Введение
Одной из наиболее часто обсуждаемых в хирургии проблем остается проблема эндогенной интоксикации. Имеются веские основания для особого внимания к этому вопросу в течение последних двух десятков лет [1, 2]. Несмотря на современный высокий уровень развития медицинских технологий, зачастую явления эндогенной интоксикации и развитие системного воспалительного ответа при хирургических заболеваниях становятся фатальными вследствие формирования синдрома полиорганной недостаточности. С учетом этого одной из основных задач хирургии является предупреждение прогрессирования эндогенной интоксикации организма, поскольку предотвращение ее развития невозможно [3, 4].
В тактическом плане в хирургии для нивелирования и/или предупреждения дальнейшего прогрессирования синдрома эндогенной интоксикации разработаны и обоснованы несколько направлений.
Основным направлением профилактики дальнейшего развития эндотоксикации организма является, безусловно, купирование гнойно-некротических процессов, основных продуцентов токсинов различного характера. Еще около 150 лет назад хирургами была доказана важность максимально быстрого устранения инфекционного источника. К настоящему моменту разработано огромное количество хирургических вмешательств, позволяющих полноценно проводить санационные мероприятия при острой хирургической патологии органов брюшной полости. Однако проблема эндотоксикации остается актуальной в связи с тем, что большую роль в ее разрешении играет своевременная маршрутизация больных с гнойно-некротическими процессами брюшной полости, управлять которой хирурги не в могут [5, 6].
Другое немаловажное направление, активно развивающееся в последнее время, основано на разработке новых способов детоксикационной терапии. Изучаются разные варианты искусственной физико-химической детоксикации. Важным пунктом является стимуляция естественных детоксикационных механизмов организма, что включает лечебную гипервентиляцию легких, форсированный диурез, очищение желудочно-кишечного тракта, регуляцию ферментативной функции гепатоцитов и др. [7, 8].
Несмотря на обилие методов предотвращения эндотоксемии при хирургических патологиях, проблема эндогенной интоксикации не решена, что отчетливо видно по результатам лечения тяжелых больных с ургентной хирургической патологией.
Важным пунктом в решении этой проблемы является изучение взаимосвязи процессов распада клеточных структур пораженных тканей и функционального состояния органов системы детоксикации с патогенными агентами, способными угнетать функциональную активность органов детоксикации. Среди обилия подобных агентов основными являются патогены, способные вызывать мембранодестабилизирующие и мембранодеструктивные явления. Наиболее значимыми процессами в этим отношении являются перекисное окисление мембранных липидов (ПОЛ) и активизация фосфолипаз [8, 9].
Сведения об имеющейся взаимосвязи вышеупомянутых процессов позволят не только достоверно определить значимость этих механизмов в патогенезе и танатогенезе острой хирургической патологии органов брюшной полости, но и разработать наиболее оптимальные схемы их своевременной коррекции.
Цель исследования ― изучить особенности возникновения и течения эндогенной интоксикации при разных вариантах острой патологии органов брюшной полости во взаимодействии с поражением органов системы детоксикации организма и степенью выраженности процессов катаболизма, обусловленных процессами ПОЛ мембран и активностью фосфолипаз, на основании чего разработать новый, патогенетически обоснованный подход к профилактике прогрессирования хирургического эндотоксикоза.
Материал и методы
Клиническая часть. Первый раздел работы включает исследования по оценке в динамике выраженности синдрома эндотоксемии, функционального состояния печени, почек и кишечника как органов, входящих в состав детоксикационной системы организма, активности перекисного окисления биолипидов и фосфолипаз у 162 больных с острой хирургической патологией органов брюшной полости с преимущественным асептическим воспалением (острый тяжелый панкреатит, острая кишечная непроходимость, острый катаральный холецистит) и выраженными гнойно-некротическими явлениями (острый перитонит, острый деструктивный холецистит).
Были сформированы семь групп исследования.
Первые три группы составили пациенты, у которых ургентная хирургическая патология протекала с асептическим воспалением.
В 1-ю группу вошли 22 пациента (средний возраст 43,3±5,2 года) с острым тяжелым панкреатитом, среди них 14 (63,6%) мужчин, 8 (36,4%) женщин. Оценку степени тяжести проводили на основе балльной оценки по шкале APACHE II (суммарная оценка 10,68±0,42 балла). С использованием шкалы Маршалла (модифицированной) оценивали степень выраженности органной недостаточности: при наличии 2 баллов или более органную функцию относили к недостаточной (P. Banks и соавт., 2013). Пациентам, входящим в эту группу, оперативного вмешательства не выполняли, им проводили стандартную терапию.
Во 2-ю группу включены 27 больных (средний возраст 46,8±4,7 года) с острым катаральным холециститом, в том числе 3 (11,1%) мужчин, 24 (88,9%) женщины. Основной причиной (95,6%; 25 пациентов) острого холецистита являлась желчнокаменная болезнь.
В 3-ю группу вошли 19 пациентов (средний возраст 39,4±4,1 года) с острой спаечной кишечной непроходимостью, из них 13 (68,4%) мужчин, 6 (31,6%) женщин.
Следующие четыре группы состоят из больных с гнойно-некротическим воспалением.
В 4-ю группу вошли 18 пациентов (средний возраст 42,1±5,3 года) с острым деструктивным холециститом, осложненным эмпиемой желчного пузыря: 4 (68,4%) мужчин, 14 (31,6%) женщин; в 5-ю группу вошли 26 пациентов (средний возраст 31,1±5,2 года) с острым распространенным перитонитом: 17 (68,4%) мужчин, 9 (31,6%) женщин; в 6-ю группу вошли 20 пациентов (средний возраст 45,7±4,8 года) с острым тяжелым панкреатитом (оценка 9,83±0,5 балла): 12 (63,6%) мужчин, 8 (36,4%) женщин; в 7-ю группу вошли 20 пациентов (средний возраст 32,3±4,7 года) с острым распространенным перитонитом: 14 (68,4%) мужчин, 6 (31,6%) женщин.
У пациентов 6-й и 7-й групп комплексная терапия включала ремаксол в течение 3 сут 800,0 мл внутривенных вливаний, затем в течение 2 сут ― 400,0 мл внутривенных вливаний. Следует отметить, что состав и состояние больных этих групп по основным признакам соответствовали таковым в 1-й и 5-й группах (χ2=0,835―1,026, p=0,433―0,629).
В процессе исследования оценивали функциональную активность органов системы детоксикации организма и степень выраженности расстройств гомеостаза. Кроме того, определяли барьерную функцию кишечника, эндогенную интоксикацию, активность оксидативного стресса, супероксиддисмутазы и фосфолипазы А2.
Экспериментальная часть. Опыты поставлены на беспородных собаках в соответствии с этическими нормами и рекомендациями по работе с лабораторными животными и одобрены локальным этическим комитетом.
В 1-й группе (15 животных) на экспериментально сформированной модели острого перитонита, во 2-й группе (15 животных) на экспериментально сформированной модели билиарного панкреатита изучали явления эндотоксикации, активность фосфолипаз, выраженность оксидативного стресса, структуру фосфолипидов тканей печени, почек и кишечника. Объем исследований соответствовал таковому в клиническом разделе работы. Кроме того, для оценки структурного состояния фосфолипидов биомембран клеток органов системы детоксикации из их тканей экстрагировали липиды, которые фракционировали методом тонкослойной хроматографии с последующим молекулярным анализом на денситометре Model GS-670 (BIO-RAD, США).
Статистическую обработку полученных данных проводили с использованием пакета статистических программ BioStat 2009 AnalystSoft Inc. 5.8.3.0 (Россия) с расчетом t-критерия Стьюдента и χ2, средней арифметической выборочной совокупности (M), ошибки средней арифметической (m).
Результаты
Логично предположить, что чрезмерное повышение уровня эндогенных токсинов в крови возникает вследствие их гиперпродукции и/или в результате выраженного ингибирования активности естественной дезинтоксикационной системы организма. В связи с этим важным становится понимание причин подобных изменений. Для полного понимания сути представленных явлений необходимо изучить процессы, происходящие на клеточном уровне. Среди обилия факторов, влияющих на ход описанных процессов, основными являются факторы, при которых происходят мембранодестабилизирующие и мембранодеструктивные явления. Среди них наиболее значимыми процессами являются ПОЛ и активизация фосфолипаз. Следует отметить, что патологические изменения при активации вышеупомянутых процессов происходят как локально в зоне поражения, так и общесистемно.
Выстроенная в настоящей работе концепция основана на признании этих универсальных агентов наиболее значимыми в патогенезе не только развития катаболических процессов (источника токсинов), но также формирования функциональных нарушений органов естественной детоксикации организма.
Перед авторами настоящего исследования стояла задача доказать значимость этих агентов в ходе развития синдрома эндотоксикации и их угнетающее влияние на функциональное состояние органов детоксикации при острой хирургической патологии органов брюшной полости.
Для максимально полного понимания обозначенной проблемы необходимо углубленное, динамическое изучение происходящих патофизиологических процессов на органном, клеточном и молекулярном уровнях.
В связи с этим одна из задач исследования — изучение функционально-метаболического состояния печени, почек и кишечника как органов естественной детоксикации организма при хирургической патологии в основном с асептическим воспалением (острый катаральный холецистит, острый панкреатит на ранних стадиях развития, острая спаечная кишечная непроходимость) и с гнойно-некротическими проявлениями (гнойный перитонит, острый деструктивный холецистит с эмпиемой).
Выбор патологий для изучения был не случайным. Несмотря на то что основная направленность исследования — это изучении роли ПОЛ и активности фосфолипаз в процессах дестабилизации и деструкции клеточных мембран, приводящих к эндотоксемии, нельзя не принять во внимание, что при инфицированном поражении патогенные микроорганизмы также являются важным фактором в организации мембранодеструции и выработке экзотоксинов и эндотоксинов.
Таким образом, рациональный план исследований позволил установить с известной степенью доказательности приоритет того или иного фактора в прогрессировании эндогенной интоксикации.
Важно, что большое значение в подтверждении переосмысленной концепции формирования синдрома эндотоксикации могли иметь также сведения, полученные при верификации эффективности патогенетической терапии, основывающейся на данных, полученных в ходе исследования. В случае ее результативности были бы получены доказательства правомерности предложенной концепции патогенеза формирования синдрома эндогенной интоксикации в ранние сроки острых хирургических заболеваний органов брюшной полости.
С учетом того, что в ходе настоящей работы предстояло изучить морфофункциональное состояние органов, формирующих детоксикационную систему организма, на клеточном уровне, используя оценку структурного состояния липидного бислоя клеточных мембран, которая сопряжена с проведением биопсии, необходимо было выполнить экспериментальные исследования с моделированием двух патологий: с преимущественным асептическим воспалением (острый панкреатит) и с гнойным воспалением (острый гнойный перитонит).
Используемые в исследовании методический и методологический подходы для оценивания выраженности синдрома эндотоксемии при разной патологии помогли выявить принципиально новые взаимосвязи, что и стало базовой теорией для переформирования концепций некоторых патогенетических механизмов развития синдрома эндогенной интоксикации на фоне хирургической патологии.
В ходе настоящей работы было доказано, что формирование синдрома эндотоксикации при острой хирургической патологии органов брюшной полости зависит не только от наличия инфекционного агента, но и в не меньшей степени от интенсивности процессов ПОЛ и активности фосфолипаз. Кроме того, доказано, что максимальное значение этих процессов отмечается на начальных этапах заболевания.
Не стоит забывать, что названные выше триггеры не являются единственными в интенсификации катаболических явлений. Однако они занимают первое по значимости место вследствие их двойственного альтерирующего эффекта: во-первых, они сами являются повреждающими клеточную стенку агентами, а во-вторых, они обладают способностью проявлять свою патологическую активность под воздействием других факторов агрессии.
Подтверждением высказанной теории являются результаты обследования больных, у которых в ходе лечения были произведены оперативные вмешательства. Было установлено, что на ранних этапах после хирургического вмешательства достоверно усиливались признаки эндотоксикации, что коррелирует с интенсификацией процессов ПОЛ и активностью фосфолипаз. Это наблюдение не только доказывает важное значение ПОЛ в процессах катаболизма, но и подтверждает лидирующее значение ПОЛ в формировании синдрома эндогенной интоксикации на ранних этапах острой хирургической патологии органов брюшной полости.
Наиболее важным научным достижением проведенной работы стало выявление следующей закономерности. Обнаружено, что на ранних этапах изучаемой хирургической патологии степень интенсивности эндотоксемии по большей части обусловлена процессами клеточного распада, а на поздних этапах ― дисфункцией системы детоксикации организма на фоне стабилизации или даже снижения явлений катаболизма.
Также отмечено, что при асептических патологических процессах выявлялся более высокий уровень токсинов гидрофильной и гидрофобной природы. Аналогичная картина наблюдалась и по отношению заболеваний с гнойным компонентом.
Таким образом, установлено, что при всех изученных острых заболеваниях регистрируется повышение в крови содержания токсических продуктов. В течении синдрома эндотоксикоза не отмечено зависимости от характера воспаления. Значительный уровень продуктов эндотоксикации регистрируется даже при несущественных, относительно асептических процессах. Например, при остром панкреонекрозе степень выраженности синдрома эндотоксикоза на ранних стадиях соизмерима с таковой при патологических состояниях, характеризующихся выраженным гнойным воспалением.
Установлено, что регистрируемые проявления эндотоксикоза сопровождаются функциональными дестабилизациями исследованных органов системы детоксикации, таких как печень, почки и кишечник, вне зависимости от того, было ли воспаление асептическим или характеризовалось активным гнойным процессом (рис. 1).
Рис. 1. Динамика содержания креатинина и изменения теста лактулоза/маннитол при остром панкреатите (здесь и далее значения показателей в норме приняты за 100%).
Замечено, что при всех изучаемых патологиях отмечается дисфункция органов системы детоксикации, выраженность которой имеет зависимость как от характера, так и от распространенности процесса воспаления в абдоминальной полости. Но и дисфункции такого рода, независимо от патологии, развиваются не сразу. Существенные функциональные дестабилизации не регистрировались в первые сутки послеоперационного вмешательства даже при остром гнойном перитонеальном воспалении.
Следующий раздел посвящен изучению основных процессов, приводящих к катаболическим явлениям: ПОЛ и активности фосфолипаз.
Такого рода изменения отмечены при заболеваниях как с асептическим воспалительным процессом (рис. 2), так и с гнойным (рис. 3).
Рис. 2. Динамика содержания диеновых конъюгатов и малонового диальдегида при остром панкреатите.
Рис. 3. Динамика содержания диеновых конъюгатов и малонового диальдегида при остром перитоните.
Необходимо подчеркнуть, что ощутимое увеличение активности этих процессов происходит независимо от типа и степени выраженности воспаления. Принятая закономерность имеет чрезвычайно важное практическое значение. Без сомнений, тенденции современной хирургической службы, нацеленной на качественное оказание помощи, диктуют практикующим врачам необходимость воздействия не только на патологический очаг, но и на сопровождающие и сопутствующие, в том числе системные, патологические состояния. Данные, полученные в настоящем исследовании, могут стать базисом для установления механизмов депрессии процессов систем детоксикации в организме. Активация фосфолипаз и липопероксидация являются неспецифическими процессами целлюлярных деструкций и дестабилизаций, в том числе и органов, выполняющих функции детоксикации. Кроме того, при эндогенной интоксикации функциональная активность и нагрузка на эти органы значительно возрастают.
Необходимо выделить также и то, что одной из добавочных доказательных основ описанной теории являются экспериментальные данные, опирающиеся на исследование биоптатов тканей органов систем детоксикации, при котором были исследованы целлюлярные бислойные фосфолипидные мембраны.
При моделировании острого перитонеального и панкреатического воспаления в динамике была досконально изучена функциональная активность печени, почек и кишечника как органов системы детоксикации в связи с их мембранными структурными дестабилизациями, а также со способностью к модификации фосфолипидной целлюлярной конформации (изменение активности фосфолипаз и липопероксидации) процессов в структурах их тканей.
Обозначены характерные явления органных функциональных расстройств изучаемых систем, сопровождающиеся повышением фосфолипазной активности и усиленной активизацией процессов липопероксидации на фоне падения антиоксидантного энзимного потенциала (рис. 4).
Рис. 4. Динамика активности супероксиддисмутазы и фосфолипазы А2 в тканях печени при остром панкреатите.
Отмечающиеся в тканях органов системы детоксикации нарушения состава фосфолипидов указывают на дестабилизацию мембранных структур (рис. 5).
Рис. 5. Динамика содержания лизофосфолипидов, сфингомиелина и фосфатидилхолина в клетках печени при остром панкреатите.
Патологические целлюлярные дестабилизации обусловливают высокую функциональную нагрузку, вплоть до возникновения расстройств. Таким образом, в ранних периодах острой хирургической абдоминальной патологии развитие эндотоксикоза является следствием в большей степени процессов катаболизма, в следующие периоды оно вызвано депрессией детоксикационных функций органов и систем на фоне нормализации или же дегрессии катаболических процессов.
Важнейшим прикладным значением исследования является возможность «регулирования» эндотоксикоза путем снижения интенсивности механизмов активации и поддержания процессов катаболизма и восстановления активности организменной детоксикации. В настоящем исследовании для этой роли выбран отечественный антиокисдант и антигипоксант ― препарат ремаксол.
Применение препарата ремаксол в терапевтических схемах у пациентов с ургентной хирургической абдоминальной патологией на ранних стадиях приводит к снижению выраженности эндотоксикоза (рис. 6).
Рис. 6. Динамика значений коэффициента интоксикации при остром панкреатите на фоне комплексной терапии.
На фоне терапии этим препаратом отмечалось снижение интенсивности катаболических процессов с реградацией функционального состояния системы детоксикации. Основным компонентом воздействия является снижение (деактивация) сверхинтенсивности липопероксидации и активности фосфолипаз (см. таблицу).
Таблица. Активность окислительного стресса и фосфолипаз при остром панкреатите
| Показатель | Норма | Группа | Срок наблюдения, сут | ||
| 1-е | 3-и | 5-е | |||
| ДК, усл. ед/мг липидов | 0,263±0,019 | 1-я | 0,472±0,022 | 0,497±0,026 | 0,384±0,031 |
| 2-я | 0,404±0,020 | 0,355±0,029 | 0,311±0,018 | ||
| рн | <0,05 | <0,05 | <0,05 | ||
| рк | <0,05 | <0,05 | <0,05 | ||
| МДА, нмоль/г белка | 2,26±0,17 | 1-я | 3,98±0,26 | 4,17±0,23 | 3,68±0,27 |
| 2-я | 3,63±0,19 | 3,40±0,21 | 2,81±0,16 | ||
| рн | <0,05 | <0,05 | <0,05 | ||
| рк | >0,05 | <0,05 | <0,05 | ||
| СОД, усл. ед. | 9,11±0,56 | 1-я | 6,36±0,51 | 6,12±0,42 | 6,91±0,55 |
| 2-я | 6,45±0,54 | 7,29±0,34 | 7,78±0,42 | ||
| рн | <0,0 | <0,05 | <0,05 | ||
| рк | >0,05 | <0,05 | >0,05 | ||
| ФА2, мкмоль/с/г белка (·10–3) | 81,4±10,2 | 1-я | 416,3±27,7 | 498,4±30,2 | 389,0±32,7 |
| 2-я | 364,6±22,8 | 385,4±31,7 | 272,6±34,4 | ||
| рн | <0,05 | <0,05 | <0,05 | ||
| рк | <0,05 | <0,05 | <0,05 | ||
Примечание. ДК ― диеновые коньюгаты; МДА ― малоновый диальдегид; СОД ― супероксиддисмутаза; ФА2 ― фосфолипаза А2. рн ― ; рк ―.
Таким образом, результаты исследования показали, что терапия с применением ремаксола позволяет снизить выраженность эндотоксикоза при ургентной патологии органов брюшной полости, в том числе при остром перитоните и остром панкреатите. Позитивный эффект от проведенного лечения определяется в основном способностью препарата снижать интенсивность ПОЛ и фосфолипазной активности.
С другой стороны, полученные результаты, указывающие на существенную эффективность ремаксола при острых болезнях органов брюшной полости, дают большее основание для утверждения значимости указанных агентов в патогенезе синдрома эндогенной интоксикации. Исходя из этого, полученные данные доказывают правомочность выработанной концепции развития эндотоксикоза на ранних сроках острой абдоминальной патологии.
Заключение
На основании результатов экспериментальных и клинико-лабораторных исследований сформировано утверждение о сопряженности с катаболическими явлениями, развившимися вследствие высокой фосфолипазной активности и активных процессов переокисления липидов, развития синдрома хирургического эндотоксикоза на ранних стадиях перитонеального воспаления, вне зависимости от его характера. Несколько позже в патогенезе их развития и, вероятно, прогрессирования участвует и угнетенная функция органов детоксикационной системы.
Безусловно, полученные сведения дают основание для конститутивного пересмотра значимости рассмотренных механизмов интоксикации организма на ранних сроках экстренной абдоминальной патологии, что позволяет подтолкнуть разработку новых терапевтических схем и решений, таргетированно направленных на снижение интенсивности и устранение катаболических явлений мембранных дестабилизаций.
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.