Размещено на http://www.allbest.ru/

ПАТОГЕНЕТИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ ФОРМИРОВАНИЯ КИШЕЧНОГО СИНДРОМА ПРИ ГЕМОРРАГИЧЕСКОЙ ГИПОТЕНЗИИ (экспериментальное исследование)

14. 03. 03 - патологическая физиология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени

доктора медицинских наук

ХРАМЫХ Татьяна Петровна

Омск 2010

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Омская государственная медицинская академия Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию»

Научный консультант:доктор медицинских наук, профессор Долгих Владимир Терентьевич

Официальные оппоненты: доктор медицинских наук, профессор Евтушенко Александр Яковлевич Кемеровская государственная медицинская академия

доктор медицинских наук, профессор Кривохижина Людмила Владимировна Челябинская государственная медицинская академия

доктор медицинских наук, профессор Соколова Татьяна Федоровна Омская государственная медицинская академия

Ведущая организация: Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Сибирский государственный медицинский университет Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию» (г. Томск)

Защита состоится 02 февраля 2010 года в 10.00 часов на заседании диссертационного совета Д 208.065.04 при Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Омская государственная медицинская академия Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию» (644043, г. Омск, ул. Ленина, 12, тел. 8(3812) 23-32-89).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Омской государственной медицинской академии.

Автореферат разослан «26» октября 2009 года

Ученый секретарь

диссертационного совета Е.А. Потрохова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. В связи с увеличением массового травматизма людей в результате роста числа природных катастроф, военных конфликтов и обострения криминогенной обстановки особую актуальность приобретает проблема изучения синдрома острой массивной кровопотери (М.М. Абакумов, 2001-2002; И.Е. Голуб и соавт., 2003; В.Т. Долгих и соавт., 2006). По данным ВОЗ, летальность от острой кровопотери занимает третье место после сердечно-сосудистых и онкологических заболеваний, а у лиц молодого и среднего возраста - первое. При этом, несмотря на разработку и использование принципиально новых средств и методов медикаментозной и хирургической коррекции ишемических состояний, существенной тенденции к снижению летальности не наблюдается.

Причины преимущественного поражения внутренних органов при острой массивной кровопотере достаточно ясны: централизация кровообращения, как основная защитная и компенсаторная реакция организма, спасает от немедленной гибели высокочувствительный к гипоксии головной мозг, но при этом повреждает внутренние органы при слишком длительном и значительном уменьшении кровотока в них (Е.С. Золотокрылина, 1999; В.Л. Кожура и соавт., 2002). Длительная гипоксия внутренних органов становится фактором прогрессирующего торможения всех энергозависимых процессов и, в первую очередь, пластических, ответственных за структурное обеспечение внутриклеточной регенерации, необходимой для поддержания адекватной работы органов и их адаптации в экстремальных условиях (В.Л. Кожура и соавт., 1999; Н.А. Онищенко и соавт., 2001). В связи с этим летальность от полиорганной недостаточности по-прежнему остается крайне высокой и достигает 75-80% от общей летальности больных в реанимационных отделениях и стационарах (И.Н. Лейдерман и соавт., 1999; Н.А. Онищенко и соавт., 2001).

Имеются достаточные основания полагать, что синдром кишечной недостаточности, проявляющийся сочетанным нарушением моторики кишечника, секреции в нем веществ, а также переваривания и всасывания пищи, нередко осложняет течение постгеморрагического периода у пациентов, оказывая существенное влияние на результаты их лечения. Работы последних лет убедительно показали, что кишечник выполняет не только выше перечисленные функции, но и эндокринную, иммунную, метаболическую, механическую и барьерную, сохранность которых является обязательным условием поддержания гомеостаза организма (M.A. Evans et al., 1992; Т.С. Попова и соавт., 2001, 2008). Ослабление одной из них повышает возможность нарушения микробиоценоза желудочно-кишечного тракта, транслокации бактерий, риска развития полиорганной недостаточности (Я.С. Циммерман, 2005).

В литературе представлены разрозненные данные экспериментальных исследований и клинических наблюдений, выявляющие лишь косвенную взаимосвязь между нарушением проницаемости кишечника и развитием синдрома эндогенной интоксикации при различных заболеваниях желудочно-кишечного тракта (Т.С. Попова, 1991; П.И. Миронов и соавт., 1997; T.J. Miner et al., 1999; M.R. Grotz et al., 1999; J.I.E. Bruce et al., 2000; W.G. Austen, 2003; A. Pierro et al., 2004; Я.С. Циммерман, 2005).

Необходимость дальнейшей разработки этой концепции тесно связана с более детальным изучением функциональных изменений щеточной каймы слизистой оболочки тонкой кишки и оценкой пристеночного пищеварения, в целом, при геморрагической гипотензии, а также с выявлением причин и ведущих патогенетических факторов формирования синдрома эндогенной интоксикации, который определяет дальнейшее течение постгеморрагического периода, что имеет не только теоретическое, но и важное практическое значение.

Цель исследования: выявить ведущие патогенетические факторы формирования кишечного синдрома при геморрагической гипотензии и оценить степень его значимости в развитии системной эндотоксемии.

Задачи исследования:

1. Разработать экспериментальную модель геморрагической гипотензии.

2. Выявить особенности нарушений центральной гемодинамики при геморрагической гипотензии.

3. Исследовать изменения ферментативной активности щеточной каймы слизистой оболочки всех отделов тонкой кишки и оценить их вклад в развитие кишечного синдрома при геморрагической гипотензии.

4. Оценить с помощью гистологических методов исследования степень повреждения стенки всех отделов тонкой кишки при геморрагической гипотензии.

5. Изучить патогенетическую значимость активации процессов свободно-радикального окисления в формировании кишечного синдрома при геморрагической гипотензии.

6. Выявить основные источники эндотоксинов, как одного из ведущих патогенетических факторов формирования эндогенной интоксикации при геморрагической гипотензии, а также изучить динамику их выхода в сосудистое русло и характер перераспределения между плазмой и эритроцитами.

Научная новизна. Впервые на разработанной нами модели геморрагической гипотензии (патент РФ № 49442 «Устройство для моделирования геморрагической гипотензии у мелких лабораторных животных») выявлено достоверное снижение ударного и сердечного индексов на фоне малоизмененного удельного периферического сопротивления сосудов уже с первой минуты кровопотери. При этом определены прогностически неблагоприятные критерии данного процесса: брадикардия, удлинение интервалов PQ и QT на ЭКГ, повышение удельного периферического сопротивления сосудов и падение артериального давления ниже 40 мм рт. ст. геморрагический гипотензия тонкий кишка

Экспериментально установлены и патогенетически обоснованы четыре стадии развития кишечной недостаточности, связанные с определенными сроками геморрагической гипотензии: на 15-й минуте - стадия включения ферментов; на 30-й минуте - максимальная активность ферментов; через 1 час - стадия снижения ферментативной активности; через 2 часа - фаза истощения ферментативной активности щеточной каймы тонкой кишки. Особенность последней стадии - выявленное нами смещение проксимо-дистального градиента в сторону так называемых резервных зон подвздошной кишки и изменение топографии пищеварительно-транспортного конвейера в целом.

Доказано, что максимальные повреждения за счет интенсификации процессов прооксидантной системы свободно-радикального окисления на всех сроках геморрагической гипотензии выявлены в тонкой кишке и селезенке, тогда как в толстой кишке подобный эффект был кратковременным (на 15-й минуте эксперимента) и сменялся активацией антиоксидантной системы. При этом установлена взаимосвязь между повышением активности прооксидантной системы тонкой кишки и крови воротной вены и снижением ее активности в печени. Угнетение активности антиоксидантной системы в легких нарастает пропорционально подобным процессам в системном кровотоке на всех сроках эксперимента.

В эксперименте доказано, что основным источником эндогенной интоксикации при геморрагической гипотензии является кишечник. Установлено, что в латентную стадию эндогенной интоксикации (на 15-й минуте) регистрируется значительное повышение содержания ВНСММ и олигопептидов в крови воротной вены на фоне малоизмененных показателей эндотоксемии в системном кровотоке. При этом качественный состав ВНСММ в основном представлен катаболической составляющей пула.

Выявлено что, по мере прогрессирования синдрома эндогенной интоксикации происходит динамичное перераспределение ВНСММ между плазмой и эритроцитами и прогрессирующее повышение содержания олигопептидов в плазме крови, что позволяет объективно оценить функционирование детоксикационных систем в условиях геморрагической гипотензии.

Теоретическое и практическое значение работы. Полученные данные углубляют представления о формировании и прогрессивном развитии кишечного синдрома в условиях геморрагической гипотензии, с одной стороны, вскрывая механизмы нарушения обменных процессов в организме в результате повреждения энзиматического барьера щеточной каймы слизистой оболочки тонкой кишки и закономерного изменения топографии пищеварительно-транспортного конвейера, направленного на компенсацию нарушений пристеночного пищеварения в целом; с другой, оценивая его вклад в формирование и развитие синдрома эндогенной интоксикации, а также непосредственные и опосредованные токсические эффекты на органы детоксикации.

Результаты исследования в совокупности с разработанной моделью геморрагической гипотензии являются экспериментальной базой для проведения дальнейших исследований по изучению механизмов развития и течения периода геморрагической гипотензии и возможных отдаленных постреперфузионных осложнений, а также для клинической разработки и апробации патогенетически обоснованного применения антиоксидантов (цитопротекторов) и интракорпоральных методов детоксикации с использованием принципиально новых энтеросорбентов для ранней оптимизации энтерального питания в условиях реанимационных отделений и предупреждения развития эндогенной интоксикации в организме.

Полученные новые данные о патогенезе кишечного синдрома в условиях геморрагической гипотензии могут быть использованы в учебном процессе на кафедрах патофизиологии с курсом клинической патофизиологии, анестезиологии и реаниматологии, топографической анатомии и оперативной хирургии, а также при написании учебных пособий и монографий.

Внедрение результатов исследования. Результаты проведенного исследования используются в учебном процессе кафедр патофизиологии Красноярского государственного медицинского университета им. проф. В.Ф. Войно-Ясенецкого, Владивостокского государственного медицинского университета, Кемеровской государственной медицинской академии, Омской государственной медицинской академии; кафедры анестезиологии, реаниматологии и скорой медицинской помощи Центра повышения квалификации и профессиональной переподготовки специалистов Омской государственной медицинской академии; кафедры оперативной хирургии и топографической анатомии Омской государственной медицинской академии.

Апробация работы. Основные положения диссертации доложены и обсуждены на VII международном конгрессе «Парентеральное и энтеральное питание» (Москва, 2003); II Международной конференции «Патофизиология и современная медицина» (Москва, 2004); III Российском конгрессе по патофизиологии с международным участием (Москва, 2004); Научной конференции «Фундаментальные и прикладные аспекты базисной и клинической патофизиологии» (Омск, 2005); IV Российской конференции «Гипоксия - механизмы, адаптация и коррекция» (Москва, 2005); Юбилейной научной сессии, посвященной 85-летию Омской государственной медицинской академии в секции «Экстремальные и терминальные состояния» (Омск, 2006); VIII Конгрессе международной ассоциации морфологов (Орел, 2006); IV Байкальском межрегиональном научно-практическом симпозиуме «Актуальные проблемы интенсивной терапии, анестезиологии и реаниматологии» (Иркутск, 2007); II Всероссийской научно-практической конференции «Политравма: диагностика, лечение и профилактика осложнений» (Ленинск-Кузнецкий, 2007); Межрегиональной научной конференции «Патофизиология современной медицине» (Ижевск, 2007); II Международной (XI Всероссийской) Пироговской научной медицинской конференции в секции «Медико-биологические проблемы» (Москва, 2007); Ежегодной научной конференции аспирантов и докторантов, посвященной памяти заслуженного деятеля науки, члена-корреспондента РАМН, профессора А.С. Зиновьева «Зиновьевские чтения» (Омск, 2007); Научной конференции «Критические и терминальные состояния, постреанимационная болезнь (патогенез, клиника, лечение)» в секции «Травма и кровопотеря» (Москва, 2007), Всероссийской конференции анестезиологов-реаниматологов (Омск, 2009).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 15 научных работ, в том числе - 8 статей в изданиях, рекомендуемых ВАК для докторских диссертаций, получен 1 патент на полезную модель.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов исследования, 5 глав собственных результатов исследования, обсуждения результатов, заключения, выводов и указателя литературы. Работа изложена на 242 страницах машинописного текста, иллюстрирована 58 рисунками и 19 таблицами. Указатель литературы включает 440 источников, в том числе 209 отечественных и 231 зарубежных. Весь материал, представленный в диссертации, получен, обработан и проанализирован лично автором.

На защиту выносятся следующие положения:

При геморрагической гипотензии развиваются фазные нарушения ферментативной активности щеточной каймы тонкой кишки: в ранние сроки (на 15-й и 30-й минутах) наблюдается разобщение процессов полостного и пристеночного пищеварения, а в более поздние (через 1 и 2 часа) происходит перестройка пищеварительно-транспортного конвейера со смещением проксимо-дистального градиента концентрации ферментов в сторону дистальных отделов тонкой кишки, где преобладают компенсаторно-приспособительные процессы, направленные на оптимизацию пристеночного пищеварения в резервных зонах подвздошной кишки.

На фоне нарушений центральной и регионарной гемодинамики, обусловливающих ишемию и реперфузию непарных органов брюшной полости при геморрагической гипотензии, происходит интенсификация процессов свободно-радикального окисления в тонкой кишке и селезенке, а также оттекающей от них крови воротной вены. Подобные процессы, но в более поздние сроки, прослеживается в легких и системном кровотоке. В печени и толстой кишке преобладает активность антиоксидантной системы.

В ранние сроки геморрагической гипотензии развивается эндотоксемия, обусловленная поступлением ВНСММ и олигопептидов в кровь воротной вены, в основном, из кишечника. При этом отмечается фазный характер развития эндотоксемии, который определяется количественным и качественным изменением состава олигопептидов и ВНСММ, динамичным перераспределением последних между плазмой и гликокаликсом эритроцитов. Увеличение содержания ВНСММ и олигопептидов в системном кровотоке способствует снижению ударного и сердечного индексов в условиях возрастающего удельного периферического сопротивления сосудов при геморрагической гипотензии.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Материалы и методы исследования. Эксперименты выполнены на 322 белых беспородных крысах-самцах массой 200-220 г, выращенных в питомнике г. Новосибирска и содержавшихся в виварии ОмГМА в стандартных условиях с соблюдением требований приказов № 1179 МЗ СССР от 10.10.1983 и № 267 МЗ РФ от 19.06.2003, а также требований Европейской конвенции (Страсбург, 1986) по содержанию, кормлению и уходу за подопытными животными, выводу их из эксперимента и последующей утилизации. В эксперимент брались животные, спустя 10-12 ч после еды при свободном доступе к воде. Нами была использована модель геморрагической гипотензии (Патент РФ на полезную модель № 49442 «Устройство для моделирования геморрагической гипотензии у мелких лабораторных животных», от 27 ноября 2005 г.), которая патогенетически адекватна функциональным нарушениям, возникающим в результате острой кровопотери у человека. Крыс наркотизировали тиопенталом натрия (ОАО «Синтез» Курган, Россия) из расчета 25 мг/кг массы внутрибрюшинно. Через 15 мин после введения тиопентала натрия катетеризировали левую общую сонную артерию и через нее для предупреждения свертывания крови за 15 минут до кровопускания вводили гепарин-натрий («Биохеми», Австрия) из расчета 500 МЕ/кг массы. Геморрагическую гипотензию моделировали острым кровопусканием из катетеризированного сосуда и поддерживали артериальное давление на уровне 40 мм рт.ст. Регистрировали длительность и объем кровопотери, уровень артериального давления. Контролем служили интактные наркотизированные и гепаринизированные животные.

Использовали электрофизиологические, биохимические, биофизические и морфологические методы исследования. Распределение животных по разделам исследования и группам с указанием сроков, методов исследования, количества выполненных экспериментов представлено на рис. 1.

Для оценки биоэлектрической активности сердца регистрировали ЭКГ в трех стандартных отведениях с использованием электрокардиометра ЭКМ-ЗЦ-01. Для оценки показателей системной гемодинамики регистрировали интегральную реограмму и первую производную дифференциальной реограммы (В.В. Карпицкий и соавт., 1986), используя реоплетизмограф РПГ 2-02, регистратор Н-338-4П и индикатор ОС 8-01. При этом рассчитывали следующие показатели: ударный индекс (УИ), сердечный индекс (СИ), удельное периферическое сопротивление сосудов (УПСС). Запись ЭКГ и реограммы у экспериментальных животных производилась в течение всех сроков наблюдения (5, 10, 15, 20, 25, 30, 45 мин, 1 и 2 ч).

Исследовали амилолитическую активность слизистой оболочки двенадцатиперстной, тощей и подвздошной кишок методом ступенчатой десорбции фермента in vitro по Ц.Г. Масевич в модификации Э.А. Забелинского (1967, 1968).

Изоформы амилазы (б и г), расположенные в структурах гликокаликса, щеточной кайме и энтероцитах, разделяли специальным методическим приемом на пять проб, каждая из которых характеризует состояние полостного, пристеночного пищеварения, а также ферментообразующую функцию энтероцитов. В полученных пробах амилолитическую активность определяли по методу B.W. Smith и I.M. Roe в модификации А.М. Уголева (1949, 1961). Рассчитывали коэффициент адсорбционной способности (К_адс.) слизистой оболочки тонкой кишки и коэффициент пристеночного пищеварения (К_прист.) на основе показателей ферментативной активности фракций амилазы. Для характеристики пищеварительно-резорбтивных процессов в тонкой кишке отдельные сегменты двенадцатиперстной, тощей и подвздошной кишок перфузировали крахмально-рингеровским раствором in situ с последующим определением амилолитической активности оттекающего перфузата in vitro по А.М. Уголеву (1961). Полученные результаты свидетельствовали о суммарном эффекте полостного и пристеночного пищеварения без выключения микроциркуляции и на фоне сохраненных нейро-гуморальных связей с целостным организмом.

Рис. 1 Блок-схема исследований

^*Примечание: электрофизиологические, биохимические и морфологические исследования проводились на одних и тех же животных.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Интенсивность свободно-радикального окисления в гомогенатах внутренних органов (тонкого и толстого отделов кишечника, печени, селезенки и легких), артериальной крови и крови воротной вены, а также фагоцитарную активность циркулирующих лейкоцитов оценивали методом хемилюминесценции на аппарате «Хемилюминомер-003» с компьютерным обеспечением и выводом хемилюминограмм на принтер. Для этого исследовали люминолзависимую хемилюминесценцию цельной крови, позволяющую оценить генерацию активных форм кислорода клетками при фагоцитозе и состояние гуморально-клеточного иммунитета, в целом; железоиндуцированную хемилюминесценцию плазмы крови и гомогенатов внутренних органов, характеризующие способность липидов крови и тканей органа подвергаться перекисному окислению. Регистрировали следующие показатели в условных единицах (у.е. 1,01х10⁵ квант/с 4р) по отношению к эталону свечения: амплитуду быстрой вспышки, характеризующую концентрацию гидроперекисей липидов, образовавшихся в системе до введения люминола или сернокислого железа; интенсивность медленного свечения (светосумму) как показатель интенсивности свободно-радикальных реакций, протекающих в гидрофобной фазе мембран или липопротеинов, и способности ингибиторов к перехвату липидных радикалов.

Для определения токсичности крови и гомогенатов в разные сроки периода геморрагической гипотензии (15 и 30 мин, 1 и 2 ч) забирали кровь из левой общей сонной артерии и воротной вены, а также тонкий и толстый отделы кишечника, печень, селезенку и легкие.

Содержание ВНСММ определялось отдельно в плазме и на эритроцитах по методу М.Я. Малаховой. Для этого крупномолекулярные белки плазмы крови и эритроцитов осаждали 15% раствором трихлоруксусной кислоты и регистрировали спектральную характеристику водного раствора супернатанта в зоне длин волн от 238 до 310 нм. Расчет конечного результата содержания ВНСММ производили путем интегрального измерения площади фигуры, образованной осью абсцисс, и полученными значениями экстинций для каждого типа определения плазмы и эритроцитов.

Расчет пептидно-нуклеотидного коэффициента (ПНК), отражающего соотношение сдвигов пептидов и нуклеотидов в пуле ВНСММ, и коэффициента ароматичности (КА), демонстрирующего содержание в пуле ВНСММ пептидов, содержащих ароматические хроматофоры, позволял косвенно определять природу ВНСММ раннего постгеморрагического периода.

Олигопептиды определяли по Лоури в слабокислом супернатанте, полученным при осаждении белков плазмы 15% раствором трихлоруксусной кислоты и разведенном в соотношении 1:9 (М.Я. Малахова, 1995). Окончательный расчет результатов осуществляли по графику после построения калибровочной кривой.

Содержание молекул средней массы (МСМ) в гомогенатах тонкого и толстого отделов кишечника, печени, селезенки и легких определяли по методике Н.И. Габриэлян и соавт. (1981,1983) в супернатанте, полученном при осаждении белков 10% раствором ТХУ, центрифугированном при 3000 g/min в течение 30 минут и разведенном дистиллированной водой в соотношении 1:10, на длине волны 254 нм. Биохимические исследования выполнялись с использованием центрифуги ЦЛР-1 и спектрофотометра СФ - 46.

Биоптаты трех отделов тонкой кишки подвергали гистологическому и гистохимическому исследованиям с фиксацией 10% нейтральным формалином по методу Лилли, заливкой в парафин и последующей окраской срезов гематоксилином и эозином, проведением ШИК-реакции. Окрашенные срезы изучали на световом микроскопе Leitz при увеличении в 1200 раз. Морфологический раздел диссертации подготовлен при участии д.м.н., профессора В.П. Конева.

Статистическая обработка результатов проводилась на персональном компьютере с использованием статистических функций, опций «Анализ данных» и «Мастер диаграмм» в Microsoft Excel 2002 и пакета прикладных программ «STATISTICA 6.0». Использовали методы непараметрической статистики с расчетом показателей Уилкоксона, Манна-Уитни, Краскала-Уоллиса. Проводили корреляционный и регрессионный анализы с определением коэффициента корреляции Спирмена. Анализ был проведен в модуле ППП STATISTICA, который предполагает одновременный расчет оценки значимости коэффициентов корреляции. Критический уровень значимости при проверке статистических гипотез в данном исследовании принимался равным 0,05.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Изменение системной гемодинамики у крыс при геморрагической гипотензии

При геморрагической гипотензии гемодинамические показатели достоверно отличались от уровня, зафиксированного до начала кровопотери. Уже с 1-й мин геморрагической гипотензии у всех животных отмечалось постепенное замедление сердечного ритма. При этом умеренная брадикардия стабильно регистрировалась на всем протяжении данного периода (рис. 2).

Изменения показателей ЭКГ наблюдались во всех экспериментальных группах (табл. 1). Так, интервал PQ в контрольной группе был в пределах физиологических значений в течение всего периода наркоза. При геморрагической гипотензии наблюдалось достоверное удлинение интервала PQ по отношению к контрольным данным, начиная с 1-й мин эксперимента. Тенденция к удлинению интервала PQ сохранялась до 105-й мин наблюдения, когда отмечалось наибольшее удлинение интервала PQ в экспериментальной группе в 1,37 раза по отношению к контролю. В дальнейшем, интервал PQ укорачивался и к 120-й мин наблюдения составлял всего лишь 109% от значения в контрольной группы. Выявленные изменения интервала PQ свидетельствуют о замедлении проведения импульса по предсердиям из сино-атриального узла через атрио-вентрикулярный узел, то есть о развитии при геморрагической гипотензии атриовентрикулярной блокады I степени (R. Welh, 2000; В.Т. Долгих, 2002).

Рис. 2 Изменение ЧСС при геморрагической гипотензии, мин^-1 (Mе [LQ; HQ]).

Таблица 1.

Изменение показателей электрокардиограммы у крыс при геморрагической гипотензии Mе [LQ; HQ]

Примечание: группы животных: I - контроль; II - геморрагическая гипотензия.

^*- p<0,05 по отношению к контролю.

В экспериментальной группе по сравнению с контролем был достоверно удлинен интервал QT (табл. 1). Наибольшее удлинение данного интервала на ЭКГ (в 1,17 раза по отношению к контролю) наблюдалось на 105-й мин эксперимента. В целом же, данный интервал также имел тенденцию к увеличению в течение всего периода геморрагической гипотензии, начиная с 1-й мин наблюдения. Феномен удлинения интервала QT на ЭКГ свидетельствует о повышении риска возникновения фибрилляции желудочков (K. Vernooy et al., 2006). Достоверных изменений вольтажа зубцов P и R не наблюдалось в течение всего периода геморрагической гипотензии.

На фоне значительно пониженного артериального давления до 40 мм рт. ст. отмечалось выраженное снижение ударного и сердечного индексов, начиная с 1-й мин геморрагической гипотензии (49-51% и 36-38% от исходного и контрольного уровней), причем максимальное снижение ударного и сердечного индексов наблюдалось на 105-й мин геморрагической гипотензии и составляло 49% и 36% и 46% и 34% от исходного и контрольного уровней соответственно (рис. 3).

Рис 3 Изменение гемодинамических показателей при геморрагической гипотензии, Mе [LQ; HQ]

Удельное периферическое сопротивление сосудов было достоверно низким лишь на 15-й мин геморрагической гипотензии и составляло 84% относительно контрольных значений и 88% от исходного уровня (рис. 3).

Анализ полученных данных показал, что дозированная кровопотеря с последующим периодом геморрагической гипотензии в организме сопровождается изменениями основных показателей системной гемодинамики. При этом формируется гиподинамия миокарда с максимальным изменением основных гемодинамических показателей, начиная с 1-й мин и продолжаясь на протяжении всего периода геморрагической гипотензии. Именно в этот интервал времени формируется синдром низкого сердечного выброса, что наглядно подтверждают показатели ударного и сердечного индексов, а также удельного периферического сопротивления сосудов на фоне стабильно сниженного артериального давления до 40 мм рт.ст. Критическим сроком, характеризующимся выраженными нарушениями проводимости и угрозой фибрилляции сердца, а также максимально низкими ударным и сердечным индексами, является 105-я мин геморрагической гипотензии. Характерно, что основной процент летальных исходов экспериментальных животных приходился именно на этот период, и основной причиной была фибрилляция желудочков сердца.

Однако на всем протяжении геморрагической гипотензии отмечалась относительная стабилизация показателей центральной гемодинамики, но на более низких значениях, чем в контрольной группе, что объясняется компенсаторными механизмами, направленными на восстановление артериального давления и минутного объема кровообращения.

Недостаточность кровообращения, выявленная в условиях целостного организма, является следствием постепенной дозированной кровопотери с последующим поддержанием низкого артериального давления и обусловлена как снижением сократительной функции миокарда (E. Bunnell, 1996; В.Т. Долгих, 2002), так и экстракардиальными факторами, которые, в свою очередь, могут быть следствием эндотоксемии, неизбежно возникающей в ранние сроки геморрагической гипотензии (В.А. Неговский, 1987, И.О. Закс и соавт., 1991; A.C. Sharma, 2007).

Изменение амилолитической активности щеточной каймы слизистой оболочки тонкой кишки в разные сроки геморрагической гипотензии. Для изучения возможных изменений амилолитической активности щеточной каймы тонкой кишки мы провели сравнительную оценку результатов, полученных в различные сроки геморрагической гипотензии (рис. 4). Уже на 15-й мин геморрагической гипотензии регистрировалось достоверное повышение активности полостной и десорбируемых фракций амилазы слизистой оболочки двенадцатиперстной кишки. При этом активность полостной С-фракции б-амилазы увеличивалась на 23%, суммарная активность легко десорбируемых Д-фракций г-амилазы повышалась на 29%, а активность трудно десорбируемой Д₃-фракции - на 87% по сравнению с контролем. Сходная динамика ферментативной активности наблюдалась и в тощей кишке. Напротив, в подвздошной кишке активность полостной С-фракции б-амилазы была значительно снижена относительно контрольного уровня.

К 15-й мин геморрагической гипотензии повышалась адсорбционная способность щеточной каймы двенадцатиперстной и, в большей степени, подвздошной кишки (табл. 2). В подвздошной кишке корреляция выявлялась между существенным увеличением адсорбции щеточной каймы и повышением активности десорбируемой фракции амилазы (r=0,61; р<0,01). Коэффициент пристеночного пищеварения (табл. 2) также увеличивался в 2 раза по сравнению с контролем и коррелировал со значительным понижением активности полостной фракции б-амилазы слизистой оболочки подвздошной кишки (r=-0,72; р<0,001).

Рис. 4 Амилолитическая активность (усл. ед.) слизистой оболочки тонкой кишки крыс в различные сроки геморрагической гипотензии, Mе [LQ; HQ]

Таблица 2

Коэффициенты адсорбционной способности и пристеночного пищеварения (усл. ед.) слизистой оболочки тонкой кишки крыс при геморрагической гипотензии Mе [LQ; HQ]

Примечание: * - р<0,05 по отношению к контролю.

Д - двенадцатиперстная кишка; Т - тощая кишка; П - подвздошная кишка.

Структурные изменения в стенке проксимальных отделов тонкой кишки выявлялись уже на 15-ой мин геморрагической гипотензии. В слизистой оболочке наблюдалось сужение крипт. Щеточная кайма была сохранна на всем протяжении, не истончена с сохранением зоны терминальной сосудистой сети. В сосудах венозного типа собственной пластинки и подслизистого слоя наблюдались явления престаза и стаза, соединительная ткань выглядела отечной. В подвздошной кишке морфологические изменения носили умеренный характер. Таким образом, в ранние сроки геморрагической гипотензии отсутствие изменений микроворсинок щеточной каймы позволяет говорить о сохранении процессов пристеночного пищеварения.

На 30-й мин геморрагической гипотензии отмечалось повышение активности практически всех фракций амилазы слизистой оболочки тонкой кишки как по сравнению с контролем, так и с показателями, полученными на 15-й мин геморрагической гипотензии (рис. 4). Примечательно, что в этот период отмечалось достоверное повышение активности внутриклеточной Г-фракции фермента на 28% от контрольного уровня в двенадцатиперстной кишке. В этот период выявлялось начальное угнетение процессов пристеночного пищеварения (табл. 2). Так, в тощей кишке понижение коэффициента пристеночного пищеварения коррелировало с повышением показателей активности десорбируемых фракций (r=-0,91; р<0,01).

Значительное повышение показателей активности практически всех фракций фермента может быть следствием явных деструктивных изменений стенки двенадцатиперстной кишки и ткани поджелудочной железы (Г.Ф. Коротько, 1993, M.D Vollmar, 1996). Наблюдаемое на 30-й мин увеличение активности трудно десорбируемых фракций в двенадцатиперстной кишке, скорее всего, свидетельствует о нарушении прочности связей фермента с мембраной энтероцитов и поступлении его в полость кишки, суммируя эффект повышения активности показателей поджелудочной (полостной) фракции амилазы (Г.Ф. Коротько, 1996). Достоверный рост показателей активности внутриклеточной фракции позволяет говорить о начальных деструктивных изменениях щеточной каймы и подтверждается структурными изменениями в стенке тонкой кишки.

Так, в двенадцатиперстной кишке наблюдалось значительное расширение ворсинок за счет отека, уменьшалось количество бокаловидных клеток, отчетливо выявлялись деструктивные изменения в зоне щеточной каймы. В сосудах венозного типа углублялись нарушения микроциркуляции, повсеместно наблюдался диапедез эритроцитов. В зонах диапедеза появлялись лимфоидные и макрофагальные элементы. Циркуляторные нарушения в подвздошной кишке носили парциальный характер, были приурочены к зонам лимфоидных скоплений, где имелось большое количество венозных и лимфатических сосудов. В целом, в эти сроки, функциональные и структурные изменения носят нисходящий характер по направлению к дистальному отделу тонкой кишки: максимальные нарушения отмечаются в двенадцатиперстной кишке, а минимальные - в подвздошной.

Через 1 ч сохранялась повышенная активность полостных и десорбируемых фракций амилазы по сравнению с контролем, но намечалась тенденция к незначительному снижению активности фермента относительно показателей, выявляемых на 30-й мин геморрагической гипотензии (рис. 4). В эти сроки наблюдалась корреляционная связь между снижением активности фракций амилазы проксимальных отделов тонкой кишки и повышением их активности в дистальных отделах. В частности, в двенадцатиперстном и тощем отделах тонкой кишки явно сниженная активность полостной фракции коррелировала с повышением активности этой же фракции в подвздошной кишке (r=-0,73; р<0,05), а снижение cуммарной активности десорбируемых фракций - с увеличением активности этих же фракций в подвздошной кишке (r=-0,78; р<0,05) (рис. 6 а, б). Данная модель подтверждает смещение проксимо-дистального градиента пищеварительного конвейера тонкой кишки в сторону подвздошной кишки, т.е. в направлении резервных зон, отвечающих за компенсацию пристеночного пищеварения.

Показатели пристеночного пищеварения тощей кишки в эти сроки оставались достоверно низкими по сравнению с контролем (табл. 2), выявлялась средней выраженности корреляционная связь между понижением коэффициента пристеночного пищеварения и начальным снижением активности десорбируемых фракций (r=0,71 р<0,001). Подобная динамика снижения эффективности процессов пристеночного пищеварения в проксимальных отделах свидетельствует об истощении ферментного спектра щеточной каймы слизистой оболочки тонкой кишки, на что указывает постепенное снижение активности десорбируемых фракций г-амилазы на фоне потери их прочных связей с мембраной энтероцитов.

Чаще всего повышение ферментативной активности слизистой оболочки тонкой кишки свидетельствует о компенсаторно-приспособительных механизмах, обеспечивающих усиление процессов переваривания поступающих извне нутриентов и всасывания мономеров (Н.М. Тимофеева, 1996). Однако через 1 ч на фоне амилолитического истощения щеточной каймы двенадцатиперстной кишки возрастала активность всех фракций амилазы подвздошной кишки, что может являться одним из механизмов компенсации процессов пищеварения в более поздние сроки геморрагической гипотензии.

К 1 ч эксперимента в проксимальном отделе тонкой кишки усиливалось сужение крипт, ворсинки выглядели утолщенными за счет отека собственной пластинки слизистой оболочки. Адвентиция выглядела отечной, выявлялись небольшие периваскулярные кровоизлияния. В подвздошной кишке выявлялось сужение крипт за счет небольшого отека ворсинок. Они сохраняли обычную структуру, однако в собственной пластинке отмечались расстройства кровообращения в венозных сосудах по типу престазов и стазов. Таким образом, к 1 ч геморрагической гипотензии в стенке кишки нарастали расстройства кровообращения, усиливался отек соединительнотканных образований слизистой оболочки и других слоев стенки кишки, отмечалось дальнейшее сужение крипт за счет расширения ворсинок, а в проксимальном отделе выявлялись участки деструкции щеточной каймы, что, в конечном итоге, уменьшало площадь пищеварения.

Через 2 ч геморрагической гипотензии сохранялось повышение активности полостных и десорбируемых фракций амилазы по сравнению с контролем (табл. 4). На этом фоне отмечалось значительное понижение активности трудно десорбируемой фракции Д₃-фракции относительно показателей, полученных на 15-й, 30-й и 60-й мин геморрагической гипотензии; а внутриклеточной Г-фракции фермента на - 44-50% от контрольного уровня, а также показателей, полученных на 15-й и 30-й мин геморрагической гипотензии. В тощей кишке регистрировалось повышение активности полостной С-фракции на 28% по сравнению с контрольными данными, а в подвздошной кишке наблюдалось достоверное повышение активности внутриклеточной Г-фракции фермента в 2 раза.

А б

Рис. 6 Результаты корреляционно-регрессионного анализа, демонстрирующие связь между снижением активности десорбируемых фракций амилазы в проксимальных отделах тонкой кишки и ее повышением в дистальных к 1 ч геморрагической гипотензии (а - в двенадцатиперстном и подвздошном; б - в тощем и подвздошном)

В двенадцатиперстной кишке повышение показателей активности полостной фракции коррелировало с повышением показателей активности внутриклеточных ферментов в подвздошной кишке (r=0,73; р<0,01) (рис. 7).

На основании этого можно предположить, что через 2 ч геморрагической гипотензии наблюдается смещение проксимо-дистального градиента в сторону дистальных отделов тонкой кишки, снижается адсорбционная способность щеточной каймы проксимальных отделов тонкой кишки (табл. 2). Уменьшение коэффициента адсорбции в двенадцатиперстной кишке коррелировало с повышением показателей активности полостной фракции (r=-0,62; р<0,01) и легко десорбируемых фракций (r=-0,70; р<0,05).

Через 2 ч геморрагической гипотензии показатели пристеночного пищеварения в двенадцатиперстной и тощей кишках остаются достоверно низкими по сравнению с контрольными данными (табл. 2). В связи с этим выявлялась средняя корреляционная связь между понижением коэффициента пристеночного пищеварения и повышением показателей активности десорбируемых фракций (r=0,54; р<0,001).

Подобная тенденция к понижению эффективности процессов пристеночного пищеварения в проксимальных отделах свидетельствует, в первую очередь, об истощении ферментного спектра щеточной каймы слизистой оболочки тонкой кишки, на что указывает постепенное снижение активности десорбируемых фракций г-амилазы на фоне потери их прочных связей с клеточной мембраной энтероцитов. В этот срок геморрагической гипотензии в проксимальных отделах тонкой кишки выявлялись в большей степени деструктивные явления, обусловленные расстройствами кровообращения, а в дистальных отделах - компенсаторные процессы.

Рис. 7 Результаты корреляционно-регрессионного анализа, демонстрирующие связь между повышением активности полостной фракции амилазы в двенадцатиперстной кишке и повышением активности внутриклеточной фракции в подвздошной, к 2 ч геморрагической гипотензии

При исследовании амилолитической активности слизистой оболочки тонкой кишки методом последовательной перфузии всех ее отделов получены данные, характеризующие динамику полостного и пристеночного пищеварения in vivo в различные сроки геморрагической гипотензии (табл. 3). Так, на 15-й мин эксперимента регистрировалось значительное повышение активности как полостных, так и десорбируемых фракций амилазы во всех отделах тонкой кишки.

К 30-й мин геморрагической гипотензии высокая активность полостной и десорбируемых фракций амилазы сохранялась, но наблюдалась тенденция к ее снижению. Несмотря на малоизмененную активность десорбируемой фракции в тощей кишке относительно контрольного уровня, выявлялось достоверное ее снижение относительно показателей, полученных на 15-й мин геморрагической гипотензии. Аналогичные процессы имели место и в подвздошной кишке.

К 1 ч геморрагической гипотензии в двенадцатиперстной кишке наблюдалась высокая активность полостной и десорбируемой фракций по сравнению с контрольными показателями. Примечательно, что при сравнении с показателями, полученными на 15-й и 30-й мин эксперимента, достоверных изменений активности амилазы не выявлялось. В тощей кишке на фоне высокой активности полостной фракции амилазы регистрировалось снижение активности десорбируемой фракции по сравнению с контролем. В подвздошной кишке сохранялись высокие показатели активности полостной и десорбируемой фракций относительно контроля. Однако активность десорбируемой фракции понижалась по сравнению с показателями, полученными на 15-й мин эксперимента (табл. 3).

Спустя 2 ч геморрагической гипотензии активность полостной фракции амилазы в проксимальных отделах тонкой кишки оставалась высокой относительно контрольных значений, а десорбируемой фракции амилазы в двенадцатиперстной кишке, напротив, понижалась. В подвздошной кишке достоверных изменений активности фракций фермента не наблюдалось (табл. 3).

Таблица 3

Амилолитическая активность (усл. ед.) in vivo слизистой оболочки тонкой кишки крыс при геморрагической гипотензии Mе [LQ; HQ]

Примечание: * - р<0,05 по отношению к контролю, ^ - р<0,05 по отношению к 15 мин геморрагической гипотензии, ⁺ - р<0,05 по отношению к 30 мин геморрагической гипотензии, ^< - р<0,05 по отношению к 1 ч геморрагической гипотензии,

Д - двенадцатиперстная кишка; Т - тощая кишка; П - подвздошная кишка.

Полученные in vivo данные согласуются с показателями, полученными при исследовании щеточной каймы методом ступенчатой десорбции in vitro, и отражают истощение амилолитической активности слизистой оболочки всех отделов тонкой кишки на фоне высоких показателей полостного пищеварения в проксимальных отделах тонкой кишки. Подобное разобщение процессов полостного и пристеночного пищеварения, с одной стороны, является следствием повреждения поджелудочной железы, как основного источника полостной б-амилазы, а с другой, последовательных процессов ишемии и реперфузии стенки тонкой кишки и, в частности ворсинок ее слизистой оболочки.

Объективная оценка результатов экспериментов позволила нам сформулировать стадии развития синдрома кишечной недостаточности при геморрагической гипотензии. Основными критериями определения последовательных стадийных нарушений были изменения ферментативной активности щеточной каймы различных отделов тонкой кишки и, как следствие, разобщение полостного и пристеночного пищеварения. Первая стадия включения ферментов демонстрирует наиболее эффективные процессы функционирования полостного пищеварения проксимальных отделов тонкой кишки в ранние сроки геморрагической гипотензии. Вторая стадия максимальной активности ферментов в большей степени свидетельствует о повреждении щеточной каймы, проявляющемся потерей связи с ней ферментов и начальной деструкцией энтероцитов в проксимальных отделах тонкой кишки. При этом нарушения адсорбции и переваривания нутриентов разобщают процессы полостного и пристеночного пищеварения в целом. Третья стадия, так называемая лимитирующая, характеризуется постепенным снижением активности ферментного спектра щеточной каймы тонкой кишки в проксимальных отделах и компенсаторной активацией пристеночного пищеварения в дистальных. В эту стадию происходит смещение проксимо-дистального градиента ферментативной активности слизистой оболочки тонкой кишки в сторону резервных зон подвздошного отдела, что позволяет утверждать об изменении пищеварительно-транспортного конвейера. И, наконец, четвертая стадия - стадия истощения, во время которой, несмотря на включение резервных зон дистального отдела тонкой кишки, формируется ферментативная недостаточность, как одна из составляющих кишечного синдрома.

Данная нами характеристика стадий кишечной недостаточности убедительно согласуется с последовательными изменениями центральной и регионарной гемодинамики в условиях геморрагической гипотензии. Развивающиеся на всем протяжении эксперимента нарушения микроциркуляции в собственной пластинке и подслизистом слое тонкой кишки обусловливают функциональные и структурные изменения, в первую очередь, слизистой оболочки и являются основой прогрессирующих изменений секреторной, переваривающей и всасывательной функций кишечника.

Динамика параметров про- и антиоксидантной систем некоторых внутренних органов и крови при геморрагической гипотензии. На фоне геморрагической гипотензии наблюдалось достоверное изменение всех параметров про- и антиоксидантной систем в гомогенатах непарных органов брюшной полости и легких, а также в крови и плазме воротной вены и общей сонной артерии (табл. 4). Уже на 15-й мин геморрагической гипотензии отмечалось значительное увеличение параметров хемилюминесценции в гомогенатах тонкого и толстого отделов кишечника и селезенки. Напротив, в гомогенатах печени и легких выявлялось достоверное снижение всех показателей хемилюминесценции по сравнению с контролем.

Так, в печени значения светосуммы были понижены на 37%, вспышки - на 72%, а спонтанной светимости - на 61%. Выявлялась средней выраженности отрицательная корреляция между повышенными показателями вспышки и светосуммы гомогенатов тонкой кишки и сниженными значениями гомогенатов печени - r=0,61; р<0,01 и r=0,74; р<0,01.