Оценка устойчивости к транзиторной окклюзии передней брыжеечной артерии под влиянием курса минеральной воды, обогащенной селеном (экспериментальное исследование)

Проблема подготовки к операциям на органах брюшной полости включает поиск эффективных и безопасных медикаментозных и немедикаментозных средств, обладающих превентивными свойствами, включая профилактику последствий хирургической травмы [1—3]. Протоколы ведения больных в периоперационный период регулярно анализируются и пересматриваются, предлагаются программы оптимизации, включающие изменения в режиме приема пищи и жидкости наряду с другими лечебно-профилактическими факторами [4, 5]. Например, в протокол включены рекомендации по использованию напитков, насыщенных углеводами, в течение суток перед операцией [6]. Введение легкоусвояемых углеводов повышает ресурс субстратного энергообеспечения, снижает отрицательное проявление фазы катаболизма, развивающегося под влиянием контринсулярных гормонов во время хирургического стресса [7]. Однако существуют метаболические пути влияния на оптимизацию создания депо углеводов, связанные с анаболическим действием инсулина, причем влияние происходит на модуляцию его секреции немедикаментозными средствами, а именно курсовым приемом питьевых минеральных вод (МВ), что приближает их стимул к запуску физиологических регуляторных систем [8, 9]. При курсовом применении питьевых МВ формируется устойчивая стимуляция энтеропанкреатической инсулярной оси, восстанавливается чувствительность периферических тканей к инсулину, активируется анаболический профиль метаболизма [9, 10]. Кроме того, в существующих программах нутритивной поддержки пациентов при плановой подготовке к операциям указывается на необходимость восполнять потребность организма не только в энергосубстратах, но и в эссенциальных микроэлементах с учетом текущего патологического процесса [6]. Известно, что в патогенезе повреждений, вызванных полостными операциями, сопровождающихся окклюзией сосудов, например брыжеечных артерий, запускается каскад реакций, приводящих к переходу от окислительного стресса к нарушению реологических свойств крови, повреждению эндотелия, что в итоге приводит к воспалению в ишемизированном участке органа [11—14]. Следовательно, возникает необходимость в прерывании патологических исходов, что может быть включено в плановую подготовку к операциям с использованием средств, определяющих устойчивость к повреждению барьерных органов и систем. Среди них наиболее изученными являются ферментативные селенсодержащие системы, причем синтез селенопротеинов напрямую зависит от достаточного насыщения этим микроэлементом организма [15, 16].

В связи с вышесказанным является актуальным разработка и научное обоснование совместного использования селенсодержащих субстанций и питьевых МВ в качестве превентивной метаболической подготовки к плановым абдоминальным операциям с целью снижения рисков постоперационных осложнений.

Цель исследования — оценить влияние профилактического курса питьевой МВ, обогащенной селеном, на процессы устойчивости к повреждающему действию обратимой окклюзии передней брыжеечной артерии (ПБА) на основании сопоставления морфологических изменений кишечника в эксперименте.

Эксперимент проведен на белых беспородных крысах-самцах (n=33) в возрасте 3,5—4 мес. Животных содержали в стандартных условиях вивария Пятигорского научно-исследовательского института курортологии (животные получали стандартный рацион и свободный доступ к питьевой воде), работу с ними выполняли в соответствии с этическими принципами и нормативными документами (с принятой в Страсбурге 18.03.1986 декларацией о гуманном отношении к животным).

Крысы путем блоковой рандомизации были распределены в четыре группы: 1-я группа (n=7) — интактные животные (без воздействия); контрольная группа (n=7) — ложнооперированные животные; группа сравнения (n=8) — животные с моделью-операцией; опытная группа (n=11) — животные с моделью-операцией, которым проводились курсы внутрижелудочного поения бутилированной сульфатно-хлоридно-гидрокарбонатной натриевой маломинерализованной (2,2 г/л) МВ скважины №1 Псыжского месторождения (Прикубанский район, Карачаево-Черкесская Республика), обогащенной селеном (селен в виде порошка диметилдипиразолилселенида добавляли в МВ из расчета 10 мкг/кг непосредственно перед поением), которую вводили через зонд по 1,5 мл на 100 г массы животного; курс поения составлял 21 день.

Животные 1-й группы (интактные) получали стандартный рацион и свободный доступ к питьевой воде и выводились из эксперимента одновременно с другими группами. В остальных группах проводили хирургическое вмешательство с доступом в брюшную полость с применением срединной лапаротомии после наркотизации хлоралгидратом в сочетании с золетилом. В контрольной группе животным после содержания аналогично интактным проводили срединную лапаротомию и оставляли на 30 мин под четырехслойной салфеткой с антисептиком, а затем зашивали переднюю брюшную стенку и оставляли еще на 30 мин до выведения из эксперимента. В группе сравнения и опытной группе моделировали ишемически-реперфузионное повреждение кишечной стенки посредством обратимой окклюзии ПБА у крыс по H. Ikeda и соавт. (методом наложения лигатуры) (длительность ишемии — 30 мин, реперфузии — 30 мин) [13]. Прекращение кровотока по артерии контролировали визуально по прекращению пульсации ветвей ПБА. Затем на брюшную полость накладывали четырехслойную марлевую салфетку с антисептиком и оставляли животных на 30 мин с последующим снятием лигатуры. После снятия лигатуры переднюю брюшную стенку зашивали и животных оставляли на 30 мин до выведения из эксперимента.

Для оценки исхода эксперимента образцы тонкого кишечника брали для гистологического исследования и хранили в забуференном 10% растворе формалина. Для гистологического исследования образцы ткани промывали под проточной водой в течение 24 ч, обезвоживали в изопропиловом спирте с последующим пропитыванием и заключением в медицинский парафин типа Histomix (Biovitrum, Россия). Гистологические срезы толщиной 5—7 мкм производили на санном микротоме МС-2 («АТМ-практика», Россия). Готовые срезы окрашивали гематоксилином и эозином с последующим проведением общего гистопатологического анализа. Оценивали изменение степени ишемического и реперфузионного повреждения кишечной стенки в баллах по шкале C.J. Chiu (1970) [12]: степень 0 — нормальная слизистая оболочка; степень 1 — развитие субэпителиальных (грюнхагенских) пространств около кончиков ворсинок с капиллярным застоем; степень 2 — расширение субэпителиального пространства с умеренным подъемом эпителия от собственной пластинки; степень 3 — значительный эпителиальный подъем по длине ворсинок с несколькими обнаженными кончиками ворсинок; степень 4 — обнаженные ворсинки с обнаженной собственной пластинкой и расширенными капиллярами; степень 5 — разрушение собственной пластинки, кровотечение и изъязвление.

Статистический анализ результатов исследования проведен с применением приложений лицензионной программы Statistica v. 10. Полученные данные оценивали с применением критерия Фишера для множественных межгрупповых сравнений. Различия считали достоверными при уровне значимости p<0,05.

Реперфузионное повреждение кишечника после окклюзии ПБА зависит от вовлечения в патологический процесс разных отделов кишечника, в той или иной степени имеющих шунтирующее кровоснабжение из каудальной брыжеечной артерии. Нарушение кровотока в кишечнике при окклюзии ПБА происходит неравномерно: максимальное снижение, до 70% и более, установлено в тощей и подвздошной кишках; в двенадцатиперстной кишке и проксимальном отделе толстой кишки оно составляет 30—60%. Считается, что реперфузионное повреждение развивается после ишемии в течение 30—60 мин [13, 14]. В нашем исследовании для оценки морфологического повреждения тонкого кишечника использовали общепринятые критерии, определяющие глубину и характер нарушений в слоях кишечной стенки по данным микроскопического исследования с применением балльной шкалы C.J. Chiu [12]. Наиболее характерные признаки вовлечения в патологический процесс тонкого кишечника в разных группах представлены на микрофотографиях гистологических срезов органов (рисунок на цв. вклейке).

Микрофотографии гистологических срезов тонкого кишечника (подвздошная кишка). Окраска гематоксилином и эозином, ×50.

Слизистая оболочка — черные стрелки; подслизистая основа — зеленые стрелки; мышечная оболочка — красные стрелки; серозная оболочка — желтые стрелки. а — 1-я группа (без воздействия); б — контрольная группа (ложнооперированные); в — группа сравнения; г — опытная группа.

У крыс 1-й группы (интактных) и животных контрольной группы при гистологическом исследовании подвздошной кишки визуализируется характерная структура без изменений, все слои имеют четкие границы и представлены слизистой оболочкой, подслизистой основой, мышечной и серозной оболочками, пристеночное внутрикишечное пространство свободно от содержимого и клеточных элементов (рисунок, а, б на цв. вклейке).

При гистологическом исследовании тонкого кишечника оперированных крыс с моделированием окклюзии ПБА (группа сравнения) регистрируется выраженный геморрагический некроз слизистой оболочки с разрушением ворсинок и слущиванием частей клеток в просвет кишечника (рисунок, в на цв. вклейке). Соединительная ткань стромы ворсинок уплотнена и инфильтрирована полиморфноклеточными элементами, определяются кровоизлияния, отек и разволокнение в области подслизистой основы с выходом жидкой части крови и лимфоцитов. В мышечной оболочке отек и разволокнение, скопление лейкоцитов.

У крыс опытной группы при гистологическом исследовании тонкого кишечника определяются различной степени выраженности повреждения, есть участки как в группе сравнения с выраженным геморрагическим некрозом слизистой оболочки, разрушением ворсинок и слущиванием частей клеток в просвет кишечника (рисунок, г на цв. вклейке). Соединительная ткань стромы ворсинок уплотнена и инфильтрирована полиморфноклеточными элементами, отмечены кровоизлияния, отек и разволокнение в области подслизистой основы с выходом жидкой части крови и лимфоцитов. Отмечаются отек и разволокнение в мышечной оболочке, скопления лейкоцитов.

Характерным различием между выраженностью нарушений в кишечной стенке является частичное или глубокое (полное) повреждение ворсинок на протяжении всей длины: частичное повреждение преобладает в опытной группе (с профилактическим приемом питьевой МВ, обогащенной селеном), а глубокое повреждение — в группе сравнения.

В группах регистрируются патологические изменения в слизистой оболочке тонкого кишечника: в среднем у животных опытной группы по шкале C.J. Chiu степень выраженности патологических изменений была наименьшей, у животных группы сравнения — выше в 1,4 раза (p=0,02).

В таблице представлены данные о степени ишемического и реперфузионного повреждений визуализируемой площади кишечника по шкале C.J. Chiu.

Степень повреждения тонкого кишечника по шкале C.J. Chiu (1970)

Для исследования эффективности профилактического приема МВ «Псыж», обогащенной селеном, в качестве немедикаментозной подготовки к абдоминальным операциям и с целью снижения влияния операционного стресса была проведена модельная операция с обратимой окклюзией ПБА (продолжительность окклюзии — 30 мин с последующей 30-минутной реперфузией). В результате морфологического исследования подвздошного отдела кишечника получено подтверждение развития патологических состояний с характерным частичным или глубоким повреждением ворсинок — с менее выраженными изменениями у животных при проведении профилактического курса питьевой бальнеотерапии. То есть влияние профилактического курса маломинерализованной МВ «Псыж», обогащенной селеном, проявилось в формировании устойчивости к повреждающему действию обратимой окклюзии ПБА; при наличии ишемически-реперфузионного повреждения кишечной стенки, сопоставимого по выраженности с изменениями у животных без профилактики, наиболее значимый профилактический эффект реализовался в сдерживании реактивных изменений. Полученные данные согласуются с другими экспериментальными и клиническими исследованиями [9, 17—19]. Так, в работе А.В. Абрамцовой и соавт. (2019) на доказательном уровне продемонстрированы метаболические, иммунокорригирующие лечебные эффекты модифицированных селеном МВ, их позитивное влияние на процессы микроциркуляции [17]. Исследования К.В. Котенко и соавт. (2021), А.Г. Куликова и Д.Д. Ворониной (2017) также свидетельствуют о позитивном влиянии МВ на процессы церебральной и регионарной гемодинамики [18, 19] при различной патологии.

Влияние профилактического курса маломинерализованной питьевой минеральной воды «Псыж», обогащенной селеном, проявилось в формировании устойчивости к повреждающему действию обратимой окклюзии передней брыжеечной артерии, что является основанием для внедрения данной методики в клиническую практику с целью предупреждения развития реперфузионных повреждений кишечника.

Участие авторов: концепция и дизайн исследования — А.С. Кайсинова, М.Б. Узденов; сбор и статистическая обработка материала — М.Б. Узденов, Д.К. Бадахова, Т.В. Ходова, Б.А. Гусова; написание текста — А.С. Кайсинова, М.Б. Узденов, А.А. Федоров, Д.К. Бадахова, Т.В. Ходова, Б.А. Гусова; редактирование — А.С. Кайсинова, М.Б. Узденов, А.А. Федоров.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.