Автореферат и диссертация по медицине (14.00.41) на тему:Использование препарата "перфторан" для повышения противоишемической резистентности альвеолярно-капиллярного барьера при трансплантации легких

МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РФ

НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ТРАНСПЛАНТОЛОГИИ И ИСКУССТВЕННЫХ ОРГАНОВ

На правах рукописи

КРАПИВСКИЙ АЛЕКСАНДР ЯКОВЛЕВИЧ

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПРЕПАРАТА "ПЕРФТОРАН" ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ПРОТИВОИШЕМИЧЕСКОЙ РЕЗИСТЕНТНОСТИ АЛЬВЕОЛЯРНО-КАПИЛЛЯРНОГО БАРЬЕРА

ПРИ ТРАНСПЛАНТАЦИИ ЛЕГКИХ (экспериментально-клиннческое исследование)

14.00.41 - трансплантология и искусственные органы 14.00.27 - хирургия

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук.

МОСКВА - 1999г.

Работа выполнена в Научно-исследовательском институте трансплантологии и искусственных органов МЗ РФ

Научные руководители:

- доктор медицинских наук, профессор Н. А. Онищенко

- доктор медицинских наук, Р. Ш. Саитгареев Официальные оппоненты:

Доктор медицинских наук, профессор А. А. Вишневский Доктор медицинских наук Е. И. Рябоштанова

Ведущее учреждение: Российский научный центр хирургии РАМН

Защита состоится 25 октября 1999 года в 14-00 часов на заседании Диссертационного совета Д.074.34.01 при Научно-исследовательском институте трансплантологии и искусственных органов Минздрава Российской Федерации по адресу: 123182, Москва, ул. Щукинская, д. 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке НИИ трансплантологии и искусственных органов МЗ РФ.

Автореферат диссертации разослан "ДЗ 1999 года.

Ученый секретарь Диссертационного совета

кандидат медицинских наук Е.А. Селезнева

пя.ьчс .и-

ВВЕДЕНИЕ.

Актуальность проблемы.

Трансплантация органов признана наиболее эффективным методом лечения необратимого повреждения жизненно важных органов. Эта область медицины успешно развивается во всем мире, особенно в экономически развитых странах.

Анализ данных Международного регистрационного центра подтверждает продолжающийся неуклонный рост ежегодно выполняемых трансплантаций. Так к 1980 году всего в мире было выполнено 4 761 трансплантация органов, к 1986 г. - 11 268, к концу 1992 года - уже свыше 300 ООО трансплантаций [Santibanes J., 1993]; к началу 1995 года в мире уже выполнено только 32 ООО трансплантаций комплекса сердце-легкие [Денисов В.К., 1995].

По данным Регистра международного общества по сердечно-легочной трансплантации на 07.02.1998 г. в мире уже было выполнено 2 428 трансплантаций сердечно-легочного комплекса, 4 777 трансплантаций одного легкого, 3 278 трансплантаций обоих легких [Hosenpud J.D., 1998].

Существенно улучшились и результаты этих операций, благодаря внедрению в клиническую практику новых типов консервирующих растворов [Beizer S., 1988], новых более эффективных иммуносупрессантов, а также новых схем иммуносупрессии.

В результате 1 -годичная выживаемость трансплантатов легкого возросла до 75% [Wilke S., 1990] и 69 % [Patterson J., 1992], сердечно-легочного комплекса - 60 % [Kirklin С., 1988]. Высокая терапевтическая эффективность пересадок органов выражается не только в том, что эти операции спасают жизнь больных, но и в том, что значительно улучшается качество их жизни, а также оказывается возможной клиническая и даже социальная реабилитация реципиентов.

Между тем, дальнейший рост выполняемых трансплантаций во всем мире сдерживается ограниченным количеством донорского материала, который может быть использован для пересадки [Alagillc С., 1989; Persijn R., Cohen S., 1991; Beasley A., 1995]. В настоящее время дефицит донорских органов не только сохраняется, но даже увеличивается в связи с расширением показаний к различным видам трансплантаций. Это находит свое отражение в увеличивающихся из года в год листах ожидания [Fiatmark D., 1990; West R., 1991; Caplan A.L., 1994], а также в сохраняющемся высоком проценте больных, погибающих в период ожидания трансплантации [Raia С., 1989; Gordon R., 1991; Chant Т., Muhebacher S., 1990].

Ожидание трансплантатов легких особенно драматично для этих реципиентов, поскольку подобная задержка ведет к смерти примерно 20-25% реципиентов, включенных в лист ожидания [Graham Т., 1992; Callender А., 1995]. Существующий дефицит обеспечения трансплантационных центров трансплантатами легких особенно трудно преодолим.

Это побуждает к дальнейшему совершенствованию организации работы службы по заготовке этих органов [Мойсюк Я.Г., 1992; Тарабарко Н.В., 1997], а 1акже к продолжению работ по преодолению тех нерешенных биологических проблем, с которыми приходится сталкиваться при заготовке этих органов.

Необходимость немедленного включения функции легких в полном объеме после ортотопической трансплантации диктует допустимость использования лишь коротких сроков холодовой консервации этих органов, что осложняет, а чаще исключает дистанционный забор трансплантатов легких, то есть снижает пул заготавливаемых органов. Высокие требования к качеству пересаживаемых органов исключают возможность использования так называемых субоптимальных доноров, которые явились существенным резервом трансплантатов почек и поджелудочной железы [Тарабарко Н.В., 1997].

При трансплантации легких и сердечно-легочного комплекса исключается возможность использования живых родственных доноров, которые являются существенным донорским резервом при трансплантации почек, при трансплантации доли или сегмента печени, сегмента поджелудочной железы [Горяйнов В.А., 1991; Kai J., 1995; Haberai М„ 1995; Gawad К.А., 1995; Master Т., 1994; Yamaoka Y„ 1991; Koichi L„ 1995; Morimoto Т., 1994; Gruessner R.W.G., 1995].

Это означает, что необходимо продолжать поиск путей и средств решения важнейших биологических проблем трансплантологии, а именно путей повышения качества противоишемической защиты органов, в том числе трансплантатов легких, как наиболее чувствительных к повреждающему действию ишемии.

Ставя своей целью расширить возможности получения пригодного для трансплантации донорского материала (трансплантатов легких), а также повысить качество пересаживаемых органов (снизить частоту развития несостоятельности трансплантата в раннем посттрансплантационном периоде), мы в своей работе основное внимание уделяли изучению противоишемической защиты легких с помощью отечественного препарата Перфторан.

Этот препарат относится к новому классу противоишемических препаратов, ему присущи одновременно кислородтранспортные, мембран стабилизирующие и антиоксидантные свойства и он был успешно применен при

трансплантации почек [Онищенко H.A. и др., 1989, 1990; Тарабарко Н.В., 1997]. Между тем, препарат Перфторан не применялся в качестве противо-ишемического препарата при трансплантации легких, причем оказалась полностью не изученной его способность защищать сосудистый эндотелий и эпителиальную выстилку альвеол легочной ткани, от целостности которых в значительной степени зависит гюсттрансплантационная функция органа и сроки его функционирования.

В настоящей работе представлены результаты экспериментального исследования эффективности применения препарата Перфторан для противо-ишемической защиты легких при трансплантации. Изучена выраженность индукции противоишемической резистентности в легких при использовании Перфторана на различных этапах трансплантации: в организме донора, на этапе консервации и в реперфузионном периоде. При оценке противоишеми-ческих свойств Перфторана опирались на результаты функционального, морфологического и биохимического контроля состояния паренхимы органа, а также на результаты исследования состояния сосудистого эндотелия. Работа выполнялась в соответствии с планом НИР НИИТиИО МЗ РФ.

Цель исследования: обосновать целесообразность использования препарата Перфторан для улучшения качества функционирования легочного трансплантата в раннем посттрансплантационном периоде путем проведения комплексной оценки физиологического, биохимического и морфологического состояния этого органа на этапе реперфузии.

Для достижения поставленной цели нами были сформулированы следующие задачи исследования:

1. Отработать и применить в опытах на собаках технику изъятия и ор-тотопической аллотрансплантации правого легкого.

2. Изучить выраженность противоишемической защиты альвеолярно-капиллярных мембран легочной ткани Перфтораном при однократном применении на различных этапах трансплантации: предварительно в организме донора, в качестве консервирующего раствора на этапе бесперфузионной консервации; в организме реципиента на этапе реперфузии.

3. Установить способность Перфторана повышать противоишемиче-скую резистентность сосудистого эндотелия и гранулоцитов крови, протекающей через трансплантат, участвующих в формировании клинических эффектов профилактики реперфузионного повреждения трансплантата.

4. В хронических опытах на крысах создать модель острой ишемии органа (почка) для изучения целесообразности многократного введения Пер-

фторана в реперфузионном периоде, для ускорения восстановительных процессов в ишемизированном трансплантате.

5. Определить условия, способствующие оптимизации защитных свойств Перфторана на ишемически поврежденные органы, в реперфузионном периоде.

Научная новизна работы.

Впервые проведена комплексная оценка формирования противоише-мической резистентности легких с помощью отечественного препарата Пер-фторан на различных этапах трансплантации. Показано, что препарат повышает противоишемическую резистентность альвеолярно-капиллярного барьера легочной ткани при введении его в организм донора, но особенно выражено его защитное действие при введении в организм реципиента уже на фоне предсуществующего ишемического повреждения трансплантата.

Установлено, что защитное действие Перфторана на альвеолярный компонент альвеолярно-капиллярной мембраны выражается в сохранении пневмоцитов I и, особенно, II типов, что указывает на сохранение сурфак-тантной системы легочной ткани. Защитное действие Перфторана на капиллярный компонент мембраны выражается в сохранении непрерывности и двигательной активности эндотелиальной выстилки. Также установлен защитный эффект Перфторана в отношении интерстициального компонента альвеолярно-капиллярного барьера, который выражается в снижении его отека, сохранении базальных пластинок пневмоцитов и эндотелиоцитов, в предотвращении диапедеза эритроцитов и в снижении активности тканевых макрофагов.

Показано, что использование Перфторана в качестве консервирующего раствора на этапе консервации легкого - усиливает деструктивные изменения в альвеолярно-капиллярных мембранах легочной ткани и это сопровождается более выраженным нарушением газообмена и биомеханики легочного трансплантата. .

Установлено, что многократное введение Перфторана в реперфузионном периоде снижает выраженность и сокращает сроки реперфузионного повреждения органа (исследование проведено на модели острой ишемии почки). Клинически это выражалось снижением летальности среди оперированных животных с 75% до 40%, а также более быстрым темпом нормализации азотовыделительной функции ишемизированной почки (к 10 дню вместо 2030 суток в контроле).

Показано, что Псрфторан оказывает защитное действие путем стабилизации сосудистого эндотелия и гранулоцитов крови, что ослабляет их участие в развитии реперфузионного повреждения.

Высказано предположение, что применение Перфторана без одновременной ингаляции газовых смесей с повышенным содержанием кислорода может привести в реперфузионном периоде к резкому усилению острой адаптивной реакции организма на его введение, особенно в тяжело ишемизи-рованном органе и усилить его реперфузионное повреждение.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ.

Работа обосновывает целесообразность использования отечественного плазмозаменителя с газотранспортными свойствами - препарата Перфторан при трансплантации органов и одновременно указывает на необходимость соблюдения ряда условий для более полной реализации его положительных эффектов. Показано, что Перфторан оказывает наиболее выраженный защитный эффект при наличии признаков ишемического повреждения в органе и поэтому наиболее обосновано его вводить в реперфузионном периоде, после консервации.

Для предотвращения резкого усиления острой адаптивной реакции пораженного органа на введение Перфторана (мембранотропного адаптогена, ксенобиотика) необходимо инфузию Пефторана осуществлять на фоне ингаляции газовых смесей с повышенным содержанием кислорода.

Показано, что Перфторан должен использоваться при кондиционировании субоптимальных доноров (на примере доноров почек).

АПРОБАЦИЯ ДИССЕРТАЦИИ

Материалы диссертации доложены и обсуждены на 8 Международном симпозиуме по изучению перфторуглеродных соединений в медицине и биологии "РегЯиогосагЬоп-94" в г. Пущико московской области в июне 1994 года; на 2-й конференции сердечно-сосудистых хирургов Украины в г. Киеве в сентябре 1994 года; на 1 Российском конгрессе по патофизиологии в Москве в сентябре 1996 года; на 23 Международном конгрессе физиологических исследований в Санкт-Петербурге в июне 1997 года; на Всеармейской научной конференции "Физиологически активные вещества на основе перфторугле-родов" в Санкт-Петербурге в октябре 1997 года; на Всероссийской конференции "Гипоксия: механизмы, адаптация, коррекция" в Москве в декабре 1997 года; на 10 Международном симпозиуме "Перфторуглероды в биологии и медицине" - "РегПиогосагЬоп-98" в г. Пущино Московской области в июне

1998 года; на 1 Всероссийском съезде по трансплантологии и разработке искусственных органов в Москве в марте 1998 года; на Всеармейской научной конференции "Физиологически активные вещества на основе перфторугле-родов" в Санкт-Петербурге в сентябре 1999 года.

ПУБЛИКАЦИИ

По теме диссертации опубликовано 17 научных работ из них 7 в центральной печати и 1 методические рекомендации.

ОБЪЕМ И СТРУКТУРА ДИССЕРТАЦИИ

Диссертация изложена на 224 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы (глава 1), главы, освещающей общую структуру материалов работы и методы исследований (глава 2), нескольких глав собственных исследований (главы 3, 4,), главы обсуждения полученных результатов (глава 5), заключения, выводов, практических рекомендаций и указателя литературы. Диссертация включает 48 рисунков, 15 таблиц. В списке литературы 404 источников отечественных и зарубежных авторов.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

Материал и методы исследований.

Для решения поставленных задач нами было выполнено 85 опытов на 85 животных, из которых 40 - беспородных собак обоего пола, весом 8-22 кг, и 45 - белых, беспородных крыс-самцов, весом 180-220 г. При исследовании механизмов реализации защитного действия Перфторана (ПФ) при трансплантации органов нами также было проведено наблюдение в клинике на 8 донорах почек и 8 реципиентах, получавших почки от этих доноров. Выбор собак в качестве объекта наших исследований при трансплантации легкого был обусловлен его доступностью, а также тем, что собаки являются адекватной моделью трансплантации алловитальных органов. Крысы использовались нами из-за удобства моделирования ишемического повреждения почки, для исследования целесообразности многократного введения ПФ для ускорения темпа устранения всех признаков ишемии. Общая характеристика проведенных исследований представлена в таблице 1.

Таблица 1. Общая характеристика проведенных исследований по задачам, виду и количеству используемых объектов наблюдения.

Задачи эксперимента Вид объекта Количество наблюдений

1. Исследование эффективности применения ПФ для противоишечической защиты легких при трансплантации: 1.1. Контроль - трансплантация без ПФ 1.2. Использование ПФ на этапе консервации - «в-честве консервационного раствора 1.3. Использование ПФ в организме донора 1.4. Использование ПФ в организме реципиента собаки собаки собаки собаки 10 10 10 10

2. Исследование влияния ПФ на некоторые механга-мы защиты жизненно-важных органов от реперфузь онного повреждения при ишемии и трансплантации. 2.1. Изучение роли многократных инфузий ПФ на динамику восстановительных процессов в ише.миче-ски поврежденных органах (почки) в модельных опытах с ишемическим повреждением пенки. крысы 45

2.2. Изучение состояния сосудистой стенки иэндоте-лиально-нейтрофильного взаимодействия при введении ПФ донорам почек в клинике. человеческий донорский материал 8

ВСЕГО 93 !

1 раздел работы был посвящен исследованию эффективности применения ПФ для защиты трансплантируемых легких на всех этапах этой операции: в организме донора, при консервации и на этапе реперфузии. Исследование этого вопроса потребовало выполнения 20 ортотопнческих аллотранс-Плантаций консервированного левого легкого на 40 собаках. Было выполнено

4 группы опытов, - причем в контроле (I группа опытов) ПФ не вводили, а в качестве консервирующего раствора, использовали раствор Евро-Коллинз. Консервирующий раствор вводили через ствол легочной артерии. Консервация во всех группах опытов проводилась при температуре +6-н-8°С в течение

5 часов. Контроль эффективности применения ПФ в качестве консервирующего раствора (И группа опытов), а также после его предварительного введения в организм донора (III группа опытов) и в организм реципиента на этапе реперфузии (IV группа опытов) проводили в течение 7 часов в репе^фузион-ном периоде. ПФ в организм донора и реципиента вводили в дозе 20 мл/кг.

2 раздел работы был посвящен изучению важнейших механизмов реализации противоишемического защитного действия ПФ. Было поставлено 2

группы экспериментов. В 1-ой группе опытов (45 наблюдений: 25 крыс - экспериментальная группа; 20 крыс - контроль) в хронических экспериментах на крысах проводилось моделирование острого ишемического повреждения правой почки путем временного клипсирования ее сосудистой ножки и мочеточника в течение 90 минут с последующей отсроченной (на 3-тьи сутки) контрлатеральной нефрэктомией. В этой группе опытов были исследованы особенности восстановления ишемически поврежденных почек при многократном введении ПФ. Первое введение 11Ф проводили за 30-40 минут перед реперфузией, а затем через каждые 48 часов в течение 90 суток (максимальный срок наблюдений 110 суток). ПФ вводили внутрибрюшинно в дозе 10-15 мл/кг. 2 группа наблюдений была выполнена на человеческом донорском материале. Восьми трупным донорам в атональном периоде, характеризующимся периодами асистолии и гипотензии вводили Перфторан в дозе 10-15 мл/кг в комплексе с традиционными препаратами, используемыми при кондиционировании трупных доноров. Исследование было направлено на изучение состояния эндотелия сосудов почечного трансплантата (почечной артерии или аорты) после его консервации и трансплантации. После консервации сосудистая стенка была подвергнута морфологическому исследованию. После трансплантации о состоянии сосудов почечного трансплантата судили косвенно по результатам трансплантации почек в клинике. Кроме того, у тех же 8 доноров через 1-1.5 часа после введения ПФ (сразу же после изъятия почек) исследовали активность нейтрофильной эластазы, которая позволяла судить о степени ингибиции лейкоцитарно-эндотелиальных взаимодействий.

Техника проведения эксперимента.

Все эксперименты выполняли на собаках, наркотизированных тиопен-талом натрия или пентобарбиталом в сочетании с каллипсолом (дозы соответственно - 0,7 и 2 мг/кг). После перевода животных на искусственную вентиляцию легких закисноазотно-кислородно-воздушной смесью в пропорции 2:1:1 в условиях наркоза производили диссекцию бедренных сосудов для введения мониторных катетеров в аорту и полые вены.

Ортотопическая аллотрансплантация левого легкого проводилась по методу Cooper D.K. (1990) в модификации Саитгареева Р.Ш. (1998). Операция по имплантации левого легкого начиналась с наложения анастомоза участка левого предсердия донора с устьями легочных вен и левым предсердием реципиента. В последующем накладывали поэтапно анастомозы главных бронхов и стволов легочной артерии.

Методика моделирования острого ишемического повреждения почки осуществлялась в накладывании временной лигатуры на сосудистую ножку и соответствующий мочеточник после выполнении срединной лапаротомии и доступа в забрюшинное пространство. По окончанию ишемического периода лигатуру удаляли и осуществляли послойное ушивание лапаротомическо-го разреза. Через 3 суток выполнялась контрлатеральная нефрэктомия по стандартной методике.

В качестве консервирующих растворов в эксперименте при трансплантации легкого применяли раствор Евро-Коллинз; раствор НТК-Бредшнайдера (Custodiol) использовали при клинической трансплантации почек в качестве консервирующего раствора.

Во всех наблюдениях использовали Перфторан, изготовляемый научно-производственной фирмой "ПЕРФТОРАН", г. Путцино Московской области. Дозы Перфторана варьировали от 10 до 20 мл/кг.

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

Для оценки функционального состояния легких исследовали показатели легочной биомеханики (давление в бронхах на высоте вдоха и в дыхательной паузе, сопротивление в бронхах на вдохе и выдохе, податливость легких, эффективный и неэффективный дыхательные объемы, эффективная вентиляция, продукция С02 в минуту и в дыхательном цикле, а также концентрация С02 в конце дыхательного цикла) путем включения специальных датчиков: Lung-mechanics calculator-940 и C02-analyzer-930 фирмы "Siemens-Elema" (Швеция) в контур аппарата искусственной вентиляции легких через аппарат-приставку "Servo-Ventilator-900 С" фирмы "Siemens-Elema". Оценивалась также газотранспортная функция легких (р02, рС02, Нв02, показатели кислотно-щелочного баланса и электролитный состав плазмы крови).

При изучении функции трансплантированных почек определяли креа-тинин и мочевину с помощью стандартных наборов реактивов фирмы "Лахема" (Чехия) в плазме крови.

Определение активности нейтрофильной эластазы (НЭ) проводили по методу проф. О.П. Шевченко и к.м.н. Макаровой Л.В. (1998). Для этого цельную кровь больного инкубировали с поверхностью поливинилхлорида, затем поверхность отмывали и проводили элюцию адсорбированных на ней белков. Активность НЭ определяли в элюате иммуноферментным методом по гидролизу специфического хромогенного субстрата.

Морфологические методы исследования включали гистологические и электронно-микроскопические исследования легких, почек и сосудов. Мор-

фологические исследования проведены с использованием рутинных гистологических методов (окраска гематоксилином и эозином). Для электронно-микроскопического исследования материал фиксировали в глютаровом альдегиде, в дальнейшем проводка осуществлялась по стандартной методике. Исследование ультратонких срезов проводили на микроскопе JEM 100 В -Япония.

Статистическая обработка результатов проведена на ПЭВМ по программе, учитывающей достоверность различий средних величин (средней арифметической величины, ошибки средней арифметической величины) по методу Стьюдента с использованием критерия достоверности t.

Считаю необходимым отметить, что активность нсйтрофильной эласта-зы исследовалась к.м.н. Макаровой JI.B. (сектор иммунохимии лаборатории биосовместимых материалов - заведующий, профессор В.И. Севастьянов) в совместных опытах по исследованию влияния ПФ на мембраны форменных элементов крови. Интерпретация результатов морфологических исследований легочной ткани проводилась с участием заведующего лабораторией микроциркуляции ММГУ им. Семашко, д.м.н., профессора Баниным В.В. Всем им выражаю свою сердечную благодарность за помощь в работе.

РЕЗУЛЬТАТЫ ПРОВЕДЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.

Проведенные нами исследования освещают результаты применения Перфторана при трансплантации легких в эксперименте и почек в клинике, а также излагают возможные механизмы профилактики развития реперфузи-онного повреждения органов с помощью ПФ.

Использование Перфторана для профилактики ишемического и реперфузионного повреждения легочного трансплантата.

4 серии опытов были выполнены нами с целью выявления наиболее благоприятных условий для реализации защитного действия Перфторана при трансплантации легких. 1 серия - служила контролем. В ней после ортотопи-ческой аллотрансплантации левого легкого исследовалось физиологическое состояние донорского легкого после консервации в растворе Евро-Коллинз при t = + 6-8° С в течение 5 часов. Реперфузию донорского легкого осуществляли на фоне "выключения" правого легкого в течение 7 часов. Во 2-й серии, в отличие от контрольной, в качестве консервирующего раствора использовали Перфторан. В 3 серии до изъятия и консервации легкого в растворе Евро-Коллинз проводилась подготовка донора Псрфтораном. В 4 се-

рии после консервации легкого в растворе Евро-Коллинз в период его имплантации реципиенту вводили Перфторан.

Наши исследования показали, что в первые 15-20 минут реперфузии легочного трансплантата после консервации во всех 4 сериях опытов наступали достоверные отклонения от исходного уровня большинства измеряемых показателей. В дальнейшем, по мере увеличения срока реперфузии, нарушения биомеханики и газообмена в легочном трансплантате уменьшались, однако выраженность их в разных сериях экспериментов была неодинаковой. О различном темпе восстановления контролируемых показателей свидетельствовали значения исследуемых показателей к 7 часу реперфузии (таблицы 2,3).

В 1 контрольной серии экспериментов быстро развивалась, а в последующие сроки сохранялась выраженная гипоксемия: р02 артериальной крови достоверно снижался и составлял к концу наблюдения 83,0 ±1,9 мм.рт.ст. Одновременно в крови развивался метаболический ацидоз, так как рНа снижался до 7,28 ± 0,06; ВЕа снижался до -8,5 к 3 часу реперфузии и постепенно восстанавливался до -5,5 к концу реперфузии. Компенсация метаболического ацидоза должна осуществляться путем интенсификации выделения углекислоты легкими. Однако, в результате снижения эффективного дыхательного объема 138,2 ± 4,1 мл (р<0,05) и увеличения неэффективного дыхательного объема до 150,3 ± 3,5 мл (р<0,01) удаление углекислого газа замедлялось. Это выражалось в увеличении продукции СО2 в дыхательном цикле, продукции СО2 в минуту, а также в увеличении рСОг артериальной крови до 66,0 ± 2,3 мм.рт.ст. Нарушение дыхательной функции легких сопровождалось выраженными нарушениями показателей легочной биомеханики, которые к концу реперфузии неуклонно прогрессировали.

Гистологические нарушения в этой серии опытов характеризовались наличием отдельных участков эмфиземы и дистелеказов, а также полнокровием сосудов, особенно венулярного звена. В бронхах отмечался умеренный спазм; в эпителиальной выстилке местами отсутствовали бокаловидные клетки. В просвете альвеол встречались макрофаги и лимфоциты, иногда эритроциты. Альвеолярные перегородки были местами утолщены за счет полнокровия и интерстициального отека.

При электронно-микроскопическом исследовании определялись признаки умеренного повреждения альвеолярно-капиллярной мембраны. В капиллярах встречаюсь эритроциты, преципитаты, иногда эритроциты принимали неправильную форму (эзиноциты), местами имелись признаки тромбоза. Иногда в просвете капилляров встречались мембранозные компоненты. Отмечался умеренный интерстициальный отек в альвеолярно-капиллярных

мембранах, преимущественно парацеллюлярный. Эпителиальная выстилка альвеол (пневмоциты I типа) и эндотелий капилляров были сохранены, непрерывны, местами встречалась вакуолизация этих клеток. Отмечалась умеренная отечность эндотелиальных клеток, без признаков повреждения внутриклеточных митохондрий. Имелись признаки двигательной активности эн-дотслиоцитов - неровность люмиыальиого контура, наличие множества отростков, в том числе и на базальной мембране. Пневмоциты II типа оставались сохранны па люминальной поверхности имелись ворсинки; содержимое пластинчатых телец лишь в редких случаях дезорганизовано. Примечательно, что через 4-5 часов реперфузии выраженность отека снижалась. Все это указывало на возможность полного, но постепенного восстановления функциональных возможностей легочной ткани после трансплантации.

Во 2-й серии экспериментов, при использовании Перфторана вместо раствора Евро-Коллинза, донорское легкое на этапе реперфузии еще более неудовлетворительно обеспечивало газообмен в организме. Это выражалось в том, что нарастала гипоксемия (рОг артериальной крови снизилось до 55,0 ± 1,4 мм.рт.ст.), что было достоверно ниже по сравнению с контролем. Достоверно снизились показатели кислотно-щелочного баланса: рНа = 7,18 ± 0,09; ЗВа = 14,5 ± 0,7 мМ/л; ВЕа = -11,0 ± 0,03; раС02 = 69,5 ± 2,6 мм.рт.ст.

Ослабление дыхательной функции легких нашло отражение и в более резком нарушении показателей легочной биомеханики. Увеличилось содержание продукции СО2 в минуту до 2,49 ± 0,07 мл/мин и общая продукция СО2 - 9,8 ± 0,97 мл; увеличился неэффективный дыхательный объем и снизился эффективный дыхательный объем по сравнению с контролем (таблицы 2,3).

Глубокие нарушения дыхательной функции легких при использовании ПФ в качестве консервирующего раствора способствовали усугублению морфологических нарушений в легочной ткани. Световая микроскопия легочной ткани во 2-й серии опытов выявила изменения легочной ткани либо аналогичные контролю, либо даже участки более выраженного повреждения как сосудистого, так и дыхательного компонентов легочной ткани. В участках ухудшения имело место: появление эритроцитов и отечной жидкости в альвеолах (встречаются даже гемолизированные эритроциты); стаз крови в легочной паренхиме и висцеральной плевре, появление отечности плевры, дилятации периваскулярных лимфатических каналов, а также мозаичности кровенаполнения межальвеолярных капилляров. В некоторых из них имелись так называемые «монетные столбики». Характерно, что в альвеолах встречались макрофаги и нейтрофилы. Воздушность легких была нарушенной: отмечались распространенные участки дистелектазов, перемежающиеся

с эмфизематозными участками. В эпителии крупных бронхов практически отсутствовали бокаловидные клетки.

Результаты электронно-микроскопического исследования изменений легочной ткани в реперфузионном периоде после консервации в ПФ свидетельствовали о худшей защите ультраструктурных компонентов альвеоляр-но-капиллярной мембраны, по сравнению с контролем. При электронно-микроскопическом исследовании отмечалась выраженная дилятация капилляров альвеолярно-капиллярной мембраны, присутствие эритроцитов в её интерстициальном компоненте и, нередко, в пространстве альвеол. Это указывало на диапедез эритроцитов и, следовательно, на дефекты в эндотели-альной выстилке капилляров. Нарушение проницаемости эндотелия капилляров альвеолярно-капиллярной мембраны доказывалось также обширным отеком интерстициального пространства мембраны. Разрежение интерстиция локализовалось при этом, преимущественно, парацеллюлярно, но иногда и между коллагеновыми пучками или отслаивая базальную пластинку под альвеолярным эпителием. В эндотелиоцитах отмечался довольно выраженный отек, вакуолизация и местами повреждение митохондрий. В основном компоненте альвеолярной выстилки - пневмоцитах I типа отмечались ограниченные участки повреждения (дефекты) мембран или истончение зон цитоплазмы, признаки вакуолизации эпителиоцитов. Обнаруживались даже участки отслоения клеток от подлежащей базальной пластинки. В пневмоцитах И типа часто отмечалась гладкая, лишенная микроворсинок апикальная поверхность. На месте ламеллярных телец нередко обнаруживались «пустые» зоны или детрит. Последнее свидетельствовало о плохой сохранности сур-фактанта, депонированного в пластинчатых тельцах или даже о нарушении синтезирующей функции пневмоцитов II типа. Нередко имелись свидетельства грубого нарушения альвеолярно-капиллярной мембраны (деструкция всех ее компонентов): присутствие эритроцитов в альвеолярном пространстве. В некоторых альвеолах встречались макрофаги - большие отросчатые клетки с многочисленными плотными гранулами и везикулами. Цитоплазма макрофагов содержала, нередко, довольно крупные вакуоли с прозрачным содержимым, что свидетельствовало об их активизации. Подобная морфологическая картина обычно имеет место при острой реакции отторжения [Baumgartner W.A. et al„ 1990; Cooper D.K.C., Novitzky D„ 1990]. Она, очевидно, может также стать основой для развития облитерирующего бронхио-лита уже в раннем посттрансплантационном периоде.

При использовании ПФ в организме донора состояние газотранспортной функции и показателей легочной биомеханики практически мало отличались от контрольной серии (таблицы 2,3). Исследование легочной ткани в

3-й серии экспериментов с предварительным введением ПФ донору выявило, что морфологическая картина легких при световой микроскопии через 1 и 4 часа реиерфузии были несколько лучше, чем в контрольной серии опытов в те же сроки, что выражалось меньшей степенью нарушения проницаемости альвеолярных перегородок. Различие, однако, состояло в том, что в просвете капилляров и в легочной паренхиме в этой же серии опытов встречаются многочисленные "капли" различного диаметра, которые очевидно представляют собой капли ПФ (или его компоненюв, например, Проксапола), выведение которого из организма через легкие очевидно началось уже в организме донора (Воробьев С.И., 1990).

При электронно-микроскопическом исследовании легких в 3 серии экспериментов нами также не были выявлены существенные различия био-псийного материала с 1 серией. Это может быть обусловлено коротким сроком экспозиции препарата, и главное отсутствием в организме донора явлений гипоксии, при которой повышается лабилизация клеточных мембран, повышается их проницаемость, в результате чего мембранотропные препараты более быстро встраиваются в белково-липидные структуры клеточных мембран и оказывают мембранстабилизирующий эффект. В целом электронно-микроскопическое исследование выявило мозаичность морфологической картины. Иногда встречались альвеолярно-капиллярные мембраны с удовлетворительной сохранностью - без явных признаков повреждения, хорошо перфузируемые кровью, без явлений интерстициального отека. В то же время встречались участки с признаками явного нарушения проницаемости стенок альвеолярных капилляров - интерстициальный отек, отслаивание эндо-телиоцитов, появление эритроцитов в пространстве альвеол. Местами эндотелий сохранял свою непрерывность, но казалася растянутым. В отдельных случаях отмечалось предельное истончение альвеолярно-капиллярной мембраны, которое сопровождается деструкцией эпителиального пласта. Отдельные пневмоциты II типа оставались сохранны, без признаков отека, в крупных вакуолях - остатки пластинчатых телец, апикальных ворсинок сравнительно мало, клетки слегка отечны и выбухают в просвет альвеол, сохраняя, однако, связь с выстилкой посредством сравнительно узкой базаль-ной зоны. В целом можно утверждать о сохранении их синтезирующей активности и восстановительной способности.

Наиболее выраженное благоприятное состояние газотранспортной функции трансплантата и показателей легочной биомеханики было отмечено нами в опытах с введением ПФ реципиенту на этапе реперфузии трансплантата. Примечательно, что в этой серии опытов первоначально имели место явления гипоксемии, нарушения показателей кислотно-щелочного равнове-

сия, но начиная уже с 3 часа реперфузии отмечалось нарастание положительной динамики в изменениях измеряемых показателей ( ра02 увеличилось до 101,0 ± 4,5 мм.рт.ст.; раС02 - снизилось до 46,0 ± 7,2 мм.рт.ст.; нормализовались показатели БВ, рН, НЬ02 ). Все это указывало на способность легочного трансплантата поддерживать дыхательный и кислотно-щелочной гомеостаз в организме.

Аналогичным образом происходило и изменение показателей легочной биомеханики, значения которых начинали восстанавливаться к концу репер-фузии, что не происходило в контрольной серии опытов. Продукция С02 в минуту к концу реперфузии составила 1,07±0,44 мл/мин (в контроле -1,79±0,31 мл/мин), неэффективный дыхательный объем - 121,3±3,4 против 150,3±3,49 мл в контроле (р<0,05). Эффективный дыхательный объем составил 228,1±11,6 мл против 138,2± 4,1 мл в контроле (р<0,01). Кроме того, происходит достоверное снижение сопротивления на вдохе до 9,8±1,13 против 18,7±1,11 смН20/л/сек (р<0,01), податливости легочной ткани с 22,3±0,4 против 14,9±1,99 мл/см Н20 (р< 0,05). Благоприятная динамика восстановления газотранспортной функции легочного трансплантата корелировала с данными морфологического исследования легочной ткани.

Световая микроскопия легочной ткани в этой серии выявила наиболее отчетливую сохранность легочной паренхимы по сравнению с другими экспериментальными группами. В этой серии, в легочной ткани только местами встречались отдельные участки эмфиземы; эпителиальные клетки крупных бронхов оставались интактными (соотношение с эпителием 1:8), в отдельных респираторных бронхиолах отмечалась десквамация эпителия, альвеолярные перегородки местами утолщены. В капиллярах отмечалось незначительное полнокровие, в некоторых венах участки стаза; просвет альвеол оставался свободным от форменных элементов крови.

Таблица №2

Насыщение крови кислородом, состояние кислотно-щелочного и электролитного баланса в организме к концу 7 часов реперфузии легочного трансплантата в контрольной серии опытов, при использовании ПФ в качестве консервирующего раствора, и при введении ПФ донору и реципиенту

Этапы исследования рн вв ев ВЕ рС02 мм.рт.ст. р02 мм.рт.ст. ньо2 % НЬ г/л 111 % К* мМ /л N3* мМ/ л Белок г/л

а Ь а ь а Ь а ь а Ь а Ь а Ь

1 ИСХОД 2 легких 7,44 ±0,27 7,38 ±0,18 38,5 ±1,3 33,5 ±2,4 21,5 ±1,5 23,5 ±2,0 -1,0± 0,01 -1,5 ±0,02 24,0 ±3,0 38,0 ±2,7 164,0 ±7,8 64,0 ±4,5 99,5 ±0,5 96,0 ±2,5 14,5 ±1,2 38,5 ±1,5 4,1 ±1,6 149,5 ±5,6 6,22 ±1,9

2 ИСХОД левое легкое 7,40 ±0,28 7,35 ±0,11 41,5 ±4,0 37,5 ±4,1 22,5 ±3,7 23,0 ±2,1 -1,8± 0,01 -2,5± 0,01 38,5 ±1,5 46,0 ±2,6 149,0 ±6,5 78,0 ±4,7 98,0 ±1,5 91,0 ±2,5 13,0 ±1,5 37,0 ±2,1 4,2 ±0,5 156,0 ±6,1 6,0 ±1,5

3 КОНТРОЛЬ 7,28 ±0,06 7,23 ±0,08 30,0 ±1,3 .23,0" 21,5 ±0,7 24,0 ±0,4 -5,5 ±0,02, ".-9,5 ±0,01 66,5, ±2,3 75,5/; ±3,7- 83,0; ±1,9 60,5 ±2,1 84,0 ±2,7 81,0 .±1,8 10,4 ±0,9 34,5 ±1,7 4,2 ±1,1 149,0 ±3,2 5,30 ±1,17

4 ПФкоНСЕРВАНТ 7,18 ±0,09 7,19 ±0,13 •33,5 ±1,7 31,0 ±1,3 ,14,5 ±0,7 14,5, '±1,0- -11,0. ±0,03 -13 ,±0,04., 69,5. ±2,6. 76,0 . .±2,1 , 55,0, ■ ±1,4 .49,0 87,0 ±4,7 81,0 ±3,6 10,7 ±0,8 34,0 ±0,3 4,6 ±0,3 151,0 ±2,9 5,10 ±0,11

5 ПФдонОР 7,28 ±0,08 7,26 ±0,11 31,0 ±1,1: 30,5 ±1,9- 20,5 ±1,0 18,0 ±2,5 -3,5 ±0,01 -3,5 ±0,02 ±1,5: 66,0 ±4,4 ; 89,5 '±1,8-. 65,5 ±2,6 92,0 ±1,3: 88,5 ±1,5 10,8 ±0,7 .31,0 ±0,9 4,7 ±0,6 155,5 ±2,5 5,26 ±0,21

6 ПФрЕЦИПЛЕНТ 7,42 ±0,04 7,36 ±0,08 41,0 ±2,4 36,5 ±3,6 24,0 ±1,1 22,5 ±1,8 +1,01 ±0,03 ±0,01 46,5 ±7,2 49,0 ±3,4 101,5 ±4,5 , 56,5 ±3,0 98,0 ±18 87,5 ±9,8 11,1 ±0,9 33,0 ±0,9 4,6 ±0,4 150,0 ±2,7 5,28 ±0,44

- р < 0,05 по сравнению с п.2 (левое легкое в исходе)

- р < 0,01 по сравнению с п.2 (левое легкое в исходе)

1 и 2 средние значения показателей для всех 4-х серий опытов.

Таблица №3

Состояние показателей легочной биомеханики к концу 7 часа рсперфузин в контрольной серии опытов, при использовании ПФ в качестве консерванта и при введении ПФ донору и реципиенту

Этапы исследования End tidal со2 сопс. % со2 min. Product, ml/min Ineffective tidal volume ml Effect, tidal volume ml Effect, ventil. l/min co2 tidal product, ml Peak pressure см H20 Pause pressure см H20 Inspir. resistance CM H20/l/s Exper. resistance CM HjO/I/s Complianc 1 e ml/см IljO

| 1 ИСХОД 2 легких 2,41 ±0,04 0,81 ±0,03 96,5 +1,16 310,6 ±8,76 6,7 ±1,12 5,2 ±1,11 22,4 ±2,16 19,8 ±1,44 5,2 ±0,96 8,1 ±1,13 31,6 ±1,14

2 ИСХОД левое легкое 2,96 ±0,07 1,14 ±0,09 108,6 +3,12 251,7 ±5,44 5,22 ±0,81 6,3 ±1,53 22,3 + 1,76 18,6 ±1,56 6,7 ±0,88 8,4 ±1,84 28,4 ±1,11

3 КОНТРОЛЬ 3.61' +0,29 1,79* ±0,31 150,3* ±3,49 138,2'* ±4,11 3,2* ±0,63 8,9 ±0,43 39,0* ±1,41 20,9 +2,73 18,7" + 1,11 2,6" +0,29 14,9** ±1,99

4 ПФконСРРПАПГ 3,32 +0,29 2,49** ±0,07 161,6* ±2,76 126,1** ±5,08 2,4** ±0,33 9,8* ±0,97 51,6** ±1,19 16,7 ±2,11 24,9** ±1,14 2,4" ±0,34 9,1" ±1,41

5 ПФдомор 6,19** ±0,84 1,61* ±0,12 140,6* ±2,43 168,6* ±12,6 3,41* ±0,54 8,5 ±1,12 31,6* ±1,78 11,6* ±1,14 14,76** ±1,78 3,2** +0,28 18,7* ±1,14

6 ПФрЕццПИГНТ 6,71" ±0.31 1,07 ±0,44 121,3 ±3,44 228,1 ±11,6 4,0 ±0,75 6,13 ±0,84 26,7 ±1,21 19,0 + 1,77 9,8 ±1,13 2,7" ±0,16 22,3**± 0,4

* - р < 0,05 по сравнению с п.2 (левое легкое в исходе)

** - р < 0,01 по сравнению с п.2 (левое легкое в исходе) 1 и 2 средние значения показателей для всех 4-х серий опытов.

Электронная микроскопия выявила сохранность альвеолярно-капиллярных мембран. В просвете капилляров имелись эритроциты и гранулярные лейкоциты, без признаков тромбоза. Альвеолярная выстилка непрерывна, интерстиций не отечный, напротив, несколько дегидратирован. Пнев-моциты I типа без явных повреждений; пневмоциты II типа относительно сохранны - апикальная поверхность содержит мало микроворсинок, но не гладкая, с многочисленными крупными выростами. Пластинчатых телец немного, митохондрии с просветленным матриксом. Большая часть цитоплазмы пневмоцитов II погружена в интерстиций альвеолярно-капиллярной мембраны. Интерстициальный компонент сохранен, представлен, в основном фиб-робластами и рыхлыми небольшими пучками коллагеновых волокон, базаль-ные пластинки капилляров несколько утолщены. В отдельных участках отмечается умеренный отек интерстиция альвеолярно-капиллярных мембран, который расслаивает базальные пластинки - собственные базальные мембраны эндотелия капилляров и альвеоцитов. Эндотелий без явных признаков повреждения, иногда в цитоплазме эндотелиоцитов встречаются довольно крупные вакуоли. Через 4-6 часов реперфузии выраженность отека и деструкции элементов альвеолярно-капиллярной мембраны достоверно снижалась.

Лучшее состояние структуры и функции донорских легких при введении ПФ реципиенту мы связываем со свойствами Перфторана улучшать микроциркуляцию и ускорять газообмен в ишемически поврежденных органах за счет улучшения реологических свойств крови, а также за счет лучшего состояния альвеолярно-капиллярной сети легочной ткани, не препятствующих диффузии газов сквозь альвеолярно-капиллярные мембраны. Слабовы-раженное защитное действие ПФ на легочный трансплантат при введении в организм донора мы связываем с отсутствием адекватных условий для реализации его защитного действия (короткий срок экспозиции препарата, отсутствие гипоксии в организме донора, вызывающий лабилизацию клеточных структур).

Неблагоприятный, повреждающий эффект Перфторана при использовании его в качестве консервирующего раствора мы связываем с прямым токсическим действием эмульгатора - проксанола, при отсутствии условий для развития адекватной адаптивно-приспособительной реакции (отсутствие перфузии и оксигснации).

Полученные данные позволили нам прийти к заключению, что при трансплантации легких Перфторан целесообразно использовать на этапе реперфузии, а при введении в организм донора - лишь для профилактики развития гипоксемии трансплантата.

Влияние Перфторана на патогенетические механизмы

реализации противоишемической защиты органов.

В этом разделе работы было выполнено 2 группы наблюдений. I группа наблюдений включала изучение течения клинических трансплантаций почек в условиях предварительной подготовки доноров почек Перфтораном, исследование морфологического состояния сосудистого (капиллярного) русла после консервации почек, а также изучение активности фермента нейтрофиль-ной эластазы в крови этих доноров иммуноферментным методом.

Во II группе наблюдений в хронических опытах на крысах нами изучалась скорость восстановления азотовыделительной функции и морфологической структуры после моделирования острой 90-минутной ишемии правой почки и отсроченной (на 3-тьи сутки) контрлатеральной нефрэктомии.

Известно, что ишемическое, а также реперфузионное повреждение органов в значительной степени обусловлено повреждением сосудистого эндотелия органов. Поврежденные эндотелиоциты экспрессируют на своих мембранах антигены лейкоцитарной адгезии, вырабатывают тромбоцитактиви-рующий фактор, и другие хемоагтрактанты, участвуя, таким образом, в окклюзии капиллярного русла и развитии феномена «по-геПо\у». Именно развитие феномена «по-геПо\у» обуславливает грубое повреждение паренхимы органов и утрату его органоспецифических функций. Поскольку в окклюзии капиллярного русла важную роль играет состояние сосудистой стенки, и, прежде всего, ее эндотелиального слоя, мы считали целесообразным изучить влияние ПФ на состояние капиллярного русла сосудов почечного трансплантата. В клинике ПФ используют как в организме донора, так и в организме реципиента [Тарабарко Н.В., 1997] для профилактики реперфузионного повреждения ишемизированных почек. Приводятся клинические доказательства более благоприятного течения раннего послеоперационного периода при этом, которое выражается повышением процента немедленно функционирующих трансплантатов, сокращением сроков нормализации функции трансплантатов, уменьшением потребности в гемодиализах и снижением количества койко-дней на 1 реципиента. Однако, клиника не располагает данными о структурных особенностях состояния капиллярного русла трансплантируемых органов под влиянием ПФ.

В связи с вышеуказанными обстоятельствами мы провели электронно-микроскопическое исследование уага-уазогиш брюшного отдела аорты, в области отхождения от нее артерии почечного трансплантата. Исследования проводили на 8 почечных трансплантатах, которые иссекали с частью аорты (почки вместе с сосудами) через 16-18 часов их консервации в растворе

Бредшнайдера (Си5Юс1ю1). Всем восьми трупным донорам за 1.5 часа до изъятия почек вводили Перфторан в дозе 10-15 мл/кг.

Результаты исследования показали, что в контроле при стандартной медикаментозной подготовке донора (без использования ПФ) в эндотелиоцитах уаза-уаБОгиш брюшной аорты отмечается многочисленная вакуолизация цитоплазмы. Базальная мембрана, хотя и была без изменений, но местами имелись участки отслоения эндотелия. Ядер на срезе не было обнаружено. При использовании ПФ мы, методом зле;пронной микроскопии показали, что при предварительном введении ПФ эндотелиальная выстилка сосудов после 16-18 часов консервации оказывается практически не измененной. Было отмечено, что глубокие слои медиа и средней оболочки сосуда содержат адекватное количество коллагеновых волокон. Эндотелиальная выстилка капилляров оставалась в норме, цитоплазма эндотелиоцитов была не изменена. Мелкие пик-нотические пузырьки указывали на их нормальное функционирование. Отслоение эндотелия не наблюдалось. Ядер на срезе не обнаружено. Отсутствие повреждения эндотелиоцитов при использовании ПФ, в свою очередь, должно оказывать тормозящее воздействие и на экспрессию антигенов лейкоцитарной адгезии, а также ингибировать выработку тромбоцитактивирующего фактора, что и лежит в основе сохранения кровотока в органах донора после дополнительной подготовки донора ПФ и консервации изъятой почки с сосудами в течение 18 часов. Подтверждением этого могут служить данные о достоверном снижении в крови под влиянием ПФ активности гранулоцитов крови, изученной нами по активности нейтрофильной эластазы (рис. 1).

Рис. 1. Сравнительный анализ влияния Перфторана серии ПФ-А и ПФ-В на активность НЭ (п=10): * - р < 0.05 в сравнении с Перфтораиом А; ** - р < 0.01 в сравнении с контролем.

5 п

Л. 4 £

с'

£ 3 «

= 2

.а 1-.

0

1 1

е

I

< о

100%

72%

Т *(**)

36%

015 М 1Ч'аС1 Перфторан А Перфторан В

Результаты этих исследований показывают, что при взаимодействии крови всех 8 доноров с ПФ двух различных партий наступает статистически достоверное снижение активности нейтрофильной эластазы на 28% и 64% по сравнению с контролем.

Результатом защитного стабилизирующего действия ПФ на сосудистую стенку и форменные элементы крови (нейтрофилы и др. клетки) является быстрое восстановление кровотока в почке и появление мочи сразу на операционном столе, а также более быстрые темпы нормализации азотовыделитель-ной функции трансплантата.

На основании проведенных исследований мы заключили, что повышение качества трансплантатов и лучшее их функционирование в госпитальном периоде обусловлено эффектом стабилизации мембран всех клеток трансплантата, в том числе эндотелия сосудов, а также стабилизации мембран форменных элементов крови, которое наступает под воздействием ПФ. Обращает на себя внимание и тот факт, что нормализация основных органоспе-цнфических функций трансплантата происходит не сразу и даже при благоприятном течении послеоперационного периода может затягиваться до 10-14 суток и более. Для сокращения сроков нормализации функции трансплантата в раннем послеоперационном периоде нами исследовалась целесообразность многократного введения ПФ для ускорения восстановительных процессов в трансплантате в послеоперационном периоде.

Для этого было поставлено 2 серии опытов на крысах с моделированием острого ишемического повреждения правой почки (90 минут) и отсроченной контрлатералыюй нефрэктомии (3-й сутки).

Мы нашли, что в опытах с введением ПФ (I серия опытов), когда первое введение ПФ было выполнено за 30-40 минут до снятия лигатуры с почечной артерии, операционная летальность составила 8% (2 крысы из 25). В контроле (II серия опытов) ни одна крыса из 20 не погибла в этот период. Ранняя послеоперационная летальность в 1 -2 сутки при введении ПФ составила еще 28% (7 крыс), тогда как в контроле к этому сроку погибло 40% (8 крыс). Летальность на 7-10 сутки после моделирования острой ишемии 4% (1 крыса) и 35% (7 крыс), соответственно в 1и 2 группе (рис. 2). Общая летальность крыс в ходе хронического эксперимента составила в I серии, где крысам вводили ПФ - 40%, тогда как в контроле 75%.

В соответствии с этими результатами находятся данные динамического измерения содержания креатинина и мочевины в плазме крови у выживших крыс экспериментальной и контрольной групп (рис. 3 и 4), и данные морфо-

логического исследования этих ишемизированных почек в разные сроки после моделирования острого ишемического повреждения.

Рис. 2 Влияние ПФ на летальность крыс с ншемическим повреждением правой почки (90 минут) н отсроченной (3-тьи сутки) коитрлатералышн нсфрэктомнен

1 Л—-гД ,1

I . . 1 I

- . „ 1 ' ■ Л; |

^ -- С

Операция 1-2 сутки 7-10 сутки Суммарно к

7-10 суткам

□ ПФП К

Рис. 3 Влияние ПФ на содержание мочевины в плазме крови крыс с ншемическим повреждением правой почки (90 минут) и контрлатеральнон нефрэктомней (3-и сутки)

_Сутки

□ пф ак

Рис. 4 Влияние ПФ на содержание креагинина в плазме крови крыс с ишемическич повреждением правой почки (90 минут) и контрлатеральной нефрэктомией (3-и сутки)

□ ПФ ПК

Они свидетельствуют о благоприятном эффекте многократного введения ПФ для ускорения темпа восстановления функции ишемизированной почки. Так по данным световой микроскопии в контроле морфологические признаки ишемического повреждения стали отчетливо формироваться на 3 сутки, а на 7 сутки в почечной ткани уже отмечались обширные массивы им-муноклеточной инфильтрации коры почки с грубым повреждением различных отделов нефрона (клубочков и канальцев). К 14 суткам присутствуют явления канальцевого некроза и участки клеточной инфильтрации по ходу межканаль-цевой соединительной ткани. В мозговом слое почки имеются диапедезные кровоизлияния.

Между тем, в опытной группе на фоне применения ПФ уже к 3 и 7 суткам состояние почечной ткани при световой микроскопии было гораздо лучше состояния почечной ткани в контроле к аналогичным срокам. К 3-м суткам клубочки были несколько увеличены, в капиллярах кровь. Явлений канальцевого некроза не отмечалось, умеренная клеточная инфильтрация вокруг отдельных клубочков и по ходу межканальцевой соединительной ткани. К 7 суткам наряду с сохранными клубочками встречаются клубочки с признаками

ских изменений канальцев, однако, явлений канальцевого некроза нет. Сосуды иногда спазмированы, местами встречаются одиночные диапедезные кровоизлияния.

К 14 суткам морфологическая картина почечной ткани практически не отличалась от нормальной. Таким образом, результаты морфологического исследования почечной ткани подтверждают, что с помощью ПФ, в особенности при его многократном введении можно добиться ускоренной нормализации функции ишсмнчгски поврежденных органов в раннем реперфузион-ном периоде.

Обращает, однако, на ссбя внимание тот факт, что в опытной группе, где вводился ПФ, была отмечена операционная летальность, составившая 8% от общего количества крыс в этой группе. Очевидно, этот факт не является случайным так как гистологически в 1 сутки у крыс, получавших ПФ интрао-перационно были выявлены более тяжелые изменения в структуре почечной ткани, по сравнению с контролем. Мы объясняем это тем, что ПФ, как препарат мембранотропного типа действия, примененный без ингаляции газовых смесей стимулировал адаптивно-приспособительные реакции в глубоко поврежденной почке при отсутствии условий и факторов адекватного энергоснабжения этого процесса (отсутствие адекватной перфузии и доставки требуемых количеств кислорода). В результате применения ПФ усилило энергодефицит в поврежденном органе. Мы полагаем, что аналогичный механизм повреждения имел место и при использовании ПФ в качестве консервирующего раствора при консервации легких. Очевидно для профилактики повреждений, связанных с применением ПФ, целесообразно введение ПФ осуществлять на фоне вдыхания газовых смесей с повышенным содержанием кислорода. Соблюдение этого требования при введении ПФ реципиентам почек в раннем послеоперационном периоде приводило к достоверно выраженной защите почечных трансплантатов уже в 1 сутки после его введения (Н.В. Та-рабарко, 1997).

Таким образом, наши данные указывают на целесообразность использования ПФ в комплексной патогенетической терапии реперфузионных и ишемических повреждений органов. Есть все основания полагать, что ПФ может оказаться эффективным средством и в терапии кризов отторжения, особенно на начальных этапах их формирования. Однако, реализация терапевтических эффектов ПФ в организме требует воссоздания оптимальных условий для их формирования - повышенной оксигенации жидких сред организма путем вдыхания газовых смесей с повышенным содержанием кислорода.

ВЫВОДЫ:

1. Отечественный инфузионный препарат Перфторан в условиях вентиляции легких газовоздушной смесью с повышенным содержанием кислорода оказывает выраженный противоишемичсский эффект, что позволяет применять его в организме донора и реципиента при наличии признаков ишемического повреждения органов.

2. Наиболее выраженная противоишемическая зашита легких Перфто-раном проявляется в организме реципиента на этапе реперфузии и состоит в сохранении нативных характеристик альвеолярно-капиллярного барьера легочной ткани.

3. Защитное действие Перфторана на альвеолярный, капиллярный и интерстициальный компоненты альвеолярно-капиллярного барьера легочной ткани выражается сохранением гшевмоцитов I и особенно II типа; сохранением непрерывности эндотелиалыюй выстилки без признаков отека и выраженного повреждения; сохранением базаль-ных пластинок альвеолярного и капиллярного эндотелия, снижением отека интерстиция и активности тканевых макрофагов.

4. На этапе консервации для бесперфузионной противоишемической защиты легких Перфторан не должен использоваться в качестве консервирующего раствора.

5. Защитный эффект ПФ на функцию легочного трансплантата проявляется на этапе реперфузии постепенным восстановлением показателей насыщения крови кислородом, а также восстановлением показателей кислотно-щелочного и электролитного баланса. Основные показатели легочной биомеханики к 7 часу реперфузии либо достигают значений, соответствующих работе одного нормального легкого, либо оказываются компенсаторно измененными (концентрация общего С02 на выдохе, продукция С02 в минуту, неэффективный дыхательный объем).

6. Защитный эффект Перфторана на этапе реперфузии реализуется не только путем стабилизации мембран паренхиматозных клеток и клеток сосудистого эндотелия, но также путем стабилизации мембран клеточных элементов крови (нейтрофилы).

7. Многократное введение Перфторана в реперфузионном периоде укорачивает сроки восстановления функции ишемизированных органов.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ.

1. Перфторан следует использовать в эксперименте и клинике для про-тивоишемической защиты легких и других органов, проводя внутривенную инфузию этого препарата реципиенту в реперфузионном периоде.

2. Перфторан следует использовать в организме донора при наличии признаков или условий возможного ишемического повреждения его органов.

3. При бесперфузионной консервации изолированных органов (легкие) Перфторан не должен использоваться в качестве консерванта, так как усиливает ишемическое повреждение трансплантата.

4. При намерении использования трансплантатов почек от субоптимального трупного донора (наличие периодов гипотензии и асистолии в атональном периоде) целесообразно проводить инфузию Пер-фторана в дозе 10-15 мл/кг как донору на этапе кондиционирования, так и реципиенту на этапе трансплантации для профилактики и терапии функциональной несостоятельности трансплантата в раннем постгрансплантационном периоде.

5. Введение Перфторана реципиенту или донору должно обязательно сопровождаться ингаляцией газовой смеси с повышенным содержанием кислорода во избежания некомпенсируемого усиления острой адаптивной реакции пораженного органа на Перфторан как на ксенобиотик, усугубляющий развитие в нем энергодефицита.

к

Список научных работ, опубликованных по теме диссертации:

1. О целесообразности использования Перфторана для профилактики ре-перфузионного повреждения легких и сердца в раннем посттрансплантационном периоде. // Материалы 8 Международного симпозиума по изучению перфторуглеродных соединений в медицине и биологии "Perfluorocarbon-94". / Пущино. - 1994. - с. 106-14.// Саитгареев Р.Ш., Башкина Л.В., Выборный И.Г.

2. Перфторуглеродные соединения в сердечно-легочной трансплантации. // Материалы 2 конференции сердечно-сосудистых хирургов Украины. / Киев. - 1994. - с. 133-4. // Саитгареев Р.Ш., Выборный И.Г., Северин В.В.

3. Использование Перфторана для профилактики реперфузионных повреждений легочного трансплантата. // Грудная и сердечно-сосудистая хирургия. - 1994. - 6.-е. 51-5. // Саитгареев Р.Ш., Онищенко H.A., Северин В.В.

4. Использование Перфторана для профилактики реперфузионного повреждения сердца при трансплантации. // Материалы 1 Российского конгресса по патофизиологии. / Москва. - 1996. - с. 320-1. // Саитгареев Р.Ш., Онищенко H.A., Башкина Л.В.

5. Перфторуглеродные эмульсии при трансплантации жизненно важных органов. 1. Свойства перфторуглеродных эмульсий и их использование для защиты сосудистого эндотелия органов. // Трансплантология и искусственные органы. - 1997. - 1-2. - 42-8. П Онищенко H.A., Саитгареев Р.Ш.

6. Перфторуглеродные эмульсии при трансплантации жизненно важных органов. 2. Профилактика ишемического и реперфузионного повреждения сердца и легких. // Трансплантология и искусственные органы. -1997. - 1-2. - с. 92-S. // Саитгареев Р.Ш., Колпаков Е.В.

7. Перфторуглеродные эмульсии при трансплантации жизненно важных органов. 3. Использование перфторуглеродных эмульсий (ПФЭ) при трансплантации печени и почек. // Трансплантология и искусственные органы. - 1997. - 1-2. - с. 99-102. // Саитгареев Р.Ш., Онищенко H.A.

8. О целесообразности использования Перфторана для профилактики реперфузионного повреждения легких и сердца в раннем посттрансплантационном периоде. // В кн. "Физиологическая активность фторсодер-жащих соединений". / Пущино. - 1995. - с. 129-37. // Саитгареев P.III., Башкина Л.В., Выборный И.Г.

9. Профилактика ишемического и реперфузионного повреждения сердца при гетеротопической трансплантации с использованием перфторуг-

леродной эмульсии // Трансплантология и искусственные органы. -1997. - 3-4. - с. 73-7. // Саитгареев Р.Ш., Выборный И.Г., Василенко В.Т.

10.Использование перфторуглеродной эмульсии для защиты сосудистого эндотелия от повреждения при трансплантации органов. // Материалы Всеармейской научной конференции "Физиологически активные вещества на основе перфторуглеродов". / Санкт-Петербург. - 1997. - с. 92-7. // Саитгареев Р.Ш., Северин В.В.

11. Использование перфторуглеродной эмульсии для защиты ишемизиро-ванных органов от реперфузионного повреждения. // Материалы Всероссийской конференции "Гипоксия: механизмы, адаптация, коррек-ция"./Москва. - 1997. - с. 121-7. // Онищенко H.A., Саитгареев Р.Ш.

12.Применение перфторуглеродных эмульсий в трансплантологии. // Материалы 10 Международного симпозиума по проблеме "Перфторуглероды в биологии и медицине" - "Perfluorocarbon-98". // Пущино. - 1998. - с. 142-8. // Шумаков В.И., Онищенко H.A., Саитгареев Р.Ш.

13. Профилактика повреждения сосудистого эндотелия при трансплантации органов. // Тезисы 1 Всероссийского съезда по трансплантологии и разработке искусственных органов. / Москва. - 1998 . // Саитгареев Р.Ш., Северин В.В., Василенко В.Т.

14.Применение отечественного препарата «Перфторан» для защиты почек от ишемического и реперфузионного повреждения при трансплантации. // Методические рекомендации. МЗ РФ. Москва. - 1998. - 27 с. // Тарабарко Н.В., Онищенко H.A., Саитгареев Р.Ш.

15.Состояние альвеолярно-капиллярной мембраны в легочной ткани при использовании Перфторана для профилактики реперфузионного повреждения легких. // Трансплантология и искусственные органы. -1999. - (принято в печать). // Саитгареев Р.Ш., Северин В.В., Онищенко H.A.

16. Использование Перфторана для противоишемической защиты альвеолярно-капиллярной мембраны легочной ткани при трансплантации. // Материалы Всеармейской научной конференции "Физиологически активные вещества на основе перфторуглеродов". - 1999. (принято в печать). // Онищенко H.A., Саитгареев Р.Ш., Северин В.В.

17.Infusion Perftoran for donors and recipients improve quality of functioning of ischaemic renal grafts. // Materials of 33 International Congress of Physiological Sciences. / St. Petersburg. - 1997. - 094.19. II Onitchenko N.A., Tarabarko N.V., Vityazev G.A.