Перфузия — метод питания биологических тканей

Перфузия (лат. perfusio обливание, вливание)— метод питания биологических тканей или подведения биологически активных веществ путем пропускания физиологических растворов, крови, кровезамещающих или других жидкостей через кровеносные сосуды какого-либо органа, части тела или всего организма- кровоснабжение органов тела в естественных условиях (напр., почек, головного мозга и др.).

Видео: Урок биологии №55. Типы питания организмов.

Первые попытки П. биол. объектов, прежде всего изолированных органов (мозга, сердца и др.), были предприняты во второй половине 19 в. Ш. Броун-Секар в 1858 г. впервые восстановил признаки жизни в изолированной от туловища голове собаки путем пропускания артериальной крови через ее сосуды. Позже И. П. Павлов с сотр. (1887) и Э. Старлинг (1898) разработали модели сердечно-легочного препарата, в к-ром П. изолированного сердца собаки осуществлялась кровью, оксигенированной в собственных легких и поступающей в аорту за счет нагнетания ее левым желудочком сердца (аутоперфузия). П. изолированного сердца Лангендорфф производил через аорту оксигенированным р-ром Рингера — Локка. В 1902 г. А. А. Куляб ко с помощью П. сумел оживить изолированное сердце человека через 20 час. после смерти, а С. В. Андреев в 1946 г.— через 99 час. В 1924—1928 гг. С. G. Брюхоненко и С. И. Чечулин осуществили П. изолированной головы собаки с помощью аппарата искусственного кровообращения, заменяющего сердце легкие животного.

В экспериментальной практике с помощью Перфузии изолированных органов, тканей и клеток изучают биохимический и физиол. особенности их жизнедеятельности. Такая Перфузия является также способом выявления и получения биологически активных веществ (медиаторов, гормонов, ферментов и др.).

В целом организме благодаря Перфузии осуществляется замена или помощь насосной функции сердца (искусственное создание циркуляции крови), поддержание метаболизма, газообмена, терморегуляции, а также интенсивная доставка тканям и органам питательных и лекарственных веществ. Перфузия может быть полной — полное экстракорпоральное кровообращение с помощью аппаратов типа «сердце — легкие», частичной — для поддержания газообмена — вспомогательная оксигенация, для помощи сердцу — вспомогательное кровообращение и для поддержания метаболизма.

В зависимости от типа сосудов, используемых для П., различают вено-венозную, артерио-артериальную и смешанную веноартериальную перфузию. При вено-венозной П. соединяются яремная и бедренная вены, при артерио-артериальной П.— те или иные бедренные артерии, при смешанной Перфузия — яремная вена с бедренной артерией.

Видео: Биология. Физиология человека.

Простейшая схема Перфузии изолированных органов и тканей включает терм стабилизирующую камеру, в которую помещены ткань или орган. Через кровеносные сосуды органа под давлением прогоняется перфузионная жидкость. П. тканей (клеток) осуществляется проточным омыванием препаратов в камере. Жидкость насыщается кислородом или карбогеном (смесь, состоящая на 95% из кислорода и на 5% из углекислого газа). При этом поддерживаются определенные температура, pH, рОа и рС02 среды, скорость движения жидкости или уровень развиваемого давления и т. д.

Для подведения лекарственных веществ к тканям, относительно изолированным от общего сосудистого русла областей или органов, с целью воздействия лекарственного препарата непосредственно на очаг патологического процесса и снижения его токсического действия на организм используются региональная и органная П.

При временной замене газо-обменной функции легких и насосной функции сердца механическими устройствами (при операциях на сердца и магистральных сосудах) отсутствуют физиол. взаимодействие и внутренние связи между организмом я искусственным органом. Поэтому для адекватного снабжения организма кислородом необходимо искусственное регулирование и поддержание оптимальных гемодинамических и гематологических параметров. G этой целью применяют так называемую идеальную Перфузию, основанную на принципе максимального приближения физиол. констант перфузируемого организма к нормальному, до перфузионному, значению. Это достигается рациональным температурным режимом, выбором кровеносных сосудов и коммутаций перфузионной системы для обеспечения максимальной объемной скорости П., применением перфузата с показателями, приближающимися к параметрам крови пациента, тщательно контролируемой и управляемой искусственной гемофилией, применением современных насосов и систем, позволяющих создавать пульсирующий кровоток, использованием мембранных оксигенаторов.

Перфузия органов, находящихся в организме, но изолированных от его общего сосудистого русла, широко используется для изучения механизмов нервной регуляции.

Применение перфузии в клинике. В кардиохирургических клиниках для защиты миокарда от гипоксии при протезировании аортального клапана, коррекции много клапанных пороков сердца и коррекции пороков сердца у детей грудного возраста применяется регионарная П. сердца, осуществляемая с помощью специального аппарата путем катетеризации коронарного синуса, коронарных артерий или основания аорты с последующим ее пережатием- П. проводят в условиях нормотермии или гипотермии.

Для коррекции пороков сердца применяется метод коронарно-каротидной П. Сущность метода заключается в регионарной П. головы и сердца с временным прекращением кровотока по нисходящей аорте. Этот вид П. проводится путем катетеризации сонных артерий, верхней и нижней полых вен и аорты. Коронарно-каротидная П., проводимая в условиях нормотермии, ведет обычно к накоплению недоокисленных продуктов обмена в нижней части тела- вымывание их в общий круг кровообращения сводит на нет результаты предыдущей работы. Проведение коронарно-каротидной П. в условиях гипотермии повышает толерантность внутренних органов к аноксии.

В некоторых случаях для коррекции врожденных пороков сердца (дефект меж предсердной перегородки, изолированный стеноз легочной артерии) используют изолированную перфузию головы в сочетании с гипотермией. Перфузия осуществляется путем катетеризации сонной артерии (охлаждение головы до t° 17—18°). Этот метод применяется и в нейрохирургии: оперативное вмешательство проводится на обескровленном мозге.

При лечении воспалительных процессов, тромбофлебита и опухолей используют изолированную П. нижней конечности- П. осуществляется путем катетеризации бедренной артерии и вены с наложением жгута выше места катетеризации.

В химиотерапии опухолевых процессов применяется регионарная П. легких, печени, органов малого таза, органов брюшной полости. Так, Крич (О. Creech) разработал метод регионарной П. легких, Аустен (W. G. Austen) — П. органов малого таза при опухолях- П. органов брюшной полости предложил Шинглтон (W. W. Shingleton) с соавт. в 1960 г. Перфузию печени осуществили Аусман и Ауст (R. К. Ausman, J. В. Aust) в 1960 г. По их мнению, П. печени можно применять для лечения опухолей, воспалительных процессов и различных интоксикаций- П. проводят через печеночную артерию и воротную вену.

Метод регионарной Перфузии нашел широкое применение в трансплантологии в целях консервации органа (см. Консервирование органов и тканей). Существенным достоинством этого метода является возможность оценки состояния органа во время П. Большой практический опыт накоплен по пересадке трупной почки. Как правило, почку после гипотермической П. помещают в специальный р-р с t° 4° и хранятся условиях гипербарии, что позволяет выводить из нее продукты метаболизма и сохранять низкий уровень окислительно-восстановительных процессов. При лечении острой печеночной недостаточности для П. применяют свиную печень.

Как правило, П. всеми вышеописанными методами проводится с помощью специальных аппаратов, которые заполняют определенным количеством крови или кровезаменителей. Первоначально идеальной перфузионной средой считалась гепаринизированная донорская кровь, полученная в день операции и подобранная по системе АВО и резус- фактору. Однако опыт показал, что применение крови в качестве перфузата ведет к таким осложнениям, как синдром гомологичной крови, который является результатом иммунологической несовместимости. Синдром гомологичной крови проявляется нарушением микроциркуляции, снижением АД, повышением венозного и уменьшением общего объема циркулирующей крови и т. д. Кроме того, как показали И. Р. Дробинский (1961), Адашек (Е. Р. Adashek, 1963), Литвак (R. S. Litwak, 1972), применение крови в качестве перфузата создает опасность заражения больных австралийским антигеном, вызывающим сывороточный гепатит.

Внедрение метода гемодилюции значительно уменьшило количество осложнений, вызываемых синдромом гомологичной крови. Для гемодилюции применяют кристаллоидные растворы (изотонический раствор хлорида натрия, раствор Рипгера — Локка, 5% раствор глюкозы и др.), коллоидные растворы (желатиноль, гематель, реомакродекс, реополиглюкин). Гемодилюция улучшает реологические свойства крови, нормализует микроциркуляцию, однако сохраняется опасность передачи вирусного гепатита.

Совершенствование перфузионной техники привело к созданию аппаратов с малым объемом заполнения, что дало возможность исключить из перфузата донорскую кровь. Впервые Перфузия без донорской крови провел в 1959 г. Нептыон (W. В. Neptune). В СССР перфузия без донорской крови была проведена в 1962 г. А. Н. Бакулевым с сотр. В качестве перфузата используют также свежо отмытые или размороженные отмытые эритроциты. Перспективны также исследования но применению специальных соединений, способных в качестве перфузата переносить кислород.

Внимание, только СЕГОДНЯ!