Основой патогенеза развития грыжи передней брюшной стенки является нарушение коллагенового обмена, что обусловливает слабость апоневроза. В конце прошлого столетия внимание герниологов привлекла проблема возникновения грыжи передней брюшной стенки с точки зрения коллагенового обмена. Была предложена концепция, отражающая нарушение соотношения коллагена I и III типов и, как следствие, появление грыжи [1—3]. Определенное соотношение коллагена I и III типов обеспечивает прочность соединительной ткани. Изменение этого соотношения в сторону уменьшения коллагена III типа ведет к слабости и снижению механической функции передней брюшной стенки [4—8].

Синтез коллагеновых фибрилл является многоэтапным и сложным процессом, происходящим в организме, и на каждом из этапов возможны нарушения. Восполнение недостающих элементов нормализует этот процесс [9—11]. Оротовая кислота, входящая в состав восстанавливающего агента 4-оксипролина, необходима для сохранения атома железа при гидроксилировании пролина [12]. Пищевыми источниками оротовой кислоты являются свиная печень, кисломолочные продукты, дрожжи [13]. В медицине известен препарат калия оротат, который влияет на обменные процессы в организме, участвует в синтезе коллагеновых волокон, стимулирует деление клеток [14].

Анализируя данные литературы, мы не выявили работ, описывающих действие калия оротата на формирование соединительной ткани и изменения соотношения типов коллагена в апоневрозе при грыже передней брюшной стенки, что определило актуальность нашего исследования.

Экспериментальное исследование выполнено на 185 особях сингенных белых лабораторных мышей-самцов средней массой 45—50 г. Эксперименты, проводимые на животных, выполняли в соответствии с утвержденной Советом Европы в Страсбурге в 1986 г. Конвенцией о защите позвоночных животных при проведении экспериментов и в других целях и Директивой Совета от 24.11.86.

В зависимости от вида имплантированного эндопротеза и применения препарата калия оротата все животные были разделены на 4 группы.

Животным 1-й группы (n=43) имплантировали эндопротез из полипропилена. Во 2-й группе (n=47) использовали комбинированный эндопротез, в структуру которого входили нити из полипропилена с полимолочной кислотой. 3-ю группу (n=46)составили животные, которым имплантировали эндопротез из полипропилена, а в кормовой рацион добавляли препарат калия оротат в виде порошка из расчета 0,75 мг на одно животное в сутки. Животным 4-й группы (n=49) имплантировали комбинированный эндопротез и также в кормовой рацион добавляли калия оротат. Животные 3-й и 4-й групп получали препарат на протяжении всего эксперимента.

Эксперимент проводили в условиях операционного блока НИИ экологической медицины на базе Курского государственного медицинского университета. Оперативные вмешательства выполняли в асептических условиях с использованием эфирного наркоза. Далее производили разрез кожи на передней брюшной стенке длиной 1 см и помещали подкожно стерильный эндопротез размером 0,5×1,0 см без последующей его фиксации. Рану ушивали непрерывным швом.

Животных выводили из эксперимента путем декапитации под эфирным наркозом на 7, 10, 30, 60, 90-е сутки. Для получения гистологических препаратов брали участок передней брюшной стенки размером 1,0×1,5 см вместе с эндопротезом, после чего его фиксировали в 10% растворе нейтрального формалина. Затем фрагменты брюшной стенки заключали в парафиновые блоки, из которых получали срезы толщиной 7—10 мкм. Полученные срезы помещали на предметные стекла и окрашивали пикросириусом красным по стандартной методике [3, 9, 15, 16]. Препараты исследовали под поляризационном микроскопом Altami Polar 2 в обычном и поляризационном свете при объективах ×10, ×25, ×40. Анализ соотношения типов коллагена в соединительной ткани вокруг эндопротеза проводили по цветовой гамме, индивидуальной для каждого типа. Так, коллаген I типа при поляризационной микроскопии имел красную окраску, коллаген III типа — зеленую. Для определения соотношения коллагена I и III типов использовали программный комплекс Altami Studio 3.0 и Image J. Для изучения плотности коллагеновых волокон вычисляли их концентрацию в пикселях на 1 дюйм графического редактора [17].

При анализе гистологических микропрепаратов в поляризационном свете во всех группах на 7-е и 10-е сутки эксперимента не выявлено достоверных различий в динамике соотношения коллагена I и III типов и плотности коллагеновых волокон (см. рис. 1, а, б).

На 30-е сутки эксперимента в 1-й группе визуализировалась соединительнотканная капсула вокруг нитей эндопротеза со строгой направленностью и непрерывностью пучков коллагеновых волокон, в которой отмечались «рыхлые» участки соединительнотканной капсулы, что говорило о ее незрелости. Плотность коллагеновых волокон составила 114,9±15,6 пикселя на 1 дюйм (табл. 1).

В препаратах, полученных на 30-е сутки эксперимента при имплантации комбинированного эндопротеза, капсула имела плотную структуру, в которой отсутствовали «рыхлые» участки соединительнотканной капсулы, плотность коллагеновых волокон составила 149,5±13,3 пикселя на 1 дюйм (см. табл. 1).

При поляризационной микроскопии препаратов 2-й группы, полученных на 60-е сутки эксперимента, отмечено, что структура парапротезной капсулы была более выраженной по сравнению с таковой в 1-й группе. Наблюдались организованно направленные пучки коллагеновых волокон, плотно расположенные относительно друг друга. Анализ цветовой гистограммы показал явное преобладание красного цвета, что свидетельствовало о значительном доминировании коллагена I типа по сравнению с его содержанием в предыдущий срок. Соотношение коллагена I и III типов составило 1,96, что было достоверно больше, чем в 1-й группе животных.

К 90-м суткам эксперимента отмечалось значительное преобладание коллагена I типа над III типом при использовании обоих видов эндопротезов (табл. 2). Однако в группе с применением комбинированного эндопротеза капсула более интенсивно окрашивалась в красный цвет, пучки волокон плотно располагались относительно друг друга. Плотность коллагеновых волокон составила 278,1±19,5 пикселя на 1 дюйм, что было достоверно больше, чем в группе животных, в которой использовали полипропилен (см. табл. 1). Соотношение типов коллагена при использовании эндопротеза из полипропилена составило 1,75, что практически в 1,5 раза меньше по сравнению с этим показателем в группе, в которой использовался комбинированный эндопротез.

При поляризационной микроскопии препаратов, полученных на 30-е сутки эксперимента в 3-й и 4-й группах, определялись достоверные рзличия в соотношении типов коллагена по сравнению с таковым в предыдущие сроки. Соотношение коллагена I и III типов на 30-е сутки при имплантации эндопротеза из полипропилена в 3-й группе (рис. 2, а) было достоверно меньше, чем в 4-й группе животных, которым имплантировали комбинированный эндопротез (рис. 2, б), — 1,49 и 1,92 соответственно. Плотность коллагеновых волокон в 4-й группе составила 219,1±18,4 пикселя на 1 дюйм.

На 60-е сутки эксперимента в 3-й группе животных отмечалась многослойная парапротезная капсула без дефектов, плотность которой составила 262,7±16,4 пикселя на 1 дюйм. При использовании калия оротата и комбинированного эндопротеза на 60-е сутки эксперимента соотношение коллагена I и III типов составило 2,94, плотность парапротезной капсулы — 305,2±21,2 пикселя на 1 дюйм.

При экспериментальном использовании полипропиленового эндопротеза в сочетании с калия оротатом на 90-е сутки капсула имела незначительные «рыхлые» участки соединительнотканной капсулы (рис. 3, а), плотность коллагеновых волокон была равна 323,9±13,2 пикселя на 1 дюйм, что по сравнению с 4-й группой животных было достоверно меньше.

Применение калия оротата в 4-й группе животных в срок 90 сут (рис. 3, б) позволило значительно увеличить показатели плотности коллагеновых волокон (364,5±13,1 пикселя на 1 дюйм), соотношения типов коллагена (3,44) по сравнению с этими показателями в группах, в которых использовали эндопротез из полипропилена, и в группах животных, которым препарат в кормовой рацион не добавляли.

Изучение парапротезной капсулы на 7-е и 10-е сутки эксперимента при использовании калия оротата в 3-й и 4-й группах животных показало явное отсутствие различий в соотношении типов коллагена между собой, а также по сравнению с теми группами животных, в которых препарат не применяли. Вероятнее всего, отсутствие различий в соотношении типов коллагена было связано с воспалительной реакцией и сменой фаз воспаления (альтерации и экссудации) в эти сроки исследования, что свойственно нормальному ответу организма на травму и внедрение инородного тела (синтетического материала).

При сравнении результатов исследования соотношения типов коллагена в группах с использованием одного и того же эндопротеза, начиная с 30-х суток и в последующие сроки эксперимента, отмечались достоверно лучшие результаты в группах, в которых выполняли стимуляцию коллагеногенеза калия оротата. Помимо явного влияния этого препарата на синтез коллагена, полученные результаты могли быть обусловлены сменой фаз воспаления и наступлением фазы пролиферации в эти сроки (30 сут и далее).

Также в ходе нашего исследования, начиная с 30-х суток и до окончания эксперимента, было выявлено лучшее течение процесса коллагеногенеза и формирование соединительнотканной парапротезной капсулы при использовании комбинированного эндопротеза, чем в группе животных с эндопротезом из полипропилена. С учетом полученных результатов, вероятнее всего, произошла стимуляция коллагеногенеза полимолочной кислотой, покрывающей нити комбинированного эндопротеза.

Микроскопическая оценка препаратов на 90-е сутки эксперимента показала, что соединительнотканная капсула по плотности коллагеновых волокон, соотношению коллагена I и III типов достигает своего максимума в обеих группах. При анализе цветовой гистограммы выявлено преобладание красного цвета, свидетельствовавшее о доминировании коллагена I типа над III. Такое преобладание говорило о лучшей прочности парапротезной капсулы, что важно для предотвращения возникновения рецидива вентральной грыжи. Учитывая явное стимулирующее действие калия оротата на коллагеногенез и преобладание коллагена I типа, наблюдавшиеся в ходе эксперимента, можно рекомендовать применение калия оротата для профилактики возникновения рецидива грыжи брюшной стенки у пациентов.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.