Сайт издательства «Медиа Сфера»
содержит материалы, предназначенные исключительно для работников здравоохранения. Закрывая это сообщение, Вы подтверждаете, что являетесь дипломированным медицинским работником или студентом медицинского образовательного учреждения.

Косинец В.А.

Витебский государственный медицинский университет

Самсонова И.В.

Кафедра общей хирургии (зав. — к.м.н. Л.А. Фролов) ,кафедра патологической анатомии (зав. — к.м.н. И.В. Самсонова) УО «Витебский государственный медицинский университет», Витебск, Республика Беларусь

Рыжковская Е.Л.

Институт физиологии НАН Беларуси, Минск

Структурные изменения в сердце при экспериментальном распространенном гнойном перитоните

Авторы:

Косинец В.А., Самсонова И.В., Рыжковская Е.Л.

Подробнее об авторах

Журнал: Хирургия. Журнал им. Н.И. Пирогова. 2012;(3): 69‑73

Просмотров: 264

Загрузок: 5

Как цитировать:

Косинец В.А., Самсонова И.В., Рыжковская Е.Л. Структурные изменения в сердце при экспериментальном распространенном гнойном перитоните. Хирургия. Журнал им. Н.И. Пирогова. 2012;(3):69‑73.
Kosinets VA, Samsonova IV, Ryzhkovskaia EL. Structural changes in heart at experimental widespread purulent peritonitis. Pirogov Russian Journal of Surgery = Khirurgiya. Zurnal im. N.I. Pirogova. 2012;(3):69‑73. (In Russ.).

?>

Введение

В настоящее время большое внимание уделяется разработке проблемы метаболической поддержки при лечении больных распространенным гнойным перитонитом. Развитие тканевой гипоксии на фоне эндогенной интоксикации является важным патогенетическим фактором, определяющим тяжесть течения и исход заболевания [1, 3, 8].

Одной из первых при токсинемии поражается сердечно-сосудистая система [8]. Главным источником окисления для синтеза АТФ в сердечной мышце являются свободные жирные кислоты, что обусловливает необходимость потребления кислорода на 10% больше, чем при использовании в качестве субстрата глюкозы [14]. Высокая чувствительность миокарда к дефициту кислорода в совокупности с ограничением возможностей удовлетворения роста метаболических потребностей приводит к развитию токсической миокардиопатии.

Действие экзо- и эндотоксинов патогенной микрофлоры способствует расстройству микроциркуляции, нарушению процессов доставки и утилизации кислорода тканями. Интенсификация перекисного окисления липидов (ПОЛ), компенсаторное включение механизмов анаэробного гликолиза в ответ на кислородное голодание приводят к тяжелым патологическим изменениям метаболизма клеток. Избыточное образование свободных радикалов, а также накопление токсичных первичных и вторичных продуктов ПОЛ оказывают дестабилизирующее влияние на биологические мембраны, разобщают процессы дыхания и окислительного фосфорилирования. В результате токсического «отравления» происходит снижение энергообразования, нарастание явлений гипоксии с формированием порочного круга и как следствие нарушение структуры и гибель кардиомиоцитов [5, 7, 9, 10].

Гиперактивация процессов свободнорадикального окисления негативно влияет на реологические свойства крови и микроциркуляцию в миокарде за счет увеличения агрегационных способностей тромбоцитов с развитием гиперкоагуляции и ДВС-синдрома [6, 16].

Миокардиальная недостаточность в результате снижения сократительной способности сердечной мышцы и неспособности сердца поддерживать адекватный ударный и минутный объем является важной предпосылкой полиорганной дисфункции [11-13, 16].

В связи с этим представляется актуальным поиск средств, обладающих эффективными кардиопротекторными свойствами, с целью метаболической поддержки сердечной деятельности при лечении распространенного гнойного перитонита.

Цель исследования - изучение структурных изменений в сердце и возможности их коррекции при экспериментальном распространенном гнойном перитоните.

Материал и методы

Эксперимент выполнен на 55 кроликах-самцах породы шиншилла, массой 2600-3000 г. Животные были разделены на следующие группы: 1-я - интактные (n=5); 2-я - 6-часовой распространенный гнойный перитонит без хирургического лечения (n=5); 3-я - контрольная, хирургическое лечение перитонита (n=15); 4-я - хирургическое лечение перитонита с применением в послеоперационном периоде препарата цитофлавина (n=15); 5-я - хирургическое лечение перитонита с применением в послеоперационном периоде препарата неотон (n=15).

Перитонит моделировали путем интраабдоминального введения аэробно-анаэробной взвеси E. coli (штамм 0111 К58 НИ С 130-53) и B. fragilis (штамм 323) из расчета 6 млрд микробных клеток на 1 кг массы кролика. Через 6 ч после введения микроорганизмов в 3, 4 и 5-й группе животных с целью лечения перитонита и устранения энтеральной недостаточности выполняли лапаротомию, санацию брюшной полости, декомпрессию тонкой кишки. Животным 4-й и 5-й групп в послеоперационном периоде в течение 5 сут ежедневно внутривенно капельно вводили цитофлавин (28,6 мг янтарной кислоты на 1 кг массы) и неотон (0,05 г на 1 кг массы) соответственно, животным 3-й группы - эквивалентный объем 0,9% раствора натрия хлорида. Животных с распространенным гнойным перитонитом выводили из эксперимента (летальная доза нембутала) через 6 ч после заражения, животных 3, 4 и 5-й групп - на 1, 3 и 5-е сутки после операции.

Цитофлавин - раствор для инфузий, содержащий янтарную кислоту, никотинамид, рибоксин и рибофлавин.

Неотон - метаболическое средство, действующим веществом которого является креатинфосфат.

Материалом для морфологического исследования служили участки сердца. Для световой микроскопии материал фиксировали в 10% растворе нейтрального формалина. После стандартной проводки готовили парафиновые срезы, которые окрашивали гематоксилином и эозином и по методу Ван-Гизона. Морфологические изменения оценивали на световом оптическом уровне при увеличении 100, 200 и 400 [2].

Для трансмиссионной электронной микроскопии участки сердца фиксировали в 2,5% растворе глютарового альдегида на 0,1 М фосфатном буфере (рН 7,2) и в 2% растворе четырехокиси осмия, после дегидратации и пропитки заливали эпон-аралдитной смесью. Ультратонкие срезы изготавливали на ультрамикротоме LKB (Швеция), контрастировали уранилацетатом и цитратом свинца по Рейнольдсу, исследовали в электронном микроскопе JEM-100CX (Япония) [4].

Результаты

Изменения в сердце животных через 6 ч после инициации распространенного гнойного перитонита характеризовались развитием резко выраженных (в большей степени под эпикардом) расстройств кровообращения в виде гиперемии сосудов, стаза в сосудах микроциркуляторного русла, диапедезных кровоизлияний и резко выраженного интерстициального отека миокарда. Кардиомиоциты окрашивались неравномерно, в части из них не определялась поперечная исчерченность, выявлялся кариопикноз (рис. 1, а).

Рисунок 1. Микрофотография. Морфологическая картина миокарда животных (слева) и митохондрии кардиомиоцитов (справа). а - при 6-часовом распространенном гнойном перитоните.

При изучении структуры митохондрий сердца наблюдалось их резкое набухание, уменьшение количества и дезорганизация крист. При этом сохранялось их упорядоченное расположение вдоль миофибрилл (см. рис. 1, а).

На 1-е сутки послеоперационного периода в стенке сердца отмечались расстройства кровообращения в виде умеренной гиперемии сосудов, их дистонии с чередованием участков сужения и расширения, явлений стаза в микроциркуляторном русле, диапедезных (в большей степени в эпикарде) кровоизлияний, сочетавшихся с интерстициальным и периваскулярным отеком от умеренного до резко выраженного (рис. 1, б).

Рисунок 1. Микрофотография. Морфологическая картина миокарда животных (слева) и митохондрии кардиомиоцитов (справа). б - 1-е сутки после операции.
Кардиомиоциты окрашивались неравномерно, в значительной части из них не определялась поперечная исчерченность, выявлялись признаки некробиоза и в отдельных полях - признаки некроза.

При электронной микроскопии наблюдалось неупорядоченное расположение митохондрий, полное или частичное разрушение внутренних и наружных мембран, резкое уменьшение количества крист. В результате деструкции и отека миофибриллы представляли собой неоформленную массу (см. рис. 1, б).

На 1-е сутки после операции в группе животных, в которой применялся неотон, отек интерстиция был выражен умеренно и неравномерно, определялась диффузная, преимущественно периваскулярная, полиморфно-клеточная его инфильтрация с преобладанием нейтрофилов. Вокруг сосудов определялся от слабо до умеренно выраженного периваскулярный отек, явившийся следствием их дистонии. Стенка микрососудов была несколько разрыхлена, эндотелиоциты - с явлениями набухания. Наряду с этим отмечались диффузные дистрофические и некробиотические изменения отдельных кардиомиоцитов.

Размеры митохондрий варьировали от мелких до крупных, отмечалось их умеренное набухание. Структура крист, как правило, была сохранена, расположение компактное. В единичных случаях наружные и внутренние мембраны были разрушены. Наблюдалось от слабо до умеренно выраженного разволокнение миофибрилл.

В группе животных, получавших цитофлавин, в 1-е сутки послеоперационного периода было характерно наличие от слабо до умеренно выраженного интерстициального отека миокарда, явлений сосудистой дистонии с чередованием участков спазмирования и расширения микросоcудов в сочетании с мелкими диффузными очагами дистрофии и некробиоза кардиомиоцитов.

При электронно-микроскопическом исследовании миофибриллы определялись на большем протяжении, митохондрии располагались вдоль них в виде цепочек или групп. При этом митохондрии, как правило, были обычных размеров, с незначительными признаками набухания и просветления матрикса. Наблюдались единичные случаи фрагментации крист, разрушения наружных и внутренних мембран.

На 3-и сутки после операции в группе животных, в которой препараты не применялись, в сердце сохранялись диффузный отек интерстиция (от слабо до резко выраженного), значительные периваскулярный отек и гиперемия сосудов. Эти изменения сочетались с диффузными дистрофическими изменениями большой части кардиомиоцитов и преимущественно полиморфно-клеточной воспалительной инфильтрацией интерстиция с наличием единичных микроабсцессов.

При электронно-микроскопическом исследовании определялось сохранение ориентации митохондрий вдоль миофибрилл, однако при этом имели место обширные участки деструкции митохондрий, увеличение их размеров, фрагментация, разрушение и исчезновение крист. В большинстве случаев межмембранное пространство было расширено, матрикс просветвленный, гомогенизированный.

На фоне применения неотона на 3-и сутки послеоперационного периода наблюдались диффузный умеренно выраженный интерстициальный отек, полиморфно-клеточная с преобладанием клеток лимфоцитарного ряда воспалительная инфильтрация, очаговые дистрофические изменения кардиомиоцитов с исчезновением исчерченности, вакуолизацией цитоплазмы и явления миолиза.

Митохондрии средних и крупных размеров располагались упорядоченно, были ориентированы вдоль миофибрилл. В большинстве митохондрий межмембранное пространство расширено не было, наружная мембрана имела четкие контуры. Отмечалось наличие большого количества митохондриальных гребешков, их уплотнение и компактное расположение. В отдельных случаях наблюдалась фрагментация крист и определялись остатки разрушенных митохондрий.

На 3-и сутки послеоперационного периода при применении цитофлавина изменения в сердце характеризовались умеренно выраженным интерстициальным и периваскулярным отеком, расширением и гиперемией сосудов и появлением на этом фоне мелких очагов с дистрофическими изменениями кардиомиоцитов. Воспалительная инфильтрация была выражена очагово, преимущественно периваскулярно. Наряду с клетками лимфоцитарного ряда в инфильтрате определялись единичные нейтрофилы.

При электронно-микроскопическом исследовании характерным было наличие в кардиомиоцитах большого количества митохондрий, которые располагались в основном в околоядерной зоне и вблизи миофибрилл. Наружная мембрана имела четкий контур. Обращало внимание плотное расположение крист, в результате чего митохондрии выглядели более темными.

На 5-е сутки послеоперационного периода в группе животных без метаболической поддержки сохранялась выраженная диффузная полиморфно-клеточная воспалительная инфильтрация миокарда с наличием довольно крупных очаговых периваскулярных инфильтратов. При этом в воспалительном инфильтрате начинали преобладать лимфомакрофагальные элементы. Клеточная реакция сочеталась с гиперемией сосудов, выраженным периваскулярным и диффузным интерстициальным отеком. В значительной части кардиомиоцитов прослеживались исчезновение исчерченности, явления набухания, жировой дистрофии и некробиоза. Также отмечалось наличие мелких очагов миолиза (рис. 1, в).

Рисунок 1. Микрофотография. Морфологическая картина миокарда животных (слева) и митохондрии кардиомиоцитов (справа). в - 5-е сутки после операции.

При оценке результатов электронной микроскопии наблюдалась неоднородная картина. Митохондрии разных форм и размеров располагались компактно, группами вдоль волокон миофибрилл. В некоторых из них внутренняя и наружная мембраны были частично разрушены, здесь же практически отсутствовали кристы, в связи с чем митохондрии выглядели как большие вакуоли (см. рис. 1, в).

На фоне применения неотона на 5-е сутки после операции у экспериментальных животных структурные изменения в сердце были менее выражены по сравнению с контрольной группой. При этом наблюдались слабо выраженный очаговый интерстициальный отек, скудная преимущественно периваскулярная инфильтрация с преобладанием клеток лимфоцитарного ряда, умеренная гиперемия сосудов с единичными диапедезными кровоизлияниями (рис. 2, а).

Рисунок 2. Микрофотографии. Морфологическая картина миокарда животных (слева) и митохондрии кардиомиоцитов (справа), 5-е сутки после операции. а - с применением препарата неотона.
Кардиомиоциты на большем протяжении были сохранены, лишь в части из них отмечались пикноз ядра, исчезновение исчерченности, очаговая жировая дистрофия и явления некробиоза.

Митохондрии в кардиомиоцитах располагались упорядоченно - были ориентированы вдоль миофибрилл. В большинстве митохондрий наружная мембрана имела четкий контур, межмембранное пространство расширено не было. Отмечалось уплотнение и компактное расположение крист. В отдельных митохондриях наблюдалась фрагментация крист (см. рис. 2, а).

На 5-е сутки послеоперационного периода на фоне применения цитофлавина в сердце определялось снижение выраженности воспалительных и дистрофических изменений и восстановление нормальной гистологической структуры. Это проявлялось слабо (лишь в отдельных участках умеренно) выраженной, преимущественно периваскулярной лимфогистиоцитарной инфильтрацией, уменьшением гиперемии сосудов и, как следствие, отека (рис. 2, б).

Рисунок 2. Микрофотографии. Морфологическая картина миокарда животных (слева) и митохондрии кардиомиоцитов (справа), 5-е сутки после операции. б - с применением препарата цитофлавина.
Дистрофические изменения кардиомиоцитов с перинуклеарным отеком, исчезновение исчерченности кариопикнозом определялись очагово, преимущественно во внутренних слоях миокарда.

Электронно-микроскопическая картина отличалась наличием большого количества митохондрий среднего и крупного размера с четким контуром наружных мембран, хорошо развитыми и упорядоченными кристами (см. рис. 2, б).

Таким образом, течение экспериментального распространенного гнойного перитонита сопровождается выраженными структурными изменениями в сердце. Наличие в миокарде уже через 6 ч после инициации перитонита расстройств кровообращения, интерстициального отека, дистрофических и некробиотических изменений кардиомиоцитов указывает на высокую скорость развития системных токсических повреждений при данном заболевании. Патологические нарушения состояния и деструкция митохондрий свидетельствуют о формировании дефицита энергетического обеспечения кардиомиоцитов. Сохранение отрицательной динамики через сутки после оперативного вмешательства является сигналом недостаточной результативности борьбы организма с интоксикацией и необходимости раннего начала проведения мероприятий фармакологической поддержки и коррекции процессов метаболизма в миокарде.

Проведение сравнительного анализа применения с данной целью метаболических средств цитофлавина, содержащего янтарную кислоту, и неотона, содержащего фосфокреатин, выявило высокую эффективность препарата цитофлавина, использование которого способствовало более выраженному снижению реактивных воспалительных изменений в миокарде, торможению развития некробиотических изменений кардиомиоцитов, сохранению нормальной структуры и увеличению количества митохондрий и, как следствие, росту энергетического потенциала сердца.

Подтверждение e-mail

На test@yandex.ru отправлено письмо с ссылкой для подтверждения e-mail. Перейдите по ссылке из письма, чтобы завершить регистрацию на сайте.

Подтверждение e-mail