Введение к работе
Актуальность. Технологическая революция, бурное развитие молекулярной биологии, иммунологии, биохимии, генетики создали фундаментальные предпосылки для существенного углубления знаний по ключевым медицинским проблемам. Обобщение огромного количества новых данных позволило выйти на качественно иной уровень понимания основных патологических процессов, лежащих в том числе и в основе патогенеза многих критических состояний, включая сепсис, синдром острого повреждения легких, тяжелую ожоговую травму, некротизирующий панкреатит и др. (Киров М.Ю. и др., 2003; Kallet R.H., 2004).
Одним из важнейших факторов, инициирующих развитие полиорганной недостаточности при различных хирургических заболеваниях, является синдром эндогенной интоксикации, который рассматривается как звено, формирующее "порочный круг" при критических состояниях. С одной стороны, именно эндотоксикоз является определяющей причиной нарушения функции большинства органов и систем в формировании полиорганной недостаточности, а с другой стороны, нарушение функций жизненно-важных органов приводит к угнетению процессов детоксикации с развитием явлений эндотоксикоза (Пиксин И. Н., 2006; Новочадов В. В., 2001; Davidson К. G., et al., 2002; Wyncoll D. L., 1999).
Легкие, выполняя роль биологического фильтра и испытывая на себе прямое воздействие повреждающих агентов, выступают главной "мишенью" факторов тканевого повреждения, инициируя выброс в кровоток биологически активных веществ, продуктов измененного метаболизма, обломков клеточных структур и т.д. (Гельфанд Б.Р. и др., 1997; Cheng I. W. et al., 2001). Закономерным следствием массированной агрессии является синдром острого повреждения легких (СОПЛ) или острый респираторный дистресс-синдром (ОРДС) - постоянные спутники острой хирургической патологии, во многом определяющие течение и исходы при жизни угрожающих состояниях. Летальность при тяжелых формах ОРДС на фоне применения всего комплекса методов интенсивной терапии варьирует в пределах 45 - 50 % (Грицан А.И., Колесниченко А.П., 2002; Николаенко Э.М., 1989; Kallet R.H., 2004). В настоящее время лучшей тактикой в отношении СОЛП является недопущение его развития и полноценное раннее лечение, что представляется возможным на основании расширения знаний о механизмах его формирования на молекулярном уровне.
В исследованиях последних лет большое внимание уделяется нарушениям липидного метаболизма в патогенезе многих заболеваний (Чупин В. В. и др., 1992; Савельев В. С. и др., 1999; Власов А. П. и др., 2004). Изменения в спектре липидов вследствие действия повреждающих факторов способны характеризовать лабильность клеточных и тканевых структур (Трофимов В.А. и др., 1999).
Таким образом, углубленное изучение молекулярных механизмов нарушений липидного обмена в аспекте их патогенетической значимости при
формировании синдрома острого повреждения легких является основной направляющей научного поиска эффективных методов профилактики и терапии этого грозного патологического состояния.
Цель работы: определить и концептуально обосновать роль липидного дистресс-синдрома в патогенезе острого повреждения легких при хирургическом эндотоксикозе; оценить эффективность препаратов антиоксидантного типа действия и низкоинтенсивного лазерного облучения крови в коррекции выявленных изменений.
Основные задачи
При эндогенной интоксикации на модели острого билиарного панкреатита различной тяжести в динамике изучить качественные и количественные расстройства липидного обмена тканевых структур легких, плазмы артериальной и венозной крови.
При различной степени панкреатогенного эндотоксикоза установить взаимосвязь изменений липидного обмена легких с повреждением их сур-фактантной системы, нарушением транскапиллярного обмена жидкости, расстройствами гомеостаза.
При экспериментальном панкреатите различной тяжести исследовать роль свободнорадикальных реакций перекисного окисления липидов, общей протеолитической активности крови и активности фосфолипазы А2 в перестройках липидных компонентов биомембран клеточных структур легких.
При различной степени эндотоксикоза оценить связь нарушений липидного обмена и функционального состояния легких с расстройствами микроциркуляции и биоэнергетики тканей (на примере кишечника).
Исследовать при указанной модели эндотоксикоза влияние лекарственных средств, обладающих антиоксидантным действием (димефосфона, мексидола), на липидный метаболизм легких.
Определить при эндогенной интоксикации патогенетические эффекты антиоксидантов в коррекции расстройств гомеостаза сопряженных с нарушением функционального состояния легких.
При различной тяжести эндогенной интоксикации определить характер липидных перестроек в легких под влиянием низкоинтенсивного лазерного излучения.
Оценить при остром панкреатите возможности лазерной терапии в коррекции гомеостатических расстройств на органном и организменном уровнях.
Установить влияние мембранопротекторов и лазерного излучения на ключевые механизмы, участвующие в регуляции липидного обмена.
10. На основе полученных данных оценить роль липидного дистресс-
синдрома в патогенезе острого повреждения легких при эндогенной инток
сикации и возможности его коррекции через регуляцию липидного мета
болизма.
Научная новизна. Установлено, что при эндогенной интоксикации развиваются существенные модификации липидов клеточных структур легких, изменяется липидный состав плазмы артериальной и венозной крови.
Обнаружено, что нарушения липидного обмена коррелируют с основными этапами формирования острого повреждения легких.
Показано, что наиболее существенные изменения в липидном гомеостазе выражались в виде уменьшения содержания суммарных фосфолипидов, фосфатидилхолина, росте уровня свободных жирных кислот и лизоформ фосфолипидов, что свидетельствовало о мембранодестабилизирующих процессах в клеточных структурах органа.
Выявлено, что нарушения липидного обмена в легких сопряжены с формированием основных патогенетических звеньев респираторного дистресс-синдрома, таких, как повреждение сурфактантной системы легких, нарушение транскапиллярного обмена жидкости в малом круге кровообращения. Изменение функционального состояния легких обусловливает нарушение газового и кислотно-основного состояния крови, ухудшение трофики тканей кишечника.
Одним из важнейших последствий нарушения липидного состава клеточных структур легких при эндотоксикозе является утрата их барьерной функции, что обусловливает перемещение жидкости во внесосудистое пространство органа, приводящее к нарушению метаболизма тканевых структур органа.
Установлено, что нарушения в липидном обмене легких отличаются высокой реактивностью, проявлением чего являются существенные изменения липидного состава тканевых структур органа уже через сутки после моделирования патологии.
Показано, что степень липидных перестроек и нарушение функционального стояния легких коррелируют с тяжестью эндогенной интоксикации, интенсивностью процессов перекисного окисления липидов, депрессией ан-тиоксидантной защиты, общей протеолитической активностью крови и фос-фолипазы Аі.
Выявленная динамическая сопряженность изменений липидного метаболизма и дисфункции легких на фоне эндотоксикоза позволяет определить ведущий характер мембранодестабилизирующих процессов в развитии острого повреждения легких. Экспериментальными исследованиями выявлено, что лекарственные препараты с антиоксидантным действием (димефосфон, мексидол) препятствуют развитию данного синдрома при эндогенной интоксикации.
Доказано, что действие биоантиоксидантов в коррекции респираторного дистресс-синдрома сопровождается предупреждением прогрессирова-ния, а в ряде случаев и восстановлением липидного гомеостаза тканевых структур легких.
Показано, что позитивное влияние препаратов на липидный метаболизм опосредовано их воздействием на степень интенсификации свободно-радикальных реакций процессов перекисного окисления липидов и активности фосфолипазы Аг.
Установлено, что при панкреонекрозе, сопровождающемся тяжелой интоксикацией, эффективность антиоксидантной терапии уменьшается.
Обнаружено, что в предупреждении развития острого повреждения легких гелий-неоновая лазерная терапия по сравнению с антиоксидантнои менее эффективна, особенно при тяжелой эндогенной интоксикации.
Выявлено, что низкоинтенсивное лазерное излучение не приводит к коррекции (предупреждению) расстройств липидного обмена тканевых структур легких. Установленный факт подтверждает роль липидного дистресс-синдрома в патогенезе острого повреждения легких при эндотокси-козе.
Практическая значимость. Практическая значимость работы заключается в выявлении одного из важнейших звеньев в патогенезе острого повреждения легких при хирургическом эндотоксикозе - липидного дистресс-синдрома.
Установленная корреляционная связь мембранодестабилизирующих процессов и структурно-функциональных расстройств легких при различных степенях эндогенной интоксикации определяет целесообразность использования агентов, способствующих восстановлению состава липидов биомембран органа.
Выявлена эффективность антиоксидантов по коррекции липидного дистресс-синдрома и, как следствие, предупреждению развития острого повреждения легких при эндотоксикозе, что может явиться основанием для совершенствования схем терапии этого грозного осложнения.
Показано, что использование лазерной терапии при эндотоксикозе с целью предупреждения острого повреждения легких должно быть ограничено, особенно при тяжелых формах и на начальных этапах лечения.
Установлено, что маркерами выраженности острого повреждения легких при эндогенной интоксикации можно считать изменения липидного состава плазмы крови, а наиболее лабильными (информативными) фракциями -лизофосфолипиды и свободные жирные кислоты.
Положения, пыносимые на защиту.
Одним из важнейших звеньев в патогенезе острого повреждения легких при хирургическом эндотоксикозе является липидный дистресс-синдром, степень выраженности которого коррелирует с тяжестью эндотоксинемии.
Наиболее значимые изменения в липидном спектре тканевых структур легких при эндогенной интоксикации проявляются в виде уменьшения содержания суммарных фосфолипидов, фосфатидилхолина, росте уровня свободных жирных кислот и лизоформ фосфолипидов, что в целом свидетельствует о мембранодестабилизирующих процессах в органе.
Изменения липидного спектра легочной ткани при эндотоксикозе отличаются высокой реактивностью: существенные отклонения по содержанию большинства фракций липидов возникают в первые сутки течения патологического процесса.
Нарушение липидного обмена в легких сопряжено с формированием основных патогенетических звеньев респираторного дистресс-синдрома, таких как повреждение сурфактантной системы легких, нарушение транска-
пиллярного обмена и перемещение жидкости во внесосудистое пространство органа.
Степень липидных перестроек и нарушения функционального состояния легких коррелируют с тяжестью эндогенной интоксикации, интенсивностью процессов перекисного окисления липидов, депрессией антиокси-дантной защиты, общей протеолитической и фосфолипазной активностью крови.
Лекарственные препараты с антиоксидантным типом действия (ди-мефосфон, мексидол) препятствуют развитию острого повреждения легких при эндогенной интоксикации, предупреждая прогрессирование расстройств липидного гомеостаза тканевых структур органа.
Липидрегулирующий эффект антиоксидантов реализуется за счет снижения интенсивности свободнорадикальных реакций процессов перекисного окисления липидов и уменьшения общей протеолитической активности крови и активности фосфолипазы Аг-
При панкреонекрозе, сопровождающемся тяжелой интоксикацией, эффективность антиоксидантной терапии для коррекции респираторного дистресс-синдрома уменьшается.
Эффективность лазерной терапии дозой 0,1 Дж/см2 с целью предупреждения развития острого повреждения легких недостаточна, особенно при тяжелой эндогенной интоксикации, вследствие ограниченной липид-регулирующей способности.
Апробация работы. Основные результаты работы доложены и обсуждены на конференциях молодых ученых Мордовского государственного университета (Саранск, 1999-2006); XXVII Всероссийской научной конференции "Физиология и патология пищеварения", посвященной 150-летию со дня рождения И.П.Павлова (Краснодар, 1999); на практической конференции с международным участием, посвященной 100-летию со дня рождения профессора С.М.Павленко, "Патофизиология и современная медицина" (М., 2000); Всероссийской научно-практической конференции "Новые технологии в медицине" (Ульяновск, 2000); III Российском научном форуме "Хирургия 2001" (М., 2001); II Международной научно-практической конференции (М., 2001); II и III Международной конференции "Прогрессивные технологии в медицине" (Пенза, 1999, 2001); II Российской конференции молодых ученых с международным участием "Фундаментальные науки и прогресс клинической медицины" (М., 2001); I Международной конференции "Клинические исследования лекарственных средств" (М., 2001); Межрегиональной научно-практической конференции (Ульяновск, 2001); Международном конгрессе хирургов (Петрозаводск, 2002); III Всероссийской конференции с международным участием "Гипоксия: механизмы, адаптация, коррекция" (М., 2002); V Всероссийской научно-практической конференции "Озон в биологии и медицине" (Н. Новгород, 2003); VII-XIII международных конференциях хирур-гов-гепатологов стран СНГ (Киев, 2001; СПб., 2002; М., 2003; Омск, 2004; Алматы, 2006); Всероссийской научно-практической конференции, посвященной памяти проф. Я.В. Костина (Саранск, 2005); IV Всероссийской науч-
но-практической конференции "Абдоминальная хирургическая инфекция: перитонит" (М., 2005); XI Российской конференции "Гепатология сегодня" (М., 2006); XII Российской гастроэнтерологической неделе (М., 2006).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 46 работ, из них в изданиях, рекомендованных ВАК, 25 статей.
Объем и структура диссертации. Работа изложена на 354 страницах машинописного текста. Состоит из введения, обзора литературы (1-я глава), материалов и методов исследования (2-я глава), результатов собственных исследований (3 - 7-я главы), их обсуждения, выводов, практических рекомендаций и списка литературы, который включает 242 отечественных и 209 иностранных источников. Работа содержит 123 таблицы и 243 рисунка.
