Введение
Успех лечения большинства заболеваний обусловлен возможностью воздействия на патологические процессы, происходящие на клеточном, субклеточном, молекулярном, генном уровнях. Применение диагностических систем и миниинвазивных технологий обеспечивает эффективное лечение тяжелых пациентов. Отмечено, что изменения в отдельном органе отражаются на функционировании организма в целом, затрагивая однотипные системные реакции [1, 2].
Известные дистресс-синдромы — респираторный, коагулопатический, мембранодестабилизирующий, энтеральный и иные — объясняют развитие пато- и танатогенных изменений, развивающихся как следствие типичных экстренных заболеваний. В клинической практике основной диагноз часто дополняется грозными осложнениями как следствие системных изменений [3—7].
Общие патологические сдвиги на определенном этапе патогенеза, трансформируясь, определяют атипичное течение болезни и становятся предопределяющими неблагоприятного исхода. По этой причине комплексным дистресс-синдромам уделяют особое внимание [8].
В экстренной хирургии и урологии необходимо учитывать роль печени и почек как основных органов детоксикации. Научные исследования демонстрируют значимость острого почечного повреждения и острой печеночной недостаточности в патогенезе экстренных урологических и хирургических заболеваний, а также необходимость обоснованного патогенетического лечения [9]. Несмотря на отдельные исследования, нет общей универсальной концепции патологических изменений и схем ее коррекции [10, 11]. Имеющиеся на вооружении методы лабораторной диагностики демонстрируют разнообразные функционально-метаболические критерии, отражающие многочисленные изменения в работе почек [12, 13]. Сложность заключается в определении прогноза и тактики ведения пациента. Обобщение основных и дополнительных результатов диагностики позволит установить значимость острого почечного повреждения в патогенезе экстренных хирургических и уронефрологических заболеваний, определить роль в развитии дизрегуляторных изменений и гомеостаза.
Цель исследования — на основе объективных критериев структурно-функционального состояния почек при различной ургентной хирургической и уронефрологической патологии (перитонит, панкреонекроз, кишечная непроходимость, мочевой перитонит, острый гнойный вторичный пиелонефрит) выявить и доказать общую закономерность развития ренальных изменений, влияния их на патогенез нарушений гомеостаза на общеорганизменном уровне и сформировать обоснованную доказательную базу нового симтомокомплекса — ренальный дистресс-синдром в хирургии и уронефрологии; установить эффективность ремаксола в его коррекции.
Выбор заболеваний обусловлен разнообразием патогенетических изменений и характером воспалительного процесса: при остром панкреатите преобладает аутолитический асептический компонент (ранняя фаза), при остром перитоните — гнойный, при острой кишечной непроходимости — асептический (ранние сроки), при остром пиелонефрите (апостематозный и абсцессы почек) — отсроченный изолированный механизм повреждения почечной ткани.
Материал и методы
В основу работы положены результаты экспериментальных и клинических исследований.
Экспериментальная часть. Объектом экспериментального исследования были 60 половозрелых беспородных собак. Изучали функционально-метаболическое состояние почек при различных ургентных состояниях.
Исследования проводились в соответствии с нравственными требованиями к работе с экспериментальными животными («Правила проведения работ с использованием экспериментальных животных» (приказ Минздрава СССР №755 от 12.08.87), Федеральный закон «О защите животных от жестокого обращения» от 01.01.97, приказ Минздрава России от 19.06.03 №267 «Об утверждении правил лабораторной практики»), одобрены локальным Этическим комитетом.
Острый перитонит моделировали путем инъекционного введения в околопупочную область брюшной полости 20% каловой взвеси (А.П. Власов, 1991). В 1-й подгруппе через 24 ч выполняли лапаротомию, санацию брюшной полости. Во 2-й подгруппе моделировали прогрессирующий гнойный перитонит (санацию брюшной полости не производили). В 3-й подгруппе, аналогичной 1-й, в раннем послеоперационном периоде терапия включала инфузии ремаксола (20 мл/кг). Острый панкреатит моделировали путем введения аутожелчи в паренхиму поджелудочной железы по 0,5 мл: в 8 точках — очаговый панкреонекроз; в 12 точках — тотальный панкреонекроз (В.М. Буянов и др., 1989). Острую кишечную непроходимость моделировали путем лигирования терминального отдела тонкой кишки. В 1-й подгруппе разрешение кишечной непроходимости проводили снятием лигатуры через 24 ч, во 2-й — кишечная непроходимость сохранялась (лигатура не удалялась) (А.П. Власов и др., 2015). Моделирование производилось под внутривенным наркозом (тиопентал натрия 0,04 г/кг).
В динамике (1, 3, 5-е сутки) проводились забор крови и мочи, биопсия среднего сегмента паренхимы почки. Послеоперационное лечение включало инфузионную (5% раствор глюкозы и 0,89% раствор натрия хлорида — 50 мл/кг массы 1 раз в сутки) и антибактериальную (при перитоните 1-й подгруппы) (гентамицин 8 мг/кг массы тела внутримышечно 2 раза в сутки) терапию. Взятие, фиксацию, обезвоживание, уплотнение и приготовление срезов, окрашивание гематоксилином и эозином выполняли по стандартным методикам для препаратов световой микроскопии. В тканях почек, плазме крови и эритроцитах в динамике определяли содержание различных фракций липидов путем экстрагирования, фракционирования и количественной оценки на денситометре Model GS-670 (BIO-RAD, США) с соответствующим программным обеспечением (PhosphorAnalyst/PS Sowtware).
По показателям гомеостаза в притекающей и оттекающей от почек крови представилось возможным оценить их фильтрационно-детоксикационную активность, в частности детоксикационную способность. Для большей объективности она определена с учетом объемного кровотока в органе. Нами предложена достаточно простая формула определения приточно-отточной разницы (ПОР) по соответствующим показателям эндогенной интоксикации. На примере определения ПОР по молекулам средней массы (МСМ) расчет был таким: ПОР=0,2 × (МСМо — МСМп); где 0,2 — объемный кровоток в литрах в 1 мин; МСМо — уровень МСМ в оттекающей от органа крови; МСМп — уровень МСМ в притекающей к органу крови.
Анализировали биохимические параметры крови: определение диеновых конъюгатов — спектрофотометрический метод при длине волны 232—233 нм; содержание малонового диальдегида в реакции с 2-тиобарбитуровой кислотой (ТБК) (в том числе в моче); исследование активности фосфолипазы A2 титрометрическим методом (в том числе в моче); определение активности супероксиддисмутазы по реакции с нитросинимтетразолием. Выраженность эндогенной интоксикации определяли по содержанию МСМ; общую (ОКА) и эффективную (ЭКА) концентрацию альбумина — флюоресцентным методом на специализированном анализаторе АКЛ-01 «Зонд», затем рассчитывали резерв связывания альбумина (РСА) и индекс токсичности плазмы (ИТ).
В клинический раздел «Клинико-лабораторные исследования» включали пациентов с острым перитонитом (48), острым панкреатитом (18), кишечной непроходимостью (21), острым гнойным вторичным пиелонефритом (19). Пациентам с перитонитом проводилась стандартизированная терапия (1-я подгруппа, n=20) или с включением ремаксола (2-я подгруппа, n=28).
Пациенты оперированы. Объем и характер вмешательств зависел от патологии. В раннем послеоперационном периоде анализировали показатели гомеостаза, функционального состояния почек, выраженность эндогенной интоксикации, перекисного окисления липидов, фосфолипазную активность, состав липидов плазмы крови и эритроцитов.
Статистическая достоверность полученных значений подтверждена применением критериев описательной статистики (медиана, границы 95% доверительного интервала, среднее и 5% усеченное среднее) с анализом достоверности, основанным на критерии Кендалла. Определялись коэффициент Стьюдента (t), коэффициент корреляции (r). Значимость корреляции оценена методом Спирмена. Анализ выполнен программами Microsoft Excel 2010 и SPSS 16.0.
Результаты и обсуждение
Экспериментальный раздел. Избранные модели эксперимента позволили решить цель и задачи исследования. Патологический процесс в органах брюшной полости сопровождался типичными клиническими, лабораторными и инструментальными изменениями, регистрируемыми до окончания срока наблюдения. Прогрессия заболевания без специфического лечения приводила к гибели объектов наблюдения после 5 сут. Оценка почечной функции с использованием дополнительных критериев позволила продемонстрировать необходимость коррекции острого почечного повреждения.
Исследуемые в динамике лабораторные критерии позволили оценить детоксикационную функцию и отразить липидную перестройку в почках. Такой подход выявил глубинные изменения в работе органа и отразил возможности их коррекции. Полученные результаты демонстрируют выраженные изменения показателей, определяемых в артериальной и венозной крови в первые часы-сутки, а в дальнейшем указывают на прогрессию патологического состояния и ухудшение ренального статуса. Однако на 3-и сутки, по мере прогрессирования основного заболевания, функциональная активность снижается, что отражается незначительной разницей в показателях артериального и венозного кровотока. К 5-м суткам наблюдения детоксикационная способность снижалась еще выраженнее, что отражено в изменении концентрации гидрофильных и гидрофобных токсинов (табл. 1).
Таблица 1. Критерии эндогенной интоксикации в плазме крови в эксперименте при прогрессирующем воспалении на примере острого перитонита
| Показатель | Норма | Этапы наблюдения | ||
| 1-е сутки | 3-и сутки | 5-е сутки | ||
| Артериальная (приток) | ||||
| ЭКА, г/л | 29,18±1,10 | 18,40±0,87* | 10,67±0,51* | 8,26±0,60* |
| РСА, усл. ед. | 0,72±0,04 | 0,56±0,03* | 0,37±0,02* | 0,28±0,02* |
| ИТ, усл. ед. | 0,11±0,02 | 0,57±0,05* | 0,73±0,05* | 0,82±0,06* |
| МСМ, усл. ед. (254 нм) | 0,310±0,017 | 0,433±0,046* | 0,589±0,059* | 0,708±0,063* |
| Венозная (отток) | ||||
| ЭКА, г/л | 28,61±1,06 | 18,19±0,81* | 10,53±0,53* | 8,08±0,63* |
| РСА, усл. ед. | 0,71±0,03 | 0,59±0,03* | 0,38±0,03* | 0,24±0,01* |
| ИТ, усл. ед. | 0,12±0,02 | 0,55±0,04* | 0,71±0,06* | 0,89±0,05* |
| МСМ, усл. ед. (254 нм) | 0,308±0,020 | 0,438±0,038* | 0,574±0,052* | 0,740±0,071* |
Примечание. Здесь и в табл. 2—4: * — статистически значимые отличия от нормы (p<0,05).
При сравнительной оценке содержания токсинов в крови (артериальная и венозная) установлено, что детоксикационная способность почек заметно снижалась. Во многом аналогичная картина зарегистрирована при других моделях воспаления. В дальнейшем (3-и и 5-е сутки) отмечается постепенное восстановление функционального статуса почек, тогда как во вторых подгруппах отмечается прогрессирующее кратное повышение уровня креатинина плазмы, мочевины, остаточного азота и снижение креатинина мочи, минутного диуреза, скорости клубочковой фильтрации, канальцевой реабсорбции (табл. 2).
Таблица 2. Показатели ренальной функции в эксперименте при прогрессирующем воспалении на примере острого перитонита
| Показатель | Норма | Послеоперационный период | ||
| 1-е сутки | 3-и сутки | 5-е сутки | ||
| Креатинин плазмы, мкмоль/л | 0,066±0,001 | 0,108±0,002* | 0,159±0,011* | 0,163±0,002* |
| Креатинин мочи, мкмоль/л | 4,62±0,092 | 3,38±0,012* | 2,01±0,002* | 2,09±0,008* |
| Мочевина, ммоль/л | 4,51±0,090 | 8,32±0,018* | 15,34±0,022* | 15,97±0,022* |
| Остаточный азот, мг, % | 19,54±0,46 | 24,89±0,19* | 36,74±0,07* | 35,93±0,07* |
| Минутный диурез, мл/мин | 1,19±0,024 | 0,72±0,03* | 0,59±0,04* | 0,51±0,05* |
| Клубочковая фильтрация, мл/мин | 110,53±1,67 | 73,62±1,47* | 53,89±0,65* | 49,26±0,98* |
| Канальциевая реабсорбция воды, % | 82,36±1,64 | 71,53±1,43* | 52,93±0,85* | 48,39±0,96* |
Таким образом, исследованиями подтверждена зависимость функционального состояния почек от характера и выраженности воспалительного процесса. Доказано, что по мере прогрессирования заболеваний функциональный статус почек настолько падает, что они отчасти становятся источником токсинов. Подчеркнем, что такого рода динамика нарушения функционального состояния почек имелась вне зависимости от вида воспаления.
На следующем этапе предстояло изучить процессы поражения почек на молекулярном уровне. Такого рода исследования позволили бы установить универсальные механизмы их поражения. С этой целью исследован липидный состав тканей почек, а также активность триггерных агентов, участвующих в регуляции липидного метаболизма. Известно, что уровень фосфолипидов и динамика отдельных липидных фракций отражают функциональное состояние целостности клеток и во многом определяют механизм перехода функциональных изменений в структурные.
Итак, по динамике липидов в тканях почек судили о выраженности мембранодеструктивных процессов. При исследованных патологиях зарегистрированы существенные количественные и качественные перестройки липидов. В тканях почек установлены значительный прирост уровня свободных жирных кислот, лизоформ фосфолипидов, фосфатидилсерина, фосфатидилэтаноламина и снижение фосфатилинозита, сфингомиелина, фосфатидилхолина (табл. 3).
Таблица 3. Динамика содержания некоторых липидов тканей почек в эксперименте при прогрессирующем воспалении на примере острого перитонита (%)
| Показатель | Норма | Этапы наблюдения | ||
| 1-е сутки | 3-и сутки | 5-е сутки | ||
| Свободные жирные кислоты | 4,76±0,16 | 7,48±0,57* | 8,34±0,33* | 10,58±0,34* |
| Лизоформы фосфолипидов | 0,51±0,12 | 5,39±0,70* | 7,36±1,21* | 8,50±1,06* |
| Фосфатидилсерин | 5,75±0,37 | 9,06±1,17* | 13,38±1,23* | 13,84±0,77* |
| Фосфатилинозит | 8,48±0,77 | 5,50±0,76* | 4,90±0,50* | 4,11±0,39* |
| Сфингомиелин | 16,11±0,97 | 15,63±1,96 | 6,15±0,59* | 6,65±0,50* |
| Фосфатидилхолин | 43,09±2,09 | 28,44±2,96* | 26,70±0,73* | 24,34±2,73* |
| Фосфатидилэтаноламин | 24,52±1,19 | 35,52±2,54* | 41,96±2,32* | 44,44±3,93* |
Установлено, что липидные изменения в тканевых структурах почек возникали на фоне значительной активизации перекисного окисления мембранных липидов и фосфолипаз — основных триггеров мембранодестабилизации. Причем их активность при обратимых воспалительных явлениях в животе постепенно уменьшалась, а при прогрессирующих — возрастала (табл. 4).
Таблица 4. Динамика активности перекисного окисления липидов и фосфолипазы A2 тканей почек в эксперименте при прогрессирующем воспалении на примере острого перитонита
| Показатель | Норма | Деструктивный панкреатит | ||
| 1-е сутки | 3-и сутки | 5-е сутки | ||
| Диеновые конъюгаты, усл. ед./мг липидов | 0,36±0,02 | 0,59±0,04* | 0,81±0,06* | 1,06±0,07* |
| Малоновый диальдегид, нМоль/г белка | 5,41±0,07 | 6,76±0,08* | 13,57±0,15* | 14,98±0,75* |
| Супероксиддисмутаза, усл. ед. | 15,25±0,23 | 8,06±0,12* | 7,55±0,30* | 6,56±0,08* |
| Фосфолипаза A2, мкмоль/с/г белка | 0,99±0,09 | 2,42±0,12* | 3,59±0,15* | 4,98±0,18* |
Отметим и другой факт по особенностям липидного метаболизма при исследованных патологиях. Оказалось, что изменения качественного и количественного состава липидов, интенсивность липопероксидации и активность фосфолипаз в тканевых структурах почек сопровождаются во многом аналогичными изменениями таковых в плазме крови и эритроцитах. Установленная закономерность имеет весьма значимое академическое значение, так как дает достаточное основание для принятия данных по липидным дестабилизациям в крови для интерпретации состояния таковых в тканевых структурах почек, что исключает необходимость выполнения биопсии в клинике.
Уровень продуктов перекисного окисления липидов, показатели липидного обмена и гомеостаза находятся в тесной корреляционной зависимости (r=0,756÷0,968, p<0,05) при наличии острого почечного повреждения, развившегося на фоне изучаемых патологических состояний. В целом лабораторно-функциональные изменения почек регистрируются в 1-е сутки наблюдения и прогрессируют по мере утяжеления состояния организма.
Клинический раздел. Применение экспериментальных методик и изучение некоторых молекулярных показателей в клинической медицине в тканевых структурах почек ограничено. Оценку критериев клинического раздела поражения почек проводили по анализам крови, мочи, результатам инструментальных методик. Общеклинические методы дополнены углубленным анализом показателей, отражающих детоксикационную функцию, анализом липидного метаболизма в крови и моче.
Наблюдаемые патологические изменения в клинике и эксперименте во многом схожи, что объясняет закономерность течения и развития возможных осложнений, способов их профилактики и коррекции. Детальное описание наблюдаемых морфофункциональных изменений почек при различных патологиях отмечены в научных работах, посвященных изучению острого почечного повреждения у пациентов хирургического, урологического профилей.
Отмечено, что генез заболевания, определяя клиническую картину, находит отражение в общих патофизиологических изменениях, развивающихся по схожему сценарию, и сопряжен с тяжестью заболевания. В ряде случаев у пациентов отделений хирургии (перитонит, панкреонекроз, острая кишечная непроходимость) и урологии (мочевой перитонит, острый гнойный вторичный пиелонефрит), несмотря на комплекс лечебных мероприятий, развивались тяжелые полиорганные поражения. Отмечены нарушения в системе гомеостаза и липидного спектра. Зарегистрирована прогрессия синдрома эндогенной интоксикации на фоне изменения состава липидов плазмы крови и эритроцитов, активизации оксидативных процессов и фосфолипазы A2. При этом происходило устойчивое снижение скорости клубочковой фильтрации, снижение диуреза и креатинина мочи со стойким повышением уровня креатинина в плазме крови. В моче определяется высокий уровень токсинов, продуктов перекисного окисления мембранных липидов, высокая фосфолипазная активность. Указанный спектр изменений подтверждает развитие мембранодестабилизирующих явлений в тканевых структурах почек. При этом этиопатогенез ургентной патологии не имеет принципиального значения.
С нефропротективной целью, учитывая однонаправленность происходящих изменений в почках на фоне ургентной хирургической и урологической патологии, нами апробирован препарат с антиоксидантным и антигипоксантным свойствами ремаксол.
В начале укажем об эффективности препарата в эксперименте при остром перитоните. Оказалось, что его использование приводило к заметному улучшению течения заболевания. Важнейшим проявлением явилось уменьшение в крови токсинов гидрофильной (на 12,3—26,3%) и гидрофобной (на 14,3—23,6%) природы. Факт заметного участия почек в процессе детоксикации доказан оценкой приточно-отточной разницы токсинов. Их уровень с учетом объемного кровотока по сравнению с контролем уменьшался на 7,4—9,1% (p<0,05). Детоксикационный эффект сопровождался уменьшением выраженности липидных перестроек не только в крови, но и в тканях почек на фоне существенного снижения активности липопероксидации и фосфолипаз. Особенно значимым был эффект уменьшения концентрации фракций липидов, которые обладают детергентным действием: лизоформ фосфолипидов — на 23,5—36,1%, свободных жирных кислот — на 17,4—27,6% (p<0,05). В целом включение ремаксола приводило к существенному улучшению функциональных характеристик почек.
Коррекция гомеостаза в раннем послеоперационном периоде у больных с острым перитонитом в сочетании с острым повреждением почек на фоне использования ремаксола подтверждена уменьшением выраженности синдрома эндогенной интоксикации. Так, концентрация среднемолекулярных олигопептидов снижалась на 16,3—22,8% (p<0,05), индекс токсичности плазмы по альбумину — на 26,3—34,5% (p<0,05). При этом выраженность оксидативного стресса падала на 17,5—21,8% (p<0,05), фосфолипазная активность — на 26,4—32,4% (p<0,05).
Отмечено сокращение сроков госпитализации на 2,4 койко-дня, уменьшение количества вторичных инфекций (раневая, госпитальная пневмония) на 28,4%, уменьшение выраженности температурной реакции, что указывало на благоприятное течение послеоперационного периода.
Таким образом, проведенные экспериментальные и клинические исследования доказывают значимость развития острого повреждения почек в патогенезе экстренных хирургических и урологических болезней. Использование препарата ремаксол дополнительно к основной терапии улучшает результаты комплексного лечения ургентных состояний.
С другой стороны, положительный эффект препарата, реализуемый за счет его способности уменьшать явления оксидативного стресса и фосфолипаз, подтверждает значимость мембранодестабилизирующих явлений в поражении почек при ургентной патологии живота.
В целом полученные фундаментальные и клинические данные дают полное основание для выделения нового симптомокомплекса под названием «ренальный дистресс-синдром».
Ренальный дистресс-синдром в хирургии и уронефрологии — это совокупность патологических процессов организма, важнейшим проявлением которых является прогрессирование эндогенной интоксикации вследствие нарушения функционального статуса почек в результате мембранодестабилизирующих явлений клеток органа из-за оксидативного стресса и избыточной активности фосфолипаз.
Развитие описанного патологического состояния в конечном итоге усугубляет течение основной патологии, а на определенном этапе является определяющим неблагоприятный исход у пациента.
Необходимость применения препарата ремаксол, имеющего свойства по ускорению перехода анаэробных процессов в аэробные, улучшению энергообмена, стабилизации мембран клеток, повышению устойчивости к оксидативному стрессу, обусловлена возможностью предотвращения развития острого повреждения почек и прогрессии заболевания.
Обособление ренального синдрома от понятия острого повреждения почек имеет научное подтверждение. Оно основано на статистически достоверных сведениях о нарушении всех звеньев гомеокинеза, развивающихся на фоне экстренных хирургических и урологических состояний, а также прогрессии нарушений, влекущих множественные сдвиги в функционировании нефрона. Основу подобных изменений составляет мембранодестабилизирующий процесс. Ренальный дистресс-синдром имеет подтвержденную научную базу и определяет не только академический, но и индивидуализированный подход в коррекции тяжелых состояний с применением комплексной терапии с ремаксолом.
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.