Параллельно с процессами восстановления брюшины при бактериальной и эндотоксиновой агрессии, изложенными в сообщении 1, мезотелиальные клетки подвергаются особому морфофункциональному изменению — мезотелиально-мезенхимальной трансформации или перитонеальной мембранной дисфункции. Этот процесс может иметь локальный характер при ограниченном повреждении и системный — при обширном (в зависимости от характера и распространения перитонита), но в обеих ситуациях его главными участниками являются мезотелиоциты [1—3].
Следует особо учитывать, что различные исходные точки, за которыми следуют многочисленные реакции мезотелиальной мембраны на травму брюшины в среднесрочной перспективе, способны регенерировать широкий спектр изменений морфофункциональных перитонеальных сценариев [4].
Ключевыми в гомеостазе брюшины являются макрофаги, представляющие антигены для лимфоцитов, играющие важную роль в разрешении любого повреждения брюшины и опосредованного этим перитонеальной дисфункции [5]. Кроме того, перитонеальные макрофаги полностью контролируют как воспалительный ответ на травму брюшины, так и репаративные ответы брюшины [6].
Наиболее важной задачей при травме брюшины представляется предотвращение перехода ранней перитонеальный дисфункции (полностью обратимого состояния, соответствующего первой стадии мезотелиально-мезенхимального перехода (ММП) — нарушение монослоя мезотелиоцитов), в последующие прогрессирующие стадии перитонеальный мембранной дисфункции. К ним относятся неконтролируемый ангиогенез, гиалинизирующая васкулопатия, увеличение синтеза фибробластов [1, 7]. ММП на этих стадиях — сложный, многоэтапный процесс, изменяющий фенотип мезотелиальных клеток, их архитектонику, сопровождающийся глубокими молекулярными преобразованиями с новыми биохимическими функциями [8—11].
Рассмотрим влияние лапароскопии как наиболее передовой хирургической технологии в настоящее время на брюшину. Преимущества лапароскопии перед «открытым» хирургическим вмешательством настолько неоспоримы, что не нуждаются даже в упоминании о них. Патофизиологические изменения, происходящие при лапароскопии, хорошо изучены, разработан четкий алгоритм их предупреждения. Это касается, в первую очередь, изменений дыхательной и сердечно-сосудистой систем [12].
В связи с тем, что повреждение брюшинного покрова происходит при любом хирургическом вмешательстве на брюшной полости, лапароскопия с точки зрения перитонеальной травмы, по образному выражению G. Pados (2010), может быть признана «хорошей хирургией» [13, 14]. Но тем не менее лапароскопия, как и лапаротомия, приводит к повреждению брюшины. Но если при лапаротомии это характеризуется сразу повреждением мезотелиального монослоя с появлением десквамированнных участков различных размеров, то при лапароскопии выражается перитонеальной дисфункцией, начинающейся сразу после наложения пневмоперитонеума (ПП) и полностью купирующейся через 72 ч независимо от вида инсуффлированного в брюшную полость газа. Перитонеальная дисфункция начиналась с увеличения межклеточных промежутков сразу после наложения СО2-перитонеума (СО2-П) и гелий-перитонеума (гелий-П) и полностью восстанавливалась самостоятельно после ликвидации давления в брюшной полости [15—18].
Экспериментальные исследования показали, что степень перитонеальной дисфункции зависит от величины давления газа и продолжительности вмешательства (т.е. «интенсивности» и длительности ПП) [15—18]. Но снижение температуры инсуффлируемого CO2, добавление 3% О2 к вводимому объему CO2 и увлажнение этой смеси значительно снижают перитонеальную травму и, что важно, предотвращают последующее образование спаек в брюшной полости [19].
M. Binda и соавт. [20] на основании экспериментальных данных считают введение низкотемпературной увлажненной газовой смеси главным фактором, способствующим уменьшению травмы брюшины и уменьшению ее воспаления при наложении CO2-П.
Существует мнение о том, что перитонеальная дисфункция при лапароскопии возникает только при инсуффляции CO2 и гелия, а обычный воздух не приводит к повреждению мезотелиальной поверхности [21, 22].
Так, E. Hazebroek и соавт. [23] описали признаки перитонеальной дисфункции при СО2-П в виде отслойки мезотелиоцитов и обнажения базальной мембраны, но эти изменения не зависели от температуры и увлажнения. В противоположность ему M. Erikoglu и соавт. [24] при электронной и световой микроскопии доказали значительную мезотелиопротекцию при использовании нагретого и увлажненного CO2-П.
Подчеркнем, что вышеописанные доказательства и факты имели экспериментальную базу. При изучении перитонеальной дисфункции у людей Y. Liu и Q. Hou. [25] показали, что выбухание мезотелиальных клеток происходит через 30 мин после наложения CO2-П, через 1 час в препаратах обнаруживалась базальная мембрана и определялась потеря непрерывности монослоя. Через 2 ч в межклеточных промежутках наблюдались лимфоциты и макрофаги. При лапаротомии через 60 мин вмешательства патологические изменения в брюшине не наблюдались, а через 2 ч были обнаружены расширенные межклеточные промежутки.
При лапароскопической хирургии, помимо морфологических изменений мезотелиального монослоя, происходят выраженные метаболические изменения. В эксперименте было доказано, что CO2-П, как и гелий-П, уменьшали парциальное давление кислорода в брюшной стенке животных, а введение негипоксической газовой смеси, состоящей из 80% CO2 и 20% О2, не снижало парциальное давление в тканях [26]. Подобных тканевых кислородных отклонений не было выявлено при ПП воздухом [27]. В этой связи описаны два специфических белковых фактора, синтезирующихся в брюшине при CO2-П: гипоксия-индуцируемый фактор (ГИФ-1α и ГИФ-2α) [28].
Перитонеальная гипоксия при лапароскопии с использованием СО2-П вызывает метаболический ацидоз. Немедленное снижение pH до 6,6 происходило в брюшине немедленно после введения CO2, во время операции рН еще больше снижался и фиксировался на уровне 6,4 [21].
Использование гелия для ПП приводило к противоположному эффекту: pH повышался до 7,5 во время инсуффляции, затем снижался и стабилизировался на уровне 7,2 [29], при этом перитонеальный ацидоз не зависел от уровня системного рН [30].
Считается, что индукция перитонеального ацидоза при лапароскопии и CO2-П способна модулировать перитонеальную иммунологическую защиту. Это выражалось в увеличении синтеза противовоспалительного ИЛ-10 в сыворотке крови и уменьшении уровня ФНО-α в ответ на системную эндотоксиновую агрессию. Степень этой реакции коррелировала с величиной снижения pH в брюшной полости [31].
Если иммунологические молекулярные механизмы, происходящие в брюшине при лапароскопии, хорошо известны [32], то местные тканевые реакции при лапароскопии изучены мало, а имеющиеся на этот счет данные очень противоречивы.
Клинические и экспериментальные сведения по этому вопросу свидетельствуют о том, что перитонеальные иммунологические реакции после лапароскопических вмешательств менее изменены (нарушены), чем при обычной лапаротомии [33—36]. Системная воспалительная реакция после лапароскопии была достоверно ниже, чем при «открытых» вмешательствах. Это выражалось достоверно меньшими концентрациями плазменных С-реактивного белка и ИЛ-6 [37]. Кроме того, лапароскопические вмешательства сопровождались снижением острофазовых маркеров ФНО-α, ИЛ-1 и ослаблением поздней фазы иммуносупрессии, присущих лапаротомии [37—39].
Однако эти системные данные не имеют четкого отражения в виде локального перитонеального иммунного ответа на хирургическую травму. Как было уже сказано выше, макрофаги, полиморфно-ядерные нейтрофилы и гранулоциты выступают в качестве первой линии перитонеальной защиты организма. В эксперименте было показано, что и воздух, и CO2 в виде компонентов пневмоперитонеума, влияют на функции этих клеток [40], при этом воздействие воздуха способствовало более высокой скорости миграции полиморфно-ядерных лейкоцитов из плазмы крови в брюшную полость и снижением апоптоза полиморфно-ядерных лейкоцитов по сравнению с CO2-П. Это происходило на фоне снижения базального синтеза ФНО-α при CO2-П. Однако факт того, что повторная иммунная стимуляция эндотоксином приводила к повышенному синтезу ФНО-α, свидетельствует о большей компетентности иммунологических реакций иммунного ответа после воздействия CO2 [41].
Интересными с точки зрения перитонеальной дисфункции при лапароскопии представляются следующие факты. M. West и соавт. [42] доказали, что в CO2-среде происходит ингибирование ИЛ-1 перитонеальными макрофагами через 15 мин воздействия, а уменьшение синтеза ФНО-α — через 30 мин. Это не вполне объяснимо только «подкислением» перитонеальной поверхности при CO2-П, необходимо рассматривать и другие механизмы: снижение продукции ИЛ-1 происходит вследствие контроля транскрипции, а собственно внутриклеточный перитонеальный ацидоз способствует ингибированию ФНО-α. Это подтверждено верифицированным снижением мРНК ИЛ-1 и нормальным уровнем мРНК ФНО-α [21].
Важным фактором, отличающим лапароскопию от лапаротомии, является снижение температуры тела пациента и брюшной полости при инсуффляции газа до 27,7 °С [21]. В эксперименте было доказано, что гипотермия происходит при использовании сухого холодного газа по сравнению с увлажненным и нагретым CO2 [43]. Снижение температуры брюшной полости незамедлительно сказывается на функции перитонеальных макрофагов: воспалительный цитокинокинез был достоверно выше при операциях, выполненных при комнатной температуре, чем при температуре тела [44], а синтез противовоспалительных цитокинов ИЛ-6 повышался незначительно [45]. Снижение температуры тела при лапароскопии также достоверно влияет на синтез ингибитора активации плазменного фибриногена, при низкой температуре его уровень значительно повышен, что в перспективе может негативно сказываться на перитонеальном фибринолизе [46].
При сравнении открытых и лапароскопических вмешательств было установлено подавление фибринолитической способности при инсуффляции CO2, что, однако, в других исследованиях не подтвердилось [45, 47, 48].
Отдельного рассмотрения требует вопрос о влиянии лапароскопии на брюшину при перитоните. Это обусловлено несколькими причинами. Во-первых, потому, что лапароскопические вмешательства в последние годы все чаще используются при лечении перитонита различной этиологии [49—52]. Во-вторых, в связи с доказанными преимуществами лапароскопии по сравнению с традиционной лапаротомией позволили использовать ее там, где она ранее считалась невыполнимой [53]. И, в-третьих, из-за существующего до сих пор мнения о том, что перитонит является противопоказанием к лапароскопическим методам лечения в связи с теоретическим риском увеличения бактериемии и эндотоксинемии вследствие пневмоперитонеума [54—57].
Известно, что мезотелиальные клетки обеспечивают первую линию защиты при перитоните, реализуя при этом главные механизмы репарации брюшины: 1) центральную миграцию мезотелиоцитов; 2) эксфолиацию здоровых мезотелиоцитов из соседних участков, оседающих на обнаженной поверхности; 3) привлечение свободно плавающих мезотелиоцитов — резервных клеток; 4) использование для восстановления брюшины клеток — предшественников субметотелиальных клеток и клеток красного костного мозга и макрофагов [4, 58, 59]. Эти клетки прикрепляются к поврежденному участку с помощью гиалуроновых и матричных белков, синтез которых в условиях перитонеальной дисфункции повышен [60, 61]. После восстановления мезотелиального монослоя клетки возобновляют свои морфофункциональные свойства [62].
Мезотелиоциты играют важную роль в дирижировании и оркестровке перитонеальных реакций при воспалении, а также влияют на разрешение воспаления. Так, если при повреждении без воспаления мезотелиоциты восстанавливаются полностью, то при инфекции наблюдаются каспаз-независимый апоптоз мезотелия и усиленная гибель клеток [63]. Важно отметить, что повреждение мезотелиоцитов наиболее выражено при грамотрицательном перитоните, характеризующемся липополисахарид (ЛПС)-стиму-лированными каспазными реакциями на фоне повышенных концентраций провоспалительных цитокинов [64].
Что касается перитонита, то большинство клинических и экспериментальных исследований подтверждают идею о том, что лапароскопические вмешательства, помимо меньшей травмы тканей передней брюшной стенки, производят меньший воспа-лительный ответ, чем лапаротомия [65]. Существующее до сих пор мнение о том, что пневмоперитонеум усиливает перитонеальную дисфункцию, было опровергнуто многочисленными экспериментальными исследованиями. Так, С. Balagué и соавт. [66] показали, что СО2-П не усиливает бактериемию по сравнению с пневмоперитонеумом (ПП), открытой лапаротомией и лапароскопией без П.П. Мало того, регистрируемый системный ацидоз вследствие CO2-П при лапароскопии и перитоните не влиял на уровни провоспалительных цитокинов, их значения не отличались от гелий-П [67]. Напротив, CO2-П приводит к значительно более низкой по сравнению с гелий-П экспрессии генов белков острой фазы, что объясняет более низкий воспалительный ответ в острой фазе перитонита [68]. CO2-П при перитоните способствует снижению синтеза макрофагами супероксид-радикала О2 и ФНО-α в мезотелиоцитах по сравнению с ПП [69].
Перитонеальные макрофаги под воздействием CO2 в исследованиях in vitro показали ингибирование ЛПС-стимулированного высвобождения ИЛ-1 и ФНО-α [70], причем это носило прямой характер и характеризовалось фактически сниженным поступлением в среду ИЛ-1 и ФНО-α, а не на уровне регуляторной экспрессии генов цитокинов [71]. Подобный противовоспалительный эффект CO2, по данным M. West и соавт. [42], связан с внутриклеточным (мезотелиоцитарным) эффектом.
Еще одним положительным свойством CO2-П при перитоните является достоверно низкая транслокация ЛПС из кишки в брюшную полость по сравнению с ПП и лапаротомией [69].
Очень важное исследование в данном контексте было проведено E. Hanly и соавт. [31], показавшими, что кислотная среда в брюшной полости, будь то СО2-П или слабокислотный лаваж брюшной полости, способствует снижению синтеза провоспалительных цитокинов и увеличению концентрации в плазме крови противовоспалительного ИЛ-10.
Кроме того, двуокись углерода в эксперименте ингибировала ЛПС-стимулированные макрофаги брюшины, что было доказано снижением концентрации в плазме крови ИЛ-1 и ФНО-α, этот процесс прекращался после окончания воздействия CO2 [70, 72—74].
Альтернативное мнение основано на данных эксперимента M. Ozmen и соавт. [75], целенаправленно выполненного в условиях высокого внутрибрюшного давления у кроликов. Исследование показало, что лапароскопия с CO2-П, как и лапаротомия, усиливают бактериальную транслокацию при перитоните.
Потенциально отрицательными сторонами лапароскопических технологий при лечении перитонита являются длительность вмешательства и высокое внутрибрюшное давление [55], однако эти технические негативные стороны легко устраняются при достаточном опыте хирурга и использовании специальных приемов.
В то же время трудно не согласиться с клиническими рекомендациями Европейского консенсуса по лапароскопической хирургии, утверждающими, что изменения воспалительных и противовоспалительных показателей при перитоните менее выражены при лапароскопической хирургии, чем при лапаротомии. При перитоните, согласно этим рекомендациям, нет противопоказаний для пневмоперитонеума, если лапароскопия возможна как метод лечения [65].
В качестве заключения к обзору необходимо выделить главное.
Любая травма брюшины (хирургическая, лапароскопическая, бактериальная и т. д.) сопровождается реакцией мезотелиального монослоя — перитонеальный дисфункцией. Многочисленные экспериментальные исследования не могут дать однозначные ответы на многочисленные вопросы о влиянии пневмоперитонеума, физических свойств различных газов при проведении лапароскопических вмешательств на перитонеальную дисфункцию. Особенно это касается лапароскопической хирургии перитонита, то есть вмешательств, при которых нарушения морфологических и функциональных свойств брюшины происходят при одновременном воздействии многих триггеров — бактерий, эндотоксина, повышенного внутрибрюшного давления, пневмоперитонеума, различных газов (чаще CO2) и т. д. Более того, прямых клинических исследований, свидетельствующих об однозначном негативном влиянии лапароскопии при перитоните нет. Скорее даже, наоборот…
В связи с этим лапароскопические вмешательства в настоящее время необходимо рассматривать как высокоэффективные хирургические технологии, требующие дальнейших фундаментальных научных экспериментальных и клинических исследований.
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
The authors declare no conflicts of interest.
Сведения об авторах
Сажин А.В. — д.м.н., проф., член-корр. РАН, зав. кафедрой факультетской хирургии №1 лечебного факультета РНИМУ им. Н.И. Пирогова; https://orcid.org/0000-0001-6188-6093
Ивахов Г.Б. — к.м.н., доцент, РНИМУ им. Н.И. Пирогова; https://orcid.org/0000-0002-9773-4953
Страдымов Е.А. — аспирант, лаборант кафедры, РНИМУ им. Н.И. Пирогова; https://orcid.org/0000-0001-9414-7588; e-mail: egr.stradymov@mail.ru
Петухов В.А. — д.м.н., проф., РНИМУ им. Н.И. Пирогова; https://orcid.org/0000-0003-1807-9864
Автор, ответственный за переписку: Страдымов Егор Андреевич — e-mail: egr.stradymov@mail.ru