Система протеолізу в формуванні пошкоджень легень при екстреній хірургічній патології та обґрунтування патогенетичної інтенсивної терапії

Размещено на http://www.allbest.ru/

МІНІСТЕРСТВО ОХОРОНИ ЗДОРОВ'Я УКРАЇНИ

ДНІПРОПЕТРОВСЬКА ДЕРЖАВНА МЕДИЧНА АКАДЕМІЯ

УДК 616-001.36-092:577.156

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата медичних наук

СИСТЕМА ПРОТЕОЛІЗУ У ФОРМУВАННІ ПОШКОДЖЕНЬ ЛЕГЕНЬ ПРИ ЕКСТРЕНІЙ ХІРУРГІЧНІЙ ПАТОЛОГІЇ ТА ОБГРУНТУВАННЯ ПАТОГЕНЕТИЧНОЇ ІНТЕНСИВНОЇ ТЕРАПІЇ

14.01.30 - анестезіологія та інтенсивна терапія

Мзугі Ікрам Бен Абделькадер

Дніпропетровськ - 2001

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Кримському державному медичному університеті ім. С.І. Георгієвського Міністерства охорони здоров'я України

Науковий керівник: доктор медичних наук, професор

Кубишкін Анатолій Володимирович

Кримський державний медичний

університет ім. С.І. Георгієвського

професор кафедри патологічної фізіології

Офіційні опоненти: доктор медичних наук, професор Курапов Євген Петрович, завідувач кафедри анестезіології та реаніматології Донецького державного медичного університету ім. О.М.Горького

доктор медичних наук, професор Спіцин Олег Миколайович, завідувач кафедри анестезіології, екстремальної та військової медицини Луганського державного медичного університету

Провідна установа: Інститут загальної та невідкладної хірургії АМН України, м. Харків.

Захист відбудеться 19.10.2001 р. о 13 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради у Дніпропетровській державній медичній академії за адресою: 49044, м. Дніпропетровськ, вул. Дзержинського 9.

З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці Дніпропетровської державної медичної академії (49044, м. Дніпропетровськ, вул. Дзержинського 9).

Автореферат розісланий 18.09.2001р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради Кобеляцький Ю.Ю.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

протеоліз абдомінальний легені протеїназа

Актуальність теми. Проблема вивчення патогенетичних механізмів розвитку бронхолегеневих ускладнень, шляхів їх профілактики та терапії при екстремальних станах є досить актуальною у зв'язку з поширеністю й тяжкістю даної патології у практиці інтенсивної терапії. За останні роки у всьому світі якісно змінилася структура екстремальних станів, які вважають застосування інтенсивної терапії і профілактики синдрому поліорганної недостатності. В структурі травматизму значно виросла питома вага тяжких та поєднаних ушкоджень, які за численними даними у 15-40% випадків призводять до летального кінця (В.А.Хомутов та співавт., 1999).

Слід відмітити, що розкриття патогенезу і застосування патогенетично обґрунтованих методів лікування дозволяє в умовах спеціалізованих відділень інтенсивної терапії значно знизити летальність при синдромі тривалого стискування до 21,1% (Л.Ф.Шердукалова та співавт., 1999), при поліорганній недостатності до 9,1% (С.Г.Мусселіус та співавт., 1998). Однак, якщо хід тяжкої патології ускладнюється розвитком синдрому гострого ушкодження легенів, незалежно від віку хворих, смертність досягає 60-90% (Є.С.Золотокриліна, 2000; І.Іwaarden et al., 1995; E.McCormack, R.Mason, 1995).

Як відомо, розвиток респіраторного дистрес-синдрому (РДСД) та пневмонії є дуже частим ускладненням при тяжких патологічних станах (Є.В.Гембицький, Н.М.Коломієць, 1997; Є.В.Зарубіна та співавт., 1997; Д.Мустафін та співавт., 2000). Роль легенів в цих процесах слід розглядати в двох аспектах. По-перше, їх ураження призводить до посилення гіпоксичних ушкоджень в організмі (А.П.Зільбер, 1995). З другого боку, легені є важливим метаболічним органом і їх залучення до патологічного процесу призводить до зміни метаболічних процесів в організмі в цілому (О.А.Гомазков, 1987; Н.В.Сиром'ятникова та співавт., 1987).

Серед біохімічних систем, які потенційно відіграють значну роль у розвитку ушкоджень бронхолегеневої системи, слід виділити системи протеолізу і вільнорадикального окислення, вивчення яких найбільш актуальне при ураженнях легень різного генезу. Порушення балансу в протеїназ-інгібіторній системі і стані вільнорадикальних процесів, особливо на регіональному рівні, є важливим фактором патогенезу неспецифічних захворювань бронхолегеневої системи (А.В.Кубишкін, 1988; J.Gadek, E.Pacht, 1996; K.Knіght et al., 1998). При розвитку шокових станів дисбаланс між протеїназами та їх інгібіторами виявляється на системному рівні (В.О.Проценко та співавт., 1988). Можна припустити, що порушення у стані основних компонентів протеїназ-інгібіторної системи при тяжкій патології може служити провідним фактором в залученні легенів до патологічного процесу з розвитком мікроциркулярних, запальних та деструктивних змін.

Складні й не до кінця вивчені патогенетичні механізми розвитку респіраторного дистрес-синдрому обгрунтовують пошук більш ефективних препаратів та лікувальних комплексів для його профілактики і лікування. Крім інгібіторів протеїназ, які широко використовуються, йде пошук нових препаратів, які діють на різні ланки потогенезу ураження легенів. Привертає увагу можливість використання препаратів на основі кверцетину, який є інгібітором ліпооксигеназного шляху метаболізму арахідонової кислоти й одночасно має антиоксидантний ефект (Г.А.Чередниченко та співавт., 1995; А.В.Жукова, В.Ф.Сагач, 1996). Вказується на ефективність застосування кверцетину для лікування і профілактики ряду екстремальних патологічних ситуацій (R.Hansen et al., 1997; D.Shoskes, 1998; M.Kudo et al., 1999), але можливість його застосування для профілактики РДСД не вивчалася.

Таким чином, вивчення ролі місцевих факторів у формуванні ураження легенів при екстремальних станах дозволить не тільки покращити якість патогенетичної терапії цих станів, але й проводити адекватний прогноз й профілактику цих порушень.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота виконується в рамках наукової тематики кафедр анестезіології та інтенсивної терапії “Розробка та оптимізація методів інтенсивної терапії гострої дихальної недостатності у хворих із специфічними захворюваннями легенів в умовах Криму” (№ державної реєстрації 0198U009092) та патофізіології Кримського державного медичного університету ім.С.І.Георгієвського “Патофізіологія, імунохімія, цитохімія ферментопатій при екстремальних станах” (№ державної реєстрації 0197V014234).

Мета роботи: визначити характер і значення змін у системі протеолізу для розвитку гострого пошкодження легенів при екстреній хірургічній патології та обгрунтувати підходи до удосконалення патогенетичної профілактики та інтенсивної терапії.

Задачі:

1. Вивчити стан процесів протеолізу в перитонеальному вмісті у хворих з тяжкою екстреною абдомінальною патологією.

2. Вивчити реактивні зміни процесів протеолізу в бронхоальвеолярному секреті у хворих з тяжкою абдомінальною патологією.

3. Зіставити зміни в системних і місцевих реакціях протеолізу пацюків з експериментальним моделюванням токсемії.

4. Визначити значення змін процесів протеолізу й клітинного метаболізму в бронхоальвеолярному секреті для формування гострого пошкодження легень при екстремальних станах.

5. Визначити підходи до удосконалення та інтенсивної терапії ураження легенів при екстремальній патології з використанням інгібіторів протеїназ і флавоноїдів.

Об'єкт дослідження: хворі з гострою абдомінальною патологією та експериментальні тварини з моделлю постішемічної токсемії.

Предмет дослідження: участь системи протеолізу у формуванні реактивного процесу в легенях при екстремальній патології в організмі.

Методи досліджень: в основу роботи покладені біохімічні методи визначення ферментів протеолізу та їх інгібіторів з використанням синтетичних субстратів, а також використані морфологічні, цитохімічні, електронномікроскопічні і статистичні методи.

Наукова новизна одержаних даних. В результаті комплексного вивчення процесів протеолізу в крові, бронхоальвеолярному та перитонеальному секреті виявлено нові патогенетичні аспекти, що зумовлюють розвиток уражень легень при екстремальних патологічних станах.

Виявлено, що при розвитку тяжкої абдомінальної патології в клініці відбувається активація процесів протеолізу в перитонеальній порожнині. Вираженість активації залежить від ступеня залучення очеревини до патологічного процесу. Найменш виражені зміни відмічалися у хворих з хірургічною патологією жовчних шляхів, найбільш виражені - у хворих на апендицит.

В бронхоальвеолярному секреті відмічено реактивну активацію антипротеїназного потенціалу, причому, ступінь збільшення антипротеїназного потенціалу залежав від тяжкості та поширеності патологічного процесу в черевній порожнині. Високі цифри антипротеїназної активності відмічалися в бронхоальвеолярному секреті хворих, у яких патологія супроводжувалася розвитком перитоніту. Формування бронхолегеневих ускладнень відбувалося у хворих, у яких вихідний рівень антипротеїназного захисту БАС був суттєво знижений. Показано важливу роль активації еластази для ініціації ураження легень.

Встановлено, що при розвитку постішемічної токсемії у щурів в строки 6 та 12 годин пригнічення антипротеїназного потенціалу та активація протеолізу відбувається не тільки в крові, але і в бронхоальвеолярному та перитонеальному вмісті. Тривалість токсемії сприяла більш вираженій активації протеїназ та зниженню активності інгібіторів. Зміни у стані протеїназ-інгібіторної системи супроводжувалися зміною клітинного складу бронхоальвеолярного секрету та порушенням ультраструктури та метаболізму альвеолярних макрофагів.

Показано ефективність застосування інгібітора протеїназ (Контрикал) та антиоксиданта з групи флавоноїдів (Корвітин) на моделі ураження легень при постішемічній токсемії. Розкрито здатність препаратів, що застосовуються, зменшувати морфологічні зміни в легенях, блокувати порушення ультраструктури альвеолярних макрофагів та зменшувати розвиток дисбалансу в протеїназ-інгібіторній системі як на системному, так і на локальному рівнях. Найбільшого профілактичного ефекту досягнуто при поєднаному застосуванні препаратів, що випробовуються.

Практичне значення одержаних результатів. Одержані в ході дослідження дані розширюють уявлення про патогенетичні механізми розвитку гострого пошкодження легень при екстремальних станах і намічають шляхи подальшого удосконалення підходів до профілактики та інтенсивної терапії респіраторного дистрес-синдрому дорослих. Обґрунтовано концепцію однонаправленої реакції компонентів протеїназ-інгібіторної системи в різних регіонах організму.

Показано необхідність оцінки участі протеїназ в розвитку патології легень, яка ускладнює перебіг тяжкої патології в організмі, і необхідність корекції стану протеїназ-інгібіторної системи. Доказано доцільність попередньої оцінки стану протеїназ-інігібіторної системи БАС для оцінки ризику формування бронхолегеневих ускладнень при розв'язанні питання про тяжкі хірургічні втручання.

Експериментально розроблено перспективний підхід до профілактики та інтенсивної терапії бронхолегеневих ускладнень при шоку, екстремальних станах та екстрених хірургічних операціях, що включає поєднане застосування препаратів інгібіторів протеїназ і флавоноїдів з антиоксидантним механізмом дії.

Особистий внесок здобувача. Одержані в роботі дані є результатом самостійного виконання дисертантом клінічних та лабораторних досліджень. Автором проведено аналіз літературних джерел, патентний пошук, виконані необхідні експериментальні дослідження та збір клінічного матеріалу. Окрім того, автор провів статистичну обробку одержаних даних, їх аналіз та узагальнення, написав всі розділи дисертації, визначив висновки. Оскільки в роботі використано гістохімічні, електронно-мікроскопічні та біохімічні методи, що вимагають спеціальної підготовки, дослідження з застосуванням указаних методик проведені разом з професором С.І. Шпаком, доцентом П.Ф.Семенцом, асистентом Н.Ю.Гороховою, за що автор виражає подяку та разом з якими опубліковані одержані результати.

Автор також виражає подяку академіку АМН України, професору О.О.Мойбенко за представлений для досліджень препарат "Корвітин", професору О.К.Загорульку за допомогу в трактуванні даних морфологічних досліджень і к.м.н. С.Г.Донічу за допомогу в організації збору і трактуванні матеріалів клінічних досліджень.

Апробація роботи.  Матеріали дисертації були обговорені на ІІІ Національному конгресі патофізіологів України (м. Одеса, 29-31 травня 2000 р.), на засіданні Української проблемної комісії з анестезіології та інтенсивної терапії (30 березня 2001 р.), на ІІ Російському конгресі з патофізіології (м. Москва, 9-12 жовтня 2000 р.), на науково-практичній конференції, присвяченій 70-річчю Кримського державного медичного університету ім. С.І. Георгієвського (23 квітня 2001 р.), на засіданні Кримського республіканського товариства анестезіологів та Кримського республіканського товариства патофізіологів.

Публікації: За матеріалами дисертації опубліковано 7 наукових праць. Із них 3 - у виданнях, рекомендованих ВАК України.

Структура та об'єм дисертації : Дисертація складається із вступу, огляду літератури, розділу “Матеріали та методи дослідження”, результатів власних досліджень (викладених в 5 підрозділах), обговорення одержаних результатів, заключення, висновків та списку літератури. Об'єм дисертації - 131 сторінка друкованого тексту. Текст містить 21 таблицю та 17 рисунків. Список літератури включає 212 джерел.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Матеріали та методи досліджень. Клінічні дослідження проведені у хворих, що поступили до відділення хірургії 6-ї міської лікарні м. Сімферополя. Всі хворі потребували екстреного хірургічного лікування в зв'язку з гострою патологією органів черевної порожнини. Всього було обстежено 38 пацієнтів. З діагнозом гострий холецистит надійшло 12 пацієнтів, з виразковою хворобою шлунка чи 12-палої кишки - 16 пацієнтів, з гострим апендицитом - 10 пацієнтів. У 18 хворих перебіг патології з розвитком перитоніту, у 20 хворих розвитку перитоніту не відмічалося.

У 5 хворих на перитоніт відмічався розвиток гострого ураження легень за типом респіраторного дистрес-синдрому. В якості групи порівняння для аналізу результатів у цих хворих була виділена група хворих на перитоніт з 10 пацієнтів, у яких порушень з боку легень виявлено не було. Всі хворі в післяопераційному періоді отримували стандартне комплексне лікування з проведенням антибактеріальної та дезінтоксикаційної терапії.

У всіх хворих для дослідження брали кров, в якій визначали загальноклінічні показники. Перитонеальний секрет (ПС) збирали у шприц з осередка ураження при розтині черевної порожнини. Бронхоальвеолярний секрет отримували шляхом введення до бронхів 7-10 мл фізіологічного розчину з подальшою його аспірацією при проведенні інтубації хворих.

Отримані перитонеальний та бронхіальний секрети гомогенізували в гомогенізаторі з тефлоновим товкачем і центрифугували при 8000 об/хв. Надопадову рідину використовували для проведення біохімічних досліджень.

Експериментальні дослідження проведені на 83 білих щурах-самцях лінії "Вістар" масою 180-210 г. Постішемічну токсемію моделювали накладанням гумових джгутів на обидві задні кінцівки на рівні пахвинної складки строком на 6 годин. Ширина перетискання тканин склала 2-3 мм. Даний метод призводив до 90-95% загибелі тварин на протязі 16-18 годин після реперфузії кінцівок, що відповідає даним літератури (В.З.Харченко,1990).

Вивчення дії шокогенних факторів проводили на щурах без застосування наркозу, на що було отримано дозвіл вченої ради Кримського медуніверситету (Протокол N 103, від 30.11.77 р.). Біохімічні та цитопатоморфологічні зміни в органах та тканинах визначали через 6 та 12 годин після реваскуляризації кінцівок. Для досліджень використовували кров, бронхоальвеолярний і перитонеальний змиви.

Вивчення впливу лікувальних дій проводили шляхом превентивного внутрішньоочеревинного введення лікарських препаратів за 30 хвилин до зняття джгутів у експериментальних тварин. В контрольній групі внутрішньоочеревинно вводили ізотонічний розчин з розрахунку 10 мл на 1 кг маси. Контрикал вводили в 10 мл фізіологічного розчину з розрахунку 10000 АтрЕ/кг. Корвітин використовували в дозуванні 6 мг/кг маси щура. Поєднане застосування здійснювалося послідовним внутрішньоочеревинним введенням обох препаратів.

Розвиток патології в легенях експериментальних тварин контролювали морфологічними дослідженнями тканини легень щурів шляхом забарвлення гістологічних зрізів гематоксилін-еозином. В бронхоальвеолярному змиві вивчали клітинний склад шляхом приготування мазків з опаду бронхоальвеолярного лаважу. У відношенні специфічних клітин бронхоальвеолярного лаважу альвеолярних макрофагів (АМ) проведено більш детальне вивчення їх морфологічної структури і функції. Структурні особливості альвеолярних макрофагів вивчали шляхом проведення електронно-мікроскопічного дослідження, метаболічну активність - з використанням методів цитохімії. Вивчався вміст сукцинат- (СДГ) і лактатдегідрогеназ (ЛДГ), альфа- (альфа-ФДГ) і глюкозо-6-фосфатдегідрогеназ (Г-6-ФДГ), що відображають стан окислювально-відновлювальних процесів в клітинах.

Трипсиноподібну активність (ТПА) плазми крові, ПС та БАС виміряли спектрофотометричним методом, що оснований на вимірюванні швидкості відщеплення р-нітроаніліну (р-НА) від синтетичного субстрату N-бензоїл-L-аргініну-р-нітроаніліну (БАПНА) (К.Н.Веремеєнко, 1971). Вимірювання еластазоподібної активності (ЕПА) сироватки, бронхоальвеолярного і перитонеального змиву проводили по гідролізу синтетичного субстрату N-т-бок-аланіл-п-нітрофенілового ефіру (БАНФЕ) (Reanal) (О.Г.Оглобліна та співавт.,1980). a1-інгібітор протеїназ (a1-ІП) в крові та антитриптичну активність (АТА) бронхоальвеолярного та перитонеального секретів визначали на основі модифікованого мікрометоду (С.В.Русаков, А.В.Кубишкін,1995). В якості вихідної методики використовувався метод визначення a1-ІП за Хавербеком в модифікації В.О.Шатернікова. Для визначення кислотостабільних інгібіторів у секретах, які вивчаються, проби попередньо обробляли для осадження кислотолабільних білків (О.Г.Оглобліна та співавт.,1980). Білок у всіх зразках визначали методом Лоурі.

Статистичний аналіз результатів проводили методами варіаційної статистики з використанням t-критерію Ст'юдента і критерію Томпсона.

Результати досліджень та їх обговорення. В результаті проведених досліджень у хворих з гострою абдомінальною хірургічною патологією було установлено, що в перитонеальній порожнині реакція компонентів протеїназ-інгібіторної системи була типовою для осередку запалення. В перитонеальному секреті вираженість змін залежала від ступеня залучення очеревини до патологічного процесу і проявлялася різнонаправленими змінами протеолітичних ферментів та їх інгібіторів. На фоні збільшення концентрації білка у хворих на виразкову хворобу та апендицит, у порівнянні з хворими на холецистит, відбувалося збільшення активності еластазоподібних протеїназ і зростання антитриптичної активності. На фоні зростання АТА відмічалося закономірне зниження активності трипсиноподібних протеїназ.

В бронхоальвеолярному секреті у хворих з гострою абдомінальною патологією також відмічалися більш високі цифри білка у хворих на гострий апендицит та найбільш низькі у хворих на гострий холецистит. Активність еластазоподібних і трипсиноподібних протеїназ досягала найбільш високих значень у хворих на виразкову хворобу шлунка і дванадцатипалої кишки, але в цій же групі хворих була найбільш висока вільна антитриптична активність БАС.

Причому, у хворих на холецистит, у яких відмічені мінімальні запальні прояви в черевній порожнині, в бронхоальвеолярному секреті відмічаються мінімальні значення антитриптичної активності, але максимальні значення трипсино- і еластазоподібних протеїназ. У хворих на гострий апендицит середні значення АТА поєднуються з низькими показниками активності протеїназ.

Складається враження, що при розвитку запального процесу в черевній порожнині в бронхоальвеолярному секреті відбуваються реактивні зміни, що проявляються збільшенням концентрації білка і підвищенням показників інгібіторного потенціалу БАС. Ступінь проявів цих змін в БАС залежить від характеру і вираженості первинного процесу. Більш яскраві зміни в бронхоальвеолярному секреті відмічаються при більш вираженому пошкодженні очеревини.

Для того, щоб підтвердити припущення, що виникло, та визначити значення реактивних змін в бронхоальвеолярному секреті для розвитку ураження легень, нами проведено аналіз клінічних спостережень в залежності від характеру ускладнень, що розвиваються в обстежуваних хворих. Були виділені групи хворих, у яких перебіг гострої абдомінальної патології супроводжувався розвитком перитоніту чи ураженням легень за типом РДСВ.

Зіставлення місцевих змін в протеїназ-інгібіторній системі перитонеального і бронхоальвеолярного секретів у хворих на перитоніт і без нього показало, що формування перитоніту приводило до закономірного збільшення вмісту білка в перитонеальному секреті в 3,2 рази. Реакція протеолітичних ферментів характеризувалася достовірним зниженням трипсиноподібних ферментів і двократним зростанням еластазоподібної активності в перитонеальному вмісті при розвитку перитоніту. Зниження ТПА супроводжувалося характерним зростанням антитриптичної активності перитонеального секрету в 3,8 рази.

На фоні описаних змін, що характеризують типову реакцію протеїназ-інгібіторного потенціалу в осередку гострого запалення, в бронхоальвеолярному секреті відмічалося достовірне зростання інгібіторного потенціалу (рис.1.).

В БАС на 45% збільшувалася антитриптична активність і більше ніж у два рази зростала насиченість секрету кислотостабільними інгібіторами. В активності протеолітичних ферментів відмічалася тенденція до зниження.

Таким чином, зіставлення одержаних даних показує, що збільшення інтенсивності запальної патології в черевній порожнині супроводжується підвищенням інгібіторного потенціалу в бронхоальвеолярному секреті, яке можна характеризувати, як реактивне підвищення антипротеїназного потенціалу легень. Слід відмітити, що аналогічне превентивне збільшення активності інгібітору лейкоцитарної еластази в повітроносних шляхах у хворих з формуванням РДСВ відмічали J.M. Sallenave і співавт. [ 1999 ].

І ІІ

Рис.1. Динаміка змін еластазоподібної активності і КСІ в перитонеальному (І) та бронхоальвеолярному (ІІ) змиві у хворих з розвитком абдомінальної патології без (А) і з перитонітом (Б).

В цьому зв'язку оцінка стану компонентів протеїназ-інгібіторної системи у хворих з ураженням і без ураження легень в післяопераційному періоді дозволяє зрозуміти значення стану антипротеїназного потенціалу для ураження легень при екстремальних станах.

В обстежених хворих поєднання ураження легень супроводжувалося появою кашлю і мокротиння. В легенях можна було прослухати появу крепітації, субкрепітації чи вологих хрипів. Наростали явища легенево-серцевої недостатності з розвитком задишки і наростанням гіпоксичних проявів.

Проведені дослідження показали, що у хворих з розвитком ураження легень інгібіторний потенціал перитонеального секрету має більш високий рівень, ніж у хворих без ураження легень (рис.2; 3.).

Так, антитриптична активність збільшилася в 1,3 рази, а рівень КСІ - в 2,9 разів, що компенсує деяке збільшення активності трипсино- і еластазоподібних протеїназ.

Вихідний стан протеїназ-інгібіторного балансу БАС у хворих з ураженням легень відрізнявся низькими значеннями антипротеїназної активності. Антитриптична активність у цих хворих була в 5 разів, а рівень кислотостабільних інгібіторів в 7 разів нижче, ніж у хворих без розвитку ураження легень.

На фоні зниження активності інгібіторів в бронхоальвеолярному секреті відмічалося двократне підвищення активності еластазоподібних ферментів. Виявлені зміни загалом відповідали описаним раніше змінам в протеїназ-інгібіторній системі у хворих з хронічною неспецифічною патологією легень (О.Г.Оглобліна та співавт.,1980; А.В.Кубишкін,1986,1987).

І ІІ

Рис.2. Динаміка змін еластазоподібної активності і КСІ в перитонеальному (І) і бронхоальвеолярному (ІІ) змиві у хворих з абдомінальною патологією без (А) і з розвитком патології легень (Б).

Таким чином, проведені дослідження дозволяють припустити, що нормальною реакцією легень на розвиток запального процесу в черевній порожнині є превентивне підвищення в бронхоальвеолярному секреті активності інгібіторів протеїназ. Низькі вихідні значення місцевого інгібіторного потенціалу легень є фактором ризику розвитку бронхолегеневих ускладнень при екстрених хірургічних операціях на органах черевної порожнини. Подібний механізм може приводити до розвитку патології легень при шоках та інших екстремальних станах.

І ІІ

Рис.3. Динаміка змін трипсиноподібної та антитриптичної активності в перитонеальному (І) і бронхоальвеолярному (ІІ) змиві у хворих з абдомінальною патологією без (А) та з ускладненнями з боку легень (Б)

Щоб підтвердити наші клінічні дані, проведено експериментальне дослідження, в процесі якого вивчалися зміни в протеїназ-інгібіторній системі в крові, перитонеальному та бронхоальвеолярному секретах пацюків з гострою постішемічною токсемією.

Проведені дослідження показали, що в крові відмічається закономірне зростання протеолітичної активності у вигляді збільшення ТПА та ЕПА в сироватці крові з одночасним зниженням a1-ІП. На 6 годину токсемії ТПА зросла, у порівнянні з контрольними даними, в 3 рази, а на 12 годину розвитку постішемічної реакції її зростання склало 3,2 рази. Зростання ЕПА, у порівнянні з контролем, на 6 і 12 годину постішемічної токсемії склало відповідно 1,5 і 1,3 рази. Цифри інгібіторної активності, що вивчалися нами щодо активності a1-ІП, знижувалися на 6 та 12 годину постішемічної токсемії відповідно на 23 та 30%.

Аналіз змін в крові показав розвиток вираженого дисбалансу в протеїназ-інгібіторній системі вже через 6 годин розвитку постішемічної токсемії. Даний дисбаланс зберігався і дещо збільшувався на 12 годину токсемії. Системні зміни в крові супроводжувалися подібними змінами стану протеїназ-інгібіторного балансу в різних регіонах .

Для перитонеального змиву характерне збільшення показників білка, що може бути пов'язане із збільшенням проникності судин, в тому числі і очеревини. Причому, якщо на 6 годину токсемії показники білка перитонеального змиву ще не відрізнялися, у порівнянні з контрольними даними, то вже на 12 годину даний показник зріс у 1,3 рази. Паралельно із зростанням білка виявлено тенденцію зростання активності еластазоподібних протеїназ. Її активність на 6 годину токсемії зросла в 1,5 рази, а на 12 годину - в 2,3 рази. Разом з тим чітко позначено зниження антитриптичної активності.

Таким чином, реакція перитонеального змиву характеризується збільшенням концентрації білка з паралельним дисбалансом в протеїназ-інгібіторній системі, який проявляється збільшенням ЕПА і зниженням АТА.

В бронхоальвеолярному змиві при розвитку постішемічної токсемії відмічено подібні зміни. Концентрація білка в БАС зростає, причому значне збільшення білка відмічене вже на 6 годину токсемії. Паралельно з білком збільшується активність еластазоподібних протеїназ. В обидва строки дослідження активність ЕПА збільшилася на 16-24%.

Дослідження стану загальної антитриптичної активності і рівня кислотостабільних інгібіторів в БАС показало зниження цих показників, що відображають антипротеїназний потенціал легень. Характерне зниження КСІ по мірі розвитку постішемічної токсемії. За нашими даними, на 6 та 12 годину токсемії це падіння склало 2,1 та 2,8 рази відповідно. Таким чином, в бронхоальвеолярному секреті відмічений розвиток дисбалансу в протеїназ-інгібіторній системі в бік зниження інгібіторного потенціалу.

Описане зниження інгібіторного потенціалу легень супроводжувалося змінами морфологічної структури легень і клітинного складу бронхоальвеолярного секрету. Розвиток шоку у лабораторних тварин супроводжувався значними порушеннями структурних елементів легенів, які утворюють патофізіологічний комплекс “шокова легеня” і проявляються розвитком інтерстиційного набряку легень, появою осередків ателектазів і дистелектазів. При цьому в клітинному складі бронхоальвеолярного вмісту зменшується кількість альвеолярних макрофагів, знижується їх здатність до окислювально-відновлювальних процесів, порушується ультраструктурна характеристика клітин, що служить причиною зниження їх функціональної активності.

Зіставлення даних, одержаних при дослідженні перитонеального та бронхоальвеолярного змивів, показує, що реакція слизових в різних регіонах на розвиток постішемічної токсемії в експерименті співпадає. Зміни, що відбуваються, проявляються виснаженням антипротеїназного потенціалу та збільшенням протеолітичної активності. Ймовірно, це може бути пов'язане з підсиленим споживанням інгібіторів на системному рівні.

Таким чином, розвиток дисбалансу в протеїназ-інгібіторній системі при розвитку системної постішемічної токсемії проявляється пригніченням антипротеїназного захисту на системному та місцевому рівні. Підвищення рівня білка і протеолітичної активності на фоні зниження антипротеїназного потенціалу може сприяти формуванню органопатології при шокі.

Враховуючи важливе значення змін в протеїназ-інгібіторній системі для формування патології легень, одержані результати були зіставлені з більш ранніми результатами, одержаними при розвитку запальної патології легень (А.В.Кубишкін,1986,1987; І.В.Богадельніков та співавт.,1990). Зокрема, було встановлено, що при розвитку гострого запального процесу в легенях відбувається виражене підсилення протеолітичної активності бронхоальвеолярного секрету на фоні збільшення активності інгібіторів протеїназ. Розвиток хронічного запалення приводив до зниження місцевого інгібіторного захисту легень і багаторазового збільшення активності протеолітичних ферментів (А.В.Кубишкін, 1988; І.В.Богадельніков та співавт.,1993). Аналогічні результати відмічалися при проведенні клінічних досліджень у хворих на хронічні неспецифічні запальні захворювання легень (О.Г.Оглобліна та співавт.,1980; В.М.Пилипчук,1988; K.Knіght et al.,1997).

В наших дослідженнях формування екстремальної патології в формі турнікетного шоку супроводжувалося зниженням системного та місцевого антипротеїназного потенціалу в строки 6 та 12 годин після розвитку токсемії. В крові знижувалася активність a1-ІП, а в бронхоальвеолярному секреті знижувалася антитриптична активність. Складається враження, що за своїм характером виявлені зміни у стані протеїназ-інгібіторного балансу в легенях відповідали хронічній стадії розвитку запального процесу, але дані зміни при формуванні екстремальної патології розвивалися на протязі короткого часу за рахунок системного зниження антипротеїназного захисту чи вихідно знижених її значень в легенях. Зниження антипротеїназного захисту в легенях може сприяти активації процесів вільнорадикального окислення та інших систем пошкодження легень, дисфункції сурфактанту та активації умовнопатогенної мікрофлори. Всі ці зміни можуть приводити до формування бронхолегеневих ускладнень при екстремальних станах, що потребує специфічної та патогенетично обгрунтованої корекції функції легень при шоку і тяжкій хірургічній патології.

Перспективним напрямком профілактики і терапії синдрому дихальних розладів є використання інгібіторів ферментів протеолізу (D.Temmesfeld-Wollbruck, 1995), які вже знайшли достатньо широке застосування в клініці екстремальних станів, та інших препаратів, що блокують різні ланки патогенезу при розвитку шоку.

Для дослідження було обрано препарат з групи природних флавоноїдів кверцетин у вигляді препарату "Корвітину". Цей вибір був обгрунтований відомими властивостями кверцитину з одного боку чинити антиоксидантний ефект, а з іншого боку - блокувати ліпоксигеназний шлях метаболізму арахідонової кислоти з гальмуванням утворення лейкотрієнів (А.В.Жукова, В.Ф.Сагач,1996). Описана ефективність застосування кверцетину при деяких екстремальних впливах ( R.Hansen et al.,1997; S.Kіm et al.,1998; D.Shoskes, 1998).

Як показали проведені дослідження, застосування вказаних препаратів приводило до зниження біохімічних та морфологічних змін в легенях, нормалізувало клітинний склад бронхоальвеолярного секрету і метаболічні та ультраструктурні зміни альвеолярниых макрофагів. Вплив контрикалу на стан компонентів системи протеїнази-інгібітори проявлявся зменшенням протеолітичної активності та збільшенням a1-ІП в сироватці крові через 6 та 12 годин розвитку токсемії (рис. 4).

І ІІ

Рис.4. Динаміка змін показників протеїназ та їх інгібіторів (ум.од.) перитонеального (І) та бронхоальвеолярного (ІІ) секрету контрольних пацюків (А) і через 12 годин розвитку токсемії без лікування (Б), при застосуванні корвітину (В), контрикалу (Г), їх поєднання (Д).

Аналогічні зміни при застосуванні контрикалу та корвітину відмічалися в перитонеальному та бронхоальвеолярному секретах. В перитонеальному та бронхоальвеолярному секретах відбувалося зменшення концентрації білка, зменшувалася активність еластазоподібних протеїназ, зростала антитриптична активність та рівень кислотостабільних інгібіторів протеїназ.

Ізольоване застосування контрикалу було більш ефективне, ніж застосування корвітину, що можна пояснити прямим ефектом заміщення активності інгібіторів протеїназ. Але найбільш виражений ефект як на системному, так і на місцевому рівні відмічений при поєднаному застосуванні контрикалу та корвітину.

В цій групі тварин як через 6, так і через 12 годин розвитку постішемічної токсемії спостерігалася практично повна нормалізація показників, що вивчаються.

Одержані результати дозволяють зробити висновок, що поєднане застосування інгібіторів протеїназ та антиоксидантів може бути більш ефективним засобом лікування екстремальних станів і профілактики бронхолегеневих ускладнень. Це дозволяє рекомендувати проведення подальших досліджень по вивченню клінічної ефективності поєднаного застосування антиоксидантів та інгібіторів протеїназ для запобігання формування респіраторного дистрес-синдрому при екстремальній патології.

ВИСНОВКИ

1. Виявлено важливу патогенетичну роль системи протеолізу в формуванні органопатології та розвитку синдрома гострого пошкодження легень при критичних станах внаслідок екстреної абдомінальної патології, яка проявляється активацією протеїназ та зниженням антипротеїназного потенціалу.

2. Екстрена хірургічна патологія черевної порожнини супроводжується активацією компонентів системи протеолізу в перитонеальному вмісті. Вираженість змін залежить від ступеня залучення очеревини до патологічного процесу і проявляється місцевим збільшенням активності протеолітичних ферментів і підсиленням інгібіторного потенціалу.

3. В бронхоальвеолярному секреті нормальною реакцією у відповідь на розвиток екстреної патології черевної порожнини є підсилення секреції інгібіторів протеїназ і збільшення інгібіторного потенціалу, максимальне збільшення якого відмічається у хворих при перитоніті.

4. Ризик розвитку ускладнень з боку легень при критичних станах збільшується при вихідно низьких значеннях антипротеїназного потенціалу бронхоальвеолярного вмісту. Зростаюча активність еластазоподібних протеїназ збільшує мікроциркуляторні та деструктивні зміни тканини легень.

5. Експериментально показано, що системна токсемія в організмі супроводжується пригніченням інгібіторів протеїназ і збільшенням протеолітичної активності на системному і органному рівні. Це супроводжується розвитком пошкоджень легень за типом респіраторного дистрес-синдрому.

6. Застосування інгібіторів протеїназ в інтенсивній терапії та профілактиці критичних станів патогенетично обгрунтовано і проявляється зменшенням морфологічних змін в легенях, зниженням структурних і метаболічних змін в альвеолярних макрофагах та нормалізацією показників протеїназ-інгібіторного потенціалу легень.

7. Показано високу ефективність експериментального застосування комплексу контрикалу та корвітину в патогенетичній інтенсивній терапії екстремальних станів, що супроводжується максимальним ефектом зменшення і нормалізації місцевих та системних змін в протеїназ-інгібіторній системі.

ПРАКТИЧНІ РЕКОМЕНДАЦІЇ

1. Для прогнозування формування респіраторного дистрес-синдрому дорослих при гострій хірургічній патології та інших критичних станах рекомендується проводити оцінку протеїназ-інгібіторної системи організму.

2. Слід вважати, що зниження інгібіторного потенціалу бронхоальвеолярного секрету є фактором ризику розвитку гострого пошкодження легень, а виявлення його низького рівня в бронхоальвеолярному секреті може бути важливим прогностичним критерієм залучення легень до патологічного процесу.

3. Поєднане застосування інгібіторів протеїназ та антиоксидантів является перспективным підходом до інтенсивної патогенетичної терапії і профілактики бронхолегеневих ускладнень при екстремальних станах, що потребує підбору та випробуванння найефективніших комплексів в клінічних умовах.

СПИСОК ПРАЦЬ, ОПУБЛІКОВАНИХ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Кубышкин А.В., Мзуги Икрам, Харченко В.З., Горохова Н.Ю., Семенец П.Ф., Донич С.Г. Изменения в протеиназ-ингибиторной системе перитонеального и бронхоальвеолярного секрета больных при осложненном течении острой абдоминальной патологии // Таврический медико-биологический вестник. -2000.-№3-4. -С.92-95.

Автором самостійно одержан матеріал у хворих, проведена його обробка, аналіз клінічних даних, аналіз отриманих результатів, участь у написанні статті.

2. Мзуги Икрам. Изменение в протеиназ-ингибиторной системе бронхоальвеолярного и перитонеального секрета при постишемической токсемии в эксперименте // Таврический медико-биологический вестник. -2000. -№1-2. -С.89-92.

3. Шпак С.И., Шрамко Ю.И., Мзуги Икрам. Протекторный эффект действия ингибиторов протеолиза на альвеолярные макрофаги при шоке // Таврический медико-биологический вестник. -1999. -№1-2. -C.48-51.

Автором особисто проведені експерименальні дослідження, одержан біологічний матеріал, проведено трактування результатів досліджень, їх статистична обробка, написання статті.

4. Харченко В.З., Проценко В.А., Горохова Н.Ю., Грановский А.А., Мзуги Икрам, А.В.Кубышкин. Ингибиторы протеиназ и антиоксиданты в патогенетической терапии турникетного шока // Фізіологіч. журн.. -2000. -Т.46., №2 (додаток). - С.19.

Автор самостійно брав участь у проведенні експериментів, трактуванні одержаних даних, в написанні статті.

5. Кубышкин А.В., Харченко В.З., Проценко В.А., Мзуги Икрам, Донич С.Г., Семенец П.Ф., Шпак С.И. Состояние ферментов протеолизу и их ингибиторов в бронхоальвеолярном секрете при экстренных хирургических операциях // Фізіологіч. журн. -2000. -Т.46, №2 (додаток). -С.84-85.

Автор самостійно одержав матеріал у хворих, пролвів цого обробк, аналіз одержаних результатів, участь в насписанні статті.

6. Горохова Н.Ю., Харченко В.З., Мзуги Икрам, Кубышкин А.В., Загорулько А.К. Патогенетическое обоснование сочетанного применения сурфактанта, ингибиторов протеиназ и антиоксидантов для коррекции нарушений в легких при турникетном шоке // Второй Российский конгресс по патофизиологии. -М.,2000. -C.106.

Автор особисто брав учатсь в проведенні експериментів, провів трактування одержаних даних, участь в написанні статті.

7. Мзуги Икрам, Кубышкин А.В., Горохова Н.Ю., Чебоха О.В., Сизов И.П., Донич С.Г. Патогенетическая роль протеолитических ферментов и их ингибиторов в развитии патологических процессов в легких при экстремальной патологии //Второй Российский конгресс по патофизиологии. -М.,2000. -C.111.

АНОТАЦІЯ

Мзугі Ікрам. Система протеолізу в формуванні пошкоджень легень при екстреній хірургічній патології та обґрунтування патогенетичної інтенсивної терапії. -Рукопис

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата медичних наук за спеціальністю 14.01.30 - анестезіологія та інтенсивна терапія. Дніпропетровська державна медична академія, Дніпропетровськ, 2001.

Дисертацію присвячено вивченню ролі протеолітичних ферментів та їх інгібіторів в розвитку патології легень при екстремальних станах організму.

Проведення клінічних досліджень у хворих з тяжкою екстреною абдомінальною патологією показало, що у них відбувається активація процесів протеолізу в перитонеальній порожнині.

В бронхоальвеолярному секреті показана реактивна активація антипротеїназного потенціалу. Формування бронхолегеневих ускладнень відбувалося у хворих, у яких вихідний рівень антипротеїназного захисту БАС був суттєво знижений.

Комплексне вивчення процесів протеолізу в крові, бронхоальвеолярному та перитонеальному секретах експериментальних щурів показало, що при моделюванні токсемії відбувається пригнічення антипротеїназного потенціалу та активація протеолізу. Зміни у стані протеїназ-інгібіторної системи супроводжувалися зміною морфологічної структури легень за типом респіраторного дистрес-синдрому.

Експериментальними дослідженнями встановлено ефективність застосування інгібітора протеїназ (Контрикал) та антиоксиданта з групи флавоноїдів (Корвітин) на моделі ураження легень при постішемічній токсемії. Розкрито здатність препаратів, що застосовуються, зменшувати морфологічні зміни в легенях, блокувати порушення ультраструктури альвеолярних макрофагів і зменшувати розвиток дисбалансу в протеїназ-інгібіторній системі як на системному, так і на локальному рівнях. Найбільший профілактичний ефект досягнутий при поєднаному застосуванні препаратів, що випробовуються.

Ключові слова: протеїнази, інгібітори протеїназ, перитоніт, легені, респіраторний дистрес-синдром.

АННОТАЦИЯ

Мзуги Икрам. Система протеолиза в формировании повреждений легких при экстренной хирургической патологии и обоснование патогенетической интенсивной терапии.- Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата медицинских наук по специальности 14.01.30 - анестезиология и интенсивная терапия. Днепропетровская государственная медицинская академия, Днепропетровск,2001.

Диссертация посвящена изучению роли протеолитических ферментов и их ингибиторов в развитии патологии легких при экстремальных состояниях организма.

Проведение клинических исследований у больных с тяжелой экстренной абдоминальной патологией показало, что у них происходит активация процессов протеолиза в перитонеальной полости. Выраженность активации зависит от степени вовлечения брюшины в патологический процесс и проявляется увеличением активности протеолитических ферментов и их ингибиторов. Максимальные изменения обнаружены у больных с аппендицитом, минимальные - у больных с холециститом. В бронхоальвеолярном секрете показана реактивная активация антипротеиназного потенциала. Высокие цифры антипротеиназной активности отмечались в бронхоальвеолярном секрете больных, у которых течение патологии брюшной полости сочеталось с развитием перитонита. Формирование бронхолегочных осложнений происходило также у больных с тяжелыми перитонитами, но у которых исходный уровень антипротеиназной защиты БАС был существенно снижен. У этих больных на фоне низких значений свободной антитриптической активности и кислотостабильных ингибиторов обнаруживалась высокая активность ферментов с эластазоподобной активностью. Обоснована важная роль высокой активности эластазы для развития острого повреждения легких при острой абдоминальной патологии. Доказана целесообразность предварительной оценки состояния протеиназ-ингибиторной системы БАС для оценки риска формирования бронхолегочных осложнений при критических состояниях.

Комплексное изучение процессов протеолиза в крови, бронхоальвеолярном и перитонеальном секретах экспериментальных крыс показало, что при моделировании токсемии происходит угнетение антипротеиназного потенциала и активация протеолиза. Длительность токсемии способствовала более выраженной активации протеиназ и снижению активности ингибиторов на системном и органном уровнях. Угнетение антипротеиназного потенциала в крови сопровождалось его угнетением в перитонеальном и бронхоальвеолярном содержимом. Следует отметить повышение неспецифической активности трипсиноподобных и эластазоподобных протеиназ, происходящее на фоне уменьшения антитриптической активности и снижения уровня кислотостабильных ингибиторов протеиназ. Изменения в состоянии протеиназ-ингибиторной системы сопровождались нарушением морфологической структуры легких по типу респираторного дистресс-синдрома и клеточного состава бронхоальвеолярного секрета.

Экспериментальными исследованиями установлена эффективность применения ингибитора протеиназ (Контрикал) и антиоксиданта из группы флавоноидов (Корвитин) на модели поражения легких при постишемической токсемии. Раскрыта способность применяемых препаратов уменьшать морфологические изменения в легких через 6 и 12 часов развития токсемии, блокировать нарушение ультраструктуры альвеолярных макрофагов и уменьшать развитие дисбаланса в протеиназ-ингибиторной системе как на системном, так и на локальном уровнях. Наибольший профилактический эффект достигнут при сочетанном применении испытываемых препаратов, что проявлялось сохранением в легких высокой антипротеиназной защиты и снижением активности протеиназ. Это позволяет рассматривать их как средства патогенетической интенсивной терапии при экстремальных состояниях и продолжить изучение наиболее эффективных комплексов для лечения и профилактики развития респираторного дистресс-синдрома.

Ключевые слова: протеиназы, ингибиторы протеиназ, перитонит, легкие, респираторный дистресс-синдром.

SUMMARY

Mzoughi Ikram. Proteinase-inhibitor system in the development of acute lung injury in patients with complicated abdominal pathology and grounding of pathogenetic intensive therapy.-Manuscript

Thesis for a candidate's degree of medical sciences in specialty 14.01.30 - anesthesiology and intensive therapy. Dnepropetrovsk state medical academy, Dnepropetrovsk, 2001.

The dissertation is devoted to investigate proteolytic enzymes and their inhibitors in the pathologic process in the lungs in extremal conditions.

The clinical studies in patients with abdominal pathology showed activation of proteolytic process in the abdominal cavity. In the lungs there were changes depending on the pathological process in the abdominal cavity. In patients with peritonitis inhibitor proteinase activity of the broncho-alveolar secret was increased. In patients with the lung pathology in postoperative period preliminary low level of the proteinase inhibitors was found.

The absolute and relative decrease of proteinase inhibitor potential of the lungs can be a risk factor for the development of acute lung injury in patients with surgical pathology.

The result of complex study of the proteolysis process in experimental white rats showed that in modeling of post-ischemia toxemia decrease of antiproteinase potential and proteolysis activation can occur.

Activation of proteolisis and inhibition of antiproteinases can take place not only in the blood, but in the bronchoalveolar and peritoneal contents. This changes accompanied the changes in the morphological structure of the lungs.

In experimental studies there was found a high effect of using proteinase inhibitor (Contrical) and an antioxidant of flavonoid group (Corvetine) in the model of acute lung injury in post-ischemia toxemia. The effect of these drugs can stop the morphological change in the lungs, block the ultrastructure destruction of the alveolar macrophages and reduce the development of imbalance in proteinase- inhibitor system. The prophylaxis effect was the most considerable in combined use of both drugs.

Key words: proteinase, proteinase inhibitors, peritonitis, lungs, respiratory distress-syndrom.

Размещено на Allbest.ru

...