Введение к работе
Актуальность исследования. Изучение особенностей течения заболеваний человека при моделировании эффектов невесомости обусловлено практической потребностью выработки подходов в оказания медицинской помощи при возникновении у космонавтов острых хирургических заболеваний и критических состояний в условиях космического полета. Случаи возникновения у членов экипажей космических кораблей функциональных расстройств или заболеваний, при которых применялись лечебно-профилактические мероприятия, подтверждают такую возможность (Крупина Т.Н. с соавт., 1970; Берри Ч., 1975; Стажадзе Л.Л. с соавт., 1979; Газенко О.Г. с соавт., 1990; Гончаров И.Б. с соавт., 2001; Гончаров И.Б., Ковачевич И.В., 2002).
Приоритетное значение эта проблема приобретает в настоящее время, с началом работ по созданию системы медицинского обеспечения перспективных космических программ по освоению Луны и Марса. В связи с этим сформулирован новый подход к лечению заболеваний и повреждений во время космического полета, который предусматривает обеспечение максимального уровня медицинской помощи на борту и соответственно снижение степени риска прерывания полета в результате возникновения медицинского события (Егоров А.Д., Баррат М.Р., 2001).
К наиболее значимым проблемам, решение которых должен решить комплекс медико-биологического обеспечения жизнедеятельности экипажа, относятся медицинский мониторинг состояния здоровья космонавтов, диагностика и возможность оказания медицинской помощи, в том числе экстренной, при развитии наиболее вероятных или жизнеугрожающих патологических состояний. (Григорьев А.И. с соавт., 2003). В своём обзоре наиболее вероятных в условиях автономного пребывания медицинских ситуаций Campbell М.R., основываясь на обобщении и анализе данных опыта оказания медицинской помощи в подводном флоте США и Антарктике, показал, что сложные хирургические случаи встречаются редко. Однако они могут иметь катастрофические последствия в условиях космического полета, поскольку часто требуют медицинской эвакуации, что невозможно по определению. Ежегодные инциденты малых хирургических заболеваний в этих аналогах популяций имеют место в соотношении от 1/8000 до 1/13000 чел/дней. Таким образом, на космической станции с 8-ю членами экипажа можно ожидать единичный хирургический случай каждые 3-4 года.
Некоторые неблагоприятные факторы космического полета могут стать факторами риска развития патологии органов брюшной полости. Например, стресс, нарушения привычного режима питания, на фоне функциональных перестроек во многих органах и системах может приводить к развитию таких серьезных патологических состояний как эрозивно-язвенные процессы желудка и 12-ти перстной кишки, энтероколиты, колиты, острый аппендицит, острый холецистит, желчнокаменная болезнь, и другие. Некоторые из этих состояний без адекватной терапии способны приводить к развитию такого грозного осложнения как перитонит, поскольку именно эта нозология, в случае неблагоприятного течения, является результирующей многих хирургических заболеваний и травм органов брюшной полости.
Перитонит проявляется как вторичный патологический процесс, осложняющий течение первичного, травмы либо заболевания, приведшего к образованию источника – воспалительной или травматической деструкции органов брюшной полости (Савельев В.С., Ерюхин И.А., Филимонов М.И., Гельфанд Б.Р., Подачин П.В., Ефименко Н.А., Шляпников С.А., 2005). Вторичный перитонит – наиболее часто встречающаяся категория, она объединяет все формы воспаления брюшины, развившегося вследствие деструкции или травмы органов брюшной полости.
Лечение больных с острым распространенным перитонитом до настоящего времени продолжает оставаться одной из наиболее актуальных проблем абдоминальной хирургии. В первую очередь это подтверждается высокими показателями летальности, которые не имеют существенной тенденции к снижению и составляют 25-30%, а при развитии синдрома полиорганной недостаточности достигает 80-90% (Гельфанд Б.Р. и соавт., 1998, 2005; Савельев В.С. и соавт., 2000, 2005; Федоров В.Д., 2000; Гостищев В.К. и соавт., 2002; Ерюхин И.А. и соавт., 2003; Шуркалин Б.К. и соавт., 2003; Багненко С.Ф. и соавт., 2005; Сандаков П.Я. и соавт., 2008; Paterson H.M. et al., 2008).
Перитонит характеризуется как местной реакцией, так и системным воспалительным ответом, а также отчетливой фазностью и стереотипностью патофизиологических сдвигов. В связи с этим модель перитонита можно использовать не только для анализа развития данного хирургического заболевания, но и как модель тяжелого воспаления в условиях, моделирующих эффекты микрогравитации. Методические трудности проведения подобных исследований в условиях космического полета, а в ряде случаев и их невозможность создают предпосылки для использования существующих возможностей моделирования основных физиологических эффектов невесомости в наземных условиях (Парин В.В., Газенко О.Г., 1967; Парин В.В., Крупина Т.Н., 1970; Какурин Л.И., 1972; 1979; Шульженко Е.Б., Виль-Вильямс И.Ф., 1976).
Основными методами моделирования эффектов микрогравитации в наземных условиях являются: водная и воздушная иммерсия, антиортостатическая гипокинезия (АНОГ). Указанные способы позволяют воссоздать основные патогенетические факторы невесомости: 1) ограничение мышечной активности, 2) понижение или отсутствие гидростатического давления жидкой среды организма, прежде всего крови, 3) отсутствие тонуса опоры по Радемакеру, 4) измененная афферентация с позно-тонической мускулатуры (Гератеволь 3.Д., 1979; Газенко О.Г., Егоров А.Д., 1981). Сочетание патологического процесса и эффектов длительного воздействия микрогравитации на организм, когда имеется уже исходный дефицит объема циркулирующей крови, снижение активности в системе иммунитета, и ряд других функциональных изменений может значительно утяжелить состояние в ответ на небольшой объем поражения (Стажадзе Л.Л. с соавт., 1977).
Изложенное позволяет предположить, что изучение особенностей течения перитонита в условиях АНОГ даст возможность выявить отличия в развитии хирургических заболеваний брюшной полости в космическом полете и, безусловно, является актуальным в свете разработки перспективных систем медицинского обеспечения космических миссий на Луне и Марсе.
Цель исследования
Изучить течение экспериментального перитонита у животных при моделировании эффектов невесомости для обоснования подходов к лечению хирургических заболеваний в системе медицинского обеспечения перспективных космических миссий.
Задачи исследования
-
Определить физиологические эффекты моделированной микрогравитации на лабораторных животных, потенциально значимые для развития и течения перитонита в невесомости.
-
Разработать модель перитонита применительно к условиям моделированной микрогравитации.
-
Провести сравнительный анализ тяжести течения перитонита у животных в условиях АНОГ и виварийного контроля по лабораторным показателям.
-
Изучить морфологические особенности течения перитонита в условиях моделированной микрогравитации и виварийного контроля.
Научная новизна
Данная работа является первым специальным исследованием, выполненным с целью изучения особенностей течения хирургического заболевания на примере перитонита у крыс в условиях моделирования эффектов микрогравитации.
Полученные в работе данные об особенностях развития перитонита в условиях моделированной микрогравитации углубляют представления о механизмах развития патологических процессов в невесомости и могут быть использованы для разработки средств профилактики и лечебных мероприятий в разные периоды длительных космических полетов.
Выявлены морфологические изменения внутренних органов и биохимических показателей, отражающие особенности развития перитонита в условиях моделирования эффектов микрогравитации.
Практическая значимость
Разработана модель воспалительного процесса в условиях, моделирующих эффекты космического полета. Преимущество данной модели в относительной простоте метода и хорошей переносимости этого воздействия лабораторными животными. Данная модель может быть использована не только при отработке методов хирургической помощи в системе медицинского обеспечения космических полетов, но и как модель системного воспалительного процесса в условиях невесомости.
С использованием разработанной модели получены новые данные о морфологических и биохимических особенностях течения воспалительного процесса в брюшной полости в условиях, моделирующих эффекты микрогравитации, что позволило наметить основные направления научно-исследовательских разработок в части патогенетической терапии острых хирургических заболеваний брюшной полости в условиях длительных космических миссий.
Положения, выносимые на защиту
-
Моделированные эффекты космического полета вызывают определенные физиологические изменения в системах органов и тканей лабораторных животных, что приводит к морфологическим и биохимическим особенностям развития перитонита.
-
Физиологические изменения в организме животных, происходящие под влиянием моделированных эффектов микрогравитации, по-разному влияют на отдельные органы, существенно ухудшают течение перитонита и прогноз заболевания в целом.
Внедрение результатов исследования
Результаты настоящего исследования и основные рекомендации внедрены в лечебно-практическую деятельность отделения хирургии ФГБУ ФНКЦ ФМБА России и в качестве учебных пособий кафедры хирургии ФПДО МГМСУ им А.И. Евдокимова и патологической физиологии лечебного факультета ГБОУ ВПО МГМСУ им. А.И. Евдокимова.
Апробация работы
Основные результаты исследования доложены и обсуждены на: VIII Всероссийской научно-практической конференции «Образование, наука и практика в стоматологии» (М., 2011); X научно-практической конференции врачей-хирургов ФМБА России "Актуальные вопросы хирургии" (Северодвинск, 2010); IV Всероссийская научная конференция молодых ученых «Комплексный подход к диагностике, лечению и профилактике в медицине» (Воронеж, 2011); XXXIII Итоговая конференция молодых ученых МГМСУ (М., 2011).
Апробация диссертации состоялась 29 июня 2012 года на совместном заседании лаборатории минимально инвазивной хирургии отдела клинической медицины НИМСИ МГМСУ им. А.И. Евдокимова, кафедр хирургии ФПДО ГБОУ ВПО МГМСУ, патологической анатомии РМАПО, НИИ клинической хирургии ФГБУ ФНКЦ ФМБА России, членов Ученого Совета ФНКЦ ФМБА России, научных сотрудников ФГБУ «НИИОПП» РАМН; ГНЦ РФ ИМБП РАН.
Личное участие автора
Автором лично были проведены экспериментальные исследования на 155 беспородных крысах. В ходе сбора материала для диссертационной работы соискателем были освоены методики моделирования перитонита, антиортостатической гипокинезии у лабораторных животных; самостоятельно выполнены хирургические процедуры, забор и подготовка исследуемого материала. Статистическая обработка полученных результатов, научный анализ материала, выполнены автором самостоятельно.
Публикации
По теме диссертации опубликовано 8 печатных работ, из них 3 – в журналах, рекомендованных ВАК Минобрнауки России для публикации результатов диссертаций на соискание ученой степени кандидата и доктора наук.
Объем и структура работы
Диссертация изложена на 115 страницах компьютерного текста и состоит из введения, обзора литературы, результатов исследования, их обсуждения, выводов, практических рекомендаций, списка литературы, включающего 168 источников, из них 107 работы отечественных авторов и 61 – зарубежных. Работа иллюстрирована 27 рисунками и 13 таблицами.
