II том
Авторы: И.П. Назаров, Ю.С. Винник, П.В. Сарап, С.С. Дунаевская, Т.В. Божко
1 глава 3-й части 2 глава 3-й части
ЧАСТЬ 3. Метаболический иммунодефицит у больных острым панкреатитом и методы его коррекции (совместно с Г.В. Булыгиным и С.В. Якимовым)
Содержание 1-й главы:
|
Глава 1. Иммунопатология при остром панкреатите (обзор литературы) 1.1. Острый панкреатит: классификация и патогенез заболевания 1.2. Основные аспекты иммунопатогенеза острого панкреатита |
ВВЕДЕНИЕ
Заболеваемость острым панкреатитом продолжает из года в год увеличиваться и составляет более 38 пациентов на 100 000 населения в год [9, 141, 155]. 25% от этого числа составляют больные деструктивными формами [104, 198, 221]. Именно эти пациенты представляют наиболее тяжелую в диагностическом, лечебном, социальном и экономическом плане группу больных, что подтверждают данные о высоких показателях летальности, частоты осложнений, сроков госпитализации и расхода экономических ресурсов, используемых при лечении острого панкреатита [4]. Так, летальность при остром панкреатите без дифференциации его многообразных клинических форм и стадий составила в Российской Федерации в 1996-1997 гг. 22,7-23,6%. Наши данные незначительно отличаются от зарубежных, согласно которым летальность при некротическом панкреатите колеблется в пределах 27-45% [197].
Возросшая в последнее время роль иммунологических исследований в хирургии определяется прогрессивным увеличением числа хирургических больных с иммунодефицитами, особенно вторичными, и постоянным повышением резистентности микрофлоры к антибактериальным препаратам [15, 40, 189]. В хирургии принципы иммунологии используются для предупреждения и лечения инфекций, борьбы против острых лекарственных аллергических реакций и коррекции иммунной недостаточности, возникающей вторично в ходе различных хирургических заболеваний [26].
Рядом авторов показано, что при остром панкреатите развиваются иммунопатологические изменения, захватывающие в основном Т-клеточное звено иммунитета [92, 106]. Исследователи отметили, что изменения в иммунном статусе пациентов, больных острым панкреатитом могут варьировать в достаточно широких пределах. На это оказывает непосредственное влияние исходное состояние иммунной системы, форма заболевания и генетическая детерминированность иммунного ответа [33, 185].
Оценка иммунного статуса с использованием показателей, отражающих функциональное состояние иммунокомпететнтных клеток, как доказано многими авторами, позволяет раскрыть наиболее важные особенности механизмов реагирования иммунной системы на воспалительный процесс различной этиологии [112, 145]. Достаточно информативными можно считать показатели липидного спектра и активности внутриклеточных ферментов иммунокомпетентных клеток, которые позволяют не только уточнить функциональные возможности клеток, но и определить наиболее оптимальные пути коррекции нарушений метаболизма клеток иммунной системы [30].
С учетом особенностей внутриклеточного метаболизма и проявлений иммунодефицита у больных острым панкреатитом было сформулировано следующее положение: традиционное патогенетическое лечение больных острым панкреатитом должно проводиться параллельно с их иммунореабилитацией, обязательно включающей в себя кроме иммунотропных препаратов и метаболические корректоры [69].
Истощение системы глутатиона – одно из ранних клеточных проявлений панкреатита [236, 249], поэтому очевидна целесообразность лечения экзогенным глутатионом, которым является препарат глутоксим.
К группе методов, влияющих на иммунную систему, относят озонотерапию. Накоплен большой экспериментальный и клинический материал по использованию этого метода при остром панкреатите [21, 45, 55]. В то же время нет работ, посвященных метаболическим механизмам действия озона на ИКК и поджелудочную железу. Не изучена целесообразность применения этого метода для метаболической иммунокоррекции.
Приведенные данные свидетельствуют об актуальности проблемы и необходимости дальнейших исследований. В связи с этим целью данной работы стало изучение особенностей показателей иммунного статуса и структурно-метаболических параметров лимфоцитов при различных формах острого панкреатита.
В задачи исследования входило:
- Определить особенности показателей иммунного статуса у больных различными формами острого панкреатита.
- Изучить активность внутриклеточных ферментов лимфоцитов (ГР, Г3ФДГ, ЛДГ, Г6ФДГ, НАДМДГ, НАДФМДГ, НАДФГДГ, НАДГДГ, НАДФИЦДГ, НАДИЦДГ) и липидный спектр этих клеток у больных острым панкреатитом.
- Исследовать изменения активности НАД/Ф/-зависимых ферментов показателей липидов в ткани поджелудочной железы в эксперименте.
- Изучить эффективность применения метаболических иммунокорректоров при остром панкреатите. Оценить состояние иммунного статуса и структурно-метаболические параметры лимфоцитов после озонотерапии.
Проведено комплексное исследование иммунитета с определением состояния клеточного и гуморального звеньев и параметров активности НАД/Ф/-зависимых ферментов в лимфоцитах, а также липидного спектра ИКК у больных острым панкреатитом. Установлена зависимость тяжести метаболической иммунодепрессии от формы панкреатита.
Впервые получены показатели активности ферментов ткани поджелудочной железы (Г6ФДГ, ЛДГ, Г3ФДГ, НАДМДГ, НАДФМДГ, НАДИЦДГ, НАДФИЦДГ, НАДГДГ, НАДФГДГ, ГР), а также липидного спектра этих клеток, отражающих особенности метаболических изменений при остром панкреатите.
В эксперименте и клинике изучено влияние метода озонотерапии на метаболические процессы в лимфоцитах периферической крови и ткани поджелудочной железы. Исследовано влияние глутоксима на направленность процессов метаболизма в организме при остром панкреатите.
Выявленные изменения иммунитета и структурно-метаболических показателей лимфоцитов дополняют представление об иммунопатогенезе воспалительного процесса при остром панкреатите и механизмах формирования вторичной иммунной недостаточности. Тяжесть иммунодефицита и активность внутриклеточных ферментов в лимфоцитах зависят от формы острого панкреатита.
Результаты работы теоретически обосновывают целесообразность клинического использования иммунотропных препаратов для коррекции метаболической иммунологической недостаточности у больных острым панкреатитом.
Показана целесообразность комплексного клинико-иммунологического обследования с определением структурно-метаболических показателей лимфоцитов у больных острым панкреатитом, результаты которого позволяют объективно оценить форму и степень тяжести иммунодефицита, контролировать эффективность проводимой иммунокорригирующей терапии и определять индивидуальный прогноз (течения и исхода болезни).
Глава 1. Иммунопатология при остром панкреатите (обзор литературы)
1.1. Острый панкреатит: классификация и патогенез заболевания
Возрастающая частота заболевания при остром панкреатите определяет его ведущее место в неотложной абдоминальной хирургии [120, 155]. Многообразие клинических проявлений острого панкреатита и непредсказуемый исход заболевания делают важными методы оценки характера патоморфологического процесса и тяжести полиорганных нарушений [46, 47, 174]. Во многом эти проблемы обусловлены традиционными представлениями о патогенезе деструктивного, воспалительного и септического процессов при панкреонекрозе [23, 37, 58, 125].
Наиболее современной выглядит классификация острого панкреатита, принятая в Атланте (США) в 1992г. Использованная в ней концепция клинического «среднетяжелого» и «тяжелого» течения острого панкреатита, построена на принципах патоморфологии и инфицирования поджелудочной железы и забрюшинного пространства [178]. Согласно решениям симпозиума, выделяют следующие клинические формы острого панкреатита:
1. острый панкреатит средней степени тяжести;
2. острый панкреатит с тяжелым течением;
3. острые жидкостные образования;
4. панкреонекроз стерильный и инфицированный;
5. острая псевдокиста;
6. панкреатогенный абсцесс.
Так называемый средний по тяжести острый панкреатит встречается в 75-80% случаев заболевания больных и соответствует отечной форме панкреатита с микроскопической картиной паренхиматозного и забрюшинного некроза и характеризуется абортивным течением в сроки 48-72 ч комплексной терапии. Тяжелое течение острого панкреатита характеризуется появлением системных полиорганных и местных (некроз, абсцесс, псевдокиста) осложнений. Возможно, но менее вероятно, развитие интерстициального панкреатита в такой ситуации.
Выделение этих форм определяется по принципу фазового развития, своеобразию патогенеза в различные периоды течения патологического процесса в поджелудочной железе и забрюшинной клетчатке, а также по реальным особенностям клинической, лабораторной и инструментальной диагностики, прогнозирования и лечения при остром панкреатите [25, 133, 147].
Савельевым В.С. и соавт. (1999) выделяются основные звенья патогенеза острого панкреатита (рисунок 1) [142, 144].
Рис. 1. Основные звенья патогенеза острого панкреатита
Доказано, что основное место в патогенезе острого панкреатита занимает процесс некробиоза. При панкреонекрозе происходит деструкция мембран и ацинарной клетки с выбросом протеолитических ферментов в интерстиции, что приводит к некрозу ткани поджелудочной железы и клетчатки [7, 62, 63].
Переход процесса от «стерильного» панкреонекроза к инфицированному обусловлен контаминацией условно-патогенной микрофлорой эндогенного, внутрикишечного происхождения [36]. Механизму инфицирования способствует несостоятельность метаболической и барьерной функции желудочно-кишечного тракта, ретикулоэндотелиальной системы печени и легких [44, 54].
1.2. Основные аспекты иммунопатогенеза острого панкреатита
Циркуляция в крови активных продуктов извращенного обмена и токсических внутриклеточных субстанций при остром панкреатите ведет к иммунной депрессии [106]. Участие иммунных механизмов в патогенезе заболевания не вызывает сомнений: деструкция ткани поджелудочной железы и уменьшение общего пула лимфоцитов [6, 177] сопровождаются сенсибилизацией иммунных клеток к антигенам железы и печени [163]. Это сочетается с изменениями количества В- и Т-клеток и их субпопуляций, зависящими от формы заболевания [94, 185]. При отечной форме панкреатита параллельно развитию деструктивных процессов происходит снижение количества Т-хелперов, на фоне Т-иммунодефицита; при гнойном процессе в большей степени выражено снижением количества Т-супрессоров. Увеличение количества В-лимфоцитов, как правило, отмечается преимущественно при отечной форме заболевания [92].
Антитела к ткани поджелудочной железы выявляются в крови обследуемых уже с первых часов заболевания [119], а выработка органоспецифических антител происходит лишь на 10-12 сутки его развития. Образование циркулирующих иммунных комплексов зависит от содержания иммуноглобулинов М и G, а также от размеров очага деструкции и выраженности эндотоксикоза [13]. Специфическая реакция иммунной системы направлена на выведение из организма антигенов в виде иммунных комплексов, которые в свою очередь освобождают анафилотоксин, вызывая клеточный лизис, агрегецию неиммунных лимфоцитов и тромбоцитов и, откладываясь в фильтрационных структурах организма, повреждют их [28].
Роль системы комплемента при панкреатите заключается в том, что компоненты комплемента, активированные протеазами, являются источником биологически активных пептидов, способствующих разрушению паренхимы поджелудочной железы [40, 161].
Проведенные Э.В.Луцевичем и соавт. (1998) гистотопографические и ангио-лимфографические исследования, подтвердили важную самостоятельную роль лимфоидных образований в патогенезе панкреатита. Авторы показали, что при хроническом рецидивирующем панкреатите имеет место вовлечение в патологический процесс морфологических структур лимфатической системы самой поджелудочной железы и регионарных ее отделов. Степень выраженности изменений в лимфатических узлах, отмечаемая исследователями – от отека до формирования некроза. Это обстоятельство позволило выделить авторам новую форму осложненного панкреатита – парапанкреолимфа-аденонекроз. Исследователи отметили также, что некроз в лимфатических узлах развивается не в результате его перехода с паренхимы поджелудочной железы и окружающих тканей на лимфатические узлы, а является следствием аутоферментной агрессии, проявляющейся на территории регионарных лимфатических узлов [99, 100, 101].
Некротический субстрат в поджелудочной железе и забрюшинной клетчатке, иммунодефицитное состояние, как до операции, так и после нее, и дисбактериоз ведут к развитию послеоперационных гнойно-септических осложнений при остром панкреатите [26]. Иммунодефицитное состояние до операции формируется на фоне эндотоксикоза и плазмопотери. Операционный стресс и неадекватная с точки зрения иммунореабилитации терапия способны существенно усугублять имеющийся иммунодефицит. Дальнейшее распространение гнойной хирургической инфекции определяется двумя факторами: иммунным статусом организма и особенностями возбудителя. Существенное влияние на развитие этого процесса оказывает и нейроэндокринная система, тесно связанная с иммунной системой и осуществляющая процессы адаптации к стрессу [1, 17].
Высокая частота гнойно-септических осложнений при хирургическом лечении деструктивного панкреатита, достигающая 47-57% [138], и летальность до 90% [4, 5, 6], побудили исследователей к анализу динамики иммунологических показателей в разные фазы патологического процесса: токсическую, гнойную, в период выздоровления или за 1-3 суток до летального исхода [154]. Во время токсической фазы, развивающейся после операции, отмечалась тенденция к абсолютной лимфопении, снижению количества Т-лимфоцитов, “активных” Т-лимфоцитов, Т-хелперов и Т-супрессоров, при незначительно изменяющихся показателях гуморального иммунитета (В-лимфоцитов и концентрации иммуноглобулинов классов А, M и G). Статистически достоверное повышение спонтанной агломерации лейкоцитов указывало на умеренную активность воспалительного процесса. Тенденция к повышению С-реактивного белка свидетельствовала о существенном увеличении в крови иммуносупрессивных факторов.
Для оценки возможных изменений в иммунологическом статусе больных острым деструктивным панкреатитом А.И.Шугаевым и соавт. (1993) [7] проведенно исследование, учитывающее степень поражения поджелудочной железы. Деструктивный панкреатит сопровождался нарушением дифференцировки иммунокомпетентных клеток, о чем свидетельствовало выраженное снижение числа Т-клеток, и, в меньшей мере, В-лимфоцитов, а также увеличение О-клеток. Более значительные нарушения процессов дифференцировки наблюдались в группе больных с объемом поражения поджелудочной железы более 50%, что было связано с избыточным накоплением как токсических продуктов метаболизма, так и бактериальных токсинов. Одновременно с нарушением процессов дифференцировки иммунокомпетентных клеток существенно изменялся объем отдельных субпопуляций Т-лимфоцитов, а вовлечение в процесс малодифференцированных клеток, какими являются О-лимфоциты, отражало снижение иммунологической реактивности больных в целом.
Изменения соотношений отдельных популяций и субпопуляций лимфоцитов при деструктивном панкреатите сопровождались и изменениями функциональной активности системы гуморального иммунитета. У больных с клиническими симптомами эндогенной интоксикации наблюдалось снижение уровня иммуноглобулинов класса G, сохранявшееся в течение всего периода исследования; со стороны иммуноглобулина А существенной динамики отмечено не было [4, 18].
Для больных панкреонекрозом в разгар заболевания характерно уменьшение содержания Т-лимфоцитов на 77,4+4,9% с дисбалансом иммунорегуляторных субпопуляций, снижением антителообразования и функциональной активности фагоцитарного звена. Динамика изменений параметров клеточного звена, констатируемых у больных отечной формой острого панкреатита, имеет те же тенденции, но значительно менее выраженные. На этом фоне легко возникают иммунопатологические реакции, вызывающие послеоперационные осложнения со стороны поджелудочной железы [92].
Бебуришвили А.Г. и соавт. (1992) представлена схема иммунопатогенеза острого панкреатита (рисунок 2) [15].
Рис. 2. Звенья иммунопатогенеза острого панкреатита
Таким образом, иммунопатогенез острого панкреатита связан, как со степенью поражения железы, так и с состоянием исходной иммунореактивности больного.
1.3. Структурно-метаболические параметры клеток как маркеры их функционального состояния
1.3.1. Активность НАД /Ф/-зависимых ферментов лимфоцитов в оценке функционального состояния иммунной системы
Используемые в клинике на сегодняшний день показатели иммунного статуса, не отражают полностью состояние функциональной активности иммунокомпетентных клеток и малоинформативны для прогноза исхода заболевания. Направление, разрабатываемое в настоящее время – оценка функционального состояния иммунной системы по структурно-метаболическим параметрам иммуннокомпетентных клеток.
Известно, что проявление в полном объеме функциональных возможностей ИКК в процессах распознавания и формирования иммунного ответа происходит лишь при соответствующем состоянии внутриклеточного метаболизма [10, 32, 33, 57, 76]. Он в значительной мере обеспечивается определенным уровнем активности внутриклеточных ферментов и липидного обмена. Нарушения последнего, исходные или сформировавшиеся на высоте интоксикации при гнойной хирургической инфекции, врожденные или приобретенные ферментопатии приводят к структурно-функциональным расстройствам клеточных мембран иммунокомпетентных клеток. Это, в свою очередь, оказывает значительное влияние на их функциональную активность и, несомненно, способствует развитию метаболических иммунодефицитов.
Определение активности ряда ферментов лимфоцитов при различных заболеваниях и патологических состояниях имеет высокую прогностическую значимость. Р.П.Нарциссовым (1978) разработан спектр методов, позволяющих по активности ферментов в лимфоцитах осуществлять не только оценку их функциональных возможностей, но и использовать при диагностике различных патологических процессов и для прогноза тяжести и длительности заболевания [112].
Большое количество проведенных исследований позволило к настоящему времени выявить особенности активности НАД/Ф/-зависимых дегидрогеназ в популяции лимфоцитов периферической крови при различных состояниях иммунитета [31, 150].
Появившиеся в последнее десятилетие результаты исследований позволяют представить некоторые механизмы, связывающие внутриклеточные метаболические процессы в лимфоцитах с их функциональной активностью. Например, установлены активация ферментов пентозофосфатного цикла и гликолиза в РБТЛ и увеличение активности всех ферментов гликолиза и цикла Кребса при митогенной стимуляции Т-лимфоцитов; показана зависимость экспрессии на лимфоцитах отдельных антигенов от содержания в клетках аденозина и аденозиндифосфорной кислоты; отмечено значительное увеличение активности аденозиндезаминазы, 5-нуклеотидазы, АМФ-аминогидролазы и аденилатциклазы, а также ускорение катаболизма АТФ при стимуляции тимоцитов с применением КОН А [184, 222].
Связи показателей внутриклеточного метаболизма лимфоцитов с функциональным состоянием иммунной системы убедительно подтверждаются не только результатами экспериментальных исследований, но и клинико-лабораторными данными оценки иммунитета. С помощью корреляционного анализа показано сопряжение метаболизма иммунокомпетентных клеток и продукции иммуноглобулинов. Исследования метаболизма лимфоцитов при общей вариабельной гипогаммаглобулинемии показало снижение таких ферментов, как ЛДГ, НАДМДГ, кислая фосфатаза и каталаза [32, 145].
К числу наиболее информативно отражающих основные параметры внутриклеточного метаболизма лимфоцитов можно отнести несколько дегидрогеназ.
Глюкозо-6-фосфатдегидрогеназа (Г6ФДГ) является ключевым ферментом пентозофосфатного пути – от этого фермента зависит, подвергнется ли глюкоза гликолизу или будет утилизироваться в ПФП. Глюкозо-6-фосфатдегидрогеназа достаточно тесно взаимосвязана с ферментами антиоксидантной защиты и катаболизма ксенобиотиков; например, известно о кофакторной взаимосвязи между Г6ФДГ и глютатионредуктазы (ГР). Активность Г6ФДГ особенно высока в растущих, пролифирирующих и находящихся в состоянии активации лимфоцитах [86, 182, 184].
Глицерол-3-фосфатдегидрогеназа (Г3ФДГ) существует в двух формах – цитоплазматической и внутримитохондриальной. В цитоплазме осуществляет взаимосвязь между системой липидного обмена и гликолизом. При взаимодействии НАДГ3ФДГ и его внутримитохондриальной ФАД-зависимой формы осуществляется работа альфа-глицеролфосфатного челночного механизма, обеспечивающего перенос водорода внутрь митохондрий; активность последнего зависит от наработки НАДФН в цитоплазме клеток и от окисления субстратов в митохондриях [20].
Лактатдегидрогеназа (ЛДГ) катализирует реакцию, находящуюся на разветвлении анаэробного и аэробного превращения пирувата. В результате аэробной реакции ЛДГ (лактат-пируват), которая является одним из важных показателей обеспечиваемой гликолизом доли энергетического потенциала метаболизма в цитоплазме, нарабатывается основное количество НАДН. Важная роль гликолиза в обеспечении функциональных возможностей клетки подтверждается рядом авторов, установивших его активацию (наряду с активацией ПФП) при реакциях бласттрансформации лимфоцитов [19, 87].
Две изоцитратдегидрогеназы (НАД- и НАДФ-зависимая ИЦДГ) контролируют метаболизм соответствующего субстрата цикла трикарбоновых кислот. Активность фермента НАДИЦДГ отражает субстратный поток по циклу, обусловливающий поддержание необходимой концентрации НАДН и энергетического потенциала митохондрий. При снижении интенсивности субстратного потока и недостатке водорода в митохондриях может включаться одна из вспомогательных реакций цикла, регулируемая НАДФИЦДГ; однако следует учитывать, что подобный компенсаторный механизм ограничен во времени.
Два фермента участвуют в реакциях метаболизма малата, образующегося в цикле Кребса – НАДМДГ и НАДФМДГ. НАДМДГ является одним из важнейших ферментов ЦТК, регулирующий в нем поток субстратов и влияющий совместно с глутаматдегидрогеназами на окислительное фосфорилирование. НАДФМДГ (малик-фермент) контролирует одну из так называемых шунтирующих реакций, активизирующихся при необходимости ускорения прохождения субстратов по метаболическим путям. В ходе этой реакции происходит превращение яблочной кислоты в пируват с восстановлением НАДФ+ до НАДФН, который затем используется в процессе синтеза. НАДФМДГ имеет функциональные связи с внутриклеточными системами антиоксидантной защиты [95, 175].
Важная роль в функционировании цикла Кребса принадлежит ферментной системе глутаматдегидрогеназ, причем прямые реакции, контролируемые НАДГДГ и НАДФГДГ обеспечивают поступление на цикл субстратов с аминокислотного обмена, а в ходе обратных реакций (обратные НАДГДГ и НАДФГДГ) из аммония и глутарата синтезируются глутаминовая кислота и по величине показателя ферментной активности можно оценить интенсивность субстратного потока с цикла Кребса на обмен аминокислот [152].
Глутатионредуктаза (ГР) – фермент, обеспечивающий регенерацию глутатиондисульфида в восстановленный глутатион, который функционирует в системе антиоксидантной защиты клеток и участвует в транспортировке в них белка. ГР находится в тесной взаимосвязи с описанным выше ферментом Г6ФДГ и в свою очередь активно влияет на жизнедеятельность лимфоцитов, в частности – на процесс их пролиферации и бласттрансформации. Последнее обстоятельство обусловлено, вероятно, и активной ролью глутатиона в транспорте аминокислот в клетки [180].
Булыгиным Г.В. и соавт. (1999) схематично представлены основные пути метаболизма в лимфоцитах, где отражены наиболее важные реакции углеводного, липидного, белкового и других видов обмена клетки, катализирующие их ферменты, субстраты, продукты реакций и направления субстратных потоков (рисунок 3) [30].
Рис. 3. Схема основных метаболических путей лимфоцита
|
Примечание: |
Г – глюкоза, |
Г-6-Ф – глюкозо-6-фосфат, |
|
D-P6 – D-рибоза, |
Г-3-Ф – глицерол-3-фосфат, |
|
|
П – пируват, |
Л – лактат, |
|
|
АцКоА – ацетил-КоА, |
Ц – цитрат, |
|
|
ИЦ – изоцитрат, |
a-КГ – a-кетоглутарат, |
|
|
М – малат, |
ОкАц – оксалоацетат. |
Таким образом, проведенные ранее исследования доказали высокую информационную ценность определения метаболических параметров в оценке состояния иммунной системы.
1.3.2. Современные методы определения активности ферментов
В настоящее время все большее распространение получает биолюминесцентный метод оценки активности ферментов в лимфоцитах, разработанный в 1989 г. А.А. Савченко и Л.Н. Сунцовой [146]. Используя высокочувствительные биолюминесцентные методы определения активности ключевых ферментов метаболизма в лимфоцитах, можно составить цельное представление о его функциональной активности при самых различных физиологических и патологических состояниях организма.
Под биолюминсценцией понимают особый вид хемилюминесцентных реакций, отличающихся тем, что образование эмиттера катализируется люциферазой. Перспективность применения биолюминесцеции в медицинских исследованиях определяется следующими достоинствами этого метода [29, 85, 123, 160]:
- Большая разрешающая способность (теоретическая возможность измерять единичные молекулярные события).
- Высокая специфичность, определяющаяся нахождением в основе метода ферментативной реакции.
- Энергетическое обеспечение этого метода осуществляется через общие метаболические пути клетки, что позволяет использовать цепи сопряжения ферментов с люциферазой через их субстраты или искусственно строить эти цепи таким образом, что большинство ключевых метаболитов (соответственно, и антиметаболитов) может быть измерено через биолюминесценцию.
- Немаловажно и то, что биолюминесцентные методы являются экспресс-методами.
В лаборатории цитологии Института медицинских проблем Севера СО АМН ССР разработаны методики определения активности дегидрогеназ в цельной крови, биоптатах печени и поджелудочной железы, позволяющие получить информацию об особенностях метаболических процессов в тканях указанных органов [39, 164].
1.3.3. Определение липидов для оценки структурно-функционального сотояния мембран клеток
Состояние мембраны – важный критерий оценки функциональной активности клеток, так как через мембрану осуществляется транспорт ионов, субстратов и кофакторов для всех видов обмена и поэтому от их характеристик напрямую зависит, как метаболическая активность лимфоцита, так и его участие в иммунных реакциях [181].
Известно, что биомембраны характеризуются гетерогенной организацией, в них присутствуют как белковые, так и липидные молекулы. Входящие в липидный спектр мембраны молекулы определяют основные характеристики мембраны – текучесть, упругость, подвижность рецепторных молекул. Фосфолипиды составляют от 39 до 61% и являются основным компонентом биомембраны. Значительную долю в мембранах занимает холестерин – от 13,6 до 21,2%; остальная часть приходится на нейтральные липиды и гликолипиды. Фосфолипиды для мембранных структур являются основным динамическим компонентом, поддерживающим оптимальное структурно-функциональное состояние путем сбалансированных реакций распада и синтеза, обмена между отдельными субклеточными образованиями [67]. Фосфолипидный состав биомембран в значительной степени подвержен регуляторным влияниям организма. Например, при стрессорных воздействиях избыток катехоламинов вызывает активацию перекисного окисления липидов, которое изменяет или повреждает липидный бислой.
Отмечены определенные перестройки в мембранах лимфоцитов при вторичных иммунодефицитных состоянях. Для них характерно увеличение в мембране доли холестерина, который снижает текучесть мембраны, и снижение количества фосфолипидов. Значимое изменение липидного спектра лимфоцитов происходит при гнойной хирургической инфекции, отмечено, что в период разгара заболевания в мембране увеличивается содержание трудноокисляемых фракций липидов [35].
Свободные жирные кислоты и триглицериды (триацилглицериды) в значительной степени используются как энергетические субстраты; в организме существует тесная связь взаимопревращений этих двух групп липидов.
1.4. Иммунокоррекция при остром панкреатите
Острый панкреатит, как следует из вышесказанного, сопровождается иммунодефицитным состоянием. Показания к использованию иммуностимулирующих препаратов определяется ответом на вопрос о биологическом смысле послеоперационной иммунодепрессии (является ли она результатом «естественной профилактики» аутоиммунных реакций или дает только отрицательный физиологический эффект). Поэтому показания к применению иммуностимуляторов должны быть строго индивидуальны.
По данным литературы [69] минимальные нарушения в клеточном звене (дефицит Т-лимфоцитов менее 33%) не требуют назначения специфической иммунокорекции. При выявлении у больного Т-иммунодефицита средней степени (дефицит Т-лимфоцитов 33%-66%) с целью его коррекции применяются иммунокорригирующие средства. Выявление же у больного дефицита Т-лимфоцитов более 66% в сочетании с крайне тяжелым течением генерализованного гнойного процесса требуют проведения иммунозаместительной терапии [74].
После операции коррекция иммуносупрессии предполагает прежде всего использование средств неспецифической иммуностимулирующей терапии, под которой понимаются всесторонняя коррекция гомеостаза, устранение ноцицептивных факторов (боли, страха, возбуждения), адекватное парентеральное питание. В ряде случаев коррекции гомеостаза может быть достаточно для нормализации иммунного ответа. Важным моментом является профилактика инфекции (необходимость возможно более раннего удаления катетеров, канюль и т.д.) [59, 78].
Остается высокой частота развития гнойных осложнений при панкреонекрозе. Профилактика инфекции может быть достигнута только при воздействии в трех направлениях: удалении некротического очага, стимуляции иммунной системы (Т-клеточного иммунитета) и подбор оптимальной антибиотикотерапии против вероятной патогенной или условно-патогенной микрофлоры. С.Н.Богдановым (1990) были определены показания к иммунопрофилактике при наличии факторов риска инфекции: крупноочаговом или распространенном некротическом панкреатите в сочетании с местным парапанкреатитом, в возрасте старше 60 лет, ранних резекциях поджелудочной железы (с сохранением селезенки), паллиативных операциях (без устранения этиологического фактора заболевания), сахарном диабете, хронических очагах инфекции, применении в послеоперационном периоде иммунодепрессантов (цитостатиков и кортикостероидов). Вышеперечисленные факторы относятся к клиническим показаниям для проведения активной иммунопрофилактики после операции. К иммунологическим критериям относятся: абсолютная лимфопения, Т-клеточный иммунодефицит, дисбаланс Т-хелперов и Т-супрессоров (особенно дефицит Т-хелперов), при относительно нормальных или сниженных показателях гуморального иммунитета (В-лимфоцитов и иммуноглобулинов М, А, G) и при умеренном повышении спонтанной агломерации лейкоцитов (от 30 до 50%) [15, 71].
При высоком риске развития септической инфекции: сочетании распространенного панкреонекроза с обширным некрозом забрюшинной клетчатки, полиорганной недостаточностью, резекцией поджелудочной железы со спленэктомией, дренированием сальниковой сумки, послеоперационным декомпенсированным сахарным диабетом и гнойным панкреатитом – в раннем послеоперационном периоде вначале следует проводить пассивную иммунопрофилактику ( иммуноглобулинами и антистафилококковой плазмой ), в сочетании с антибиотикопрофилактикой, а с 5-6 суток – активную иммуностимуляцию. Иммунологическими критериями для пассивной иммунопрофилактики являются: присоединение к клеточному дефициту еще и гуморального (низкое содержание В-лимфоцитов, а также иммуноглобулинов М, А, G ), при низких или неадекватных показателях спонтанной агломерации лейкоцитов ( ниже 30% или выше 60%) [69].
Один из важных факторов при остром панкреатите – аутосенсибилизация организма. Поэтому предложено коррекцию направлять не столько на иммуностимуляцию, сколько на создание мягкой супрессии. Это может быть осуществлено с помощью эндолимфатического введения цитостатических препаратов. Уменьшенные дозы 5-ФУ и фторурацила, не оказывая цитотоксического действия, вызывают супрессивный эффект [56, 118, 135].
Возникновение при панкреатите тяжелых изменений в лимфатической системе следует рассматривать как свидетельство необходимости проведения ранней интенсивной иммунокорригирующей лимфотропной терапии, а также мер, стимулирующих органный и регионарный дренаж лимфы [93, 98].
У больных панкреатитом И.В.Яремой и соавт. (1997) использовались хирургические методы иммуновосстановительной терапии: иммуносупрессивный (наружное дренирование грудного лимфатического протока с эксфузией центральной лимфы, эндолимфатическое введение гормональных препаратов), иммуностимулирующий (эндолимфатическое введение иммуномодуляторов), сочетанный, комбинированный, заместительный и сорбционный. Показания к использованию того или иного метода определяются на основании иммунологического мониторинга и, в экстренных случаях, по уровню семенного индекса токсичности [170].
С клиническими проявлениями недостаточности иммунной системы (в первую очередь это проявляется наличием хронического воспалительного процесса или часто рецидивирующими заболеваниями, такими как ОРЗ, бронхит, герпес, фурункулез и др.) сталкиваются врачи любой специальности. Однако до сих пор имеется предубежденность относительно целесообразности использования иммуномодуляторов. Это мнение сформировалось с одной стороны, как следствие сложности интерпретации, а зачастую и невозможности выполнения иммунологических анализов, с другой – низкой эффективностью иммуномодуляторов первого поколения. Однако за последние 10 лет углубились знания о работе иммунной системы и созданы новые высокоэффективные и безопасные препараты, без применения которых лечение многих заболеваний сегодня невозможно.
Иммуномодуляторы – лекарственные средства, обладающие иммунотропной активностью, которые в терапевтических дозах восстанавливают функции иммунной системы [15, 71].
Глутоксим является структурным аналогом естественного метаболита – окисленного глутатиона. Искусственная стабилизация дисульфидной связи окисленного глутатиона позволяет многократно усилить физиологические эффекты, присущие естественному немодифицированному окисленному глутатиону. Глутоксим активирует антиперекисные ферменты глутатионредуктазу, глутатионтраснсферазу и глутатионпероксидазу, которые в свою очередь активируют внутриклеточные реакции тиолового обмена, необходимые для нормального функционирования внутриклеточных регуляторных систем. Работа клетки в новом окислительно-восстановительном режиме определяет иммуномодулирующий и системный цитопротекторный эффект препарата.
Глутоксим разрешен МЗ РФ [50] в качестве средства профилактики и лечения вторичных иммунодефицитных состояний, ассоциированных с радиационными, химическими и инфекционными факторами; при опухолях любой локализации как компонент противоопухолевой терапии с целью повышения чувствительности опухолевых клеток к химиотерапии, в том числе при развитии частичной или полной резистентности; при острых и хронических вирусных гепатитах (В и С); для потенцирования лечебных эффектов антибактериальной терапии хронических обструктивных заболеваний легких; для профилактики послеоперационных гнойных осложнений и повышения устойчивости организма к разнообразным патологическим воздействиям – инфекционным агентам, химическим и/или физическим факторам (интоксикация, радиация и т.д.) [51, 77].
1.5. Механизмы действия медицинского озона
Открытый еще в 1885 году голландским физиком Мак Ван-Марумом, озон начал использоваться в практических целях только с 1938г. Повсеместное внедрение озонотерапии в клиническую практику сдерживалось слабой исследованностью биологического действия озона на организм, трудностью осуществления дозированного введения озона, громоздкостью аппаратуры. В последние годы в нашей стране и за рубежом создано новое поколение медицинских генераторов озона, позволяющих в течение длительного времени получать в стабильных концентрациях озон, как из медицинского кислорода, так и из атмосферного воздуха [21].
Озон-молекула, образованная тремя атомами кислорода, имеет одну свободную связь, обеспечивающую высокую активность данной молекулы. В основе получения озона лежит реакция расщепления молекулы кислорода на атомы при действии тихого или барьерного электрического разряда.
Обладая высокой реактогенной способностью, озон активно вступает в реакции с различными биологическими объектами, в том числе со структурами клетки. В силу плотной упаковки липидов и белков в биомембранах именно последние выступают в роли основной мишени биологического действия озона на клетку. По мере нарастания дозы озона в плазматической мембране модифицируются силы межмолекулярного воздействия, это проявляется изменением зарядового состояния поверхности. Растет гидрофильность, изменяется микровязкость анулярного и бислойного липида. Происходят изменения физического и структурного состояния мембран, связанные с окислительной деструкцией липидов и белков.
Барабой П.В. и соавт. (1993) представлены некоторые окислительные процессы, происходящие в организме, инициатором которых также является озон (рисунок 4) [12].
|
ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ |
ВОССТАНОВЛЕНИЕ КИСЛОРОДА |
ПЕРЕКИСНОЕ ОКИСЛЕНИЕ ЛИПИДОВ |
|
СХЕМА ОКИСЛЕНИЯ |
|
|
|
ИНИЦИАТОРЫ ОКИСЛЕНИЯ |
Доноры е*, цитохромы, НАДФ-Н, радиация, металлы переменной валентности, оксигеназы, оксидазы, пероксидазы и др. |
Активные формы кислорода, металлы переменной валентности, облучение , окислители |
Рис. 4. Образование активных форм кислорода и перекисное окисление липидов
Существуют следующие способы применения озона: локальная местная терапия, инфильтрация краев раны озонированными растворами, обработка ран и полостей организма озонированными растворами, ректальное введение газообразного озона, методика большой аутогемотерапии, малой аутогемотерапии, внутривенное, внутриартериальное и внутрисуставное введение озоно-кислородных смесей, озонирование аллокрови [55].
Согласно последним данным [79], существенных различий со стороны всего спектра биохимических, биологических и других эффектов в зависимости от способов применения медицинского озона не отмечается. Даже при местном применении озонированных растворов, либо озон-кислородной воздушной смеси (полученной из атмосферного воздуха и кислорода), наблюдаются как местные метаболические изменения, так и изменения на уровне всего организма.
Авторами указываются следующие механизмы действия озона: прямое действие озона, обнаруживаемое главным образом при локальном применении и проявляющееся в виде химиотерапевтической дезинфицирующей активности, вызывающей нарушение целостности оболочки микробов вследствие окисления фосфолипидов и липопротеидов; взаимодействие с вирусами, приводящее к повреждению протеинов наружной мембраны и полипептидных цепей нуклеиновых кислот, что нарушает способность вирусов прикрепляться к клеткам; системный эффект вследствие индуцируемых озоном низких концентраций перекисей [55, 80].
Окислительное действие озона может проявляться по-разному: 1) окисление, в котором играет роль лишь один атом кислорода из молекулы озона; 2) окисление с участием всех трех атомов кислорода; 3) окисление с образованием соединений исходного вещества с молекулой озона – озониды [38].
Озон, как сильный окислитель в высоких концентрациях токсичен, оказывает резко выраженное раздражающее действие на верхние дыхательные пути, бронхи, легкие, вызывая их спазм. Однако, концентрации озона, существующие в природных условиях, оказывают стимулирующее влияние на организм, повышая устойчивость к холоду, гипоксии, действию токсических веществ, увеличивая уровень гемоглобина и эритроцитов в крови, фагоцитарную активность лейкоцитов, иммунобиологическую устойчивость, улучшая функцию легких, нормализуя артериальное давление [55].
Выделяют следующие эффекты озонотерапии [79]:
1. Повышение парциального давления кислорода и сдвиг рН в щелочную сторону.
2. Уменьшение дефицита буферных оснований, как более быструю реакцию на озонотерапию по сравнению с оксигенацией.
3. Активацию кислородзависимых процессов в эритроцитах и других клетках крови, в результате которых нормализуется перекисное окисление липидов (ПОЛ) и происходит регуляция структурно – функциональных элементов мембран клеток. При этом возрастает деформабельность эритроцитов, улучшаются реологические свойства крови.
4. Интенсификацию кислородзависимых реакций в органных клетках, вызывающую снижение уровня продуктов углеводного, липидного и белкового обменов.
В литературе имеются данные по изучению влияния озона на ПОЛ у лабораторных животных. Под влиянием озона снижаются показатели диеновых конъюгатов, малонового диальдегида, оснований Шиффа в 3-5 раз. Одновременно отмечается достоверное повышение каталазной и супероксиддисмутазной активности эритроцитов крови. Хемолюминесцентные исследования выявили повышение общей антиоксидантной активности плазмы, что авторы объясняют повышением концентрации в ней липопротеиидов, церулоплазмина, альбумина, серотонина, инсулина в течение недели после инфузии озонированного физиологического раствора. Однако отмечалось некоторое снижение уровня α-токоферола, что можно объяснить повышением концентрации в крови низкомолекулярных пероксидов, перекисных радикалов, озонидов после введения озонированного раствора [127].
Через инициацию свободнорадикальных реакций ПОЛ, реализуется целый ряд терапевтических эффектов медицинского озона. Образующиеся при озонолизе короткоцепочечные и гидрофильные перекиси влияют на клеточный метаболизм, взаимодействуя в первую очередь с глутатионовой системой, увеличивается активность ферментов, заинтересованных в метаболизме кислорода и ослабляющих ПОЛ: глутатионпероксидазы, глутатионредуктазы, супероксиддисмутазы, каталазы, глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы. При высоких концентрациях, вводимых парентерально, отмечался рост содержания конечных продуктов ПОЛ с одновременным снижением первичных продуктов свободнорадикальных реакций. Обрыв процесса на первой стадии может быть объяснен окислением самим озоном диеновых конъюгатов в момент первичной атаки [80, 218].
Свободные радикалы кислорода, образованные при разложении озона в жидкой среде, стимулируют не только антиоксидантную систему крови, но и способствуют улучшению микроциркуляции на тканевом уровне [21, 38].
Владимиров Ю.А. исследовал механизмы действия перекисного окисления липидов на биологические мембраны (рисунок 5) [48].
Рис. 5. Основные причины изменения стационарного состояния свободно-радикального окисления в организме
Описанные выше эффекты, стимулируют фагоцитарную активность лейкоцитов, как неспецифического звена клеточной защиты, являющегося кислородзависимым процессом. При взаимодействии лейкоцитов с чужеродными объектами происходит стимуляция их поверхности, иногда называемой “дыхательной вспышкой”. Потребление кислорода при этом может повышаться в несколько раз. Поэтому фагоцитоз в значительной степени зависит от концентрации кислорода в периферической крови, а также и от доступа кислорода в рану [149, 207].
Не могут не вызвать интерес иммуностимулирующие свойства внутрисосудистой инфузии растворов озона в отношении клеток-фагоцитов, а именно нейтрофильных лейкоцитов. Внутрисосудистая инфузия растворов, содержащих озон в концентрации 4-6 мг/л, приводила к мобилизации гуморального звена противоинфекционной защиты – повышению фагоцитарной активности нейтрофилов. В экспериментальной работе выявлено достоверное увеличение циркулирующего пула нейтрофилов у животных при экстракорпоральной обработке крови озоном. Отмечено, что подобное вмешательство снижает токсичность плазмы, повышает биоцидный потенциал крови и стимулирует выброс костным мозгом форменных элементов крови – палочкоядерных форм нейтрофильных лейкоцитов в ответ на спровоцированную действием озона нейтропению [236].
Одним из значительных терапевтических эффектов озонотерапии является ее антимикробное действие. Минимальные дозы озона вызывают локальные повреждения мембран, прекращая процесс деления бактериальных клеток. Более высокие дозы вызывают повреждения ряда ферментативных, транспортных и рецепторных систем, обеспечивающих жизнедеятельность бактериальной клетки, что приводит к ее гибели в результате поражения дыхания и возрастания проницаемости цитоплазматической мембраны [45].
В литературе много данных о применении озонотерапии в различных областях медицины.
В хирургической практике озонотерапия наиболее широко применяется в гнойной хирургии, в частности при перитонитах. Выявлены основные механизмы, обеспечивающие гомеостаз при различных формах перитонита, при этом важную патогенетическую роль играет способность озона обеспечивать динамическое равновесие свободно—радикального окисления и антиоксидантной системы, стимулировать микросомальное и ферментативное перекисное окисление, продукты которого стабилизируют показатели гомеостаза, контролируют сосудистый тонус и проницаемость капилляров [21, 45]. Озонотерапия способствует мобилизации гуморального звена системы противоинфекционной защиты организма, стойко нормализует показатели фагоцитарной активности.
Таким образом, данные литературы свидетельствуют о высокой терапевтической эффективности комплексной озонотерапии при лечении больных с разнообразной патологией (прежде всего воспалительными заболеваниями, сопровождающимися нагноением), обусловленной не только прямым и опосредованным бактерицидным действием озона, но и его выраженными детоксикационными, иммуностимулирующими, регенераторными свойствами, а также корригирующим влиянием на основные составляющие кислородного гомеостаза (про- и антиоксидантных систем). Представляется целесообразным использование методики внутрисосудистой озонотерапии для стимуляции фагоцитоза и коррекции синдрома эндогенной интоксикации, в особенности у больных с печеночной дисфункцией.
* * *
Данные литературы подтверждают актуальность изучения иммунной системы при остром панкреатите. Достаточно полно изучено состояние клеточного, гуморального и фагоцитарного звеньев иммунитета. Выявлены нарушения в антиоксидантной системе организма.
Однако более полное представление о характере нарушений в иммунной системе при остром панкреатите возможно, на наш взгляд, за счет сопоставления данных, полученных традиционными методами оценки иммунного статуса и определения структурно-метаболических параметров клеток (активность ферментов лимфоцитов и липидный спектр).
Проведенный анализ литературы, касающийся иммунологических нарушений при остром панкреатите, показал недостаточную изученность проблемы метаболических иммунодефицитов.
Серьезного внимания заслуживает факт наличия метаболических иммунодефицитов у пациентов с другими хирургическими заболеваниями – гнойной хирургической инфекцией, перитонитами. Доказана высокая диагностическая значимость метаболических показателей у этих пациентов.
Учитывая недостаточную изученность метаболизма лимфоцитов у больных острым панкреатитом, а тем более ограниченный объем данных о влиянии терапии на метаболизм ИКК, считаем целесообразным проведение углубленного исследования этой проблемы.
1 глава 3-й части 2 глава 3-й части