Клинико-морфологическое обоснование применения гидроксиэтилкрахмала в остром периоде тяжелой черепно-мозговой травмы
На правах рукописи
Молдованов
Михаил Алексеевич
Клинико-морфологическое обоснование применения гидроксиэтилкрахмала в остром периоде тяжелой черепно-мозговой травмы
03.03.04 – клеточная биология, цитология, гистология
14.01.20 – анестезиология и реаниматология
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени
кандидата медицинских наук
Владивосток
2011
Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Владивостокский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации
Научный руководитель: доктор медицинских наук, профессор
Сомова Лариса Михайловна
Научный руководитель: доктор медицинских наук, профессор
Шуматов Валентин Борисович
Официальные оппоненты: доктор медицинских наук, профессор
Каредина Валентина Семёновна
ГОУ ВПО ВГМУ Минздравсоцразвития России
кандидат медицинских наук,
Новиков Алексей Юрьевич
ГБУЗ «ПККБ №1»
Ведущая организация: ФГАОУ ВПО «Дальневосточный Федеральный
Университет»
Защита диссертации состоится « 21 » октября 2011 года
на заседании диссертационного совета Д 208.007.01 при ГОУ ВПО
«Владивостокский государственный медицинский университет» Минздравсоцразвития России
по адресу: 690002, г. Владивосток, пр. Острякова, 2.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке
ГОУ ВПО «Владивостокский государственный медицинский университет» Минздравсоцразвития России
Автореферат разослан « 28 » апреля 2011 г.
Ученый секретарь диссертационного совета
доктор медицинских наук, профессор Г.В. Рева
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность проблемы. Проблема тяжелой черепно-мозговой травмы (ТЧМТ) обусловлена социально-экономической значимостью и связана с высокой летальностью 26,8 - 81,5%, инвалидизацией, стойким снижением качества жизни в посттравматическом периоде. По данным многочисленных авторов, большинство пострадавших с ТЧМТ имеют возраст от 20 до 50 лет, то есть период наибольшей трудоспособности, в 2,5 раза чаще страдают мужчины, чем женщины (Фазулин Б.Р. и соавт, 2000; Братищев И.В. и соавт, 2003; Сеньчуков С.В., 2004; Бабаян Е. и соавт, 2005).
Разграничение травматического субстрата ТЧМТ и последующих реперфузионных повреждений мозга во многом определяет тактику лечения, прогноз и исход у пострадавших (Куликова М.А., 2002; Лебедев В.В. и соавт, 2003; Дзюба А.В., Кладько А.В., 2005; Говорова Н.В. и соавт, 2006; Vos P.E. et al, 2006; Шанько Ю.Г. и соавт, 2009;)
При ТЧМТ происходит не только нарушение ауторегуляции тонуса микроциркуляторного русла, сопровождаемое изменением плотности и диаметра капилляров, но и повреждение гематоэнцефалического барьера, приводящее к отеку головного мозга (Шорманов С.В., Шорманова Н.С., 2004; Даниелян М.А., 2007; Нечипуренко Н.И. и соавт, 2008; Семченко В.В. и соавт, 2008; Чурляев Ю.А. и соавт, 2008).
С точки зрения доказательной медицины, основным направлением интенсивной терапии пациентов с ТЧМТ является поддержание состояния нормоволемии в сосудистом русле, которое не только улучшает реологические свойства крови, но и создает оптимальный кровоток в пораженных структурах головного мозга (Петрищев Н.Н., 2003; Чурляев Ю.А., 2005; Каменева Е.А. и соавт, 2006; Харитонова Т.В, Александрович Ю.С., 2006; Царенко С.В., 2006; Леонов А.В., 2008; Усенко Л. В., Мальцева Л. А., 2008)
Однако в литературе нет единого мнения о тактике инфузионной терапии. Согласно современным представлениям о ТЧМТ, инфузионная программа должна включать в себя кристаллоидные препараты, потому как коллоидные среды могут повышать отек головного мозга за счет проникновения через разрушенный гематоэнцефалический барьер (Andrew I.R. Maas et al, 2000; Henig N.R., Pierson D.J., 2000; Молчанов И.В., 2002; Потапов А.А. и соавт, 2006; Царенко С.В. и соавт, 2006; Davidson I.J., 2006; Нечипуренко Н.И. и соавт, 2008).
Сторонники коллоидных препаратов подчеркивают, что, даже при наибольших повреждениях мозга, преобладают зоны, имеющие интактный гематоэнцефалический барьер, а способность поддержания нормоволемии, превосходя кристаллоидные препараты (Бутров А.В., Борисов А.Ю., 2005; Бабаян Е. и соавт, 2005; С.В. Царенко и соавт, 2005; Серебрийский. И.И. и соавт, 2006; Б.Р. Гельфанд и соавт, 2006).
Одним из терапевтических эффектов препарата гидроксиэтилкрахмала (ГЭК), наиболее современного и безопасного представителя коллоидов, является способность «запечатывать» поры в эндотелии сосудов микроциркуляторного русла, появляющиеся при разных формах его повреждения и оказывать благоприятное воздействие на эндотелий капилляров при повышенной проницаемости (Шифман Е.М., Тиканадзе А.Д., 2001; Nohe B. et al, 2002; Mohamed F. et al, 2003; Буланов А.Ю.,2005; Б.Р. Гельфанд и соавт, 2006; Серов В.Н., Баранов И.И., 2006; Галушка С.В. и соавт, 2007; Jungheinrich C., 2007; Sommermeyer K. et al, 2007; Yuruk K. et al, 2007; Кондратьев А.Н. и соавт, 2008; Петриков С.С. и соавт, 2008).
В настоящее время в отечественной и зарубежной литературе накоплено достаточно материала о безопасности использования препаратов ГЭК в терапии неотложных состояний, однако нет данных о применении растворов гидроксиэтилкрахмала в различные периоды черепно-мозговой травмы и воздействии на ГЭБ (Попов В.В. и соавт, 2000; А.Ю. Буланов и соавт, 2004; Бурова О.О. и соавт, 2006; Е.В. Елагин и соавт, 2006; Молчанов И.В., 2007; Kozek - Langenecker S.A., Scharbert G., 2007; Исраелян Л.А., Лубнин А.Ю., 2008; Марусов А.П. и соавт, 2008;).
В связи с этим, представляется крайне важным изучить влияние препарата ГЭК на состояние микроциркуляторного русла головного мозга в остром периоде ТЧМТ.
Цель работы:
Выявить закономерности влияния гидроксиэтилкрахмала на микроциркуляторное русло головного мозга и гематоэнцефалический барьер в остром периоде тяжелой черепно-мозговой травмы у экспериментальных животных и человека.
Задачи исследования:
- Оценить состояние гематоэнцефалического барьера головного мозга у животных в остром периоде тяжелой черепно-мозговой травмы при применении препарата гидроксиэтилкрахмала;
- Дать характеристику реакции NО-позитивных капилляров головного мозга у экспериментальных животных в остром периоде тяжелой черепно-мозговой травмы при использовании препарата гидроксиэтилкрахмала;
- Изучить изменения морфометрических показателей капилляров головного мозга у экспериментальных животных в остром периоде тяжелой черепно-мозговой травмы при введении препарата гидроксиэтилкрахмала;
- Провести анализ клинической эффективности препарата гидроксиэтилкрахмала в комплексе интенсивной терапии;
- Исследовать влияние препарата гидроксиэтилкрахмала как компонента инфузионной терапии на уровень белка S-100B - маркера повреждения головного мозга у человека, в остром периоде тяжелой черепно-мозговой травмы.
Научная новизна работы. Было изучено состояние сосудов микроциркуляторного русла в остром периоде черепно-мозговой травмы при применении гидроксиэтилкрахмала как компонента инфузионной терапии. Представлены данные о количественном и качественном изменении микроциркуляторного русла головного мозга в остром периоде тяжелой черепно-мозговой травмы у животных при ведении препарата гидроксиэтилкрахмала. Были получены данные о реакции NО-позитивных капилляров головного мозга в остром периоде тяжелой черепно-мозговой травмы при использовании препарата гидроксиэтилкрахмала. Было исследовано состояние ультраструктур гематоэнцефалического барьера в различные периоды черепно-мозговой травмы при применении препарата гидроксиэтилкрахмала
Дана оценка экстенсивных, интенсивных показателей и сроков нахождения в стационаре пациентов с ТЧМТ находившихся на лечении в ОРИТ, по данным ретроспективного анализа историй болезни.
В работе представлены данные о влиянии препаратов ГЭК на динамику изменений уровня маркера повреждения головного мозга (белка S100) в остром периоде ТЧМТ. Были сопоставлены изменения уровня повреждений головного мозга (белка S100) в остром периоде ТЧМТ при клиническом применении препарата гидроксиэтилкрахмала, как компонента инфузионной терапии с данными экспериментальных морфологических и гистохимических исследований.
Теоретическое и практическое значение работы. Данными статистических и иммунологических, морфологических и гистохимических исследований было обоснованно использование препарата гидроксиэтилкрахмала, как компонента инфузионной терапии, у больных в остром периоде тяжелой черепно-мозговой травмы, что имеет большое практическое и теоретические значения.
Оценка результатов исследования динамики изменений уровня маркера повреждения головного мозга и сравнение их с данными статистического анализа позволило характеризовать белок S100 как показатель, имеющий высокую диагностическую, прогностическую и экономическую ценность, позволяя оценивать не только степень первичного повреждения головного мозга, но и динамику вторичных диффузных реакций без использования дорогостоящих и высокоинвазивных средств диагностики.
Полученные результаты могут быть использованы в клинической практике врачами анестезиологами-реаниматологами, нейрохирургами, травматологами, а также физиологами и патофизиологами для разработки современных концепций лечения и профилактики вторичных ишемических изменений головного мозга при ТЧМТ.
Положения, выносимые на защиту:
- В остром периоде тяжелой черепно-мозговой травмы при введении препарата гидроксиэтилкрахмала наблюдается достоверное уменьшение морфометрических показателей капилляров коры головного мозга, что подтверждает снижение проницаемости сосудов микроциркуляторного русла и уменьшения отека головного мозга;
- Применение препарата гидроксиэтилкрахмала при тяжелой черепно-мозговой травме приводит к уменьшению вторичных реперфузионных повреждений головного мозга, о чем свидетельствует динамика изменений уровня белка нейронального повреждения (S100B);
- Использование препарата гидроксиэтилкрахмала может быть рекомендовано в качестве компонента инфузионной терапии у пациентов в остром периоде тяжелой черепно-мозговой травмы.
Апробация работы. Материалы диссертации были доложены на III и IV Дальневосточном региональном конгрессе «Человек и лекарство» с международным участием (Владивосток, 2007 и 2008), 9-ой Тихоокеанской международной научно-практической конференции студентов и молодых ученых с международным участием «Актуальные проблемы экспериментальной, профилактической и клинической медицины» (Владивосток, 2008), научно- образовательном форуме «Актуальные проблемы современной лабораторной диагностики» (Владивосток, 2009).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 11 печатных работ, в том числе 5 в журналах, входящих в Перечень ведущих научных журналов и изданий, рекомендованных ВАК.
Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 159 страницах машинописного текста и состоит из введения, 7 глав собственных данных, обсуждения результатов, выводов и списка литературы. Диссертация иллюстрирована 54 рисунками и 18 таблицами. Список литературы состоит из 201 источника.
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Материал и методы исследования. С целью выявления изменений морфометрических показателей капилляров головного мозга и ультраструктуры ГЭБ был проведен эксперимент, включивший изучение острого периода ТЧМТ на сроках: 24 часа, 72 часа и 7 суток на 30 крысах-самцах линии Wistar в возрасте 3-3,5 месяца и массой тела около 250-300гр. Животные содержались в условиях вивария, получали обычный суточный рацион питания и свободный доступ к воде. При проведении экспериментов на лабораторных животных мы руководствовались приказом № 755 Министерства здравоохранения СССР от 12 августа 1977 года “О мерах по дальнейшему совершенствованию организационных форм работы с использованием экспериментальных животных”. Все исследования на животных проводились под наркозом.
Экспериментальные животные были разделены на группы: I контрольная – не травмированные животные, II контрольная – животные с ТЧМТ, исследуемая – животные с ТЧМТ, которым проводили инфузию препарата ГЭК в хвостовую вену один раз в сутки из расчета 10 мл/кг массы тела (2-2,5 мл). Травма наносилась в правую теменно-височную область головы падающим с высоты 1м грузом (Редькин Ю.В., Соколова Т.Ф., 1986), обеспечивающего получение у разных животных одинаковой травмы мозга. Животные I и II контрольной групп лечение не получали.
Состояния головного мозга до нанесения ТЧМТ, а также через 6 – 24 – 72 часа и 7 суток исследовали на магнитнорезонансном томографе PharmaScan US 70/16 фирмы «Bruker» (Германия).
Для гистологического описания полученной ТЧМТ и последующего исследования ультраструктуры ГЭБ брали кусочки головного мозга размером 1 х 1 мм и заливали в эпон-аралдит по общепринятой методике. Из полученных препаратов готовили полутонкие срезы толщиной 1 мкм на ультрамикротоме LKB-V, которые окрашивали метиленовым синим-азур II-фуксином по прописи Hayat M. (1986) и просматривали в световом микроскопе AMPLIVAL.
Для электронной микроскопии, после прицельной заточки блоков, ультратонкие срезы контрастировали в насыщенном растворе уранилацетата на 8% нейтральном формалине и в щелочном растворе цитрата свинца. Препараты просматривали в электронном микроскопе JEM – 100S фирмы JEOL (Япония).
Для морфометрической характеристики капилляров головного мозга экспериментальных животных применялась инъекция сосудов головного мозга, выполненная путем внутрисосудистого введения черной туши.
Гистохимический метод применялся для выявления НАДФН-зависимой диафоразы (NO-синтазы) по прописи Hope, Vincent (1989).
Визуализацию изображения микропрепаратов на компьютере получали с помощью микроскопа Leica DMRXA. Цифровую обработку проводили с помощью компьютерной программы анализа изображения Диа Морф Cito W (Москва) и программы Corel Drеw 12.
Для изучения изменений капилляров у каждого животного сравнивали аналогичные участки мозга, как на стороне травмы, так и в контралатеральном полушарии. Оценивались следующие показатели:
- Средний диаметр капилляров (мкм);
- Плотность капиллярного русла - длина капилляров в 1 мм3 ткани (мкм);
- Площадь обменной поверхности капилляров в 1 мм3;
- При окраске на NADPH-диафоразу определялась плотность распределения фермента в стенке капилляра (ЕОП).
В клинической части работы представлен анализ течения травматической болезни головного мозга по данным историй болезни и карт интенсивного наблюдения 254 пациентов в возрасте от 18 до 55 лет I и II нейрохирургических отделений МУЗ ГКБ№2 г. Владивостока с изолированной ТЧМТ, получавших лечение в отделении реанимации и интенсивной терапии (ОРИТ), за период с 2005 по 2008 годы.
В ретроспективный анализ были включены 221 история болезни пациентов, из которых - мужчин – 190 (86%) и женщин – 31 (14%).
В проспективное исследование по влиянию препарата ГЭК на микроциркуляторное русло головного мозга в остром периоде ТЧМТ было включено 33 пациента, получавших лечение в ОРИТ в 2008 году, из них мужчин – 27 пациентов (81,8%) и женщин – 6 пациенток (18,2%).
В обоих исследованиях учитывались такие данные, как пол, возраст, исход заболевания, время нахождения в стационаре, время нахождения в ОРИТ, применение препаратов ГЭК в качестве компонента инфузионной терапии. В проспективном исследовании дополнительно учитывалось применение в комплексе лечения вазопрессоров и данные мониторинга нейронального повреждения.
Критериями отбора больных были: нарушение сознания при поступлении в стационар до уровня комы (4 – 8 баллов по ШКГ), наличие острой изолированной тяжелой черепно-мозговой травмы, подтвержденной на КТ или интраоперационно (по классификации А.Н. Коновалова, Л.Б. Лихтермана, А.А. Потапова, 1992).
Из исследования исключались: беременные и кормящие женщины; пациенты, имевшие сочетание ТЧМТ с повреждением других органов и систем, больные, имевшие хронические соматические заболевания в стадии декомпенсации.
В исследуемую группу вошли 17 пациентов в возрасте 31,6±2,8 года с изолированной ТЧМТ, в комплекс лечения которых был включен современный синтетический коллоидный плазмозамещающий препарат 10% раствор ГЭК 200/0,5 в качестве компонента инфузионной терапии, применяемый в течение семи и более суток с момента поступления в ОРИТ.
В контрольную группу были включены 16 пациентов в возрасте 36,75±2,7 лет с изолированной ТЧМТ, получавших в качестве инфузионной терапии только кристаллоидные препараты в течение всего периода пребывания в ОРИТ.
Уровень S100B определялся методом электрохемилюминесценции на анализаторе Elecsys 2010 (F.Hoffman-La Roche, Швейцария) с использованием набора Elecsys S100. Диагностически значимым уровнем S100 было принято значение 0,105 мкг/мл.
Результаты исследований и их обсуждение
При гистологическом исследовании, через 24 часа после травмы, в травмированном полушарии головного мозга экспериментальных животных исследуемой и II контрольной групп обнаружено отчетливое набухание стенки капилляров. Однако на фоне применения препарата ГЭК явлений отека мозговой ткани с расширением периваскулярного пространства обнаружено не было.
Через 72 часа и 7 суток с момента травмы у животных II контрольной и исследуемой групп в обоих полушариях головного мозга также отмечались микроциркуляторные и дистрофические изменения, более выраженные у животных контрольной группы в виде дилатации сосудов микроциркуляторного русла, утолщении и дискомплексации слоев сосудистой стенки, картины периваскулярного и перицеллюлярного отека.
При электронно-микроскопическом исследовании у животных II контрольной группы обращали на себя внимание неравномерность толщины и складчатость поверхности эндотелиоцита, вероятно, за счет повреждения и снижения тургора. При этом выявлялось плазматическое пропитывание и гомогенизация стенки капилляра. Кроме того, местами имелась ее крупноячеистая вакуолизация, по-видимому, связанная с преобразованием поврежденных митохондрий и разрушением в них крист, что вполне допустимо в условиях травматического отека и нарушения энергетических процессов в клетках головного мозга, включая эндотелиоциты. В эндотелии, выстилающем просвет сосудов, видны микровыросты и аркадные структуры, образованные в результате его локального отслоения.
При электронно-микроскопическом исследовании препаратов головного мозга крыс исследуемой группы обнаружена ультраструктурная картина, свидетельствующая о регрессе патологических изменений в капиллярах головного мозга, как на стороне травмированного полушария, так и контрлатерально. Это проявлялось, прежде всего, в виде уменьшения выраженности периваскулярного отека мозгового вещества. При этом зона просветления и расширения периваскулярного пространства не определялась, окружающие клеточно-тканевые структуры плотно прилегали к стенке капилляров. Более отчетливо эти явления просматривались в контрлатеральном полушарии. О положительной динамике патологического процесса также свидетельствовало повышение количества рибосом и полисом в цитоплазме эндотелиоцитов, а также наличие неповрежденных митохондрий
В стенке отдельных капилляров различались некрупные депозиты, сформированные из рыхло расположенных хлопьевидных масс, наличие которых согласуется с плотным аморфным содержимым в просвете сосудов. Можно предположить, что эти депозиты образованы за счет накопления вводимого препарата в эндотелиоцитах, что согласуется с исследованиями зарубежных авторов. Образование микровыростов на поверхности эндотелиоцитов косвенно может указывать на трансэндотелиальное проникновение перфузионного вещества из кровяного русла в стенку капилляров.
При сравнении состояния ГЭБ II контрольной и исследуемой групп обращает на себя внимание то, что при использовании препарата ГЭК 10% отмечалась морфологическая картина эндотелиоцита, близкая к норме, при одинаковой тяжести общемозгового синдрома. Причем данные наблюдения были одинаковы в обоих полушариях.
Описанное в литературе явление «утечки» через разрушенный ГЭБ (Царенко С.В, 2003, 2006) или расширенные эндотелиальные поры (Шифман Е.М., Тиканадзе А.Д., 2001; Молчанов И.В.,2007) не наблюдались ни в контрольной, ни в исследуемой группах, поскольку при любом состоянии самих эндотелиоцитов не было обнаружено повреждение их межклеточных связей. Более того, в эндотелиоцитах исследуемой группы были обнаружены крупные осмиофильные гранулы, образованные, вероятно, вследствие эндоцитоза
Таблица 1
Морфометрические показатели капилляров головного мозга крыс. Инъекция тушь- желатин (M±m)
| Срок | I Конт-рольная группа | II Контрольная группа | Исследуемая группа | ||||
| Травмированное полушарие | Интактное полушарие | Травмированное полушарие | Интактное полушарие | ||||
| Плотность капилляров, мм | 24 часа | 620±32 | 378±21* | 852±48* | 530±23*/** | 447±22*/** | |
| 72 часа | 788±29*/*** | 768±35* | 592±39*/** | 511±38*/** | |||
| 7 суток | 560±53***/**** | 450±28* | 458±24*/*** | 494±32* | |||
| Средний диаметр, мкм | 24 часа | 5,35±0,12 | 3,44±0,32* | 3,8±0,21* | 3,53±0,08* | 3,47±0,07* | |
| 72 часа | 4±0,17*/*** | 3,99±0,16* | 3,49±0,13*/** | 3,41±0,1*/** | |||
| 7 суток | 5,87±0,12 */***/**** | 6,1±0,14 */***/**** | 3,44±0,08*/** | 3,11±0,07*/** | |||
| Площадь обменной поверхности, мм2 | 24 часа | 10415±743 | 4083±286* | 10166±647 | 5847±229*/** | 4859±258*/** | |
| 72 часа | 9897±438 | 9621±376 | 6463±457*/** | 5464±444*/** | |||
| 7 суток | 10321±748**** | 8619±577 | 4913±222*/** | 4799±314*/** | |||
| * - достоверная разница по сравнению с I контрольной группой; ** - достоверная разница по сравнению с II контрольной группой в том же периоде; *** - достоверная разница по сравнению с предыдущим периодом в группе; **** - достоверная разница по сравнению с исходным (24 часа) уровнем в группе. | |||||||
Таблица 2
Морфометрические показатели NO-позитивных капилляров головного мозга крыс. NADPH-диафораза (M±m)
| Срок | I Конт-рольная группа | II Контрольная группа | Исследуемая группа | |||
| Травмированное полушарие | Интактное полушарие | Травмированное полушарие | Интактное полушарие | |||
| Плотность капилляров, мм | 24 часа | 218 ± 6 | 260±16 | 239±17 | 298±21* | 578±40*/** |
| 72 часа | 310±7*/*** | 348±13*/*** | 604±38*/**/*** | 590±37*/** | ||
| 7 суток | 268±13* | 255±16 | 336±39*/*** | 404±42 */***/**** | ||
| Средний диаметр, мкм | 24 часа | 6,04 ± 0,16 | 5,85±0,35 | 6,45±0,32 | 4±0,08*/** | 4,01±0,08*/** |
| 72 часа | 5,2±0,1* | 5,45±0,25 | 3,7±0,1*/** | 3,6±0,09*/**/*** | ||
| 7 суток | 6,04±0,04 | 6,44±0,06 | 3,4±0,08 */**/**** | 2,9±0,06 */**/***/**** | ||
| Площадь обменной поверхности, мм2 | 24 часа | 4134 ± 127 | 4775±454 | 4840±452 | 3760±303 | 7225±467* |
| 72 часа | 5061±474 | 5955±338* | 7014±482*/**/*** | 6612±451* | ||
| 7 суток | 5082±104* | 5156±331* | 3598±418**/*** | 3627±360 **/***/**** | ||
| Активность NADPH-диафоразы нитрооксидпозитивных капилляров, ед ЭОП | 24 часа | 6,55 ± 0,89 | 9,7 ± 0,3* | 8,7 ± 0.88 | ||
| 72 часа | 8,8 ± 0,71 | 10,54 ± 1,05* | ||||
| 7 суток | 7,6 ± 0,5 | 9,2 ± 0,95 | ||||
| * - достоверная разница по сравнению с I контрольной группой; ** - достоверная разница по сравнению с II контрольной группой в том же периоде; *** - достоверная разница по сравнению с предыдущим периодом в группе; **** - достоверная разница по сравнению с исходным (24 часа) уровнем в группе. | ||||||
молекул препарата из кровяного русла. При этом данные образования не были обнаружены в самой мозговой ткани.
Возможно, причиной вышеописанных явлений лежит свойство молекул ГЭК предотвращать развитие синдрома повышенной проницаемости капилляров и уменьшать повреждения эндотелия, что благоприятно отражается на течении травматической болезни головного мозга, поскольку препятствует нарастанию отека мозга – ведущего синдрома при ТЧМТ.
В целом, можно заключить, что внутривенные перфузии испытуемого препарата способствовали снижению проницаемости сосудов микроциркуляторного русла в головном мозге после черепно-мозговой травмы, что приводило к уменьшению периваскулярного отека.
Результаты морфометрических исследований. В травмированном полушарии исследуемой группы через 24 часа наблюдалось незначительное увеличение всех морфометрических показателей капилляров микроциркуляторного русла головного мозга относительно II контрольной группы, с последующим более значимым достоверным уменьшением (табл. 1).
В контрлатеральном полушарии исследуемой группы наблюдалось уменьшение всех морфометрических параметров капилляров микроциркуляторного русла головного мозга относительно II контрольной группы (табл. 1).
При сравнении морфометрических показателей травмированного и контрлатерального полушария животных исследуемой группы наблюдались следующие изменения капилляров: к 7 суткам в обоих полушариях обнаруживалось достоверное снижение плотности, диаметра и площади обменной поверхности с преобладанием изменений на стороне повреждений (табл. 1).
Выявленные нами изменения морфометрических показателей капилляров микроциркуляторного русла травмированного головного мозга при введении препарата ГЭК, возможно, указывают на компенсаторное уменьшение объема мозговой ткани за счет уменьшения полнокровия капилляров, что выражалось в
уменьшении среднего диаметра, плотности капилляров и, как следствие, в уменьшении площади обменной поверхности МЦР.
В пользу данного предположения говорит и тот факт, что аналогичные изменения наблюдались в обоих полушариях головного мозга животных исследуемой группы, в то время, как в II контрольной группе динамика была различной (табл. 1).
При исследовании морфометрических показателей нитрооксидпозитивных капилляров в травмированном полушарии исследуемой группы, в сравнении с II контрольной, происходило повышение плотности и площади обменной поверхности только через 72 часа с момента травмы на фоне постепенного уменьшения среднего диаметра (табл. 2).
В контрлатеральном полушарии головного мозга исследуемой группы уже через 24 часа после травмы наблюдалось достоверное резкое повышение показателей плотности и площади обменной поверхности нитрооксидпозитивных капилляров относительно II контрольной группы на фоне постепенного уменьшения среднего диаметра капилляров в течение всего срока наблюдения (табл. 2).
При сравнении морфометрических показателей травмированного и контрлатерального полушария у экспериментальных животных II контрольной и исследуемой групп наблюдались следующие изменения нитрооксидпозитивных капилляров: неравномерное увеличение плотности и площади обменной поверхности относительно I контрольной группы к 72 часам, с последующим снижением (табл. 2).
Достоверные различия между травмированным и контрлатеральным полушариями у экспериментальных животных исследуемой группы наблюдались в первые 24 часа в таких показателях как плотность нитрооксидпозитивных капилляров и площадь обменной поверхности. Данные изменения происходили на фоне постепенного достоверного уменьшения диаметра капилляров (табл. 2).
Динамика активности фермента в стенке капилляра совпадала с динамикой изменения плотности – значительное повышение активности NO-cинтазы через 72 часа в сравнение с I контрольной группой (табл. 2).
Можно предположить, что описанные нами изменения морфометрических показателей нитрооксидпозитивных капилляров микроциркуляторного русла травмированного головного мозга при введении препарата ГЭК являются следствием относительно более продолжительной физиологической продукции конституитивной eNOS до 72 часов.
В пользу данного предположения говорит тот факт, что увеличение площади обменной поверхности нитрооксидпозитивных капилляров головного мозга до 72 часов после травмы включительно, происходило за счет увеличения плотности капиллярного русла, с последующим ее снижением за счет уменьшения среднего диаметра. Возможно, поэтому, во II контрольной группе наблюдалась обратная картина: постепенное увеличение площади обменной поверхности нитрооксидпозитивных капилляров, происходившее до 72 часов с момента травмы включительно за счет увеличения плотности, и с 72 часов по 7е сутки за счет увеличения их среднего диаметра (табл. 2).
Возможно, наблюдаемая картина происходила в результате вовлечения так называемых «плазматических» капилляров, которые «открывались» в ответ на возросшую вследствие травмы кислородную потребность мозга (В.И. Кошев с соавт, 2004). Наблюдаемое же уменьшение и площади обменной поверхности, и плотности нитрооксидпозитивных капилляров через 7 суток с момента травмы мы связываем с возвращением эндотелиоцитов к нормальному состоянию, описанному при электронно-микроскопическом исследовании. На наш взгляд, нормализация эндотелиоцита могла происходить только за счет сохранения нормоволемии, которая обеспечивала адекватную перфузию головного мозга.
Результаты ретроспективного анализа. За период с 2005 по 2007 гг., по данным МУЗ «ГКБ№2 г. Владивостока» количество пациентов трудоспособного возраста с ТЧМТ составило около 74 человек в год, средний возраст которых 37,2±0,70 года. Мужчины получали данный вид травмы в 6 раз чаще. Летальность от ТЧМТ составила 63,30%. Время нахождения на лечении в ОРИТ составило в среднем 19,1±1,63 к/д. Обращало на себя внимание ежегодное увеличение числа больных, получавших препарат ГЭК в качестве компонента инфузионной терапии до 44,30% в 2007г.
Результаты проспективного исследования влияния препарата ГЭК на микроциркуляторное русло головного мозга в остром периоде ТЧМТ. При сравнении пациентов исследуемой и контрольной групп, выявлено следующее: выживаемость пациентов была в 1,3 раза выше, а летальность в 1,13 раза ниже в исследуемой группе. Потребность в вазопрессорах была незначительно больше в контрольной группе. Такие показатели как сроки нахождения пациентов исследуемой группы в ОРИТ и на ИВЛ, а также восстановления сознания до 12-13 баллов по ШКГ не имели достоверных различий.
В последнее время в отечественной и зарубежной практике используется иммуноферментный анализ обнаружения нейронспецифического белка S-100B в сыворотке крови при повреждении ГЭБ независимо от механизма повреждения головного мозга (Ingebrigtsen T., Romner B., 2003; Cotton B.A. et al, 2006; Biberthaler P. et al, 2006; Vos P.E. et al, 2006; Korfias S. et al, 2007).
Таблица 3
Динамика уровня белка S-100В в сыворотке крови пациентов исследуемой и контрольной групп (M±m)
| Пациенты (n) | Белок S-100В, мкг/мл | ||
| 1е сутки (до 12 часов), мкг/мл | 2е сутки мкг/мл | 7е сутки мкг/мл | |
| выжившие исследуемой группы (n= 9) | 1,06±0,36 | 0,22±0,04** | 0,06±0,02**/*** |
| выжившие контрольной группы (n= 7) | 0,71±0,44 | 0,2±0,07** | 0,13±0,047* |
| умершие исследуемой группы (n= 8) | 4,21±2,14 | 0,72±0,18 | 0,37±0,15 |
| умершие контрольной группы (n= 9) | 1,15±0,23 | 0,94±0,31 | 0,29±0,18* |
| * - достоверная разница по сравнению с исходным (1е сутки) уровнем в группе (p<0,05) ** - достоверная разница по сравнению с предыдущим периодом в группе (p<0,05) *** - достоверная разница по сравнению с исходным (1е сутки) уровнем в группе (p<0,001) | |||
Сравнивая пациентов исследуемой и контрольной групп по степени нейронального повреждения (табл. 3), было выявлено, что исследуемая группа была исходно тяжелее: начальный уровень белка S-100В (до 12 часов с момента травмы) у выживших и умерших пациентов исследуемой группы превышал эти же показатели контрольной группы в 1,5 и 3,7 раза соответственно. Дальнейшее снижение уровня белка нейронального повреждения было более выражено в исследуемой группе: у выживших пациентов на вторые и седьмые сутки снижение в 4,8 и 3,7 раза соответственно (p<0,05; p<0,001), у умерших пациентов на вторые и седьмые сутки в 6 и 2 раза соответственно. На 7 е сутки у выживших пациентов исследуемой группы белок S-100В находился в интервале референсных значений, тогда как у выживших пациентов контрольной группы продолжал превышать референсные значения в 1,5 раза, что говорило о продолжающемся патологическом процессе, скорее всего, в виде вторичных ишемических повреждений ГМ.
ВЫВОДЫ
- У экспериментальных животных в остром периоде тяжелой черепно-мозговой травмы при введении препарата гидроксиэтилкрахмала в головном мозге наблюдалось достоверное уменьшение среднего диаметра, плотности капилляров и площади обменной поверхности микроциркуляторного русла.
- В остром периоде экспериментальной тяжелой черепно-мозговой травмы при использовании препарата гидроксиэтилкрахмала установлено значительное повышение активности фермента NADPH-диафоразы и, на фоне постепенного достоверного уменьшения диаметра нитрооксидпозитивных капилляров, выявлено увеличение плотности и площади обменной поверхности микроциркуляторного русла через 72 часа с момента травмы с последующим достоверным снижением этих показателей на 7е сутки.
- Применение препарата гидроксиэтилкрахмала при тяжелой черепно-мозговой травме способствует снижению проницаемости сосудов микроциркуляторного русла головного мозга, что приводит к уменьшению периваскулярного отека.
- Использование препарата гидроксиэтилкрахмала в качестве компонента инфузионной терапии приводит к более выраженному снижению уровня белка S-100B у выживших пациентов с тяжелой черепно-мозговой травмой вплоть до нормальных значений, что свидетельствует об уменьшении вторичных ишемических повреждений мозговой ткани.
- Назначение препарата гидроксиэтилкрахмала может быть рекомендовано в качестве компонента инфузионной терапии у пациентов в остром периоде тяжелой черепно-мозговой травмы.
СПИСОК НАУЧНЫХ РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
- Характеристика нитрооксидергических капилляров в экспериментальной модели черепно-мозговой травмы у крыс / А.В. Полещук, К.А. Дроздов, В.Е. Тарасенко, Молдованов М.А., Крыжановский С.П. и др.// Материалы VIII-й Тихоокеанской научно-практической конференции студентов и молодых ученых с международным участием «Актуальные проблемы экспериментальной, профилактической и клинической медицины». - Владивосток, 2007. - С. 30.
- Реакция микроциркуляторного русла в экспериментальной модели черепно-мозговой травмы у крыс / В.Е. Тарасенко, А.В. Полещук, М.А. Молдованов и др. // Вестник интенсивной терапии. – 2008. - №5 (приложение). – С. 36.
- Анализ экстенсивных, интенсивных показателей и сроков нахождения в стационаре пациентов с изолированной ТЧМТ по данным МУЗ ГКБ №2 г. Владивостока / И.В. Патлай, М.А. Молдованов, В.Е. Тарасенко, А.В. Полещук // Материалы IX-й Тихоокеанской научно-практической конференции студентов и молодых ученых с международным участием, посвященной 50-летию ГОУ ВПО «ВГМУ» Росздрава «Актуальные проблемы экспериментальной, профилактической и клинической медицины». – Владивосток, 2008. – С. 222.
- Молдованов М.А., Тарасенко В.Е., Полещук А.В. Анализ экстенсивных, интенсивных показателей и сроков нахождения в стационаре пациентов с изолированной ТЧМТ по данным МУЗ ГКБ №2 г. Владивостока // Материалы V Дальневосточного регионального конгресса с международным участием «Человек и лекарство». – Владивосток, 2008. – С. 101.
- Молдованов М.А., Тарасенко В.Е., Полещук А.В. Анализ экстенсивных, интенсивных показателей и сроков нахождения в стационаре пациентов с изолированной ТЧМТ по данным МУЗ ГКБ №2 г. Владивостока // Тихоокеанский медицинский журнал. – 2008. - №4. – С. 89.
- Клименко В.Е., Полещук А.В., Молдованов М.А. Реакция нитроксидергических капилляров головного мозга при черепно-мозговой травме в эксперименте // Материалы X-й Тихоокеанской научно-практической конференции студентов и молодых ученых с международным участием «Актуальные проблемы экспериментальной, профилактической и клинической медицины». - Владивосток, 2009. - С. 186.
- Молдованов М.А., Тарасенко В.Е., Полещук А.В. Диагностика и мониторинг нейронального повреждения у пациентов с изолированной тяжелой черепно-мозговой травмой // Тихоокеанский медицинский журнал. - 2008. - №4. – С. 70-72.
- Клименко В.Е., Полещук А.В., Молдованов М.А. Реакция микроциркуляторного русла головного мозга при черепно-мозговой травме в эксперименте // Материалы X-й Тихоокеанской научно-практической конференции студентов и молодых ученых с международным участием «Актуальные проблемы экспериментальной, профилактической и клинической медицины». – Владивосток, 2009. - С. 187.
- Диагностика и мониторинг нейронального повреждения при тяжелой черепно-мозговой травме / М.А. Молдованов, В.Е. Клименко, А.В. Полещук и др. // Общая реаниматология. – 2010. - №1. – С.17-21.
- Состояние капилляров микроциркуляторного русла головного мозга в остром периоде экспериментальной черепно-мозговой травмы / В.Е. Клименко, М.А. Молдованов, А.В. Полещук и др. // Общая реаниматология. – 2010. - №2. – С. 10-14.
- Исследование динамики повреждения мозга крыс при черепно-мозговой травме методом магнитно-резонансной томографии / К.А. Дроздов, А.В. Полещук, В.Е. Клименко, М.А. Молдованов // Тихоокеанский медицинский журнал. – 2011. - №1. – С. 94-96.
Список сокращений:
ВЧД – внутричерепное давление
ГЭБ – гематоэнцефалический барьер
ГЭК – гидроксиэтилкрахмал
ЕОП – единицы оптической плотности
ИВЛ – искусственная вентиляция легких
к/д – койко-дни
МРТ – магнитно-резонансная томография
МЦР – микроциркуляторное русло
ОРИТ – отделение реанимации и интенсивной терапии
ТЧМТ – тяжелая черепно-мозговая травма
ЦНС – центральная нервная система
ШКГ – шкала комы Глазго
ЭЦ – эндотелиоцит
NO – оксид азота
NOS – нитрооксидсинтаза
Молдованов Михаил Алексеевич
Клинико-морфологическое обоснование
применения гидроксиэтилкрахмала в остром периоде
тяжелой черепно-мозговой травмы
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени
кандидата медицинских наук
Подписано в печать 20 апреля 2011
Формат 6090 1/16. Усл. п.л. 1,0.
Уч. изд. л. 0,75. Тираж 100 экз. Заказ 112
Отпечатано на участке оперативной полиграфии
типографии ООО «Рея»
г. Владивосток, ул. Адм. Юмашева, 12б
