The effect of certain pharmacological agents on the amount of circulating blood in animals

Abstract

In recent years, in connection with the work of Barcroft'a, Wollheim'a and others, among clinicians, there has been an increased interest in the dynamics of blood circulation and the method of determining it. If earlier the center of gravity of the circulatory mechanism was reduced almost exclusively to the state of the central organ of the system - the heart, nowadays the clinic attaches no less importance to the active role in blood circulation to the state of the arterial and venous network and the amount of blood circulating in the vessels.

Full Text

За последние годы в связи с работами Barcroft’a, Wollheim’a и др. среди клиницистов замечается усиленный интерес к динамике кровообращения и методике определения ее. Если раньше центр тяжести механизма кровообращения сводился почти исключительно к состоянию центрального органа системы—сердцу, то в настоящее время клиника придает не меньшее значение активной роли в кровообращении состоянию артериальной и венозной сети и количеству циркулирующей в сосудах крови. Последнему фактору, именно к-ву крови, придается особенное значение в выяснении динамики кровообращения при состояниях декомпенсации. Так, было установлено, что количество циркулирующей крови не идентично с количеством всей крови в организме и что это к-во может меняться от состояния кровенаполнения отдельных органов и систем. У человека в абсолютно покойном состоянии количество крови, выбрасываемое сердцем в Г, приблизительно равно общему к-ву крови всего тела: у более мелких животных с большей частотой сокращений сердца каждая частица крови совершает полный кругооборот по сосудам 2—3 раза в 1 минуту. У крупных животных, наоборот, эта циркуляция совершается медленнее: у лошади в покойном состоянии сердце в 1 выбрасывает к-во крови, равное ½ объема всей крови тела, и каждая частица крови, следовательно, совершает полный круг движения по сосудам, приблизительно 1 раз в 2—3 минуты. Barcroft, изучая роль селезенки в общей системе кровообращения, пришел к заключению, что селезенка, обладая способностью уменьшать и увеличивать свой объем под влиянием различных моментов, может влиять на количество крови в периферических сосудах тела, либо, выбрасывая в русло излишек кро ви, либо наоборот, расширяя объем своих сосудов и щелей, удерживать в себе значительное количество ее.

Говоря о физиологическом значении движений селезенки, проф. Горяев так резюмирует свои соображения по этому вопросу: „действительно, едва-ли молено сомневаться в громадном значении ритмических движений селезенки для кровообращения в ней (Материалы к вопросу о движениях и иннервации селезенки. Диссертация, Казань, 1910 г.).

Кроме того, селезенка, присасывая кровь при расширении и выбрасывая ее при сокращении, должна оказывать механическое влияние на кровообращение в системе воротной вены... Боткин клинически наблюдал увеличение печени, под влиянием сокращения патологически увеличенной селезенки. Дроздов и Бочечкаров опытами на животных устанавливают, что каждое сокращение селезенки сильно увеличивает кровенаполнение печени“. Проф. Горяеву удалось подметить зависимость кровяного давления в корнях воротной вены от активных колебаний объема селезенки, и последняя, так. образом, по его мнению, является важным вспомогательным движущим механизмом для кровооб ращения в печени и в системе воротной вены. Наблюдениями Вагcroft'a и др. исследователей было выдвинуто понятие о так наз. кровяных депо, т. е. тех местах, где может скопляться излишек крови из кровеносных сосудов, и откуда она поступает при недостаче ее в периферии.

Таким депо по Barcroft’y и Горяеву является селезенка, по исследованиям Ерріngеr’а и Sсhurmеуеr’а печень, а по данным Wоllhеim’a—субпапиллярная сеть капилляров кожи, область разветвления п. splanchnici, а при патологических условиях — легкие. По заключению упомянутых авторов функция депо сводится не просто к роли запасных хранилищ крови, а проявляется в активном участии их в регуляции кровенаполнения сосудов кровью. Вполне понятно, что установление указанных свойств кровяных депо с их активным участием в регулировании кровонаполнения периферического русла имеет чрезвычайное значение в клинике сердечно-сосудистых заболеваний. Так Wollheim, пользуясь методикой определения к-ва крови у сердечных б-х при различных состояниях декомпенсации, выдвигает 2 диаметрально противоположные формы декомпенсации: одна, встречающаяся по преиму ществу при гипертензиях и недостаточности аортальных клапанов,—про текает при явлениях увеличения к-ва крови в периферических сосудах. (85—110 ссm на кило веса).

При лечении таких форм расстройств сердечной деятельности препаратами наперстянки, количество циркулирующей крови уменьшается до нормы (на 1000—2000³ ссm или до 75—85³ ссm на кило веса). По мнению Wollheim’a излишек крови, который вызывал перегрузку сердечно-сосудистой системы, под влиянием наперстянки был передвинут из сосудистого русла в кровяное депо, благодаря чему работа сердца значительно облегчилась и улучшилась, и явления декомпенсации исчезли. Другая форма декомпенсации, более редкая, чем первая, встречается при болезнях, протекающих при явлениях нарушенного кислородного обмена в легких (стеноз и склероз легочной артерии, эмфизема легких, крупозн. воспаление, митральной стеноз, бронхиолит, токсические инфекцион. болезни). Эта форма протекает при явлениях уменьшенного коли чества крови (40—65³ ссm на кило веса) и характеризуется более вы раженным цианозом и почти полным отсутствием терапевтического эффекта от применения препаратов наперстянки. Здесь более действительным оказываются препараты камфоры, коффеина и адреналина.

Указанная связь динамики кровообращения с количеством цирку лирующей крови, побудило вас, по совету покойного проф. М. Н. Чебоксарова, заняться выяснением колебания к-ва циркулирующей крови у животных, под влиянием различных фармакологических средств из группы cardiaca. Цель нашей работы подметить колебания количества крови в каждом конкретном случае в сторону увеличения или уменьшения под влиянием того или иного вещества, введенного в кровь животного и действующего на сердечно-сосудистую систему его. В выборе сердечных средств мы остановились на таких, которые, по данным фарма кологии, действуют или непосредственно на сердечную мышцу и на сосуды, или более сложным путем через центры продолговатого мозга, а именно амилнитрит, адреналин, гитален, морфии, коффеин и камфора.

В определений к-ва крови мы пользовались как методикой американских авторов (Keith, Geraghty, Rowntree), так и немецких (Seyderhelm, Lampe и др.), внеся в нее некоторые технические изменения.

В виду отсутствия описания на русск. языке методики определения к-ва крови, мы остановимся на ней несколько подробнее. Для производства исследования необходимо иметь: 1) 2% водный раствор Ammonium oxalic, который добавляется в крови в количестве 1/10 ее объема для предотвращения свертывания, 2)—Гематокрит. Мы пользовались фабричным прибором, но можно изготовить его самому, изогнув капиллярную трубочку (от 1 — 1,5 мм. в поперечнике) обыкновенного термометра ввиде буквы V, и нанести деления от 0—100. 3) Раствор краски. Мы применяли вначале 1% водный раствор Kongorot, но ввиду непригодности этой краски при колориметрировании сыворотки, хотя бы только со следами гемолиза, мы отказались от нее и перешли к 1^% водному раствору tripanblau; при применении этой краски незначительн. гемолиз не оказывает такого влияния на точность отсчета в колориметре. 4)—Колориметрия. Мы пользовались колориметром Bürker’a, (См. Handbuch der biolog. Arbeitsmetoden herausgegeben von Emyl Abderhalden, Abt. IV, T—4, H 4, 1926 г.), который значительно точнее и практически удобнее колориметра Аутенрита,. т. к. позволяет производить исследования с небольшим количеством сыворотки. 5) Шприц в 10 ссm и 2 ссm.

Ход исследования:

У животного, натощак, из вены конечности (без жгута!) добывается 10—15— 20 сст. крови (порция № 1), непосредственно в цилиндр, в который налито 1/10 объема крови 2% водн. раствора ammon. oxalicum. Кровь осторожно и тщательно перемешивается и тотчас же набирается в гематокрит простым насасыванием. Затем в вену другой конечности вводится раствор краски из расчета 1 mmg. чистой краски на кило веса животного. Через 5 и 10 минут вновь добываются 2 пор ции (№ II и № III) по 5—10 ссm. крови, к которым также добавляется ^1/10 ок салата.

Добывать кровь шприцем через 3 и 6 минут, как советуют американские авторы, без наложения жгута вначале для нас было очень трудно, почему мы и остановились на 5 и 10 минутах, но в последующих опытах с усовершенствова нием методики и техники эти сроки оказались вполне доступными. В последую щем изложении результатов опытов мы указываем цифры, полученные через 5 и 10 минут. Полученные 3 порции крови (одна до введения краски и 2 после введения, оставляются (что можно ускорить центрофугированием), а гемотокрит центфофугируется в течение 45—60 минут, для получения полного отделения плазмы от форменных элементов крови. Объем плазмы и форменных элементов отсчитывается по делениям, нанесенным на капилляре. Степень окраски плазмы № II и № III определяется колориметрически.

При изготовлении штандартного раствора мы поступали следующим образом: приняв все количество крови животного равным ¹/₁₃ веса, или 80 куб. см. на кило веса (в которой, следовательно, должна равномерно распределиться введенная в организм краска), мы к определенному объему сыворотки № 1 добавляем столько краски, чтобы полученный раствор был теоретически одинаков с раствороаі краски в организме. Пример: у собаки 17 kg—количество крови равно приблизительно 1300³ ст. Введено было 1,7 1% раствора краски, следовательно для изготовления штандартного раствора краски для колориметра Бюркера, необхо димо к 2 ссm. сыворотки № 1 добавить 0,0026 ст³ 1% раствора, или 0,26 ст³, раствора 1:10000. Мы большей частью приготовляли штандартный раствор краски на сыворотке, дабы иметь одинаковые физиологические свойства штандарта и ис пытуемых проб сыворотки № II и № III, но иногда пользовались и водным раствором. Наполнив стаканчики колориметра соответствующими жидкостями (верх, правый—штандарт, верхи, левый и нижн. правый сыворотки № I, нижний левый испытуемый сывороткой № II и № II), производим 10 отсчитываний по шкале прибора, и беря среднюю величину, по ней определяем %% краски, из расчета, что 10 делений шкалы аппарата соответствуют 100%, 5 делений—200%, 20 делений 50%, и т. д. Полученные цифры °%% приводим к предполагаемой концентрации краски у животных при 0 минут. Последняя нами получалась графически, на миллиметровой клетчатой бумаге для нанесения кривых. Проценты концентрации распределялись по ординате, минуты (5 и 10) на абциссе. Отметив точки, соответствующие %% концентрации краски через 5 и 10, соединив их прямой до пересечения с ординатой, получим искомую величину концентрации краски при 0. Количество крови определяется по формуле: *А, где А= к-ву плазмы,

и вычисляется по формуле:

где к— объему кр. кровян. телец в гематокрите, р= объему оксалатной плазмы, потраченной на изготовление штандартного раствора.

a-во краски, потраченной на изготовление штандартного раствора.

f-во краски, введенной животному.

b— к-во крови, добытой у животного, после введения краски.

0= оксалаты, прибавленные к „b“.

e=концентрация краски при 0; полученная высчитыванием из b+0.

К полученному результату необходимо добавить количество взятой порции крови до введения краски (№ I), и потерю крови при производстве опыта.

С каждым животным обычно проделывается 2 опыта: первый контрольный, с введением краски и определением количества крови, и второй через неск. дней (3—4), по выделении краски из организма, вновь с введением краски и одновременным введением испытуемого фармакологического вещества.

Последние вводится внутривенно после взятия первой пробы крови, тотчас перед введением краски, или за 2—3. Затем, через 5 после введения краски, добываются пробы № II и через 10 проба № III. Всего нами проделано 25 опытов, по 2—3 и более опытов с каждым фармакологическим веществом. Теперь перейдем к изложению результатов наших опытов.

Опыт № 1. Adrenalin 1—2 к. с. раствора 1:1000 внутривенно; проделано 4 опыта. В первых 3-х опытах мы получали уменьшение к ва .крови на 225, 275 и 280 к. с. Эти данные указывают на то, что под влиянием адреналина указанные к-ва крови ушли из периферического ложа. Четвертый опыт при введении большей дозы адреналина в противоположность первым трем дал увеличение крови на 150 як. с. Результаты наших первых трех опытов расходятся с данными Gгаb-Iаnsеn-Rein’a, наблюдавших увеличение количества крови после инъекции адреналина, которое, по их мнению, происходило за счет крови печени, резко уменьшающейся при этом в объеме, а также Pappenholz’a в Schurmeуег’а, наблюдавших изменение величины печени рентгенологически, под влиянием инъекций адреналина, в сторону уменьшения объема органа.

Такое же увеличение к-ва крови наблюдал Barcroft в опытах с селезенкой при введении адреналина. Это расхождение результатов наших опытов с указанными авторами возможно лежит в различных методиках, которыми пользовались мы и авторы (газовый метод с СО), а так же в дозах адреналина и времени взятия крови для исследования. Уменьшение количества крови в наших 3-х опытах вероятнее всего нужно искать в сильном сосудосуживающем эффекте периферических сосудов под влиянием сравнительно небольших доз адреналина; более сильная доза его вызывала вероятно и более резко выраженный спазм сосудов внутренних органов и выжимание крови из них, в результате чего по лучилось увеличение крови в нашем четвертом опыте.

Опыт № 2 с амилнитритом. Амилнитрит является веществом, вызывающим резкое расширение периферических сосудов, как результат угнетающего действия на сосудодвигательный центр и непосредственного влияния на сосуды. Поэтому, при вдыхании паров амилнитрита в наших опытах теоретически мы можем ожидать увеличение количества циркулирующей крови. И, действительно, вдыхание паров амилнитрита в продолжении 10 минут вызвало увеличение крови в одном случае на 80 к. с., в другом на 350 к. с. (в среднем 215 к. с.). Этот опыт, кроме увеличения крови, указывает на огромное значение примененной дозы вещества: в первом случае, по техническим условиям опыта, вдыхание паров амилнитрита животным было неполным, и нами получилась сравнительно небольшая цифра увеличения в 80 к. с.; во втором опыте техническая неточность была устранена, утечки паров амилнитрита не было, полученная нами цифра увеличения к-ва крови оказалась 350 к. с. Очевидно, большая доза амилнитрита, вызывая более сильное и более стойкое угнетающее действие на сосудодвигательный центр и сосуды, вызывает и более резкое изменение к-ва циркулирующей крови в сосудах.

Опыт № 3. Дигален. Дигиталис, как известно, из фармакологии, усиливает систолу и уменьшает диастолу и тем самым усиливает присасы вающее влияние сердца, при чем, однако, абсолютная сила его не меняется. Увеличенное к-во крови, выбрасываемое сердцем в каждую систолу под влиянием дигиталиса, ведет к более совершенному наполнению кровью артериальной системы и одновременно к понижению давления в венах. Этот эффект, однако возможен только при непременном условии повышения минутной работы сердца, т. е. к-ва крова, выбрасываемого сердцем во время систолы и числа сердечных ударов в минуту. Кроме того, дигиталис действует непосредственно на сосуды, регулируя ритмическое сокращение и повышая тонус их, причем наибольшей чувствитель ностью к препаратам наперстянки обладают сосуды, составляющие корни воротной вены, и, в зависимости от дозы, действуют и расширяющим и суживающим образом (Вершинин—фармакология).

В случаях с нормальной деятельностью сердца терапевтические дозы наперстянки не оказывают влияния на общую работу сердца. Следодовательно, в опытах с применением терапевтических доз дигалена мы неможем ожидать больших колебаний в к-ве циркулирующей крови. И, дей ствительно, gitalen (1 к. с. внутривенно) в наших опытах не дал каких- либо ощутительных результатов ни в сторону увеличения, ни в сторону уменьшения к-ва крови: последнее в опытах с введением gitalen’a до и после оставалось без изменений. Этот опыт лишний раз подтверждает старое наблюдение клиницистов, что при применении дигиталиса в со стоянии полной компенсации и в случаях с нормальной здоровой сердечно-сосудистой системой не получается того благотворного терапевтического эффекта, как у лиц с расстроенным кровообращением на почве не достаточности сердца или сосудов.

Опыт № 4, Коффеин. Коффеин действует возбуждающим обра зом на центр, концы пи. vagi и на периферические окончания ускорителей сердца, а, в результате возбуждения нервномышечного аппарата самого сердца, вызывает повышение работы и увеличение абсолютной силы сердечной мышцы, вызывая одновременно (избирательное действие) расширение коронарных и др. периферических сосудов (возбуждение со судодвигательного центра). В наших опытах с введением коффеина (2 к. с. 10% раствора внутривенно) мы, в одном случае получили увеличение кро ви на 15 к. с., в другом на 45—50 к. с.

Опыт № 5. ОІ. Camphorae. По данным фармокологии камфора, возбуждая сосудодвигательный центр, суживает большинство сосудов внутренних органов с одновременным расширением легочных, коронарных и периферических сосудов. Следовательно, при применении камфоры мы можем ожидать увеличения количества циркулирующей крови. Результаты наших опытов подтверждают это: в одном случае мы получили увеличение крови на 200 к. с в другом на 300 к. с.

Опыт № 6. Морфий. Внутривенное введение 1—2 к. с. 1% ра створа морфия в одном опыте у нас вызвало уменьшение крови на 300 к. с., в другом на 50 к. с., в третьем на 70 к. с. Следовательно, морфий, введенный внутрь, вызывает перегруппировку распределения крови с переброской части ее в депо. Возможно, в подобном действии морфия кроется часть благотворного эффекта его при применении этого вещества в качестве cardiaca у сердечных больных.

Результаты наших опытов, хотя и немногочисленных, дают основание отметить то, что различные фармакологические вещества вызывают у животного изменения в количестве циркулирующей крови или в сторону увеличения, или в сторону уменьшения. Так, амилнитрит и ol. camphorae дают значительное увеличение; менее значительное увеличение дает коффеин; адреналин в небольшой дозе и морфий вызывают умень шение, адреналин в большей дозе дает увеличение: гитален не изменяет количество циркулирующей крови. Кроме того, опыты с амилнитратом, адреналином и камфорой показывают, что лоза вещества является не безразличной в динамике распределения циркулирующей крови: большая доза адреналина вызвала прямо противоположный эффект, т. е. увеличе ние крови, которое, повидимому, могло произойти лишь за счет наступившего более сильного спазма сосудов внутренних органов (печень и селезенка) над периферическим или м. б..потому, что кровообращение в этих органах по отношению к адреналину подчинено иным законам и влияниям, чем другие. Более сильные дозы амилнитрита и камфоры вызвали и бблыпую цифру увеличения крови.

Все сказанное побуждает нас продлить работу дальше и развить, ее шире, испытав различную дозировку вещества с учетом работы сердца, колебаний кровяного давления и количества форменных элементов крови, чтобы на основании полученных результатов более реально смотреть на сущность кровяных депо и те законы, которым подчиняются они: у здорового и больного организма.