Липидная пероксидация при синдроме энтеральной

Липидная пероксидация при синдроме энтеральной недостаточности у
больных с послеоперационным перитонитом
А.А.Узанкичян, М.М.Мириджанян, А.Р.Асатрян, А.Е.Закарян, Г.А.Погосян, З.А.Закарян
( ЕГМУ, ЕГУ, МЦ «Эребуни»)
Больные с послеоперационными осложнениями являются наиболее тяжелым
контингентом хирургических клиник, особенно это касается пациентов с развившимся
распространенным
синдромов
послеоперационным
эндогенной
интоксикации
перитонитом,
и
что
системного
объясняется
развитием
воспалительного
ответа.
Интоксикация, приводящая к развитию полиорганной недостаточности (ПОН), зачастую
обусловлена развитием синдрома энтеральной недостаточности (СЭН).
Синдром энтеральной недостаточности – это патологический симптомокомплекс,
возникающий при острой хирургической патологии и травмах органов брюшной полости
и сопровождающийся нарушением всех функций пищеварительного тракта, когда
кишечник становится основным источником интоксикации и развития полиорганной
недостаточности [1,2,3] Как известно, метаболические расстройства при перитоните и, в
частности, при синдроме энтеральной недостаточности, обуславливают активацию
свободнорадикальных процессов. Образовавшиеся
свободные радикалы обладают
атомами с неспаренными электронами на внешней орбитали, наличие которых определяет
их высокую химическую реактивную способность. Развитие энтерального синдрома при
перитоните во многом определено интенсивностью свободнорадикальных реакций
перекисного окисления липидов (ПОЛ), фосфолипазной активностью, нарушениями в
тканевой коагуляционно-литической системе, обмене липидов тканей кишечника [1,2].
Свободнорадикальное окисление липидов способствует образованию перекисных
радикалов, которые, в свою очередь, приводят к цепному перекисному окислению
жирных кислот, возникает так называемый синдром липидной пероксидации (СЛП).
Накопление продуктов свободнорадикального окисления липидов способно вызывать
разобщение окислительного фосфорилирования и ингибировать перенос электронов в
дыхательной цепи митохондрий. Последнее ведет к угнетению энергозависимых функций
и, в итоге, развитию полиорганной недостаточности [5,6].
СЭН 2-3 степени у больных, перенесших релапаротомии по поводу
развившегося послеоперационного перитонита (ПП), по нашим данным составляет 72,2%,
а развитие ПОН диагностировано в половине случаев. Во многом интоксикация
1
обусловлена развитием СЛП, как одного из проявлений 3 стадии синдрома системного
воспалительного ответа [1,3].
Óðîâåíü ÏÎË ðåãóëèðóåòñÿ ìîùíîé áèîàíòèîêñèäàíòíîé ñèñòåìîé îðãàíèçìà
(ÁÀÎ) è ïîýòîìó â íîðìå ýòè ïðîöåññû íàõîäÿòñÿ â ðàâíîâåñíîì ñîñòîÿíèè:
ÏÎË
ÁÀÎ
Ñóòü ýòîé ðåãóëÿöèè â êîíå÷íîì ñ÷åòå ñâîäèòñÿ ê ïîääåðæàíèþ äàííîãî ðàâíîâåñèÿ
íà âñåõ ñòàäèÿõ ýòîãî ìíîãîñòóïåí÷àòîãî ñâîáîäíîðàäèêàëьíîãî îêèñëèòåëüíîãî ïðîöåññà
[7,8]. Íàми для èññëåäîâàíèя ÏÎË â áèîëîãè÷åñêèõ ïðîáàõ применены ìåòîäы
хåìèëþìèíåñöåíòíîãî (ХЛ) àíàëèçà [4] è îïðåäåëåíèÿ ìàëîíîâîãî äèàëьäåãèäà - одного
из
îñíîâíых
êîнå÷íых
õåìèëþìèíåñöåíöèè,
ïðîäóêòов
ÏÎË.
Считали
âàæíым
èçó÷åíèå
êèíåòèêè
ñîïðîâîæäàþщåé öåïíîå îêèñëåíèå ëèïèäîâ, èíäóöèðîâàííîå
ââåäåíèåì èîíîâ äâóõâàëåíòíîãî æåëåçà по ñòàäèям ïðîòåêàíèя ýëåìåíòàðíûõ ðåàêöèé
ïåðîêñèäàöèè. Ïðåèìóùåñòâo ìåòîäà çàêþ÷àåòñÿ â òîì, ÷òî îí ïîçâîëÿåò íåïîñðåäñòâåííî
îáíàðóæèòü ïðîòåêàíèå ðåàêöèé ñ ó÷àñòèåì ñâîáîäíûõ ðàäèêàëîâ [4,7,8].
Материал и методы
Материалом для исследования явились пробы периферической крови (ПК),
перитонеального экссудата, отделяемого по назогастральному зонду и содержимого
тонкого кишечника, т.н. «энтеротоксина» у 54 (основная группа) больных с ПП,
осложненным СЭН и явлениями ПОН. Забор материала осуществлялся интраоперационно
во время первой релапаротомии. Причины развития ПП были следующие (табл.1):
Таблица 1
Причина развития
послеоперационного (П/о)
перитонита
Несостоятельность швов
Число
больных
18
П/о продолж. перитонит
14
Некроз стенки органа
13
П/о панкреонекроз
4
Прочее
5
Всего
54
2
Для контроля исследовалась кровь 72 больных (контрольная
группа) с острой
хирургической патологией, без сопутствующих заболеваний и без распространенного
перитонита, которые были оперированы в клинике
(острый деструктивный аппендицит
был у 37 больных; ущемленные грыжи без некроза кишечника, сальника – у 19; острый
калькулезный холецистит без механической желтухи – у 12; прочее – у 4).
Äëÿ ñòàíдàðòèçàöèè èññëåäóåìûõ îáðàçöîâ в них áûëî îïðåäåëåíî êîëè÷åñòâî áåëêà
ïî ìåòîäó Ëîóðè [8]. Óñðåäíåнíîå çíà÷åíèå áåëêà â íàøèõ îïûòàõ ñîñòаâëÿëî äëÿ ïëàçìû
êðîâè 51±5,6 ìã/ìë (íîðìà 65-80), äëÿ перитонеального экссудата – 90±11,3 ìã/ìë, äëÿ
«ýíòåðîòоêñèíà» – 64 ± 7,4 ìã/ìë.
Èíòåíñèâíîñòü ñâîáîäíîðàäèêàëüíûõ ðåàêöèé ÏÎË îöåíèâàëè ñ ïîìîùüþ ÒÁÊòåñòà (îïðåäåëåíèе ïðîäóêòîâ, ðåàãèðóþщèõ ñ òèîáàðáèòóðîâîé êèñëîòîé â åäèíèöàõ
êîíöåíòðàöèè (ìêÌ) ìàëîíîâîãî äèàëüäåãèäà (ÌÄÀ)) [6].
Ñðåäíие ñòàòèñòèчåñêие îøèáêи â íàøèõ ýêñïåðèìåíòàõ íå ïðåвыøàëи 12-13%.
Результаты и обсуждение
Полученные результаты по изучению спонтанной хемилюминесценции (СХЛ)
Интенсивность
СХЛ,имп/сек
клинического материала представлены на рис.1.
140
120
100
80
60
40
20
0
1
2
3
4
5
6
Номера экспе риме нталных проб
Рис.1 Показатели спонтанной хемилюминесценции (усредненные результаты): 1 – фон.
установка; 2 – сыворотка крови больных контрольной группы;, 3 –сыворотка крови
пациентов основной группы; 4 – перитонеальный экссудат; 5 – содержимое желудка; 6 –
«энтеротоксин»
Из таблицы видно, что èíтåíñèâíîñòü óñðåäíåííîé СХЛ сыворотки крови
контрольной группы заìåòíî íèæå (на ≈ 25%), ïî ñðàâíåíèþ ñ èíòåíñèâíîñòьþ ÑÕË у
3
áîëьíûõ
основной
группы.
Это
ñâÿçàíî
с
развитием
воспалительного ответа с ïåðåõîäîì â ðóñëî êðîâè òîêñèнов
синдрома
системного
ïеðîêñèäàíòíой ïðèðîäы,
которые ñïîñîáñòâóþт ðàçâèòèþ ñâîáîäíîðàäèêàëьíûõ ïðîöåññîâ.
Иíòåíñèâíîñòь ÑÕË усиливалась с возрастанием температуры со средним
значением коэффициента Вант-Гоффа 1,7 (Q10=1,7) äëÿ сыворотки крови в êîíтðîëüíой
группе è 1,6 (Q10=1,6) – для основной. Ýòîò æå ïîêàçàòåëь äëÿ перитонеального экссудата
больных îñîáî íå îòëè÷àëñÿ, что указывает на неферментативную природу СХЛ è íà
åäèíые ìåõàíèçì è ïðèðîäу äàííоãî ïðîöåññà.
Êèíåòè÷åñêèå êðèâûå ôоòоõåìèëþìèíåñöåíöèè (ФХЛ) áèîëоãè÷åñêèõ проб ïîñëå
ÓÔ
îáëó÷åíèя
õàðàêòåðèçовались
âñïыøêîé
ôîòîхåìèëþìèíåñöåíöèè, êîòîðàÿ
ýêñïîíåíöèàëüíî çàòóõàла â òå÷åíèе 15 ìèíóò. Î÷åâèäíî, ÷òî êèíåòèêа ÔÕË èññëåäóåìûõ
îáðàçöîâ èäåíòè÷íà. Îäíàêî, òå æå õàðàêòåðèñòèêè äëÿ перитонеального экссудата è
«ýíòåðîòîêñèíà», ïî ñðàâíåíèþ ñ êèíåòèкой ÔÕË ñыâîðîòêè, îòëè÷àлись áîëåå ðåçêèì
ïàäåíèåì èíòåíñèâíîñòè ñâå÷åíèÿ, ÷òî,
íà íàø âçãëÿä, îáóñëîâëåíо áèîõèìè÷åñêèì
ñîñòàâîì è íåîäèíаêîâûì ñîäåðжàíèåì ðàçëè÷íûõ ìèêðîэëåìåíòîâ в образцах (рис.2):
Интенсивность ФХЛимп./сек.
350
Series1
300
250
Series2
200
150
Series3
100
Series4
50
0
1
3
5
7
9
11
13
15
Время,минуты
Ðèñ. 2 Кèíåòè÷åñêèå êðèâûå ôîòîõåìèëþìèíåñöåíöèè áèîëоãè÷åñêèõ æèäêîсòåé áîëüíûõ с
ПП: Series 1 – ñûâîðîòêà êðîâè áîëьíых с ПП, Series 2 – ñûâîðîòêà êðîâè больных
контрольной группы; Series 3 – перитонеальный экссудат; Series 4 – «эíòåðîòîêñèí»
 ïîñëåäóþùèõ ýêñïåðèìåíòàõ áûëà èçó÷åíà êèíåòèêà Fe+2-èíäóöèðîâàííой
õåìèëþìèíåñöåíöèи
áèîëîãè÷åñêèõ
проб
áîëьíûõ
основной
группы.
Íà
ðèñ.2
ïðåäñòàâëåíû òèïè÷íûå êèíåòè÷åñêèå êðèâûå ÕË, ðàçâèâàþùåéñÿ ïðè äîáàâëåíèè 25 ìÌ
Fe+2 ê èññëåäóåìыì ïðîáàì.
4
Интенсивность ХЛ, имп/10
сек.
300
250
200
150
100
50
0
1
3
5
7
9
11 13 15 17 19 21 23
Время, минуты
Series1
Series2
Series3
Ðèñ 3. Òèïи÷íûå êèíåòè÷åñêèå êðèâыå Fe+2-èíäóöèðîвàííîé ХЛ îáðàçöîâ áèîëîãè÷åñêèõ
проб áîëьíûõ с ПП: Series1 – ñûâîðоòêà êðîâè больных основной группы; Series2 –
перитонеальный экссудат; Series3 – «ýíòåðîòîêñèí»
Ñðàâíåíèå ïîëó÷åííûõ êðèâûõ ïîêàçûâàåò, ÷òî êèíåòèêà Fe+2-èнäóöèðîâàííîé
õåìèëþìèíåñöåíöèè
Î÷åâèäíо,
что
ñóùåñòâåííî íå îòëè÷àåòñÿ
êèíåòè÷åñêèå
у èññëåäованных áèîматериалов.
Fe+2-èíäóöèðованной
êðèâûå
õåìèëþìèíåñöåíöèè
õàðàêòåðèçовались íà÷àëüíûì íàðàñòàíèåì âñïûøêè ñâå÷åíèÿ â ïåðâûе 5-7 ìèíóò, çàòåì
ñëåäовало çàìåäëåíèå ðåàêöèè ÕË è ê 17-19 ìèíóòàм íàáëþäàлось ïîÿâëåíèå âòîðîãî ïèêà
ñâå÷åíèÿ. Нàëè÷èå òðåõ ñòàäèй ðàçâèòèя õåìèëþìèíåñöåíöèè ñâèäåòåëьñòâóåò, ÷òî â íà÷àëå
ïðîèñõîäèò îêèñëåíèå ëèïèäîв èçó÷àåìîãî îáðàçöà ñ ïоÿâëåíèåì ïåðâè÷íûõ ïðîäóêòîâ
ÏÎË (ãèäðîïåðåêèñåé ëèïèäîв в ëèïîïðîòåèäàõ íèçêîé ïëîòíîñòè) [7]. Çàòåì ïðîèñõîäèò
íàêîïëåíèå ïðîäóêòîâ îêèñëèòåëьíыõ ïðîöåññîâ è âîñсòàíîвëåíèå îêèñëåííîãî æåëåçà â
Fe+2, ïðèâîäяùее ê ïîÿâëåíèþ âòîðîãî ïèêà õåìèëþìèíåñöåíöèè.
Ñ öåëьþ õîòÿ áû ÷àñòèчíîé äèôфåðåíöиàöèè õàðàêòåðà ÔÕË èçó÷àåìûõ îáðàçöîâ
áыëа èсñëåäîâàíа êèíåòèêа ýòîãî ïðîöåññà. Ïîëó÷åííûå ðåçóëьòàòû ïðèâåäåíû íà ðèñ. 4
и 5.
5
350
Ин тен си в н о сть Ф Х Л и м п /сек .
Ин те н с ив н о сть Ф Х Л -им п . /се к .
350
300
250
200
150
100
50
300
250
200
150
100
50
0
0
1
2
3
4
5
6
7
8
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
9 10 11 12 13 14 15 16
Время,минуты
Время,минуты
À
Á
Рис.4 Кинетика ФХЛ ñûâîðîòêè крови. À – áîëьíые с ПП, Á – контрольная группа
350
И н те н си в н о сть Ф Х Л и м п ./с ек .
Ин тен си в н ость Ф Х Л и м п ./сек .
350
300
250
200
150
100
50
0
300
250
200
150
100
50
0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
1
3
5
7
Время,минуты
9
11 13 15 17 19 21 23 25
Время,минутй
À
Á
Рис.5 Кинетика ФХЛ «ýнтеротоксина» (А) и перитонеального экссудата (Б)
Как видно из представленных таблиц, ïîñëå îáëó÷åíèя èññëåäóåìîãî îáðàçöà ÓÔ
èçëó÷åíèåì íàáëþäàлась âñïыøêà ФХЛ, êîòîðàÿ ýêñïîíåíöèàëüíî çàòóõàла â òå÷åíèе 20
ìèíóò. Î÷åâèäíî, ÷òî êèíåòèêà ÔÕË ñûâîðîòêè, êàê в контрольной, так и в основной
группах была èäåíòè÷íой,à êðèâèçíà ïаäåíèя ñâå÷åíèÿ áîëåå ìîíîòîííой è ãëàдêой. Òå
æå õàðàêòåðèñòèêè äëÿ «ýíòåðîòîêñèíà» è перитонеального экссудата íåñêîëüêî
îòëè÷àлись (ïî ñðàâíåíèþ ñ êèíåòèêой ÔÕË ñèâîðîòêè) áîëåå ðåçêèì ïàäåíèåì
èíòåíñèâíîñòè ÔÕË. Ýòî было более õàðàêòåðíым äëÿ перитонеального экссудата. Òàêèå
êèíåòè÷åñêèå ðàñõîæäåíèя ÔÕË èçó÷àåìûõ ìàòåðèàëîâ, íà íàø âçãëÿä, îáóñëîâëåíû èõ
áèîõèìè÷åñêèì ñîñòàâîì è íåîäèíаêîâûì ñîäåðжàíèåì ìèêðîэëåìåíòîâ.
Òàêèì îáðàçîì, ìîæíî ïîëаãàòь, ÷òî êàê â ñëó÷àå ФХЛ (ðèñ.2), òàê è âî âðåìÿ
6
Fe+2-èíäóöèðîâàííîé õåìèëюìèíåñöåíöèè (ðèñ.3) âûÿâëåíà ðàçíèцà â èíòåíñèâíîñòи
ãåíåðàöèè êâàíòîâ ñâåòà, îòðàæàþùàÿ óðîâåíü ñâîáîäíîðàäèêàëьíыõ ïðîöåññîâ â ïðîáàõ
ñûâîðоòêи êðîâè, перитонеального экссудата è «ýíòåðîòîêñèíà», ÷òî ñâÿçàíо ñ
êîëè÷åñòâåííыì è êà÷åñòâåнíыì ñîäåðæàíèåì â íиõ ëèïèäíûõ ñòðóêòóð [7,8].
Высокий уровень пероксидантной активности исследованных образцов больных с
ПП, по сравнению с кровью больных контрольной группы, говорит о выраженной
эндогенной интоксикации у больных основной группы, что подтверждалось также
данными уровня молекул средних масс крови (N = 0,2-0,3у.е.): в основной группе –
0,8±0,02, в контрольной – 0,46±0,04у.е. На этом фоне у больных с ПП, осложненным СЭН,
явления
полиорганной
недостаточности
нарастали
по
каскадному
типу,
а
гипергидратация тканей (вследствие увеличения проницаемости клеточных мембран)
прогрессивно увеличивалась вплоть до гибели клеток.
Для
борьбы
с
интоксикацией
этим
больным
был применен
экстракорпоральной детоксикации по следующей схеме.
Таблица 2
Выбор методов детоксикации в лечении больных с ПП, осложненным СЭН
ПП, осложненный
СЭН
СЭН без сопутствующей
ПОН
СЭН 3 степени с
ПОН
Гемодилюция
Фракционный ПФ +
УФОК
Стимуляция кишечной
перистальтики и
диуреза
Ультрафильтрация +
гемосорбция
Диарея
Гемодиализ
7
комплекс
Примечания: ПФ – плазмаферез; УФОК – ультрафиолетовое облучение аутокрови.
Всего больным основной группы было произведено: 21 сеанс гемодиализа, 19
сеансов ультрафильтрации, 25 сеансов гемосорбции, а также 42 сеанса фракционного
плазмафереза совместно с УФОК. Выбор метода осуществлялся в зависимости от вида
органной недостаточности, степени СЭН, состояния гемодинамики и опасностей самого
метода.
Таким образом, как видно из изложенного, синдром липидной пероксидации,
развитие которого было отмечено во всех исследованных пробах у больных с
послеоперационным
перитонитом,
осложненным
синдромом
энтеральной
недостаточности, имеет единую природу и играет одну из ведущих ролей в развитии
органной недостаточности, развивающейся у этих больных, и требует для борьбы с ним
применения активных детоксикационных мероприятий.
Литература
1.Гаин Ю.М., Леонович С.И., Алексеев С.А. «Энтеральная недостаточность при
перитоните:
теоретические
и
практические
аспекты,
диагностика
и
лечение».
«Молодечно», 2001.
2.Ермолов А.С., Попова Т.С., Пахомова Г.Е., Утешев Н.С. «Синдром кишечной
недостаточности в неотложной абдоминальной хирургии». М.,«Медэкспресс». 2005.
3.Завада Н.В., Гаин Ю.М., Алексеев С.А. «Хирургический сепсис»(учебное пособие). Мн.,
«Нов. Знание». 2003.
4. Закарян А.Е, Элбакян В.Л., Айвазян Н.М., Погосян Г.А., Закарян Н.А., Сеферян Т.Е.,
Трчунян
А.А.
«Основы
метода
хемилюминесцентного
анализа
и
программное
обеспечение LABVIEW для регистрации и обработки данных». //Mеждународная
конференция
«Образовательные, научные и инженерные приложения в среде LabVIEW
и технологии National Instruments», 2006г. Москва, с.429-432.
5. Илларионов М.Ю. «Биохимические процессы, лежащие в основе свободнорадикального
окисления,
механизмы
антирадикальной
защиты,
оценка
их
эффективности
онкологических больных».Конгр. по эндоскопической хирургии. Москва 2004. с.347-348.
8
у
6.Лелянов А.Д. «Альтернативные методы детоксикации и иммунокоррекции в лечении
гнойно-воспалительной патологии органов брюшной полости»: Дис. д-ра мед. наук.
Смоленск, 1999.
7. Ïîãîñÿí Ã.À., Äðåìèíà Å.Ñ., Øàðîâ Â.Ñ., Çàêàðÿí À.Å., Ïàíîñÿí Ã.À., Âëàäèìèðîâ
Þ.À. Êèíåòèêà ïåðåêèñíîãî îêèñëåíèÿ ëèïèäîâ, èíäóöèðîâàííîãî èîíàìè æåëåçà â
ñóñïåíçèè ìèòîõîíäðèàëüíûõ è ÿäåðíûõ ìåìáðàí. // Áèîôèçèêà, 1996, N2 (41), ñ. 342-346.
8. Halliwel B., Gutterige J.M. Free Radicals in Biology and Medicine,Oxford: University.
9