РЕАКЦИЯ CD34+-, CD68+-И CD163+-ПОЗИТИВНЫХ КЛЕТОК В ЗОНЕ РЕГЕНЕРАЦИИ ПОСЛЕ ПРИМЕНЕНИЯ РАЗЛИЧНЫХ РЕЖИМОВ ВАКУУМА В КАРДИОХИРУРГИИ ДЛЯ ЛЕЧЕНИЯ СТЕРНОМЕДИАСТИНИТОВ

Полный текст

Введение. В условиях прогресса современной медицины в области хирургии, антибактериальной терапии и превентивных практик послеоперационные стерномедиастиниты (ПСМ) по-прежнему остаются актуальной проблемой здравоохранения [7, 13]. Они оказывают существенное влияние на выживаемость, длительность госпитализации и экономические затраты на лечение кардиохирургических пациентов [9]. Послеоперационные осложнения в кардиохирургии являются весьма частыми в настоящее время, учитывая увеличение числа гериатрических пациентов, а также пациентов с избыточной массой тела и сахарным диабетом [2, 6]. Срединная стернотомия, как хирургический доступ, имеет ряд недостатков, одним из которых является риск развития инфекционных осложнений в области хирургического вмешательства [10]. Они протекают с формированием поверхностной или глубокой раневой инфекции, диастазов и фрагментации грудины, дестабилизации костного каркаса грудной клетки [10]. Частота медиастинитов после кардиохирургических операций, как правило, варьирует от 1 до 4 % [6, 10]. Несостоятельность швов и инфекция стернотомной раны - грозное осложнение, имеющее высокие цифры летальности, которая составляет в группе риска от 14 до 75 % [5]. Развитие ПСМ ассоциируется со значительным снижением долговременной выживаемости [13]. I. Risnes и соавт. [11] показали, что пациенты, перенесшие ПСМ, имеют на 59 % больший риск смерти в течение 10-летнего периода после операции по сравнению с пациентами без данного осложнения. Авторы связывают это с тем, что хронический воспалительный процесс, ассоциированный с медиастинитом, может отрицательно влиять на долговременную проходимость шунтов и тем самым вести к снижению выживаемости. ПСМ - одно из самых дорогостоящих осложнений. Стоимость лечения пациентов с ПСМ в среднем в 2-3 раза выше, чем лечение аналогичных пациентов без данного осложнения [8]. Ранний набор макрофагов в зоне ПСМ имеет решающее значение для заживления ран [14]. Однако на современном этапе отсутствуют исчерпывающие данные по объективным показателям и сравнительному анализу реакции CD34+-, CD68+- и CD163+-позитивных клеток и процессов регенерации в зоне повреждения при использовании различных методов лечения ПСМ, что и явилось целью настоящего исследования. Материал и методы. Работа выполнена на биопсийном материале 57 кардиохирургических пациентов ГБУЗ «Краевая клиническая больница № 2» г. Владивостока и Медицинского центра ДВФУ, имевших стернотомные раны. Исследование проведено в соответствии с требованиями Минздравмедпрома РФ от 29.04.1994 г. № 82 и согласно номенклатуре клинических лабораторных исследований МЗ РФ (приказ № 64 от 21.02.2000 г.) с учетом положений Хельсинкской декларации (2013). Исследование проведено с разрешения этического комитета ФГАОУ ВО ДВФУ. Пациентов подразделяли на 3 группы в зависимости от метода лечения (табл. 1). Исследованные случаи распределяли по возрастным категориям на 2 группы в соответствии с классификацией ВОЗ [4]. На основе проспективных, контролируемых сравнительных исследований изучали морфологические изменения инфицированной стернотомной раны в соответствии с принципами доказательной медицины. Использовали клинические и классические морфологические методы исследования в мониторинге репаративных процессов у пациентов с ПСМ и последующим статистическим анализом полученных данных. Для решения вопроса о возможных преимуществах методов открытого лечения, лечения с применением постоянного или переменного вакуума оценивали регенерацию поврежденных тканей на разных сроках заживления. Забор тканей в объеме не более 1 мм3 осуществляли в день выявления ПСМ и через каждый день после постановки диагноза и начала лечения ПСМ, во время проведения хирургических санаций постстернотомных ран по показаниям. Биоптаты фиксировали в 10 % растворе нейтрального формалина, затем обезвоживали в спиртах восходящей концентрации с последующим приготовлением парафиновых срезов толщиной 3 мкм. Изучение общей гистологической картины проводили на срезах, окрашенных гематоксилином - эозином. Иммуногистохимический метод выявления локализации клеток c экспрессией маркёров CD68, СD163, выявляющих макрофаги, CD34, отражающих ангиогенез, и Ki-67, экспрессирующего пролиферирующие клетки, выполняли по протоколам фирмы DAKO. Все величины представлены как средняя арифметическая величина ± ошибка средней. Значимость различий средних величин определяли с использованием t-критерия Стьюдента. Значимыми считали различия при р<0,05 [1]. Результаты исследования. В срезах, изготовленных из биоптатов зоны раневой поверхности, идентифицированы клетки кластеров дифференцировки CD68 и CD163. Для анализа зависимости инфильтрации лейкоцитами раневой поверхности от васкуляризации выявлена локализация клеток, экспрессирующих CD34. Отмечено, что наибольшее влияние на следующие этапы заживления оказывают макрофаги, которые начинают мигрировать в рану из сосудов вместе с гранулоцитами, но максимального уровня их количество достигает только к 3-м суткам, снижаясь после 6-7 сут (рис. 1). Физиологическая роль и влияние макрофагов связаны не только с их функцией очищения раны путём фагоцитоза эритроцитов, распадающихся лейкоцитов, жировых клеток и фибрина, но и с секрецией ими специфических субстанций, усиливающих пролиферацию фибробластов. Коллагеновые волокна в любых ранах являются одной из основных частей раневого детрита. Они остаются в течение долгого времени после распада клеток предсуществующей ткани, подвергаясь набуханию, разволокнению, частичной деструкции и потере фуксинофилии. Резорбция коллагена является в основном функцией макрофагов. При этом они не способны, как фибробласты, фагоцитировать коллагеновые фибриллы. Последние подвергаются фрагментации, деструкции, зернистому распаду и лизису в непосредственной близости от макрофагов, под действием секретируемых клеткой коллагенолитических ферментов, а затем фагоцитируются. Учитывая индукционную роль пула макрофагов, стимулирующих ангиогенез и принимающих участие в фагоцитозе тканей, подвергающихся некрозу, и их влияние на коллагеногенез в процессе заживления, изучены локализация и количественные характеристики клеток, экспрессирующих CD163 (рис. 2). У пациентов, получавших лечение с применением переменного вакуумного дренирования, идентифицированы преимущественно CD163-позитивные клетки в отличие от пациентов в других группах наблюдения (рис. 3). По современным представлениям клетки, экспрессирующие CD34, ассоциированы с белком -фактором роста эндотелия. Количество клеток в структуре эндотелия существующих и вновь образующихся сосудов, содержащих рецепторы на белки VEGF (являются активаторами ангиогенеза), в условиях репарации увеличивается, что связано с повышением физиологических запросов регенерирующей ткани. Известно, что белки VEGF существуют в рамках системы, отвечающей за обеспечение подачи кислорода к тканям на фоне недостаточной циркуляции крови. Основными функциями VEGF являются индукция ангиогенеза, образование новых кровеносных сосудов при повреждении, обеспечение коллатерального кровообращения для создания новых сосудов. Анализ полученной в нашем исследовании морфологической картины позволил сделать вывод о лучшей васкуляризации раневой поверхности у пациентов, получавших лечение с применением метода переменного вакуумного дренирования (рис. 4, 5). В наших исследованиях было отмечено, что пролиферативная активность структур в зоне регенерирующей постоперационной раны сопровождается процессами ангиогенеза и увеличением количества макрофагов. Эти показатели находились в зависимости от способа лечения, и наиболее адекватные соотношения показателей для успешного ускорения регенерации наблюдались у пациентов, получавших лечение с применением переменного вакуумного дренирования (рис. 6). Результаты анализа выявленной локализации иммунопозитивных клеток отражены в табл. 2, 3. Нами отмечено, что у пациентов в возрастной группе 61-75 лет ангиогенез в ране протекает медленнее, меньше количество СD163-позитивных клеток и плотность капилляров на фоне снижения количества СD34-экспрессированных клеток. Обсуждение полученных данных. Анализ клинических и морфологических проявлений ПСМ в послеоперационном периоде показал, что создание отрицательного давления в ране оказывает выраженное комплексное положительное воздействие на течение болезни: уменьшается отек, улучшается местное кровообращение, снижается бактериальная нагрузка, ускоряется заживление. В некоторых случаях у больных на протяжении длительного времени могут наблюдаться незаживающие раны, в том числе гнойные [3, 7]. Поэтому пациентам показана VAC-терапия. Увеличение количества клеток CD163 связано с необходимостью активного удаления избыточного раневого отделяемого, в том числе веществ, замедляющих заживление раны (например, матриксных металлопротеиназ и продуктов их распада). Метод дозированного тканевого растяжения в пластической хирургии, а также использование дистракционных костных аппаратов в травматологии, ортопедии и челюстно-лицевой хирургии, VAC-терапия, вызывающая деформацию раневой поверхности [14], приводят к усилению клеточной пролиферации, индуцированной изменением контактного торможения и реституции. Установлено, что вакуум-терапия улучшает течение всех стадий раневого процесса: уменьшает локальный отек, как результат - способствует усилению местного кровообращения, снижает уровень микробной обсемененности раны, вызывает деформацию раневого ложа и уменьшение раневой полости, приводя к ускорению заживления раны [10]. Также вакуум-терапия снижает выраженность раневой экссудации, способствуя поддержанию влажной раневой среды, необходимой для нормального заживления раны. Все эти эффекты способствуют увеличению интенсивности клеточной пролиферации, усиливают синтез в ране основного вещества соединительной ткани и протеинов. Преимущества VAC-терапии заключаются в том, что вакуумная терапия посредством улучшения качества грануляционной ткани повышает шансы на успех в закрытии раны местными тканями [13, 15]. Наложение вакуум-повязки на рану позволяет удалять избыточный раневой экссудат, стимулирует ангиогенез. Морфологические показатели CD68, CD163, CD34 имеют наивысшие значения при VAC-терапии с переменным режимом разряжения, которая может являться методом выбора для лечения пациентов, перенесших стернотомию, осложненную инфекцией. Кроме этого, морфологические показатели CD68, CD163, CD34 можно использовать в качестве критериев для прогнозирования исхода стерномедиастинита и обоснования тактики консервативного лечения пациентов со стернотомными ранами. Иногда рекомендуется дополнительное использование неадгезивного барьера (или повязки) между губкой и поверхностью раны, чтобы избежать врастания здоровой сформированной ткани в структуру губки и случайного повреждения при смене повязки. Повязка бессменно остается на ране, по меньшей мере, 4 сут. Прямое воздействие вакуума на раневое ложе приводит к локальному снижению парциального давления кислорода в ране, однако это стимулирует формирование новых сосудов и дальнейшее улучшение качества грануляционной ткани в ране [1]. Тем самым в итоге обеспечивается усиление тканевой оксигенации, что особенно важно для пациентов с сопутствующим сахарным диабетом 2-го типа. Вывод. Применение переменного вакуума в кардиохирургии для лечения стернотомных ран является наиболее действенным методом по мобилизации эффекторных иммунофагоцитов. Источник финансирования. Работа выполнена при поддержке Научного фонда ДВФУ в рамках государственного задания 17.5740/2017/6.7. Вклад авторов: Концепция и дизайн исследования: И. В. Р. Сбор материала: А. А. Ф., В. В. У. Обработка материала, изготовление иллюстративного материала: Г. В. Р., В. К. В. Статистическая обработка данных: А. И. Г. Анализ и интерпретация данных: Э. И. В., И. В. Р. Написание текста и редактирование: В. Г. К., Г. В. Р., В. В. У., И. В. Р. Авторы сообщают об отсутствии в статье конфликта интересов.

Об авторах

Галина Витальевна Рева

Дальневосточный федеральный университет

Email: RevaGal@yandex.ru
Школа биомедицины 692806, Приморский край, г. Владивосток, о. Русский, Кампус ДВФУ, корпус М

Алексей Александрович Фургал

Дальневосточный федеральный университет

Школа биомедицины 692806, Приморский край, г. Владивосток, о. Русский, Кампус ДВФУ, корпус М

Адель Игоревна Гармаш

Дальневосточный федеральный университет

Школа биомедицины 692806, Приморский край, г. Владивосток, о. Русский, Кампус ДВФУ, корпус М

Виктор Васильевич Усов

Дальневосточный федеральный университет

Школа биомедицины 692806, Приморский край, г. Владивосток, о. Русский, Кампус ДВФУ, корпус М

Татсуо Ямамото

Международный медицинский научно-образовательный центр

951-8116, Fukusumibiru 2, 1 Banchou 86-12, Higashinakadori, Chuo-ku, Niigata-shi, Niigata-ken, Ниигата, Япония

Димитрий Димитриевич Купатадзе

Санкт-Петербургский государственный педиатрический медицинский университет

кафедра детской хирургии 194100, Санкт-Петербург, ул. Литовская, 2

Владимир Гарибальдиевич Кожухарь

Санкт-Петербургский государственный педиатрический медицинский университет

кафедра гистологии и эмбриологии им. проф. А. Г. Кнорре 194100, Санкт-Петербург, ул. Литовская, 2

Эрнест Иванович Валькович

Санкт-Петербургский государственный педиатрический медицинский университет

кафедра гистологии и эмбриологии им. проф. А. Г. Кнорре 194100, Санкт-Петербург, ул. Литовская, 2

Владимир Константинович Верин

Северо-Западный государственный медицинский университет им. И. И. Мечникова

кафедра морфологии 195067, Санкт-Петербург, Пискаревский пр., 47

Иван Владимирович Рева

Дальневосточный федеральный университет; Международный медицинский научно-образовательный центр

Школа биомедицины 951-8116, Fukusumibiru 2, 1 Banchou 86-12, Higashinakadori, Chuo-ku, Niigata-shi, Niigata-ken, Ниигата, Япония, 692806, Приморский край, г. Владивосток, о. Русский, Кампус ДВФУ, корпус М

Список литературы

Дополнительные файлы