Введение к работе
Актуальность проблемы. В настоящее время резекция печени продолжает оставаться не только единственным радикальным способом лечения очаговых заболеваний печени (Б.И. Альперович, 1986, Г.И. Веронский, 1983, S Iwatsuki, Т. Stazzi, 1988), но и применяется при родственной трансплантации части печени (СВ. Готье, 1999; О.М. Цирульникова, 2003; К.Н Garon et al.,1992). При этом многие исследователи отмечают тяжелое течение послеоперационного периода (Ю.М. Лубенский, 1982; С.А. Пыш-кин и др. 1986; П. Шеммер и др., 2005). Это делает актуальным изучение способности оперированной печени обезвреживать аммиак, микробы и их токсины, а также «внепеченочных» механизмов компенсации нарушений метаболизма аммиака и антимикробной зашиты организма, возникающих при данной операции, в том числе и в желудочно-кишечном тракте. Последний, как известно, является основным поставщиком свободного аммиака в кровь и контактирует с микрофлорой, которая является частой причиной послеоперационных осложнений при хирургических вмешательствах на органах брюшной полости (О.Р. Баев, 1998; Н.В. Белобородова, Е.И. Бачинская, 2000). Вместе с тем, метаболизм аммиака в органах портальной системы и их участие в антимикробной защите организма при резекции печени остаются практически не исследованными.
В настоящее время в предоперационной подготовке и послеоперационной реабилитации хирургических больных широко используется гипербарическая оксигенация (В.Л. Лукич, 1975; С.Ф. Багненко, 1990; СЮ. Белокуров, 1991; В.А. Кукуев и др., 1999). Однако ее влияние на состояние оперированного организма при РП не известно. В свою очередь, случаи неэффективного применения оксигенобаротерапии (М А. Каганский, 1981; А.А. Сибирев и др., 1986; P.M. Тихилов, 1986), как и возможность усиления патологических процессов в постгипероксическом периоде (А.И. Краковский и др., 1980; М.М. Богулян, М.В. Бочкарев, 1985; С.Г. Щербак и др., 1998), требуют всестороннего исследования влияния гипербарического кислорода на функционально-метаболические системы оперированного организма.
Работа выполнена в соответствии с программно-целевым исследованием Воронежской государственной медицинской академии им. Н.Н. Бурденко «Общие закономерности и фундаментальные механизмы адаптации организма при гипо- и гипероксии», планами проблемных комиссий: «Гипербарическая оксигенация» Межведомственного научного совета по хирургии при РАМН и «Экстремальные и терминальные состояния» НИИ общей реаниматологии РАМН.
Цель исследования. Изучение и анализ механизмов лечебного действия гипербарической оксигенации на разных уровнях структурно-функциональной организации органов портальной системы при резекции печени.
Задачи исследования:
Изучить состояние основных путей нейтрализации аммиака в ге-патоцитах (образование глутамина и синтез мочевины) и его обмен в органах портальной системы при резекции печени.
Исследовать влияние интактной и оперированной печени на фагоцитарную активность нейтрофилов и моноцитов по отношению к Грам (-) и Грам (+) микроорганизмам.
Исследовать влияние гипербарической оксигенации, примененной после резекции печени, на состояние основных путей нейтрализации аммиака в гепатоцитах и его обмен в органах портальной системы.
Изучить влияние гипербарической оксигенации на способность оперированной печени изменять фагоцитарную активность нейтрофилов и моноцитов по отношению к Грам (-) и Грам (+) микроорганизмам.
Проанализировать возможные механизмы сохранения эффекта гипербарической оксигенации в постгипероксическом периоде у животных с резекцией печени.
Научная новизна. В работе впервые исследовано влияние резекции печени и ее сочетания с гипербарической оксигенацией на состояние азотистого метаболизма органов портальной системы, а также фагоцитарную активность нейтрофилов и моноцитов артериальной и венозной (v, porta v, hepatica) крови.
Установлено, что формирование после резекции печени эндогенной аммиачной интоксикации, проявляющейся артериальной гипераммоние-мией, патологическим накоплением аммиака в тканях оперированной печени и некоторых органов желудочно-кишечного тракта связано с дезре-гуляцией азотистого метаболизма органов портальной системы. Ведущую роль играет нарушение аммиакопоглотительной способности печени и дисфункция гепатоцитов, проявляющаяся нарушением основных путей обезвреживания аммиака (образование глутамина и синтез мочевины) на фоне активации в них внутриклеточного аммониогенеза.
Выявлено, что активация в оперированной печени компенсаторно-приспособительных реакций (стимуляция глутаминсинтетазы, снижение активности ГДГ) не только не предотвращает, но и способствует (стимуляция ФЗГ) увеличению концентрации аммиака в гепатоцитах и крови печеночных вен.
Показано, что запускаемые резекцией печени «внепеченочные» компенсаторно-приспособительные реакции обмена аммиака содействуют сохранению концентрации глутамина и мочевины в артериальной крови в пределах нормы, несмотря на нарушение глутамино- и мочевиновыдели-тельной функций печени. Однако они не предотвращают формирование артериальной гипераммониемии и патологическое накопление аммиака в оставшейся после резекции части печени на протяжении 14-ти суток послеоперационного периода.
Обнаружена способность печени интактного организма увеличивать содержание в крови нейтрофилов и моноцитов, активнофагоцитирующих S. aureus 209 и Е. coli. Установлена способность органов желудочно-кишечного тракта здоровых животных избирательно стимулировать интенсивность поглощения моноцитами Е. coli. Выявленные свойства органов портальной системы нарушаются после резекции печени и не восстанавливаются к 14-м суткам послеоперационного периода, сопровождаясь частичной ретенцией в оперированной печени «активных» нейтрофилов и моноцитов,
Установлено, что трехдневный курс ГБО, примененный после резекции печени, формирует ряд биологических эффектов: 1) гипероксическую стимуляцию аммиакобезвреживающей функции оперированной печени;
гипероксическую стимуляцию антиоксидантний защиты организма;
гипероксическую регуляцию метаболизма глутамата в оперированной печени; 4) гипероксическую регуляцию «внепеченочных» компенсаторно-приспособительных реакций азотистого метаболизма; 5) иммунобиологический эффект гипербарического кислорода.
Установлено, что ГБО не только устраняет дезрегулирующее влияние РП на обмен аммиака в органах портальной системы, фагоцитарную активность клеток крови, но и создает условия для формирования в организме такого биологического явления, как постгипероксическое состояние. Оно проявляется динамическим сохранением саногенетического эффекта ГБО к 11-м суткам постгипероксического (14-е сутки послеоперационного) периода. При этом отсутствие послеоперационной артериальной гипе-раммониемии в результате стимуляции аммиакобезвреживающей функции гепатоцитов, сочетается с восстановлением аммиакопоглотительной и стимуляцией глутамино- и мочевиновыделительной функций оперированной печени.
Обнаружена способность ГБО устранять патологические реакции азотистого метаболизма, развивающиеся в органах желудочно-кишечного тракта и селезенке при резекции печени, а также препятствовать снижению интенсивности поглощения моноцитами и нейтрофилами микробов.
Теоретическое значение заключается в том, что в результате работы над диссертацией впервые сформулированы положения рефрактерности организма к гипероксии, определены ее типы (филогенетический, онтогенетический, морбический, гипероксический), дано определение постгипероксического состояния, обсуждены возможные механизмы формирования.
Положения диссертации, выносимые на защиту:
1. Гипербарическая оксигенация (303,9 кПа, 50 мин, 1 сеанс в сутки, трехкратно) устраняет вызываемые резекцией печени нарушения обезвреживания гепатоцитами аммиака, восстанавливает аммиакопоглотитель-ную, глутамино- и мочевиновыделительную функции печени.
Гипербарический кислород регулирует компенсаторно-приспособительные реакции обмена аммиака, запускаемые резекцией печени, в органах портальной системы. Это содействует уменьшению аммиачной нагрузки на гепатоциты и повышению саногенетического потенциала оперированного организма.
Гипербарический кислород предотвращает нарушение фагоцитоз-стимулирующей способности оперированной печени, избирательно активирует интенсивность поглощения микробов нейтрофилами и моноцитами.
4 Лечебный эффект гипербарической оксигенации сохраняется в течение 11-ти суток после окончания гипероксического воздействия и характеризуется формированием постгипероксического состояния, которое проявляется динамическими изменениями метаболизма аммиака в органах портальной системы и фагоцитарной активности нейтрофилов и моноцитов.
5. Резекция печени (15 - 20 % массы органа) нарушает азотистый метаболизм в органах портальной системы, аммиакобезвреживающую и фагоцитозстимулирующую функции печени. Это сопровождается развитием эндогенной аммиачной интоксикации и снижением интенсивности поглощения микробов нейтрофилами и моноцитами.
Практическая значимость работы заключается в обосновании необходимости применения ГБО в лечении и профилактике эндогенной аммиачной интоксикации, а также нарушений клеточного звена естественной резистентности организма, возникающих при патологии печени. Полученные результаты показывают перспективность применения курсовых режимов ГБО в хирургических отделениях как в послеоперационной реабилитации больных с резекцией печени, так и живых доноров при родственной трансплантации части печени.
Внедрение полученных результатов. Материалы диссертации внедрены в учебный процесс кафедр патологической физиологии (Акт о внедрении от 28.06.2006), биохимии (Акт о внедрении от 28.06.2006) и нормальной физиологии (Акт о внедрении от 28.06.2006) Воронежской государственной медицинской академии им. Н.Н. Бурденко; кафедры патологической физиологии с курсом клинической патофизиологии Омской государственной медицинской академии (Акт о внедрении от 1.06.2006)
Апробация работы. По материалам диссертации опубликовано 52 научные работы. Основные положения диссертации доложены и обсуждены на: научных конференциях молодых ученых ВГМИ / ВГМА (1986 -2000 гг.), Всероссийской конференции «Проблемы гипербарической медицины и физиологии» (Санкт-Петербург, 1995 г.), Второй Российской Гастроэнтерологической неделе (Москва, 1996 г.), Второй Всероссийской научно-практической конференции «Клинические проблемы гипербарической медицины» (Москва, 1996 г.); V и VIII международных собраниях по биологии высокого давления (Санкт-Петербург, 1997 г. и Москва, 2003 г.); I, II и III Всероссийских конгрессах по патофизиологии (Москва, 1996,
2000, 2004 гг.); XVII, XVIII и XIX съездах физиологического общества им. И.П. Павлова (Ростов-на-Дону, 1998 г.; Казань, 2001 г.; Екатеринбург, 2004 г.), VI и VII Всероссийских съездах анестезиологов и реаниматологов (Москва, 1998 г.; Санкт-Петербург, 2000 г.); Всероссийских конференциях по гипербарической оксигенации (Москва, 1999, 2003 гг.); Всероссийской конференции молодых ученых (Воронеж, 2000 г.); 4-й, 5-й, 6-й Всеармейских научно-практических конференциях «Баротерапия в комплексном лечении и реабилитации раненых, больных и пораженных» (Санкт-Петербург, 2000, 2003, 2006 гг.); Заседании общества врачей-баротера-певтов Санкт-Петербурга и Ленинградской области (ноябрь, 2003 г.); Международном симпозиуме «Реаниматология на рубеже XXI века» (Москва, 1996 г.); Межрегиональной научно-практической конференции «Диагностика и лечение осложненных форм язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки» (Воронеж, 2000 г.); Международной конференции «Критические технологии в реаниматологии» (Москва, 2003 г.); Всероссийской конференции «Реаниматология. Ее роль в современной медицине» (Москва, 2004 г.); Всероссийском семинаре «Современное состояние гипербарической медицины» (г. Орехово-Зуево, 2005 г.); научно-практической конференции Военно-медицинской академии «Актуальные вопросы клиники, диагностики и лечения в многопрофильном лечебном учреждении» (Санкт-Петербург, 2005 г.); Первом конгрессе по физиологии стран СНГ (Дагомыс, 2005 г.); IV конференции иммунологов Урала (Уфа, 2005 г.); Первом конгрессе физиологов Сербии и Черногории (Белград, 2005 г.); конференции «Дни иммунологии в Санкт-Петербурге» (Санкт-Петербург, 2006 г.); V конференции иммунологов Урала (Оренбург, 2006 г.); Всероссийской конференции с международным участием «Реаниматология - наука о критических состояниях» (Москва, 2006 г.).
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 333 страницах машинописного текста, состоит из введения, обзора литературы, описания методик и методов исследования, главы результатов собственных исследований, глав обсуждения полученных результатов, заключения, выводов. Библиографический указатель диссертации включает 524 источника, из них 331 отечественных и 193 зарубежных. Диссертация иллюстрирована 54 рисунками и 36 таблицами.
