Морфологические изменения легких при моделировании экспериментального перитонита

Размещено на http://www.allbest.ru/

Морфологические изменения легких при моделировании экспериментального перитонита

Ермола Юлианна

Аннотация

Результаты проведенных исследований показывают важную роль активации процессов протеолиза в развитии локальных и системных проявлений перитонита. Неспецифические протеиназы при их чрезмерной локальной активации, что имеет место при тяжелых формах перитонита, способны приводить к активации протеолитических систем в крови. В дальнейшем активация протеиназ может способствовать и формированию органопатологии, что продемонстрировано на примере изменений в легких, используемых в качестве основного органа-мишени для исследования.

Ключевые слова: крысы, легкие, перитонит, протеиназы

The results of these studies indicate the important role of the activation of proteolytic processes in the development of local and systemic signs of peritonitis. Local excessive activation of nonspecific proteases that occurs in severe peritonitis can result in proteolytic activation system in the blood. Further activation of proteases can contribute to the formation and organopathology that was demonstrated by the changes in the lungs used as the primary target organs for the current study.

Актуальность проблемы перитонита определяется широкой распространенностью данного заболевания, частотой развития тяжелых осложнений и высокими показателями летальности, которая составляет от 18,3 до 30,8 % [1]. Патогенез перитонита является сложным и не до конца изученным процессом, течение которого определяют инфекционная агрессия, развитие воспаления в брюшной полости, состояние защитных сил организма и его реакция на воспалительный процесс [2, 3]. Известно, что высокий уровень летальности при перитоните напрямую связан со степенью генерализации патологического процесса и количества органов, вовлеченных в развитие патологии [4].

Однако механизмы взаимосвязи местных изменений при перитоните с формированием системных реакций на уровне организма остаются вопросом многочисленных дискуссий [5]. Ключевым фактором развития последующих осложнений при перитоните является формирование воспаления в брюшной полости. Считается, что гуморальные факторы, которые представлены большим спектром эндогенных биологически активных субстанций (цитокины, ферменты, гормоны, продукты и регуляторы метаболизма) при их активации способны приводить к прогрессированию системных изменений, формированию гипоперфузии органов и тканей, развитию полиорганной недостаточности. Причем, системная активация провоспалительных факторов при тяжелых патологических процессах, в том числе и при перитоните, в настоящее время все чаще рассматривается с точки зрения формирования синдрома системной воспалительной реакции (ССВР) [4, 6]. В конечном итоге, именно формирование ССВР может приводить к развитию септического шока, который часто осложняет течение перитонита, и смерти.

Среди большого количества факторов, участвующих в развитии воспаления при перитоните, следует выделить протеиназы и активные формы кислорода [7]. Это связано с тем, что неспецифические протеиназы гранулоцитов, такие как эластаза, коллагеназа, катепсин G, обладают выраженным деструктивным действием на ткани в очаге воспаления и обладают высокой клинико-диагностической информативностью как при локальных, так и при системных патологических процессах [8]. Накопление протеиназ в очаге воспаления попадание лизосомальных и микробных протеиназ в ключевых компонентов сериновой протеиназной системы, включая гемокоагуляцию, фибринолиз, комплемент, калликреин-кининовую систему, чрезмерная активация которых может усугублять формирование патогенетических механизмов. В частности, активация калликреин-кининовой системы крови играет важную роль в развитии гемодинамических нарушений, способных систему гемоциркуляции при перитоните может приводить к активации экстрацеллюлярной системы протеолиза на организменном уровне [9]. При этом происходит активация привести к артериальной гипотензии и шоку.

Многочисленные механизмы повреждения клеточных мембран, при развитии перитонита влечет за собой высвобождение и активацию неспецифических лизосомальных протеиназ. Повышение содержания внутриклеточных протеолитических ферментов в крови способствует активации систем ограниченного протеолиза и неспецифических протеиназ.

Цель исследования: изучения морфологических особенностей формирования патологии легких в условиях экспериментального перитонита.

Материал и методы исследования

Экспериментальные исследования проведены на 30 белых крысах линии «Wistar», массой 180-200 грамм. При выборе исследуемых животных исходили из того, что белые крысы являются оптимальным объектом для группового эксперимента с использованием большого количества животных. Содержание животных, питание, манипуляции и эвтаназия соответствовали государственным и международным условиям о гуманном отношении к животным. протеолиз патология перитонит эластазоподобный

Для решения поставленных в проведенном исследовании задач у экспериментальных животных проводили моделирование перитонита путем введения в брюшную полость фильтрованной каловой взвеси (ФКВ). Экспериментальным животным водилась фильтрованная каловая взвесь различной концентрации 10 %, 15 %, 20 % в дозировке 0,5 и 1 мл c последующей оценкой развития признаков перитонита и летальности животных в течение 72 часов. Каждая группа включала по 10 экспериментальных крыс. Проведенные исследования показали, что выживаемость при моделировании экспериментального перитонита у крыс зависит от концентрации и количества введенной каловой взвеси. При введении фильтрованной 10 % и 15 % каловой взвеси в дозировке 0,5 мл на100 гмассы животного летальность в первые сутки составляла от 20 до 40 %, доза 1 мл на100 гмассы животного фильтрованной 15 % каловой взвеси оказалась сублетальной и в течение 24 часов вызывала гибель 50 % животных. При увеличении концентрации каловой взвеси до 20 % в дозе 0,5 мл на100 гмассы тела животного, летальность в первые сутки после моделирования перитонита составляла 60 %. Увеличение дозировки каловой взвеси до 1 мл 20 % ФКВ на 100 г массы, приводило к 80 % летальности на первые сутки.

В качестве органов - мишеней для оценки патоморфологических изменений у экспериментальных животных были выбраны легкие. Для гистологического исследования вырезали фрагменты ткани размерами 1см х 1см х 1см с последующей фиксацией в 10 % растворе нейтрального формалина. Минимальный срок фиксации составлял 10 дней, в течение которых фиксирующая жидкость сменялась дважды. Фиксатор отмывали в проточной водопроводной воде 24 часа. Ткань обезвоживали в батарее спиртов восходящей концентрации (50 %, 60 %, 70 %, 80 %, 96 % и абсолютный спирт), просветляли в ксилоле, выдерживали в насыщенном при +37 єС растворе парафина в ксилоле, помещали в парафин при +56 єС, с последующей заливкой в смесь парафина и пчелиного воска и изготовлением парафиновых блоков. Из парафиновых блоков готовили серийные срезы толщиной 4-5 мкм. С целью обзорной окраски, гистологические срезы окрашивали гематоксилином и эозином.

Бронхоальвеолярный смыв (БАС) получали путем 6-8 кратного промывания легких через трахею 10 мл физиологического раствора. После промывания получали 7-8 мл бронхоальвеолярного смыва.

В перитонеальном смыве, сыворотке крови и бронхоальвеолярном смыве изучали активность протеиназ и их ингибиторов, которые исследовали с использованием энзиматических методов с измерением на спектрофотометре «BioMate 5» (Великобритания).

Результаты и их обсуждение

Результаты гистологического исследования свидетельствовали о том, что в условиях экспериментального перитонита в легких животных происходили изменения, затрагивающие все компоненты аэрогематического барьера (рис. 1).

Рис. 1. Десквамированный бронхиальный эпителий в просвете бронха. Отек и умеренно выраженное полнокровие в стенки бронха. Отечная жидкость и альвеолярные макрофаги в просвете альвеол. Окраска гематоксилином и эозином. Ув. 200Х.

Прежде всего, обращали на себя внимание выраженные в той или иной степени в различных участках легкого расстройства кровообращения в виде гиперемии капилляров межальвеолярных перегородок, которые нередко сочеталась с явлениями стаза и сладж-синдрома, а так же наблюдались внутриальвеолярные кровоизлияния. Кроме того, практически на всем протяжении аэрогематического барьера (АГБ) отмечались выраженные явления интерстициального и, местами, интраальвеолярного отека, хотя отдельные участки АГБ выглядели практически неизмененными.

В просветах бронхов отмечалось накопление небольшого количества слизи и десквамированного бронхиального эпителия. В стенках бронхов и перибронхиально расположенных тканях обнаруживались признаки умеренно выраженного полнокровия. В условиях эксперимента обнаруживалось небольшое количество альвеолярных макрофагов, которые, как известно, играют ведущую роль в осуществлении местной защиты легких. Определялись регионы с признаками дистелектаза.

Следует отметить, что эти изменения были более выражены при интраперитонеальном введении 15 % фильтрованной каловой взвеси и менее выражены при введении 10 % концентрации ФВК.

В ходе проведенной работы было выявлено, что при развитии экспериментального перитонита в перитонеальном содержимом происходит активация процессов протеолиза. Выраженность активации зависит от дозы и концентрации введенной каловой взвеси. На фоне роста активности протеиназ наблюдалась фазная реакция в состоянии ингибиторов, зависящая от дозы повреждающего фактора. В группе с сублетальной дозой каловой взвеси отмечалось снижение активности ингибиторов протеиназ. Изменения на локальном уровне подключают системный уровень воспалительного процесса, который проявляется в сыворотке крови развитием острофазной реакции компонентов протеиназ-ингибиторного потенциала. Низкая активность ингибиторов протеиназ в сыворотке крови может быть маркером нарушений, приводящих к развитию органопатологии. В частности, снижение ингибиторного потенциала в крови параллельно с увеличением активности эластазоподобных протеиназ в сыворотке крови может являться одним из основных факторов вовлечения легких в патологический процесс.

При тяжелой форме экспериментального перитонита в бронхоальвеолярном секрете отмечена реактивная активация эластазоподобных и трипсиноподобных протеиназ с снижением антитриптической активности и кислотостабильных ингибиторов протеиназ. Формирование дисбаланса на локальном уровне, может являться дополнительным фактором способствующим повреждению лёгких при развитии тяжелых форм перитонита.

Таким образом, результаты проведенных исследований показывают важную роль активации процессов протеолиза в развитии локальных и системных проявлений перитонита. Неспецифические протеиназы при их чрезмерной локальной активации, что имеет место при тяжелых формах перитонита, способны приводить к активации протеолитических систем в крови, наряду с активацией перекисного окисления липидов, являться одним из ключевых факторов развития ССВР. В дальнейшем активация протеиназ может способствовать и формированию органопатологии, что продемонстрировано на примере изменений в легких, используемых в качестве основного органа-мишени для исследования.

Библиографический список

1. Абдоминальная хирургическая инфекция / [С. Р. Еремин, Е. Г. Григорьев, Л. П. Зуева [и др.] // Инфекции в хирургии. -- 2007. -- № 1. -- С. 1-5.

2. Акбашева О. Е. Активность протеиназ, ингибиторов и перекисное окисление липидов в сыворотке крови и биоптате кишечника при заболеваниях желудочно-кишечного тракта / О. Е. Акбашева, А. Е. Деханд, Е. А. Преймачук // Вятский медицинский вестник. -- 2007. -- № 4. -- С. 33-34.

3. Гельфанд Б. Р. Биохимические маркеры системной воспалительной реакции: роль прокальцитонина в диагностике сепсиса / Б. Р. Гельфанд, С. З. Бурневич, Е. Б. Гельфанд // Инфекции в хирургии. -- 2007. --№ 1. -- С. 18-22.

4. Ермола Ю. А. Изменение показателей перекисного окисления липидов и антиоксидантной системы при развитии экспериментального перитонита / Ю. А. Ермола // Патология. --2012. -- № 2. -- С. 92-94.

5. Ермола Ю. А. Локальные и системные изменения показателей неспецифических протеиназ и их ингибиторов при экспериментальном перитоните / Ю. А. Ермола, И. И. Фомочкина, А. В. Кубышкин // Український медичний альманах. -- 2012. -- Т. 15, № 5. -- С. 80-82.

6. Чернов В. Н. К вопросу о патогенезе абдоминального сепсиса / В. Н. Чернов, Д. В. Мареев // Медицинский вестник Северного Кавказа. -- 2010. --Т. 20, № 4. -- С. 20-23.

7. Balogh Z. Postinjury secondary abdominal compartment syndrome / Z. Balogh, R. Ivatury, M .Cheatham // LandesBioscience. --2006. -- № 1. -- Р. 170-177.

8. Early procoagulant shift in the bronchoalveolar compartment of patients with secondary peritonitis / [ J. W. van Till, M. Levi, P. Bresser [et al.] // J. Infect. Dis. --2006. -- Vol. 194, № 9. -- P. 1331-1339.

9. Hartl W. H. Abdominal infection: surgical domain / W. H. Hartl, K. W. Jauch // Chirurg. -- 2006. -- № 33. -- Р. 41.

Размещено на Allbest.ru