CC BY
10УДК 616.9 -092.9:616-091.8 DOI: 10.29039/2224-6444-2023-13-2-46-56
ОСОБЕННОСТИ РАЗВИТИЯ СИНДРОМА ПОЛИОРГАННОЙ НЕДОСТАТОЧНОСТИ ПРИ ГЕНЕРАЛИЗОВАННОЙ АССОЦИИРОВАННОЙ ИНФЕКЦИИ (ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ)
Сахаров С. П.1, Молокова О. А.2, Фролова О. И.3, Молокова А. С.4
'Кафедра мобилизационной подготовки здравоохранения и медицины катастроф, 2кафедра патологической анатомии и судебной медицины, 3кафедра респираторной медицины с курсом рентгенологии, 4студентка 4 курса лечебного факультета ФГБОУ ВО «Тюменский государственный медицинский университет» Минздрава России, 625023, ул. Одесская, 54, Тю-мень, Россия
Для корреспонденции: Сахаров С. П., кандидат медицинских наук, доцент, заведующий кафедрой мобилизационной подготовки здравоохранения и медицины катастроф ФГБОУ ВО «Тюменский ГМУ» Минздрава России, e-mail: sacharov09@mail.ru
For correspondence: Sacharov Sergey P., PhD, associate professor, head of the department of mobilization preparation of health care and disaster medicine of the Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education «Tyumen State Medical University». e-mail: sacharov09@mail.ru
Information about authors:
Сахаров С. П., https://orcid.org/0000-0003-1737-3906 Молокова О. А., https://orcid.org/ 0000-0002-3736-3089 Фролова О. И., https://orcid.org/0000-0002-5453-0969
РЕЗЮМЕ
Особенностью ассоциированной инфекции, вызванной патогенной микрофлорой в культивируемом или некультивируемом состоянии, является генерализация заболевания и вовлечение в патологический процесс жизненно важных органов. Представляется интересным выявить морфологические особенности поражения легких, почек, печени и оценить влияние синдрома системного воспалительного ответа на прогноз течения заболевания и развития полиорганной недостаточности. Целью исследования было изучить патоморфологические изменения, развивающиеся в легких, печени и почках экспериментальных животных, инфицированных ассоциацией P. aeruginosa и S. aureus в культивируемом и некультивируемом состоянии. В эксперименте использованы 58 кроликов мужского пола, породы «Шиншил-ла», разделенных на III группы: I группа - 26 животных заражены культивируемыми формами бактерий; II группа - 26 животных заражены некультивируемыми формами бактерий. В III группу вошли 6 здоровых интактных животных. Заражение производили взвесью культивируемых и некультивируемых форм бактерий Pseudomonas aeruginosa и Staphylococcus aureus, выделенных от пациентов, находящихся на лечении в ожоговом отделении ГБУЗ ТО «ОКБ № 1» г Тюмень. С целью развития бактериальной инфекции готовили разведения взвеси бактерий 105 - 106 микробных клеток в 1 мл на физиологическом растворе хлорида натрия и вводили подкожно животному в правое или левое бедро. Проведено гистологическое, иммуногистохимическое и морфометрическое исследование легких, печени и почек на оцифрованных гистосканером «MIRAX MIDI» (Carl Zeiss, Германия) изображениях стеклопрепаратов, морфометрию выполняли с помощью программного обеспечения с использованием микроскопа Axio Scope A1 (Carl Zeiss, Германия). Статистическая обработка выполнена с использованием программного обеспечения IBM SPSS Statistics 24. В патогенезе экспериментального инфекционного процесса большая роль принадлежит комплексу патофизиологических изменений, способствующему взаимной поддержке недостаточности различных органов, который приобретает характер порочного круга и сопровождается потерей организмом способности самостоятельно поддерживать гомеостаз с развитием синдрома полиорганной недостаточности. Смерть животных IA, B и IIB подгрупп обусловлена ранним синдромом полиорганной недостаточности (СПОН). Возможной при-чиной ранней гибели животных IIA экспериментальной группы является развитие токсического (бактериального) шока.
Ключевые слова: ассоциированная инфекция, диффузное альвеолярное поврежде-ние легких, печеночно-клеточная недостаточность, синдром полиорганной недостаточности.
FEATURES OF THE DEVELOPMENT OF MULTIPLE ORGAN FAILURE SYNDROME IN GENERALIZED ASSOCIATED INFECTION (EXPERIMENTAL STUDY)
Sakharov S. P., Molokova O. A., Frolova O. I., Molokova A. S.
Tyumen State Medical University, Tyumen, Russia
SUMMARY
The generalization of the disease and the involvement of vital organs in the pathological process is a feature of the associated infection caused by pathogenic microflora in a cultivated or uncultivated state. It is interesting to identify the morphological features of lung, kidney, and liver damage and to assess the effect of systemic inflammatory response syndrome on the prognosis of the course of the disease and the development of multiple organ failure. Purpose: to study pathomorphological changes developing in the lungs, liver and kidneys of experimental animals infected with the association of P. aeruginosa and S. aureus in a cultivated and uncultivated state. 58 Chinchilla rabbits were divided
into III groups and used in the experiment: Group I - 26 animals infect-ed with cultivated forms of bacteria; group II - 26 animals infected with uncultivated forms of bacteria. Group III included 6 healthy intact animals. Infection was carried out by a suspension of cultivated and uncultivated forms of P. aeruginosa and S. aureus bacteria isolated from patients being treated in the burn department of the Regional Clinical Hospital No. 1 in Tyumen. Histological, immunohisto-chemical and morphometric studies of the lungs, liver and kidneys were carried out on digitized histoscanner «MIRAX MIDI» (Carl Zeiss, Germany) images of glass preparations, morphometry was performed using software using an Axio Scope A1 microscope (Carl Zeiss, Germany). Statistical processing was performed using the software «Statistics-6». In the pathogenesis of the experimental infectious process, a large role belongs to the complex of pathophysiological changes that contribute to the mutual support of the insufficiency of various organs, which acquires the character of a vicious circle and is accompanied by the loss of the body's ability to independently maintain homeostasis with the development of multiple organ failure syndrome. The death of animals of the IA, B and IIB subgroups is due to early MOFS. A possible cause of early death of experimental group IIA animals is the development of toxic (bacterial) shock.
Key words: associated infection, diffuse alveolar lung injury, hepatic cell insufficiency, multiple organ failure syndrome.
Известно, что высокая летальность у пациентов с генерализованными инфекционными заболеваниями обусловлена развитием тяжелой дыхательной, сердечно-сосудистой, печеночной или острой почечной дисфункции с развитием синдрома полиорганной недостаточности [1; 2]. Ассоциированные инфекции, обусловленные заражением госпитальными штаммами в культивируемом или некультивируемом состоянии, осложненные транслокацией кишечной микрофлоры, отличаются особо тяжелым течением и неблагоприятным прогнозом, в структуре инфекционных заболеваний человека они занимают от 50% до 75% случаев [3-8]. В последние годы возросла роль комбинации стафилококков с синегнойной и кишечной палочками [9]. Не-культивируемые формы бактерий представляют собой жизнеспособные бактерии, которые длительное время могут находиться в организме, вызывая латентную или хроническую инфекцию [5]. Некультивируемые бактерии не теряют вирулентности, способны к быстрой реанимации в культивируемое состояние [10]. Учет феномена некультивируемости имеет большое значение для определения степени обсемененности образца или раны при подсчете КОЕ, особенно если часть бактерий, или все бактерии находятся в некультивируемом состоянии [11]. Некультиви-руемость представляет собой общий адаптивный механизм, присущий разным бактериям, для выживания в стрессовых средах [10]. В эксперименте доказано, что некультивируемые бактерии, выделенные от пациентов с ожоговыми травмами, в организме животных переходят в культивируемое состояние, вызывая тяжелый инфекционный процесс [12]. Представляется интересным выявить морфологические особенности поражения легких, почек, печени при заражении ассоциацией бактерий в культивируемом и некультивируемом состоянии и оценить влияние синдрома системного воспалительного ответа (СВО) на прогноз течения заболева-ния и развития полиорганной недостаточности.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ
Экспериментальная работа проведена в соответствии с законодательством РФ («Правила гуманного обращения с лабораторными животными», «Деонтология медико-биологического эксперимента») и этическими принципами, установленными Европейской конвенцией по защите позвоночных животных, используемых для экспериментальных и других научных целей (принятой в Страсбурге 18.03.1986 г. и подтвержденной в Страсбурге 15.06.2006г.) с разрешения Этического комитета ФГБОУ ВО ТюмГМУ (Протокол № 83, от 02.03.2019 г.).
Экспериментальная модель создана на кроликах породы «Шиншилла». В эксперименте использованы 58 кроликов, разделенных на III группы: I (A, B) группа - 26 животных заражены культивируемыми формами бактерий, средняя масса тела составила 2377,0±18,0; II (A, B) группа - 26 животных заражены некультивиру-емыми формами бактерий, средняя масса тела составила 2377,0±18,0 г . В контрольную группу вошли 6 здоровых животных, со средней массой тела 2365,0±27,5 г. Кролики выбраны в качестве эксперимен-тальной модели в связи чувствительностью к бактериям Pseudomonas aeruginosa и Staphylococcus aureus.
Заражение производили взвесью культивируемых и некультивируемых форм бактерий Pseudomonas aeruginosa и Staphylococcus aureus, выделенных от пациентов, находящихся на лечении в ожоговом отделении ГБУЗ ТО «ОКБ № 1» г. Тюмень. Взвесь бактерий в концентрации
105 - 106 микробных клеток в 1 мл на физиологическом растворе хлорида натрия вводили подкожно в бедро животному. Идентифицированные бактерии, выделенные от пациентов, накапливали на мясопептонном агаре, культивировали при температуре 370С 24 часа. Из культуры бактерий, накопленных на скошенном мясопептонном агаре, получа-ли взвесь бактерий, затем готовили серийные разведения до 109 степени. До разведения
106 степени наблюдался рост колоний на плотной
питательной среде (культивируемые бактерии), в разведениях 107 - 109 рост бактерий не наблюдался. В этих разведениях должны со-держаться некультивируемые бактерии. Для перевода в культивируемое состояние разведе-ния 107 - 109 выдерживали при температуре +40 С 48 часов (при этой температуре некуль-тивируемые бактерии переходили в культивируемое состояние). Затем из разведений 107 - 109 степени проводили посев микробной взвеси на элективную питательную среду и через 24 часа при 370 С происходило размножение некультивируемых бактерий, перешедших в культивируемое состояние. Для выделения не-культивируемых бактерий использовали хладотер-мостат. Для гистологических исследований взяты кусочки легкого, печени, почек. Гистологические срезы окрашивали гематоксилином и эозином. На оцифрованных на гистосканере «MIRAX MIDI» (Carl Zeiss, Германия) изображениях стеклопрепа-ратов производили морфометрические исследования: измеряли диаметр клубочков, дистальных и проксимальных канальцев в почках; в печени подсчитывали число погибших гепатоцитов (ЧПГ) и гипертрофированных гепатоцитов (ГГ), число двуядерных гепатоцитов (ДЯ). Толщину межальвеолярных перегородок, площадь дистелектазов в легких определяли с помощью программного обеспечения на микроскопе Axio Scope A1 (Carl Zeiss, Германия). Для выявления и оценки состояния эндотелиальных клеток сосудов использовали моноклональные антитела к CD31+, CD34+. Клеточный состав воспалительных инфильтратов ти-пировали маркерами CD3+, CD4+, CD8+, CD20+, CD138+ с выявлением популяций и субпопуляций лимфоцитов и плазматических клеток. Все манипуляции осуществляли в соответствии с рекомендуемыми протоколами для выявления специфического окрашивания. Степень выраженности процесса по маркерам иммунокомпетентных клеток оценивали по количеству позитивных клеток в поле зрения. Результаты иммуногистохимической реакции оценивали полуколичественным методом по шкале от 0 до 3 баллов: 0 - реакция отсутствует (0), 1 - реакция слабая реакция (+), 2 - умеренная реакция (++), 3 - выраженная реакция (+++).
Статистическая обработка выполнена с использованием программного обеспечения IBM SPSS Statistics 24. Сравнение двух независимых выборок проводили с использованием непараметрического критерия Манна - Уитни (U). Показатели считались значимыми при уровне значимости (p <0,05).
РЕЗУЛЬТАТЫ
При экспериментальной микст-инфекции, вызванной культивируемыми или некультиви-руемыми формами бактерий P. aeruginosa и S.
aureus развивается генерализация процесса с гематогенной диссеминацией возбудителей из зоны введения. В каждой экспериментальной группе выявлены 2 подгруппы, обусловленные сроками развития летального исхода (Рис. 1).
33,10%
69,20%
Рис. 1. Показатели смертности экспериментальных животных в зависимости от сроков летальности. По оси абсцисс - номера экспериментальных групп. По оси ординат - выражен-ность признака в %.
69,2% экспериментальных животных, зараженных ассоциацией бактерий в культивируемом состоянии, умерли в первый пик летальности - на 8-9-е сутки и составили 1А подгруппу. При микроскопическом исследовании в легких выявлялись венозный застой и кровоизлияния в межальвеолярные перегородки; скопление в просвете альвеол фибрина, отечной жидкости, гемо-лизированных эритроцитов, макрофагов; формирование дистелектазов паренхимы; выра-женное повреждение сосудистой стенки, проявляющееся снижением экспрессии маркеров эндотелиальной функции CD 31+, 34+ (+или ++) с преимущественным поражением венозных сосудов; некроз альвеоцитов и их слущивание с повреждением аэро-гематического барьера в альвеолах (Рис. 2). Толщина межальвеолярных перегородок увеличилась в 1,5 раза, появились очаги дистелектазов (табл. 1).
Рис. 2. В просвете альвеол свежие эритроциты, десквамированные пневмоциты. Окраска гематоксилином и эозином. Ув.Х400. 1А подгруппа. 8-е сутки эксперимента.
Таблица 1
Морфометрические показатели легких
Единица измерения I IA IB IIA IIB
Толщина межальвелярных перегородок мкм 2,55±0,08 4,74±0,11 6,48±0,25* 4,69± 0,08* 5,95±0,17*
Площадь дистелектазов 2 мкм2 0 3885,37± 63,03* 5410,8± 39,3* 2424,99± 66,69* 3616,67± 109,68*
Примечание: * - P<0,05
15,4% животных I экспериментальной группы, умерших во второй пик летальности, соответствующий 12 сут, составили IB подгруппу. Микроскопия легких выявила развитие выраженного СВО, проявляющегося: нарастанием выраженности интерстициальной пневмонии с преимущественно лимфоцитарной CD 3+, CD 20+ (++ и +++) инфильтрацией межальвеолярных перегородок и участков дистелектазов, стенок бронхов и бронхиол; некрозом коллагеновых, эластических и мышечных волокон в стенках бронхов. В составе воспалительных инфильтратов преобладали CD 8+ лимфоциты - супрессоры (+++) и CD 4+ лимфоциты - хелперы (+++). Толщина межальвеолярных перегородок увеличилась в 2,5 раза по сравнению с нормой, площадь, занятая дистелектазами составила 31,6±2,5% от общей площади среза (табл. 1).
Во II экспериментальной группе 69,2% животных умерли в первый пик летальности - на 2-5-е сут и составили IIA подгруппу. При микроскопическом исследовании в легких выявлен выраженный деструктивный процесс в альвеолярной выстилке, приводящий к резкому повышению сосудистой проницаемости и альвеолярному отеку легких; пропотевание в просвет альвеол отечной жидкости, фибрина, свежих эритроцитов, заполняющих почти полностью просвет альвеол и образующих сладжи. В эндотелии артериол и венул развивалась эндотелиальная дисфункция, характеризующаяся очаговым отсутствием экспрессии маркера CD31+, CD34+ (отсутствие реакции - 0), обнажением базальной мембраны и аггрегацией к ней форменных элементов с развитием тромбо-васкулита на фоне венозного застоя. Толщина межальвеолярных перегородок в 1,5 раза превышала норму, имелись очаги дистелектазов (табл. 1).
У 23,1% животных IIB подгруппы, умерших во второй пик летальности - на 8-е сутки эксперимента, выявлялся СВО с формированием интерстициальной пневмонии. Развивалась клеточная инфильтрация межальвеолярных перегородок и их утолщение почти в 2 раза по сравнению с ин-тактными животными, площадь дистелектазов
достигала 48,3±7,5% от общей площади среза (табл.1). В составе перибронхиальных и интер-стициальных воспалительных инфильтратов преобладали CD8+ лимфоциты супрессоры (+++), CD 20+ (В-лимфоцитов) было мало (+).
При гистологическом и морфометрическом исследовании почек животных 1А подгруппы выявлены изменения, проявляющиеся острым полнокровием и неравномерным кровенаполнением клубочков, расширением полости капсулы клубочка; расширением просвета венул и застоем в них венозной крови; отеком и полнокровием интерстиция почки; белковой дистрофи-ей эпителия дистальных и проксимальных извитых канальцев с гибелью отдельных эпителиоци-тов. Морфометрические показатели почек представлены в табл. 2.
Воспалительные изменения практически не выражены. При ИГХ исследовании в эндотели-альной выстилке артериол экспрессия маркера CD 34+ сохранена (+++). У погибших животных 1Б подгруппы поражение почек прогрессировало за счет развития интерстициального нефрита, являющегося проявлением системного воспалительного ответа. Иммуногистохимическое исследование состава интерстициального воспалительного инфильтрата выявило наличие СD 3+ (общих Т-лимфоцитов) и СD 138+ (плазматических клеток) (+). Степень повреждения эпителиальных клеток проксимальных и дистальных канальцев более выражена, просвет канальцев сужен, в просвете белковые массы, гиалиновые цилиндры.
У животных 11А подгруппы в почках выявлялись выраженные нарушения: клубочки увеличены в размерах и практически полностью заполняли просвет капсулы Шумлянского - Боумена, в капиллярных петлях выявлялись эристростазы и гемолиз эритроцитов; выражено полнокровие сосудов и отек интерстиция; развивалась тяжелая белковая дистрофия эпителия дистальных и проксимальных извитых канальцев с некрозом отдельных эпителиоцитов; просвет канальцев сужен, в нем отмечается наличие белковых масс
Таблица 2
Морфометрические показатели почек
Единица измерения I IA IB IIA IIB
Диаметр клубочков мкм 67,27±0,16 78,03± 1,13 83,53±3,22 88,42±1,23 102,82±2,77
Диаметр дистальных канальцев мкм 30,55±0,51 35,36±0,4 50,08±2,71 40,96±0,78 48,63±1,59
Диаметр проксимальных канальцев мкм 26,2±0,21 32,34±0,11 39,08±2,82 35,89±0,4 43,88±1,14
Примечание: * - P<0,05
(Рис. 3). У животных IIB подгруппы выявлено прогрессирование процесса за счет умеренно выраженного СВО. В интерстиции почек определялись немногочисленные лимфоцитарные воспалительные инфильтраты. Многие клубочки неравномерно расширены, просвет капсулы Шумлянского - Боумена деформирован, стенка истончена. В капиллярных петлях клубочка выявлялись лимфоциты. В венулах выраженный венозный застой, в просвете гемолизированная кровь. Диаметр дистальных и проксимальных канальцев достоверно увеличился. Значительное количество эпителиоцитов находилось в состоянии некроза, просветы канальцев сужены, заполнены белковыми массами и гиалиновыми цилиндрами.
В печени животных IA подгруппы выявлялись сосудистые нарушения, проявляющиеся острым венозным полнокровием ветвей портальной и печеночной вены, синусоидов с расширением их просветов. ИГХ исследование выявило очаговое повреждение эндотелиальной выстилки венул с адгезией к ней форменных элементов крови и
Таблица 3.
Морфометрические показатели печени
Единица измерения I IA IB IIA IIB
Число погибших гепатоцитов %0 210,47±2,75 223,17±3,26 391,55±13,31 357,16±5,83 258,07±1,08
Двуядерные гепатоциты %0 45,9±1,13 50,54±0,53 36,2±5,65 70,72±1,31 86,7±2,1
Гипертрофированные гепатоицты %% 13,07±4,55 37,76±2,91 26,48±6,02 22,4± 0,32 27,08±2,96
Примечание: * - P<0,05
Воспалительные изменения практически стиоцитарной инфильтрации междольковой со-отсутствовали. У животных 1Б подгруппы по- единительной ткани, формирования ступенча-ражение печени усиливалось за счет лимфоги- тых некрозов паренхимы. Развитие ССВО спо-
Рис. 3. Выраженный отёк интерстиция почки.
Отёк капсулы клубочка. Тяжелая белковая дистрофия эпителия канальцев, протеинурия. Окраска гематоксилином и эозином. Ув.Х400. IIA подгруппа. 8-е сутки эксперимента.
снижением экспрессии маркера CD 34+ до умеренной или слабой активности (++ или +). Балочное строение печени не нарушено, в гепатоцитах незначительная белковая дистрофия. Показатели морфометрии печени представлены в таблице 3.
собствовало усилению выраженности белковой дистрофии гепатоцитов, нарастанию количества гепатоцитов, подвергшихся коагуляционному некрозу. ЧПГ увеличилось, число ДЯ и гипертрофированных гепатоцитов уменьшилось. В составе воспалительных инфильтратов в портальных трактах выявлялись единичные (+) СD 3 и СD 138+ (плазматические клетки).
При исследовании печени у животных 11А подгруппы выявлялись выраженные циркуля-торно-дистрофические изменения. Сосудистые нарушения проявлялись полнокровием венул и синусоидов. Балочное строение печени не нарушено, в цитоплазме гепатоцитов выраженная белковая и жировая дистрофия, Купферовские клетки умеренно активированы, некоторые гипертрофированы. ЧПГ незначительно увеличилось, число ДЯ гепатоцитов - увеличилось, число гипертрофированных гепатоцитов - уменьшилось. Воспалительный ответ не определялся. При ИГХ исследовании выявлено значительно выраженное повреждение эндотелиальной выстилки венул, проявляющееся уплощением эндо-телиоцитов и обнажением базальной мембраны с адгезией к ней форменных элементов крови, что соответствовало снижению экспрессии маркера CD 34+ до слабой степени выраженности (+). У животных 11Б подгруппы дисциркуляторно-дис-трофические изменения усугублялись. Венозный застой выявлялся не только в венах и венулах, но и в центральном отделе печеночных долек. Выраженность белковой дистрофии в гепатоцитах усиливалась, выявлялись гепатоциты в состоянии коагуляционного некроза. ЧПГ и ДЯ гепатоциты достоверно увеличились, число гипертрофированных гепатоцитов уменьшилось. Системное воспаление проявлялось выраженной лимфо-гистиоцитарной инфильтрацией перипортальной соединительной ткани, проникновением инфильтрата в печеночные дольки и формированием пе-рипортальных ступенчатых некрозов. При ИГХ исследовании среди клеток воспалительного инфильтрата дифференцировались: СD 3+ (Т -лимфоциты) (++) и СD 20+ (В - лимфоциты) (+). В большом количестве выявлялись СD 8+ (Т - супрессоры-цитотоксические лимфоциты) (+++) и СD 20+ (В-лимфоциты) (+++), СD 4+ (Т-хелперов) - значительно меньше (+).
ОБСУЖДЕНИЕ
Легким отводится большая роль в прогресси-ровании генерализованного инфекционного процесса и развитии полиорганной недостаточности [13; 14]. Выявленные результаты свидетельствуют, что легкие являются первым органом - мишенью, в котором развиваются самые тяжелые поражения, соответствующие диффузному альвеолярному по-
вреждению легких (ДАП), клиническим проявлением которого является острый респираторный дистресс синдром (ОРДС) [15-17]. У умерших животных IA и IIA подгрупп выявлялись ранние изменения экссудативной стадии ДАП, проявляющиеся интерстициальным и альвеолярным отеком легких, обусловленные системным поражением сосудистого русла. В основе системного васкули-та лежит первичное поражение сосудистой стенки, обусловленное действием токсинов патогенной микрофлоры и вторичное, обусловленное синдромом системной воспалительной реакции [18]. Патофизиологические изменения гликокаликса способствуют развитию дисфункции эндотелия, активации выработки поврежденными эндотели-альными клетками монооксида азота [19; 20]. В совокупности с факторами активации тромбоцитов, цитокинами это приводит к усиленной адгезии лейкоцитов, нерегулируемой вазодилятации, гиперпроницаемости сосудов, потере сосудистой стенкой ее атромбогенных свойств, тромбозу микрососудов [21; 23].
У умерших животных IB и IIB подгрупп регистрировались поздние проявления стадии экссудации ДАП в виде СВО, в основе которого лежит повреждение эндотелиоцитов, активация плазменных и клеточных факторов крови, соединительной ткани, развитие на заключительных этапах микроциркуляторных расстройств в жизненно важных органах и тканях, реализующихся в полиорганную недостаточность [23]. Морфо-метрия легких выявила общую закономерность: системное воспаление, проявляющееся интер-стициальной пневмонией с прогрессирующей дыхательной недостаточностью, характеризуется увеличением толщины межальвеолярных перегородок и площади выключенной из дыхания паренхимы легких (Рис. 4, Рис. 5). Наиболее ярко этот процесс выражен в I экспериментальной группе. Меньшая выраженность показателей во II группе животных обусловлена смертью животных в более ранние сроки эксперимента.
Почки являются вторым органом - мишенью, в котором развиваются выраженные нарушения, проявляющиеся развитием интерстициального нефрита и острой почечной недостаточности. Поражение почек обусловлено, в первую очередь, нарушением выделительной функции, за счет чего в организме накапливаются азотистые шлаки. На первый план выступает повреждение эпителиоцитов проксимальных и дистальных канальцев, с развитием выраженной белковой дистрофии и некроза, обусловленное первичным повреждением за счет нарушения микроциркуляции и повреждающего действия токсинов, и вторичным повреждением под действием медиаторов воспаления и ЦИК [24].
2023, т. 13, № 2
Рис. 4. Толщина межальвеолярных перегородок в легких у экспериментальных животных. По оси абсцисс - номера экспериментальных групп. По оси ординат - выраженность при-знака в мкм.
1ZHD 100,0 85,0 60,0 «,0
гцс ад
rsyirrbl
I: I ft Iie lift IJ ив
Рис.6. Диаметр клубочков в почках у экспериментальных животных. По оси абсцисс - но-мера экспериментальных групп. По оси ординат - выраженность признака в мкм.
500ВД
1000,0
0,0 —*—
Группы"
■ I § И I Г, | й . №
Рис. 5. Площадь выключенной из дыхания паренхимы легких у экспериментальных живот-ных.
По оси абсцисс - номера экспериментальных групп. По оси ординат - выраженность признака в мкм2.
Достоверным морфометрическим показателем повышенной нагрузки на эпителий является увеличение диаметров проксимальных и дис-тальных канальцев, а также степень выраженности некротических процессов в эпителии. Наибольшая нагрузка приходится на дистальные канальцы, в которых осуществляется экскреция в мочу веществ, подлежащих выведению из организма - бактериальных и тканевых токсинов, аммиака. В почках животных обеих групп отмечается общая закономерность: в условиях прогрессирующего нарушения кровообращения статистически достоверно увеличивается площадь капиллярного клубочка (Рис. 6). Это обусловлено депонированием крови в почке и присоединением в более поздние сроки воспалительного компонента. Присоединение интерстициального нефрита способствует прогрессированию морфологических нарушений, вызывая развитие почечной дисфункции вплоть до некротического нефроза. Особенно выражены эти поражения у животных II экспери-ментальной группы.
Поражение печени развивается в меньшей степени, не достигая выраженной печеночно-клеточ-ной недостаточности. Печеночная дисфункция развивается параллельно с почечной недостаточностью вследствие циркуляторных, гипокси-ческих и токсических воздействий. Портальной вене отводится большая роль в генерализации инфекционного агента и транслокации кишечной микрофлоры в кровь и внутренние органы [8; 25]. Под действием бактериальных токсинов и цитокинов развивается повреждение эндотели-альных клеток, что сопровождается массивной десквамацией эндотелиоцитов, скапливающихся в просвете; обнажение базальной мембраны венозной стенки приводит к потере атромбоген-ных свойств, способствуя налипанию на нее форменных элементов крови. В IA и IIA подгруппах наиболее выражено повреждение гепатоцитов центрального отдела печеночной дольки в связи с их функциональной нагрузкой. При развитии СВО и формировании перипортальных ступенчатых некрозов в процесс вовлекаются гепатоци-ты периферического отдела печеночной дольки. Отражением прогрессирования заболевания и развития интерстициального гепатита является увеличение ЧПГ и уменьшение количества ДЯ и ГГ, что свидетельствует об отсутствии адекватного компенсаторного ответа печени на патогенный агент. Печени отводится большая роль в деградации ЦИК моноцитарно-макрофагальной системой [26]. Снижение фагоцитарной активности и низкая комплементарная активность при инфекциях способствуют снижению клиренса ЦИК, накоплению их в кровеносных сосудах, в строме органов и тканей, способствуя потенциированию ПОЛ [24]. У экспериментальных животных I и II группы Купферовские клетки незначительно увеличены в размерах, что свидетельствует о малой вовлеченности в патологический процесс. Во
IIA подгруппе животных выявлено большее повреждение печени в ранние сроки эксперимента, о чем свидетельствует динамика нарастания ЧПГ (Рис.7).
Рис. 7. Число погибших гепатоцитов в печени у экспериментальных животных. По оси абсцисс -номера экспериментальных групп. По оси ординат - выраженность признака в промиллях на 1000 клеток.
Повреждение сосудистого русла легких, печени и почек, имеющих хорошо развитое микро-циркуляторное русло, фильтрационные мембраны и замедленный кровоток обусловлено универсальной реакцией организма с иммунным повреждением сосудистых и клеточных мембран. Липосахарид Гр-кишечной мирофлоры, активация каскадных реакций, ЦИК, медиа-торы, выделяемые активированными клетками, воспалительные и провоспалительные цитоки-ны, являются ключевыми факторами в развитии СВО, вызывающего вторичную аутоагрессию с развитием органной дисфункции и снижением реакций врожденного и приобретенного иммунитета [23; 27; 28].
Сформировавшийся комплекс патофизиологических изменений вызывает развитие органной дисфункции, в первую очередь дыхательной недостаточности. Прогрессирующая ишемия внутренних органов, усиление анаэробного гликолиза, метаболический ацидоз способствуют поддержке почечной и печеночной недостаточности, что характеризуется прогрессированием и самоподдержанием патологического процесса, который приобретает характер порочного круга и сопровождается потерей организмом способности самостоятельно поддерживать гомеостаз [13]. Тяжелые патоморфологические изменения в легких, почках и печени свидетельствуют о синдроме полиорганной недостаточности, являющимся универсальным синдромом критических состояний, в 90% случаев имеющим инфекционную природу [2; 13]. У животных IA, IB и IIB
подгрупп развивается ранний СПОН, обусловленный депрессией иммунной системы, за счет высвобождения супрессорных клеток из костного мозга и возникновением блока их дифферен-цировки. Причиной ранней гибели животных IIA подгруппы является развитие токсического шока за счет избыточной стимуляции суперантигеном стафилококков Т-лимфоцитов с развитием «иммунологического хаоса» за счет секреции про-воспалительных цитокинов, особенно TNFa и IFN-y [24,25], нарушающих функционирование жизненно важных органов с развитием в них необратимых процессов.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Летальный исход у животных IA, IB и IIB подгрупп на 8-12-е сутки эксперимента обусловлен развитием раннего синдрома полиорганной недостаточности за счет дыхательной недостаточности и гепато - ренального синдрома. Ведущая роль в его реализации принадлежит СВО, усугубляющему поражение жизненно важных органов за счет развития интерстициальной пневмонии, гепатита и нефрита. Ранняя гибель животных IIA подгруппы на 2-5-е сутки эксперимента возникает за счет токсического (бактериального) шока. Наибольшее значение имеет тяжелое повреждение сосудистого русла легких, а также клубочко-вого и канальцевого аппарата почек с развитием экссудативной стадии ДАП и некротического нефроза.
Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Conflict of interest. The authors have no conflict of interests to declare.
ЛИТЕРАТУРА
1. Лопатин А. Ф., Хапий Х. Х., Петровская Э. Л., Русанова Е. В. Нозокомиальная инфекция в отделениях интенсивной терапии. Эффективная фармакотерапия. Анестезиология и реаниматология. 2010;(1):42 -51.
2. Алимова Х. П., Алибекова М. Б. Полиорганная недостаточность: проблемы и современные методы лечения. Вестник экстренной медицины. 2019; 12(1):75-80.
3. Везирова З. Ш. Некоторые аспекты распространения нозокомиальных инфекций. Хирургия. 2015;(3):93-96. doi:10.17116/ hirurgia2015393-96.
4. Шаталова Е. В., Бельский В. В. Динамика структуры популяций возбудителей смешанной инфекции ожоговой травмы в условиях иммунодефицита и после применения им-муномодуляторов (экспериментальное исследование). Курский научно-практический вестник «Человек и его здоровье». 2009 (3):14-17.
5. Андрюков Б. Г., Сомова Л. В., Матосо-ва Е. В., Ляпун И. Н. Фенотипическая пластичность бактерий как стратегия резистентности и объект современных антимикробных технологий (обзор). Соврем. технол. мед. 2019;(2):164-182.
6. Бондаренко В. М., Рябиченко Е. В. Роль транслокации кишечной бактериальной ауто-флоры и ее токсических биомолекул в патологии человека. Эксперим. клин. гастроэнтерол. 2007;(5):86-93.
7. Бондаренко В. М. Механизмы транслокации бактериальной аутофлоры в развитии эндогенной инфекции. Бюллетень Оренбургского научного центра УрО РАН (электронный журнал). 2013;(3):1-21.
8. Подопригора Л. И., Кафарская Н. А., Бай-нов Н. А., Шкопоров А. Н. Бактериальная транслокация из кишечника: микробиологические, иммунологические и патофизиологические аспекты. Вестник РАМН. 2015;70(6):640-650. doi:10.15690/ vramn564.
9. Сорокина Е. В., Курбатов Е. А., Масюко-ва С. А. Особенности иммунного статуса у больных с пиодермией (обзор литературы). Вестник дерматологии и венерологии. 2006;(1):38-41.
10. Li L., Mendis N., Trigui H., Oliver G.D. and Faucher S.P. The importance of the viable but non-culturable state in human bacterial pathogens. Microbia Physiology and Metabo-lism.2014;5:1-20.
11. Du M., Chen J., Zhang,X., Li,A., Li Y., and Wang, Y. Retention of virulence in a viable but nonculturable Edwardsiella tarda isolate. Appl. Environ. Microbiol. 2007;73:1349-1354. doi:10.1128/AEM.02243-06.
12. Устюжанин Ю. В., Козлов Л. Б., Сахаров С. П., Диц Е. В. Некоторые вопросы профи-лак-тики ИСМП в Тюменской области. Медицина и образование в Сибири. 2013;(3):71.
13. Радивилко А. С., Григорьев Е. В. Полиорганная недостаточность при тяжелой сочетан-ной травме: структура и прогноз формирования. Медицина в Кузбассе. 2016;(1): 90-98.
14. Мурадов А. М., Мурадов А. А., Икромов Т. Ш. Параллели синдрома нарушений нереспираторных функций лёгких и синдрома острого лёгочного повреждения в зависимости от клинических, инструментальных и лабораторных стадий проявлений. Здравоохранение Таджикистана. 2016;(1):48-59.
15. Черняев А. Л., Самсонова М. В. Диффузное альвеолярное повреждение: этиология, па-тогенез и патологическая анатомия. Пульмонология. 2020;(4):65-69.
16. Мороз В. В., Голубев А. М. Классификация острого респираторного дистресс-синдрома. Общая реаниматология. 2007;3(6):7-9.
17. Росстальная А. Л., Сабиров Д. М., Акала-ев Р. Н., Шарипова В. Х., Росстальная М. Л., Ма-миров А. О. Острое повреждение легких: спорные вопросы и нерешенные проблемы (Обзор литературы). Журнал им. Н. В. Склифосовского. Неотложная медицинская помощь. 2016;(3):66-72.
18. Чирский В. С., Андреева Е. А., Юзвинке-вич А. К. Морфологические особенности поражения сосудов микроциркуляторного русла при сепсисе. Ученые записки СПбГМУ им. Акад. И.П.Павлова. 2020;27(3):72-79.
19. Reitsma S., Slaaf D. W., Vink H. The endothelial glycocalyx: composition, functions and visu-alization. Pflugers Archiv: European Journal of Physiology. 2007;454: 345-359. doi: 10.1007/ s00424-007-0212-8.
20. Фрейдлин И. С., Шейкин Ю. А. Эн-дотелиальные клетки в качестве мишеней и проду-центов цитокинов. Мед. иммунология. 2001;3(4):499-514.
21. Ait-Oufella H., Maury E., Lehouх S. The endothelium: physiological functions and role in mi-crocirculatory failure during severe sepsis. Intensive Care Medicine. 2010;36:1286-1298. doi: 10.1007/ s00134-010-1893-6.
22. Ильина Я. Ю, Фот Е. В., Кузьков В. В., Киров М. Ю. Сепсис-индуцированное повреждение эндотелиального гликокаликса (обзор литературы). Вестник интенсивной терапии имени А.И.Салтанова. 2019;(2):32-39
23. Межирова Н. М., Данилова В. В., Овча-ренко С. С. Патофизиологические и диагностические аспекты синдрома системного воспалительного ответа. Медицина неотложных состояний. 2011;2(32-33):34-40.
24. Байгильдина А. А. Современные представления о патогенезе геморрагической лихорадки с почечным синдромом. Медицинский вестник Башкортостана. 2019;9(1):98-108.
25. Wang L., Llorente C., Hartmann P., Yang
A. M, Chen P., Schnabl B. Methods to determine intestinal permeability and bacterial translocation during liver disease. Journal of immunological Methods. 2015;421:44-53.
26. Иванов И. И., Прочан Е. Н., Черипко М.
B., Косолапова Н. В. Динамика уровня циркулирующих иммунных комплексов при лечении пре-эклампсии. Крымский журнал экспериментальной и клинической медицины. 2011;1(3-4):37-42.
27. Железникова Г. Ф. Инфекция и иммунитет: стратегия с обеих сторон. Медицинская иммунология. 2006;8(5-6):597-614.
28. Киселева Л. М., Каримов И. Р., Сяпукова А. А., Качусова А. С., Девиен Е. А., Балашова П. В. Иммунитет и инфекция: механизмы взаимодействия иммунной системы и возбудителей
инфекции. Ульяновский медико-биологический журнал. 2011;(2):80-85.
REFERENCES
1. Lopatin A. F., Khapiy Kh. Kh., Petrovskaya E. L., Rusanova E. V. Nosocomial infection in intensive care units. effective pharmacotherapy. Anesthesiology and resuscitation. 2010;(1):42-5l. (In Russ.).
2. Alimova Kh. P., Alibekova M. B. Multiple organ failure: problems and modern methods of treatment. Bulletin of emergency medicine. 2019; 12(1):75-80. (In Russ.).
3. Vezirova Z. Sh. Some aspects of the spread of nosocomial infections. Surgery. 2015;(3):93-96. (In Russ.). doi:10.17116/hirurgia2015393-96.
4. Shatalova E. V., Belsky V. V. Dynamics of the structure of populations of pathogens of mixed infection of burn injury in conditions of immunodeficiency and after the use of immunomodulators (experimental study). Kursk scientific and practical bulletin «Man and his health». 2009(3):14-17. (In Russ.).
5. Andryukov B. G., Somova L. V., Matosova E. V., Lyapun I. N. Phenotypic plasticity of bacteria as a resistance strategy and an object of modern antimicrobial technologies (review). Modern technol. honey. 2019;(2):164-182. (In Russ.).
6. Bondarenko V. M., Ryabichenko E. V. The role of translocation of intestinal bacterial autoflora and its toxic biomolecules in human pathology. Experiment. wedge. gastroenterol. 2007;(5):86-93. (In Russ.).
7. Bondarenko V. M. Mechanisms of translocation of bacterial autoflora in the development of endogenous infection. Bulletin of the Orenburg Scientific Center of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences (electronic journal). 2013;(3):1-21. (In Russ.).
8. Podoprigora L. I., Kafarskaya N. A., Baynov N. A., Shkoporov A. N. Bacterial translocation from the intestine: microbiological, immunological and pathophysiological aspects. Bulletin of RAMN. 2015;70(6):640-650. (In Russ.). doi:10.15690/ vramn564.
9. Sorokina E. V., Kurbatov E. A., Masyukova S. A. Features of the immune status in patients with pyoderma (literature review). Bulletin of dermatology and venereology. 2006;(1):38-41. (In Russ).
10. Li L., Mendis N., Trigui H., Oliver G.D. and Faucher S.P. The importance of the viable but non-culturable state in human bacterial pathogens. Microbia Physiology and Metabo-lism.2014;5:1-20.
11. Du M., Chen J., Zhang,X., Li,A., Li Y., and Wang, Y. Retention of virulence in a viable but nonculturable Edwardsiella tarda isolate.
Appl. Environ. Microbiol. 2007;73:1349-1354. doi:10.1128/AEM.02243-06.
12. Ustyuzhanin Yu. V., Kozlov L. B., Sakharov S. P., Dits E. V. Some issues of HAI prevention in the Tyumen region. Medicine and education in Siberia. 2013;(3):71. (In Russ.).
13. Radivilko A. S., Grigoriev E. V. Multiple organ failure in severe concomitant injury: structure and prognosis of formation. Medicine in Kuzbass. 2016;(1):90-98. (In Russ.).
14. Muradov A. M., Muradov A. A., Ikromov T. Sh. Parallels of the syndrome of disorders of nonrespiratory functions of the lungs and the syndrome of acute pulmonary injury depending on the clinical, instrumental and laboratory stages of manifestations. Healthcare of Tajikistan. 2016;(1):48-59. (In Russ.).
15. Chernyaev A. L., Samsonova M. V. Diffuse alveolar damage: etiology, pathogenesis and pathological anatomy. Pulmonology. 2020;(4):65-69. (In Russ.).
16. Moroz V. V., Golubev A. M. Classification of acute respiratory distress syndrome. General resuscitation. 2007;3(6):7-9. (In Russ.).
17. Rosstalnaya A. L., Sabirov D. M., Akalaev R. N., Sharipova V. Kh., Rosstalnaya M. L., Mamirov A. O. Acute lung injury: controversial issues and unresolved problems (Literature review). Journal them. N. V. Sklifosovsky. Emergency medical care. 2016;(3):66-72. (In Russ.).
18. Chirsky V. S., Andreeva E. A., Yuzvinkevich A. K. Morphological features of microvasculature vascular lesions in sepsis. Scientific notes of St. Petersburg State Medical University. Acad. I.P. Pavlova. 2020;27(3):72-79. (In Russ.).
19. Reitsma S., Slaaf D. W., Vink H. The endothelial glycocalyx: composition, functions and visualization. Pflugers Archiv: European Journal of Physiology. 2007;454: 345-359. doi: 10.1007/ s00424-007-0212-8.
20. Freidlin I. S., Sheikin Yu. A. Endothelial cells as targets and producers of cytokines. Medical immunology. 2001;3(4):499-514. (In Russ.).
21. Ait-Oufella H., Maury E., Lehoux S. The endothelium: physiological functions and role in microcirculatory failure during severe sepsis. Intensive Care Medicine. 2010;36:1286-1298. doi:10.1007/s00134-010-1893-6.
22. IlyinaYa. Yu, Fot E. V., Kuzkov V. V., Kirov M. Yu. Sepsis-induced damage to the endothelial glycocalyx (literature review). Bulletin of Intensive Care named after A.I. Saltanov. 2019;(2):32-39. (In Russ).
23. Mezhirova N. M., Danilova V. V., Ovcharenko S. S. Pathophysiological and diagnostic aspects of the systemic inflammatory response syndrome. Emergency medicine. 2011;2(32-33):34-40. (In Russ.).
24. Baygildina A. A. Modern ideas about the pathogenesis of hemorrhagic fever with renal syndrome. Medical Bulletin of Bashkortostan. 2019;9(1):98-108. (In Russ.).
25. Wang L., Llorente C., Hartmann P., Yang A. M, Chen P., Schnabl B. Methods to determine intestinal permeability and bacterial translocation during liver disease. Journal of immunological methods. 2015;421:44-53.
26. Ivanov I. I., Prochan E. N., Cheripko M. V., Kosolapova N. V. Dynamics of the level of circulating immune complexes in the treatment of
preeclampsia. Crimean Journal of Experimental and Clinical Medicine. 2011;1(3-4):37-42. (In Russ.).
27. Zheleznikova G. F. Infection and immunity: a strategy on both sides. Medical immunology. 2006;8(5-6):597-614. (In Russ.).
28. Kiseleva L. M., Karimov I. R., Syapukova A. A., Kachusova A. S., Devien E. A., Balashova P. V. Immunity and infection: mechanisms of interaction between the immune system and infectious agents. Ulyanovsk biomedical journal. 2011;(2):80-85. (In Russ).
