CC BY
56
№ 2 - 2014 г.
14.00.00 медицинские и фармацевтические науки УДК 616.5-001.17:615.577.112.6
АРХИТЕКТОНИКА КОЖИ ПОСЛЕ ТЕРМИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ В УСЛОВИЯХ ПРИМЕНЕНИЯ АНГИОГЕНИНА
А. Б. Уметалиева1. В. Х. Габитов1. П. А. Елясин2
Научный центр реконструктивно-восстановительной хирургии МЗ КР (г. Бишкек,
Республика Кыргызстан) 2ГБОУ ВПО «Новосибирский государственный медицинский университет» Минздрава
России (г. Новосибирск. Россия)
В эксперименте на крысах показано, что включение в лечение ожоговых ран гелиевой формы ангиогенина благоприятно влияет на репаративные процессы с несомненным их доминированием над альтеративно-воспалительными процессами в ожоговой ране. Наблюдалось быстрое увеличение числа функционально активных фибробластов, более раннее формирование грануляционной ткани, что сокращало сроки заживления.
Ключевые слова: ожоговая болезнь, ангиогенин, репарация.
Уметалиева Аида Болотбековна — старший научный сотрудник Научного центра реконструктивно-восстановительной хирургии МЗ, г. Бишкек, Республика Кыргызстан, e-mail: [email protected]
Габитов Валерий Хасанович — доктор медицинских наук, профессор, заместитель директора по науке, заведующий отделом морфологии Научного центра реконструктивно-восстановительной хирургии, г. Бишкек, Кыргызская Республика, рабочий телефон: +996 (312) 29-57-18, e-mail: [email protected]
Елясин Павел Александрович — кандидат медицинских наук, доцент кафедры анатомии человека ГБОУ ВПО «Новосибирский государственный медицинский университет», контактный телефон: 8 (383) 215-15-24, e-mail: [email protected]
Актуальность исследования. Кожа формирует внешнюю поверхность тела, обеспечивает поддержание целостности организма. Повреждение кожи влечет за собой развитие разнообразных патологических состояний. Термические поражения кожи представляют собой серьёзную медицинскую, социальную и экономическую проблему и занимают третье место в структуре травматизма мирного времени [3, 9].
Одним из перспективных направлений в клинической медицине является разработка
методов восстановления и роста собственной капиллярной сети (управляемый процесс ангиогенеза). Ключевую роль в процессе ангиогенеза играет белок ангиогенин [10]. Интерес к нему весьма значителен, прежде всего, из-за перспективы создания на его основе эффективных препаратов для лечения хирургических ран [3, 7, 8].
Цель исследования — выявить структурно-клеточные преобразования в коже после термического воздействия в условиях применения ангиогенина.
Материал и методы исследования. Работа выполнена на 80-ти крысах-самцах массой 180-200 г. Животные содержались в стандартных условиях при температуре 20-22 °С и обычном световом режиме. Работу с животными проводили в соответствии с «Правилами проведения работ с использованием экспериментальных животных» (Приложение к приказу Министерства здравоохранения СССР от 12.08.1977 № 755).
В качестве модели термического поражения ША степени был использован контактный способ нанесения ожога насадкой к электропаяльнику размером 2 х 2 см, разогретой до 232 °С с 4-секундной экспозицией.
Распределение животных производилось следующим образом (по 20 крыс в каждой группе): 1-я группа — интактный контроль; 2-я группа — с ожогом ША степени без лечения (спонтанное заживление); 3-я группа — с ожогом ША степени, леченные общепринятым препаратом, мазью «Левомеколь»; 4-я группа — с ожогом ША степени, где использовалось сочетание мази «Левомеколь» с ангиогенином.
Лечебные мероприятия проводились спустя час после нанесения травмы. В дальнейшем проводилась обработка ожоговой поверхности раствором фурацилина, затем на ожоговую рану наносили лекарственный препарат. Оценка состояния ожоговой раны проводилась на 1, 3, 7, 15 и 25-е сутки после нанесения травмы и проведения курса лечения с помощью морфологических и морфометрических методов исследования.
Для морфологического исследования кожи животных выводили из эксперимента декапитацией под эфирным ингаляционным наркозом. Применялись общепринятые светооптические и ультраструктурные исследования.
При морфометрическом исследовании в каждой группе животных определяли следующие показатели: толщину эпидермиса, сосочкового и сетчатого слоев дермы (в мкм); определяли количество (на 1 мм2) и диаметр (в мкм) сосудов микроциркуляторного русла.
Оценку изменения клеточного состава проводили путем подсчета общего количества клеток, популяций тучных клеток (гранулированных и дегранулированных), нейтрофилов, лимфоцитов, макрофагов, плазмоцитов, фибробластов, фиброцитов и их процентного содержания в пересчете на 1 мм2 площади препарата.
Подготовку образцов, планирование и проведение морфометрических исследований выполняли в соответствии со ставшими общепринятыми принципами и методами [1].
Результаты собственных исследований и их обсуждение. Проведенное экспериментальное исследование показало, что выбранная модель приводит к развитию ожогов ША степени. При этом происходит некротизация и гибель эпидермиса, разрушение соединительно-тканевого каркаса сосочкового и сетчатого слоев дермы с вовлечением в воспалительный процесс рядом и нижележащих тканей, формирование плотного струпа. В процессе послеожогового восстановления эпидермальный слой в зоне повреждения на 1-7-е сутки отсутствует. Развитие отека приводит к увеличению толщины кожи в зоне травмы на 20 % в 1-3-е сутки наблюдения. Сосочковый слой в зоне
повреждения отсутствует в начальные сроки и в регенеративную стадию не восстанавливается. Толщина сетчатого слоя составляет 74 % от показателя контроля на 1-3-е сутки наблюдения. При визуальном изучении интенсивности воспалительной реакции начало формирования демаркационного вала отмечается только на 7-е сутки. Клетки инфильтрируют весь очаг поражения, при этом значительное количество лейкоцитов регистрируется вплоть до конца наблюдения.
Выраженная пролиферативная активность клеточных элементов сохраняется до конца наблюдения, когда общее количество клеток остается в 4,2 раза выше показателя контроля. Максимальное количество клеточных элементов наблюдается на 15-е сутки и представлено в основном фибробластами (45,9 % от общего количества клеток). Дальнейшая пролиферация фибробластов и усиление их синтетической активности является одним из механизмов образования грубого послеожогового рубца.
Исследование показало, что ожоговая травма кожи приводит к существенным изменениям и в сосудах микроциркуляторного русла. Наблюдается резкое увеличение просветов сосудов в ранние сроки наблюдения, и к 7-м суткам этот показатель превышает значение контроля в 2,6 раза. К 7-м суткам развивались обширные участки ишемии дермы, в которой просматривались лишь единичные сосуды, что приводило к снижению этого показателя на 17,1 %. К 15-м суткам за счет активного ангиогенеза наблюдается увеличение количества сосудов на 21,8 %. К 25-м суткам отмечается облитерация некоторых сосудов.
Таким образом, полученные результаты проведенного исследования регенерации дермы позволили нам выявить объективные показатели степени тяжести термического ожога кожи, их фазность в различные сроки с учетом определения тяжести и исхода.
Применение нами комплекса традиционно используемых методов лечения ускоряло процессы заживления ожоговой травмы и число осложнений. В данной группе в отличие от нелеченного контроля происходит интенсивное разрастание клеток эпидермиса переходной зоны и его утолщение. Эпителиальные клетки уже на 7-е сутки наблюдения интенсивно нарастают на формирующуюся грануляционную ткань и к концу наблюдения полностью покрывают зону травмы, образуя тонкослойный эпителий, отличающийся от нормального размером слоев и структурой клеток. Начиная с 7-х суток, отмечается стихание деструктивных процессов, подтверждаемое прогрессивным снижением числа нейтрофилов, которое на 25-е сутки в 5,5 раза меньше, чем в группе сравнения.
О более раннем переходе в продуктивную стадию воспаления можно судить и по динамике фибробластов, количество которых начинает прогрессивно возрастать на 7-е сутки наблюдения, в 2,8 раза превышает этот показатель в группе сравнения, а более интенсивный процесс пролиферации фиброцитов отмечается на 15-е сутки.
Анализ состояния кровоснабжения дермы показал, что аналогично изменениям в группе со спонтанным заживлением в начальные сроки развивается расширение микрососудов, приводящее к увеличению их диаметра в 2,8 и 1,3 раза соответственно по сравнению с контролем и группой сравнения. К концу наблюдения сохраняющиеся процессы перестройки кровеносного русла приводят к снижению данного показателя, составляющего 75,2 и 84,9 % от значений контроля и группы спонтанного заживления.
Прогрессирование процессов перестройки и созревания грануляционной ткани приводят к снижению численной плотности сосудов на 25-е сутки наблюдения на 12,5 и 13,6 % соответственно по сравнению с контролем и группой спонтанного заживления (р < 0,05), вследствие чего уровень кровоснабжения дермы не достигает значения контроля.
Таким образом, проведенное нами исследование подтверждает факт недостаточной эффективности классической фармакотерапии, которая не всегда может обеспечить адекватную помощь в лечении термических повреждений кожи, что согласуется с данными литературы [2, 4-6, 9].
Морфометрический анализ показал, что у животных при спонтанном заживлении и применении ангиогенина сравнительная морфологическая характеристика регенераторного процесса однонаправленная, но с существенным клеточным различием.
Это проявляется в увеличении пролиферативной активности фибробластов, ускоряется развитие лейкоцитарной и макрофагальной реакции, а также формирование грануляционной ткани. Начиная с 3-х суток, объем коллагеновых волокон в опыте превышает таковой в контроле. На 7-е сутки наблюдения отмечается лучший гистоархитектурный порядок, лучшая васкуляризация и отсутствие клеток воспаления на уровне прилежащих мышц. Это приводит к ускорению новообразования грануляционной ткани и, в первую очередь, микрососудов.
При изучении цитологической картины у животных, которым проводилось лечение ангиогенином, начиная с 7-х суток, отмечено более раннее появление коллагеновых волокон только в зоне повреждения. К 15-м суткам отмечалась выраженная пролиферация фибробластов и формирование сосудистой сети. После применения ангиогенина значительно быстрее, чем при традиционном лечении, происходит эпителизация поверхности раны.
Как показали результаты проведенного исследования, применение биостимулирующего геля ангиогенина способствует раннему стиханию воспаления, более раннему развитию грануляционной ткани и полному заживлению ран в 1,5 раза быстрее, чем при спонтанном их заживлении, что проявляется максимальным эффектом его биостимулирующих свойств, направленных на стимуляцию раннего ангиогенеза в регенерирующих поврежденных тканях. Следует также отметить, что в условиях применения ангиогенина в зоне ожоговой раны уже на первые сутки наблюдения выявлялось большое количество тучных клеток. Применение ангиогенина сокращает период рубцевания термической раны почти на неделю.
Заключение. Таким образом, при включении в лечение ожоговых ран гелиевой формы ангиогенина отмечена благоприятная динамика репаративных процессов с несомненным их доминированием над альтеративно-воспалительными процессами в ожоговой ране. Наблюдалось быстрое увеличение числа функционально активных фибробластов, более раннее формирование грануляционной ткани, что сокращало сроки заживления. Темп стихания воспалительного и начала репаративно-резорбтивных процессов был выше, чем в группах сравнения. Вероятно это связано с тем, что использование ангиогенина в комплексе с традиционным лечением обеспечивает проявление трех механизмов — защищает рану от высыхания, создает оптимальные условия для образования сосудов и грануляций, оказывает мощнейший регенерирующий эффект посредством выделения биологически активных веществ и факторов роста, а самое главное, протектирует ускорение нормализации функции лимфатического коллектора региона.
Список литературы
1. Автандилов Г. Г. Медицинская морфометрия / Г. Г. Автандилов. — М. : Медицина,
1990. — 382 с.
2. Вазина И. Р. Динамика летальности и причин смерти обожженных за последние
30 лет ХХ в. в Российском ожоговом центре МЗ РФ / И. Р. Вазина, С. Н. Бугров, Е. Ю.
Сосин // Вестн. хирургии. - 2004. - Т. 163, № 3. - С. 47-50.
3. Габитов А. Х. Экспериментальное обоснование применения ангиогенина в хирургии ран / А. Х. Габитов, Ч. Б. Сатаев, К. К. Токтомбаев // Морфология и доказательная медицина. - 2012. - № 4. - С. 7-10.
4. Грибань П. А. Современные аспекты исследования микроциркуляции у больных
с тяжелой термической травмой : автореф. дис. ... канд. мед. наук / П. А. Грибань.
- Владивосток, 2011. - 21 с.
5. Крылов К. М. Современные возможности местного лечения ожогов / К. М. Крылов,
П. К. Крылов // Амбулаторная хирургия. Стационарозамещающие технологии. - 2010.
- № 1. - С. 30-35.
6. Севостьянов А. Е. Сравнение эффективности эпителизирующих веществ при экспериментальном ожоге роговицы / А. Е. Севостьянов, В. А. Соколов, М. В. Мнихович // Рос. мед.-биол. вестн. им. акад. И. П. Павлова. - 2011. - № 3. - С. 110-113.
7. Angiogenin expression in burn blister fluid: implications for its role in burn wound neovascularization / S. C. Pan, L. W. Wu, C. L. Chen [et al.] // Wound Repair Regen. - 2012.
- Vol. 20, N 5. - P. 731-739.
8. Enhanced angiogenesis in porous collagen-ch[tosan scaffolds loaded with angiogenin / H. Shi, C. Han, Z. Mao [et al.] // Tissue Eng. Part A. - 2008. - Vol. 14, N 1. - P. 1775-1785.
9. Voigt J. Hyaluronic acid derivatives and their healing effect on burns, epithelial wounds, and chronic wounds : a systematic review and meta-analysis of randomized controlled trials / J. Voigt, V. R. Driver // Wound Repair Regen. - 2012. - Vol. 20, N 3. - P. 317-331.
10. Wang X. Angiogenin, an angiogenic factor with potential for tissue engineering
applications / X. Wang, Y. Zhang, C. Han // Wound Repair Regen. - 2014. - Vol. 22, N 2.
- P. 288-289.
ARCHITECTONICS AFTER THERMAL INFLUENCE AT ANGIOGENINE APPLICATION
A. B. Umetaliyeva1. V. H. GabitovL. P. A. Elyasin2
Scientific center of reconstructive plastic surgery of MH of the KR (Bishkek, Republic
of Kyrgyzstan)
2SBEIHPE «Novosibirsk State Medical University of Ministry of Health» (Novosibirsk c.)
In experiment on rats it is shown that inclusion of angiogenine to treatment of burn wounds of helium form favorably influences on reparative processes with their undoubted domination over alterative-inflammatory processes in burn wound. The fast increase in number of functionally active fibroblasts, earlier formation of granulating fabric that reduced healing terms was observed.
Keywords: burn disease, angiogenine, reparation.
About authors:
Umetaliyeva Aida Bolotbekovna — senior research associate at Scientific center
of reconstructive plastic surgery of MH of the KR, Bishkek, the Republic of Kyrgyzstan, e-mail:
Gabitov Valery Hasanovich — doctor of medical science, professor, deputy director on science work, head of morphological department at Scientific center of reconstructive plastic surgery of MH of the KR, Bishkek, the Republic of Kyrgyzstan, office phone: +996 (312) 29-57-18, e-mail: [email protected]
Elyasin Pavel Aleksandrovich — candidate of medical sciences, assistant professor of human anatomy chair at SBEI HPE «Novosibirsk State Medical University of Ministry of Health», contact phone: 8 (383) 215-15-24, e-mail: [email protected]
List of the Literature:
1. Avtandilov G. G. Medical Morphometry / g. G. Avtandilov. — M.: Medicine, 1990. — 382 P.
2. Vazina I. R. Dynamics of lethality and causes of death of burned persons for the last
30 years XX century in the burn center of Russian Ministry of Health Russian Federation / I. R. Vazina, S. N. Bugrov, E. Y. Sosin //Bulletin of surgeries. — 2004. — V. 163, № 3. — P. 47-50.
3. Gabitov A. H. Experimental justification of angiogenine application in surgery of wounds / A. H. Gabitov, C. B. Satayev, K. K. Toktombayev // Morphology and evidential medicine. — 2012. — № 4. — P. 7-10.
4. Griban P. A. modern aspects of research of microcirculation at patients with heavy thermal trauma: theses. ... cand. of medical science / P. A. Griban. — Vladivostok, 2011. — 21 P.
5. Krylov K. M. Modern opportunities of local treatment of burns / K. M. Krylov, P. K. Krylov // Out-patient surgery. Hospital-replacing technologies. — 2010. — № 1. — P. 30-35.
6. Sevostyanov A. E. Efficiency comparison of epithelizing substances at experimental burn
of cornea / A. E. Sevostyanov, V. A. Sokolov, M. V. Mnikhovich // Rus. medical - biol. buttetin. n. a. acad. I. P. Pavlov. - 2011. - № 3. - P. 110-113.
7. Angiogenin expression in burn blister fluid: implications for its role in burn wound neovascularization / S. C. Pan, L. W. Wu, C. L. Chen [et al.] // Wound Repair Regen. - 2012.
- Vol. 20, N 5. - P. 731-739.
8. Enhanced angiogenesis in porous collagen-ch[tosan scaffolds loaded with angiogenin / H. Shi, C. Han, Z. Mao [et al.] // Tissue Eng. Part A. - 2008. - Vol. 14, N 1. - P. 1775-1785.
9. Voigt J. Hyaluronic acid derivatives and their healing effect on burns, epithelial wounds, and chronic wounds : a systematic review and meta-analysis of randomized controlled trials / J. Voigt, V. R. Driver // Wound Repair Regen. - 2012. - Vol. 20, N 3. - P. 317-331.
10. Wang X. Angiogenin, an angiogenic factor with potential for tissue engineering
applications / X. Wang, Y. Zhang, C. Han // Wound Repair Regen. - 2014. - Vol. 22, N 2.
- P. 288-289.
