Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Гематоэнцефалический барьер и его проницаемость при проведении антибактериальной терапии гнойных бактериальных менингитов. (Обзор литературы) 13
1.1. Этиология гнойных менингитов 14
1.2. Гематоэнцефалический барьер, его значение, структура, изменение проницаемости 21
1.2.1. Структура гематоэнцефалического барьера 23
1.2.2. Изменение проницаемости гематоэнцефалического барьера при различных состояниях и воздействиях 33
1.3. Проницаемость гематоэнцефалического барьера для антибиотиков и особенности антибактериальной терапии нейроинфекционных заболеваний 42
ГЛАВА 2. Материалы и методы исследования 56
2.1. Объем экспериментальных исследований и клинических наблюдений 56
2.1.1. Объем экспериментальных исследований 56
2.1.2. Объем клинических наблюдений 58
2.2. Методы экспериментального исследования проникновения антибиотиков в ткани организма лабораторных животных 63
2.3. Методы клинических наблюдений 65
2.3.1. Клинические, лабораторные и инструментальные методы 65
2.3.2. Ликворологическая диагностика 67
2.3.3. Методы оценки функции гематоэнцефалического барьера 68
2.4. Методы бактериологического исследования 70
2.5. Методы определения концентрации антибиотиков в биологическом материале 71
2.6. Методы статистической обработки 74
ГЛАВА 3. Результаты собственных экспериментальных и клинических исследований 75
3.1. Результаты экспериментальных исследований 75
3.1.1. Влияние внутрисосудистого лазерного облучения крови на проницаемость гематоэнцефалического барьера для антибиотиков в эксперименте 85
3.2. Результаты клинических исследований 91
3.2.1. Этиологическая структура гнойных бактериальных менингитов, менингоэнцефалитов, вентрикулитов и чувствительность выделенных штаммов к антибиотикам 91
3.2.2. Проницаемость гематоэнцефалического барьера для цефазолина и ее влияние на эффективность терапии посттравматических и после операционных гнойных бактериальных менингитов 100
3.2.3. Проницаемость гематоэнцефалического барьера для натриевой соли бензилпенициллина и цефтриаксона у больных менингококковыми менингитами и ее влияние на течение патологического процесса 111
ГЛАВА 4. Обсуждение результатов исследований 129
Выводы 141
Практические рекомендации 143
Список литературы 145
- Гематоэнцефалический барьер, его значение, структура, изменение проницаемости
- Объем клинических наблюдений
- Методы определения концентрации антибиотиков в биологическом материале
- Влияние внутрисосудистого лазерного облучения крови на проницаемость гематоэнцефалического барьера для антибиотиков в эксперименте
Введение к работе
Актуальность исследования. К наиболее частым и тяжелым формам неврологической патологии относятся инфекционные заболевания нервной системы. По данным Лобзина Ю.В. с соавт. (2003) они составляют до 40% всех неврологических заболеваний. При этом на долю менингитов приходится до 29% в общей нозологической структуре (Гузева В.И., 1998). Среди них гнойные бактериальные менингиты и менингоэнцефалиты составляют 38%, или более 6% всех органических заболеваний нервной системы (Скрипченко Н.В. с соавт., 2000). Кроме того, инфекционные бактериальные процессы являются одним из наиболее частых осложнений при открытой черепно-мозговой травме и нейрохирургических оперативных вмешательствах, зачастую определяя течение и исход нейрохирургической патологии (Гайдар Б.В., Шулев Ю.А., Парфенов В.Е. 1997). На долю послеоперационных и посттравматических гнойных бактериальных менингитов приходится до 50% всех внутричерепных инфекционных процессов (Коновалов А.Н. с соавт., 1994). После плановых интракраниальных оперативных вмешательств инфекционные осложнения возникают у 4,8-5,4% больных (Арутюнов А.И., Имшенецкая В.Ф., 1971; Матвеев Н.В., 1995; Girod D., 1995). Частота развития гнойно-воспалительной патологии при открытой черепно-мозговой травме и проникающих ранениях черепа и головного мозга составляет 20-36%, при этом посттравматические гнойные бактериальные менингиты и менингоэнцефалиты возникают у 11,1% всех больных с тяжелой черепно-мозговой травмой (Пыхонин С.Н., 1992; Коновалов А.Н. с соавт., 1994; Горбунов В.И., 1998).
Благодаря созданию мощных антибактериальных средств, разработке тактики этиотропной терапии достигнуты определенные успехи при лечении нейроинфекций. Вместе с тем, остается высокая заболеваемость гнойными бактериальными менингитами и менингоэнцефалитами, нередко с осложненным течением (Зайцев И.А., 1991; Костюкова Н.Н. с соавт., 1992; Скрипченко Н.В.,
1993; Одинак М.М. с соавт., 2000; Dubey А.К., Rao K.L., 1997; Badgers J. et al, 1999). Остается значительной и летальность. Так, по данным B.C. Лобзина (1983); Р.Х. Яфаева с соавт. (1989); А.Г. Рахмановой с соавт. (1995); S. Leib, М. Tauber (1999) она составляет от 5 до 45%. R. Thomas с соавт. (1999) приводят данные, согласно которым у 26,7% пациентов перенесших гнойный менингит сохраняются неврологические нарушения. У 5-15% больных с посттравматическими и послеоперационными менингитами антибактериальная терапия оказывалась безуспешной, приводя к летальным исходам (Хилько В.А., 1987). Это вызвано, прежде всего тем, что расширился спектр возбудителей инфекционной патологии, увеличилась антибиотикорезистентность микроорганизмов, возросла частота заболеваний со смешанной микрофлорой (Олюшин В.Е. с соавт., 1992; Яхно Н.Н. с соавт., 1995; Segreti J., Harris А., 1996; Nau R. et al., 1998; Pru-itt A., 1998; Hasbun R. et al., 1999). В связи с названными причинами, применяемые в течение длительного времени этиопатогенетические схемы лечения нейроинфекций не всегда оказывают должный терапевтический эффект. Следует также учитывать, что на пути действия антибиотиков находится гематоэнце-фалический барьер, который во многом определяет действие препаратов на микроорганизмы (Tauber M.G., Sande М.А., 1990; Barza М., 1993; Kearney В.Р., Aweeka F.T., 1999; Kramer К. et al., 2001). Появление большого количества штаммов патогенных микроорганизмов, устойчивых к наиболее часто применяемым антибиотикам (пенициллин, левомицетин и др.), вызывает необходимость поиска новых антибактериальных препаратов, которые бы хорошо проникали через гематоэнцефалический барьер, и подавляли жизнедеятельность возбудителей заболевания, обеспечивали высокую эффективность лечения нейроинфекций.
Вследствие этого сегодня возникает настоятельная необходимость вновь вернуться к вопросу о гематоэнцефалическом барьере. Несмотря на разносторонние исследования, выполненные за последнее время, проблема гематоэнце-фалического барьера остается одной из наиболее сложных и спорных проблем в
7 клинической и экспериментальной медицине (Бредбери М., 1983; Макаров
А.Ю., 1984; Беляева И.А. с соавт., 1999). Обладая защитной функцией по отношению к мозгу, которая является, безусловно, важной и необходимой, гемато-энцефалический барьер создает трудности при лечении определенных патологических состояний, когда вследствие непроходимости через него, некоторые препараты (в частности антибиотики) не достигают тех структур и тканей, где они должны действовать в терапевтических концентрациях. В этих условиях возникает необходимость изменения проницаемости гематоэнцефалического барьера для данного фармакологического вещества в целях увеличения его концентрации до достаточного уровня в тканях головного и спинного мозга, ликворе, мозговых оболочках. Все эти задачи приходится решать, в частности, при лечении менингитов. Известно, что в процессе лечения нарушенные функции гематоэнцефалического барьера восстанавливаются. Однако в настоящее время практически отсутствуют работы о динамике проникновения антибиотиков через гематоэнцефалический барьер в процессе проведения терапии. Недостаточно изученными остаются вопросы фармакокинетики антибактериальных препаратов в тканях центральной нервной системы в период регресса воспалительных изменений, что не позволяет оценить достаточность создаваемых концентраций антибиотика в нервной системе. Вследствие этого невозможно определить адекватность проводимой антибактериальной терапии.
В литературе приводятся данные о влиянии различных фармакологических средств на состояние проницаемости гематоэнцефалического барьера, однако, они нередко разноречивы и не поддаются систематизации (Кассиль Г.Н., 1963; Майзелис М.Я., 1973). Также, недостаточно изучен вопрос о влиянии на проницаемость гематоэнцефалического барьера некоторых важных фармакологических средств и их сочетаний, часто применяющихся при лечении гнойных бактериальных менингитов.
В последнее время при лечении различных инфекционно-септических заболеваний широкое применение нашло внутрисосудистое лазерное облучение
8 крови. Его эффективность обусловлена коррекцией иммунных и реологических
механизмов, нормализацией микроциркуляции и др. (Ткаченко Т.Е., 1985; Шевченко Ю.Л. с соавт., 1996). Однако, применение внутрисосудистого лазерного облучения крови при лечении нейроинфекций, а также его влияние на проницаемость гематоэнцефалического барьера практически не изучено. Вследствие этого исследования по изучению воздействия лазерного облучения крови на изменение проникновени антибиотиков в ткани центральной нервной системы представляет большой научно-практический интерес.
Таким образом, можно констатировать, что изучение вопросов, связанных с оптимизацией комплексного лечения гнойных бактериальных менингитов, поиском эффективных антибактериальных средств и их сочетаний, исследованием влияния различных фармакологических препаратов и физических способов воздействия (внутрисосудистое лазерное облучение крови) на проницаемость гематоэнцефалического барьера для антибиотиков, является актуальным как в научно-теоретическом, так и в практическом плане.
Цель исследования: оптимизировать этиотропную терапию гнойных бактериальных менингитов и менингоэнцефалитов с учетом спектра возбудителей заболевания, степени проникновения антибиотиков в центральную нервную систему и возможности коррекции проницаемости гематоэнцефалического барьера.
Для решения цели сформулированы следующие задачи исследования:
1. Изучить этиологическую структуру посттравматических и послеоперационных гнойных бактериальных менингитов и менингоэнцефалитов и определить чувствительность выделенных микроорганизмов к антибиотикам различных групп.
Исследовать в эксперименте особенности фармакокинетики в центральной нервной системе ампициллина, цефазолина, цефотаксима, цефтриаксона, меропенема, гентамицина.
Изучить в эксперименте и клинике возможности коррекции проницаемости гематоэнцефалического барьера для антибактериальных препаратов при помощи воздействия средств патогенетической терапии, физических методов лечения, а также использования различных путей введения антибиотиков в организм.
Оценить эффективность применения цефазолина у больных с посттравматическими и послеоперационными гнойными бактериальными менингитами, а также цефтриаксона и бензилпенициллина у больных с менингитами менингококковой этиологии.
Научная новизна.
В эксперименте изучены особенности проникновения через гематоэнце-фалический барьер ампициллина, цефазолина, цефотоксима, цефтриаксона, меропенема, гентамицина не только в ликвор, но и в ткани головного и спинного мозга.
Установлена возможность целенаправленной коррекции проницаемости гематоэнцефалического барьера для антибиотиков путем использования комплекса патогенетических средств. Выявлено увеличение проницаемости гематоэнцефалического барьера под воздействием внутрисосудистого лазерного облучения крови.
Обоснована эффективность применения цефазолина при посттравматических и послеоперационных гнойных бактериальных менингитах грамположи-тельной этиологии. Изучены особенности его проникновения через гематоэн-цефалический барьер при внутривенном и интракаротидном способах введении на разных сроках терапии.
Исследованы особенности проникновения через гематоэнцефалический
10 барьер бензилпенициллина и цефтриаксона и проведен сравнительный анализ
их эффективности на разных сроках терапии менингококковых менингитов.
Продемонстрировано, что длительный прием глюкокортикоидов способствует
значительному снижению проницаемости гематоэнцефалического барьера для
цефтриаксона.
Практическая ценность работы.
Результаты исследований позволяют более эффективно проводить этио-тропную терапию гнойных бактериальных менингитов, использовать рациональные сочетания патогенетических средств для целенаправленного изменения проницаемости гематоэнцефалического барьера. Полученные данные позволяют обосновать применение внутрисосудистого лазерного облучения крови в лечении гнойных менингитов. Установлено повышение проникновения антибиотиков в ликвор после интракаротидного введения, что делает целесообразным применение такого способа введения препаратов в организм.
Использование модифицированного микробиологического метода определения концентрации антибактериальных препаратов в образцах биологических тканей в повседневной практике позволяет объективизировать оценку эффективности проводимой этиотропной терапии.
Положения выносимые на защиту.
Среди возбудителей посттравматических и послеоперационных гнойных бактериальных менингитов преобладают грамположительные бактерии -золотистый стафилококк и коагулазоотрицательные стафилококки. Грамотри-цательные бактерии выявляются существенно реже.
Меропенем, цефотаксим и цефтриаксон обладают лучшей способностью проникать через гематоэнцефалический барьер, чем ампициллин, цефазо-лин и гентамицин, создавая в тканях центральной нервной системы более высокие концентрации и имея большие коэффициенты проницаемости.
Применение в комплексном лечении гнойных бактериальных менингитов внутрисосудистого лазерного облучения крови, а также 1% раствора фу-росемида, лидазы, 0,9% раствора хлорида натрия, 40% раствора глюкозы, 25% раствора сульфата магния позволяет целенаправленно изменять проницаемость гематоэнцефалического барьера для антибактериальных препаратов.
Цефазолин является эффективным средством этиотропной терапии посттравматических и послеоперационных гнойных бактериальных менингитов грамположительной этиологии. Интракаротидный способ введения цефазолина позволяет создать более высокую концентрацию препарата в ликворе, чем внутривенный.
Использование глюкокортикоидов свыше 2-3 дней уменьшает проницаемость гематоэнцефалического барьера для антибиотиков, и снижает эффективность антибактериальной терапии.
Реализация результатов работы.
Результаты работы внедрены в лечебную практику клиник нервных болезней, нейрохирургии, инфекционных болезней Военно-медицинской академии и городской инфекционной больницы №30 им. СП. Боткина г. Санкт-Петербурга, а также используются в учебном процессе со слушателями факультетов подготовки врачей при изучении вопросов лечения нейроинфекционных заболеваний.
Апробация результатов исследования.
Основные положения работы доложены на итоговых конференциях Военно-научного общества курсантов и слушателей академии (Санкт-Петербург, 1996, 1997 гг.); городской научно-практической конференции г. Санкт-Петербурга: «Актуальные вопросы гнойно-септических инфекций» (Санкт-Петербург, 1996 г.); 5 международном конгрессе химиотерапии инфекционных заболеваний (Санкт-Петербург, 1997 г.); юбилейной конференции молодых
12 ученых и специалистов, посвященной 200-летию Военно-медицинской академии (Санкт-Петербург, 1998 г.); 5 Всероссийской научно-практической конференции: «Актуальные вопросы диагностики и лечения в многопрофильном лечебном учреждении» (Санкт-Петербург, 2001 г.); Всероссийской научной конференции: «Клинические перспективы в инфектологии» (Санкт-Петербург, 2001 г.); 3-й Всеармейской научно-практической конференции: «Инфекция в хирургии - проблема современной медицины» (Москва, 2002 г.); обществе неврологов Санкт-Петербурга (Санкт-Петербург, 2002 г.).
По теме исследования опубликовано 18 печатных работ, получены удостоверения на 2 рационализаторских предложения.
Гематоэнцефалический барьер, его значение, структура, изменение проницаемости
Несмотря на многочисленные и разносторонние исследования проблема ГЭБ до сих пор является одной из наиболее сложных и спорных в клинической неврологии (Цветанова Е.М., 1986; Борисенко С.А., Буров Ю.В., 1986). Остается значительное количество нерешенных вопросов и среди них такие, как разработка эффективных методов направленного изменения проникновения в мозг вводимых извне веществ в сторону как их увеличения, так и уменьшения. Недостаточно изучены особенности фармакокинетики в ЦНС антибактериальных препаратов и влияние на нее применяемых в комплексе патогенетических средств терапии. Все это заставляет продолжать и интенсифицировать исследования по проблеме ГЭБ.
Необходимо отметить, что на подавляющее большинство вопросов, связанных с лечением инфекционных заболеваний нервной системы, нельзя найти ответа без понимания роли ГЭБ.
Впервые наличие преграды на пути проникновения веществ из крови в ткани ЦНС, на примере кислых красителей, обнаружил P. Ehrlich в 1885 году. В 1913 году Е.Е. Goldman экспериментально доказал наличие ГЭБ, проведя ряд опытов по проникновению в головной мозг кислого полуколлоидного красителя трипанового синего. Термин гематоэнцефалический барьер был предложен L. Stern и R. Gautier в 1921 году. В дальнейшем систематическое изучение барьерных механизмов в ЦНС различными учеными привело к созданию концепции ГЭБ, претерпевшей значительные изменения по мере накопления научных фактов о характеристике структуры и различных сторон функциональной деятельности барьера.
Согласно современным представлениям, ГЭБ является сложной динамической структурно-функциональной саморегулирующей системой, состояние которой зависит от потребностей нервных клеток и уровня метаболических процессов не только в мозге, но и в других органах и тканях организма (Кассиль Г.Н., 1986; Майзелис М.Я., 1986; Луцевич А. Н. с соавт., 1991; Dobbing J., 1981; Bradbury M.W., 1993). На основании многочисленных исследований, выполненных различными авторами, установлено, что ГЭБ обладает тесно связанными между собой защитной и регулирующей (транспортной) функциями (Штерн Л.С., 1968; Росин Я.А., 1971,1978; Борисенко С.А., Буров Ю.В., 1986).
Защитная функция ГЭБ заключается в предупреждении проникновения в ткани центральной нервной системы и воздействия на них веществ, чужеродных мозгу. Эта функция проявляется при любом патологическом процессе, так как всегда существует и в нормальных условиях. Это обусловлено тем, что среди веществ, в норме циркулирующих в кровеносном русле, только часть необходима для полноценной работы мозга. Остальные вещества физиологически не подходят тканям центральной нервной системы. Поэтому и создается необходимость их отбора (Кассиль Г.Н., 1963).
В основе регулирующей функции ГЭБ находится физиологически адекватная проницаемость. Долгое время считали, что ГЭБ не пропускает наиболее крупные, чужеродные для мозга молекулы, а небольшие химические соединения свободно проходят через него. Однако сейчас установлено, что действие ГЭБ намного сложнее. Он осуществляет контроль не по размерам молекул, а по принципу их безопасности и полезности, допуская только те вещества и только в тех концентрациях, которые необходимы в данный момент для нормального, полноценного функционирования клеток ЦНС, поддержания их пластического и энергетического потенциала (Голдстейн Г.У., Бец А.Л., 1986, Крыжановский Г.Н., 1997).
Таким образом, роль ГЭБ состоит в обеспечении относительного постоянства состава и свойств непосредственной среды мозга, защите его от воздействия токсических факторов, создания наиболее благоприятных условий для функционирования нервных клеток (Кассиль Г.Н., 1977, Росин Я.А., 1977, Газенко О. Г., 1981, Schlosshauer В., 1993).
В настоящее время считается, что в ЦНС существуют несколько барьерных образований. Кроме собственно ГЭБ, некоторые авторы выделяют гемато-ликворный барьер (ГЛБ), ликвороэнцефалический барьер (ЛЭБ) и ряд других барьерных механизмов, имеющих свои морфо-функциональные особенности (Добровольский Г.Ф., 1982; Одинак М.М. с соавт., 2000; Dybkowska К. et al., 1997; Kearney В.Р., Aweeka F.T., 1999). Вместе с тем необходимо отметить, что все барьерные образования, описываемые различными авторами, служат для надежной изоляции тканей ЦНС от общей внутренней среды организма, поэтому по нашему мнению, исходя из целей и задач исследования, под термином
ГЭБ целесообразно понимать всю совокупность барьерных механизмов существующих в ЦНС.
К структурным элементам ГЭБ большинство исследователей относят эндотелий капилляров, их базальную мембрану, астроцитарную муфту, образованную отростками астроцитов, эпендимную глию и ее базальную мембрану, поверхностную и субэпендимальную глиальные мембраны, сосудистые сплетения желудочков мозга, элементы мягкой мозговой оболочки, арахноидальную оболочку, синусы твердой мозговой оболочки (Квитницкий-Рыжов Ю.Н., 1978; Макаров А.Ю., 1984; Малашхия Ю.А., 1986; Федоров В.П. с соавт, 1989; Мищенко В. А., Горюхина О. А., 1996; Беляева И.А. с соавт, 1999; Saunders N.R. et al., 1999). Взаимоотношение основных элементов ГЭБ показано на рисунке 1.
Объем клинических наблюдений
Клинические исследования проведены у 135 больных с гнойными бактериальными менингитами, менингоэнцефалитами, вентрикулитами находившимися на лечении в городской инфекционной больнице №30 им. СП. Боткина и в клинике нейрохирургии ВМедА в период с 1994 по 2001 год, которые были разделены на 2 группы.
Первую группу составили 58 человек с гнойными бактериальными менингитами грамположительной этиологии, находившихся на лечении в клинике нейрохирургии, у которых гнойно-воспалительный процесс ЦНС возник как осложнение тяжелой ЧМТ или планового интракраниального оперативного вмешательства по поводу нейрохирургических заболеваний. У данной группы больных наряду с использованием стандартных схем патогенетической и симптоматической терапии в качестве этиотропного средства терапии применялся цефазолин. Нами были выделены три подгруппы пациентов:
- в первой (17 человек) антибиотик вводился внутривенно в дозировке 1,0 г. 4 раза в сутки.
- во второй (19 человека) осуществляли внутривенное введение цефазолина по 1,0 г. 4 раза в сутки в сочетании с интракаротидным введением препарата по 1,0 г. 1 раз в день. В комплекс патогенетической терапии был включен также 25% раствор сернокислой магнезии.
- в третьей (22 человек) наряду с внутривенным введением цефазолина по 1,0 г. 4 раза в сутки использовали и интракаротидное применение антибиотика 1 раз в сутки в дозировке 1,0 г. Вторую группу составили 77 больных, находившихся на стационарном лечении в городской инфекционной больнице №30 им. СП. Боткина по поводу менингококкового менингита. Все больные были разделены на три подгруппы:
- в первую вошли 26 человек у которых в качестве этиотропного препарата применяли бензилпенициллин в дозировке по 3 млн. ЕД. внутримышечно через каждые 3 часа не менее 10-11 дней. Кроме того, в состав комплексной патогенетической терапии включали преднизолон, который вводили в среднесуточной дозировке 60 мг ежедневно в течение 2-3 дней.
- вторая состояла из 23 больных, в качестве препарата этиотропной терапии назначали цефтриаксон, который вводили в дозировке по 2,0 г. внутривенно через 12 часов не менее 10 дней, а в составе комплексной патогенетической терапии применяли преднизолон в среднесуточной дозировке 90 мг в течение 6-8 дней. - третью группу составили 28 больных, у которых в качестве этитропного препарата использовали цефтриаксон в дозе 2,0 г внутривенно через 12 часов не менее 10 дней, а в составе патогенетической терапии назначали введение пред-низолона в среднесуточной дозировке 60 мг в течение 2-3 суток.
Распределение больных второй группы по полу и возрасту отображено в таблице 3. У больных 1 группы была исследована проницаемость через ГЭБ цефазо-лина в динамике на 1-е, 5-е и 10-е сутки от начала этиотропной терапии, а также возможность активной ее коррекции путем использования внутривенного и интракаротидного способов введения препарата, а также добавления в схему патогенетической терапии 25% раствора сернокислой магнезии. У больных 2 группы изучено в сравнении проникновение через ГЭБ бензилпенициллина натриевой соли и цефтриаксона, исследована возможность управляемого влияния на проницаемость антибактериальных препаратов в ЦНС с помощью введения различных дозировок преднизолона, применявшегося в комплексной патогенетической терапии. У всех пациентов проведен сравнительный анализ динамики и особенности течения гнойно-воспалительного процесса в зависимости от степени проникновения антибиотиков через ГЭБ. Определены концентрации антибактериальных препаратов в крови и ЦСЖ, установлены коэффициенты проницаемости барьера по альбумину, хлоридам и глюкозе в динамике на 1,4-5, 9-10, 19-21 сутки. Всем больным проведено исследование неврологического статуса в динамике с подробным изучением менингеального симптомокомплекса с обязательным выполнением люмбальной пункции. У 9 больных первой группы ЦСЖ была получена посредством интравентрикулярной пункции. У всех пациентов выполнялся комплекс лабораторно-инструментальных диагностических исследований, включавший в себя общие и биохимические анализы крови, мочи, ликвора, бактериологическое исследование мазков крови, ликвора, отделяемому) из мозговой раны и из носоглотки, выделение и идентификация аэробных (факультативно-анаэробных) микроорганизмов, серологическое ти-пирование полученных штаммов микробов, изучение чувствительности выделенных бактерий к антибиотикам различных групп. При необходимости выполняли рентгенографические методы исследования, эхоэнцефалографию, компьютерную томографию (КТ), электроэнцефалографию (ЭЭГ). Все исследованные в сравнении выборки больных были репрезентативны и полностью сопоставимы по срокам начала терапии, клиническим формам, тяжести заболевания, возрастным и половым особенностям.
Кроме того, нами на основании ретроспективного анализа 303 историй болезни больных с открытой черепно-мозговой травмой (ОЧМТ) и 1653 с плановыми интракраниальными оперативными вмешательствами находившимися на лечении в клинике нейрохирургии в период с 1996 по 2000 годы были изучены варианты течения, динамика клинико-лабораторных показателей гнойно-воспалительной патологии ЦНС.
У 137 пациентов с посттравматическими и послеоперационными гнойными бактериальными менингитами производили забор ликвора для выявления и идентификации возбудителей заболевания и определения спектра чувствительности к антибиотикам различных групп диско-диффузионным методом.
На основании собственных наблюдений и изучения историй болезни были проанализированы 279 случаев гнойных бактериальных менингитов и ме-нингоэнцефалитов у больных, находившихся на стационарном лечении в городской инфекционной больнице №30 им. СП. Боткина в период с 1994 по 1998 годы. Проведено микробиологическое и серологическое исследование образцов ликвора, плазмы крови, отделяемого из носоглотки с целью выявления возбудителей заболевания, типирования полученных штаммов, и исследования их антибиотикочувствительности.
Методы определения концентрации антибиотиков в биологическом материале
Для определения содержания антибиотика в пробах ликвора, сыворотке крови, мышечной ткани, тканях головного и спинного мозга, периферических нервах использовали микробиологический метод в двух модификациях: диффузии в агар (Навашин СМ., Фомина И.П., 1982) и микрометод серийных разведений в жидкой питательной среде (Бадиков В.Д. с соавт., 1994). Метод основан на сравнении степени угнетения роста тест-микроба антибиотиком, содержащимся в испытуемом материале, и стандартными растворами того же антибиотика с известной концентрацией (Левина Е.Н. с соавт., 1987). В качестве тест-культуры использовали культуру спорообразующей сенной палочки (Bacillus subtilis, штамм 6633), полученную из ГНИИСК им. Л.А.Тарасевича.
Первый метод основан на способности антибиотиков диффундировать в агар и подавлять рост засеянного тест-микроба, при этом диаметр зоны подавления роста зависит от концентрации антибиотика в исследуемых образцах биологического материала. Для постановки метода чашки Петри диаметром 90 мм с ровным плоским дном устанавливали на горизонтальном столике, отрегулированном по ватерпасу, и вносили 10 мл питательной среды для определения чувствительности бактерий к антибиотиком (АГВ). После подсушивания среды чашки Петри засевали микробной суспензией в концентрации 50 000 000 микробных тел на 1 мл среды. Для определения концентрации антибиотиков в пробах ликвора и сыворотки крови на стерильные бумажные диски из фильтровальной бумаги «Filtrak» диаметром 6 мм с помощью микропипетки наносили 10 микролитров исследуемого образца. Для определения концентрации антибиотика в пробах тканей (мышечной, тканях головного и спинного мозга, периферических нервах) образцы взвешивали на аналитических весах, гомогенизировали путем растирания в стерильной фарфоровой ступке. К растертому материалу добавляли 0,9% раствор хлорида натрия до получения 10-50% взвеси, перемешивали и наносили на стерильные бумажные диски по 10 мкл исследуемого материала. Все образцы исследовали не менее чем в 3-5 параллельных пробах. Для построения калибровочных кривых на контрольные диски наносили по 10 мкл раствора антибиотика известной концентрации (10 дисков с растворами антибиотиков двукратно снижающихся концентраций). Способ построения калибровочных кривых нами модифицирован (рац. предл. №7478/4 и №7479/4).
Подсушенные диски переносили на поверхность засеянной тест-культурой среды АГВ. После 18-24-часовой инкубации в термостате при температуре 37 С проводили учет результатов. По данным, полученным в результате титрования стандартных растворов, строили калибровочные кривые, отражающие зависимость зоны задержки роста тест-микроба от концентрации антибиотика, а затем по полученным кривым определяли концентрации антибиотиков в исследуемой пробе с учетом объема образца, нанесенного на диск.
Дополнительный контроль содержания антибиотика в дисках проводили на основании ТУ 64-3-203-84 (1984). При этом содержание антибактериальных препаратов в дисках рассчитывали по формуле:
Для постановки микрометода серийных разведений в жидкой питательной среде использовали среду следующего состава: фосфатный буфер рН 7,6 -100 мл, хлористый натрий 2,5 г, феноловый красный 0,4%- 2 мл, воды дистиллированной до 500 мл. После стерилизации добавляли глюкозу из расчета 1- 2 г на 100 мл среды.
Питательную среду разливали по 0,05 мл в лунки стерильного планшета для иммунологических реакций. Исследуемую пробу вносили в объеме 0,05 мл в первую лунку, а затем титровали образец методом двукратных серийных разведений, используя микротитратор Такачи. Параллельно производили серийное разведение тестируемого антибиотика. После этого в каждую лунку вносили 0,05 мл взвеси культуры Bacillus subtilis из расчета 1000-10000 микробных тел в 1 мл. Результаты учитывали после инкубации в термостате при температуре 37С в течение 18 часов. Для расчета концентрации антибиотика в исследуемой пробе наибольшее разведение исследуемого образца, задерживающего рост тест-микроба, умножали на наименьшую концентрацию исследуемого антибиотика в лунке с отсутствием роста. Полученная величина соответствовала концентрации антибиотика в 1 мл пробы.
Результаты выполненных лабораторных исследований и клинических наблюдений у каждого больного заносили в электронную базу данных на ПК IBM PC AT/Pentium 166 ММХ. Статистическую и математическую обработку результатов производили с использованием пакета прикладных программ Statisica 5.0 for Windows, StatSoft, а также с помощью табличного редактора Excel 7.0 в соответствии с рекомендациями по статистическому анализу данных медицинского исследования (Григорьев С.Г. с соавт., 1992, Гланц С, 1999, Юнкеров В.И., 2000, Сергиенко В.И., Бондарева И.Б., 2000).
При расчете концентраций антибиотиков в образцах тканей использовали метод математического анализа - уравнения прямых, предложенный СЕ. Еси-повым с соавт. (1998).
Обработку результатов исследования проводили исходя из задач описания данных в группах, на основании непараметрических и параметрических методов статистики, показателей описательной статистики, а также методами корреляционного, дисперсионного и регрессионного анализа. Заключение о статистической значимости давалось при уровне вероятности ошибочного заключения Р не менее 0,05.
Влияние внутрисосудистого лазерного облучения крови на проницаемость гематоэнцефалического барьера для антибиотиков в эксперименте
В настоящее время достаточно широкую популярность в клинической медицине приобрело использование в терапевтических целях внутрисосудистого лазерного низкоинтенсивного облучения крови различного спектра. Лазерное излучение оказывает сложное и разностороннее действие на организм человека. Его биологические эффекты определяются свойствами излучения с одной стороны и свойствами организма с другой. Однако до сих пор отдельные механизмы действия лазерного излучения и ответные реакции на него организма человека в целом и в частности нервной системы остаются не изученными, сведения по ним разрозненны и крайне разноречивы, а исследования носят поисковый характер. Накопленный материал свидетельствует о положительном влиянии ВЛОК при терапии инфекционных процессов. А.В. Марочков (1996) считает, что основную роль в возникновении терапевтического действия низкоинтенсивного лазерного излучения (НИЛИ) играют процессы первичной фотоакцепции и переноса энергии внутри фотоакцепторов с запуском специфических фотохимических реакций. Выделяют несколько основных эффектов действия лазерного облучения на организм. Так, рассматривая действие ВЛОК на течение гнойно-воспалительного процесса было установлено, что при этом наблюдается выраженный иммунокоррегирующий эффект, увеличивается естественная резистентность организма, что в частности проявляется ростом общего количества Т- и В-лимфоцитов, нормализацией их энергетического потенциала (Крюк А.С. и соавт., 1986, Деденко И.К., 1989, Шевченко Ю.Л. и соавт., 1996 и другие). Ряд авторов считают, что воздействие НИЛИ на организм в первую очередь реализуется за счет взаимодействия лазерного излучения с системой крови и ее компонентами, в частности эритроцитами (Гуща А.Л. с соавт., 1988). Считается, что последние обладают специфическими фотоакцепторными системами, которые активно взаимодействуют с красным светом. Важную роль при этом играет увеличение насыщения гемоглобина кислородом с ускоренным образованием оксигемоглобина, повышение уровня парциального давления кислорода в артериальной крови. Было обнаружено, что под воздействием НИЛИ различные мембранные образования клеток, в частности нейронов, могут подвергаться конформационным изменениям, что ведет к усилению пластических процессов, активации транспортных систем клетки. БЛОК обладает выраженным противовоспалительным действием (Яицкий Н.А. с соавт., 1996). Под его воздействием наблюдается улучшение проницаемости ГГБ, значительно усиливается микроциркуляция, что в частности проявляется снижением вязкости крови, торможением агрегации тромбоцитов, активацией фибринолитических систем, торможением системы гемокоагуляции, усилением функционирования естественных анастомозов (Пронин В.И. с соавт., 1987, Шевченко Ю.Л. с соавт., 1996). Таким образом, использование низкоэнергетического лазерного облучения крови в неврологической практике является безусловно перспективным направлением, требующим вместе с тем дальнейшего клинического и экспериментального изучения.
Нами в эксперименте проведено изучение воздействия БЛОК на проницаемость ГЭБ для ряда антибиотиков - ампициллина, гентамицина, цефазоли-на, цефотаксима, меропенема. При этом определены абсолютные концентрации препаратов в крови, ликворе, образцах тканей головного и спинного мозга при изолированном введении антибиотиков и в комбинации с БЛОК. Рассчитаны коэффициенты проницаемости в группах.
У всех животных после сеанса БЛОК отмечено увеличение проницаемости ГЭБ для антибактериальных препаратов. Подробные данные представлены на рисунке 5. Нужно отметить, что более выраженное увеличение проникновения отмечалось у антибиотиков плохо проходящих через ГЭБ в ткани ЦНС. Так цефазолин, который при изолированном применении в образцах тканей ЦНС не определялся, после сеанса БЛОК в ликворе был обнаружен в концентрации 0,7 мкг/мл, а в образцах тканей головного и спинного мозга в концентрации 0,5 мкг/мл (р 0,05). Ампициллин после БЛОК обнаруживался в ликворе, образцах тканей головного и спинного мозга соответственно в концентрациях 0,9 мкг/мл и 0,4 мкг/мл (р, 0,05). Проницаемость ГЭБ для гентамицина под воздействием БЛОК увеличивалась в меньшей степени. Препарат при этом обнаруживался в ликворе в концентрации 0,8 мкг/мл, в тканях головного и спинного мозга соответственно 0,6 мкг/мл и 0,4 мкг/мл (р 0,05). Проницаемость ГЭБ для цефотаксима и меропенема под воздействием БЛОК возрастала существенно выше. Так, цефотаксим в пробах ликвора, образцах тканей головного и спинного мозга обнаруживали соответственно в концентрации 2,7 мкг/мл, 2,3 мкг/мл и 2,2 мкг/мл (р 0,05). Меропенем в пробах тех же тканей определяли в концентрации соответственно 4,3 мкг/мл, 4,0 мкг/мл, 3,7 мкг/мл (р 0,05). Таким образом, по степени увеличения проникновения антибиотиков через ГЭБ после сеанса БЛОК учитывая относительные коэффициенты, (которые вычислялись по формуле: относительный коэффициент = коэффициент проницаемости через ГЭБ после БЛОК / коэффициент проницаемости через ГЭБ без БЛОК), препараты можно представить следующим образом:
Для оценки степени проникновения антибиотиков через ГЭБ важна оценка не только абсолютных концентраций препаратов, но и коэффициентов их проницаемости через ГЭБ, отображенных в таблице 12. Как видно из данных представленных в таблице наибольшее увеличения проницаемости ГЭБ возможно при введении антибиотика совместно с применением комплекса средств, состоящего из 1% раствора фуросемида, лидазы, БЛОК. Применение 40% раствора глюкозы, 25% раствора сернокислой магнезии снижало коэффициенты проницаемости для всех исследованных антибиотиков. При этом нужно отметить, что наибольшую степень увеличения проницаемости при сочетанном использовании антибиотиков с лекарственными средствами патогенетической терапии наблюдали у цефазолина и ампициллина. В меньшей степени происходило увеличение проницаемости для гентамицина, меропенема, цефотаксима и цефтриаксона. Данные различия во влиянии средств-трансферов на изменение проницаемости ГЭБ для исследованных антибиотиков, возможно, объясняются различиями в физико-химических свойствах антибактериальных препаратов и особенностями их фармакокинетики.
