МІНІСТЕРСТВО ОХОРОНИ ЗДОРОВ'Я УКРАЇНИ
ВІННИЦЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ МЕДИЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
ім. М.І.ПИРОГОВА
МОНАСТИРСЬКИЙ Володимир Миколайович
УДК 611-018.5:616.24:616.34:616-007.272
Морфофункціональні особливості легень при високій гострій кишковій непрохідності та її корекції в експерименті
14.03.01 - нормальна анатомія
АВТОРЕФЕРАТ
дисертації на здобуття наукового ступеня
кандидата медичних наук
Вінниця - 2008
Дисертацією є рукопис.
Робота виконана у Вінницькому національному медичному університеті ім. М.І.Пирогова МОЗ України
Науковий керівник:
доктор медичних наук, професор Півторак Володимир Ізяславович,
Вінницький національний медичний університет ім. М.І. Пирогова МОЗ
України, професор кафедри оперативної хірургії та топографічної анатомії.
Офіційні опоненти:
- доктор медичних наук, професор Гунас Ігор Валерійович, Вінницький національний медичний університет ім. М.І.Пирогова МОЗ України, директор науково-дослідного центру.
- доктор медичних наук, доцент Заяць Любомир Мирославович, Івано-Франківський державний медичний університет МОЗ України, завідувач кафедри патофізіології.
Захист відбудеться “11” червня 2008 р. о 12-00 год. на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 05.600.02 при Вінницькому національному медичному університеті ім. М.І. Пирогова МОЗ України (21018, м. Вінниця, вул. Пирогова, 56)
З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Вінницького національного медичного університету ім. М.І. Пирогова МОЗ України (21018, м. Вінниця, вул. Пирогова, 56)
Автореферат розісланий “8” травня 2008 р.
Вчений секретар
спеціалізованої вченої ради,
кандидат медичних наук, доцент
О.В. Власенко
ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ
Актуальність проблеми. Гостра кишкова непрохідність (ГКН) - одна з невирішених проблем абдомінальної хірургії. Незважаючи на сучасні досягнення хірургії та інтенсивної терапії, летальність при ГКН непухлинної етіології до теперішнього часу досягає 11,4 - 20,8%. (Матюхин В.В., 2006; Руммо О.О. и соавт., 2006), а при пухлинній непрохідності складає 24,2-68,3 % (Матвійчук Б.О., 2000; Радзіховський А.П., Гордійчук П.І., 2000; Жебровський В.В. и соавт., 2003; Саєнко В. Ф., Білянський Л. С., Лаврик А. С., 2005).
Дослідження останніх років свідчать, що при ГКН розвивається ендогенна інтоксикація, яка викликає виражені зміни клітинних структур з порушенням функції внутрішніх органів і систем організму, в тому числі і респіраторної. Серед легеневих ускладнень, важливе місце займає синдром гострого ушкодження легень – одна із найбільш важких форм гострої дихальної недостатності (Соловйов І.С. та співав., 2001; Гостищев В.К. и соавт., 2002; Malloy I., at al., 2000; Matthay M., 2002). У числі метаболітів, що можуть спричинити токсичну дію, важлива роль відводиться молекулам середньої маси, які є продуктами протеолізу білків. Володіючи різною біологічною активністю, вони пригнічують фагоцитарну активність лейкоцитів, макрофагів, тканинне дихання, порушують мікроциркуляцію і проникність мембран.
У численних експериментальних і клінічних дослідженнях було встановлено, що велике значення у розвитку захворювань легеневої системи має стан компонентів респіраторного відділу та активність сурфактанту легень (Розова К.В., 2002; Заяць Л.М., 2003; Пікас О.Б., 2004; Алексеенко А.А., 2007). Аналіз літератури, присвячений вивченню респіраторного відділу легень, вказує на істотні зміни в його ультраструктурній організації, як при захворюваннях органів дихання, так і при ушкодженнях інших органів і систем організму (Заяць Л.М., 2001; Загорулько А.А., 2005; GciserT., 2003; LiuL., LiT., 2003). Тканина легень на дію різних видів подразників здатна відповідати стереотипною реакцією, в основі якої лежить запальний процес. Перш за все легені реагують швидким розвитком явищ ексудації, в наступному прогресують проліферативні зміни (Серов В.В., 1995; Гунас И.В.и соавт.,2002,2003; Dushkin C., 2003).
Досліджень, присвячених морфологічним змінам, що розвиваються у респіраторному відділі легень при ГКН, порівняно мало і в переважній більшості вони базуються на даних світлової мікроскопії (Куцик О.Б., 1999; Петров В.Ф, Ерюхин И.А., 2000; Кузнецов А.Н., 2006).
У доступній літературі нами не виявлено даних про структурну організацію альвеолоцитів І, ІІ типів та альвеолярних макрофагів при ГКН. Відсутні дані про комплексну морфофункціональну характеристику сурфактантної системи легень в умовах ендотоксемії обумовленої ГКН з використанням електронно-мікроскопічних і фізичних методів дослідження.
Поза увагою науковців залишилося вивчення кореляційних зв’язків між показниками ендогенної інтоксикації крові і показниками поверхневої активності сурфактанту легень.
Для лікування і профілактики легеневих ускладнень при дії ендогенних факторів використовуються різноманітні способи детоксикації організму (Гостишев В.К. и соавт., 2002; Білик І.І., 2003). Разом з тим, необхідно враховувати зміни компонентів респіраторного відділу легень, що дає можливість застосовувати патогенетично обґрунтовану медикаментозну корекцію, легеневих порушень. Вище вказані положення визначають актуальність дослідження.
Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Тема дисертації була обговорена та затверджена на засіданні вченої ради стоматологічного та фармацевтичного факультету Вінницького національного медичного університету ім. М.І. Пирогова МОЗ України (протокол № 6 від 16 червня 2005), на засіданні проблемної комісії МОЗ та АМН України "Морфологія людини" (протокол № 67 від 29 червня 2005). Дисертація є фрагментом науково-дослідної роботи кафедри оперативної хірургії та топографічної анатомії Вінницького національного медичного університету ім. М.І. Пирогова МОЗ України "Особливості компенсаторно-пристосувальних процесів в організмі при захворюваннях органів черевної порожнини, малого тазу та клініко-експериментальне обґрунтування нових способів хірургічного лікування" (№ державної реєстрації: 0106U006045).
Автор при виконанні роботи вивчив морфофункціональні зміни легень в динаміці високої обтураційної ГКН та обґрунтував патогенез ускладнень при хірургічному лікуванні ГКН.
Мета дослідження. Встановити в експерименті характер морфологічних змін респіраторного відділу легень та активність сурфактанту при високій обтураційній ГКН для обґрунтування принципів корекції цих порушень.
Задачі дослідження:
1. Вивчити макро-, мікроскопічні, ультраструктурні зміни компонентів респіраторного відділу легень та активність сурфактанту у динаміці високої обтураційної ГКН.
2. Дослідити характер структурних змін альвеолоцитів І, ІІ типів, альвеолярних макрофагів та активність сурфактанту легень після хірургічного відновлення прохідності тонкої кишки.
3. Вивчити структуру компонентів респіраторного відділу легень та активність сурфактанту після хірургічного відновлення прохідності тонкої кишки з застосуванням ентеродетоксикації.
4. Визначити ступінь кореляційних зв’язків між показниками ендогенної інтоксикації та показниками поверхневої активності сурфактанту легень при високій обтураційній ГКН, після хірургічного відновлення прохідності тонкої кишки та в умовах ентеродетоксикації Силлардом П.
Об’єкт дослідження – морфофункціональна перебудова легень під впливом ендогенної інтоксикації та її корекції.
Предмет дослідження – структура респіраторного відділу легень, зміни функціональної активності сурфактанту та стану ендогенної інтоксикації при високій обтураційній ГКН та її корекції.
Методи дослідження – морфологічні (макроскопічний, мікроскопічний, морфометричний, електронномікроскопічний), які дозволили встановити структурні зміни респіраторного відділу легень в динаміці високої обтураційної ГКН; біохімічні (рівень молекул середньої маси) - для визначення ступеня інтоксикації при ГКН; фізико-хімічні методи дослідження поверхневої активності водно-сольових екстрактів легенів - для визначення функціональної активності сурфактанту легень; статистичний – для об’єктивізації одержаних кількісних даних та вияснення ступеню взаємозв’язків між показниками функціональної активності сурфактанту легень та ендогенної інтоксикації.
Наукова новизна одержаних результатів. Вперше дана комплексна оцінка пошкодження та компенсаторно-пристосувальних реакцій на різних рівнях структурної організації легень при високій обтураційній ГКН.
Вперше описана динаміка морфологічних змін респіраторного відділу легень при дії ендогенних речовин, які накопичуються в крові при високій обтураційній ГКН. Виявлена динаміка структурних змін респіраторного відділу та сурфактантної системи легень, обумовлених дією ендогенної інтоксикації, що супроводжує ГКН.
Вперше описана динаміка морфологічних змін у компонентах респіраторного відділу легень та активність сурфактанту після хірургічного відновлення прохідності тонкої кишки.
Вперше встановлено, що вплив ентеродетоксикації сорбентом Силлард П на морфофункціональний стан респіраторного відділу легень при високій обтураційній ГКН проявляється зменшенням гідратації альвеолярного епітелію, посиленням синтетичної та секреторної активності альвеолоцитів II типу та пригніченням активності сурфактанту.
У результаті комплексного дослідження при високій обтураційній ГКН вперше встановлено сильний прямий кореляційний взаємозв'язок альтеративних процесів у легенях із ступенем ендотоксикозу.
Виявлена сильна кореляційна взаємозалежність між показниками концентрації МСМ в сироватці крові та показниками поверхневої активності екстрактів легеневої тканини в динаміці високої обтураційної ГКН.
На основі проведених досліджень визначено, що одним з провідних механізмів ушкоджуючої дії ендогенної інтоксикації на мікроструктуру легень є порушення білоксинтезуючої й фосфоліпідної функцій, а також окислювально-відновних процесів.
Практичне значення отриманих результатів. Одержані в ході дослідження дані розширюють уявлення про патогенетичні механізми розвитку гострого пошкодження легень при високій обтураційній ГКН та її хірургічній корекції та намічають шляхи подальшого удосконалення підходів до профілактики та інтенсивної терапії легеневих ушкоджень.
Наукові положення та висновки дисертаційної роботи адаптовані для впровадження та застосування в практичній охороні здоров’я. Проведені дослідження розширять і поглиблять знання про структуру та функцію легень при розвитку ГКН. Дослідження структурної організації респіраторного відділу легень та активності сурфактанту при високій обтураційній ГКН вказують на доцільність застосування ентеродетоксикації сорбентом Силлард П для профілактики легеневих порушень.
Основні результати досліджень впроваджені в практику роботи хірургічного відділення Вінницької обласної клінічної лікарні ім. М.І. Пирогова. Отримані результати досліджень використовуються в навчальному процесі на кафедрах нормальної анатомії, оперативної хірургії і топографічної анатомії та на хірургічних кафедрах (при вивченні патогенезу та лікування ГКН) Вінницького національного медичного університету ім. М.І. Пирогова.
Особистий внесок здобувача. Автором самостійно здійснено інформаційний пошук, аналіз джерел наукової літератури, визначена актуальність проблеми, обґрунтовано вибір методів дослідження. Автором здійснено розробку основних теоретичних і практичних положень дисертаційного дослідження. Здобувачем особисто виконано експериментальне моделювання високої обтураційної ГКН. Автором самостійно написано 2 статті в наукових фахових виданнях. 2 журнальні статті за темою дисертації опубліковані в співавторстві з науковим керівником та колегами, де автору належать основні ідеї та розробки стосовно пошкодження легень при високій обтураційній ГКН. У роботах, опублікованих у співавторстві, використано фактичний матеріал дисертанта, а узагальнення та висновки сформульовані сумісно. Аналіз та узагальнення одержаних результатів, обґрунтування висновків проведено спільно з науковим керівником. Особисто дисертантом проведено статистичну обробку отриманих даних, запропоновано практичні рекомендації.
Апробація результатів дисертації. Основні положення роботи викладені та обговорені на XIІ та ХІІІ університетській (ХХХХІІ та ХХХХІІІ вузівській) конференція молодих вчених та фахівців (Вінниця, 2006, 2007); науково-практичній конференції з міжнародною участю "Морфологічний стан тканин і органів у нормі та при моделюванні патологічних процесів" (Тернопіль, 2006); Пироговських читаннях (Вінниця, 2006); Всеукраїнській науковій конференції "Актуальні питання вікової анатомії та ембріотопографії" (Чернівці, 2006).
Апробація дисертаційної роботи проведена на спільному засіданні кафедр оперативної хірургії та топографічній анатомії, нормальній анатомії, гістології, цитології та ембріології, нормальної фізіології, патологічної анатомії, загальної гігієни та екології людини, науково-дослідного центру та Вінницького відділення наукового товариства АГЕ, топографоанатомів і апробаційної ради Вінницького національного медичного університету ім. М.І. Пирогова (Вінниця, 2007).
Публікації. За матеріалами дисертації опубліковано 8 наукових праць (з них 2 у співавторстві), які повністю відображають зміст проведеного дослідження. 4 статті опубліковано в рекомендованих ВАК України наукових журналах (з них 2 самостійні).
Структура та обсяг дисертації.Дисертація викладена українською мовою на 179 сторінках машинописного тексту, з яких 132 сторінки залікового принтерного тексту, і складається із вступу, огляду літератури, матеріалу та методів дослідження, трьох розділів власних досліджень, аналізу та узагальнення результатів дослідження, висновків, списку використаних літературних джерел (236 джерел: 127 викладених кирилицею та 109 викладених латиницею) та додатків. Робота ілюстрована 70 рисунками та 14 таблицями.
ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ
Матеріал і методи дослідження. Експериментальне дослідження проведене на 37 безпородних собаках-самцях віком 2-6 років. Собаки за своїми анатомічними та фізіологічними даними найбільш підходять для оцінки процесів шлунково-кишкового тракту (Kararti Tugrul T., 1995).
При проведенні дослідів дотримувалися основних правил належної лабораторної практики GLP (1981), закону України № 3447-IV «Про захист тварин від жорстокого поводження» від 21 лютого 2006 року. Комітетом з біоетики Вінницького національного медичного університету ім. М.І. Пирогова (протокол №5 від 7 грудня 2005 р.) встановлено, що проведені дослідження відповідають етичним та морально-правовим вимогам згідно наказу МОЗ України №281 від 01.11.2000 р. Тварини утримувались в стандартних умовах віварію.
Для вирішення поставлених завдань проведено три серії експериментів: І серія – визначення морфофункціонального стану легень та рівня ендогенної інтоксикації в динаміці високої обтураційної ГКН; ІІ серія – визначення морфофункціонального стану легень та рівня ендогенної інтоксикації при хірургічному лікуванні високої обтураційної ГКН; ІІІ серія – визначення морфофункціонального стану легень та рівня ендогенної інтоксикації в умовах ентеродетоксикації сорбентом Силлард П при хірургічному лікуванні високої ГКН.
Тварини отримували звичайний харчовий раціон, утримувались в однакових умовах. Всім безпородним собакам дослідної групи створювали модель високої обтураційної ГКН. Собакам 1 серії (12 тварин) створювалась тільки модель високої обтураційної ГКН, після проведення розтину передньої черевної стінки, проводили перев’язку тонкої кишки, відступаючи 30см від її початку. Тваринам 2 серії (8 собак) через 72 години після створення моделі захворювання відновлювали прохідність тонкої кишки шляхом резекції перев’язаної ділянки кишки та накладання анастомозу "бік в бік". Довжина резектованої ділянки кишки складала 15 см. Тваринам 3 серії (12 собак) аналогічним шляхом створювали i ліквідовували непрохідність i окрім хірургічного, проводилось, також, лікування методом ентеродетоксикацiї. З цією метою під час операції проксимальний i дистальний відрізки кишки промивали 3% водною суспензією сорбенту Силлард П при рН=5,5-6,0 до витікання з них чистої суспензії. Останню порцію в кількості 100-150 мл залишили в просвіті оперованого органу.
В контрольній групі тварин 2 безпородним собакам (контроль 1) ніяких втручань не проводили; 3 тваринам (контроль 2) через 3 доби після виконання розсікання i ушивання черевної стінки провели повторний розтин черевної порожнини i виконали резекцію ділянки тонкої кишки з накладанням анастомозу "бік в бік", після чого пошарово ушили черевну стінку.
Експериментальні оперативні втручання проводилися під загальним знеболюванням з виконанням правил асептики. Перед операцією всім собакам проводили премедикацію - вводили внутрішньом’язово: розчин анальгіну 50% 2,0, розчин атропіну сульфату 0,1% (0,02 мг/кг), розчин аміназину 2,5% 1,0, розчин димедролу 1% (1 мг/кг). Через 30 хвилин після премедикації внутрішньоплеврально в області заднього кута правої лопатки вводили свіжоприготовлений 2% розчин тіопенталу натрію з розрахунку 1,5 мл на 1 кг маси тварини (30-40 мг/кг).
Евтаназію проводили шляхом внутрішньоплеврального введення летальної дози тіопенталу натрію.
Забір легеневої тканини для мікроскопічного дослідження проводився під тіопенталовим наркозом. Матеріали фіксували у 10 % розчині нейтрального формаліну, обезводнювали у спиртах наростаючої концентрації і заливали в парафінові блоки. Зрізи товщиною 5-7мкм зафарбовували гематоксилін-еозином та за Ван-Гізон. При заборі матеріалу для електронномікроскопічного дослідження дотримано загально прийнятних правил швидкості висікання та атравматичності. Шматочки легеневої тканини переносили в краплю фіксатора (2,5% розчин глютаральдегіду на 0,1 М фосфатному буфері) та подрібнювали їх лезом бритви на пластинці стоматологічного воску. Після цього матеріал паренхіми органу фіксували в 2,5 % розчині глютаральдегiду на фосфатному буфері (рН – 7,2 - 7,4), дофіксовували в 1% розчині OsО4 , зневоднювали в спиртах зростаючої концентрації та укладали в аралдіт. У процесі зневоднення матеріал контрастували 2% розчином ураніл-ацетату, а на зрізах - цитратом свинцю. Зрізи товщиною 40-60 нм, отримані на ультрамікротомі УМТП-3, вивчали в електронному мікроскопі «TeslaBS-500».
Морфометрично визначали об'ємну щільність альвеол, строми, пошкоджених та непошкоджених ділянок легень, товщини міжальвеолярних перетинок в динаміці розвитку високої обтураційної ГКН.
Рівень ендогенної інтоксикації визначали за методикою Н.І.Габріелян і співав. (1983). Про ступінь накопичення токсичних продуктів в організмі судили по "токсичності" сироватки крові експериментальних тварин, визначаючи її дослідженням концентрації молекул середньої маси (МСМ) методом осадження 10% розчином трихлороцтової кислоти з наступною спектрофотометрією. Додатково визначали коефіцієнт розподілу (К), який виражався співвідношенням рівня абсорбції при 280 нм до її рівня при 254 нм.
Для визначення поверхневої активності сурфактанту легень (СЛ) використовували водно-сольові екстракти легень. У своїх дослідженнях ми користувалися модифікованою методикою (Биркун А.А. Нестеров Е.Н., Кобозев Г.В., 1981). Поверхневу активність сурфактанту легень оцінювали за показниками мінімального та максимального поверхневого натягу та індексу стабільності (ІС) Клементса (Clements J.A., 1997). Морфологічні та біохімічні дослідження здійснювали спільно зі співробітниками науково-дослідного центру Вінницького національного медичного університету ім. М.І. Пирогова.
Статистична обробка отриманих результатів проведена з застосуванням програми “STATISTICA 5.5” фірми Statsoft (належить ЦНІТ ВНМУ ім. М.І.Пирогова, ліцензійний № AXXR910A374605FA) з використанням параметричних і непараметричних методів оцінки отриманих результатів.
Оцінювали правильність розподілу ознак за кожним з отриманих варіаційних рядів, середні значення по кожній ознаці, що вивчається, стандартні помилки та відхилення. Достовірність різниці значень між незалежними кількісними величинами визначали при нормальному розподілі за критерієм Стьюдента, а в інших випадках за допомогою U-критерію Мана-Уітні. Вірогідними вважали результати при p<0,05. Для визначення взаємозв’язків між показниками використовували метод параметричної кореляції Пірсона та непараметричної кореляції Спірмена.
Результати дослідження та їх аналіз. У динаміці розвитку високої обтураційної ГКН виявляються виражені структурні зміни в легенях, що проявляються порушенням мікроциркуляції, набряком міжальвеолярних перегородок. Спостерігаються також ділянки легеневої тканини з витонченими міжальвеолярними перегородками, збільшеними розмірами порожнини альвеол без порушення їх структури, що є проявом компенсаторно-пристосувальних реакцій легень. Через 3 доби від початку експерименту відбувається значне зниження питомого об'єму легеневої паренхіми з незміненою архітектонікою, різке збільшення об'єму зон емфіземи, дисателектазів та ателектазів.
Особливо характерні гемодинамічні порушення у вигляді повнокрів’я, стазу, крововиливів. Стінки багатьох судин розрихлені, відмічаються явища периваскулярного набряку, який поширюється на інтерстицій міжальвеолярних перегородок. Зустрічаються також ділянки легеневої тканини із внутрішньоальвеолярним набряком. У просвіті мікросудин визначаються мікротромби.
Проведений ультраструктурний аналіз складових компонентів респіраторного відділу легень показав, що на даному етапі експерименту спостерігається гіпергідратація альвеоцитів І, ІІ типів. Внутрішньоклітинний набряк альвеолярного епітелію супроводжується порушеннями в тонкій організації органел. У цитоплазмі таких клітин відмічаються мітохондрії збільшені за об’ємом, з матриксом слабкої електроннооптичної щільності. Складові елементи гранулярної ендоплазматичної сітки та апарату Гольджі помірно розширені.
8-09-2015, 22:26