Реперфузионный синдром — это собирательное понятие, которое объединяет различные патоморфологические состояния, развивающиеся после восстановления кровообращения в различных тканях органа или сегменте конечности, длительное время находившихся в состоянии ишемии или травматической ампутации [1]. Тяжесть повреждений ишемизированных тканей после их реперфузии зависит от толерантности этих тканей к аноксии и продолжительности первичной ишемии. Аноксическая толерантность свободных мышечных лоскутов, т.е. устойчивость скелетной мускулатуры к кислородному голоданию без тяжелых патоморфологических последствий, всего 2 ч, тогда как кожно-фасциальных лоскутов — 4 ч. Синдром ишемии/реперфузии наиболее ярко проявляет себя в свободных мышечных и кожно-мышечных лоскутах, содержащих скелетные мышцы, а также в крупных реплантатах конечностей. В первую очередь он проявляет себя в энергонеустойчивых скелетных мышцах. Восстановление доставки кислорода к ишемизированным тканям запускает процесс продукции активированных форм кислорода — свободных радикалов (супероксидных радикалов кислорода), продуктов перекисного окисления липидов. Этот процесс носит взрывной характер, который приводит к разрушению клеточных мембран в реперфузируемых тканях. В аноксически малотолерантной скелетной мышце развивается энергетическая недостаточность поперечно-полосатых мышечных волокон. Она обусловлена превращением АТФ в митохондриях ишемизированных мышечных волокон в АМФ с последующим образованием аденозина, инозина, гипоксантина. Накапливаются кислые промежуточные продукты анаэробного метаболизма — лактат, пируват, глицерол. Среди них, например, лактаты, вызывающие спазм прекапиллярных сфинктеров [1—3]. В присутствии ксантиноксидазы кислород преобразует гипоксантин в ураты [4]. Другими словами, ранее голодавшие от недостатка кислорода ткани после реперфузии жадно поглощают его, образуя огромное количество перекисных соединений, с которыми не могут справиться антиоксидантные системы. Резко усиливается перекисное окисление липидов, что приводит к прямому повреждению клеточных мембран и свободнорадикальному некробиозу [5]. А.Е. Белоусов (1998) классифицировал реперфузионный синдром в свободных лоскутах и в крупных реплантатах конечностей на три степени тяжести: компенсированную, субкомпенсированную и декомпенсированную (необратимую) [6]. В мышечных (скелетных) лоскутах и в крупных реплантатах конечностей необратимые изменения (декомпенсированный реперфузионный синдром) наступают после 3-часовой острой ишемии [7]. Реперфузионные расстройства в кожно-мышечных и кожно-мышечно-костных лоскутах клинически проявляются в 5—20% случаев различными вариантами нарушений периферической гемодинамики — преходящими либо постоянными (продолжительными), приводящими к их гибели. Преходящие нарушения, т.е. после небольшой продолжительности первичной ишемии (до 1 ч), проявляются гиперемией кожи лоскута и метаболическим отеком тканей, которые через 10—40 мин после реперфузии исчезают (компенсированный реперфузионный синдром). В экспериментальных условиях на кроликах было показано, что временная (4-часовая) перевязка сосудистой ножки несвободных эпигастральных кожно-фасциальных лоскутов в 80% случаев завершалась выживанием после снятия лигатур [8]. Кожа в составе кожно-фасциального лоскута легко переживает 4-часовую первичную ишемию, что значительно превышает по времени продолжительность выполнения двух микрососудистых анастомозов (первичной ишемии). Что касается высокой ишемической устойчивости свободных кожно-фасциальных лоскутов, то apriori считается, что в них синдром ишемии/реперфузии никак себя не проявляет. Эти представления вызывают у нас большие сомнения. Синдром ишемии/реперфузии в аноксически устойчивой коже не может не оставить следов, например в ее сосудистом русле с малоустойчивым к аноксии эндотелием и нарушенным механизмом ауторегуляции микроциркуляции. Данные обстоятельства стали основанием для экспериментального исследования по изучению влияния ишемии/реперфузии на морфофункциональные параметры сосудов в коже (дерме и эпидерме) реперфузируемых кожно-фасциальных лоскутов и особенности их приживления в реципиентном ложе.
Цель исследования — сравнительное изучение реакции сосудов в кожно-фасциальных лоскутах после полной хирургической денервации и периода первичной ишемии.
Задачи исследования:
1. Изучить анатомию сосудов кожи в пределах разметки эпигастрального лоскута (без его подъема).
2. Оценить состояние сосудов кожи несвободного эпигастрального лоскута после его полной хирургической денервации, а также приживление денервированного лоскута на фоне сосудистых расстройств.
3. Оценить состояние сосудов кожи и приживление реперфузируемого свободного эпигастрального лоскута после 60—90-минутной ишемии.
Материал и методы
Выбор экспериментальной модели основан на ее универсальности в плане моделирования разнообразных вариантов пересадки лоскутов у экспериментальных животных.
Выполнено три серии экспериментальных исследований (n=53):
1. Изучение анатомии сосудов кожи в пределах разметки эпигастрального кожно-фасциального лоскута (n=3).
2. Операция транспозиции осевого эпигастрального кожно-фасциального лоскута после его полной хирургической денервации (периадвентициальной симпатэктомии сосудистой ножки на протяжении 0,5—0,7 см) и изоляции лоскута от окружающих тканей (n=25).
3. Операция реплантации свободного эпигастрального лоскута у крыс по P.G. van der Sloot (2002) (n=25) [9].
С целью изучения реакции сосудистого русла кожи эпигастральной области крыс использовали способ инъекции в сосудистое русло синей массы Героты. Далее выполняли просветление полученных препаратов по способу В. Шпальтегольца (1921) в модификации Д.А. Жданова (1943), после чего производили препаровку и изготовление микроанатомических препаратов. Реакцию сосудистого русла эпигастральных лоскутов исследовали под микроскопом Carl Zeiss Opmi Pro (ув. ×32). Подсчет численной плотности артериальных и венозных сосудов выполняли по препаратам, взятым от двух животных для каждой контрольной точки. Подсчет проводился в 5 полях зрения каждого препарата с пересчетом количества сосудов на 1 мм2. При морфометрии сосудов артериального и венозного русла лоскута измеряли диаметр просвета сосуда (см).
Функциональное состояние периферического сосудистого русла лоскутов оценивали в динамике по цвету кожи лоскута, симптому исчезающего пятна (капиллярный ответ) и контактному кровотечению. Состояние волосяного покрова лоскута в динамике и тип формирующегося кожного рубца (нормотрофический, гипертрофический, атрофический) характеризовали его кровоснабжение и процесс приживления в реципиентном ложе.
Статистическую обработку полученных результатов проводили с помощью программ Statistica 7.0 for Windows и SPSS Statistics 17.0 (коэффициент корреляции Спирмена). Достоверность различий качественных признаков определяли с помощью точного критерия Фишера [10].
Результаты
Наше обращение к эпигастральному лоскуту обусловлено тем, что этот лоскут на поверхностных эпигастральных сосудах — единственный известный нам лоскут, в котором аксиальную артерию сопровождает только одна, а не две бесклапанные аксиальные вены. В качестве контроля мы использовали морфометрические данные сосудов кожи в области разметки этого лоскута. Численная плотность артериальных сосудов в коже в пределах разметки эпигастрального лоскута составила 4,48 [4,48; 5,19] на 1 мм2. Венозные аксиальные сосуды и их ветви имели слегка извитой ход. Преобладало дихотомическое деление сосудов (рис. 1 и 2). Показатели численной плотности венозных сосудов в коже области разметки эпигастрального лоскута составили 18,06 [16,56; 20,53] на 1 мм2. При этом микроциркуляторное русло равномерно прокрашивается. Диаметр аксиальных сосудов: а=39,5 [28,3; 43,1] мкм; v=67,7 [57,4; 70,1] мкм.
Рис. 1. Артериальное русло кожи в пределах разметки эпигастрального лоскута.
Инъекция синей массы Героты. Ув. ×16.
Рис. 2. Венозное русло кожи в пределах разметки эпигастрального лоскута.
Инъекция синей массы Героты. Ув. ×16.
Во второй (опытной) группе животных выделенные из структуры ангиосома эпигастральные лоскуты были не только лишены связи с окружающими тканями на уровне кожи, подкожной клетчатки и собственной фасции, но и хирургически денервированы на уровне сосудистой ножки: периартериальная + перивенозная симпатэктомия. Денервация сосудистой ножки прерывает чувствительную спинномозговую и сосудодвигательную иннервацию сосудистого русла несвободного лоскута. В данной экспериментальной группе у 10 (40%) из 25 животных наступил некроз лоскута, связанный с ранним венозным тромбозом аксиальных сосудов, т.е. на 3-и сутки после операции. Неосложненное послеоперационное течение было у 15 (60%) животных.
Особенность реакции сосудистого русла в полностью денервированном несвободном эпигастральном лоскуте состояла в том, что основные изменения происходили в артериальных сосудах. С первых суток они проявлялись дилатацией и извитостью артерий на фоне немного дилатированных, но прямолинейно расположенных вен (рис. 3а, 3б).
Рис. 3. Сосудистое русло кожи центральной части несвободного эпигастрального лоскута после полной хирургической денервации, 3-и сутки после операции.
Инъекция синей массы Героты. Ув. ×16. а — артериальное русло: видны расширенные и извитые кожные артерии; б — венозное русло: дилатированные, прямолинейно расположенные вены.
Динамика изменения диаметра сосудов кожи эпигастральных лоскутов после полной хирургической денервации характеризовалась двухфазной реакцией: уменьшением диаметра артерий и вен в течение первых 3 сут после операции, затем статистически значимым увеличением их диаметра на 7-е сутки (p<0,05). Явления вазодилатации сохранялись почти в неизменном состоянии до 14-х суток (табл. 1).
Таблица 1. Диаметр осевых артерий и вен (мкм) эпигастрального лоскута после периадвентициальной симпатэктомии сосудистой ножки, Me [Q25; Q75]
| Срок | Диаметр артерии | Диаметр вены |
| 3-и сутки | 30,23 [27,4; 33,3]#» | 35,1 [31,2; 36,0]* |
| 7-е сутки | 47,0 [44,1; 49,6]^ | 48,1 [34,4; 66,1] |
| 14-е сутки | 45,2 [40,2; 48,6]^ | 41,3 [34,0; 43,5]* |
| Контроль | 39,5 [28,3; 43,1] | 67,7 [57,4; 70,1]^» |
Примечание. ^ — p<0,05 при сравнении с 3-ми сутками; # — p<0,05 при сравнении с 7-ми сутками; » — p<0,05 при сравнении с 14-ми сутками; * — p<0,05 при сравнении с группой контроля.
Периферическое кровоснабжение в денервированном несвободном лоскуте и приживление в реципиентном ложе
При неосложненном течении послеоперационного периода сразу после денервации сосудистой ножки и транспозиции выделенного эпигастрального лоскута цвет кожи лоскута бледно-розовый; симптом исчезающего пятна — 2 с; умеренная отечность лоскута; контактное кровотечение (игла G25) — кровь красного цвета. Повязка умеренно промокала геморрагическим отделяемым, кожные швы спокойные, состоятельные. На 3-и сутки: цвет кожи лоскута розовый; симптом исчезающего пятна — 2 с; сохраняется умеренный отек лоскута; контактное кровотечение (игла G25) — кровь красного цвета. Полное приживление лоскута происходило к 10-м суткам: цвет кожи розовый, симптом исчезающего пятна — 3 с; сохраняется умеренный отек лоскута; контактное кровотечение (игла G25) — кровь красного цвета. Мелкое, ячеистое шелушение кожных покровов. К 14-м суткам кожные покровы лоскута в проекции рубца не выступали над поверхностью реципиентного ложа; множественные мелкие волоски. Рубец широкий, атрофический (рис. 4).
Рис. 4. Несвободный эпигастральный лоскут после его транспозиции с хирургической денервацией (неосложненное течение).
Широкий атрофический кожный рубец, 14-е сутки после операции.
В третьей (опытной) группе животных — реплантация полностью денервированного свободного эпигастрального лоскута по P.G. van der Sloot (2002); в отличие от полностью хирургически денервированного несвободного лоскута ситуация усугублялась пролонгированной первичной ишемией. Несмотря на 60—90-минутную первичную ишемию и синдром ишемии/реперфузии (компенсированный), в 91% случаев послеоперационное течение было неосложненным. Осложненное течение с гибелью лоскутов на 3-и сутки было в 9% случаев. Причина — тромбоз бедренной вены.
Микроанатомия сосудистого русла в полностью денервированном свободном эпигастральном лоскуте отличалась от микроанатомии сосудов в полностью денервированном несвободном эпигастральном лоскуте. Если после реперфузии полностью денервированного свободного лоскута (реплантата) сосудистые реакции касались в равной степени артериального и венозного звеньев, то после транспозиции полностью денервированного несвободного эпигастрального лоскута основные сосудистые реакции касались в основном артериального звена (рис. 5 и 6, табл. 2).
Рис. 5. Артериальное русло реплантированного эпигастрального лоскута, 3-и сутки после операции.
В центре — дилатированная аксиальная артерия. Инъекция синей массы Героты. Ув. ×16.
Рис. 6. Венозное русло реплантированного эпигастрального лоскута, 3-и сутки после операции.
В центре — резко расширенная аксиальная вена. Инъекция синей массы Героты. Ув. ×16.
Таблица 2. Диаметр осевых артерий и вен (мкм) свободного эпигастрального лоскута после его реперфузии, Me [Q25; Q75]
| Срок | Диаметр артерии | Диаметр вены |
| 3-и сутки | 26,1 [21,7; 29,3]#» | 39,0 [35,8; 40,1]#»* |
| 7-е сутки | 51,0 [48,1; 53,7]^* | 89,0 [84,6; 90,5]^»* |
| 14-е сутки | 47,0 [46,1; 48,0]^ | 71,2 [67,3; 72,8]^# |
| Контроль | 39,5 [28,3; 43,1]# | 67,7 [57,4; 70,1]^# |
Примечание. ^ — p<0,05 при сравнении с 3-ми сутками; # — p<0,05 при сравнении с 7-ми сутками; » — p<0,05 при сравнении с 14-ми сутками; * — p<0,05 при сравнении с группой контроля.
Примечательно, что в свободном реперфузируемом эпигастральном лоскуте (реплантате) значительная дилатация и извитость артериальных и венозных сосудов была весьма продолжительной, уменьшалась она только к 14-м суткам. Эти сосудистые реакции отличаются от тех, которые наступают после полной хирургической денервации лоскута. Они могут исчезнуть только после полной реиннервации паравазальных сосудодвигательных нервов, которая, по нашим данным, наступает через 30 сут после хирургического восстановления целостности пересеченных нервов [11]. Поэтому сосудистые реакции в реперфузируемом кожно-фасциальном (эпигастральном) лоскуте, выявляемые до 14-х суток после операции, можно интерпретировать как реперфузионное повреждение мышечной оболочки артериальных и венозных сосудов.
Периферическое кровообращение в денервированном свободном лоскуте и приживление в реципиентном ложе
В течение первых 2 ч после реперфузии лоскут был бледным. Умеренное пропитывание повязки кровью и серозным отделяемым по ходу раны; симптом исчезающего пятна — 2 с; контактное кровотечение (игла G25) — кровь красного цвета. На 3-и сутки после операции окраска реплантата соответствовала таковой окружающих тканей; симптом исчезающего пятна — 2 с; умеренная отечность лоскута; контактное кровотечение (игла G25) — кровь красного цвета (рис. 7).
Рис. 7. Свободный эпигастральный лоскут после его пересадки (неосложненное течение), 3-и сутки после операции.
Цвет кожи лоскута соответствует окраске кожных покровов окружающих тканей.
К 5-м суткам в области краев раны — участки шелушения эпидермиса; воспалительный процесс отсутствовал; капиллярный ответ (симптом исчезающего бледного пятна) был положительным. При надавливании зажимом лоскут бледнел, а через 2 с после прекращения давления восстанавливалась естественная окраска лоскута. Рана заживала первичным натяжением к 10—14-м суткам (рис. 8).
Рис. 8. Свободный эпигастральный лоскут на 14-е сутки после его пересадки (неосложненное течение).
Нормотрофический кожный рубец.
Обсуждение
В череде многочисленных причин гибели микрососудистых лоскутов на первое место выходят анастомотические тромбозы [12]. Среди предпосылок, приводящих к анастомотическим тромбозам, главное место отводят качеству исполнения микрососудистого шва и ранним реперфузионным гемодинамическим расстройствам. Считается, что пересадка несвободных кожно-фасциальных лоскутов (т.е. от подъема до транспозиции и последующего периода приживления таких лоскутов) в реципиентное ложе происходит без нарушений в них осевого кровотока, а значит, с нормальной капиллярной перфузией [13]. Между тем, по данным наших предыдущих исследований, обработка сосудистой ножки (удаление участка периадвентициального нервного сплетения, например, с артерии) несвободного осевого лоскута сопровождается капиллярной гипоперфузией тканей лоскута [14]. Изначально в проводимом исследовании необходимо было нивелировать условия исходного состояния сосудистого русла в кожно-фасциальных лоскутах на сохранном (несвободные лоскуты) и прерванном (свободные лоскуты) кровотоках полной хирургической денервацией несвободного лоскута. В этом случае в обеих группах лоскуты должны были быть полностью изолированы от окружающих тканей и их артериовеносомов на уровне кожи, подкожной клетчатки и фасции. Кроме этого, сосудистое русло в обеих группах должно было быть одинаково денервировано удалением адвентициального (паравазального) сосудистого сплетения сосудистой ножки на протяжении 0,5—0,7 см. Реперфузионный синдром реализуется на фоне нарушений тонкого механизма ауторегуляции периферического кровообращения в лоскуте, который нарушается сразу после пересечения сосудистой ножки и, соответственно, денервации мышечных венул и артериол в мобилизованном свободном лоскуте. Ауторегуляция кровотока — это тенденция кровотока в микроциркуляторном русле органа оставаться постоянным при изменении локального (перфузионного) артериального давления в нем. Она имеет важное значение для поддержания постоянного капиллярного давления и, соответственно, адекватного снабжения органов питательными веществами. Наиболее выраженная ауторегуляция кровотока была зарегистрирована в мозге, почках и скелетных мышцах, где внутриорганный кровоток практически постоянен при перфузионном давлении в диапазоне 80—160 мм рт.ст. Механизм ауторегуляции кровотока в микроциркуляторном русле не изучен. Известно одно: в норме капиллярный кровоток отражает состояние артериол и прекапиллярных сфинктеров. При снижении перфузионного давления моторика артериол прекращается. При подъеме периферического венозного давления сокращаются прекапиллярные сфинктеры и мелкие артериолы; крупные артериолы не реагируют. Одновременно происходит пассивное растяжение венозных сосудов микроциркуляторного русла. Оба эти процесса приводят к ослаблению подъема капиллярного давления, который должен был бы произойти [15, 16]. Саморегуляция кожного кровотока имеет свою специфику. Обмен веществ в коже по сравнению с ее кровоснабжением столь низок, что обычно принято считать, что в коже очень слабая или вовсе отсутствует метаболическая ауторегуляция кровотока. Однако кожный кровоток находится под большим влиянием внешней температуры (окружающей среды) и температуры тела человека [16]. Реперфузионный синдром — это обязательный атрибут любой свободной пересадки комплексов тканей на микрососудистых анастомозах. Тяжесть реперфузионных повреждений зависит в основном от продолжительности первичной ишемии и состава тканей в пересаживаемом лоскуте. В настоящее время определенные надежды на сокращение времени первичной ишемии при пересадке свободных лоскутов на микрососудистых анастомозах возлагают на сосудосшивающий аппарат фирмы Synovis (США). Он позволяет выполнить анастомоз на сосудах 1,0—3,5 мм с хорошим качеством в течение всего 5 мин (www.synovismicro.com). Реперфузионный синдром после включения кожно-мышечного или мышечного лоскутов требует профилактики необратимых повреждений скелетных мышц, связанных с высокой их чувствительностью к аноксии. Здесь требуется не только сокращение продолжительности первичной ишемии за счет внедрения механического микрососудистого шва, но и профилактика патологического воздействия кислородных радикалов на клеточные мембраны тканей лоскута. К соответствующим препаратам относятся антиоксиданты — препараты супероксиддисмутазы (орготеин, рексод), которые вместе с каталазой расщепляют перекись водорода на молекулярный кислород и воду. Однако наиболее перспективной будет не столько нейтрализация активных форм кислорода, сколько профилактика образования (воспрепятствование образованию) активных кислородных радикалов в реперфузируемых тканях. Соответствующим препаратом, успешно апробированным в центрах трансплантологии, является таблетированный аллопуринол. Его назначают в дозе 300—500 мг в сутки за 2—3 ч до операции. Об этом препарате говорят так: антиоксиданты гасят костер оксидативного стресса, а аллопуринол не дает ему разгореться.
Заключение
Особенность реакции сосудистого русла в полностью денервированном несвободном эпигастральном лоскуте, изолированного от окружающих тканей (кожи, подкожной клетчатки, поверхностной фасции) с десимпатизированными сосудами, — это двухфазные изменения микроанатомии кожных артериальных сосудов с частичной блокадой микроциркуляции (с гипоперфузией). С первых суток (до трех) они проявлялись сужением просвета артерий (первая фаза), а затем их дилатацией (вторая фаза) и извитостью на фоне немного дилатированных и прямолинейно расположенных вен. Эта реакция (вторая фаза) была весьма продолжительной; она оставалась неизменной и на 14-е сутки, когда завершался процесс приживления лоскута в реципиентном ложе с формированием патологического атрофического кожного рубца. Вторая фаза может завершиться, предположительно, после полной реиннервации паравазальных сосудодвигательных нервов. В свободном реперфузируемом эпигастральном лоскуте (реплантате) сосудистые реакции в коже характеризовались значительной дилатацией и извитостью как артериальных, так и венозных сосудов на фоне трехдневного тканевого отека после реперфузии. Дилатация и извитость сосудов уменьшалась к 14-м суткам, но полностью не исчезала. И тем не менее на 10-е сутки после успешной реперфузии на фоне поврежденного механизма ауторегуляции микроциркуляции в коже происходило приживление кожно-фасциального лоскута с формированием нормотрофического кожного рубца.
Таким образом, артериально-венозные сосудистые реакции в успешно реперфузируемом кожно-фасциальном (эпигастральном) лоскуте до 14-х суток можно интерпретировать как комплекс реперфузионного и нейрогенного повреждения мышечной оболочки кожных сосудов. При этом кожа и фасция, обладающие высокой толерантностью к аноксии, остаются вне этого реперфузионного воздействия.
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
The authors declare no conflicts of interest.