CC BY
11
Статья поступила в редакцию 27.05.2011 г.
ДИСФУНКЦИЯ СЛИЗИСТОЙ ОБОЛОЧКИ ТОНКОЙ КИШКИ В ПОСТТРАВМАТИЧЕСКОМ ПЕРИОДЕ УШИБА СЕРДЦА
DYSFUNCTION OF SMALL INTESTINE MUCOSA IN POSTTRAUMATIC PERIOD OF CARDIAC CONTUSION
Вербицкая В.С. Корпачева О.В. Храмых Т.П.
Омская государственная медицинская академия,
г. Омск, Россия
Целью исследования явилась оценка функционального состояния слизистой оболочки тонкой кишки в посттравматическом периоде ушиба сердца. Ушиб сердца моделировали с помощью оригинального устройства, имитирующего удар передней грудной стенки о стойку руля при столкновении движущегося автомобиля с препятствием. Пристеночное пищеварение изучали методом ступенчатой десорбции амилазы через 1, 3, 6 и 24 часа, 3 и 7 суток после травмы. Методика основана на сравнении амилолитической активности 5 проб, взятых с фрагмента слизистой оболочки тонкой кишки. Выявлено достоверное увеличение активности полостной фракции а-амилазы двенадцатиперстной кишки, прямо пропорциональное увеличению срока посттравматического периода. На сроках 3 ч, 6 ч, 1 и 3 сут посттравматического периода отмечено достоверное увеличение активности легко десорбируемой фракции амилазы (Д1) двенадцатиперстной кишки. Через 3 ч после травмы отмечалось повышение активности средне и трудно десорбируемых фракций амилазы (Д2, Д3) подвздошной кишки, а также трудно десорбируемой фракции двенадцатиперстной кишки через 1 сутки. Прогрессивно нарастающее повышение активности полостной а-амилазы объясняется повышением тонуса парасимпатического отдела периферической нервной системы при травматическом повреждении сердца, а также воздействием секретина и холецистокинина тонкой кишки на поджелудочную железу. Повышение щеточнокаемочных и внутриклеточных фракций фермента свидетельствует о выраженных нарушениях гемодинамики травмированных животных, в том числе ишемии/реперфузии стенки тонкой кишки, что приводит к разобщению процессов полостного и пристеночного пищеварения и позволяет выдвинуть предположение о повреждении стенки кишки и повышении ее проницаемости с последующим формированием энтероэндотоксемии. Ключевые слова: экспериментальный ушиб сердца; полостное и пристеночное пищеварение.
Verbitskaya V.S. Korpacheva O.V. Khramykh T.P.
Omsk State Medical Academy, Omsk, Russia
The objective of the study was to evaluate the functional status of tsmall intestine mucosa in posttraumatic heart contusion. Cardiac contusion was simulated using an original device simulating an anterior chest blow against a steering wheel in a case of a moving vehicle collision with an obstacle. Membrane digestion was studied through gradual desorption of amylase after 1, 3, 6 and 24 hours, 3 and 7 days after injury. The technique is based on comparison of amylolytic activity in 5 samples taken from small intestine mucosa fragment. It has been found a significant increase of duodenal a-amylase fraction activity which was directly proportional to prolonged post-traumatic period. The significant increase in activity of easily desorbed amylase (D1) fraction of the duodenum has been detected after 3 and 6 hours, 1 and 3 days of the post-traumatic period. Increased activity of average and hardly-desorbed amylase (D2, D3) fractions of the ileum has been observed after 3 hours after injury, as well as hardly-desorbed fraction of the duodenum - 1 day after injury. Graduated rising of the abdominal a-amylase activity is explained by increased tone of the parasympathetic part of peripheral nervous system in cardiac traumatic injury, as well as by intestinal secretin and cholecystokinin effect on pancreas. Increasing of brush-bordered and intracellular enzyme fractions gives evidence concerning apparent hemodynamics dysfunctions in injured animals including ischemia/reperfu-sion of small intestine walls, which leads to uncoupling of cavitary and membrane digestion. Thus, it might be assumed about damage of the intestinal wall and its higher permeability rate with the following entero-endotoxemia.
Key words: experimental cardiac contusion; cavitary and membrane digestion.
В общей структуре смертности от травм различного генеза повреждения сердца имеют долю, равную 20 % [1, 2]. По данным аутопсии, травма сердца прямо связана со смертельным исходом в 10 % всех случаев травмы груди [3]. Летальность при повреждениях сердца может достигать 49 % [4], а согласно данным некоторых авторов - 90 % [5, 6].
В условиях экспериментального ушиба сердца вклад самого поврежденного сердца в показатель летальности реализуется через изменения центральной гемодинамики
в виде синдрома малого сердечного выброса, основу которого составляет посттравматическая миокар-диальная дисфункция [7]. Однако нельзя исключить, что определенный вклад в течение посттравматического периода может вносить дисфункция экстраторакальных органов, в частности, кишечника. Знание общепатологических феноменов, а также данные литературы о механизмах формирования структурно-функциональных нарушений органов и тканей при травме, позволяют предполагать участие таких патогенетических факторов,
^ 84
как стресс-реакция, гипоксия, воспалительная реакция, в нарушении функций не только сердца при его ушибе, но и других органов, в том числе и кишечника. Изучение патогенетических факторов и механизмов формирования повреждений кишечника является важным для понимания закономерностей течения и исхода посттравматического периода ушиба сердца.
Характер изменений функционального состояния тонкой кишки как основного пищеварительно-транспортного конвейера при тупой травме груди, а также механизмы
ПОЛИТРАВМА
их формирования в литературе не освещены, а лишь предполагаются. Изучение данного вопроса в условиях эксперимента явилось целью настоящего исследования.
Цель исследования — оценить функциональное состояние слизистой оболочки тонкой кишки в посттравматическом периоде ушиба сердца.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Эксперименты выполнены на 70 белых беспородных крысах-самцах массой 250-300 г, наркотизированных тиопенталом натрия в дозе 25 мг/кг массы внутрибрюшинно, в соответствии с «Правилами проведения работ с использованием экспериментальных животных» (Приложение к приказу Министерства здравоохранения СССР от 12.08.1977 г. № 755), согласно требованиям Европейской конвенции (Страсбург, 1986) по содержанию, кормлению и уходу за подопытными животными, а также выводу их из эксперимента и последующей утилизации [8]. В эксперимент животных брали спустя 10-12 часов после еды при свободном доступе к воде. Ушиб сердца моделировали с помощью оригинального устройства, имитирующего удар передней грудной стенки о стойку руля при столкновении движущегося автомобиля с препятствием [9].
Контрольную группу составили 10 интактных животных, в опытные группы вошли 60 животных с исследованием активности амилазы всех отделов тонкой кишки через 1, 3, 6 и 24 часа, 3 и 7 суток после моделирования тупой травмы сердца. Согласно данным А.М. Уголе-ва и соавт., активность различных фракций амилазы отражает состояние пищеварительной функции слизистой оболочки тонкой кишки [10]. Иными словами, амилаза является своеобразным биохимическим маркером, отражающим процессы пищеварения в целом. Пристеночное пищеварение изучали методом ступенчатой десорбции данного фермента [10]. Методика основана на сравнении амилолитической активности 5 проб, взятых с фрагмента слизистой оболочки тонкой кишки. Первая проба (С) отражает актив-
ность панкреатической а-амилазы межворсинчатых пространств и характеризует полостное пищеварение; последующие три пробы (Др Д2, Д3) указывают на динамику десорбции у-амилазы щеточной каймы и характеризуют прочность ее связи с клеточной мембраной, пятая проба (Г) отражает активность внутриклеточной фракции фермента [10]. На основании полученных данных рассчитывали коэффициент адсорбционной способности слизистой оболочки тонкой кишки и коэффициент пристеночного пищеварения по формулам:
К = ЕД/С
адс.
и Крист. = (£Д + Г) / С где
ЕД — суммарная активность де-сорбируемых фракций у-амилазы;
С — активность полостной фракции а-амилазы;
Г — активность внутриклеточной фракции фермента.
Статистическую обработку результатов исследования выполняли на персональном компьютере с использованием пакета прикладных программ Statistica 6.0. Рассчитывали следующие показатели: среднее значение (М), стандартное отклонение (5), медиана (Ме), минимум (минимальное значение), максимум (максимальное значение), нижний квартиль ^025) и верхний квартиль (Н075). Характер распределения данных определяли по критерию Шапиро-Уилка. В связи с неравномерным распределением данных в контрольной и опытных группахдетей, соответственно использовали методы непараметрической статистики с расчетом критерия Манна-Уитни для сравнения двух независимых групп. Критический уровень значимости при проверке статистических гипотез принимался равным 0,05 [11].
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ В различные сроки посттравматического периода (табл.) наблюдалось достоверное увеличение активности полостной фракции а-амилазы (С) двенадцатиперстной кишки по сравнению с контролем,
при этом активность фермента нарастала в динамике посттравматического периода: через 1 ч после травмы — на 19 %, через 3 ч — на 67 %, через 6 ч — на 79 %, а через 1 сут, 3 сут и 7 сут — на 68 %, 75 %, 83 % по сравнению с контролем, соответственно. Через 3 ч, 6 ч, 1 и 3 сут после травмы отмечено достоверное увеличение активности легко десорбируемой фракции амилазы (Д1) двенадцатиперстной кишки - на 90 %, 74 %, 95 % и 86 %, соответственно, относительно контрольных значений показателя. Через 3 ч после травмы отмечалось повышение активности средне и трудно десорбируемых фракций амилазы (Д2, Д3) подвздошной кишки на 88 % и 125 %, соответственно, а через 1 сут — повышение активности трудно десорбируемой фракции двенадцатиперстной кишки на 30 %. Активность внутриклеточной фракции амилазы (Г) двенадцатиперстной и подвздошной кишки снижалась на 60 % и 70 %, соответственно, только к концу 1 ч посттравматического периода. Коэффициент пристеночного пищеварения достоверно не изменялся относительно контрольных значений на всем протяжении посттравматического периода. Коэффициент адсорбции достоверно повышался в подвздошной кишке в 2,3 раза по сравнению с контролем через 3 ч после травмы (рис.).
ОБСУЖДЕНИЕ
Выявленные функциональные изменения щеточной каймы слизистой оболочки тонкой кишки в посттравматическом периоде ушиба сердца, вероятно, связаны с нарушением нейро-гуморальной регуляции и гемодинамическими сдвигами в организме травмированных животных. Прогрессирующее нарастание активности полостной и легко десорбируемой фракции а-амилазы может объясняться преобладанием парасимпатической иннервации поджелудочной железы и тонкой кишки, связанной с раздражением блуждающих нервов в ответ на закрытую травму груди. Раздражение блуждающих нервов приводит не только к увеличению секреции панкреатического сока поджелудочной желе-
№ 3 [сентябрь] 2011
■
85
зой, но и к повышению секреции S и I клетками слизистой оболочки двенадцатиперстной кишки и проксимального отдела тощей кишки секретина и холецистокинина, которые повышают функциональную активность поджелудочной железы [12]. При подобной трактовке ре-
зультаты исследования согласуются с данными, полученными на той же экспериментальной модели и свидетельствующими о доминирующем влиянии парасимпатической регуляции на работу сердца в условиях его тупой травмы [7].
Снижение активности внутриклеточного фермента слизистой оболочки как проксимальных, так и дистальных отделов тонкой кишки в раннем посттравматическом периоде ушиба сердца, вероятно, связано с ишемией и гипоксией органов брюшной полости и, в частности,
Таблица
Амилолитическая активность (у.е.) слизистой оболочки тонкой кишки крыс при ушибе сердца, Ме [LQ;HQ]
Этапы эксперимента Отдел кишки Фракции амилазы
С Д, Д, Д, Г
Контроль Д 0,99 [0,94;1,04] 0,42 [0,34;0,57] 0,20 [0,14;0,21] 0,11 [0,08;0,14] 0,27 [0,22;0,37]
Т 0,98 [0,61;1,44] 0,27 [0,03;0,36] 0,18 [0,01;0,42] 0,07 [0,02;0,12] 0,18 [0,13;0,25]
П 1,21 [0,58;1,40] 0,25 [0,15;0,38] 0,08 [0,02;0,12] 0,04 [0,01;0,10] 0,14 [0,12;0,20]
Посттравматический период
1 ч Д 1,19 [1,13;1,57]* 0,58 [0,38;0,77] 0,13 [0,03;0,19] 0,06 [0,03;0,10] 0,11 [0,05;0,28]*
Т 1,01 [0,58;1,25] 0,22 [0,05;0,55] 0,05 [0,04;0,09] 0,04 [0,02;0,18] 0,10 [0,04;0,17]
П 0,83 [0,50;0,99] 0,30 [0,15;0,50] 0,05 [0,02;0,13] 0,04 [0,02;0,10] 0,08 [0,04;0,14]*
3 ч Д 1,65 [1,52;1,80]* 0,80 [0,71;0,86]* 0,16 [0,07;0,24] 0,11 [0,03;0,16] 0,15 [0,05;0,20]*
Т 1,13 [0,99;1,33] 0,50 [0,32;0,81] 0,13 [0,08;0,22] 0,13 [0,04;0,17] 0,14 [0,12;0,25]
П 1,12 [1,02;1,29] 0,51 [0,27;1,13] 0,15 [0,12;0,24]* 0,09 [0,05;0,16]* 0,13 [0,08;0,17]
6 ч Д 1,79 [1,75;1,93]* 0,73 [0,42;0,92]* 0,21 [0,18;0,37] 0,17 [0,12;0,26] 0,20 [0,12;0,30]
Т 1,19 [1,08;1,68] 0,44 [0,18;0,71] 0,10 [0,03;0,20] 0,06 [0,05;0,10] 0,19 [0,14;0,24]
П 1,14 [0,83;1,40] 0,29 [0,09;0,51] 0,09 [0,05;0,17] 0,09 [0,03;0,25] 0,10 [0,07;0,19]
1 сут Д 1,68 [1,55;1,73]* 0,82 [0,68;1,01]* 0,26 [0,17;0,46]* 0,09 [0,08;0,16] 0,19 [0,13;0,27]
Т 1,17 [0,80;1,37] 0,55 [0,25;0,68] 0,11 [0,02;0,19] 0,07 [0,03;0,13] 0,09 [0,03;0,24]
П 0,94 [0,89;1,22] 0,24 [0,11;0,47] 0,14 [0,05;0,22] 0,09 [0,03;0,12] 0,14 [0,08;0,31]
3 сут Д 1,75 [1,61;1,85]* 0,78 [0,58;0,92]* 0,21 [0,15;0,46] 0,07 [0,04;0,28] 0,15 [0,12;0,22]
Т 1,12 [0,99;1,44] 0,58 [0,12;0,99] 0,19 [0,08;0,40] 0,08 [0,04;0,23] 0,22 [0,10;0,31]
П 0,98 [0,71;1,39] 0,24 [0,12;0,88] 0,10 [0,02;0,21] 0,07 [0,03;0,14] 0,22 [0,09;0,30]
7 сут Д 1,83 [1,40;1,88] 0,60 [0,44;1,03] 0,13 [0,09;0,25] 0,07 [0,05;0,13] 0,21 [0,07;0,28]
Т 1,19 [1,00;1,61] 0,17 [0,13;0,27] 0,05 [0,03;0,24] 0,04 [0,02;0,09] 0,10 [0,06;0,18]
П 1,02 [0,42;1,50]* 0,17 [0,12;0,47] 0,05 [0,03;0,12] 0,09 [0,05;0,11] 0,16 [0,05;0,21]
Примечание: Д - двенадцатиперстная кишка, Т - тощая кишка, П - подвздошная кишка;* достоверность различий (р < 0,05) по сравнению с контролем.
86
ПОЛИТРАВМА
тонкой кишки, обусловленными нарушениями кровообращения в виде синдрома низкого сердечного выброса [7]. Повышение активности трудно десорбируемых фракций у-амилазы в отдаленные сроки посттравматического периода свидетельствует о потере связей данных ферментов со щеточной каймой и, в целом, о разобщении процессов полостного и пристеночного пищеварения. По данным литературы, подобные изменения связаны с реперфузионными повреждениями стенки тонкой кишки свободными радикалами с последующим повышением ее проницаемости и формированием энтероэндотоксемии [13-15].
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В посттравматическом периоде ушиба сердца формируется дисфункция слизистой оболочки тонкой кишки. Прогрессивно нарастающее повышение активности полостной а-амилазы может объясняться повышением парасимпатического тонуса в условиях тупой травмы сердца, а также эффектами секретина и холе-
Рисунок
Коэффициенты адсорбции тонкой кишки в посттравматическом периоде ушиба сердца, Ме [LQ;HQ]
цистокинина тонкой кишки на поджелудочную железу. Повышение щеточнокаемочных и внутриклеточных фракций фермента является вероятным следствием выраженных нарушений центральной и регионарной гемодинамики травмированных животных, в том числе ишемии/ре-
перфузии стенки тонкой кишки, что приводит к разобщению процессов полостного и пристеночного пищеварения и позволяет выдвинуть предположение о повреждении стенки кишки с увеличением ее проницаемости и последующим формированием энтероэндотоксемии.
Литература:
1. Elie, M.-C. Blunt cardiac injury /M.-C. Elie //Maunt. Sinai J. Med.
- 2006. - Vol. 73, N 2. - P. 542-552.
2. Pretre, R. Blunt Trauma to the Heart and Great Vessels /R. Pretre, M. Chilcott //The New England Journal of Medicine. - 1997. - N 27.
- P. 626-632.
RuDusky, B.M. Myocardial contusion culminating in a ruptured pseudoaneurysm of the left ventricle - a case report /B.M. RuDusky //Angiology. - 2003. - Vol. 54. - P. 359-362. Жиго, П.Г. Клинические и электрокардиографические проявления повреждения сердца у больных с закрытой травмой груди /П.Г. Жиго, Е.А. Селезов, Л.С. Поликарпов //Сибирский мед. журн. - 2004. - № 3. - С. 85-88.
Визгалин, А.Н. Патоморфология и некоторые вопросы клиники закрытых повреждений сердца: автореф. дис. ... канд. мед. наук /А.Н. Визгалин. - Пермь, 1976. - 18 с.
Савченко, С.В. Патоморфология и судебно-медицинская оценка эндокарда и миокарда при ушибах сердца: автореф. дис. ... д-ра мед. наук / С.В. Савченко. - Новосибирск, 2002. - 42 с. Корпачева, О.В. Генез системных сдвигов гемодинамики при ушибе сердца /О.В. Корпачева, В.Т. Долгих //Анестезиология и реаниматология. - 2008. - № 6. - С. 75-78. Международные рекомендации по проведению медико-биологических исследований с использованием животных. Основные принципы //Анималогия. - 1993. - № 1. - С. 29. Способ моделирования ушиба сердца у мелких лабораторных животных (полезная модель): пат. 37427 Российская Федерация: МПК7 G 09B9/00 /Долгих В.Т., Корпачева О.В., Ершов А.В.;
3
4
5
6
7.
8
9
№ 3 [сентябрь] 2011
заявитель и патентообладатель Омская государственная медицинская академия. - № 2003133897/20 (036729); заявл. 24.11.03; опубл. 20.04.04, Бюл. № 11.
10. Уголев, А.М. Сопоставление ферментного гидролиза крахмала в кишке in vitro и in vivo /А.М. Уголев //Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. - 1961. - № 8. - С. 8-12.
11. Халафян А.А. STATISTICA 6. Статистический анализ данных /А.А. Халафян. - 3-е изд. - М.: Бином-Пресс, 2008 - 512 с.
12. Маев, И.В. Болезни двенадцатиперстной кишки /И.В. Маев,
A.А. Самсонов. - М.: МЕДпресс-информ, 2005. - 512 с.
13. Парфенов, А.И. Синдром нарушенного пищеварения /А.И. Парфенов //Экспериментальная и клиническая гастроэнтерология.
- 2008. - № 7. - С. 76-81.
14. Храмых, Т.П. Патогенез интоксикации при геморрагической ги-потензии /Т.П. Храмых, В.Т. Долгих //Общая реаниматология.
- 2008. - № 5. - С. 36-39.
15. Храмых, Т.П. Функциональные изменения слизистой оболочки тонкой кишки при геморрагической гипотензии /Т.П. Храмых,
B.Т. Долгих //Политравма. - 2007. - № 3. - С. 55-58.
Сведения об авторах: Information about authors: Вербицкая В.С., очный аспирант кафедры патологической физи- Verbitskaya V.S., intramural postgraduate of chair of pathologic ологии с курсом клинической патофизиологии, Государственное об- physiology with course of clinical pathophysiology, Omsk State Medical разовательное учреждение высшего профессионального образова- Academy, Omsk, Russia. ния «Омская государственная медицинская академия» Министерства здравоохранения и социального развития РФ, г. Омск, Россия. Корпачева О.В., д.м.н., доцент, профессор кафедры патологиче- Korpacheva O.V., PhD, docent, professor of chair of pathologic ской физиологии с курсом клинической патофизиологии, Государствен- physiology with course of clinical pathophysiology, Omsk State Medical ное образовательное учреждение высшего профессионального образо- Academy, Omsk, Russia. вания «Омская государственная медицинская академия» Министерства здравоохранения и социального развития РФ, г. Омск, Россия. Храмых Т.П., д.м.н., заведующий кафедрой топографической Khramykh T.P., PhD, head of chair of topographic anatomy and op-анатомии и оперативной хирургии, Государственное образователь- erative surgery, Omsk State Medical Academy, Omsk, Russia. ное учреждение высшего профессионального образования «Омская государственная медицинская академия» Министерства здравоохранения и социального развития РФ, г. Омск, Россия. Адрес для переписки: Address for correspondence: Корпачева О.В., ул. Маяковского, 44-9, г. Омск-46, 644046, Рос- Korpacheva O.V., Mayakovskogo st., 44-9, Omsk-46, 644046, Rus-сия sia Тел. 8 (3812) 23-03-78 (раб.); 8 (3812) 30-15-97 (дом.); +7-960- Office phone: 8 (3812) 23-03-78; Home phone: 8 (3812) 30-15-97; 998-63-44. Mobile phone: +7-960-998-63-44 E-mail: [email protected] E-mail: [email protected]
т
ПОЛИТРАВМА
