Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Обзор литературы 12
1.1 История развития 12
1.2 Классификация аневризм аорты 15
1.3 Этиология и патогенез развития аневризм аорты 19
1.4 Апоптоз и его роль в сердечно-сосудистых заболеваниях 27
ГЛАВА 2. Клинический материал и методы исследования 36
2.1 Общая характеристика клинического материала 36
2.2 Методы исследований применяемые в работе 41
ГЛАВА 3. Изменения иммунного статуса и гемореологии 61
3.1 Маркеры апоптоза и иммунного воспаления 61
3.2 Изменения в системе гемостаза 67
ГЛАВА 4. Результаты хирургического лечения в аспекте выявленного иммунного воспаления 75
ГЛАВА 5. Иммуноморфологические изменения в аневризматических тканях 84
ГЛАВА 6. Заключение 94
ВЫВОДЫ 107
Практические рекомендации 108
Список литературы 109
- История развития
- Этиология и патогенез развития аневризм аорты
- Маркеры апоптоза и иммунного воспаления
- Иммуноморфологические изменения в аневризматических тканях
Введение к работе
Повышение уровня безопасности и результативности хирургического лечения болезней сосудов, разработка эффективных технологий, уточнение факторов риска, расширение спектра корригируемой патологии и самое главное поиск путей ранней диагностики и профилактики сосудистой патологии - являются современными ориентирами и стимулами развития сосудистой хирургии.
Несмотря на достигнутые успехи в лечении сердечно-сосудистых заболеваний, отмечается их рост среди населения. Частота регистрации новых случаев заболевания составила по сравнению с 2002 г. у взрослых 6,9%, у подростков - 0,9%. По данным МЗ и СР РФ, за последние годы число пациентов с впервые установленным диагнозом ССЗ существенно увеличилась (Таб.1) [9].
Аневризмы аорты являются одним из тяжелых заболеваний системы кровообращения; имеющих неблагоприятный прогноз при естественном течении в подавляющем большинстве случаев. Частота аневризм аорты различной локализации колеблется от 6 до 36 случаев на 100 000 человек [ 1, 40]. Количество операций по поводу аневризм аорты за 2003 г. немного превысило 1500 на всю РФ, однако еще в 1985 г. ВОЗ определила, что операций на аорте и ее магистральных сосудах требуется не менее 200 на 1 млн. населения [20]. И несмотря на то, что число операций при аневризмах аорты последние годы растет, их количество не достаточно (Таб. 2).
Средний показатель летальности за 2003 г. составил 16,0%, что немногим ниже, чем в предыдущем году - 16,8%. Однако летальность при хирургическом лечении осложненных форм аневризм аорты (разрыв, расслоение) по прежнему остается высокой - 45,7% [9]. Эти показатели еще раз подтверждают насущную необходимость улучшения диагностики патологии, уточнения факторов периоперационного риска, показаний к операции, что позволит обеспечить своевременное хирургическое лечение.
Затраты на хирургическое лечение аневризм аорты очень высоки. Так в Нидерландах стоимость операции доходит до 4 500 €, интенсивной послеоперационной терапии до 18 000€, при осложненном течении эта сумма увеличивается до 25 000€, т.о. при осложненном течении аневризм аорты стоимость лечения одного пациента составляет около 33 000€ [72]. Схожие данные получены и по другим европейским странам [ 65, 139], это позволяет утверждать, что аневризмы аорты серьезная проблема современного здравоохранения как с точки зрения оказания медицинской помощи населению, так и с точки зрения социально-экономических затрат.
Ранняя диагностика аневризм аорты, прогнозирование осложненного течения, ранняя его профилактика остаются не решенными задачами. Трудности в диагностике аневризм аорты заключаются в том, что более чем у 50% пациентов течение болезни асимптомное [7, 10, 20, 40, 96]. Осложнение заболевания - разрыв или расслоение возникает на фоне кажущегося полного благополучия [93, 124].
Немаловажным является тот факт, что, несмотря на выявленные этиологические факторы формирования аневризм аорты, достоверных данных о механизме уменьшения ГКМ и эластических структур нет. Не смотря на достигнутые успехи в хирургии аневризм аорты остается не изученной патофизиология развития аневризм. Не до конца изучены особенности процессов, ведущих к образованию аневризм, и их влияние на систему гемостаза и циркулирующей крови в жизненно важных органах.
Все вышеизложенное предопределило цель и задачи настоящего исследования.
Цель работы - оценить роль апоптоза в генезе аневризм аорты, выявить клинико-иммунологические параллели, особенности течения интра- и послеоперационного периода.
Задачи исследования:
1. Уточнить особенности клинического течения и необходимый объем диагностических мероприятий у больных с аневризмами аорты.
2. Определить наиболее типичные патофизиологические процессы в стенке аорты, приводящие к формированию аневризм.
3. Оценить интенсивность апоптоза при различных вариантах аневризм аорты.
4. Уточнить особенности течения периоперационного периода у больных с аневризмами аорты в зависимости от клинико-иммунологического статуса и сопутствующих изменений системы гемостаза.
5. Изучить ближайшие результаты хирургического лечения пациентов в зависимости от этиологии аневризм аорты.
Научная новизна работы.
1. Уточнены особенности клинического течения у пациентов с аневризмами аорты, показана необходимость включения в диагностические мероприятия комплекса клинико-иммунологических исследований.
2. Выявлены основные патофизиологические процессы в стенке аорты, разработана и представлена возможная схема повреждения аортальной стенки при аневризматическом поражении.
3. Оценена интенсивность апоптоза при различных формах аневризм аорты.
4. Выявлено более тяжелое периоперационное течение у больных на фоне иммунопатологического процесса.
5. Изучены ближайшие результаты хирургического лечения, пациентов в зависимости от этиологии, распространенности аневризм, наличия иммунного воспаления.
Практическая значимость.
Впервые в нашей стране проведена и» представлена комплексная оценка периоперационного течения в зависимости от состояния иммунной системы, выявлены связи осложненного течения с наличием иммунного воспаления. Сделана попытка оценить, возможную последовательность повреждений, ведущих к образованию и прогрессированию аневризматического поражения. Доказана необходимость комплексного клинико-иммунологического обследования пациентов с аневризмами аорты, для выявления риска, прогнозирования и своевременной профилактики послеоперационных осложнений.
Положения выносимые на защиту.
1. У пациентов с аневризмой аорты одним из ведущих патогенетических факторов является срыв регуляции интенсивности апоптоза.
2. Наиболее типичным патофизиологическим процессом в стенке аорты, приводящем к формированию аневризмы являются процессы иммунного воспаления, которые провоцируют высокую апоптотическую активность и уменьшение количества ГМК.
3. Аневризматическая болезнь, ассоциированная с высоким уровнем апоптоза всегда сопровождается расстройствами системы гемостаза, что обуславливает риск развития тромбогеморрагических осложнений и полиорганной патологии.
4. Непосредственные и ближайшие результаты хирургического лечения аневризм аорты зависят от этиологии и патогенеза поражения стенки аорты и активности иммунного апоптоза. Апробация работы.
Основные положения диссертации доложены и обсуждены на VIII, IX и X Всероссийских съездах сердечно-сосудистых хирургов (2002, 2003 и 2004 г.), на первой всероссийской научной конференции « Клиническая гемостазиология и гемореология в сердечно-сосудистой хирургии. » ( 2004 г.).
Публикации.
По теме диссертации опубликовано 3 печатные работы.
Объем и структура работы.
Диссертация изложена 120 страницах. Состоит из введения, 6-й глав, Выводов, Практических рекомендаций и Списка литературы. Содержит 10 таблиц, 13 рисунков. Список литературы включает 141 источника, в том числе 47 работы отечественных авторов и 94 работы иностранных.
История развития
Аневризма (от латинского слова апеигуа - расширяю) - это расширение сосуда или выбухание его стенки кнаружи. Первые описания аневризм аорты можно найти в исторических хрониках XVI века нашей эры. Так Гален писал: при расширении артерии заболевание называется аневризмой [1, 40]. В дальнейшем об этой патологии упоминают в своих трудах Фернелиус - 1542 г. и Везалиус - 1557 г. (описание травматической аневризмы грудной аорты), Амбруаз Паре - 1561 г. (сообщении об аневризме брюшной аорты). Многие столетия все сообщения носят случайный характер, лишь в 1728 г. выходит в свет первое систематизированное издание, посвященное данной патологии. Его автор Иоаннис Ланцисия - подробно описывает клинику и анатомию аневризм [39, 40]. Первые попытки хирургического лечения аневризм были предприняты еще во II веке нашей эры. Широко известна операция Антиллуса, заключающаяся в перевязке артерии дистальнее и проксимальнее аневризматического расширения. Эра хирургии аневризм аорты началась значительно позже первого описания этой патологии, но, начавшись, развивалась стремительно. В начале XIX века - (1817 г.) Astley Cooper произвел перевязку брюшной аорты при ее аневризматическом расширении, закончившуюся неудачей. Следующие 100 лет прошли под эгидой развития параоперационных методов лечения аневризм. Так Moor в 1864 г. предложил и осуществил введение инородных тел в полость аневризм для стимуляции тромбообразования; 1879 г. - Corrady произвел электролиз вводимой в аневризматический мешок проволоки. Следующим шагом стала стимуляция парааортального фиброза - Olivier обертывание сифилитической аневризмы грудной аорты целлофаном [1, 34, 74].
Лишь с началом XX века стала развиваться прямая хирургия аневризм. В 1910 году Коротков Н.С. предлагает метод внутримешковой лигатуры сосуда, а в 1920 году в своей диссертации сообщает уже о 289 операциях по этой методике. В 1944 году независимо друг от друга Alexander совместно с Byron производят резекцию коарктации аорты и посткоарктационной аневризмы, Ochsner - резекцию аневризмы нисходящей грудной аорты, Crafoord -резекцию коарктации аорты с анастомозом конец в конец.
Переворот в хирургии аневризм произвел Cross, сообщивший о возможности применения гомотранспланатанта для протезирования аорты. 29 марта 1951 г. Charles Dubost впервые произвел успешную резекцию аневризмы брюшной аорты (АБА), заменив пораженный участок аорты, длинной 14 см, сегментом грудной аорты. Следующим этапом в развитии данной проблемы было изобретение и использование синтетических протезов. В 1954 г. М. De Bakey выполнил первую успешную операцию при разрыве АБА, применив синтетический протез. В дальнейшем совершенствовалась лишь хирургическая техника, так Н. Javid в 1962 г. разработал и применил внутримешковое протезирование [1, 17, 65, 80].
Российские ученые во все времена отмечали важность решения такой проблемы как аневризма аорты. Уже в конце XIX века в свет выходят несколько работ посвященных этой проблеме: 1875 г. - Медем « К учению об аневризмах»; 1898 г. - Редькин « Об изменениях эластической ткани артерий, пораженных аневризмой и склерозом». Первые успешные операции резекции АБА в СССР с последующим протезированием выполнили В.А. Жмур и Б.В. Петровский в 1959 г. В 1962 г. Аничков М.Н. сообщил об успешной операции резекции посттравматической аневризмы грудной аорты (АГА) [20, 40].
В нашем центре разработка проблематики аневризм аорты ведется с момента образования отделения. Еще в 1962 г. была выполнена резекция аневризмы восходящей аорты со швом на ней, а в 1965 г. успешная резекция расслаивающейся аневризмы аорты (РАА) 3-го типа [34]. Огромные успехи в данной проблеме были достигнуты под руководством А.А. Спиридонова, возглавившего отделение с 1983 г. Он определил основные направления в хирургии аневризм аорты, которые позволили достичь значительного снижения послеоперационной летальности. При его непосредственном участии были разработаны новые модификации операций с учетом современных взглядов на анатомо-гемодинамические особенности аневризм, проведена комплексная оценка изменений гемодинамики при операциях по поводу аневризм аорты.
В нашем центре разработаны методики умеренной гипотермии при аневризмах грудной аорты, усовершенствована техника оперативного пособия для аневризм грудной аорты, без выделения аневризматического мешка, протезирование инфраренальной АБА с полным пересечением задней стенки аневризматического мешка. В дальнейшем из нашего центра вышла целая плеяда специалистов и научных трудов, посвященных различным аспектам этой проблемы: П.П. Ананикян (1984 г.), М.В. Бут-Гусаим (1988 г.), B.C. Аракелян ( 1990 г., 2001 г.), А.С. Ярощук (1996 г.), Е.Г. Тутов (1997 г.), А.В. Дорофеев (1999 г.)
Этиология и патогенез развития аневризм аорты
Согласно современной теории общей патологии этиология не ограничивается обнаружением патогенного фактора как такового, она заключается в установлении взаимоотношений между этим фактором и организмом. Рассмотрим этиопатогенез развития аневризм аорты с этой точки зрения.
Основными этиологическими причинами развития аневризм аорты являются следующие [20, 73]: врожденные: -синдром Морфана - синдром Элерса-Данло приобретенные: - дегенеративные (атеросклеротические) - воспалительные (при неспецифическом аорто атрерииите) - инфекционные (микотические, бактериальные) - посттравматические - послеоперационные (постартериотомические и анастомостические).
В группе наследственных или врожденных заболеваний сопровождающихся неполноценностью аортальной стенки, выделяют два основных синдрома - это синдром Марфана и синдром Элерса-Данлоса.
Синдром Марфана - аутосомное нарушение развития соединительной-ткани, встречающееся в соотношении 1/5000 [29, 34, 84]. До последнего времени доминирующим признаком данной патологии считалось нарушение содержания эластина и коллагена. Однако в последних исследованиях был выявлен блок «фибриллин», который является основным компонентом микрофибрил. Обнаруживается более 100 мутаций в гене фибриллин-1, обнаруживаемых у больных с синдромом Марфана, а так же у больных с синдромом Шпинцена-Гольдберга, а так же у людей с фенотипом "MASS". Белок фибриллин, который синтезируется у пациентов с синдромом Марфана по своим прочностным характеристикам и растяжимости отличается от эластина в сторону уменьшения этих свойств: предел прочности достигается даже при нормальном артериальном давлении. При превышении этого предела происходят разрывы волокон во внеклеточном матриксе гладкомышечного слоя, что ведет к дегенерации всего слоя и еще большему снижению его прочностных характеристик.
Синдром Элерса-Данлоса - гетерогенная группа наследственных нарушений соединительной ткани. Всего описано 11 видов данного синдрома. Единственный представитель "сосудистого типа" - это IV тип синдрома. Болезнь обусловлена структурными нарушениями в цепи а1 коллагена III типа [29]. Патогенез развития аневризмы аорты при этом синдроме также связан со снижением прочностных характеристик аортальной стенки.
Приобретенный характер заболевания наиболее распространен при аневризмах аорты. На первом месте среди этиологических факторов развития приобретенных аневризм аорты стоит атеросклеротическое поражение (73% по данным В.Л. Леменева, 1976). В случаях аневризм аорты различной локализации у 90% пациентов выявляется та или иная степень атеросклеротического поражения аорты [73].
Общепринятым определением атеросклероза согласно Всемирной Организации Здравоохранения (ВОЗ) является следующее: атеросклероз -общий термин, охватывающий ряд заболеваний, при которых происходит утолщение артериальной стенки и уменьшение ее эластичности.
Теорий возникновения атеросклероза было предложено множество, но ни одна полностью не решает поставленую проблему. Наибольшее признание получили две теории: 1) липидная гипотеза и 2) гипотеза хронического повреждения эндотелия.
Маркеры апоптоза и иммунного воспаления
У пациентов с аневризмами грудной аорты в 25% случаев выявлялся высокий уровень СРБ, используемый как классический маркер воспаления. Надо отметить, что высокий уровень этого показателя коррелировал с высокими титрами нуклеосом. Нуклеосомы или фрагментированное расщепленное ДНК по 50-70тыс. пар нуклеотидов это главное проявление активно текущего апоптоза (рис.9). В исследуемой группе также отмечалось высокие значения СОЭ, однако ни в одном случае мы не выявили криопреципитинов. Интересной особенностью пациентов с выявленным иммунным воспалением было то, что в анамнезе отсутствовал достоверный факт травмы, хотя тип аневризматического поражения, локализация аневризмы свидетельствовали в пользу последнего.
При анализе показателей в группе с РАА высокие уровни СРБ, СОЭ были выявлены у 25-30%, что соответствовало высокому уровню нуклеосом. Однако уровень их, по сравнению с группой АҐА, был на два порядка ниже. Важно отметить, что все пациенты с высоким уровнем нуклеосом имели давность расслоения менее полугода.
В группе пациентов с ТАА частота выявляемости высокого уровня СРБ была выше, чем в двух предыдущих группах. Но повышенный уровень нуклеосом не всегда совпадал с высокими показателями системного воспаления. Нам не удалось выявить характерной зависимости в течение заболевания у этой группы пациентов.
Пациенты с аневризмами брюшной аорты представляли наибольшую сложность для оценки, т.к. имели наибольшее количество сопутствующих заболеваний. Однако мы выявили, что у 30% пациентов из этой группы имеется высокие уровни СРВ, СОЭ, что практически всегда соответствовало высоким титрам нуклеосом. Надо так же отметить, что в этой группе пациентов титры нуклеосом были максимальными. Характерной особенностью пациентов с положительными маркерами апоптоза в этой группе был относительно молодой возраст, быстрое прогрессирование заболевания, отсутствие сопутствующих атеросклеротических поражений брахиоцефального и дистального русла. Анализируя гуморальные факторы иммунитета, мы позволили себе разбить их на две части. В первую мы отнесли выявленные патологические антитела, во второй проанализировали уровни иммуноглобулинов, которые обуславливают антитело-зависимый клеточно-опосредованный цитолиз.
Как видно из таблицы 5, приведенной выше во всех группах больных обнаружена патология. Анализируя группу пациентов с аневризмами грудной аорты мы выявили, что наличие высоких титров антител всегда коррелировало с высоким титрами нуклеосом. При этом выделяется группа пациентов с ложными аневризмами протезов и заплат, аортолегочными свищами, у которых, несмотря на высокие показатели СРБ и других факторов воспаления, антитела не выявлялись.
У больных с РАА были обнаружены значительно или сильно выраженные положительные корреляционные связи между давностью расслоения и наличием в сыворотке АНФ, ЦИК, АКЛ. Надо так же отметить, что для этой группы пациентов выявлена полная зависимость между наличием антител и высокими показателями СРБ, криопреципитинов и СОЭ.
В группе пациентов с ТАА наиболее значимо повышены и в большем проценте случаев величины АКЛ и ЦИК, что также коррелировало с высоким уровнем СРБ. Корреляционная зависимость между высокими уровнями антител и нуклеосом хотя и прослеживалась, однако титры нуклеосом, как мы уже отмечали выше, были ниже, чем в группах с АГ и РАА.
Иммуноморфологические изменения в аневризматических тканях
Не смотря на различия, при различной этиологии аневризмы аорты имеют ряд схожих черт. Что может указывать на то, что в конечном итоге, не смотря на различные индукторы, патологический процесс имеет схожие черты. Не смотря на разногласии ряда авторов в трактовке отдельных моментов, можно с уверенностью утверждать что основная, единодушно разделяемая всеми авторами, морфологическая черта аневризм - это поражение средней мышечно-эластичной оболочки аорты по типу дегенеративного изменения. Все фрагменты аневризм забирались интраоперационно, из каждого фрагмента приготавливались тонкие срезы, которые окрашивались гематоксилин эозином, и на эластичные волокна, инкубировались с антителами к IgG, и с китом ApoAlert DNA Fragmentation для определения апоптоза.
В группе АГА по макроскопической картине аневризмы распределились следующим образом: 30% имели мешковидную форму аневризмы, 50% имели веретенообразную форму аневризмы, и у 20% были ложные аневризмы кровоснабжающиеся из грудной аорты из зоны несостоятельного анастомоза или заплаты, стенки этих аневризм были образованы тромботическим и фибриновыми наложениями и тканью легкого и бронхов. Из мешковиных аневризм 67% были у пациентов с коарктацией аорты (посткоарктационные аневризмы), 33% поставматические, они локализовались в области перешейка аорты и характеризовались расширением передней стенки, при относительной интактности задней стенки и области аортальной связки. Из веретенообразных аневризм в 60% случаев аневризма распространялась от области перешейка аорты до границы нижней и средней трети грудной аорты, в 40% аневризматическое поражение начиналось на 2-3 см дистальнее перешейка аорты и распространялось до нижней трети нисходящей грудной аорты. Надо отметить, что все 40% пациентов не имели доказанного факта травмы в анамнезе.
При анализе микроскопической картины аневризм в этой группе пациентов было выявлено, что в случаях посткоарктационных аневризм имеется относительно, остальной группы, не большое уменьшение медиального слоя, с небольшими полями дезорганизации эластических волокон и ГМК. При исследовании иммуноферментным методом полей с IgG фиксированным на ГМК не выявлялось. Выявляемость апоптотирующих клеток в срезах, также была минимальная, она не отличалась значительно от контрольной нормы. В данном случае и далее в качестве контроля была использована аортальная стенка, полученная при резекции коарктации аорты, без сопутствующих врожденных пороков и аневризм. Таким образом, причиной формирования аневризм в данных случаях является гидродинамические и биомеханические причины. По закону сохранения энергии при прохождении через суженый участок скорость крови очень высокая, при этом давление на аортальную стенку минимальное. При выходе из стенозированного участка скорость резко падает, при этом давление интрамуральное значительно возрастает. Учитывая так же, что при выходе из суженого участка характер кровотока меняется с ламинарного на турбулентный, то есть участок, в который преимущественно направлен гидродинамический удар. Однако эта теория требует дальнейшей доработки, испытаний и анализа, что не входило в задачи данного исследования. Микроскопическая картина веретенообразных аневризм была другой. Так при окраске гематоксилин-эозином выявлялось значительное уменьшение среднего аортального слоя, со значительными участками дезорганизации ГМК и волокон (рис.9). В группе аневризм с доказанным фактом травмы, участки дезорганизации чередовались с участками с нормальной аортальной стенкой. При окраске препаратов на эластические волокна, было получено, что структура эластических волокон грубо нарушена в одних местах, и сохраняла свое нормальное расположение в других местах. При исследовании на наличие IgG, были выявлены отдельные поля с его фиксацией на ГМК, а уровень апоптотирующих клеток был повышен, по сравнению с нормой в 1,2 раза. При оценке абсолютного числа ГМК было выявлено уменьшение в этой подгруппе в среднем на 26% (подсчитывалось количество ядер на перекрещивающихся областях). При оценке апоптозный индекс составил 3,1 ±1,5, в сравнении с нормальной тканью 0,54+0,3. Надо отметить, что у пациентов с недоказанным фактом травмы, было отмечено равномерное уменьшение структур среднего слоя аортальной стенки, поля с фиксированным IgG выявлялись в 2,4 раза чаще. При подсчете общего числа ГМК клеток отмечалось их уменьшение на 30%, при этом апоптозный индекс составил 4,7±1,7. Так же были отмечены в аневризматической ткани фокусы накопления макрофагов и моноцитов.
