Effects of Heparin and Piyavit on blood rheological properties and platelet aggregation
- Authors: Kameneva M.V.1,2, Parfenov A.S.1,2, Klimanova E.L.1,2, Khalil S.1,2, Nikonov G.I.1,2, Baskova I.P.1,2
-
Affiliations:
- Research Institute of Mechanics, Lomonosov Moscow State University
- Research Institute of Physical and Chemical Medicine
- Issue: Vol 69, No 5 (1988)
- Pages: 331-334
- Section: Articles
- URL: https://kazanmedjournal.ru/kazanmedj/article/view/98424
- DOI: https://doi.org/10.17816/kazmj98424
- ID: 98424
Cite item
Full Text
Abstract
Heparin in clinical practice is used either to prevent thrombosis or during extracorporeal hemoperfusion (hemo- and plasmabsorption, operation of artificial circulation devices and blood fractionators). Currently, indications for administration of heparin for therapeutic purposes tend to be limited. This is due to the fact that the vast experience of heparin therapy has revealed not only the favorable effects of heparin, consisting in its hypocoagulation action, but also the possibility of the development of various complications of its use. These adverse effects of heparin include primarily thrombocytopenia associated with intravascular platelet aggregation. In addition, in certain situations, heparin is able to block the action of antithrombin III in case of severe thrombinemia and antithrombin deficiency. Recently, data have appeared about the increase of platelet factor 4 concentration in plasma of patients with peripheral atherosclerosis during intravenous injection of heparin. Consequently, the search for compounds capable of replacing heparin is highly relevant.
Keywords
Full Text
Гепарин в клинической практике используется либо с целью профилактики тромбообразования, либо при проведении экстракорпоральной гемоперфузии (гемо- и плазмосорбция, работа аппаратов искусственного кровообращения и фракционаторов крови). В настоящее время показания к назначению гепарина с лечебной целью имеют тенденцию к ограничению. Это связано с тем, что огромный опыт гепаринотерапии выявил не только благоприятные эффекты гепарина, заключающиеся в его гипокоагуляционном действии, но и возможность развития различных осложнений при его применении. К таким неблагоприятным воздействиям гепарина относится прежде всего тромбоцитопения [10], связанная с внутрисосудистой агрегацией тромбоцитов [14]. Кроме того, в определенных ситуациях гепарин способен при выраженной тромбинемии и дефиците антитромбинов блокировать действие антитромбина III [12]. В последнее время появились данные об увеличении концентрации фактора 4 тромбоцитов в плазме больных периферическим атеросклерозом при внутривенном введении гепарина [11]. Следовательно, поиск соединений, способных заменить гепарин, весьма актуален.
На роль такого соединения может претендовать экстракт из пиявок Hirudo medicinalis [7], который еще до открытия гепарина использовали в качестве антикоагулянта [5]. Экстракт обладает небольшой антитромбиновой активностью, связанной с наличием в нем гирудина — высокоспецифического ингибитора фермента тромбина [15]. Препарат способен удлинять время рекальцификации плазмы крови за счет наличия в нем ингибиторов контактной стадии свертывания крови [9]. Содержащаяся в препарате дестабилаза растворяет стабилизированный фибрин [2]. В экстракте определено наличие простагландинов, по спектру действия подобных простациклину [7]. Очевидно, благодаря присутствию веществ простагландиновой природы, экстракты из пиявок, как и секрет слюнных желез пиявок, ингибируют тромбоцитарно-сосудистый гемостаз [4], что обеспечивает защитное противотромботическое действие экстрактов из медицинских пиявок, обнаруженное при внутривенном и оральном введении животным [3]. Выявлено антиатеросклеротическое действие препаратов [1]. Установлено обусловленное суммарным эффектом пиявочных простагландинов и дестабилазы тромболитическое действие экстракта, проявляющееся при его введении внутрь.
Задачей настоящей работы было сравнительное исследование влияния гепарина и пиявита на реологические свойства крови и функциональные свойства тромбоцитов.
В экспериментах были использованы гепарин «Рихтер» и водный экстракт из порошка лиофилизированных пиявок Hirudo medicinalis, названный пиявитом [3]. Гепарин и пиявит применяли в качестве стабилизаторов крысиной крови и крови людей с ишемической болезнью сердца. Их объемное соотношение с кровью составляло 1 : 9. Обычно в 1 мл крови было 5 ед. активности гепарина или пиявита, содержащего 5—6 мг белка. Пиявит характеризовался антитромбиновой активностью 0,65—0,80 ATIIIH (международных единиц) на 1 мг белка, антикалликреиновой активностью около 1 антинанокатала на 1 мг белка (по отношению к субстрату S-2302), удлинял время свертывания цитратной крысиной плазмы крови при рекальцификации в 2 раза и содержал 580 ±190 пг/мг белка простагландинов, определяемых радиоиммунным методом с антителами к 6-кето-простагландину FІa.
Вязкость крови измеряли на ротационном вискозиметре [6] при напряжении сдвига 0,05 и 0,1 Па. Агрегацию эритроцитов изучали реоскопическим методом [6] по скорости процесса агрегации. О деформируемости эритроцитов судили по скорости фильтрации клеток через фильтры с диаметром пор 5 мкм. Механическую резистентность оценивали по скорости ультразвукового гемолиза при подводимой мощности 0,4 Вт/см2 и частоте 880 кГц [8]. Агрегацию тромбоцитов устанавливали фотометрически на агрегометре «Chrono-log» (модель 530, Англия). Плазму, богатую тромбоцитами, получали из венозной крови, взятой в пробирку, содержащую 1 мл 3,8% цитрата натрия (объем крови — 9 мл). В 1 мм3 такой плазмы находилось 250 тыс. тромбоцитов (получали путем центрифугирования цельной крови при 100 g в течение 30 мин при комнатной температуре). На агрегометре регистрировали изменение оптической плотности плазмы, богатой тромбоцитами, при действии АДФ в конечной концентрации 5-10—6 М. Число тромбоцитов подсчитывали на счетчике тромбоцитов «Platelet Counter PL-100» (Япония).
На первом этапе работы изучали влияние гепарина и пиявита на реологические свойства крови крыс. Образцы крови экспонировали в течение 2 ч при комнатной температуре, а затем оценивали их реологические свойства (см. табл.). Агрегация и механическая резистентность эритроцитов крови, стабилизированной пиявитом, оказались несколько ниже, а фильтруемость эритроцитов выше, чем те же показатели крови, стабилизированной гепарином. Интегрально все перечисленные отличия проявлялись в более низкой вязкости крови, стабилизированной пиявитом, при одинаковых средних значениях показателей гематокрита и напряжения сдвига. Хотя выявленные различия параметров были статистически недостоверными, очевидно, что пиявит несколько благоприятнее, чем гепарин, воздействует на реологические свойства крови.
Таблица. Сравнительная характеристика реологических параметров крови, стабилизированной гепарином или пиявитом
Вид крови и стабилизатора | Гематокрит | Вязкость при напряжении сдвига, мПа-с | Агрегация эритроцитов, с | Фильтруемость эритроцитов, с | Механическая резистентность эритроцитов, с | ||
0,1 Па | 0,05 Па | ||||||
Крыс гепарин | 44,0 ± 1,0 (n=16) | 3,1 ±0,3 (n=16) | 7,3± 0,5 (n=16) | 34,0±8,1 (n=7) | 16,8± 2,7 (n=7) | 224,0 ± 18,0 (n= 6) |
|
пиявит | 44,0 ± 1,0 (n=17) | 2,6 ± 0,2 (n=17) | 6,3± 0,4 (n=17) | 44,0±7,2 (n=7) | 16,0± 3,2 (n=7) | 233,0± 15,0 (n=7) | |
Людей, больных ишемической болезнью сердца |
|
|
|
|
|
|
|
гепарин | 48,0± 1,5 | 7,9±0,7 (n= 10) | 17,4± 1,2 (n = 10) | 6,9± 1,3 (n=7) | 9,7± 1,6 (n= 7) | 265,0 ± 18,0 (n=7) | |
пиявит | 48,0± 1,5 | 6,7 ± 0,5 (n=8) | 14,3± 1,5 (n=8) | 9,3± 1,7 (n=7) | 8,9± 1,6 (n=8) | 273,0± 22,0 (n=7) |
|
На следующем этапе работы оценивали влияние гепарина и пиявита на реологические свойства крови больных ишемической болезнью сердца. Из таблицы видно, что хотя обнаруженные различия также недостоверны, однако имеет место такая же тенденция к улучшению реологических свойств крови в присутствии пиявита, которая наблюдается при анализе крови крыс.
Спонтанную агрегацию тромбоцитов изучали в образцах плазмы, стабилизированной пиявитом либо гепарином. Ни в одной из 8 проб, содержащих пиявит, не было отмечено изменения оптической плотности течение 10 мин (при отсутствии индуктора агрегации). В 5 из 8 проб, содержащих гепарин, имело место снижение оптической плотности (от 10 до 55%) за счет спонтанной агрегации тромбоцитов.
Во второй серии опытов использовали пробы богатой тромбоцитами плазмы, стабилизированной 3,8% раствором цитрата натрия. К плазме добавляли пиявит либо гепарин, инкубировали в течение 2 ч при 37 и вносили АДФ в качестве индуктора агрегации. В пробах плазмы, инкубированной с пиявитом, агрегация была на 34±8% меньше, чем в пробах, содержащих гепарин. Время агрегации (время достижения минимума оптической плотности) практически не менялось. На рисунке представлены кривые агрегации тромбоцитов, стимулированной АДФ, в присутствии гепарина и пиявита.
Рис. 1. Запись АДФ-индуцированной агрегации тромбоцитов в богатой тромбоцитами плазме, стабилизированной пиявитом (1) и гепарином (2).
В пробах плазмы, полученных из крови больных ишемической болезнью сердца, стабилизированной цитратом натрия, изучали влияние гепарина и пиявита на агрегацию тромбоцитов путем добавления этих растворов непосредственно к кювету агрегометра. В 6 случаях из 8 гепарин в количестве 2 ед./мл вызывал агрегацию тромбоцитов, добавление же пиявита не приводило к изменению оптической плотности. Эти результаты полностью согласуются с данными литературы о способности гепарина индуцировать агрегацию тромбоцитов в опытах in vitro и in vivo [10, 13].
Таким образом, наши исследования показали, что использование пиявита в качестве стабилизатора крови не только не ухудшает ее реологических свойств, но даже имеет ряд преимуществ по сравнению с гепарином. Эти преимущества выражаются в тенденции к снижению вязкости крови, а также в отсутствии способности вызывать спонтанную агрегацию тромбоцитов. Кроме того, пиявит оказывает более сильное по сравнению с гепарином ингибиторное действие на агрегацию тромбоцитов, индуцированную АДФ. Следовательно, можно надеяться, что в будущем данный комплексный антикоагулянт будет использован в качестве эффективного стабилизатора крови.
About the authors
M. V. Kameneva
Research Institute of Mechanics, Lomonosov Moscow State University; Research Institute of Physical and Chemical Medicine
Author for correspondence.
Email: info@eco-vector.com
Russian Federation, Moscow; Moscow
A. S. Parfenov
Research Institute of Mechanics, Lomonosov Moscow State University; Research Institute of Physical and Chemical Medicine
Email: info@eco-vector.com
Russian Federation, Moscow; Moscow
E. L. Klimanova
Research Institute of Mechanics, Lomonosov Moscow State University; Research Institute of Physical and Chemical Medicine
Email: info@eco-vector.com
Russian Federation, Moscow; Moscow
S. Khalil
Research Institute of Mechanics, Lomonosov Moscow State University; Research Institute of Physical and Chemical Medicine
Email: info@eco-vector.com
Russian Federation, Moscow; Moscow
G. I. Nikonov
Research Institute of Mechanics, Lomonosov Moscow State University; Research Institute of Physical and Chemical Medicine
Email: info@eco-vector.com
Russian Federation, Moscow; Moscow
I. P. Baskova
Research Institute of Mechanics, Lomonosov Moscow State University; Research Institute of Physical and Chemical Medicine
Email: info@eco-vector.com
Russian Federation, Moscow; Moscow
References
Supplementary files
