Введение к работе
Актуальность проблемы обусловлена сохраняющейся высокой госпитальной летальностью при всех видах острого нарушения мезентериального кровообращения, которая по данным разных авторов продолжает составлять от 60% до 90% (Савельев В.С., Спиридонов И.В., 1979; Yasuhara H., 2005; Vollmar B., Menger M.D., 2011). Большинство исследователей видит выход из ситуации в ранней диагностике и попытке восстановления кровотока в пораженном бассейне (Ivo G. et al., 2005; Хрипун А.И. и соавт., 2009; Romano N. et al., 2011). Восстановление кровотока запускает каскад реакций известных, как реперфузионное повреждение (Mazzoni M.C. et al., 1995; Vollmar B., Menger M.D., 2011). Несмотря на наличие ряда экспериментально обоснованных подходов к предотвращению повреждения кишки в условиях ишемии-реперфузии, ни один из них на сегодняшний день не внедрен в клиническую практику (Mallick I.H. et al., 2004; Vollmar B., Menger M.D. 2011). Одним из механизмов реперфузионного повреждения является быстрая нормализация осмолярности, приводящая к вымыванию осмотически активных веществ из интерстиция, что сопровождается формированием осмотического градиента между внутриклеточным и интерстициальным пространствами. Наличие осмотического градиента приводит к поступлению в клетку воды, повышению внутриклеточного давления и повреждению мембран (Shah S.K., Moore-Olufemi S.D. et al., 2010, Shah S.K., Fogle L.N., 2010). Одним из возможных направлений предупреждения ишемического и реперфузионного повреждения кишечника является применение гиперосмолярных растворов, что было показано в исследованиях на крысах в состоянии геморрагического шока, при котором также развивается ишемия кишки на фоне циркуляторных расстройств (Zakaria et al.,2007; Lu et al., 2008). Однако использование гиперосмолярных растворов при внутривенном введении имеет количественное ограничение и ряд недостатков. Возможность развития таких осложнений, как гипернатриемия, нарушение сердечного ритма, сердечная недостаточность, коагулопатия, гиперосмолярная кома требует поиска способа воздействия на ишемизированные ткани, по возможности минуя системный кровоток. Применение гиперосмолярных растворов для защиты тонкой кишки от реперфузионного повреждения после устранения острого нарушения мезентериального кровообращения не изучалось.
В последние годы внимание исследователей привлекает защитный эффект ишемического посткондиционирования, заключающегося в серии коротких эпизодов прекращения кровотока в самом начале реперфузионного периода. Поскольку данный феномен изучается с 2006 года, публикации, посвященные посткондиционированию кишки единичны (Santos D. et al., 2009, Bretz B. et al., 2010; Rosero O. et al., 2011). В немногочисленных исследованиях эффект посткондиционирования тонкой кишки на крысах изучен при сроках ишемии, не превышающих 30 мин (Santos D. et al., 2009, Bretz B. et al., 2010; Rosero O. et al., 2011). Клиническая же необходимость требует оценки возможности защитного эффекта при ишемии более продолжительных периодов.
Наряду с поиском новых подходов лечения не меньшую актуальность имеет разработка методов ранней диагностики ишемических изменений в кишке. Учитывая отсутствие специфичных лабораторных маркеров ишемии кишки, одним из методов ранней ее диагностики может быть флуоресцентная органоскопия. Флуоресцентная органоскопия на основе аутофлуоресценции является особым направлением данных исследований, не требующим введения флуоресцентных препаратов. В то же время аутофлуоресценция дает возможность интраоперационной оценки метаболической активности, что коррелирует со степенью ишемии и может быть перспективной для диагностики (в плане диагностики). Данные по аутофлуоресценции кишки в условиях ишемии в литературе единичны и этот вопрос требует дальнейшего изучения.
Цель работы: исследовать влияние регионарной перфузии гиперосмолярными растворами и применения протокола посткондиционирования на состояние тонкой кишки в постишемическом периоде.
Задачи исследования:
1. Разработать методику регионарной перфузии тонкой кишки крысы ex vivo и in vivo.
2. Исследовать эффективность защиты тонкой кишки от реперфузионного повреждения с помощью регионарной перфузии растворами разной осмолярности.
4. Изучить влияние растворов с различным ионным составом на состояние тонкой кишки при постишемической реперфузии.
5. Оценить защитный эффект посткондиционирования после 90-минутной ишемии тонкой кишки.
6. Определить в эксперименте возможность использования феномена аутофлуоресценции тонкой кишки для интраоперационной диагностики ее ишемии.
Научная новизна.
В настоящем исследовании впервые применена оригинальная методика регионарной перфузии тонкой кишки крысы гиперосмолярным раствором.
Произведена оценка эффективности применения перфузионных растворов с различной осмолярностью и электролитным составом. Впервые, на основании морфологических исследований и оценки функциональной активности кишки, выполненных в экспериментах ex vivo и in vivo, показан защитный эффект перфузии гиперосмолярным раствором осмолярностью 365 мосм/л, предваряющей восстановление кровотока. Впервые показан повреждающий эффект гиперосмолярного раствора осмолярностью 415 мосм/л с повышенным содержанием калия в условиях острой ишемии кишки.
Показан защитный эффект посткондиционирования в условиях реперфузионного повреждения тонкой кишки. Экспериментально подтверждена возможность NADH-аутофлуоресценции, как способа интраоперационной оценки острой ишемии кишки.
Теоретическая и практическая значимость
Полученные результаты важны для дальнейших исследований в направлении совершенствования методик по защите тонкой кишки от реперфузионного повреждения. Разработана методика регионарной перфузии тонкой кишки в эксперименте. Полученные данные дают теоретическое обоснование проведения регионарной перфузии гиперосмолярным раствором в условиях острой ишемии тонкой кишки. Результаты проведенных экспериментов позволяют ответить на ряд вопросов касающихся интраоперационной защиты тонкой кишки в условиях реперфузионного повреждения и дают конкретные рекомендации относительно химического состава и осмолярности раствора, использовавшегося для регионарной перфузии тонкой кишки. Разработанная методика регионарной перфузии тонкой кишки гиперосмолярным раствором на основе буферного раствора Кребса-Хенселейта могут быть рекомендованы для дальнейшего изучения. Показан защитный эффект посткондиционирования после 90-минутного ишемического повреждения тонкой кишки, что в силу простоты выполнения позволяет рекомендовать для клинического применения и дальнейшего изучения с целью выявления механизмов обуславливающих протективный эффект посткондиционирования. Произведена оценка феномена NADH-аутофлуоресценции в условиях ишемии, полученные результаты позволяют рекомендовать данную методику для использования в клинической практике с целью интраоперационной оценки жизнеспособности тонкой кишки, в условиях нарушения кровообращения.
Личный вклад автора в проведенное исследование
Автор лично выполнил экспериментальную часть исследования, провёл анализ литературных данных, а также осуществил статистическую обработку результатов экспериментов.
Основные положения, выносимые на защиту
1. Введение посредством регионарной перфузии гиперосмолярных растворов оказывает защитный эффект при восстановлении кровотока в тонкой кишке, однако выраженность этого действия зависит от степени осмолярности растворов и их электролитного состава; повышение концентрации калия в гиперосмолярном растворе усиливает тяжесть повреждения в стенке кишки.
2. Выполнение протокола посткондиционирования уменьшает реперфузионное повреждение тонкой кишки при восстановлении кровотока после ишемии.
3. NADH-аутофлуоресценция является методом, позволяющим проведение интраоперационной органоскопии в условиях ишемии/реперфузии тонкой кишки.
Апробация работы
Основные положения работы доложены на VII Всероссийской конференции с международным участием «Механизмы функционирования висцеральных систем», посвященной 160-летию со дня рождения И.П.Павлова (Санкт-Петербург, 2009), на Медицинском форуме "Санкт-Петербург" - Гастро-2010", на межвузовских конференциях молодых ученых «Актуальные проблемы патофизиологии» (Санкт-Петербург, 2011), на 24th meeting of the European Intestinal Transport Group (EITG), 2011, Oxford, UK, на совместном заседании проблемной комиссии “Хирургия и онкология” и кафедр факультетской хирургии и патологической физиологии ГБОУ ВПО «СПбГМУ им. акад. И.П.Павлова» Минздравсоцразвития РФ.
Внедрение результатов работы
Результаты и выводы диссертационной работы внедрены в учебный процесс на кафедре патофизиологии с курсом клинической патофизиологии, в учебный процесс и лечебную работу клиники факультетской хирургии ГБОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный медицинский университет им. акад. И. П. Павлова» Минздравсоцразвития РФ России (197022, г. Санкт-Петербург, ул. Льва Толстого, д. 6/8).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 9 научных работ, в том числе 3 статьи в рецензируемых журналах, рекомендованных перечнем ВАК РФ.
Структура и объем диссертации
Диссертация изложена на 129 страницах машинописного текста, содержит 3 таблицы и 29 рисунков.
Диссертация состоит из введения, обзора литературы, характеристики материалов и методов исследования, результатов собственных исследований и их обсуждения, выводов, практических рекомендаций и списка литературы, включающего 12 отечественных и 196 зарубежных источников.
![Значение феномена транслокации бактерий из желудочно-кишечного тракта в патогенезе хирургической инфекции при повреждениях (экспериментально-клиническое исследование) [Электронный ресурс]](/i/i/4601/181815.png "Значение феномена транслокации бактерий из желудочно-кишечного тракта в патогенезе хирургической инфекции при повреждениях (экспериментально-клиническое исследование) [Электронный ресурс] Копылов Вадим Анатольевич")
