CC BY
26
© В.Р. Арутюнян, 2016
УДК 616.34-007.272-089
морфологическая характеристика толстой кишки в динамике экспериментальной толстокишечной непроходимости в условиях лаважа ее просвета
В.Р. Арутюнян
ГБОУ ВПО «Красноярский государственный медицинский университет им. проф. В.Ф. Войно-Ясенецкого» МЗ РФ, г. Красноярск
MORPHOLOGICAL CHANGEs OF THE COLON wALL IN THE DYNAMICs
of experimental colonic obstruction in terms of its lumen lavage
V.R. Arutyunyan
Krasnoyarsk State Medical University named after prof. V.F. Voino-Yasenetsky, Krasnoyarsk
Арутюнян Вильям рузвелдович — заочный аспирант кафедры и клиники хирургических болезней им. проф. А.М. Дыхно с курсом эндоскопии и эндохирургии ПО ГБОУ ВПО «Красноярский государственный медицинский университет им. проф. В.Ф. Войно-Ясенецкого»
660130, г. Красноярск, ул. Гусарова, д. 62, кв. 11, тел. +7-913-512-73-50, e-mail: [email protected] Arutyunyan V.R. — postgraduate student of the Department and Clinic of Surgical Diseases named after prof. A.M. Dykhno with Endoscopy and Endosurgery Courses of the Krasnoyarsk State Medical University named after prof. V.F. Voino-Yasenetsky 62 Gusarov St., fl. 11, Krasnoyarsk, Russian Federation, 660130, tel. +7-913-512-73-50, e-mail: [email protected]
реферат. Проведен комплексный клинико-лабораторный, патоморфологический и морфометрический анализ результатов влияния интраоперационного лаважа просвета толстой кишки на ее стенку у экспериментальных животных с деком-пенсированной обтурационной толстокишечной непроходимостью.
Ключевые слова: экспериментальная острая толстокишечная непроходимость, лаваж толстой кишки, первичный межкишечный анастомоз толстой кишки.
Abstract. Conducted comprehensive clinical, laboratory, pathologic and morphometric analysis of the impact of intraoperative
lavage of the lumen of the colon in experimental animals with decompensated obstructive colonic obstruction.
Key words: experimental acute obstruction of the colon, lavage of the colon, primary intestinal anastomosis of the colon.
Актуальность
Острая толстокишечная непроходимость (ОТКН) остается одним из наиболее тяжелых осложнений целого ряда заболеваний прямой и ободочной кишки, составляя до 80% всех ургентных состояний с вовлечением толстой кишки [4, 6]. Летальность при этой нозологии в условиях экстренной хирургии достигает 7-50% [1-3]. Высок процент пациентов, которым на первом этапе хирургического лечения накладывается ко-лостома (40-72%) [5-7]. Одномоментные радикальные операции на толстой кишке в условиях ОТКН с восстановлением ее просвета составляют незначительное
количество. Разработка новых технологий, позволяющих избежать наложения колостом при первичных операциях на толстой кишке, в ургентной хирургии является сложной задачей. Важным моментом в проблеме является оценка состояния стенки толстой кишки в условиях развития ОТКН и лаважа ее просвета.
цель исследования — изучить патоморфологиче-ские изменения в стенке толстой кишки и провести их морфометрический анализ в динамике развития экспериментальной толстокишечной непроходимости и в условиях ее внутрипросветного лаважа растворами разной осмотической активности.
Материалы и методы
В эксперименте на кроликах создавалась модель ОТКН. В контрольные сроки после моделирования (24, 48, 72 часа) проводили забор толстой кишки для оценки ее морфологического состояния, определялся микробный пейзаж в ее содержимом. В исследуемых группах животных интраоперационно проводили лаваж толстой кишки стерильными солевыми растворами заданной осмолярности (от 300 до 540 мосм/л). Оценивали реакцию стенки толстой кишки на ее декомпрессию в комбинации с лаважом (непосредственный эффект).
Метод создания ОТКН выполняется следующим способом: животное (кролик) фиксируется на операционном столе. Под местной анестезией Sol. Novo-caini 0,25% - 5 ml на промежность накладывается кисетный шов, отступя от просвета анального канала на расстояние 5 мм, с захватом сфинктера прямой кишки и использованием капроновой нити №4. Капроновая лигатура завязывалась, при этом степень обтурации просвета анального канала контролируется визуально — до плотного соприкосновения стенок анального канала. Дополнительно над ранее наложенным кисетным швом на перианальную область капроновой нитью №4 накладывается дополнительный Z-образный шов с целью герметизации и предупреждения прорезывания первичной кисетной лигатуры. Способ позволяет избежать возможных токсических воздействий на печень от общей анестезии, предупреждает прорезывание основной циркулярной кисетной лигатуры над анальным каналом, ответственной за создание модели низкой обтурационной толстокишечной непроходимости, исключает возможность самостоятельного удаления наложенных швов лабораторным животным. Методика обеспечивает высокую воспроизводимость острой патологии в эксперименте. Животным, запущенным в эксперимент, проводился контроль — обзорная рентгенография брюшной полости. При наличии признаков гастростаза ОТКН считалась декомпенсированной. Обзорная рентгенография проводилась через 24, 48 и 72 часа с момента моделирования ОТКН.
У всех животных с моделью ОТКН в установленные сроки проводился забор материала — толстая кишка, для морфологического исследования с окраской гематоксилин-эозином и окраской по Крейбергу на слизь. Для детализации морфологических данных у контрольных животных и во всех сериях эксперимента изучалась морфометрическая характеристика тол-
стой кишки в динамике эксперимента. Оценивались такие параметры, как толщина слизистой оболочки, толщина всех слоев стенки кишки и соотношение ее с толщиной слизистой оболочки, степень отека слизистой оболочки в баллах и численная плотность инфильтрации слизистой оболочки.
Дополнительно содержимое толстой кишки брали для бактериологического исследования. У кроликов исследуемых групп, после ликвидации ОТКН, просвет толстой кишки промывали стерильными полиионными растворами с фиксированной осмолярностью в объеме 250 мл на 1 кг массы. В исходных и заключительных (после промывания) порциях кишечного содержимого определялось количество и качество микрофлоры. Для бактериологического исследования содержимое толстой кишки брали: 1 — у здоровых животных в стерильную емкость (до моделирования ОТКН) из прямой кишки (трансанально); 2 — после моделирования ОТКН через 24 и 48 часов (при декомпрессии толстой кишки — из первой порции толстокишечного содержимого); 3 — после моделирования и устранения непроходимости (при проведении санации просвета толстой кишки растворами разной осмотической активности из расчета 250,0 мл раствора на 1 кг массы животного в течение 30 минут до прозрачных промывных вод — из последней порции отработанного раствора). Материал в бактериологическую лабораторию доставлялся в течение двух часов. В бактериологической лаборатории с культур, выросших на средах, делались мазки со всех колоний и окрашивались по Грамму, затем исследовались в световом микроскопе.
Статистическая обработка данных проводилась с указанием числа наблюдений с расчетом средних величин (М), определением среднеквадратического отклонения (Ь), средней ошибки Вычислялся критерий Стьюдента (Ц. При проведении межгруппового сравнительного анализа использовалась методика Фишера.
Анализ полученных результатов
При гистологическом исследовании стенки толстой кишки после моделирования 24 часовой ОТКН в собственной пластинке слизистой оболочки отмечали: слабо выраженный отек, умеренную и равномерную воспалительную клеточную инфильтрацию нейтрофилами, с примесью плазматических клеток и лимфоцитов при окраске гематоксилин-эозином, а при окраске по Крейбергу на слизь — выявлялось
резко положительное окрашивание апикальных концов эпителиоцитов. При этом со стороны поверхностных отделов эпителиального покрова положительно окрашивались лишь единичные клетки. Сосуды слизистой оболочки кишки были полнокровными, с явлениями краевого стояния сегментоядерных лейкоцитов. Сосуды микроциркуляторного русла под-слизистого, мышечного и серозного слоев были с умеренным кровенаполнением, явлениями стаза эритроцитов. Подслизистая оболочка была умеренно отечная, слабо и равномерно инфильтрирована сегментоядерными лейкоцитами и плазматическими клетками (рис. 1). В мышечной оболочке кишки мио-циты были расположены достаточно компактно, с типичным формированием двух слоев — поперечного и продольного. В серозной оболочке отмечали признаки умеренно выраженного отека.
Через 48 часов с момента моделирования ОТКН, в слизистой оболочке отмечали выраженный отек внеклеточного матрикса наряду с выраженной диффузной инфильтрацией сегментоядерными лейкоцитами, лимфоцитами и плазматическими клетками. При окраске на слизь отмечалось неравномерное окрашивание эпителиоцитов крипт и слабое окрашивание эпителиоцитов поверхностного эпителия. Подслизи-стая оболочка была с выраженным воспалительным отеком, слабо и неравномерно инфильтрирована сегментоядерными лейкоцитами и плазматическими
рис. 1. Кролик, толстая кишка после моделирования 24-часовой ОТКН
1 — умерено выраженный отек с выраженной воспалительной клеточной инфильтрацией в слизистой оболочке; 2 — умеренное кровенаполнение вен. Окраска Г-Э. У. x 200
клетками. Кровеносные сосуды всех оболочек кишки были с признаками умеренного кровенаполнения. Определялся выраженный отек серозной оболочки (рис. 2).
Через 72 часа после моделирования ОТКН в слизистой оболочке отмечался выраженный отек внеклеточного матрикса, наряду со значительно выраженной диффузной инфильтрацией сегментоядерными лейкоцитами, лимфоцитами и плазматическими клетками, с формированием микроабсцессов (рис. 3). При окраске на слизь отмечается неравномерное и малочисленное окрашивание эпителиоцитов крипт в поверхностных слоях эпителиальной выстилки. Подслизистая оболочка была с признаками выраженного воспалительного отека, со слабо выраженной диффузной инфильтрацией сегментоядерными лейкоцитами и плазматическими клетками. Миоциты располагались достаточно компактно, с четкими границами между поперечным и продольным слоями, однако определялся выраженный отек внеклеточного матрикса мышечной оболочки. Кровеносные сосуды всех оболочек были с морфологической картиной выраженного полнокровия, с явлениями стаза эритроцитов и тромбоза отдельных сосудов микроциркуляторного русла. В серозной оболочке наблюдалась картина выраженного отека.
Динамика морфометрических параметров толстой кишки отражена в таблице 1.
Изменения морфометрических показателей в динамике эксперимента (табл. 1) указывают на значительное увеличение степени выраженности воспалительного отека слизистой оболочки толстой кишки, увеличение численной плотности воспалительного клеточного инфильтрата, и, как следствие — увеличение общей толщины стенки толстой кишки. Показатели таблицы 1, также статистически достоверно отражают прогрессирующее нарастание воспалительной клеточной реакции в стенке толстой кишки в зависимости от увеличения длительности ОТКН.
При сроках эксперимента 48 и 72 часа после создания обтурационной толстокишечной непроходимости, общее значение плотности воспалительного клеточного инфильтрата в слизистой оболочке достоверно возрастало в несколько раз: от 40±13,2 (в контроле) до 1021,0±197,2 и 1126,1±209,6 (соответственно 48 и 72 часовой ОТКН: P<0,01; P<0,01).
Толщина слизистой оболочки толстой кишки имела тенденцию к уменьшению (на фоне механического растяжения просвета) кишки, тогда как общая толщина стенки кишки увеличивались в динамике экспе-
рис. 2. Кролик, толстая кишка через 48 часа после моделирование ОТКН
1 — диффузная лейкоцитарная инфильтрация собственной пластинки слизистой оболочки и подслизистого слоя; 2 — полнокровие и стаз эритроцитов сосудов подслизистой оболочки; 3 — эрозии слизистой оболочки. Окраска Г-Э. У. x 200
рис. 3. Кролик, толстая кишка через 72 часа после моделирование ОТКН
1 — выраженный отек, лейкоцитарная инфильтрация во всех слоях стенки кишки (флегмона кишки); 2 — стаз эритроцитов в сосудах микроциркуляторного русла; 3 — формирование микроабсцессов. Окраска Г-Э. У. x 200
римента за счет увеличения толщины подслизистого и мышечного слоев. При этом в слизистой оболочке нарастали явления воспалительной клеточной инфильтрации с выраженным воспалительным отеком, при абсолютных значениях — от 299,6±52,9 (в контрольной группе) до 212,6±42,1 (при ОТКН 24 часа);
до 234,4±74,8 (ОТКН 48 часов) и до 176,6±34,7 (ОТКН 72 часа) с достоверной разницей ^<0,01; P<0,01; P<0,01), по сравнению со значениями в контрольной группе. При длительности непроходимости 72 часа в слизистой оболочке кишки, в зонах некроза формировались микроабсцессы.
Таблица 1. Морфометрическая характеристика толстой кишки в динамике экспериментальной ОТКН (n=19)
Показатель Контрольная группа (норма) n=5 Исследуемая группа n=14
ОТКН 24 часа (n=5) ОТКН 48 часов (n=5) ОТКН 72 часа (n=4)
Толщина стенки толстой кишки (мкм) 440,7±81,2 832,0±158,6 P<0,01 904,9±81,0 P<0,01 995,2±181,9 P<0,01
Толщина слизистой оболочки (мкм) 299,6±52,9 212,6±42,1 P<0,05 234,4±74,8 176,6±34,7 P<0,01
Численная плотность инфильтрата слизистой оболочки толстой кишки (в 1мм2) 40,1±13,2 935,7±73,1 P<0,01 1021,0±197,2 P<0,01 1126,1±209,6 P<0,01
Степень отека слизистой оболочки (в баллах) 0,2±0,02 3,0±0,0 P<0,01 2,90±0,32 P<0,01 3,0±0,0 P<0,01
Толщина стенки/ Толщина слизистой 1,5±0,3 4,0±0,6 P<0,01 4,2±1,3 P<0,01 4,0±0,6 P<0,01
Примечание: *Р—сравнение с контролем
Степень выраженности отека слизистой оболочки имела тенденцию к увеличению, и значительно превышала исходные значения (по сравнению с контрольной группой) — от 0,2±0,02 до 3,0±0,0 (баллов).
Таким образом, анализ морфологических и мор-фометрических параметров у экспериментальных животных при ОТКН 24 часа позволяет заключиться в пользу того, что данный срок эксперимента является той фазой (стадией) заболевания, при которой патологические изменения в стенке толстой кишки были еще обратимыми, не выходящими за рамки компенсаторных возможностей органа.
В период ОТКН длительностью 48 часов, с подтвержденным рентгенологически явлениями гастро-стаза и формированием в слизистой оболочке эрозий и зон деструкции, у животных наступала стадия декомпенсации, которая при сроке ОТКН 72 часа становилась необратимой. Смертность экспериментальных животных при сроке ОТКН в 72 часа составила 67,0±13,6%.
Значения показателей бактериологического исследования толстокишечного содержимого в промывном растворе (исходно стерильными полиионными растворами c заданной осмолярностью) в динамике ОТКН c ее длительностью 24 и 48 часов, и при лаваже толстой кишки у кроликов, представлены в таблице 2.
Как следует из данных таблицы, моделирование ОТКН приводило уже через 24 часа к увеличению микробных тел во всех группах микрофлоры на 1-4 по-
рядка. Интраоперационный лаваж существенно снижал массу микрофлоры — на 2-6 порядков. При этом, санационный эффект повышался по мере увеличения осмотической активности раствора.
Для определения достоверности изменений микробного числа при лаваже растворами разной осмотической активности его соответствующие значения переводили в десятичные логарифмы. Результаты математической обработки представлены в таблице 3.
При увеличении сроков ОТКН до 48 часов бактериальная масса в просвете кишки продолжала увеличиваться и достигала максимальных значений (10-12 порядков). Лаваж растворами позволял уменьшить количественные показатели до значений 3-4 порядков, и достичь уровня ниже критических значений — 5 порядков. Наиболее эффективными при этом были растворы с осмолярностью 360-540 мосм/л.
При переводе значений микробного числа в десятичный логарифм получены следующие его значения (табл. 5).
При анализе полученных результатов можно отметить значительный количественный рост кишечной микрофлоры на фоне прогрессирующей экспериментальной толстокишечной непроходимости. Наиболее значительным был прирост в группе Enterococcus spp.: так общее число микроорганизмов этой группы увеличилось в 2 раза. Прирост E. Coli составил до 25%, а МАФАнМ — только до 10%.
При лаваже просвета толстой кишки гиперосмо-лярными растворами, отмечается статистически до-
Таблица 2. Уровень бактериологических показателей у экспериментальных животных с 24-часовой ОТКН
Показатель Норма Контроль ОТКН 24 часа Лаваж 300 мосм/л Лаваж 360 мосм/л Лаваж 450 мосм/л Лаваж 540 мосм/л
МАФАнМ (1,73±1,65) ■ 109 (5,26±2,33) ■ 1010 (2,25±0,79) ■ 107 (3,16±1,81) ■ 103 (3,44±1,04) ■ 103 (2,08±0,72) ■ 104
E. coli (2,21±2,11) ■ 106 (7,15±6,22) ■ 108 (8,60±0,74) ■ 106 (6,80±2,79) -106 (2,56±1,25) ■ 103 (6,05±0,79) ■ 102
Enterococcus spp. (3,9±2,57) ■ 104 (1,12±1,59) ■ 108 (2,78±1,19) ■ 106 (5,86±1,54) ■ 104 (5,39±0,92) ■ 103 (5,80±0,83) ■ 103
Таблица 3. Уровень бактериологических показателей (Ьд МЧ) в заключительных пробах промывных вод у экспериментальных животных с 48-часовой ОТКН
Показатель Норма (здоровые жив.) Контроль (ОТКН длительн. 24 часа -до лаважа) Лаваж 300 мосм/л (послед. порция р-ра) Лаваж 360 мосм/л (послед. порция р-ра) Лаваж 450 мосм/л (послед. порция р-ра) Лаваж 540 мосм/л (послед. порция р-ра)
МАФАнМ 1,6±1,6 10,7±0,13 7,3±0,1 P<0,01 3,5±0,22 P<0,01 3,6±0,10 P<0,01 4,3±0,1 P<0,01
E. coli 1,72±1,7 8,42±0,46 6,9±0,03 P<0,01 6,82±0,12 P<0,01 p*<0,01 3,5±0,08 P<0,01 2,7±0,03 P<0,01
Enterococcus spp. 2,3±1,6 7,7±0,4 6,4±0,1 P<0,01 4,8±0,1 P<0,01 3,7±0,1 P<0,01 3,8±0,0 P<0,01
примечание: р — сравнение с контролем; p* — сравнение с предыдущим результатом
стоверное снижение (Р<0,01) общего числа микробных тел внутрикишечной микрофлоры, и чем выше осмолярность промывного раствора — данное снижение более значимо. Если при использовании изо-осмолярного раствора 300 мосм/л наблюдается минимальный эффект очистки просвета толстой кишки, сопровождающийся снижением уровня внутрики-шечной микрофлоры до нормальных значений, то с ростом осмолярности промывного раствора эффект лаважа толстой кишки возрастает.
Таким образом, в процессе увеличения сроков острой обтурации просвета толстой кишки происходит развитие воспалительного процесса в ее стенке с трансформацией его в деструктивный процесс с параллельным увеличением бактериальной массы в ее просвете и формированием условий для транслокации кишечной микрофлоры в кровеносное и лимфатическое русло. Лаваж толстой кишки является патогенетически обоснованной хирургической тактикой, направленной на вторичную (послеоперационную) профилактику бактериемии и генерализации инфекции из сохраненных отделов толстой кишки в раннем послеоперационном периоде.
Выводы
1. Моделирование декомпенсированной ОТКН сопровождается значительным возрастанием массы микрофлоры (кое/г.) в толстой кишке на фоне воспалительных и деструктивных процессов в ее стенке.
2. Интраоперационный лаваж толстой кишки приводит к достоверному снижению бактериального присутствия (МАФАнМ — 12,1±0,64 до 4,5±0,13, E. Coli — 10,6±0,5 до 3,71 ±0,1, а также Enterococcus spp. — 11,3±0,4 до 3,8±0,1) в просвете кишки, и создает условия для снижения активности воспалительного процесса в ее стенке.
3. Осмолярность промывного раствора является существенным фактором, влияющим на степень снижения уровня микрофлоры при проведении лаважа толстой кишки. При увеличении осмолярности раствора прогрессивно снижается масса микрофлоры, однако степень снижения воспалительного процесса в стенке кишки не имеет линейной зависимости от осмотической активности промывного раствора.
4. Морфологическая характеристика и морфоме-трический анализ острой толстокишечной непро-
Таблица 4. Уровень бактериологических показателей в заключительных пробах промывных вод у экспериментальных животных с 48-часовой ОТКН
Показатель Норма Контроль ОТКН 48 часов Санация 300 мосм/л Санация 360 мосм/л Санация 450 мосм/л Санация 540 мосм/л
МАФАнМ (1,73±1,65) ■ 109 (3,87±3,67) ■ 1012 (4,36±1,93) ■ 1010 (5,31±2,2) -108 (4,54±1,89) ■ 106 (3,62±1,25) ■ 104
E. coli (2,21±2,11) ■ 106 (8,45±7,59) ■ 1010 (9,41±1,79) ■ 109 (8,24±1,91) ■ 108 (3,71±1,58) ■ 105 (5,32±1,63) ■ 103
Enterococcus spp. (3,9±2,57) ■ 104 (2,61±2,15) ■ 1011 (4,62±2,34) ■ 108 (7,26±2,89) ■ 106 (6,64±1,31) ■ 104 (7,15±1,43) ■ 103
Таблица 5. Уровень бактериологических показателей (Ьд МЧ) в заключительных пробах промывных вод у экспериментальных животных с 48-часовой ОТКН
Показатель Норма (здоровые жив.) Контроль (ОТКН длительн. 48 часов -до лаважа) Санация 300 мосм/л (послед. порция р-ра) Санация 360 мосм/л (послед. порция р-ра) Санация 450 мосм/л (послед. порция р-ра) Санация 540 мосм/л (послед. порция р-ра)
МАФАнМ 1,6±1,6 12,1±0,64 10,5±0,2 P<0,01 8,7±0,14 P<0,01 6,7±0,16 P<0,01 4,5±0,13 P<0,01
E. coli 1,72±1,7 10,6±0,5 10,0±0,2 P<0,01 8,9±0,08 P<0,05 5,6±0,14 P<0,01 3,71±0,1 P<0,01
Enterococcus spp. 2,3±1,6 11,3±0,4 8,6±0,2 P<0,01 6,9±0,1 P<0,01 4,8±0,1 P<0,01 3,8±0,1 P<0,01
примечание: р — сравнение с контролем; p* — сравнение с предыдущим результатом
ходимости, с длительностью эксперимента 24 часа, позволяет считать ее той стадией заболевания, при которой в стенке толстой кишки наблюдаются еще обратимые морфологические изменения, не выходящие за рамки компенсаторных возможностей органа.
5. Патоморфоз ОТКН длительностью 48 часов характеризуется формированием в слизистой оболочке толстой кишки эрозий и флегмонозного воспаления во всех ее слоях, с наступлением у животных стадия декомпенсации, а при сроке ОТКН 72 часа, становится необратимой и приводит к летальному исходу.
Литература
1. Алиев С.А. Хирургическая тактика при обтурацион-ной опухолевой непроходимости ободочной кишки у больных с повышенным операционным риском / С. А. Алиев, А. А. Ашраф // Вестн. хирургии им. И.И. Грекова. — 1997. — №1. — С. 46-49.
2. Александров Н.А. Неотложная хирургия при раке толстой кишки / Н.А. Александров, М.И. Лыткин, В.П. Петров. — Минск: Беларусь, 1980. — 170 с.
3. ВаженинА.В. Результаты лечениябольныхсопухоле-вой толстокишечной непроходимостью / А.В. Важе-нин, Д.О. Маханьков, С.Ю. Сидельников// Хирургия. — 2007. — №4. — С. 49-53.
4. Ермолов А.С. и др. Выбор метода хирургического лечения обтурацион-ной кишечной непроходимости при опухолях ободочной кишки // Хирургия. — 2004. — №2. — С. 4-7.
5. Штрапов А.А. Энтеральная дезинтоксикация у больных с перитонитом и кишечной непроходимостью / А.А. Штрапов, Н.В. Рухляда // Вестн. хирургии им. И.И. Грекова. — 1986. — №5. — С. 32-34.
6. Федоров В.Д. Клиническая оперативная колопрок-тология: Руководство для врачей / В.Д. Федоров, Г.И. Воробьев, В.Л. Ривкин. — М.: ГНЦ проктологии, 1994. — 432 с.
7. Boyle N.H. Intraoperative assessment of colonic perfusion using scanning laser flowmetry during colonic resection / N.H. Boyle, D. Manifold, M.H. Jordan // J. Am. Coll. Surg. — 2000. — Vol. 191, №5. — P. 504-510.
