Введение к работе
Актуальность проблемы.
Трансплантация органов признана наиболее эффективным методом лечения необратимого повреждения жизненно важных органов. Эта область медицины успешно развивается во всем мире, особенно в экономически развитых странах.
Анализ данных Международного регистрационного центра подтверждает продолжающийся неуклонный рост ежегодно выполняемых трансплантаций. Так к 1980 году всего в мире было выполнено 4 761 трансплантация органов, к 1986 г. - 11 268, к концу 1992 года - уже свыше 300 000 трансплантаций [Santibanes J., 1993]; к началу 1995 года в мире уже выполнено только 32 000 трансплантаций комплекса сердце-легкие [Денисов В.К., 1995].
По данным Регистра международного общества по сердечно-легочной трансплантации на 07.02.1998 г. в мире уже было выполнено 2 428 трансплантаций сердечно-легочного комплекса, 4 777 трансплантаций одного легкого, 3 278 трансплантаций обоих легких [Hosenpud J.D., 1998].
Существенно улучшились и результаты этих операций, благодаря внедрению в клиническую практику новых типов консервирующих растворов [Belzer S., 1988], новых более эффективных иммуносупрессантов, а также новых схем иммуносупрессии.
В результате 1 -годичная выживаемость трансплантатов легкого возросла до 75% [Wilke S., 1990] и 69 % [Patterson J., 1992], сердечно-легочного комплекса - 60 % [Kirklin С, 1988]. Высокая терапевтическая эффективность пересадок органов выражается не только в том, что эти операции спасают жизнь больных, но и в том, что значительно улучшается качество их жизни, а также оказывается возможной клиническая и даже социальная реабилитация реципиентов.
Между тем, дальнейший рост выполняемых трансплантаций во всем мире сдерживается ограниченным количеством донорского материала, который может быть использован для пересадки [Alagillc С, 1989; Persijn R., Cohen S., 1991; Beasley A., 1995]. В настоящее время дефицит донорских органов не только сохраняется, но даже увеличивается в связи с расширением показаний к различным видам трансплантаций. Это находит свое отражение в увеличивающихся из года в год листах ожидания [Flatmark D., 1990; West R., 1991; Caplan A.L., 1994], а также в сохраняющемся высоком проценте больных, погибающих в период ожидания трансплантации [Raia С, 1989; Gordon R., 1991; Chant Т., Muhebacher S., 1990].
Ожидание трансплантатов легких особенно драматично для этих реципиентов, поскольку подобная задержка ведет к смерти примерно 20-25% реципиентов, включенных в лист ожидания [Graham Т., 1992; Callender А., 1995]. Существующий дефицит обеспечения трансплантационных центров трансплантатами легких особенно трудно преодолим.
Это побуждает к дальнейшему совершенствованию организации работы службы по заготовке этих органов [Мойсюк Я.Г., 1992; Тарабарко Н.В., 1997], а іакже к продолжению работ по преодолению тех нерешенных биологических проблем, с которыми приходится сталкиваться при заготовке этих органов.
Необходимость немедленного включения функции легких в полном объеме после ортотопической трансплантации диктует допустимость использования лишь коротких сроков холодовой консервации этих органов, что осложняет, а чаще исключает дистанционный забор трансплантатов легких, то есть снижает пул заготавливаемых органов. Высокие требования к качеству пересаживаемых органов исключают возможность использования так называемых субоптимальных доноров, которые явились существенным резервом трансплантатов почек и поджелудочной железы [Тарабарко Н.В., 1997].
При трансплантации легких и сердечно-легочного комплекса исключается возможность использования живых родственных доноров, которые являются существенным донорским резервом при трансплантации почек, при трансплантации доли или сегмента печени, сегмента поджелудочной железы [Горяйнов В.А., 1991; Kai J., 1995; Haberal М., 1995; Gawad К.А., 1995; Master Т., 1994; Yamaoka Y., 1991; Koichi L., 1995; Morimoto Т., 1994; Gruessner R.W.G., 1995].
Это означает, что необходимо продолжать поиск путей и средств решения важнейших биологических проблем трансплантологии, а именно путей повышения качества противоишемнческой защиты органов, в том числе трансплантатов легких, как наиболее чувствительных к повреждающему действию ишемии.
Ставя своей целью расширить возможности получения пригодного для трансплантации донорского материала (трансплантатов легких), а также повысить качество пересаживаемых органов (снизить частоту развития несостоятельности трансплантата в раннем посттрансплантационном периоде), мы в своей работе основное внимание уделяли изучению противоишемнческой защиты легких с помощью отечественного препарата Перфторан.
Этот препарат относится к новому классу противоишемических препаратов, ему присущи одновременно кислородтранспортные, мембран стабилизирующие и антиоксидантные свойства и он был успешно применен при
трансплантации почек [Онищенко Н.А. и др., 1989, 1990; Тарабарко Н.В., 1997]. Между тем, препарат Перфторан не применялся в качестве противо-ишемического препарата при трансплантации легких, причем оказалась полностью не изученной его способность защищать сосудистый эндотелий и эпителиальную выстилку альвеол легочной ткани, от целостности которых в значительной степени зависит посттрансплантационная функция органа и сроки его функционирования.
В настоящей работе представлены результаты экспериментального исследования эффективности применения препарата Перфторан для противо-ишемической защиты легких при трансплантации. Изучена выраженность индукции противоишемической резистентности в легких при использовании Перфторана на различных этапах трансплантации: в организме донора, на этапе консервации и в реперфузионном периоде. При оценке противоишеми-ческих свойств Перфторана опирались на результаты функционального, морфологического и биохимического контроля состояния паренхимы органа, а также на результаты исследования состояния сосудистого эндотелия. Работа выполнялась в соответствии с планом НИР НИИТиИО МЗ РФ.
Цель исследования: обосновать целесообразность использования препарата Перфторан для улучшения качества функционирования легочного трансплантата в раннем посттрансплантационном периоде путем проведения комплексной оценки физиологического, биохимического и морфологического состояния этого органа на этапе реперфузии.
Для достижения поставленной цели нами были сформулированы следующие задачи исследования:
-
Отработать и применить в опытах на собаках технику изъятия и ор-тотопической аллотрансплантации правого легкого.
-
Изучить выраженность противоишемической защиты альвеолярно-капиллярных мембран легочной ткани Перфтораном при однократном применении на различных этапах трансплантации: предварительно в организме донора, в качестве консервирующего раствора на этапе бесперфузионной консервации; в организме реципиента на этапе реперфузии.
-
Установить способность Перфторана повышать противоишемиче-скую резистентность сосудистого эндотелия и гранулоцитов крови, протекающей через трансплантат, участвующих в формировании клинических эффектов профилактики реперфузионного повреждения трансплантата.
-
В хронических опытах на крысах создать модель острой ишемии органа (почка) для изучения целесообразности многократного введения Пер-
фторана в реперфузионном периоде, для ускорения восстановительных процессов в ишемизированном трансплантате.
5. Определить условия, способствующие оптимизации защитных свойств Перфторана на ишемически поврежденные органы, в реперфузионном периоде.
Научная новизна работы.
Впервые проведена комплексная оценка формирования противоише-мической резистентности легких с помощью отечественного препарата Пер-фторан на различных этапах трансплантации. Показано, что препарат повышает противоишемическую резистентность альвеолярно-капиллярного барьера легочной ткани при введении его в организм донора, но особенно выражено его защитное действие при введении в организм реципиента уже на фоне предсуществующего ишемического повреждения трансплантата.
Установлено, что защитное действие Перфторана на альвеолярный компонент альвеолярно-капиллярной мембраны выражается в сохранении пневмоцитов I и, особенно, II типов, что указывает на сохранение сурфак-тантной системы легочной ткани. Защитное действие Перфторана на капиллярный компонент мембраны выражается в сохранении непрерывности и двигательной активности эндотелиальной выстилки. Также установлен защитный эффект Перфторана в отношении интерстициального компонента альвеолярно-капиллярного барьера, который выражается в снижении его отека, сохранении базальных пластинок пневмоцитов и эндотелиоцитов, в предотвращении диапедеза эритроцитов и в снижении активности тканевых макрофагов.
Показано, что использование Перфторана в качестве консервирующего раствора на этапе консервации легкого - усиливает деструктивные изменения в альвеолярно-капиллярных мембранах легочной ткани и это сопровождается более выраженным нарушением газообмена и биомеханики легочного трансплантата. .
Установлено, что многократное введение Перфторана в реперфузионном периоде снижает выраженность и сокращает сроки реперфузионного повреждения органа (исследование проведено на модели острой ишемии почки). Клинически это выражалось снижением летальности среди оперированных животных с 75% до 40%, а также более быстрым темпом нормализации азотовыделительной функции ишемизированной почки (к 10 дню вместо 20-30 суток в контроле).
Показано, что Псрфторан оказывает защитное действие путем стабилизации сосудистого эндотелия и гранулоцптов крови, что ослабляет их участие в развитии реперфузионного повреждения.
Высказано предположение, что применение Иерфторана без одновременной ингаляции газовых смесей с повышенным содержанием кислорода может привести в реперфузионном периоде к резкому усилению острой адаптивной реакции организма на его введение, особенно в тяжело ишемизи-рованном органе и усилить его реперфузиошюе повреждение.
Работа обосновывает целесообразность использования отечественного плазмозаменителя с газотранспортными свойствами - препарата Перфторан при трансплантации органов и одновременно указывает на необходимость соблюдения ряда условий для более полной реализации его положительных эффектов. Показано, что Перфторан оказывает наиболее выраженный защитный эффект при наличии признаков ищемического повреждения в органе и поэтому наиболее обосновано его вводить в реперфузионном периоде, после консервации.
Для предотвращения резкого усиления острой адаптивной реакции пораженного органа на введение Перфторана (мембранотропного адаптогена, ксенобиотика) необходимо инфузию Пефторана осуществлять на фоне ингаляции газовых смесей с повышенным содержанием кислорода.
Показано, что Перфторан должен использоваться при кондиционировании субоптимальных доноров (на примере доноров почек).
Материалы диссертации доложены и обсуждены на 8 Международном симпозиуме по изучению перфторуглеродных соединений в медицине и биологии "Perfluorocarbon-94" в г. Пущико московской области в июне 1994 года; на 2-й конференции сердечно-сосудистых хирургов Украины в г. Киеве в сентябре 1994 года; на 1 Российском конгрессе по патофизиологии в Москве в сентябре 1996 года; на 23 Международном конгрессе физиологических исследований в Санкт-Петербурге в июне 1997 года; на Всеармейской научной конференции "Физиологически активные вещества на основе перфторугле-родов" в Санкт-Петербурге в октябре 1997 года; на Всероссийской конференции "Гипоксия: механизмы, адаптация, коррекция" в Москве в декабре 1997 года; на 10 Международном симпозиуме "Перфторуглероды в биологии и медицине" - "Perfluorocarbon-98" в г. Пущино Московской области в июне
1998 года; на 1 Всероссийском съезде по трансплантологии и разработке искусственных органов в Москве в марте 1998 года; на Всеармейской научной конференции "Физиологически активные вещества на основе перфторугле-родов" в Санкт-Петербурге в сентябре 1999 года.
По теме лиссептапии опубликовано 17 научных работ из них 7 в цеп-тральной печати и 1 методические рекомендации.
ОБЪЕМ И СТРУКТУРА ДИССЕРТАЦИИ
