развивается гипергликемия. Изменения
метаболизма, в свою очередь, углубляют гипоксию и приводят к
возникновению энергетического дефицита (Anders R.,1999; Шабалов
Н.П.,2003; Шевченко Ю.Л.,2008; Роберт Рох,2010).
В группе детей с признаками внутриутробной гипоксии легкой
степени сопряженность между исследуемыми показателями усиливается
в 60% случаях. Например, корреляции между рН и рСО2 в артериальной
крови детей группы 1 rS= - 0,76, в группе 2 rS= - 0,66; венозной крови
детей группы 1 rS= - 0,66, в группе 2 rS= - 0,78. Между рО2 и sО2
артериальной крови детей группы 1 rS= 0,95, в группе 2 rS= 0,85;
венозной крови – у детей группы 1 rS= 0,90, в группе 2 rS=0,87.
Значимых корреляций между исследуемыми показателями
становится больше в 2 раза. В группе 1 появляются значимые
взаимосвязи в артериальной крови между рСО2 и рО2 rS= -0,76, рСО2 и
сО2 rS=- 0,65, рСО2 и ПК rS=-0,64, рН и лактат rS=-0,68, рН и рО2 rS=0,65,
рН и ПК rS=0,64, рН и ЭЗ rS= 0,58, НСО3- и лактатом rS=-0,75, ВЕ и
лактатом rS=-0,66, ПК и нормоцитами rS= -0,52, эритроцитами и
нормоцитами rS= -0,55, ретикулоцитами и нормоцитами rS= -0,55. В
венозной крови - между рСО2 и рО2 rS= -0,56, рСО2 и сО2 rS=- 0,51, рСО2
и оценкой Апгар на 1мин. rS=-0,54, рН и лактатом rS=-0,50, НСО3- и
лактатом rS=-0,69, ВЕ и лактатом rS=-0,55, лактат и глюкозой rS=0,56.
ВЫВОДЫ
1. В крови детей с признаками внутриутробной гипоксии при
рождении до начала легочного дыхания по сравнению с нормативами
снижается в артериальной крови рН на 0,15 ед, рО2 на 3,8 мм.рт.ст, ВЕ на
4,77 ммоль/л, НСО3- на 5,0 ммоль/л, повышается рСО2 на 11,66 мм.
мм.рт.ст, К+ на 0,64 ммоль/л, Са2+ на 0,30 ммоль/л; в венозной крови рН
на 0,15 ед, рО2 на 2,7 мм.рт.ст, ВЕ на 4,75 ммоль/л, НСО3- на 4,7 ммоль/л,
повышается рСО2 на 12,67 мм. мм.рт.ст, К+ на 0,58 ммоль/л, Са2+ на 0,40
ммоль/л, уровень Na+ , Cl- не изменяется.
2. Общее количество гемоглобина в крови детей одинаковое, но
содержание форм гемоглобина изменено: уменьшено - О2Нb, СОНb,
увеличено – ННb, MetНb у детей с признаками внутриутробной
гипоксии.
16
3. Газотранспортная функция крови детей при рождении с
признаками внутриутробной гипоксии ослаблена: достоверно меньше
показатели рО2, sО2, сО2, уровень утилизации кислорода примерно
одинаковый, выше рСО2 и снижено содержание СО2 в крови, артериовенозная разница по СО2 снижена на 40%, по сравнению с детьми без
признаков гипоксии.
4. В крови преобладают молодые формы клеток эритроидного ряда
(относительное количество ретикуло- и нормоцитов увеличено в 1,5-2
раза) у детей с признаками внутриутробной гипоксии.
5. Под действием гипоксии потребление кислорода у детей
уменьшено на 27 % и составляет 8,97±1,40 мл/кг/мин; энергозатраты
понижены на 28 % и составляют 0,05±0,01 ккал/кг/мин; дыхательный
коэффициент 1,47±0,28, потребление глюкозы в 2,5 раза меньше, уровень
лактата выше в 1,5 раза в артериальной и венозной крови.
6. Корреляции между КОС, газотранспортными свойствами крови,
уровнем электролитов, глюкозы, лактата, количеством эритроидных
клеток у детей с признаками внутриутробной гипоксии и детей без
признаков внутриутробной гипоксии при рождении усиливаются в 60%
случаях, значимых корреляций между исследуемыми показателями
становится больше в 2 раза.
ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
1. У детей с признаками внутриутробной гипоксии при рождении,
помимо оценки по шкале Апгар, следует проводить анализ крови из
пупочных артерий и вены для оценки кислотно-основных,
газотранспортных свойств крови, уровня электролитов, глюкозы и
лактата, по возможности определять количество эритроцитов,
ретикулоцитов и нормоцитов для оценки состояния ребенка и
формирования тактики наблюдения в период адаптации.
2. Корреляции между показателями крови новорожденных детей
целесообразно включить в базу данных для клинической практики.
СПИСОК НАУЧНЫХ РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ
ДИССЕРТАЦИИ
1. Лебедева О.Н. Электролиты в артериальной и венозной крови из
пупочных сосудов детей при рождении / О.Н. Лебедева, Н.А.
17
Правдухина, О.И. Косолапова // «Физиология человека и животных: от
эксперимента к клинической практике» VI Молодежная научная
конференция Института физиологии КНЦ УроРАН. Тез. докл. –
Сыктывкар. - 2007. – С. XI-XII.
2. Косолапова О.И. Результаты внутрилабораторного контроля
качества при исследовании показателей кислотно-основного
равновесия и водно-электролитного баланса / О.И. Косолапова, Н.А.
Правдухина, О.Н. Лебедева // Клиническая лабораторная
диагностика. - 2007. - №11. – С. 36-37.
3. Косолапова О.И. Исследование зависимости патологии детей при
рождении от состояния здоровья матерей / О.И. Косолапова, О.Н.
Лебедева, Н.А. Правдухина // «Медико-физиологические проблемы
экологии человека» Всероссийская конференция с международным
участием. - Ульяновск. - 2007. - С. 131-132.
4. Косолапова О.И. Содержание глюкозы, лактат и активность
лактатдегидрогеназы в крови детей при рождении / О.И. Косолапова,
Н.А. Правдухина, О.Н. Лебедева // «Молодежь и наука на Севере» I
Всероссийская
молодежная
научно-практическая
конференция.Сыктывкар - 2008.- С. 230.
5. Косолапова О.И. Содержание гемоглобина в крови детей при
рождении / О.И. Косолапова, Н.А. Правдухина, О.Н. Лебедева //
«Человек и окружающая среда» XVIII Коми республиканская научная
конференция студентов и аспирантов. Тез. докл. – Сыктывкар. - 2008. –
С. 51-52.
6. Малыгина Е.Н. Кислотно-основное состояние крови
новорожденных детей с признаками гипоксии при рождении / Е.Н.
Малыгина, О.И. Косолапова // Здоровье человека на Севере. Сыктывкар. - 2008.- №2. Т.1. – С.120-123.
7. Косолапова О.И. К анализу буферных систем крови детей при
рождении / О.И. Косолапова, О.Н. Лебедева// Науч. труды II съезда
физиологов. - М. - Кишинев: Медицина-Здоровье. - 2008. – С. 203.
8. Косолапова О.И. Проблемы утилизации кислорода у детей при
рождении / О.И. Косолапова // «Физиология человека и животных: от
эксперимента к клинической практике» VIII Молодежная научная
конференция Института физиологии КНЦ УроРАН. Тез. докл. Сыктывкар. - 2009. – С. 95-98.
9.
Иржак
Л.И.
Исследование
оксигенации
крови
новорожденных детей до начала легочного дыхания / Л.И. Иржак,
Т.А. Потапова, О.И. Жадова // Фундаментальные исследования. 2011. №11. – С. 508-510.
18
10. Иржак Л.И. Определение уровня энергетических затрат у
новорожденных детей до начала легочного дыхания / Л.И. Иржак,
Т.А. Потапова, О.И. Жадова // В мире научных открытий. - 2012. № 2
(26). - С. 148-152.
11. Потапова Т.А. Показатели кислотно-основного состояния крови
детей при рождении / Т.А. Потапова, О.И. Жадова // В мире научных
открытий. - 2012. № 2 (26). - С.98-101.
12. Жадова О.И. Углеводный обмен у детей с признаками гипоксии
при рождении до начала легочного дыхания / О.И. Жадова //
«Физиология человека и животных от эксперимента к клинической
практике» XI Всероссийская молодежная научная конференция
Института физиологии КНЦ УроРАН. Тез. докл. - Сыктывкар. - 2012. –
С. 86-88.
13. Жадова О.И. Транспорт газов крови у детей при рождении с
признаками гипоксии до начала легочного дыхания / О.И. Жадова //
«Адаптация человека на Севере: медико-биологические аспекты» Матер.
Всероссийской молодежной научно-практической конференции. Архангельск. - 2012. – С. 84-86.
14. Жадова О.И. Кислотно-основное состояние и электролиты
крови детей при рождении / О.И. Жадова // В мире научных
открытий. - 2014. № 2 (50). - С. 127-135.
15. Жадова О.И. Эритроцитарное равновесие в крови детей в норме
и патологии / О.И. Жадова // «Медико-физиологические проблемы
экологии человека» V Всероссийская конференция с международным
участием. - Ульяновск. - 2014. – С. 22-26.
СПИСОК СОКРАШЕНИЙ
АВР – артерио-венозная разница
ВУГ – внутриутробная гипоксия плода
ДК – дыхательный коэффициент
ДФК – дыхательная функция крови
КОС – кислотно-основное состояние
КУК – коэффициент утилизации кислорода
ПК – потребление кислорода
ФР – функциональные резервы
ЭЗ – энергозатраты