CC BY
26
УДК 616.833.58-001-085.851.8-092.9:615.832
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОБОСНОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ЛОКАЛЬНОЙ ГИПОТЕРМИИ ДЛЯ ЛЕЧЕНИЯ КОМПРЕССИОННЫХ ПОВРЕЖДЕНИЙ НЕРВНО-МЫШЕЧНЫХ СТРУКТУР
Ключко1 С.В. Привалова2 И.Л., Липатов2 В.А.
:ФГБОУ ВО «Северо-Западный государственный медицинский университет им. И.И.Мечникова» Минздрава России, г. Санкт-Петербург, Российская Федерация
2ФГБОУ ВО «Курский государственный медицинский университет» Минздрава России, г. Курск, Российская Федерация
Аннотация: В работе исследовали влияние локальной гипотермии на состояние нервно-мышечного аппарата тазовой конечности крысы после моделирования компрессионного повреждения седалищного нерва и окружающих тканей. По данным гистологического исследования, при локальном гипотермическом воздействии с помощью прибора «Холод-01» (t= -8°С, 2 мин) с 1 по 25 день после нанесения повреждающего воздействия наблюдалось выраженное снижение количества нейтрофилов и лейкоцитов в инфильтрате, с умеренным снижением числа фиброцитов. Терапевтическое воздействие гипотермическим пакетом (t= +5°С, 5 мин) приводило к восстановлению толщины периневрия на 73,81% (р < 0,05), что в совокупности с незначительно выраженной инфильтрацией, позволяет сделать вывод об эффективной регенерации периферического нерва при использовании щадящей гипотермии по сравнению с использованием более низких температур.
Ключевые слова: седалищный нерв, компрессионное повреждение, нервно-мышечный аппарат, тазовая конечность крысы, локальная гипотермия
Повреждения периферических нервов - часто встречающаяся клиническая проблема, приводящая к долгосрочным двигательным дефицитам. Несмотря на совершенствующуюся технику оперативных вмешательств и программ реабилитации, восстановление после травматического повреждения периферических нервов представляет собой длительный и сложный процесс [1, 2, 3]. Одним из наиболее активно развивающихся направлений в настоящее время является терапевтическая гипотермия. Терапевтический эффект гипотермии при повреждении нервной системы обусловлен снижением скорости метаболизма, уменьшением повреждения митохондрий, приводящее к развитию эксайтотоксичности и нарушению работы ионных каналов. В подо-
струю фазу гипотермия снижает реперфузион-ное повреждение пораженных структур с уменьшением выработки реактивных форм кислорода и активации апоптоза нейронов, а также снижает проницаемость сосудов, ограничивая воспаление, уменьшает интенсивность пролифератив-ных процессов, тем самым снижая избыточное образование рубцовой ткани и способствуя репарации нервов, [4, 5, 6]. Известно успешное использование гипотермии при внутричерепной гипертензии, травмах головного мозга, инсультах, субарахноидальных и внутримозговых кровоизлияниях, поражениях спинного мозга, [6,7].
Цель исследования - изучить влияние локальной гипотермии на состояние нервно-мышечного аппарата тазовой конечности крысы
после моделирования компрессионного повреждения седалищного нерва и окружающих тканей.
Материал и методы исследования. В эксперименте использовались 40 крыс-самцов с массой тела 200-250 г., Все этапы работы выполнялись с соблюдением этико-правовых норм обращения с животными [8]. Крысы были распределены на 4 группы. Группа «Контроль» оставалась интактной, группа «Модель» подвергалась травме нерва без последующего лечения. В группе «Холод» лечение проводилось прибором для локальной гипотермии «Холод-01» (ОАО «Елатомский приборный завод» № ФСР 2011/12636). В группе «Снежок» проводилось терапевтическое воздействие гипотермическим пакетом «Снежок». Наркоз обеспечивался внутримышечной инъекцией золетила с премедика-цией ксилазином. Травма седалищного нерва наносилась в соответствии с разработанным нами способом моделирования сочетанной травмы периферического нерва и мышц [9] и дополнительным использованием устройства с регулируемым давлением [10].
В группе «Холод» лечение применялось через 1 час после травмы и далее на 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 10, 14, 17, 25 день после нанесения повреждения. Прибор накладывался на конечность в проекции хода нерва. Температура воздействия: -8°С, экспозиция: 2 минуты. В серии «Снежок» проводилось терапевтическое воздействие гипотермиче-ским пакетом «Снежок» с минимальной температурой +5°С, экспозицией 5 минут в те же сроки, что и в группе «Холод». На 30-е сутки животные из каждой серии выводились из эксперимента с последующим забором материала на гистологическое исследование. Все полученные данные подвергались статистической обработке с определением равномерности распределения выборочной совокупности по критерию Колмогорова, достоверность различий двух совокупностей оценивалась с помощью критерия Манна-Уитни.
Результаты. В гистологическом исследовании измеряли толщину периневрия и проводили оценку степени его инфильтрации. Сравнивали данные оперированной и интактной конечностей крыс во всех сериях. Значения толщины пери-невральной оболочки представлены в таблице 1.
Таблица 1
Значения толщины периневрия конечностей
Серия Интактная конечность, мкм Оперированная конечность, мкм
Модель 15,94±0,40 7,17±0,26*
«Холод» 14,33±0,98 10,62±0,54*
«Снежок» 15,85±1,38 11,71±1,33*
Примечание: Статистическая значимость различий: * - р<0,05.
в серии «Холод» была наименьшей - 48,28% от показателей интактной конечности. Данные по оценке состава инфильтрата и степени инфильтрации периневрия представлены на рисунке 1.
f,
-г 0\
VP 0\ г i
1—1 TJ г 1 С 1 п Ч со с » Vi Г 1
щ £ V, О' ° <■; 0 — 1 Нг со о' ° Г' А» SJ fr' ^ • ff,
(—шш ~ 1 ИЬ^ |—Я^1 ( f 1
Контроль Модель «Холод» «Снежок»
Рисунок 1. Средние значения количества клеток инфильтрата периневрия в 5 полях зрения
Из таблицы видно, что наибольшее соответствие толщины периневрия неоперированной и оперированной конечностей наблюдается в серии «Снежок» -73,81%. Степень восстановления
В серии «Модель» произошло значительное увеличение количества клеток, инфильтрирующих периневрий по сравнению с серией «Контроль» (лимфоциты на 82% (р<0,05), нейтро-филы на 97% (р<0,05), моноциты на 70% (р<0,05), фибробласты на 61% (р<0,05), фиброциты в 4 раза). В серии «Холод» инфильтратив-ные изменения менее велики (в сравнении с серией «Контроль» увеличение количества фиб-робластов на 17% (р<0,05), и фиброцитов в 2 раза). В то же время количество лимфоцитов и нейтрофилов по сравнению с группой контроль уменьшилось на 20% (р<0,05) и 11% (р<0,05) соответственно. В серии «Снежок» по сравнению с серией «Контроль» произошло снижение количества лимфоцитов, нейтрофилов, фибробластов на 15%, 14% и 20% соответственно (р<0,05).
Заключение. По данным гистологического исследования при использовании локальной гипотермии в серии «Холод» наблюдается выраженное снижение количества нейтрофилов и лейкоцитов в инфильтрате, с умеренным снижением числа фиброцитов. В серии «Снежок» толщина периневрия восстановилась на 73,81%, что в совокупности с незначительно выраженной инфильтрацией (снижение количества лимфоцитов на 15%, нейтрофилов на 14% и фибробластов на 20% по сравнению с серией «Контроль») говорит об эффективной регенерации периферического нерва при использовании щадящей гипотермии по сравнению с использованием более низких температур. Резюмируя результаты проведенных исследований, можно утверждать, что применение локальной гипотермии в месте сочетан-ной травмы нерва и мышц оказывает нейропро-тективное действие как на ранних, так и на поздних этапах восстановительного периода. Эффективность гипотермии зависит от режима воздействия, в котором важную роль играет его длительность.
ЛИТЕРАТУРА
1. Золотов А.С., Пак О.И. К вопросу об истории хирургических операций при ранениях периферических нервов// Травматология и ортопедия России. 2013. № 3 (69). С. 162-166.
2. Диагностика и выбор тактики лечения при повреждениях периферических нервов / Миронов С.П., Крупаткин А.И., Голубев В.Г., Панов Д.Е.// Вестник травматологии и ортопедии им. Н.Н. Приорова. 2005. № 2. С. 33-39.
3. Кравчик М.Г., Каримова Г.М. Микроинвазив-ное восстановление сенсомоторной функции центральной нервной системы и периферических нервов// Medicus. 2016. № 2 (8). С. 51-58.
4. Dine C. J., Abella B. S. Therapeutic hypothermia for neuroprotection //Emergency medicine clinics of North America. 2009; 27(1):137-149.
5. Sadaka F., Veremakis C. Therapeutic hypothermia for the management of intracranial hypertension in severe traumatic brain injury: a systematic review //Brain injury. 2012; 26(7-8):899-908.
6. Karnatovskaia L. V., Wartenberg K. E., Freeman W. D. Therapeutic hypothermia for neuroprotection history, mechanisms, risks, and clinical applications //The Neurohospitalist.2014;4 (3):153-163.
7. Нейропротективные свойства гипотермии/ Шевелев О.А., Бутров А.В., Билибин Д.П., Ходорович Н.А., Каленова И.Е., Шаринова И.А.// Современные проблемы науки и образования. 2012. № 3. С. 70.
8. Этико-правовые аспекты экспериментальной практики /Ткаченко П.В, Липатов В.А., Привалова И.Л., Северинов Д.А, Хмаро Н.И. // Электронный научный журнал «INNOVA». 2016. №1 (2). С. 29-35.
9. Липатов В.А. и соавт. Способ моделирования периферического нерва и мышц. Патент РФ №348985,2007.
10.Comparative electrophysiological, functional, and histological studies of nerve lesions in rats/Wolthers M1, Moldovan M, Binderup T, Schmalbruch H, Krarup C.// Microsurgery. 2005; 25(6):508-19.
EXPERIMENTAL DATA ON THE EFFECTIVENESS OF LOCAL HYPOTHERMIA FOR THE COMPRESSION DAMAGE TREATMENT OF NEUROMUSCULAR APPARATUS
Kluchko1 S. V, Privalova21.L, Lipatov2 V.A
'I.IMechnikov Southwest State Medical University St. Petersburg, Russian Federation 2Kursk State Medical University, Russian Federation
Annotation.In our paper we researched influence of local hypothermia on neuromuscular apparatus of mouse's hind limb after modeling of sciatic nerve compression damage. In according to histological researching, local hypothermic influence with the device «Kholod-01» (t=-8o C, 2 min) from the first to the twenty fifth day after noci-influence, there has been observed accentuated decrease of neutrophils and leucocytes in infiltrate and decrease fibrocytes. Therapeutic effect of instant cold pack (t= +5o C, 5 min) caused the recovery of perineurium thickness 73.81 % (p<0.05).
Key words: sciatic nerve, compression damage, neuromuscular apparatus, hind limb of mouse, local hypothermia.
REFERENCES
1. Zolotov A.S., Pak O.I. K voprosu ob istorii hi-rurgicheskih operacij pri ranenijah perifericheskih nervov// Travmatologija i ortopedija Rossii. 2013. № 3 (69). S. 162-166.
2. Diagnostika i vybor taktiki lechenija pri pov-rezhdenijah perifericheskih nervov / Mironov S.P., Krupatkin A.I., Golubev V.G., Panov D.E.// Vestnik travmatologii i ortopedii im. N.N. Priorova. 2005. № 2. S. 33-39.
3. Kravchik M.G., Karimova G.M. Mikroinvazi-vnoe vosstanovlenie sensomotornoj funkcii cen-tral'noj nervnoj sistemy i perifericheskih nervov// Medicus. 2016. № 2 (8). S. 51-58.
4. Dine C. J., Abella B. S. Therapeutic hypothermia for neuroprotection //Emergency medicine clinics of North America. 2009; 27(1):137-149.
5. Sadaka F., Veremakis C. Therapeutic hypothermia for the management of intracranial hypertension in severe traumatic brain injury: a systematic review //Brain injury. 2012; 26(7-8):899-908.
6. Karnatovskaia L. V., Wartenberg K. E., Freeman W. D. Therapeutic hypothermia for neuroprotection history, mechanisms, risks, and clinical applications //The Neurohospitalist.2014;4 (3): 153163.
7. Nejroprotektivnye svojstva gipotermii/ Shevelev O.A., Butrov A.V., Bilibin D.P., Hodo-rovich N.A., Kalenova I.E., Sharinova I.A.// Sov-remennye problemy nauki i obrazovanija. 2012. № 3. S. 70.
8. Jetiko-pravovye aspekty jeksperimental'noj praktiki /Tkachenko P.V, Lipatov V.A., Privalova I.L., Severinov D.A, Hmaro N.I. // Jelektronnyj nauchnyj zhurnal «INNOVA». 2016. №1 (2). S. 2935.
9. Lipatov VA e.a. Sposob modelirovanija travmy perifericheskogo nerva i myshc [Method simulation of peripheral nerve injury and muscle]. Patent RF,no. 348985, 2007.
10.Comparative electrophysiological, functional, and histological studies of nerve lesions in rats/Wol-thers M1, Moldovan M, Binderup T, Schmalbruch H, Krarup C.// Microsurgery. 2005; 25(6):508-19.
