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.

Иванов С.В.

ФГБНУ «Научно-исследовательский институт комплексных проблем сердечно-сосудистых заболеваний», Кемерово, Россия

Лазаренко В.А.

ФГБОУ ВО «Курский государственный медицинский университет» Минздрава России, Курск, Россия

Иванов И.С.

Кафедра хирургических болезней №1 ГБОУ ВПО «Курский государственный медицинский университет» Минздрава РФ

Парфенов И.П.

Белгородская областная клиническая больница Святителя Иоасафа, кафедра хирургических болезней №2 Белгородского государственного университета

Цуканов А.В.

Кафедра хирургических болезней №1 ГБОУ ВПО «Курский государственный медицинский университет» Минздрава РФ

Тарабрин Д.В.

Кафедра хирургических болезней №1 ГБОУ ВПО «Курский государственный медицинский университет» Минздрава РФ

Объедков Е.Г.

Кафедра хирургических болезней №1 ГБОУ ВПО «Курский государственный медицинский университет» Минздрава РФ

Влияние оротата калия на неоколлагеногенез при имплантации полипропиленового эндопротеза и эндопротеза из полипропилена с полимолочной кислотой в эксперименте

Авторы:

Иванов С.В., Лазаренко В.А., Иванов И.С., Парфенов И.П., Цуканов А.В., Тарабрин Д.В., Объедков Е.Г.

Подробнее об авторах

Журнал: Хирургия. Журнал им. Н.И. Пирогова. 2017;(3): 50‑54

Просмотров: 450

Загрузок: 5

Как цитировать:

Иванов С.В., Лазаренко В.А., Иванов И.С., Парфенов И.П., Цуканов А.В., Тарабрин Д.В., Объедков Е.Г. Влияние оротата калия на неоколлагеногенез при имплантации полипропиленового эндопротеза и эндопротеза из полипропилена с полимолочной кислотой в эксперименте. Хирургия. Журнал им. Н.И. Пирогова. 2017;(3):50‑54.
Ivanov SV, Lazarenko VA, Ivanov IS, Parfenov IP, Tsukanov AV, Tarabrin DV, Obiedkov EG. The influence of «potassium orotate» on neocollagenogenesis in implantation of polypropylene endoprosthesis and polypropylene combined with polylactic acid endoprosthesis. Pirogov Russian Journal of Surgery = Khirurgiya. Zurnal im. N.I. Pirogova. 2017;(3):50‑54. (In Russ.).
https://doi.org/10.17116/hirurgia2017350-54

?>

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.

Материал и методы

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].

Результаты

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).

Рис. 1. Микрофотографии на 10-е сутки эксперимента. Зоны имплантации эндопротеза из полипропилена (а) и комбинированного эндопротеза (б). В обоих случаях с добавлением в кормовой рацион калия оротата. Окраска пикрофуксином красным. Ув. соответственно 250 и 400.

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).

Таблица 1. Плотность коллагеновых волокон

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.

Таблица 2. Соотношение коллагена Iи III типов в области имплантации эндопротеза Примечание. * — р≤0,05 при сравнении между эндопротезами в одинаковые сроки эксперимента; # — р≤0,05 при сравнении между типами эндопротезов и в зависимости от использования калия оротата; m — стандартное отклонение; ТК — типы коллагена.

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.

Рис. 2. Микрофотографии на 30-е сутки эксперимента. Зоны имплантации эндопротеза из полипропилена (а) и комбинированного эндопротеза (б). В обоих случаях с добавлением в кормовой рацион калия оротата. Окраска пикрофуксином красным. Ув. 400.

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.

Рис. 3. Микрофотографии на 90-е сутки эксперимента. Зоны имплантации эндопротеза из полипропилена (а) и комбинированного эндопротеза (б). В обоих случаях с добавлением в кормовой рацион калия оротата. Окраска пикрофуксином красным. Ув. 400.

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.

Обсуждение

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.

*e-mail: ivanov. is@mail.ru

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