Введение к работе
Актуальность работы. Методы ядерной медицины достаточно широко применяются в диагностике инфекционных и воспалительных процессов (Winter W. et al., 2001; Ryp-ins E.B. et al., 2000), в том числе абдоминальной локализации (Colak Т. et al., 2001; Uslu H. etal., 2001).
Однако способы прямой оценки процессов бактериальной транслокации (БТ) микроорганизмов и перитонеальной резорбции (ПР) токсинов в процессе формирования абдоминального сепсиса при острой хирургической патологии живота и последствиях хирургических вмешательств (программированная релапаротомия, назоинтестинальная интубация, спленэктомия) на сегодня отсутствуют. Вместе с тем, процесс перемещения облигат-ной микрофлоры за пределы кишечной стенки является ключевым звеном в патогенезе указанной патологии (Ерюхин И.А. и соавт., 1999; Есипов Д.В. и соавт., 2004; Samel S. et al., 2002). Источником интоксикации при этом является кишка, находящаяся в состоянии пареза (Курыгин А.А. и соавт., 2001; Багненко С.Ф., 2004).
Следует отметить, что многие вопросы патогенеза распространенного гнойного перитонита, гипоспленизма и острой кишечной непроходимости, связанные, прежде всего, с механизмами эндотоксикоза, остаются до конца не изученными и дискутабельными (Чернов В.Н., Велик Б.М., 2002; Жид овинов Г.И., 2005; KocdorM.A. et al., 2002; Koratzanis G. et al., 2002). Во многом, это связано с тем, что диагностика феномена БТ в настоящее время основана на бактериологическом исследовании биологических жидкостей и тканей, а также на выявлении косвенных признаков миграции бактерий по результатам водородного дыхательного теста (Schiller L.R., 2007), определения липополисахаридсвязывающего белка (Albillos A. et al., 2004) и бактериальной ДНК в крови (Guarner С. et al., 2006).
Перспективным подходом к изучению патогенеза септических состояний при острой хирургической патологии живота является, с нашей точки зрения, использование методов ядерной медицины. Так, в последние годы были предприняты попытки выявления косвенных признаков БТ с применением радионуклидного исследования гепатобилиарной системы (Петухов В.А., 2002). Однако специфичность получаемых при этом результатов представляется, с нашей точки зрения, спорной, что требует разработки прямого метода бактериальной сцинтиграфии, предоставляющего возможность непрерывного наблюдения транслокации инфекционного фактора, синхронной оценки процессов на локальном и системном уровнях, а также анализа качественной и количественной информации в реальном масштабе времени.
Таким образом, разработка сцинтиграфических методов прямого исследования БТ, основанных на визуальной оценке перемещения меченных радионуклидом микроорганизмов, является актуальной проблемой патофизиологии септических состояний абдоминального происхождения.
Цель работы: разработать технологию бактериальной сцинтиграфии и на ее основе исследовать механизмы развития и течения БТ абдоминального происхождения.
Задачи:
Определить диагностические возможности динамической сцинтиграфии гепатобилиарной системы (гепатобилисцинтиграфии) в оценке косвенных признаков БТ абдоминального происхождения.
Создать бактериальный радионуклидный препарат (БРП) - меченые технецием-99т живые бактерии Е. coli с максимальной степенью поглощения радионуклидной метки внутриклеточными структурами кишечной палочки и разработать оптимальный способ его очистки от несвязанного радионуклида.
3. Разработать метод бактериальной сцинтиграфии и предложить алгоритм обработки
получаемых данных для определения индекса транслокации (ИТ) или индекса резорбции
(ИР) с учетом распада радиоактивного маркера.
С помощью метода бактериальной сцинтиграфии выявить закономерности БТ и ПР меченных технецием-99ш Е. соїі в условиях экспериментального перитонита и определить степень влияния операционной травмы кишечной трубки на характер миграции бактерий.
Методом бактериальной сцинтиграфии изучить динамику БТ в процессе формирования постспленэктомического гипоспленизма.
Предложить методологию сцинтиграфического исследования для раскрытия механизмов БТ при странгуляционной и обтурационной кишечной непроходимости.
Научная новизна. Создан БРП (меченные технецием-99ш живые бактерии Е. coli), отвечающий условиям применения методов ядерной медицины для изучения процессов БТ и ПР при моделировании любых инфекционных воспалительных процессов на крупных и мелких лабораторных животных.
Разработан радионуклидный метод исследования (бактериальная сцинтиграфия), позволяющий визуально оценивать процессы микробной транслокации и резорбции, а также определять их временные и количественные характеристики.
С помощью метода бактериальной сцинтиграфии выявлены закономерности инте-стиногенного распространения инфекционного процесса на регионарный (портальная система) и системный (генерализация бактериемии) уровни в динамике экспериментального перитонита.
Подробно изучено патогенетическое звено эндотоксемии, обусловленное транслокацией микроорганизмов из просвета кишечника и дальнейшей их резорбцией из брюшной полости на ранних стадиях гнойного перитонита.
Установлено влияние хирургического вмешательства при перитоните на параметры транслокации условно патогенной микрофлоры через кишечный барьер.
Подтверждена роль БТ в патогенезе печеночной недостаточности в условиях гипоспленизма.
С помощью методов ядерной медицины изучены различия в механизмах формирования абдоминального сепсиса при странгуляционной и обтурационной кишечной непроходимости.
Доказана ведущая патогенетическая роль ишемии ущемленного отдела тонкой кишки в развитии эндотоксемии при странгуляционной кишечной непроходимости.
Установлена роль БТ в генезе бактериемии при обтурационной непроходимости кишечника.
Практическая значимость. Разработана технология получения бактериального ра-дионуклидного препарата, перспективного для сцинтиграфической визуализации процессов БТ и резорбции при различных формах абдоминального сепсиса.
Результаты, раскрывающие механизмы развития абдоминального сепсиса при распространенном перитоните, спленэктомии и различных видах механической непроходимости кишечника на всех этапах развития патологии, позволяют экспериментально обосновать целесообразность применения сорбционных технологий и модификации хирургической тактики при этих заболеваниях.
Внедрение в практику. Полученный БРП используется в Учреждении Российской академии медицинских наук Научном центре реконструктивной и восстановительной хирургии Сибирского отделения РАМН (НЦРВХ СО РАМН) для сцинтиграфической визуализации миграции бактерий в организме лабораторных животных при различной патологии.
Разработанная методика оценки распространения бактериальных клеток при перитоните используется в НЦРВХ СО РАМН для экспериментальной апробации предлагаемых методов детоксикации.
Результаты диссертационного исследования используются в учебном процессе госпитальной хирургической клиники Государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Иркутский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации (ГБОУ ВПО ИГМУ Минздравсоцразвития России) и в НЦРВХ СО РАМН.
По результатам разработанной технологии получены патенты РФ:
Способ приготовления бактериального радиофармпрепарата: Пат. 2255748 Рос. Федерация: МПК7 А 61 К 35/74, 51/00 / А.Г. Кувшинов, Е.А.Ильичева, С.А. Лепехова, А.Ю. Шамеев, ЕВ. Коваль, ТВ. Фадеева, Д.И. Максиков, ЮМ. Галеев, MB. Попов (Рос. Федерация). Заявлено 26.05.03; Опубл. 10.07.05, Бюл. № 19.
Способ оценки бактериемии перитонеального происхождения в эксперименте: Пат. 2275859 Рос. Федерация: МПК7 А 61 В 6/00 / Ю.М. Галеев, М.В. Попов, О.В. Салато, К.А. Апарцин, Е.В. Коваль (Рос. Федерация). Заявлено 09.12.04; Опубл. 10.05.06, Бюл. №13.
Способ радионуклидной маркировки бактерий кишечной палочки для сцинтигра-фических исследований: Пат. 2290643 Рос. Федерация: МПК7 G 01 N 33/60; G 12 N 1/20 / О.В. Салато, Ю.М. Галеев, М.В. Попов, Е.В. Коваль, С.А. Лепехова, ТВ. Фадеева (Рос. Федерация). Заявлено 12.07.05; Опубл. 27.12.06, Бюл. № 36.
На защиту выносятся следующие положения:
Сцинтиграфический метод, основанный на использовании БРП, полученного с помощью витальной внутриклеточной маркировки Е. coli технецием-99ш, позволяет визуализировать процесс БТ и изучать его закономерности на моделях абдоминального воспаления у различных видов лабораторных животных.
В процессе развития перитонита БТ из просвета кишечника становится доминирующим путём системного распространения патогенов, резко усиливаясь после хирургического вмешательства, сопровождаемого манипуляциями на кишечнике.
3. Гипоспленизм индуцирует транслокацию бактерий из желудочно-кишечного
тракта.
4. В процессе развития странгуляционной непроходимости кишечника происходит
миграция бактерий из просвета ущемленного отдела тонкой кишки в брюшную полость,
после чего, микрофлора указанного отдела кишечника становится источником развития
системной бактериемии за счет ПР, а микрофлора тонкой кишки выше уровня странгуля
ции приобретает роль патогенетического фактора портальной бактериемии, за счет мигра
ции микроорганизмов. При обтурационной непроходимости микрофлора тонкой кишки
становится источником портальной бактериемии только в терминальной фазе патологи
ческого процесса.
Апробация основных положений работы. Материалы исследования представлены на Невском радиологическом форуме (Санкт-Петербург, 2003), на Всероссийской научно-практической конференции «Избранные вопросы ядерной медицины» (Дубна, 2004), на международной конференции «Сепсис: патогенез, диагностика и терапия» (Харьков, 2004), на научно-практической конференции «Новое в реконструктивной хирургии» (Москва, 2004), на Всероссийском научном форуме «Достижения и перспективы современной лучевой диагностики» (Москва, 2004), на Всероссийской научно-практической конференции хирургов «Сложные и нерешённые вопросы диагностики и лечения острого аппендицита, острой кишечной непроходимости и сочетанной травмы» (Санкт-Петербург, 2004), на международном конгрессе молодых ученых и специалистов «Наука о человеке»
(Томск, 2004), на научно-практической конференции хирургов Иркутской области (Иркутск, 2004), на научно-практической конференции «Актуальные проблемы клинической медицины» (Иркутск, 2004), на научно-практической конференции «Актуальные вопросы хирургии» (Челябинск, 2004), на международной дистанционной научно-практической конференции «Новые технологии в медицине» (Санкт-Петербург, 2005), на международном хирургическом конгрессе «Новые технологии в хирургии» (Ростов-на-Дону, 2005), на научно-практической конференции с участием специалистов стран ближнего и дальнего зарубежья «Новые технологии в диагностике, интервенционной радиологии, хирургии печени и поджелудочной железы» (Санкт-Петербург, 2005), на Всероссийской научно-практической конференции «Современные методы диагностики и лечения заболеваний в клинике и в эксперименте» (Москва, 2005), на международной дистанционной научно-практической конференции «Новые технологии в медицине» (Санкт-Петербург, 2006), на Всероссийском форуме «Радиология 2006» (Москва, 2006), на международной конференции «Сепсис проблемы диагностики, терапии и профилактики» (Харьков, 2006), на Всероссийской научно-практической конференции «Многопрофильная больница: проблемы и решения» (Ленинск-Кузнецкий, 2006), на научно-практической конференции «Актуальные вопросы хирургии» (Челябинск, 2006), в материалах 12-ой Российской гастроэнтерологической недели (Москва, 2006), на Всероссийской научно-практической конференции «Актуальные вопросы флебологии. Распространённый перитонит» (Барнаул, 2007), на международной медицинской научной конференции между Автономной Республикой Внутренней Монголии, КНР и Республикой Бурятии РФ (Китай, Маньчжурия, 2007), на Всероссийской научно-практической конференции «Современные аспекты кишечной непроходимости» (Анапа, 2007), в материалах 14-ой Российской гастроэнтерологической недели (Москва, 2009), на 56-ом ежегодном съезде Общества ядерной медицины (Канада, Торонто, 2009), на ежегодном конгрессе Европейской ассоциации ядерной медицины (Испания, Барселона, 2009).
Публикации. Основные положения диссертационного исследования опубликованы в 54 работах, в том числе в 14 статьях из списка журналов, рекомендованных ВАК РФ для опубликования материалов докторских диссертаций, в 2 монографиях (в соавторстве) и 3 патентах Российской Федерации.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, главы о материалах и методах исследования, семи глав собственных наблюдений, заключения, выводов, практических рекомендаций, указателя литературы.
Текст изложен на 257 страницах, иллюстрирован 21 таблицей и 43 рисунками. Библиография включает 498 источников, из них 124 отечественных и 374 иностранных.
Личный вклад автора. Дизайн исследования, постановка цели и задач диссертационной работы, методический подход к их выполнению разработаны лично автором. Весь материал, представленный в диссертации, получен, обработан и проанализирован лично автором.
