Отчет о научно-исследовательской работе по Государственному контракту от «07» июля 2009 г. №02. 740. 11. 0270 по теме: «Разработка методик и создание биохимических коллоидных систем для ветеринарно-биологических и зоотехнических направлений»

2.1.5 Микроциркуляция в кровеносных соудах Одной из наибоее сложэных и важных БКС в организме животных и человека (т.е. БКС ветеринарно-биологического направления) является система микроциркуляции, которую можно определить как транспорт биологических жидкостей на уровне тканей организма. В это понятие включают движение крови по микрососудам капиллярного типа (капиллярное кровообращение), перемещение интерстициальной жидкости и веществ по межклеточным пространствам и транспорт лимфы по лимфатическим микрососудам. Микроциркуляция – сложная БКС, интегрирующая деятельность трех подсистем (отсеков, или компартментов): гемомикроциркуляторной, лимфоциркуляторной и интерстициальной. Основной функцией системы микроциркуляции в организме является поддержание динамического равновесия объемных и массовых параметров жидкости и веществ в тканях является ключевым фактором гомеостаза внутренней среды. Система микроциркуляции осуществляет транспорт крови и лимфы по микрососудам, перенос газов, воды, микро- и макромолекул через биологические барьеры (стенки капилляров), движение веществ во внесосудистом пространстве. Центральное звено указанной БКС — кровеносные и лимфатические капилляры, самые тонкостенные сосуды диаметром от 3—5 до 30—40 мкм (рис 4, 5), являющиеся важнейшим компонентом биологических барьеров. Стенки кровеносных капилляров, сформированные в основном из специализированных эндотелиальных клеток окруженных плазматическими мембранами (рис. 5), допускают избирательное снабжение рабочих элементов ткани кислородом, ионами, биологически активными молекулами, плазменными протеинами и другими веществами, циркулирующими в крови. Лимфатические капилляры, стенки которых также образованы эндотелием, эвакуируют из тканей избыток жидкости, молекулы белка и продукты обмена клеток. Состояние капиллярного кровообращения определяют резистивные микрососуды — артериолы и прекапилляры, имеющие гладкие мышечные клетки. Последние обеспечивают изменения величины рабочего просвета сосудов и, следовательно, объема крови, поступающего в капилляры. Из капилляров кровь собирается в емкостные сосуды — посткапилляры и венулы, которые также включены в процессы транспорта веществ. Пути внекапиллярного кровотока (анастомозы, шунты) участвуют в кровенаполнении капилляров. Транспорт веществ через эндотелиальную выстилку кровеносных и лимфатических сосудов капиллярного типа (сосудистая проницаемость) осуществляется посредством межклеточных контактов, открытых и диафрагмированных фенестр и пор, а также системой плазмолеммальных везикул, или инвагинаций (рис. 6). Многочисленность структур, образованных клеточной мембраной, служит отличительным признаком эндотелиальных клеток. Основной движущей силой, доставляющей тканям кровь и обеспечивающей продвижение интерстициальной жидкости и лимфы, является пропульсивная деятельность сердца. Рисунок 4 - Поток эритроцитов в кровеносном капилляре.   Рисунок 5 - Микропрепарат лимфатического капилляра среди кровеносных микрососудов (стрелкой указана эндотелиальная клетка); импрегнация серебром. Рисунок 6 - Электронограмма стенки кровеносного капилляра мышечной оболочки тонкой кишки; х50000. С функциональной точки зрения все транспортные процессы в системе микроциркуляции взаимосвязаны и взаимообусловлены. Эта взаимосвязь достигается благодаря градиентам сил (давлений) и концентраций на уровне эндотелиальных барьеров, разделяющих компартменты, и в каждом из них. Кровь как сложная гетерогенная система корпускулярной природы имеет коллоидно-реологические свойства, существенно отличающие ее от других жидкостей. На условия гемодинамики в системе микроциркуляция оказывают влияние не только структурные механизмы микроциркуляторного русла, но и агрегатное состояние крови, взаимодействие между форменными элементами и циркулирующей плазмой. Гемодинамические параметры в микрососудах тесно связаны с проницаемостью их стенок, а последняя отражает градиенты сил и концентрацию белков в интерстиции. В деятельности системы микроциркуляции очень эффективно проявляется принцип саморегуляции, в соответствии с которым изменения функциональных параметров в каждом из трех компартментов и на границах между ними существенно влияют на транспортные явления в соседних отсеках. Саморегуляторный механизм обеспечивает, в частности, защиту тканей от избыточного поступления и накопления жидкости. Недостаточность какого-либо звена этого механизма и невозможность ее компенсации приводит к тканевому отеку — одному из наиболее распространенных синдромов при многих патологических состояниях данной БКС. Основные параметры, характеризующие функционирование системы микроциркуляции, определяются условиями гемодинамики на уровне капилляров, проницаемостью их стенок, силами, обеспечивающими движение интерстициальной жидкости и лимфы. Скорость кровотока в капиллярах обычно не превышает 1 мм/с, причем эритроциты движутся несколько быстрее плазмы. Гидростатическое давление в сосудах капиллярного типа в разных органах регистрируется в диапазоне 18—40 мм рт. ст. Как правило, оно несколько превосходит коллоидно-осмотическое давление белков плазмы (19—21 мм рт. ст.), благодаря чему градиент давления через стенки капилляров направлен в сторону ткани и фильтрация жидкости доминирует над реабсорбцией ее в плазму. Избыточный объем поступающей в ткань жидкости реабсорбируется корнями лимфатической системы или используется на образование секретов, например в пищеварительных железах. Гидравлическая проводимость стенок кровеносных микрососудов, т.е. проницаемость для воды, колеблется в зависимости от их характера (артериальные или венозные капилляры, венулы) и органной принадлежности. В капиллярах с непрерывным эндотелием (мышцы, кожа, сердце, ц.н.с.) она варьирует в пределах (1—130)•10-3 мкм/с•мм.рт.ст. Величина проводимости фенестрированного эндотелия (почки, слизистая оболочка кишки, железы) обычно на 2—3 порядка выше. Другой важный параметр, характеризующий способность капиллярной стенки пропускать вещества, растворимые в воде, — коэффициент осмотического «отражения» (КОО) — является безразмерной величиной и не превышает 1. Его значения особенно важны для оценки проницаемости эндотелия по отношению к белкам плазмы крови. В стенке капилляров КОО белков типа альбумина составляет 0,7—0,9. Это означает, что проницаемость капиллярного эндотелия для макромолекул невелика; для ионов и небольших молекул значения коэффициента отражения близки к 0,1. Еще один параметр — коэффициент проницаемости для ионов К+, Na+ имеет величину порядка 10-5 см/с. Для молекул средней массы (сахара, аминокислоты) он даже несколько меньше. Величина гидростатического давления интерстициальной жидкости (в межклеточном пространстве) мало отличается от величины атмосферного давления. При некоторых методах измерения регистрируются значения меньше, чем атмосферное давление: - 6-8 мм рт. ст. Хотя проницаемость стенок капилляров для белков ограничена, их содержание в тканях составляет 30—40 % всей массы циркулирующего в организме протеина. Коллоидно-осмотическое давление в интерстициальной жидкости достигает 10 мм рт. ст. Низкое гидростатическое давление и относительно высокое коллоидно-осмотическое давление в интерстициальном пространстве способствуют фильтрации жидкости в ткань и поступлению туда веществ, растворенных в плазме крови. Градиенты давления в интерстиции вызывают перемещение растворов в нем и тем самым доставку необходимых продуктов к рабочим клеткам. Плазменные протеины, которые также поступают в межклеточную среду, эвакуируются в основном лимфатическими капиллярами. Давление в их просвете, по-видимому, мало отличается от атмосферного, т. е. по отношению к давлению крови близко к нулю. По мере продвижения лимфы по сосудам оно несколько увеличивается и на выходе из системы может достигать 14—16 мм рт. ст. Хотя механизмы перемещения лимфы в микрососудах еще недостаточно ясны, показано, что большую роль играют сокращения крупных лимфатических сосудов (лимфангионов), имеющих развитую мышечную оболочку. Местные или генерализованные расстройства микроциркуляции возникают практически при всех заболеваниях. В соответствии с функциональными свойствами системы микроциркуляции эти расстройства проявляются комплексом различных синдромов. Так, при шоке разной этиологии ведущее патогенетическое значение приобретают явления гипоперфузии ткани, т.е. недостаточности капиллярного кровообращения, и агрегация эритроцитов — образование их конгломератов разной величины и плотности. Нарушения проницаемости стенок микрососудов для жидкости и белка, как и лейкоцитарная инфильтрация в очаге острого воспаления, является результатом специфического реагирования микроциркуляции в условиях сложного баланса медиаторов: гистамина, серотонина, системы комплемента, производных арахидоновой кислоты, активных форм кислорода и других. Стойкое сокращение резистивных микрососудов — артериол, и структурные трансформации их стенок служат эффекторным механизмом развития гипертензионного синдрома. На уровне микроциркуляции и при ее непосредственном участии развиваются такие тяжелые состояния, как синдром диссеминированного внутрисосудистого свертывания. При развитии патологических состояний синдромы микроциркуляторных расстройств часто комбинируются в различных сочетаниях и проявляются с разной интенсивностью [125, 126]. Эндотелий – это метаболически активный монослой клеток, регулирующий множество физиологических и патологических функций, которые определяют его проницаемость и тромборезистентные свойства. [127] Эндотелий участвует как в физиологической регуляции сосудистого тонуса, так и в структурной трансформации сосуда при патологических условиях. При физиологических условиях эндотелиальные клетки постоянно секретируют оксид азота (II) (NO), которая расслабляет гладкомышечные клетки и обеспечивает раскрытое состояние сосудов. Поврежденные или избыточно активированные эндотелиальные клетки могут также секретировать вазоконстрикторные факторы, наиболее известным из которых является эндотелин - 1 (ЕТ - 1), как и факторы, влияющие на дифференцировку и рост сосудистых гладкомышечных клеток. Как повреждение эндотелиальных клеток вносит вклад при патологических условиях в болезнь сосудов лучше всего иллюстрируется на примере пациентов с diabetes mellitus, у которых наблюдаются выраженные изменения в структуре и функции эндотелиальных клеток. Эндотелиальные клетки также реагируют с клетками в кровяном русле, ЕТ-1 и другие факторы освобождаются из эндотелиальных клеток в кровь, где их хемотаксическое действие может индуцировать лейкоциты и тромбоциты мигрировать в сосудистую стенку. Эндотелиальные клетки индуцируют адгезию путем экспрессии специфических молекул адгезии (селектины, интегрины и супергенное семейство иммуноглобулинов), которые могут взаимодействовать с лигандами на лейкоцитах и тромбоцитах. Экспрессия молекул адгезии увеличивается в эндотелиальных клетках, которые подвергаются хроническому повреждению факторами риска атеросклероза. Нарушенная проницаемость эндотелиального слоя у пациентов с diabetes mellitus и/или гиперлипидемией ведет к увеличенному притоку субстанций из циркуляции в сосудистую стенку. Кроме того, дисфункция эндотелиальных клеток может вести к ускоренному внутрисосудистому свертыванию крови. Очевидно, что эндотелий играет центральную роль во многих ранних патофизиологических процессах, участвующих в атеросклерозе. Поэтому важно изучить эффекты антиатеросклеротической терапии на функцию эндотелиальных клеток и межклеточные взаимодействия. До недавнего времени мало было известно о прямых эффектах антогонистов кальция на функцию эндотелиальных клеток. Недавние исследования показали, что они в основном влияют на взаимодействие эндотелиальных клеток, гладкомышечных клеток, моноцитов и тромбоцитов, что играет центральную роль на ранних стадиях развития атеросклероза, в то время как протективный эффект этих агентов на сосудистую систему оказывается мал на поздних стадиях [128]. Таким образом, БКС эндотелия играет важную роль, как с точки зрения физиолого-биохимического статуса, так и в биохимии патологических процессов сосудов, при этом особое значение имеют нарушения проницаемости эндотелия и секреция эндотелиальными клетками молекул адгезии. Факторы, влияющие на проницаемость эндотелия, требуют особого рассмотрения. Эндотелиальный барьер во всех органах позволяет проходить свободному обмену воды, но ограничивает в различной степени транспорт растворов биополимеров и зхаряженных частиц. Например, в микрососудах мозга эндотелиальный барьер ограничивает транспорт белков, в то время как в имеющих поры и непрерывных эндотелиальных клетках почек и в эндотелиальных клетках легких эндотелиальный барьер полупроницаем. Эндотелиальный монослой демонстрирует селективность, по проницаемости молекул связанную с их молекулярной массой. Транспорт через эндотелиальный барьер также зависит от заряда растворенных веществ и эндотелиальных клеток. Рецептор - опосредованный трансцитоз альбуминов может вносить вклад в транспорт альбуминов в дополнение к транспорту через парацеллюлярное пространство (т.е. через так называемые поры). Проницаемость воды через эндотелий определяется взаимодействием альбумина с гликокаликсом и щелевыми компонентами эндотелия («волоконный матрикс»). Концентрации альбумина в окружающей среде служат для понижения гидравлической проводимости эндотелия. Увеличенная проницаемость эндотелия по отношению к растворенным веществам и воде зависит от формы и конфигурации эндотелиальных клеток, определяемых изменениями в элементах цитоскелета, таких, как f-актин, и регулируется внутриклеточными вторичными мессенджерами, такими, как свободный цитозольный кальций [129]. Эпидемиологические и экспериментальные исследования показали, что магний тесно связан с регуляцией метаболизма липидов, структурой и проницаемостью мембраны, эндокринными гормонами и функцией тромбоцитов. Причиной атеросклероза, индуцированного дефицитом магния, как предполагают, является уменьшение количества простациклина, продуцируемого эндотелиальными клетками, и увеличение агрегации тромбоцитов. Обнаружено, что плазма от пациентов, страдающих от боли в груди содержит более высокие уровни оксистеролов, чем плазма пациентов того же возраста и пола, не имеющих боли. Исследования на культивируемых артериальных клетках в среде дефицитной по магнию или содержащей оксистеролы показали, что и магний, и оксистеролы играют важную роль в липидном обмене у пациентов с коронарной болезнью сердца [130]. Накапливающиеся данные демонстрируют, что атеросклероз является иммунологически опосредованной болезнью. Повреждение ишемией/реперфузией миокарда сопровождается воспалительным ответом, вносящим вклад в обратимые и необратимые изменения в жизнеспособности тканей и функции органов. Признаны три, вносящие вклад в реперфузионное повреждение, фактора. Это: (1) молекулярный кислород, выделяемый клеточными элементами крови (особенно нейтрофилами); (2) клеточные элементы крови (особенно нейтрофилы); (3) компоненты активированной системы комплемента. Последние два часто действуют совместно. Эндотелиальный и лейкоцитарный ответы участвуют в повреждении тканей, будучи регулируемы каскадом комплемента. Анафилатоксины и мембранные атакующие комплексы вносят вклад прямо или косвенно в дальнейшее повреждение тканей. Повреждение тканей, опосредованное нейтрофилами, может быть инициировано фрагментами комплемента, в особенности C5a, которые являются сильными стимуляторами продукции супероксида нейтрофилами и связывания с эндотелием коронарной артерии. Понимание того, как коллоидно-гемодинамические факторы влияют на целостность и функцию сосудистого эндотелия, необходимо для понимания того, как инициируется и развивается атеросклероз, а также - для определения связи между динамическими жидкостными характеристиками и проницаемостью эндотелия для макромолекул. Полностью анестезированным домашним свиньям внутривенно вводили альбумин, меченный красителем Эванса голубым (КЭГ), которому позволяли циркулировать в течение 90 мин. После того, как животные были умерщвлены, силиконовые препараты были приготовлены из абдоминальной аорты и подвздошных ветвей. Были проведены вычисления пульсирующего потока в областях, информация о которых была получена из препаратов. Распределение рассчитанного сдвигп или растяжения, зависимого от времени (имеется в виду реакция эндотелия на гемодинамическое растяжение сосуда и сдвиг) стенки во внешних разветвлениях подвздошной артерии было напрямую сравнено с вычисленным по точкам пространственно варьирующим поглощением КЭГ в тех же самых артериях. Результаты указывают, что

Похожие:

	Список основных исполнителей по Государственному контракту 14. 740. 11. 1258 от 17 июня 2011 Государственному контракту 14. 740. 11. 1258 от 17 июня 2011 на выполнение поисковых научно-исследовательских работ для государственных...		Список основных исполнителей по Государственному контракту 14. 740. 11. 1258 от 17 июня 2011 Государственному контракту 14. 740. 11. 1258 от 17 июня 2011 на выполнение поисковых научно-исследовательских работ для государственных...
	Список основных исполнителей по Государственному контракту 14. 740. 11. 1258 от 17 июня 2011 Государственному контракту 14. 740. 11. 1258 от 17 июня 2011 на выполнение поисковых научно-исследовательских работ для государственных...		Отчет о научно-исследовательской работе, выполняемой по государственному... «Разработка алгоритмов для биоинформационного анализа комплексных метаболических и молекулярно-генетических сетей»
	Отчет о научно-исследовательской работе контракт №21/10 от «09» октября... Целью работы является исследование теоретических и практических особенностей существующих систем ротации в правоохранительных органах,...		Отчет о научно-исследовательской работе по государственному контракту... Русский язык и культура речи: учебно-методический комплекс для студентов очной формы обучения / сост. И. А. Крым; Кузбасский институт...
	Отчет по государственному контракту от 04. 06. 2012 №1102-01-41/06-12... ...		Отчет о научно-исследовательской работе по теме: «Разработка научно... «Институт законодательства и сравнительного правоведения при Правительстве Российской Федерации» (ИЗиСП)
	Отчет о научно-исследовательской работе по теме «Эффективность использования... Отчет по теме № са-12-39 «Эффективность использования отраслевых информационных систем» Минкультуры России		Отчет о выполненной работе по Государственному контракту №12. 741.... Целью проведения работы является эффективное освоение молодыми исследователями и преподавателями лучших научных и методических отечественных...
	Отчет №3 о научно-исследовательской работе по теме: «Грид-технологии» Разработка методов эффективного решения задач обработки, хранения, передачи и защиты информации		Отчет о научно-исследовательской работе Гост 32-2001. Межгосударственный стандарт. Система стандартов по информации, библиотечному и издательскому делу. Отчет о научно-исследовательской...
	Отчет о научно-исследовательской работе Межгосударственный стандарт (гост 32-2001). Отчет о научно-исследовательской работе. Структура и правила оформления (редакция 2005...		Отчет о научно-исследовательской работе на тему: «Разработка модифицированных... «Разработка модифицированных методов выделения гуминовых веществ для получения биологических препаратов на основе вермикомпоста»
	Общие положения отчет Отчет о научно-исследовательской работе (нир) документ, который содержит систематизированные данные о научно-исследовательской работе,...		Отчет по Государственному контракту № «Разработка концепции создания интеллектуальной транспортной системы на автомобильных дорогах федерального значения»