CHANGES IN HEMODYNAMICS, ENERGY METABOLISM AND PLASTIC PROCESSES IN THE LIVER IN ACUTE SMALL BOWEL OBSTRUCTION CAUSED BY OBTURATION

Full Text

Введение. В современной хирургии острая тонкокишечная непроходимость (ОТКН) остается одним из наиболее грозных заболеваний, сопровождающихся перитонитом и развитием синдрома полиорганной недостаточности (СПОН), высоким уровнем летальности [6, 8]. В этой связи задача улучшения результатов лечения больных с острой кишечной непроходимостью (ОКН) является актуальной. ОКН составляет 1,2-14,2 % случаев от всех острых хирургических заболеваний органов брюшной полости [6, 8]. При осложнении ОТКН перитонитом летальность составляет 25-70 %, а в терминальной стадии перитонита при развитии токсико-септического шока и синдрома СПОН - достигает 100 % [2, 6-8]. В связи с анатомической организацией гемодинамики печень, которая по воротной вене принимает кровь от всех непарных органов брюшной полости, при ОТКН оказывается первым органом-мишенью, на который приходится основной удар токсинемии в виде массивного поступления по воротной вене с кровью биологически активных веществ и токсических продуктов, образующихся в результате ишемии и/ или некроза тканей патологически измененного участка тонкой кишки. Токсины оказывают прямое повреждающее действие на клетки печени, повреждают мембранные структуры гепатоцитов, нарушают процесс трансмембранного транспорта водорода и других субстратов, что, в свою очередь, приводит к дискоординации обменных процессов и в дальнейшем к гибели клетки. Итогом этого процесса является развитие печеночной недостаточности разной степени выраженности [1, 2, 4, 5, 9]. В опубликованной за последнее десятилетие литературе, к сожалению, приводятся мало исследований, посвященных острой печеночной недостаточности при ОТКН. Очевидно, что динамика морфофункциональных преобразований в печени при неотложной хирургической патологии и, в частности, при развитии ОТКН мало исследована, что создает проблемы в обосновании патогенетического подхода к профилактике и лечению пациентов данной категории. В связи с недостаточной эффективностью существующих методов лечения ОТКН, осложненной острой печеночной недостаточностью, сопровождающейся высокой смертностью, возникла необходимость проведения экспериментально-морфологического анализа характера и масштаба изменений в печени в динамике развития ОТКН. Таким образом, целью данной работы явилось выявление закономерностей изменений морфофункциональной организации сосудистого русла и связь этих изменений с уровнем энергетического обмена и пластических процессов в печени в динамике развития ОТКН для определения границ морфофункциональных реакций органа в пределах нормы и перехода в патологию. Изучить изменения в печени при ОТКН на клиническом материале, выполняя биопсию в динамике развития патологического процесса, не представляется возможным, поэтому основой данной работы стало экспериментальное моделирование заболевания. Материал и методы. Объектом исследования служили собаки. При выборе объекта исследования руководствовались тем, что морфологическое строение и физиологические особенности печени собаки и человека наиболее близки между собой. Строение и функции пищеварительного тракта, основные источники кровообращения и пути оттока крови, строение артериального и венозного русла, а следовательно, и гемомикроциркуляторного русла органов пищеварительного тракта у собаки и человека сходны. Достаточно высокое положение в филогенетическом ряду собаки и человека обуславливает однотипность протекания реакций [3]. Все это позволяет с большой долей достоверности экстраполировать результаты экспериментального исследования на человека. Исследование выполнено на 18 взрослых беспородных собаках обоего пола массой 17-20 кг. Экспериментальная часть проведена в соответствии с руководящими документами, такими как «Руководство по уходу и использованию лабораторных животных Национального института здравоохранения (National Institute of Health - NIH, Бетесда, США)» и «Правила проведения работ с экспериментальными животными», одобрена комитетом по этике Главного военного клинического госпиталя имени академика Н. Н. Бурденко Министерства обороны РФ (№ 160 от 23.04.2014 г.), локальным комитетом по этике ПМГМУ им И. М. Сеченова (№ 01-12 от 02.11.2012 г.). На 2 собаках, служивших первым контролем, изучено строение печени в норме. У животных 2-й группы (12 животных) выполнено моделирование низкой ОТКН на сроках наблюдения 1, 2, 3 и 6 сут. 3-ю, контрольную группу, составили 4 животных, у которых было изучено строение печени после лапаротомии без вмешательства на сосудах и органах брюшной полости через 1, 2, 3 и 6 сут. Сравнение результатов исследования во 2-йи 3-й группе позволило выявить изменения в печени, обусловленные именно ОТКН, но не являющиеся последствиями лапаротомии при моделировании заболевания. Выбор сроков наблюдения основывается на особенностях клинических проявлений обтурационной ОТКН. Обтурация просвета тонкой кишки не происходит мгновенно: некоторое время после уменьшения диаметра просвета тонкой кишки пассаж кишечного содержимого по кишке возможен (в клинической практике такое состояние называют «частичной тонкокишечной непроходимостью»), брыжейка при обтурационной ОТКН в патологический процесс не вовлекается. Когда уменьшение просвета кишки достигает определенного критического уровня, происходит резкий спазм ее стенок с последующим проявлением характерных клинических симптомов ОКН. Методы исследования включали: 1 - методики постановки экспериментов - моделирование ОТКН; 2 - методы исследования морфологии печени. Низкую ОТКН моделировали наложением лигатуры капроновой нитью № 5 на тонкую кишку без сдавления брыжейки на 100 см проксимальнее илеоцекального перехода. Методы исследования морфологии печени в условиях нормы и после моделирования ОТКН применяли одни и те же. В гистологических препаратах, окрашенных гематоксилином - эозином, оценивали изменение площади отделов гемососудистого бассейна (междольковых артерий, междольковых вен, центральных вен) на квадрате площадью 600×103мкм2. Содержание гликогена в печени определяли по результатам количественной оценки продуктов ШИКреакции, уровень содержания суммарных и цитоплазматических нуклеопротеидов (НП) - по Эйнарсону для оценки уровня пластических процессов в центральных и периферических отделах долек. Морфометрию производили с помощью программы Adobe Photoshop CS3 Extended RUS, Image Pro, Image 3.0. Статистическую обработку результатов проводили методами вариационной статистики в программах Statistica 6.0. (StatSoft Inc., США), AtteStat. Результаты считали статистически значимыми при р<0,05 (95 % точности). Результаты исследования. Через 1 сут после моделирования обтурационной ОТКН при сравнении с нормой статистически незначимо увеличивалась площадь междольковых артерий в 1,18 раза, междольковых вен - в 1,19 раза (рис. 1, а, б). Площадь центральных вен на данном сроке эксперимента при сравнении с нормой статистически незначимо уменьшалась в 1,17 раза (см. рис. 1, в). Общая площадь сосудов статистически незначимо уменьшалась по сравнению с нормой в 1,11 раза (см. рис. 1, г). На этом же сроке эксперимента выявлено максимальное уменьшение уровня гликогена в гепатоцитах как в центральных, так и в периферических отделах долек (рис. 2, а, б). В центральных отделах печеночных долек отмечается статистически значимое резкое уменьшение уровня гликогена в 25,39 раза по сравнению с нормой. В периферических отделах долек также отмечается статистически значимое резкое уменьшение уровня гликогена в 22,75 раза по сравнению с нормой. Через 1 сут после формирования обтурационной ОТКН наблюдалось снижение содержания суммарных нуклеопротеидов как в центральных отделах долек в 2,1 раза, так и в периферических отделах долек в 3,42 раза (рис. 3, а, б), а также статистически значимое уменьшение уровня содержания нуклеопротеидов в цитоплазме как в центральных отделах долек в 2,65 раза, так и в периферических отделах долек в 7,04 раза (см. рис. 3, в, г). Через 2 сут после моделирования обтурационной ОТКН статистически значимо по сравнению с нормой уменьшается площадь междольковых артерий в 1,38 раза и междольковых вен в 1,48 раза (см. рис. 1, а, б). На этом же сроке эксперимента площадь центральных вен статистически незначимо увеличивается по сравнению с нормой в 1,15 раза (см. рис. 1, в). При этом общая площадь сосудов уменьшается в 1,21 раза по сравнению с нормой. Через 2 сут от начала эксперимента изменение организации кровообращения приводит к уменьшению содержания гликогена в ткани печени, наблюдается статистически значимое уменьшение уровня гликогена в центральных отделах долек в 9,57 раза (см. рис. 2, а), в периферических отделах долек - в 11,82 раза (см. рис. 2, б) по сравнению с нормой. Через 2 сут от начала эксперимента наблюдается статистически значимое снижение уровня содержания суммарных нуклеопротеидов в центральных отделах долек в 1,76 раза по сравнению с нормой (см. рис. 3, а). В периферических отделах долек по сравнению с нормой статистически значимых изменений в уровне содержания суммарных нуклеопротеидов не выявлено (см рис. 3, б). На этом сроке эксперимента статистически значимых изменений уровня содержания нуклеопротеидов цитоплазмы в гепатоцитах центральных и периферических отделов долек по сравнению с нормой не обнаружено (см. рис. 3 в, г). Через 3 сут от начала эксперимента площади междольковых артерий и междольковых вен статистически значимо увеличиваются в 1,55 и 1,49 раза соответственно по сравнению с нормой (см. рис. 1, а, б). Площадь центральных вен при этом статистически значимо резко уменьшается по сравнению с нормой в 3,15 раза (см. рис. 1, в). Общая площадь сосудов через 3 сут после формирования обтурационной ОТКН по сравнению с нормой уменьшается в 1,27 раза (см. рис. 1, г). Уровень содержания гликогена в этот срок эксперимента уменьшается в центральных отделах печеночных долек в 1,46 раза, в периферических отделах долек - в 4,08 раза (см. рис. 2, а, б) по сравнению с нормой. Через 3 сут от начала эксперимента по сравнению с нормой статистически значимых изменений в уровне содержания суммарных и цитоплазматических НП в центральных отделах долек не наблюдается (см. рис. 3, а, в). В периферических отделах долек по сравнению с нормой отмечено статистически значимое снижение уровня содержания суммарных НП в 1,29 раза (см. рис. 3, б), цитоплазматических НП - в 2,08 раза (см. рис. 3, г). Через 6 сут после формирования обтурационной ОТКН наблюдается статистически значимое увеличение площади междольковых артерий в 1,27 раза по сравнению с нормой (см. рис. 1, а). Максимальное статистически значимое уменьшение площади междольковых вен по сравнению с нормой возникает на этом сроке эксперимента в 4,11 раза (см. рис. 1, б). Площадь центральных вен при этом статистически значимо уменьшается по сравнению с нормой в 1,37 раза (см. рис. 1, в), а общая площадь сосудов - в 2,32 раза (см. рис. 1, г). по сравнению с нормой. На этом сроке эксперимента наблюдается статистически значимое уменьшение уровня гликогена в центральных отделах долек в 4,26 раза (см. рис. 2, а), в периферических отделах - в 11,97 раза (см. рис. 2, б) по сравнению с нормой. Через 6 сут после формирования обтурационной ОТКН наблюдается статистически значимое повышение уровня содержания суммарных НП в центральных отделах долек по сравнению с нормой в 1,40 раза (см. рис. 3, а). В периферических отделах долек по сравнению с нормой наблюдается статистически значимое снижение уровня содержания суммарных НП в 1,20 раза (см. рис. 3, б). Статистически значимых изменений уровня содержания нуклеопротеидов цитоплазмы центральных и периферических отделов долек на этом сроке эксперимента по сравнению с нормой не наблюдали (см. рис. 3, в, г). Обсуждение полученных данных. При обтурационной ОТКН повышение внутрипросветного - в тонкой кишке, и внутрибрюшного давления (компартмент-синдром) приводит к сдавлению сначала внутристеночных вен тонкой кишки с сохранением притока крови по артериальным сосудам и последующим нарушением барьерной функции стенки тонкой кишки, развитием токсинемии, которая приводит к поражению как самого органа, так и его гемоциркуляторной системы, а также - к нарушению гемодинамики центрального генеза [6, 8]. Через 2 сут от начала эксперимента при моделировании обтурационной ОТКН наблюдаемое снижение притока крови по системе воротной вены и междольковым артериям свидетельствует об ишемии органа. Увеличение площади центральных вен, учитывая снижение притока крови по артериальному звену гемоциркуляторного русла и воротной вене, может свидетельствовать о гипертензии в забрюшинном клетчаточном пространстве, сдавлении нижней полой вены и, следовательно, гипертензии в бассейне сосудов нижней полой вены из-за присоединения компартмент-синдрома - повышения внутрибрюшного давления. Через 3 сут от начала эксперимента при моделировании обтурационной ОТКН отмечается значительное уменьшение кровотока по системе нижней полой вены. По нашему мнению, резкое уменьшение площади центральных вен на фоне вазодилатации междольковых артерий и вен является следствием раскрытия не функционирующих в норме внеорганных (гепатофугальных) портокавальных анастомозов и изменения направленности оттока крови из системы воротной вены. Этот механизм перераспределения гемоциркуляции также может быть результатом развивающегося при ОТКН компартмент-синдрома (синдрома интраабдоминальнй гипертензии) с гипертензией в системе нижней полой вены [6, 8]. В связи с тем, что данный механизм перераспределения кровотока уменьшает возможности выполнения детоксицирующей функции печенью, он обеспечивает генерализацию поступления токсических веществ к другим органам и системам, чем создаются условия для развития СПОН, а вазодилатация артериального и венозного коллектора, более вероятно, обусловлена токсическим поражением центрального регуляторного сосудистого механизма. Через 6 сут после формирования обтурационной ОТКН наблюдается значительное уменьшение притока крови по системе воротной вены. Учитывая то, что именно по системе воротной вены поступает около 90 % крови в печень [1, 2, 4], значительное уменьшение кровотока по этой системе говорит о прогрессирующей ишемии печени с последующим нарушением ее функций. Уровень гликогена при формировании обтурационной ОТКН на всех сроках эксперимента оставался значительно сниженным, что свидетельствует о выраженном нарушении энергетического обмена в печени. При формировании обтурационной ОТКН отмечается снижение уровня содержания как суммарных НП, так и цитоплазматических НП (в центральных и периферических отделах долек). Заключение. При формировании обтурационной ОТКН, несмотря на отсутствие манифестирующих клинических проявлений острой кишечной непроходимости, уже с 3-х суток отмечается, на основе изменения организации гемодинамики, выраженное нарушение энергетического обмена и пластических процессов в печени, что создает морфофункциональную основу для развития СПОН. Вклад авторов: Концепция и дизайн исследования: В. Е. М. Сбор и обработка материала: В. Е. М., Х. М. Ш. Статистическая обработка данных: Х. М. Ш. Анализ и интерпретация данных: В. Е. М., Х. М. Ш. Написание и редактирование текста: В. Е. М., Х. М. Ш. Авторы сообщают об отсутствии в статье конфликта интересов.

About the authors

V. Ye. Milyukov

I. M. Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University)

Email: Milyucov@mail.ru
Department of Human Anatomy 11-10 Mokhovaya St., Moscow 103904

H. M. Sharifova

I. M. Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University)

Email: murshudova.kh@yandex.ru
Department of Human Anatomy 11-10 Mokhovaya St., Moscow 103904

References

Supplementary files