CC BY
133
УДК 612.423+617.089
Вестник СПбГУ. Сер. 11. 2013. Вып. 2
H. А. Бубнова, М. В. Семак, Р. П. Борисова, М. А. Шатиль, Р. В. Тоне
ВЫБОР АНТИБИОТИКА ДЛЯ ЛИМФОТРОПНОГО ВВЕДЕНИЯ ПРИ ХРОНИЧЕСКОМ ПОСЛЕОПЕРАЦИОННОМ ОСТЕОМИЕЛИТЕ КОНЕЧНОСТЕЙ
Благополучие тканей организма определяется поддержанием констант гомеостаза в интерстициальной жидкости. Это, в свою очередь, зависит от путей оттока, т. е. от состоятельности венозных и лимфатических сосудов. Согласно современным представлениям, первичной причиной движения лимфы в организме являются сокращения функциональных единиц лимфатических сосудов — лимфангионов. Насосная функция многочисленных лимфангионов обеспечивает активный транспорт лимфы внутри лимфатической системы в центральном направлении. Показано также, что гладкая мускулатура лимфатических узлов тоже обеспечивает их ритмичное сокращение и участие в активном транспорте лимфы [1, 2].
Многочисленными исследованиями физиологов установлено, что многие лекарственные препараты оказывают стимулирующее либо тормозное влияние на сократительную активность лимфангионов, а значит, могут влиять на функцию транспорта лимфы. Стимулирующим действием обладают серотонин, тиреолиберин, интерлейкин
I, интерлейкин 2, диосмин и другие препараты, тормозным в той или иной степени — все антибиотики и их растворители (физиологический раствор, растворы новокаина и лидокаина) [2-5]. Влияние лекарственных средств, в частности антибиотиков, на моторику лимфатических сосудов широко используется в клинической практике благодаря применению эндолимфатического и лимфотропного введения препаратов [4, 6, 7]. Так, при острых заболеваниях брюшной полости требуется лимфостимулирую-щий эффект и антибиотики применяют совместно с препаратами, оказывающими это действие. При различных воспалительных заболеваниях, в случае введения препарата в непосредственной близости от места локализации патологического процесса целесообразно применение антибиотиков, максимально тормозящих моторику сосудов, для создания временного фармакологического блока лимфотока, что приводит к более длительному нахождению антибактериального препарата в очаге воспаления [4, 6, 7].
Кроме того, в предыдущих исследованиях действия препаратов на гладкие мышцы вен и лимфатических сосудов крыс установлено, что реакция этих мышечных групп однонаправлена, т. е. можно ожидать, что при тормозном действии антибиотиков по-
Бубнова Наталья Алексеевна — д-р мед. наук, профессор, Санкт-Петербургский государственный университет; e-mail: [email protected]
Семак Мария Владимировна — аспирант, Санкт-Петербургский государственный университет; e-mail: [email protected]
Борисова Римма Павловна — д-р мед. наук, профессор, Северо-Западный медицинский университет им. И. И. Мечникова; e-mail: [email protected]
Шатиль Михаил Александрович — врач-хирург высшей категории, заведующий гнойно-септическим отделением СПбГУЗ Городской больницы Святого Великомученика Георгия; e-mail: shatil57@ mail.ru
Тоне Рута Владимировна — ассистент, Санкт-Петербургский государственный медицинский университет им. акад. И. П. Павлова; e-mail: [email protected]
© Н. А. Бубнова, М. В. Семак, Р. П. Борисова, М. А. Шатиль, Р. В. Тоне, 2013
мимо блока лимфотока может возникнуть снижение тонуса венозной стенки и несостоятельность венозных клапанов. Это может спровоцировать развитие лимфовеноз-ной недостаточности. В связи с этим перед эндолимфатическим введением любого антибактериального препарата важно исследовать его влияние на функцию гладких мышц как лимфатического, так и венозного русла, а также выявить обратимость этого влияния. Это позволит не только рационально использовать оба свойства антибиотика (антибактериальное и регуляторное), в зависимости от клинической ситуации и необходимого эффекта, но и убедиться в безопасности его применения.
Для прямого и непрямого (лимфотропного) эндолимфатического введения традиционно используется группа антибиотиков, действие которых хорошо изучено во всех упомянутых аспектах. Известно, что из исследованных антибактериальных препаратов минимальным тормозным действием обладают пенициллин и ампициллин, максимальным — гентамицин. Выяснено действие и других антибактериальных препаратов — клафорана, линкомицина и канамицина [6, 8]. Также была доказана безопасность применения всех, за исключением последнего, препаратов.
Проблема послеоперационного остеомиелита является на сегодняшний день крайне актуальной для России. Так, в работе С. А. Линника и соавт. говорится: «Если в 60-е годы ХХ века доля послеоперационного остеомиелита в структуре заболевания составляла 5-15%, то в 2010 году — 30-40%» [8]. Данную тенденцию можно объяснить резко возросшей популярностью оперативного лечения пациентов травматологических отделений. Социальная значимость проблемы вытекает из того, что страдает этим заболеванием наиболее работоспособная часть населения, при этом более половины из них признаются инвалидами и находятся на государственном обеспечении. Эндолимфатическая антибактериальная терапия как прямым, так и не прямым способом с успехом применяется в лечении таких больных [2]. К сожалению, устойчивость микроорганизмов, являющихся основными возбудителями данного заболевания, в настоящее время довольно высока и с каждым годом продолжает расти. Так, например, устойчивость золотистого стафилококка к гентамицину в России за последние десять лет выросла с 30,6% до 53,2% [9]. В связи с этим возникла необходимость применения новых, современных препаратов, чувствительность к которым возбудителей остается высокой. Среди прочих к таким препаратам можно отнести ампициллин/сульбактам, цефоперазон/сульбактам и тиенам. Экспериментальные исследования влияния этих препаратов на гладкомышечные клетки лимфатических и венозных сосудов ранее не проводились. Данных об их использовании при проведении эндолимфатической или лимфотропной антибактериальной терапии в доступной литературе нет.
Материалы и методы исследования. Исследуемые объекты представляли собой участок портальной вены и переднего брыжеечного лимфатического сосуда белой крысы, длиной 8-10 мм. Объект фиксировался в камере с оксигенированным термостатированным проточным раствором Кребса (1 = 37,1-37,2 С°, рН 7,3). Регистрация сократительной активности осуществлялась с использованием механоэлектрического преобразователя 6МХ1С и самописца Н3031-8. Тестируемый препарат вводился в камеру при сохранении стабильной температуры и скорости протока. Использовались разведенные в растворе Кребса антибактериальные препараты в трех концентрациях, соответствующих их минимальной подавляющей концентрации (МПК) для большинства возбудителей, а также концентрация, соответствующая минимальной и максимальной разовой дозе препарата. Перед воздействием антибиотика оценивалась
фоновая тоническая и фазная сократительная активность объекта при омывании его чистым раствором Кребса. Далее для каждого воздействия антибиотика фиксировались среднее значение амплитуды и частоты фазных колебаний объекта. Затем высчи-тывалась интенсивность функционирования системы (ИФС) по следующей формуле:
ИФС = V х Аср,
где V — частота фазных колебаний объекта в минуту; Аср — средняя амплитуда фазных колебаний объекта.
Результаты оценивались на 5-й и 15-й минуте воздействия антибиотика. По изменению ИФС делались выводы об изменении сократительной активности объектов.
Результаты и обсуждение. Всего было произведено по 45 воздействий на 15 лимфатических и 15 венозных сосудов. Установлено, что все три препарата в таких концентрациях оказывают существенное влияние на фазную сократительную активность как лимфангиона, так и портальной вены крысы. Характер реакции зависит от концентрации препарата.
В опытах с ампициллин/сульбактамом препарат использовался в концентрации 0,5 мкг/мл, 50 мг/мл и 200 мг/мл. При воздействии на лимфатический сосуд в минимальной концентрации, на 5 минуте воздействия регистрировалось увеличение частоты и амплитуды фазных сокращений, существенного влияния на тоническую сократительную активность не отмечалось. В результате, ИФС возрастала на 40±6,5% и соответственно составляла 140±6,5% от фоновой. На 15-й минуте воздействия в большинстве экспериментов существенных отличий от 5-й минуты не наблюдалось, за исключением двух эпизодов, когда наступал незначительный тормозной эффект. При этом ИФС снижалась до 90% от фоновой. Использование в опыте ампициллин/ сульбактама в более высокой концентрации (50 мг/мл) оказывало однозначно тормозное воздействие на фазную сократительную активность лимфатического сосуда во всех опытах (рис. 1). При этом уже на 5-й минуте наблюдалось уменьшение ИФС на 80,1±2,4% от исходного значения. Этот же результат сохранялся и на 15-й минуте воздействия. Существенное влияние на тоническую сократительную активность сосуда также не отмечалось. В опытах с ампициллин/сульбактамом в концентрации 200 мг/мл в 100% случаев отмечалось полное прекращение фазной активности лимфатического сосуда, то есть снижение ИФС до 0. При этом тоническая сократительная активность также не изменялась (рис. 2). Во всех опытах данный эффект отмечался уже на 5-й минуте воздействия и соответственно сохранялся на 15-й минуте. Воздействие антибиотика во всех трех концентрациях было обратимым. Фазная сократительная активность лимфатического сосуда полностью восстанавливалась при отмывании сосуда раствором Кребса в течение 15-25 минут.
При воздействии на портальную вену раствором ампициллин/сульбактама в концентрации 0,5 мкг/мл ИФС уменьшалась на 26±2,8%, составив 74,6±2,8% от изначальной. При этом преимущественно уменьшалась амплитуда фазных сокращений вены, при практически неизменной частоте сокращений. Данный результат регистрировался уже на 5-й минуте воздействия и был аналогичным на 15-й минуте воздействия. При возрастании концентрации раствора до 50 мг/мл результат существенно не отличался от полученного в опытах с малой концентрацией. ИФС на 5-й и 15-й минуте воздействия препарата составила 70,4±1,9% от изначальной, уменьшившись, соответственно, на
р-р Кребса ампициллин/сульбактам
Рис. 1. Воздействие ампициллин/сульбактама в концентрации 50 мг/мл на сократительную активность лимфатического сосуда крысы
Рис. 2. Воздействие ампициллин/сульбактама в концентрации 200 мг/мл на сократительную активность лимфатического сосуда крысы
29,6±1,9%. При этом также преимущественно отмечалось уменьшение амплитуды сокращений (рис. 3). Использование в опыте ампициллин/сульбактама в концентрации 200 мг/мл также приводило к торможению сократительной активности объекта, и на 5-й минуте воздействия составила 50,2±2,3% от изначальной величины. Этот же результат сохранялся и на 15-й минуте воздействия. При этом в опытах как со средней, так и с максимальной концентрацией антибиотика, преимущественно менялась амплитуда фазных сокращений вены. Частота сокращений, как и в опытах с малой концентрацией, практически не менялась (рис. 4). Обратимость действия антибиотика также не вызывала сомнения во всех опытах. Таким образом, воздействие ампицил-лин/сульбактама на портальную вену крысы, в отличие от воздействия на лимфатический сосуд, давало однозначный тормозный эффект. Однако при этом ни в одном случае не было достигнуто полное блокирование фазной сократительной активности, как это наблюдалось в опытах с лимфатическим сосудом.
р-р Кребса ампициллин/сульбактам
Рис. 3. Воздействие ампициллин/сульбактама в концентрации 50 мг/мл на сократительную активность портальной вены крысы
Рис. 4. Воздействие ампициллин/сульбактама в концентрации 200 мг/мл на сократительную активность портальной вены крысы
В опытах с цефоперазон/сульбактамом антибиотик использовался в концентрации 16 мкг/мл, 200 мг/мл и 400 мг/мл. Воздействие антибиотика в минимальной концентрации оказывало, как и в случае с ампициллин/сульбактамом, стимулирующий эффект на лимфатический сосуд. ИФС на 5-й минуте воздействия составляла 128,4±3,1%, при этом на 15-й минуте результат был аналогичным. Частота и амплитуда фазных сокращений при этом возрастали приблизительно одинаково. Тонические сокращения оставались неизменными. При повышении концентрации препарата до 200 мг/мл во всех экспериментах наблюдалось тормозное воздействие на моторику лимфатического сосуда. ИФС на 5-й минуте воздействия составляла 32,3±4,1% от изначальной. При этом отмечалось уменьшение как амплитуды, так и частоты фазных сокращений (рис. 5). При воздействии на объект максимальной концентрации цефопе-разон/сульбактама фазная сократительная активность, как и в экспериментах с ампи-циллин/сульбактамом, к пятой минуте воздействия полностью прекращалась в 100% опытов (рис. 6). Восстановление параметров фазной активности до исходного уровня происходило после отмывания лимфатического сосуда раствором Кребса максимально в течение 20 минут в 100% случаев.
цефоперазон/сульбактам
Рис. 5. Воздействие цефоперазон/сульбактама в концентрации 200 мг/мл на сократительную активность лимфатического сосуда крысы
цефоперазон/сульбактам
Рис. 6. Воздействие цефоперазон/сульбактама в концентрации 400 мг/мл на сократительную активность лимфатического сосуда крысы
При воздействии раствора цефоперазон/сульбактама в минимальной концентрации на портальную вену крысы отмечалось умеренное снижение фазной сократительной активности объекта. ИФС на пятой минуте воздействия составляла 73,4±3,4% от изначальной. При этом наблюдалось уменьшение амплитуды колебаний при практически сохранившейся частоте сокращений. На пятнадцатой минуте воздействия результат был аналогичным. При воздействии на объект антибиотика в концентрации 200 мг/мл наблюдалось дальнейшее подавление его фазной сократительной активности (рис. 7). На пятой минуте воздействия ИФС составила 69,8±3,4% и сохранялась такой же на пятнадцатой минуте воздействия. При этом наблюдалось дальнейшее уменьшение амплитуды колебаний, тогда как частота колебаний уменьшалась незначительно. При нарастании концентрации препарата до максимальной наблюдалось еще более выраженное подавление фазной сократительной активности вены (рис. 8). ИФС на пятой минуте воздействия составляла 51,6±2,7% от изначальной. Данный результат сохранялся и на пятнадцатой минуте. Ни в одном из опытов не наблюдалось полного подавления фазной активности объекта.
Рис. 7. Воздействие цефоперазон/сульбактама в концентрации 200 мг/мл на сократительную активность вены
р-р Кребса цефоперазон/сульбактам
Рис. 8. Воздействие цефоперазон/сульбактама в концентрации 400 мг/мл на сократительную активность вены
В опытах с тиенамом препарат применялся в концентрации 4 мкг/мл, 50 мг/мл и 200 мг/мл. При воздействии на лимфатический сосуд крысы раствора антибиотика в минимальной концентрации, во всех опытах, в отличие от остальных препаратов, наблюдалось однозначное тормозное воздействие на моторику объекта. ИФС на пя-
той минуте воздействия снижалась до 74,6±3,2% от изначальной. При этом отмечалось умеренное уменьшение как амплитуды, так и частоты фазных сокращений сосуда. При возрастании концентрации до 50 мг/мл наблюдалось дальнейшее снижение сократительной активности объекта. При этом также уменьшались как амплитуда, так и частота фазных сокращений (рис. 9). ИФС на пятой минуте воздействия составляла 19,2±1,8% от изначальной и сохранялась на том же уровне на пятнадцатой минуте. При воздействии максимальной концентрации антибиотика к пятой минуте воздействия наблюдалась полная блокада фазной сократительной активности объекта (рис. 10).
р-р Кребса тиенам
Рис. 9. Воздействие тиенама в концентрации 50 мг/мл на сократительную активность лимфатического сосуда крысы
Рис. 10. Воздействие тиенама в концентрации 200 мг/мл на сократительную активность лимфатического сосуда крысы
При воздействии раствора тиенама в минимальной концентрации на портальную вену крысы отмечалось умеренное снижение сократительной активности объекта. ИФС на пятой минуте воздействия составила 84,8±1,6% от изначальной. На 15-й минуте воздействия результат был аналогичным. При этом, как и во всех остальных опытах, результат был обратимым. Снижение ИФС наступало преимущественно за счет снижения частоты фазных сокращений вены. При нарастании концентрации до 50 мг/мл
сократительная активность вены продолжала уменьшаться, однако не так выражен-но, как в опытах с другими антибиотиками. ИФС на пятой минуте воздействия составляла 80,1±2,1% от изначальной. Отмечалось также преимущественное снижение частоты сокращений объекта. Амплитуда уменьшалась незначительно (рис. 11). При воздействии на объект раствора максимальной концентрации препарата отмечалось более выраженное угнетение сократительной активности вены. ИФС на пятой минуте уменьшалась до 61,1±2,3% от изначальной величины и сохранялась такой же на пятнадцатой минуте воздействия. При этом в равной мере уменьшались как амплитуда, так и частота сокращений (рис. 12). Сократительная активность также полностью восстанавливалась после 6-8 минут отмывания объекта раствором Кребса.
р-р Кребса тиенам
Рис. 11. Воздействие тиенама в концентрации 50 мг/мл на сократительную активность портальной вены крысы
I
Рис. 12. Воздействие тиенама в концентрации 200 мг/мл на сократительную активность портальной вены крысы
Таким образом, все три препарата вызывали дозазависимое торможение фазной активности изолированной портальной вены, однако ни в одном случае воздействие препарата не приводило к полной блокаде фазной активности объекта. Действие тие-нама было несколько менее выраженным при использовании максимальных концентраций препаратов. Следует подчеркнуть, что вызванные реакции были обратимы во всех случаях.
Воздействие ампициллин/сульбактама и цефоперазон/сульбактама на лимфатический сосуд давало двухфазный эффект: действие малых концентраций стимулировало сократительную активность сосуда, повышение концентрации вызывало подавление
активности. Воздействие же тиенама во всех трех концентрациях вызывало исключительно тормозный эффект. При этом вызванные реакции также были обратимы. Восстановление параметров фазной активности до исходного уровня возникало после отмывания лимфатического сосуда максимально в течение 25 минут раствором Кребса.
Полученные в исследовании результаты показали, что все три антибиотика, как и все ранее исследованные препараты, оказывают в основном тормозное действие на сократительную активность гладкой мускулатуры как венозных, так и лимфатических сосудов. При этом действие препаратов было обратимым во всех опытах, что свидетельствует об отсутствии токсического действия использованных концентраций на объекты исследования. Учитывая выраженное тормозное влияние данных антибиотиков на моторику лимфангионов при воздействии концентраций, соответствующих их терапевтической дозе, данные препараты, в целом, можно использовать при проведении эндолимфатической и лимфотропной антибактериальной терапии. В том числе, учитывая активность препаратов в отношении большинства основных возбудителей, для лечения хронического послеоперационного остеомиелита конечностей. Применение любого из трех препаратов позволит создать временный фармакологический блок сократительной активности лимфатических сосудов с целью депонирования антибиотика в лимфатическом русле. Однако тормозное действие на сократительную активность вены требует осторожности при использовании препаратов у больных с выраженной венозной недостаточностью.
Таким образом, экспериментально установлено, что ампициллин/сульбактам, це-фоперазон/сульбактам и тиенам существенно подавляют моторику сократительного аппарата лимфатических сосудов и вены и, следовательно, замедляют транспорт лимфы и крови, что позволяет использовать их для лечения местных гнойных заболеваний путем его эндолимфатического и лимфотропного введения. Это обеспечивает их депонирование в лимфатической системе и пролонгированный эффект.
Тормозное воздействие препаратов быстро купируется при отмывании раствором Кребса, следовательно, обратимо. Это указывает на безопасность их эндолимфатиче-ского или лимфотропного применения.
Учитывая выраженное тормозное действие препаратов на моторику венозных сосудов, данные препараты рекомендуется с осторожностью применять для лечения пациентов с выраженной лимфовенозной недостаточностью, в случае необходимости введения препарата в пораженную конечность для купирования воспалительного процесса.
Учитывая одинаковые результаты воздействия препаратов на сократительную активность лимфангиона, любой из них может использоваться для лимфотропного введения пациентам с хроническим послеоперационным остеомиелитом конечностей.
Литература
1. Орлов Р. С., Борисов А. В., Борисова Р. П. Лимфатические сосуды. Структура и механизмы сократительной активности. Л.: Наука, 1983. 254 с.
2. Поташов Л. В., Бубнова Н. А., Орлов Р. С. и др. Хирургическая лимфология. СПб.: СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2002.
3. Андреевская М. В., Гашев А. А. Влияние антибиотиков и их растворителей на насосную функцию лимфангионов // Лимфангион (теория и практика). СПб., 1995.
4. Хафизьянова Р. Х., Мухутдинов Д. А. Фармакологическая регуляция функций лимфатической системы // Новгородский медицинский журнал. 2006. № 4. С. 74-81.
5. Егорова А. А., Авраменко Е. А., Петухов С. Г. Влияние серотонина на лимфатические сосуды белой крысы. Роль эндотелия // Регионарное кровообращение и микроциркуляция. 2011. № 1. С. 79-82.
6. Левин Ю. М. От лимфологии теоретической к лимфологии общеклинической // Бюлл. СО РАМН. 2001. Т. 102(4). С. 17-24.
7. Чилингиров Р. Х., Лескин Г. С., Юновидова Л. И. Перспективы применения лимфотропной терапии в практической медицине // Альманах клинической медицины. 2000. Т. 3. С. 241-249.
8. Линник С. А., Ромашов П. П., Салдун Г. П. и др. Хронический остеомиелит: клиника, диагностика, лечение // Всероссийский форум «Пироговская хирургическая неделя» — 2010.
9. Dekhnich A. et al. Susceptibility of Staphylococcus aureus nosocomial isolates in Russia: five year trends // Clinical microbiology and infection. May. 2009. Vol. 15, Is. 4. P. 286.
Статья поступила в редакцию 19 февраля 2013 г.
