CC BY
56
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ МЕДИЦИНА
УДК 612.423: 612.426: 616.381-002-031.81
Е. А. Авраменко1, А. А. Егорова2, С. Г. Петунов3, Р. В. Чеминава1
ВЛИЯНИЕ СОВРЕМЕННЫХ АНТИБИОТИКОВ НА МОТОРИКУ ЛИМФАТИЧЕСКИХ СОСУДОВ В НОРМЕ И ПРИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОМ ПЕРИТОНИТЕ
1 ГОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный медицинский университет им. акад. И. П. Павлова»;
2 ГОУ ВПО «Санкт-Петербургская государственная медицинская академия им. И. И. Мечникова»;
3 Учреждение РАН «Институт эволюционной физиологии и биохимии им. И. М. Сеченова РАН», Санкт-Петербург
В настоящее время около 20% острых хирургических заболеваний органов брюшной полости осложняется перитонитом, имеющим высокий уровень летальности [1]. Наиболее часто в клинической практике встречается вторичный перитонит, основной причиной которого (до 80%) служат воспалительно-деструктивные заболевания органов брюшной полости [2]. Во всех случаях вторичного перитонита ведущими возбудителями являются E. coli (56-68%) и другие представители кишечной микрофлоры, в том числе и анаэробы [3].
Одну из важных ролей в патогенезе перитонита, а также в последующем разрешении воспалительного процесса во время лечения пациента, играет лимфатическая система брюшины. Участие лимфатической системы при гнойных поражениях в организме заключается в том, чтобы резорбировать бактерии из окружающих тканей, транспортировать их в лимфатические узлы, задерживать и разрушать микроорганизмы путем фагоцитоза [4]. Однако лимфатические узлы не всегда являются местом гибели микробов. При некоторых состояниях бактерии могут существовать, а иногда даже размножаться в лимфатических узлах. При этом антибактериальные препараты, в частности антибиотики, при традиционных методах введения не всегда способны подавлять рост и размножение микроорганизмов [4]. Патологические изменения в очаге воспаления, в том числе и при перитоните, обусловлены расстройствами микроциркуляции, замедлением скорости крово- и лимфотока вследствие микротромбозов, слад-жеобразования и гиперкоагуляции крови и лимфы. Учитывая, что лимфатическая система играет важную роль в патогенезе воспаления и в санации патологического очага, воздействие на лимфатические сосуды и узлы, препятствующее замедлению лимфоот-тока и способствующее насыщению лимфатического русла антибиотиками, при заболеваниях, имеющих инфекционную природу, представляется целесообразным.
© Е. А. Авраменко, А. А. Егорова, С. Г Петунов, Р. В. Чеминава, 2011
Лечение перитонита сочетает в себе оперативные и консервативные методы. Консервативная терапия при перитоните складывается из антибактериального, дезинток-сикационного лечения, обезболивания, восполнения энергетических потерь и т. д. Традиционными способами введения антибактериальных препаратов являются внутримышечный и внутривенный. Однако до сих пор актуальной остается лимфотропная и эндолимфатическая антибиотикотерапия. Эффективность использования данных методик при лечении хирургических заболеваний показана в работах ряда авторов как прошлых лет, так и последнего времени [5, 6]. Учитывая эффективность лимфологических способов введения антибиотиков, с одной стороны, и положительное влияние лимфостимуляции на санацию патологического очага, с другой стороны [7], представляется целесообразным использование для лечения перитонита таких препаратов, которые обладали бы как бактерицидным эффектом в отношении патологических микроорганизмов, так и лимфостимулирующим действием. В процессе становления практической лимфологии рядом авторов было изучено действие на лимфатические сосуды таких антибиотиков, как пенициллин, ампициллин, линкомицин, клафоран (цефотаксим), гентамицин, канамицин [8]. О характере влияния антибиотиков последующих поколений сведений значительно меньше, несмотря на наличие публикаций и, следовательно, сохраняющийся интерес к практическому применению рассматриваемых методик в лечении острой хирургической патологии [6]. В связи с этим нами было предпринято данное исследование.
Целью данного исследования было изучить влияние современных антибиотиков, использующихся для лечения острых интраабдоминальных инфекций, на сократительную активность лимфатических сосудов брюшной полости. Также планировалось обоснование различных способов введения данных антибиотиков в зависимости от полученных результатов.
Материал и методы. Мы проводили сравнительное исследование сократительной активности лимфатических сосудов беспородных белых крыс массой 250-300 г в норме и при экспериментальном 24-часовом перитоните. Экспериментальный перитонит вызывали путем инъекции 20% каловой взвеси внутрибрюшинно из расчета 1 мл/100 г веса животного. Эвтаназию проводили посредством ингаляции газовой смесью, состоящей из 70% CO2 и 30% О2.
В качестве объекта исследований мы использовали краниальный брыжеечный лимфатический проток. Изолированный лимфатический сосуд помещали между двумя стеклянными канюлями в рабочей камере Pressure Myograph System 110P (Danish Myo Technology) и перфузировали раствором Кребса. Давление на входе и выходе сосуда составляло 6,5 см водного столба. Регистрировали продольное напряжение лим-фангионов в изометрических условиях. В качестве тестируемых веществ использовали растворы амикацина и цефтриаксона в низких и высоких концентрациях. Низкие концентрации амикацина соответствовали 710 терапевтической концентрации в сыворотке крови (0,0015 мг/мл), минимальной подавляющей концентрации в тканях — МПК (0,005 мг/мл), терапевтической концентрации в сыворотке крови — Стер (0,015 мг/мл), 10 МПК (0,05 мг/мл). Высокие концентрации были рассчитаны исходя из методик лимфотропного применения амикацина (25 и 50 мг/мл — при введении в дуплика-туры брюшины, 250 мг/мл — при лимфотропном введении в нижнюю конечность). Низкие концентрации цефтриаксона соответствовали 1/10 терапевтической концентрации в сыворотке крови (0,0024 мг/мл), минимальной подавляющей концентра-
ции в тканях — МПК (0,008 мг/мл), терапевтической концентрации в сыворотке крови — Стер (0,024 мг/мл). Высокие концентрации были рассчитаны исходя из методик лимфотропного применения цефтриаксона (50 и 100 мг/мл — при введении в дупли-катуры брюшины, 500 мг/мл — при лимфотропном введении в нижнюю конечность). Антибиотики разводили в растворе Кребса непосредственно перед их применением и подавали в исследуемых концентрациях в рабочую камеру посредством суперфузии. Запись результатов проводилась в прилагаемой к миографу программе MyoView с последующей обработкой данных в редакторе MS Excel.
Результаты. Изолированные лимфангионы, используемые в исследовании, обладали спонтанной фазной активностью. Для определения параметров сократительной активности интактных лимфатических сосудов выполнено 16 экспериментов. Частота спонтанных фазных сокращений интактных лимфатических сосудов составляла 8,5 ± 0,82 мин-1, амплитуда — 73,9 ± 2,76 мкН. Эти параметры принимались за исходный уровень сократительной активности лимфангионов.
Влияние амикацина на сократительную активность и тонус интактных лим-фангионов. Амикацин в концентрациях 0,0015 и 0,005 мг/мл стимулировал сократительную активность лимфангионов (n = 7): частота фазной активности увеличилась на 0,6 и 5,3% от исходных значений соответственно, амплитуда одиночных сокращений под действием концентрации 0,005 мг/мл увеличивалась до 9,3% от исходного значения. При увеличении концентрации амикацина до 0,05 мг/мл (10 МПК) стимулирующее фазную активность влияние амикацина прекращалось, а в диапазоне высоких концентраций антибиотика (25-250 мг/мл) зарегистрировано его угнетающее влияние на моторику лимфангиона: частота сокращений уменьшалась на 20,9-30,9% соответственно. Сходным образом изменялась амплитуда фазной активности. Максимальное снижение амплитуды отмечалось при действии амикацина в концентрации 25 мг/мл (на 9,8% от фоновой активности) (р < 0,05).
Тонус интактных лимфангионов при действии низких концентраций амикацина (0,0015-0,015 мг/мл) обратимо увеличивался на 0,5-0,7 мН. Дальнейшее увеличение концентрации амикацина (до 50 мг/мл) приводило к стойкому повышению тонуса, который превышал исходную величину на 0,30-0,35 мН.
Влияние амикацина на сократительную активность и тонус лимфангионов на фоне 24-часового перитонита. Следующая серия экспериментов (n = 9) была посвящена исследованию влияния амикацина на сократительную активность лимфангионов в условиях 24-часового перитонита. При вскрытии животных в брюшной полости макроскопически наблюдалась картина разлитого перитонита. Поскольку в литературе данный способ моделирования перитонита описан и доказана его состоятельность в отношении создания воспаления в брюшной полости [9], гистологическое подтверждение макроскопической картины мы не проводили.
На фоне суточного перитонита отмечалось уменьшение параметров спонтанной фазной активности лимфангионов: амплитуда сокращений лимфатического сосуда была меньше таковой в интактных сосудах на 6,5%. Частота фазной активности при этом была снижена по сравнению с частотой интактных сосудов на 12,6%. Действие низких концентраций амикацина на моторику лимфангиона в условиях суточного перитонита носило двухфазный характер. Стимулирующее моторику влияние антибиотика проявлялось только при использовании амикацина в концентрациях 0,0015 и 0,005 мг/мл и характеризовалось повышением частоты фазной активности на 17,5
и 12,5% соответственно. Дальнейшее увеличение концентрации антибиотика (до 0,015-0,05 мг/мл) приводило к угнетению моторики: частота фазной активности уменьшалась на 16,4% от исходной под влиянием концентрации амикацина 0,05 мг/мл (10 МПК). При этом амплитуда фазной активности существенно не изменялась. В лим-фангионах после суточного перитонита при использовании высоких концентраций амикацина (25 и 50 мг/мл) значения параметров сократительной активности увеличивались, причем этот эффект носил прямой дозозависимый характер. Максимальное увеличение амплитуды и частоты наблюдалось при действии амикацина в концентрации 50 мг/мл и составило 102,6% и 109,1% от исходного значения соответственно.
В условиях экспериментального перитонита тоническая активность миоцитов под воздействием амикацина существенно отличалась от таковой в интактных сосудах. Увеличение тонуса (на 0,5 мН) наблюдалось при большем значении действующей концентрации амикацина (0,015 мг/мл), чем в интактных сосудах (0,005 мг/мл). В диапазоне высоких концентраций амикацина тонус миоцитов лимфангионов уменьшался, и при действии антибиотика в концентрации 50 мг/мл был ниже исходного значения в среднем на 0,2-0,3 мН.
Влияние цефтриаксона на сократительную активность и тонус интактных лимфангионов. Цефтриаксон в низких концентрациях (0,0024, 0,008 и 0,024 мг/мл) вызывал дозозависимое изменение фазной активности интактных лимфангионов (п = 9). Частота сокращений уменьшалась на 12,5, 7,8 и 6,3 % от исходного уровня, амплитуда одиночных сокращений при этом повышалась, достигая максимума при воздействии цефтриаксона в концентрации 0,008 мг/мл (на 21,6% выше исходной амплитуды). В диапазоне высоких концентраций антибиотика (50 и 100 мг/мл) зарегистрировано его угнетающее влияние на моторику лимфангиона: частота сокращений уменьшалась на 30,9 и 13,4% соответственно. Сходным образом изменялась амплитуда фазной активности (отмечалось ее уменьшение на 3,4 и 5,1% от исходного значения). При использовании максимальной для данного исследования концентрации цефтриаксона (500 мг/ мл) отмечалась стимуляция частоты и амплитуды сокращений на 12,1 и 2% соответственно.
Тонус интактных лимфангионов при действии низких концентраций не изменялся или незначительно снижался (на 0,1-0,15 мН). Дальнейшее увеличение концентрации цефтриаксона (до 100 мг/мл) приводило к уменьшению тонуса на 0,2 мН. При использовании максимальной для данного исследования концентрации цефтриаксона (500 мг/ мл) тонус миоцитов интактных лимфангионов увеличивался на 0,1 мН, оставаясь, однако, ниже тонуса при воздействии всех предыдущих концентраций антибиотика.
Влияние цефтриаксона на сократительную активность и тонус лимфангионов на фоне 24-часового перитонита. Другая серия экспериментов (п = 8) была посвящена исследованию влияния цефтриаксона на сократительную активность лимфангионов в условиях 24-часового перитонита. На фоне суточного перитонита отмечалось уменьшение параметров спонтанной фазной активности лимфангионов: частота фазной активности была снижена по сравнению с частотой интактных сосудов на 4,5%. Амплитуда сокращений лимфатического сосуда при этом была меньше таковой в интактных сосудах на 2,7%. Действие низких концентраций цефтриаксона на моторику лимфанги-она в условиях суточного перитонита носило двухфазный характер. Стимулирующее моторику влияние антибиотика проявлялось только при использовании цефтриаксона в концентрации 0,008 мг/мл и характеризовалось повышением частоты фазной актив-
ности на 5,6%. Дальнейшее увеличение концентрации антибиотика (до 0,024 мг/мл) приводило к угнетению моторики: частота фазной активности уменьшалась на 7,6% от исходной. Амплитуда же при использовании низких концентраций цефтриаксона (0,008-0,024 мг/мл) была выше исходной на 7,9-3,2% соответственно. В лимфангионах после суточного перитонита при использовании высоких концентраций цефтриаксона значения параметров сократительной активности уменьшались. Максимальное снижение частоты и амплитуды наблюдалось при действии цефтриаксона в концентрации 50 мг/мл и составило 77,9% и 95,4% от исходного значения соответственно.
В условиях экспериментального перитонита тоническая активность миоцитов возрастала на всем диапазоне исследуемых концентраций цефтриаксона и превышала исходную на 0,1-0,5 мН к концу эксперимента.
Обсуждение результатов. Проведенное экспериментальное исследование показало, что амикацин и цефтриаксон обладают существенным влиянием на спонтанную активность лимфатических сосудов как в интактном состоянии, так и на фоне суточного перитонита.
В условиях экспериментального перитонита чувствительность миоцитов лимфан-гионов к действию низких концентраций амикацина снижена по сравнению с интакт-ными сосудами. В диапазоне низких концентраций у интактных животных проявлялись преимущественно стимулирующие реакции, высокие концентрации обладали выраженным тормозным влиянием на фазную активность, при этом тонус сосудов значительно возрастал. Несмотря на это, полностью фазная активность не прекращалась даже при использовании амикацина в концентрации 250 мг/мл.
В лимфатических сосудах животных с 24-часовым перитонитом отмечалось преимущественно стимулирующее фазную активность влияние антибиотика, причем выраженность реактивности лимфатических сосудов на действие амикацина была больше, чем у интактных животных. В диапазоне высоких концентраций амикацина в этих условиях отмечалось некоторое снижение тонуса, что в сочетании со стимулирующим эффектом антибиотика на фазную активность может приводить к увеличению лимфо-тока.
Суммарное влияние цефтриаксона на лимфатические сосуды в диапазоне низких концентраций антибиотика у интактных животных носило стимулирующий характер (при более слабом угнетении частоты отмечалась более выраженная стимуляция амплитуды сокращений), высокие концентрации обладали выраженным тормозным влиянием на фазную активность, за исключением максимальной концентрации цеф-триаксона (500 мг/мл), при использовании которой отмечалось повышение как частоты, так и амплитуды сокращений. При этом тонус сосудов оставался ниже такового на фоне предшествующих концентраций.
В лимфатических сосудах животных с 24-часовым перитонитом стимулирующее влияние низких концентраций было незначительным и сменялось более значительным угнетением сократительной активности на фоне использования всего диапазона высоких концентраций антибиотика. Однако угнетение параметров сократительной активности было несколько менее выраженным по сравнению с интактными сосудами.
Установленное существенное различие в действии исследованных антибиотиков на моторику лимфатических сосудов дает возможность использовать дифференцированный подход к выбору способа введения препарата при лечении пациентов с перитонитом.
В наших экспериментах с воспалением, как и в публикациях на эту тему других авторов [10], показано угнетение моторики лимфатических сосудов на фоне перитонита по сравнению с интактными лимфатическими сосудами.
Выраженная стимуляция амикацином сократительной активности лимфатических сосудов на фоне воспаления способствует насыщению регионарного лимфатического русла антибиотиком, а также дает возможность ускорить санацию патологического очага. Полученные данные позволяют предположить, что регионарное лим-фотропное введение в дупликатуры брюшины раствора амикацина в концентрации 50 мг/мл может являться более эффективным в сравнении с лимфотропным введением препарата в нижнюю конечность, поскольку используемая в последнем случае высокая концентрация амикацина (250 мг/мл) тормозит моторику интактных сосудов. Иными словами, при лечении перитонита лимфотропное введение амикацина в нижнюю конечность не оправдано с позиций эксперимента.
Что же касается цефтриаксона, значительное угнетение сократительной активности лимфатических сосудов при использовании этого антибиотика в концентрациях 50 и 100 мг/мл на фоне воспаления может усугубить имеющиеся при воспалении местные нарушения лимфообращения и тем самым замедлить санацию патологического очага. Поэтому применение цефтриаксона для лимфотропного введения в дупликатуры брюшины представляется нецелесообразным. Лимфотропное введение его в нижнюю конечность для лечения острых абдоминальных хирургических заболеваний может быть оправдано, учитывая стимулирующее влияние раствора цефтриаксона 500 мг/мл на сократительную активность интактных лимфатических сосудов. Стимулирующее влияние антибиотика на интактные сосуды улучшает их транспортную функцию и способствует ускорению насыщения лимфы цефтриаксоном. Иными словами, при лечении перитонита лимфотропное введение цефтриаксона в нижнюю конечность оправдано с позиций эксперимента.
Проведенное нами экспериментальное исследование выявило существенные различия во влиянии амикацина и цефтриаксона на моторику как интактных лимфатических сосудов, так и сосудов на фоне воспаления. Полученные результаты позволяют обосновать дифференцированный подход к использованию данных лекарственных средств при их лимфотропном и эндолимфатическом введении для лечения пациентов с интраабдоминальными хирургическими инфекциями.
Литература
1. Ефименко Н. А., Яковлев С. В. Современный взгляд на антибактериальную терапию ин-траабдоминальных инфекций // Consilium Medicum. 2004. Т. 6. № 1. С. 23-26.
2. Хирургические инфекции: руководство / под ред. И. А. Ерюхина, Б. Р. Гельфанда, С. А. Шляпникова. СПб.: Питер, 2003. 864 с. (Сер. «Спутник врача»).
3. Перитонит: практическое руководство / под ред. В. С. Савельева, Б. Р. Гельфанда, М. И. Филимонова. М.: Литтерра, 2006. 208 с.
4. Панченков Р. Т., Выренков Ю. Е., Ярема И. В., Щербакова Э. Г Эндолимфатическая анти-биотикотерапия. М.: Медицина, 1984. 240 с.
5. Актуальные проблемы лимфологии и ангиологии / под ред. Ю. Е. Выренкова, В. М. Клебанова. М.: Медицина, 1981. 112 с.
6. Зубарев П. Н., Синенченко Г. И., Курыгин А. А. Эндолимфатическая и лимфотропная лекарственная терапия в абдоминальной хирургии. М.: Фолиант, 2005. 224 с.
7. Панченков Р. Т., Ярема И. В., Сильманович Н. Н. Лимфостимуляция. М.: Медицина, 1986. 240 с.
8. Поташов Л. В., Бубнова Н. А., Орлов Р. С., Борисов А. В., Борисова Р. П., Петров С. В. Хирургическая лимфология. СПб.: Изд-во СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2002. 273 с.
9. Данилова Б. С. Брюшной диализ при разлитом гнойном перитоните. М.: Медицина, 1974. 159 с.
10. Миннебаев М. М., Мухутдинова Ф. И., Тагирова Д. Р. и др. Современные представления о функционировании лимфатической системы в норме и патологии // Казанский медицинский журнал. 2006. Т. 87. № 1. С. 43-47.
Статья поступила в редакцию 1 июня 2011 г.
