Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор литературы 17
1.1. Современные представления о патогенезе травматического токсикоза
1.2. Роль печеночно-почечной недостаточности при травматическом токсикозе
30
1.3. Метаболическая и функциональная активность печени при травматическом токсикозе 40
1.4. Структурная патология печени в раннем периоде травматического токсикоза 41
1.5. Патогенетическое значение индивидуальной устойчивости к гипоксии и боли в течении раннего периода травматического токсикоза51
1.6. Принципы фармакологической коррекции полиорганной недостаточности при травматическом токсикозе 61
1.7. Возможность применения антигипоксантов с электронакцепторными свойствами при травматическом токсикозе 65
1.8. Перспективы применения субстратных сукцинатсодержащих антигипоксантов при травматическом токсикозе
Глава 2. Материалы и методы исследования. 73
2.1. Структура экспериментов и материал исследования 76
2.2. Разделение животных по индивидуальной устойчивости к острой гипоксии 76
2.3. Разделение животных по индивидуальной болевой чувствительности
2.4. Моделирование на крысах травматического токсикоза 76
2.5. Физиологические методы исследования 77
2.6. Биохимические методы исследований 78
2.7. Морфологические методы исследования 82
2.8. Характеристика использованных фармакологических средств 83
2.9. Математические модели 85
2.10. Статистическая обработка результатов исследования 88
Результаты собственных исследований
Глава 3. Общая характеристика раннего периода травматического токсикоза в зависимости от индивидуальной устойчивости к гипоксии
3.1. Влияние травматического токсикоза на показатели системы внешнего дыхания, кровообращения и ректальной температуры 89
3.2. Влияние травматического токсикоза на экскреторную функцию печени
3.3. Влияние травматического токсикоза на антитоксическую функцию печени
3.4. Влияние травматического токсикоза на ферментную функцию печени
3.5. Влияние травматического токсикоза на энергетический обмен в печени
3.5.1. Изменение содержания адениннуклеотидов 108
3.5.2. Влияние травматического токсикоза на показатели углеводного обмена
3.6. Влияние травматического токсикоза на процессы перекисного окисления липидов и активность антиоксидантных систем
Глава 4. Общая характеристика раннего периода травматического токсикоза в зависимости от индивидуальной устойчивости к боли
4.1. Влияние травматического токсикоза на показатели системы внешнего дыхания, кровообращения и ректальной температуры 119
4.2. Влияние травматического токсикоза на экскреторную функцию печени
4.3. Влияние травматического токсикоза на антитоксическую функцию печени
4.4. Влияние травматического токсикоза на ферментную функцию печени
4.5. Влияние травматического токсикоза на энергетический обмен в печени
4.5.1. Изменение содержания адениннуклеотидов 137
4.5.2. Влияние травматического токсикоза на показатели углеводного обмена
4.6. Влияние травматического токсикоза на процессы перекисного окисления липидов и активность антиоксидантних систем
Глава 5. Морфологические изменения в печени в раннем периоде травматического токсикоза
Глава 6. Сравнительная характеристика эффективности антигипоксантов в раннем периоде травматического токсикоза в зависимости от индивидуальной устойчивости к гипоксии
6.1. Влияние антигипоксантов на основные физиологические показатели различных по устойчивости к гипоксии крыс при травматическом токсикозе
6.2. Влияние антигипоксантов на функционально-метаболическую активность печени различных по устойчивости к гипоксии крыс при травматическом токсикозе
6.2.1. Влияние антигипоксантов на экскреторную функцию печени различных по устойчивости к гипоксии крыс при травматическом токсикозе
6.2.2. Влияние антигипоксантов на антитоксическую функцию печени различных по устойчивости к гипоксии крыс при травматическом токсикозе
6.2.3. Влияние антигипоксантов на ферментную функцию печени различных по устойчивости к гипоксии крыс при травматическом токсикозе 165
6.2.4. Влияние антигипоксантов на показатели энергетического обмена печени различных по устойчивости к гипоксии крыс при травматическом токсикозе 170
6.2.5. Влияние антигипоксантов на показатели углеводного обмена в печени различных по устойчивости к гипоксии крыс при травматическом токсикозе
6.2.6. Влияние антигипоксантов на показатели процессов перекисного окисления липидов и активности антиоксидантных систем в печени различных по устойчивости к гипоксии крыс при травматическом токсикозе
Глава 7. Сравнительная характеристика эффективности антигипоксантов в раннем периоде травматического токсикоза в зависимости от индивидуальной чувствительности к боли
7.1. Влияние антигипоксантов на основные физиологические показатели крыс с различной чувствительностью к боли при травматическом токсикозе
7.2. Влияние антигипоксантов на функционально-метаболическую активность печени животных с различной чувствительностью к боли при травматическом токсикозе
7.2.1. Влияние антигипоксантов на экскреторную функцию печени животных с различной чувствительностью к боли при травматическом токсикозе
7.2.2. Влияние антигипоксантов на антитоксическую функцию печени животных с различной чувствительностью к боли при травматическом токсикозе
7.2.3. Влияние антигипоксантов на ферментную функцию печени животных с различной чувствительностью к боли при травматическом токсикозе
7.2.4. Влияние антигипоксантов на показатели энергетического обмена печени животных с различной чувствительностью к боли при травматическом токсикозе
7.2.5. Влияние антигипоксантов на показатели углеводного обмена в печени животных с различной чувствительностью к боли при травматическом токсикозе
7.2.6. Влияние антигипоксантов на показатели процессов перекисного окисления липидов и активности антиоксидантных систем в печени животных с различной чувствительностью к боли при травматическом токсикозе
Глава 8. Прогнозирование с помощью математического моделирования сроков нормализации метаболических показателей в печени крыс при травматическом токсикозе на фоне его лечения
Глава 9. Обсуждение результатов исследования 216
Выводы 272
Практические рекомендации 274
Список литературы 275
Приложение 323
- Патогенетическое значение индивидуальной устойчивости к гипоксии и боли в течении раннего периода травматического токсикоза
- Характеристика использованных фармакологических средств
- Изменение содержания адениннуклеотидов
- Изменение содержания адениннуклеотидов
Введение к работе
Актуальность исследования
Одной из наиболее тяжёлых форм травматических повреждений является
компрессионная травма, встречающаяся, как правило, при ведении боевых
действий, природных и техногенных катастрофах мирного времени. После
освобождения пострадавшего от компрессии развивается травматический
токсикоз. Частота его возникновения при травмах колеблется в пределах от
5,5% до 20%, при этом в 81% случаев страдают конечности (Шутеу Ю. и др.,
1981; Нечаев Э.А. и др., 1994, Акулов А.Н. и др., 1995). Основными
патогенетическими факторами травматического токсикоза служат болевое
раздражение, токсемия вследствие всасывания продуктов распада
поврежденных тканей, плазмо- и кровопотеря с развитием тканевой гипоксии.
Особенностью травматического токсикоза является острая почечная
недостаточность, которая часто становится причиной гибели пострадавших
(Кузин М.И. и др., 1968; et al., 2007). Летальность при данной
форме острой почечной недостаточности варьирует от 50% до 70%, а в случае
присоединения полиорганной недостаточности – до 95% (Усалева Н.Н., 2005;
О.Л. и др., 2005). Поражение внутренних органов, главным
образом почек, при длительном механическом сдавлении мягких тканей
первым описал У. Байотерс (1941). Позднее А.Я. Пытель (1951) установил, что
первой на компрессионную травму реагирует печень нарушениями ряда
функций, что подтверждает особую чувствительность органа к действующим
патогенетическим факторам. У больных с миоренальным синдромом в 100%
случаев встречаются поражения печени, выражающиеся в массивных
коагуляционных некрозах, жировой и белковой дистрофии гепатоцитов
(Зимина Л.Н., 1985; Новикова Р.И. и др., 1992). Тяжесть гепаторенального
синдрома во многом определяет течение и исход компрессионной травмы
(Березовский В.А. и др., 2001; Лукьянова Е.С., 2006, 2009). Несмотря на
наличие универсальных закономерностей, особенности течения
травматического токсикоза и, в частности, нарушений функций печени определяются индивидуальной стрессоустойчивостью организма. Научные исследования и клинические наблюдения, как правило, оперируют средними статистическими значениями показателей, что позволяет судить об основных закономерностях, но нивелирует индивидуальные варианты течения процесса. В связи с этим проблема индивидуальных особенностей реагирования организма на тяжелую компрессионную травму до настоящего времени остается актуальной.
Тяжелая компрессионная травма конечностей требует комплексного лечения, в котором значительное место принадлежит хирургическим методам, нередко ведущим к инвалидности пострадавших и не решающим проблему коррекции полиорганной недостаточности (Gonzalez D., 2005; et al., 2002). Общие закономерности течения травматического токсикоза позволяют выделить универсальные фармакологические подходы к лечению нарушенных
функций жизненно важных органов, тканей и клеток. Комплекс структурных и
функциональных клеточных нарушений, получивший название «шоковой
клетки» (Шутеу Ю.И. и др., 1981), с успехом поддается коррекции
цитопротекторами, среди которых наиболее перспективны препараты
метаболического типа действия (Лукьянова Л.Д., 2010). Благодаря своим
клинико-фармакологическим свойствам они широко вошли в практическую
медицину, обладают высокой лечебной эффективностью и безопасностью,
незначительной токсичностью, позитивным взаимодействием с другими
медикаментами. Среди них следует выделить субстратные антигипоксанты
(Зарубина И.В., 2002; Шабанов П.Д. и др., 2010). С позиций молекулярной
фармакологии их применение при травматическом токсикозе обусловлено
возникновением субстратного «голода» вследствие нарушения метаболизма
(Зарубина И.В., Шабанов П.Д., 2004). Для повышения энергетического
потенциала клетки перспективно использование сукцинатсодержащих
антигипоксантов благодаря их энергостабилизирующим, антиоксидантным свойствам, а также функции сукцината как регуляторной сигнальной молекулы, запускающей и поддерживающей метаболический гомеостаз на системном уровне (Лукьянова Л.Д., 2011).
Степень разработанности темы исследования
Сведения о функционально-метаболической активности печени в раннем
периоде травматического токсикоза малочисленны, фрагментарны и не
учитывают особенностей индивидуальной устойчивости к гипоксии и боли.
Между тем, от устойчивости к каждому из этих патогенетических факторов
зависит развитие печеночной недостаточности и течение травматической
болезни. Исследования в этом направлении позволяют выделить
общебиологические закономерности, лежащие в основе развития
адаптационных возможностей организма в посттравматическом периоде и особенностей индивидуального подхода к фармакологической коррекции травматического токсикоза.
Лекарственная терапия травматического токсикоза, как правило, проводится
без учета индивидуальной устойчивости к основным патогенетическим
факторам – боли и гипоксии. Применение стандартных протоколов лечения
травматического токсикоза часто не позволяет уделять внимание
индивидуальной чувствительности пациентов к фармакологическим
препаратам (Середенин С.Б., 2006; Roses A.D., 2000).
В связи с этим очевидна необходимость научных разработок нового
направления в медицинской науке – индивидуализации лечения
патологических состояний, включая и травматический токсикоз, средствами патогенетической терапии.
Цель исследования. Изучение роли индивидуальной устойчивости к стрессу как прогностического фактора в фармакологической коррекции антигипоксантами дисфункции печени при травматическом токсикозе.
Задачи исследования
-
Дать общую характеристику раннего периода травматического токсикоза по изменениям ультраструктуры печени, основных показателей системы дыхания, кровообращения и кислотно-основного состояния крови животных с различной устойчивостью к гипоксии и чувствительностью к боли.
-
Изучить экскреторную, антитоксическую, ферментную и эрготропную функции печени у крыс с различной устойчивостью к гипоксии и чувствительностью к боли в раннем периоде травматического токсикоза.
-
Изучить влияние травматического токсикоза на процессы перекисного окисления липидов и активность антиоксидантных систем печени крыс с различной устойчивостью к гипоксии и чувствительностью к боли.
-
Провести фармакологический анализ поддержания функционально-метаболической активности печени субстратными сукцинатсодержащими антигипоксантами (реамберин, цитофлавин, соединение ВМ-616, метапрот плюс) у крыс с различной устойчивостью к гипоксии и чувствительностью к боли в раннем периоде травматического токсикоза.
-
Разработать математические модели для прогнозирования сроков нормализации функционально-метаболической активности печени и оценки эффективности применения антигипоксантов при травматическом токсикозе.
-
Сопоставить экспериментальные и математические данные по выявлению наиболее значимых факторов индивидуальной стрессустойчивости, оценке прогнозирования сроков нормализации функционально-метаболической активности печени и эффективности применения антигипоксантов при травматическом токсикозе.
Научная новизна
Проведено сопоставление функционально-метаболической активности печени крыс с различной индивидуальной устойчивостью к гипоксии и чувствительностью к боли в раннем периоде травматического токсикоза.
Доказано, что наиболее значимым фактором для функционально-метаболической активности печени в раннем периоде травматического токсикоза является индивидуальная устойчивость к гипоксии.
Разработаны новые фармакологические подходы к коррекции
нарушенных функций и метаболизма печени при травматическом токсикозе с
использованием оригинальных субстратных сукцинатсодержащих
антигипоксантов. Сформулированы практические рекомендации по
применению субстратных сукцинатсодержащих антигипоксантов в раннем
периоде травматического токсикоза с учетом индивидуальной
стрессустойчивости организма.
Разработаны и апробированы оригинальные математические модели,
позволяющие прогнозировать сроки нормализации (восстановления)
функционально-метаболической активности печени при травматическом токсикозе и оценивать эффективность применения фармакологических средств в посттравматическом периоде. Обоснована перспективность применения
математических моделей для оптимизации (удешевления) материальных затрат на проведение лечения травматического токсикоза.
Работа относится к фундаментальным исследованиям в области
медицины катастроф. Полученные в ней данные принципиально важны для
решения проблемы лечения травматического токсикоза с учетом
индивидуальной устойчивости к экстремальным факторам.
Научно-практическая значимость
Разработана концепция о сопряженности функционально-метаболической активности печени с индивидуальной устойчивостью к гипоксии и чувствительностью к боли, что позволяет рассматривать стрессоустойчивость как прогностический фактор течения раннего периода травматического токсикоза и его фармакологической коррекции.
Установленные на основании наблюдаемой динамики изменений функций печени временные периоды наиболее выраженных нарушений позволяют дифференцированно проводить фармакологическую коррекцию повреждений печени при травматическом токсикозе.
Анализ и выделение фактора индивидуальной устойчивости к гипоксии как наиболее значимого для формирования функционально-метаболических нарушений в печени расширяют представления о патогенезе раннего периода травматического токсикоза и роли печени в течении травматической болезни.
Данные о возможности коррекции нарушенных функций печени субстратными антигипоксантами служат основанием для разработки рекомендаций по «метаболической реанимации» печени при данной патологии с учетом индивидуальной устойчивости к экстремальным факторам.
Разработанные математические модели позволяют оценивать в
эксперименте и практической медицине эффективность применения
фармакологических средств, прогнозировать динамику функционально-метаболических изменений печени при травматическом токсикозе в зависимости от индивидуальной стрессоустойчивости и экономить время и материальные средства на проведение трудоемких исследований.
Данная работа вносит вклад в проблему патогенеза и лечения травматического токсикоза.
Методология и методы исследования
Методология исследования предусматривала оценку функционально-
метаболической активности печени в раннем периоде травматического
токсикоза и эффективности ее коррекции сукцинатсодержащими
антигипоксантами у животных с различной индивидуальной устойчивостью к гипоксии и чувствительностью к боли. С этой целью использован комплексный подход, включающий физиологические, патофизиологические, биохимические, морфологические, фармакологические и математические методы исследования.
Основные положения, выносимые на защиту
-
В раннем периоде травматического токсикоза нарушается ультраструктура гепатоцитов и возникают функционально-метаболические расстройства печени, характеризующиеся развитием цитолитического синдрома, нарушением экскреторной, детоксикационной, ферментной и углеводной функций, а также снижением энергетического потенциала, активацией процессов перекисного окисления липидов и угнетением антиоксидантных систем.
-
В функционально-метаболических изменениях печени и степени их восстановления при травматическом токсикозе существенную роль играет генетически детерминированный тип метаболизма, который проявляется в различной устойчивости к гипоксии и чувствительности к боли. Тяжелая компрессионная травма у животных вызывает качественно одинаковые изменения функционально-метаболического состояния печени, но более глубокие у низкоустойчивых к гипоксии и высокочувствительных к боли животных.
-
Критическими временными периодами при травматическом токсикозе, характеризующимися наибольшими изменениями основных функциональных систем организма и метаболизма, у животных с различной болевой чувствительностью являются период сразу после декомпрессии и спустя 6 ч после травмы, у животных с различной устойчивостью к гипоксии – спустя 6-12 ч после травмы.
-
Применение сукцинатсодержащих антигипоксантов при травматическом токсикозе увеличивает выживаемость и препятствует нарушению функционально-метаболической активности печени у животных с различной стрессоустойчивостью.
-
Эффективность антигипоксантов различна на протяжении посттравматического периода. Позитивные эффекты цитофлавина у высокоустойчивых к гипоксии животных проявляются через 12 ч после травмы. Эффективность реамберина и цитофлавина в обеих группах животных наблюдается через 72 ч, соединения ВМ-616 – через 12 ч после травмы, а метапрота плюс через 6 ч после травмы. Метапрот плюс проявляет наибольшую эффективность у низкоустойчивых животных, чем у животных с высокой устойчивостью к гипоксии.
-
Применение реамберина у животных с различной болевой чувствительностью эффективно через 24 ч после травмы, цитофлавина и соединения ВМ-616 – через 12 ч, а метапрота плюс через 6 ч после травмы. Метапрот плюс проявляет равную эффективность у высоко- и низкочувствительных к боли животных.
-
У животных с различной стрессоустойчивостью по убыванию эффективности защитного действия при травматическом токсикозе препараты располагаются в ряду: метапрот плюс > соединение ВМ 616 > цитофлавин > реамберин.
8. Разработанные математические модели позволяют прогнозировать
возможное отклонение метаболических показателей в печени животных от нормальных значений, сроки их восстановления и оценивать эффективность фармакотерапии травматического токсикоза.
Степень достоверности и апробация материалов исследования
Достоверность исследования определялась достаточным количеством данных, полученных с использованием 1920 крыс, соблюдением правил доказательной медицины (выборка, рандомизация, наличие контролей), сроками наблюдений (3-е сут), использованием адекватных методов исследования, корректной статистической обработкой полученных данных с помощью современных компьютерных программ.
Апробация материалов исследования. Материалы диссертации доложены на Международной научной конференции «Экспериментальная и клиническая фармакология» (Минск, 2009); VII Всероссийской конференции с международным участием, посвященной 160-летию со дня рождения И.П. Павлова «Механизмы функционирования висцеральных систем», (Санкт-Петербург, 2009); V международной конференции «Биологические основы индивидуальной чувствительности к психотропным средствам» (Москва, 2010); I Российском конгрессе с международным участием «Молекулярные основы клинической медицины – возможное и реальное» (Санкт-Петербург, 2010); 2-й конференции Российской ассоциации психонейроэндокринологии (Москва, 2010); XXI съезде физиологического общества им. И.П. Павлова (Калуга, 2010), на XV Юбилейном международном Салоне изобретений и инновационных технологий «Архимед-2012», XXII съезде физиологического общества им. И.П.Павлова (Волгоград, 2013).
Апробация диссертации прошла на межкафедральном заседании кафедры
патологической физиологии с курсами иммунопатологии и медицинской
информатики и Научно-исследовательского центра ГБОУ ВПО «Санкт-
Петербургский государственный педиатрический медицинский университет»
Минздрава России, кафедры теории и методики физической культуры ГБОУ
ВПО «Российский государственный педагогический университет им.
А.И.Герцена», кафедры медико-биологических дисциплин Санкт-
Петербургского медико-социального института и кафедр фармакологии и
патофизиологии ФГБВОУ ВПО «Военно-медицинская академия им.
С.М.Кирова» Министерства обороны РФ».
Публикации. По теме диссертации опубликовано 34 научные работы, в том числе 18 статей в рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК.
Личный вклад автора. Личное участие автора осуществлялось на всех этапах работы и включало планирование и проведение исследований, формулирование цели и задач, определение объема и методов исследования, анализ и обобщение всех полученных данных. Участие автора в выполнении, сборе и анализе – 95%, статистической обработке – 100%, В написании статей и тезисов – 90%, написании диссертации и автореферата – 95%. Под
руководством автора выполнялись морфологические исследования при участии д.м.н. А.В Дробленкова и разрабатывались математические модели к. физ.-мат. н. А.Г.Курицыным.
Реализация результатов работы. Диссертационная работа выполнена в
рамках плановых тем НИР ГБОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный
педиатрический медицинский университет» МЗ РФ и темы НИР Военно-
медицинской академии им. С.М. Кирова МО РФ «Разработка методов
коррекции дисфункции печени при травматическом токсикозе, возникающем в
условиях боевых действий, аварийных ситуациях и стихийных бедствиях».
Результаты работы реализованы в научно-исследовательской деятельности и
учебном процессе кафедры патологической физиологии ГБОУ ВПО «Санкт-
Петербургский государственный педиатрический медицинский университет»
МЗ РФ, кафедры фармакологии Военно-медицинской академии им. С.М.Кирова
и Физиологического отдела им. И.П. Павлова ФГБУ «Научно-
исследовательский институт экспериментальной медицины» СЗО РАМН. Автором получен Патент РФ «Средство, защищающее от травматического токсикоза» по заявке №2009110696 от 23.03.2009 г. Разработка патента удостоена бронзовой медали на XV Юбилейном международном Салоне изобретений и инновационных технологий «Архимед-2012».
Структура и объем диссертации. Материалы диссертации изложены на 357 страницах машинописного текста, иллюстрированы 75 таблицами, 36 рисунками. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, главы собственных исследований, обсуждения результатов исследований, выводов, практических рекомендаций, списка использованной литературы. Библиографический указатель содержит 456 наименований, в том числе 338 отечественных и 118 иностранных.
Патогенетическое значение индивидуальной устойчивости к гипоксии и боли в течении раннего периода травматического токсикоза
Фармакологическая коррекции нарушенных функций жизненно важных органов базируется на основных звеньях патогенеза и клинических проявлениях травматического токсикоза. Определенные общие закономерности его развития и течения позволяют выделить некоторые универсальные фармакологические подходы (Организация..., 1991; Руководство ..., 1989). В то же время рациональный выбор медикаментозных средств и тактика их применения должны учитывать множество факторов, как успешность первой помощи на догоспитальном этапе, возраст, физический и психический статус пострадавшего, наличие сопутствующей патологии, реактивность организма и др (Назаренко Г.И. и соавт., 2006; James Т., 2007). Сроки и качество оказания помощи при синдроме длительного раздавливания оказывают большое влияние на течение и исход лечения. Если первая медицинская помощь оказывается через час после декомпрессии, погибает 30 % пострадавших, через 3 часа - 60 %, через 6 часов -90 % (Савицкий Г.Г. и соавт., 1990; Мыльникова Л.А., 2001).
Основные лечебно-профилактические мероприятия в раннем периоде синдрома длительного раздавливания направлены на
устранение воздействия болевого фактора,
эмоционального стресса,
поддержание реологических свойств крови и функции микроциркуляции,
профилактику иммунодепрессии и инфекционных осложнений,
устранение эндотоксемии и профилактика острой почечной недостаточности,
сохранение жизнеспособности ишемизированных тканей и профилактику развития синдрома рециркуляции.
Большинство этих мероприятий осуществляется при проведении инфузионно-трансфузионной терапии пострадавших, основные задачи которой заключаются в восстановлении ОЦК, нормализации реологических свойств крови и микроциркуляции, коррекции основных параметров гомеостаза (Рябов Г.А., 1990; Розанов В.Е., Акиныпин А.В., 2001). Эффективность инфузионно-трансфузионной терапии зависит от объема, состава применяемых растворов, а также от последовательности их введения в кровеносное русло. Наиболее рациональная схема инфузионно-трансфузионной терапии предполагает первоначальное введение сбалансированных солевых растворов, близких к солевому спектру плазмы крови. Это оказывает детоксицирующее действие, предупреждает развитие метаболического ацидоза и нарушение микроциркуляции крови. В последующем рекомендовано введение низко- и среднемолекулярные коллоидные растворы.
Результативность комплекса лечебных мероприятий и течение травматической болезни во многом зависит от успешности устранения болевого синдрома, являющегося одним из главных пусковых факторов в патогенезе травматического токсикоза (Шиманко И.И., 1990; Пиковский В.Ю., Сеньчуков СВ., 2004). В клинической практике при травматическом шоке эффективными признают 2 типа анальгетиков. К первому относятся препараты с продолжительностью действия 6 - 8 ч, выраженным кардиопротекторным действием и не угнетающие дыхание. Наиболее известным препаратом этой группы является бупренорфин, превосходящий морфин в 8 - 10 раз по анальгезирующей активности и при сублингвальном применении действующий до 8 - 12 ч (Latasch L., Christ R., 1986). Ко второму типу эффективных аналгетиков при шоке относят препараты с максимально коротким и управляемым действием, обладающие гипнотическим и кардиотропными свойствами. Это препараты фентаниловой группы (фентанил, суфентанил, альфентанил и др.).
В раннем периоде травматического токсикоза важно применение фармакологических средств, направленных на уменьшение психоэмоционального стресса и восстановление регуляторных функций центральной нервной системы. В 70-х годах 20-го века широкое применение получил метод «нейролептаналгезии», направленный на снижение жизненных процессов (Кузин М.И. и соавт., 1976). Нейролептаналгезия является базой для неглубокого наркоза и позволяет обеспечивать неотложные вмешательства при шокогенной травме, а ее основные психоседативные препараты фентанил и дроперидол используются на догоспитальном этапе при тяжелой травме. Однако применение нейролептиков в принятых эффективных дозах при травматическом шоке имеет и недостатки в силу отсутствия у препаратов выраженного избирательного анксиолитического действия. В связи с этим должное значение при травматическом шоке приобретают анксиолитические препараты бензодиазепинового ряда (сибазон, диазепам, рогипнол и др.), обладающие общеседативным и гипнотическими эффектами. Корригирование возникающих расстройств путем стимуляции диазепамом стресс-лимитирующей ГАМК-ергической системы организма наиболее эффективно в первые 25 минут после травмы и в первые 15 минут - после осложненной (Ельский В.Н. и соавт., 2007). Использование бензодиазепинов является частью необходимых фармакологических мер при тяжелой травме, поскольку они усиливают эффективность тормозной передачи в головном мозге, что крайне важно при чрезмерной активации афферентных систем в условиях травматического шока. При этом препараты бензодиазепинового ряда можно применять на догоспитальном этапе оказания помощи в качестве средств для профилактики шока, а также в условиях клиники для премедикации или наркоза. Это является несомненным преимуществом данных фармакологических средств и в настоящее время используется в сбалансированной анестезии. Кроме того, при замене нейролептика на анксиолитик повышает безопасность лечебных мер, снижает угрозу гипотензии. В то же время на основе подобной транквиллоанальгезии невозможно достичь полного хирургического обезболивания, а в силу их значительной длительности действия вызывают остаточную посленаркозную депрессию, купирование которой следует решать с помощью специфических антагонистов бензодиазепинов (флумазенил или анексате).
Из группы нейротропных средств стресспротективный эффект при травме и шоке оказывают прямые агонисты ГАМК-рецепторов: оксибутират натрия, фенибут, пантогаммма и др. Препараты этой группы оказывают психоседативный эффект от седации до наркоза, а кроме того обладают антигипоксическим действием. Активация опиоидных рецепторов при компрессионной травме стимулирует продукцию глюкокортикоидов в надпочечниках, что позволяет применять синтетические аналоги лей-энкефалина (даларгин и динорфин) и таким образом действовать на гипоталамо-надпочечниковую систему через ГАМК-ергическую (Сергеева Л.А. и соавт., 1985; Сергеева Л.А., 1985).
В раннем периоде травматического токсикоза сопровождаются напряжением симпато-адреналовой системы, а сопутствующая артериальная гипотензия свидетельствует о выраженном дефиците ОЦК и уменьшении сердечного выброса с гипоперфузией органов. В связи с этим необходимо раннее поддержание реологических свойств крови, функции микроциркуляции и тонуса сосудов. При этом использование вазоактивных веществ при лечении травматического токсикоза имеет свои особенности. Назначение вазопрессоров рекомендуют по ограниченным показаниям при артериальной гипотонии ниже 80 мм рт. ст., поскольку препараты этой группы повышают периферическое сосудистое сопротивление, увеличивают нагрузку на левые отделы сердца и утяжеляют расстройства микроциркуляции, не устраняя при этом гиповолемии. Основу вазопрессорной терапии пострадавших с травматическим токсикозом составляют лекарственные препараты, химически воспроизводящие естественные медиаторы симпатической иннервации (адреналин, ноадреналин, дофамин), их синтетические аналоги (эфедрин, фетанол, вазоксил и др.) и пептидные гормоны (агиотензин, вазопрессин).
Характеристика использованных фармакологических средств
Морфологические исследования выполнены совместно с д.м.н. А.В.Дробленковым (кафедра нормальной анатомии СПб Педиатрическая медицинская академия). Ткани печени для исследования обрабатывали по стандартной электронно-микроскопической методике (Уикли Б., 1975): фиксация в 2,5% растворе глютарового альдегида, приготовленного на 0,1 М какодилатном буфере (рН 7,4) в течение 2-х ч промывка в какодилатном буфере
дофиксация в 1 % растворе Os04 в течение 1 - 2 ч
обезвоживание в спиртах возрастающей концентрации
заливка в смесь эпоновых (или аралдитовых) смол, полимеризация в термостате при t С 60 в течение 48 ч.
С полученных блоков на ультратоме Ultracut Е фирмы Reichert (Австрия) изготавливали срезы ткани печени в вертикальной плоскости: полутонкие (1 мкм) и ультратонкие (70 нм). Полутонкие срезы окрашивали 1% раствором толуидинового синего, ультратонкие - спиртовым раствором уранилацетата и цитратом свинца. Просмотр и фотосъемку полученных срезов осуществляли в фотомикроскопе фирмы Opton (Германия), ультратонких - в электронных микроскопах JEM-100 СХ фирмы JEOL и Hitachi Н300 (Япония) при ускоряющем напряжении 80 кВ. На светооптическом и электронно-микроскопическом уровнях параллельно анализировали структуру гепатоцитов в различных слоях. На светооптическом уровне анализировали по 100 полей зрения с каждого полутонкого среза при суммарном увеличении микроскопа х 1250 (окуляр х 10, объектив х 100, дополнительная линзах 1, 25).
В работе использовали фармакологические средства, относящиеся к группе субстратных сукцинатсодержащих антигипоксантов: цитофлавин (ЗАО «Полисан»), реамберин (ЗАО «Полисан»), М-2-(4-ацетилтиазоло[5,4-Ь]индолил) сукцинаминовую кислоту под лабораторным шифром ВМ 616 (синтезирована на кафедре фармакологии ВМедА им. С.М.Кирова), метапрот плюс (ЗАО «Антивирал»).
Реамберин представляет собой 1,5% среду для инфузий, в состав которой входит активное вещество - смешанная натрий N-метилглютаминовая соль янтарной кислоты, электролиты в оптимальных для солевого кровезаменителя концентрациях (N-( 1 -дезокси-О-глюцитол-1 -ил)-М-метиламмония натрия сукцината). Препарат применяется при критических состояниях у больных с острой почечной недостаточностью, в токсикологической практике, в восстановительной медицине.
Цитофлавин является комплексным препаратом, содержащим инозин (20 мг), никотинамид (10 мг), рибофлавин (2 мг) и сукцинат (100 мг). Применяется цитофлавин для лечения нарушений мозгового кровообращения ишемического и травматического генеза, токсической и гипоксической энцефалопатии при острых и хронических отравлениях, эндотоксикозах, посленаркозного угнетения сознания.
Метапрот плюс относится метаболическим протекторам и состоит из 125 мг 2-этилтиобензимидазола (устаревшее название бемитил, в настоящее время метапрот) и 50 мг сукцината. Препарат хорошо всасывается в желудочно-кишечном тракте, после однократного приема он обнаруживается в крови через 30 минут. Входящий в его состав метапрот обладает восстановительно-репаративным действием, основанным на способности активировать естественно протекающие в организме реакции протеинсинтеза (Шабанов П.Д., 2010). В лечебной практике метапрот нашел широкое применение и используется в неврологии, психиатрии, кардиологии, кардиохирургии, токсикологии, отоларингологии, терапии хирургической патологии кишечника и заболеваниях верхних дыхательных путей. Важная область применения метапрота -фармакология здорового человека. В качестве препарата неистощающего типа действия метапрот используется у здоровых лиц при утомлении, для повышения физической работоспособности и усиления процессов адаптации в экстремальных условиях - гипоксии, перегревании и других. Назначается метапрот в качестве лечебно-реабилитационного средства, в том числе в экстремальных условиях, для ускорения восстановления работоспособности и физической выносливости при астенических состояниях, угнетении иммунитета, нарушениях энергетического и пластического обмена. Метапрот хорошо переносится, совместим при приеме с другими лекарственными средствами. Суточная доза препарата для человека до 1,0 г. Соединение ВМ-616 - М-2-(4-ацетилтиазоло[5,4-Ь]индолил)сукцинаминовая кислота относится к производным тиазоло[5,4-Ь]индола, которые обладают антигипоксическими свойствами (Марышева В.В. и соавт., 2005; 2007). Этим соединениям присуща мембранотропная активность (Шабанов П.Д. и соавт., 2005), противоотечные и гепатопротекторные свойства (Марышева В.В. и соавт., 2006; Шабанов П.Д. , Гаврев А.И. , 2006) и актопротекторное действие (Марышева В.В. , Шабанов П.Д. , 2009), что указывает на их высокую и разнообразную биологическую активность. Сразу после декомпрессии животных и далее ежедневно на протяжении 3-х суток животным внутрибрюшинно вводили в оптимальных эффективных дозах: цитофлавин 1,5 мл/кг, реамберин 10 мл/кг (оба ЗАО «Полисан», Санкт-Петербург), метапрот плюс 25 мг/кг (ЗАО «Антивирал», Санкт-Петербург) и растворенную в физиологическом растворе с добавлением твина-80 субстанцию соединения ВМ-616 - N-2-(4-ацетилтиазоло[5,4-Ь]индолил)сукцинаминовую кислоту 25 мг/кг.
Изменение содержания адениннуклеотидов
В механизмах адаптации организма к экстремальным факторам значительная роль принадлежит энергетическому обмену. Установлено, что интактные крысы различались по энергетическому потенциалу и в печени ВУ к гипоксии животных уровень АТФ был выше, а содержание АДФ и АМФ ниже, чем у НУ к гипоксии крыс. Известно, что длительная гипокинезия и острая гипоксия влияют на уровень энергетических субстратов (Зарубина И.В., Шабанов П.Д., 2004).
Поскольку крысы с тяжелой компрессионной травмой в течение длительного времени (4 ч) находились в фиксированном состоянии, было изучено содержание адениннуклеотидов в печени иммобилизированных животных. Установлено, что 4-х часовая фиксация крыс нарушает энергетическое равновесие в печени животных.
Сразу после прекращения иммобилизации в печени крыс с различной устойчивостью к гипоксии снижалось содержание АТФ на фоне увеличения содержания АДФ и АМФ, что приводило к уменьшению величины энергетического заряда адениловой системы, рассчитанной по D.Atkinson (табл. 19).
В более поздние сроки после иммобилизации (6, 12 ч) наблюдали тенденцию к нормализации содержания адениннуклеотидов, и через сутки уровень АТФ, АДФ, АМФ, суммы адениннуклеотидов, величина энергетического заряда достоверно не отличались от содержания этих метаболитов в печени интактных крыс.
Таким образом, 4-х часовая иммобилизация крыс сама по себе сопровождается снижением энергетического потенциала печени и эти изменениями наиболее выражены в группе НУ к гипоксии животных. Изучение содержания макроэргических фосфатов в печени крыс при травматическом токсикозе выявило более значимые изменения структуры адениннуклеотидного пула, что выражалось в снижении содержания АТФ на фоне увеличения продуктов его гидролиза.
По сравнению с иммобилизированными животными (контролем) сразу после травмы содержание АТФ снижалось в печени высокоустойчивых крыс на 71%, в печени низкоустойчивых крыс - на 82%. Спустя 6 ч после травмы содержание АТФ по сравнению с контролем было ниже на 63% в печени высокоустойчивых крыс и на 86% в печени низкоустойчивых животных. Через 12 ч после травмы содержание АТФ у высоко- и низкоустойчивых крыс было меньше, чем у контрольных животных на 37% и на 66%. Через сутки после травмы соответственно на 27% и 42%. Уже сразу после декомпрессии в печени животных обеих групп возрастало содержание АДФ и АМФ. Однако максимальное увеличение их содержания наблюдалось через 6 ч после травмы. Так, по сравнению с контрольными крысами в печени высокоустойчивых содержание АДФ и АМФ возрастало в 3 83%, а в печени низкоустойчивых - в 3,2 раза и 89% соответственно.
Изменения содержания адениннуклеотидов в печени крыс при травматическом токсикозе приводили к снижению величины энергетического заряда адениловой системы.
Важным регулятором метаболического гомеостаза клетки является циклический аденозинмонофосфат, содержание которого при пороговых воздействиях возрастает во много раз, а при экстремальных - снижается. Универсальность этой реакции отражает один из центральных адаптивных механизмов в клетке и организме в целом. Установлено, что иммобилизация животных в течение 4-х ч сопровождалась увеличением в печени животных с различной устойчивостью к гипоксии содержания циклического аденозинмонофосфата. Сразу после травмы содержание цАМФ снижалось в печени ВУ к гипоксии крыс на 18%, НУ - на 28% (табл. 20).
В дальнейшем посттравматическом периоде уровень цАМФ прогрессивно снижался у животных обеих групп и наибольшие изменения наблюдали через 12 ч после травмы в группе НУ к гипоксии животных Уровень цАМФ в печени ВУ крыс снижался на 42%, НУ - на 53% по сравнению с контролем (р 0,05). Спустя 72 ч после травмы восстановления до исходных величин содержания цАМФ в печени крыс обеих групп не наблюдали.
Таким образом, метаболические изменения в печени высокоустойчивых и низкоустойчивых животных при травматическом токсикозе различались. У низкоустойчивых животных, представляющих определенную «группу риска» при травме, энергодефицит был более выражен, чем у высокоустойчивых животных. . Влияние травматического токсикоза на показатели углеводного обмена
Тяжелая компрессионная травма сопровождалась увеличением содержания лактата на фоне снижения уровня пирувата в печени высокоустойчивых и низкоустойчивых к гипоксии крыс (табл. 21).
Сразу после травмы после травмы содержание лактата в печени высокоустойчивых и низкоустойчивых крыс возрастало в 4 раза (р 0,05). Спустя 6 ч после травмы содержание лактата увеличивалось в печени высокоустойчивых крыс в пять раз и в печени низкоустойчивых крыс в 4,5 раза.
Изменение содержания адениннуклеотидов
Интактные животные с различной чувствительностью к боли достоверно не различались по содержанию адениловых нуклеотидов в печени. Иммобилизация крыс в течение 4-х ч сопровождалась снижением энергетического потенциала печени и эти изменениями наиболее выражены в группе ВЧ к боли животных (табл. 40). Более значимые изменения структуры адениннуклеотидного пула в печени животных с различной болевой чувствительностью наблюдали при травматическом токсикозе.
По сравнению с иммобилизированными животными (контролем) сразу после травмы содержание АТФ снижалось в печени НЧ крыс на 69%, в печени ВЧ крыс - на 83%. Спустя 6 ч после травмы содержание АТФ по сравнению с контролем было ниже на 68% в печени НЧ крыс и на 73% в печени ВЧ животных. Через 12 ч после травмы содержание АТФ у НЧ и ВЧ крыс было меньше, чем у контрольных животных на 50% и на 69%. Через сутки после травмы соответственно на 17% и 36%. Спустя 72 ч после травмы содержание АТФ в печени НЧ крыс достоверно не отличалось от контрольных величин, а в печени ВЧ животных на 39% было выше, чем в контроле (р 0,05).
Максимальное увеличение содержания АДФ и АМФ в печени животных обеих групп наблюдалось сразу после травмы. Так, по сравнению с контрольными крысами в печени НЧ содержание АДФ и АМФ возрастало на 156% и 69%, а в печени ВЧ крыс - на 208% и 81% соответственно. В дальнейшем посттравматическом периоде уровень АДФ и АМФ снижался и через 72 ч после травмы у НЧ к боли животных достоверно не отличался от контрольных значений, а в печени ВЧ крыс оставался достоверно выше.
Изменения содержания адениннуклеотидов в печени крыс при травматическом токсикозе приводили к снижению величины энергетического заряда адениловой системы.
Иммобилизация животных в течение 4-х ч сопровождалась увеличением в печени животных с различной чувствительностью к боли содержания циклического аденозинмонофосфата. Сразу после травмы содержание цАМФ снижалось в печени НЧ к боли крыс на 30%, ВЧ - на 42% (табл. 41). Спустя 6 ч после травмы содержание цАМФ в печени НЧ крыс было ниже контрольных значений на 26%, в печени ВЧ животных на 37%. В дальнейшем посттравматическом периоде уровень цАМФ прогрессивно увеличивался у животных обеих групп и на 3-й сутки у НЧ животных восстанавливался до исходных величин, а у ВЧ крыс содержание цАМФ в печени оставался ниже на 14% (р 0,05).
Таким образом, при травматическом токсикозе энергодефицит у высокочувствительных к боли животных был более выражен, чем у низкочувствительных крыс. У животных обеих групп наибольшие метаболические изменения наблюдались сразу после травмы.Высокочувствительных и низкочувствительных крыс возрастало в 3 раза (р 0,05). Такой высокий уровень лактат в печени животных обеих групп сохранялся на протяжении 24 ч посттравматического периода.
К 3-им суткам уровень лактата в печени низкочувствительных крыс превышал контрольный в 2 раза, а в печени высокочувствительных крыс - в 3 раза. Наряду с этим в печени крыс обеих групп прогрессивно снижался уровень пирувата. Наибольшее снижение содержания пирувата наблюдалось сразу после травмы. К третьим суткам после травмы содержание пирувата в мозге животных обеих групп было достоверно ниже, чем в контроле. Увеличение величины отношения лактата к пирувату свидетельствовало о развитии метаболического ацидоза в обеих группах животных, наиболее выраженном сразу после травмы.
Наибольшие изменения в содержании углеводных субстратов наблюдали сразу после травмы. Содержание глюкозы возрастало, а гликогена снижалось в печени НЧ крыс в 2 раза и на 54%, а в печени ВЧ крыс - в 2,5 раза и на 64% соответственно (табл. 43).
Спустя 6 ч после травмы уровень глюкозы был выше, а гликогена ниже контрольных значений в печени НЧ крыс на 88% и 45%, а в печени ВЧ крыс - на 93% и 50%.
Через 12 ч после травмы содержание глюкозы повышалось и гликогена снижалось в печени НЧ крыс на 61% и 32%, а в печени ВЧ крыс - на 78% и 48% соответственно (р 0,05).
К третьим суткам после травмы уровень глюкозы и гликогена в печени животных обеих групп достоверно отличался от контрольных значений.
Полученные данные свидетельствуют о стимуляции гликогенолиза, торможении аэробного гликолиза и развитии лактатного ацидоза в печени высокочувствительных и низкочувствительных к боли крыс при травматическом токсикозе.
Влияние травматического токсикоза на процессы перекисного окисления липидов и активность антиоксидантних систем
Травматический токсикоз сопровождался увеличением в ткани печени высокочувствительных и низкочувствительных к боли крыс первичных и вторичных продуктов перекисного окисления липидов. Сразу после травмы содержание диеновых конъюгатов в печени низкочувствительных и высокочувствительных крыс достоверно увеличивалось в 2 и 3,3 раза соответственно, содержание малонового диальдегида возрастало на 90% и 107% соответственно (табл. 44).
Спустя 6 ч после травмы содержание диеновых конъюгатов в печени низкочувствительных крыс в 2,7 раза, а в печени высокочувствительных крыс в 3 раза превышало уровень контрольных значений, содержание малонового диальдегида на 71% и 85% соответственно (р 0,05).
Спустя трое суток после травмы уровень продуктов перекисного окисления липидов в мозге крыс обеих групп достоверно превышал значения у контрольных крыс.
