Диффузия и иперфузия в крионике

1

К вопросу о перфузии и диффузии в крионическом

протоколе

Слупский М.С.

2015 г

2

Содержание презентации

Общие вопросы подготовки к криосохранению крионического пациента

Основы диффузии телесных жидкостей в организме

3

Общие вопросы подготовки к криосохранению крионического пациента (1)

Подготовка к криосохранению крионического

пациента включает три разные стадии

изменения жидкостей в организме:

1. Охлаждение и сердечно-легочная реанимация

2. Откачка и замена крови перед транспортировкой

3. Перфузия криопротекторами

4

Общие вопросы подготовки к криосохранинию крионического пациента (2) Во время охлаждения или сердечно-

легочной реанимации группой экстренной криопомощи и/или медицинским персоналом проводится введение различных препаратов с целью минимизации ишемического повреждения и облегчение процесса криоконсервации.

Наиболее значимым мероприятием в этот период является введение гепарина с целью предотвращения внутрисосудистого тромбообразования

5

Общие вопросы подготовки к криосохранению крионического пациента (3)

После охлаждения с целью сохранения органов и тканей в целостности и сохранности при транспортировке пациента в криокомпанию проводится откачка крови и замена ее на органосохраняющие растворы

6

Общие вопросы подготовки к криосохранинию крионического пациента (4) В криокомпании проводится замена раствора

для сохранения органов и тканей на раствор для криоконсервации (перфузия криопротекторов)

Основное значение раствора для криоконсервации - предотвращение образования льда при дальнейшем охлаждении пацинета до температуры -120°С (температура стеклования (glass transition) или до -196°С (температура жидкого азота) при длительном хранении

7

Основы диффузии телесных жидкостей в организме (1) Диффузия может осуществляться не только в сосуде с

жидкостью, но и через перегородки, разделяющие жидкость – клеточные мембраны и стенки капилляров

При добавлении к жидкости раствора происходит равномерная его диффузия

8

Основы диффузии телесных жидкостей в организме (2)

Перемещение молекул из участка с высокой концентрацией в участок с низкой концентрацией называется диффузией

Показатель диффузии (J) вычисляется по формуле закона диффузии Фика:

                        dc        J = − DA ---- , где                        dx              J = скорость диффузии (моли на время)          D = коэффициент диффузии          A = площадь диффузии     dc/dx = градиент концентрапции (разность концентраций в момент времени, поделённая на расстояние в момент времени)

9

Основы диффузии телесных жидкостей в организме (3)

Мембраны клеток – это бислой липидов, через который свободно осуществляется диффузия липидных растворимых веществ (кислород, оксид азота, диоксид углерода, алкоголь)

Клеточные мембраны содержат белковые структуры (ионные каналы) – способствуют быстрой диффузии воды и ионов калия, натрия, кальция как внутрь, так и вне-клеток.

10

Для обычного взрослого человека весом 70 кг (154

фунта) общий объём жидкостей в организме составляет около 60%

всего веса тела.

11

Жидкость в организме

человека

Внутриклеточная жидкость

Внеклеточнаяжидкость

Спинномозговая, синовиальная жидкости

и некоторые другиенебольшие скопления

жидкостей

ПлазмаИнтерстициальная

жидкость

% соотношение жидкости в организме человека

12

Схема осмотического перемещения жидкостей

13Давление может поднимать-изменять уровень

Осмотическое давление и осмоляльность

Осмотическое давление - это гидростатическая сила, действующая в направлении уравновешивания концентраций с помощью перемещения воды по обе поверхности мембраны, которая непроницаемая для веществ, растворенных в воде

Для большинства солевых растворов осмоляльность (молярное количество осмотически активных частиц на кг растворителя) равна или меньше осмолярности

14

15

Тонус раствора – относительное понятие, которое связано с осмотическим давлением и способностью растворённых веществ проникать сквозь полупроницаемую мембрану.

Тонус раствора определяет набухание или сокращение клеток

16

Изотонические растворы— растворы, имеющие одинаковое осмотическое давление. Если два раствора не изотоничны, то раствор с большим осмотическим давлением называют гипертоническим, а раствор с меньшим осмотическим давлением — гипотоническим.

17

Раствор 0,9% NaCl (физиологический солевой), и 5% раствор глюкозы (если нет инсулина) – изотонические растворы (примерно 300 mOsm/kgH2O водонепроницаемый раствор).

Если есть инсулин, 5% раствор глюкозы – является гипотоническим, так как благодаря инсулину глюкоза проникает сквозь клеточные мембраны.

18

Этанол увеличивает осмоляльность раствора, он не увеличивает его тонус, так как (подобно воде) этанол проникает сквозь мембраны клеток.

Глицерин также легко проходит через клеточные мембраны, но делает это в тысячи раз медленнее воды, что означает, что глицерин «транзиторно- гипертоничен» (изотоничен только в равновесном состоянии).

Этиленгликоль проходит сквозь мембраны красных кровяных клеток (эритроцитов) примерно в 6 раз быстрее, чем глицерин.

19

-1,5- молярный этиленгликоль -Диметилсульфоксид

Цикличное сморщивание и набухание (ооциты мыши)

20

Даже если клетка не разрывается и не разрушается за счёт осмотического дисбаланса, внезапное изменение осмотического равновесия может нанести клеткам вред. Тем не менее клетки в некоторой степени выносят гипотонические растворы. Особенно чувствительны к осмотическому стрессу гранулоциты, однако гипертонические растворы не оказывают существенного влияния на выживаемость гранулоцитов, пока осмоляльность проникающих растворов (растворённых веществ) не увеличится в два раза по сравнению с физиологическим показателем.

21

Отёк клеток имеет место, когда за пределами клеток концентрация растворившихся проникающих сквозь мембраны веществ меньше, чем внутри клеток. Чтобы предотвратить как сокращение, так и набухание клеток, необходим осмотический баланс молекул и ионов между жидкостями как снаружи, так и внутри клеток.

Набухание тканей наблюдается, когда жидкости вытекают из кровеносных сосудов в интерстициальное пространство (межклеточное пространство в тканях). Повреждения кровеносных сосудов может вызывать набухание тканей, однако и набухание тканей может также произойти из-за выхода воды из сосудов, когда этому вытеканию ничто не препятствует (вроде албумина).

22

Обе формы эдемы (клеточное набухание и отёк тканей) могут значительно помешать перфузии и часто представляют проблему у крионических пациентов, которые перенесли ишемические или другие виды повреждений кровеносных сосудов. Поддержание осмотического баланса жидкостей внутри и снаружи клеток столь же важно, как поддержание онкотического баланса, то есть баланса жидкостей внутри и за пределами кровеносных сосудов.

Когда из-за ишемии вывод натрия невозможен, клетки набухают из-за чрезмерного количества внутриклеточного натрия (так как натрий притягивает воду сильнее калия), что приводит к образованию эдемы. Клеточное набухание может также вызываться воспалением в результате увеличения проницаемости мембран для прохождения ионов натрия и других элементов. Интерстициальная эдема может происходить, когда в результате ишемии или воспаления увеличивается проницаемость капиллярных стенок, что ведёт к проникновению большего количества растворённых в плазме веществ в интерстициальное пространство.

23

Изменения сил Старлинга в капилляре

(кровяное и онкотическое давление)

24

Окружающее капилляр интерстициальное пространство также имеет свое собственное гидростатическое и коллоидное осмотическое давление.

В первой половине капилляра происходит сетевое вытекание жидкости в интерстициальное пространство до тех пор, пока гидростатическое давление не упадёт до 25 mmHg.

Во второй части капилляра происходит сетевое пополнение капилляра жидкостью из интерстициального пространства.

Заключение:

Представленная информация является основополагающей в понимании процессов диффузии и перфузии жидкостей в организме, на основе которой изучаются возможности использования различных криопротекторов для повышения сохранности органов и тканей организма к низким температурам

25

БЛАГОДАРЮ ЗА ВНИМАНИЕ!

26