Автореферат и диссертация по медицине (14.01.30) на тему:Процессы адаптации функционирования почек к стрессовому воздействию в пожилом возрасте

На правах рукописи

МАСЛОВ Павел Витальевич

ПРОЦЕССЫ АДАПТАЦИИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ПОЧЕК К СТРЕССОВОМУ ВОЗДЕЙСТВИЮ В ПОЖИЛОМ ВОЗРАСТЕ

14.01.30 - геронтология и гериатрия

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

13 МАЙ 2015

005568792

Санкт-Петербург - 2015

005568792

Работа выполнена в отделе клеточной биологии и патологии Санкт-Петербургского института биорегуляции и геронтологии СЗО РАМН и в СПб ГБУЗ «Городская Мариинская больница».

Научный руководитель:

доктор медицинских наук, доцент Медведев Дмитрий Станиславович

Официальные оппоненты:

Шишкин Александр Николаевич - доктор медицинских наук, профессор, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Санкт-Петербургский государственный университет», заведующий кафедрой факультетской терапии медицинской факультета;

Хмельницкая Наталия Михайловна, заслуженный врач РФ, доктор медицинских наук, профессор, Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Северо-западный государственный медицинский университет им. И.И.Мечникова» Министерства здравоохранения Российской Федерации, профессор кафедры патологической анатомии.

Ведущая организация: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение дополнительного профессионального образования "Институт повышения квалификации Федерального медико-биологического агентства" России.

Защита диссертации состоится «25» мая 2015 г. в 13.00 часов на заседании диссертационного совета Д 601.001.01 при Санкт-Петербургском институте биорегуляции и геронтологии СЗО РАМН по адресу: 197110, Россия, Санкт-Петербург, пр. Динамо, д. 3.

С диссертацией можно ознакомиться в фундаментальной библиотеке Санкт-Петербургского института биорегуляции и геронтологии СЗО РАМН (197110, Россия, Санкт-Петербург, пр. Динамо, д. 3).

Автореферат разослан «23» апреля 2015 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор биологических наук,

профессор Козина Людмила Семеновна

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы

Проблема старения населения актуальна для разных отраслей хозяйства и знаний. Согласно данным Комитета экспертов ВОЗ, среди жителей планеты в 1950 г. люди старше 50 лет составили 214 млн. человек, в 1975 г. - 350 млн. человек, в 2000 г. - 590 млн., а в 2020 г. по прогнозам их будет около25% населения. Налицо быстро прогрессирующее старение населения, причем возрастает удельный вес старших возрастных групп. В России на конец 1999 г. насчитывалось около 30 млн. пенсионеров, или 19% населения, из них 3,2 млн. человек были старше 80 лет. В течение 2000-2013 гг. эта ситуация кардинально не изменилась [Максимова Т.М. Современное состояние, тенденции и перспективы оценки здоровья населения. М.: ПЕРСЭ, 2002. С. 192; Анисимов В. Н., Соловьев М. В. Эволюция концепций в геронтологии. СПб.: Эскулап, 1999. С.130; Журавлева Т.П. Основы гериатрии. М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2007. С 288; Nordam А. et al. Integrity in the care of elderly people, as narrated by female physicians // Nurs Ethics. 2003. Vol.10. № 4. P. 388-403; Mauk K.L.et al. The Mauk Model for Poststroke Recovery: assessing the phases// Rehabil Nurs. 2011. Vol.36, № 6. P. 241-247].

С клинической точки зрения в пожилом возрасте для человека характерно явление полиморбидности полиморбидности [Чазов Е.И. Врачевание в прошлом и настоящем. Что мы приобрели и что теряем? // Терапевтический архив. 2009. Т. 81. № 5. С. 9-13]. В тоже время большинство исследований в этой области ориентировано с позиций нозологии на изучение полиморбидности на основе сердечно-сосудистого континуума [Сергеев П.В. Биохимическая фармакология. М: Высшая школа, 1982. С. 343; Репина М.А. Дидрогестерон-прогестаген успешной беременности// Гинекология. 2011. №2. С.4-9; Сметник В.П. Климактерические расстройства и методы их коррекции // Consilium medicum. 2001. №11. С. 546-558]. Вместе с тем, задействованными в патологических процессах в пожилом возрасте могут быть и интактные органы, особенно в условиях стрессового воздействия. Одним из потенциальных органов, которые могут быть задействованными в этих процессах в качестве т.н. «мишеней», являются почки [Garg J. Treatment of hypertension in patients with renal disease// Cardiovasc Drugs Ther. 2002. Vol. 16. N 6. P. 503-510; Kollins D. FOXP3+ regulatory T-cells in renal allografts: correlation with long-term graft function and acute rejection// Clin Nephrol. 2011. Vol. 75. N 2. P. 91-100]. И если в литературе довольно много работ по проблеме участия почек в генезе полиморбидности при соматической патологии [Лазебник Л. Б. Полиморбидность у пожилых // Сердце. 2007. № 7. С. 25-27], то их роль в пожилом возрасте при т.н. стрессовых состояниях обсуждается мало.

Цель исследования - изучить механизмы адаптации функционирования почек к стрессовому воздействию в пожилом возрасте (на примере операционногои теплового стресса).

Задачи исследования:

1. Изучить частоту и характер уродинамических инцидентов при проведении оперативных вмешательств в условиях нормального температурного режима у людей разного возраста.

2. Изучить частоту и характер уродинамических инцидентов при проведении оперативных вмешательств в условиях повышенного температурного режима у людей разного возраста.

3. Определить роль нейроиммуноэндокринной системы в механизмах адаптации функционирования почек к стрессовому воздействию в пожилом возрасте.

4. Изучить патоморфологические характеристики почек как органов-мишеней в условиях операционного стресса.

5. Изучить патоморфологические характеристики почек как органов-мишеней в условиях теплового стресса.

6. Стратифицировать риски нарушения адаптационных механизмов функционирования почек к стрессовому воздействию у людей пожилого возраста.

Научная новизна работы

Впервые детально изучены патофизиологические и патоморфологические механизмы адаптации функционирования почек к сочетанному стрессовому операционному и тепловому воздействию. Показано, у людей пожилого возраста формируется феномен сочетанной дезадаптации как на морфологическом уровне, так и на уровне сигнального молекулярного взаимодействия, что клинически реализуется в достоверном увеличении тяжести и количества уродинамических инцидентов.

Впервые показано, что сам по себе операционный стресс запускает патологические изменения в почечной ткани, которые становятся основой для дезадаптации их функционирования даже при исходной интакности почек в пожилом возрасте.

Изучено на примере определения степени цитокинемии состояние сигнального молекулярного взаимодействия в условиях операционного и теплового стресса. При этом показано, что, несмотря на цитокинемическую напряженность, в нормальных температурных условиях в пожилом возрасте механизмы компенсации функционирования почек сохраняют свои возможности, но в условиях повышенной температуры окружающей среды начинают преобладать дезадапатационные процессы.

Практическая значимость работы

Получены клинические и экспериментальные данные о патофизиологических и патоморфологических механизмах участия почек в дезадаптационных процессах при операционном и тепловом стрессовом воздействии, которые дают возможность выработать практические рекомендации по планированию лечебно-профилактических мероприятий для людей пожилого возраста в периоды критического повышения температуры окружающего воздуха. Также, полученные данные о роли изменений в почках при операционном стрессе будут способствовать совершенствованию программ периоперационного ведения людей старших возрастных групп. Предложено использовать для диагностики, прогнозирования и оценки рисков дезадаптации у людей пожилого возраста исследование уровня провоспалительных цитокинов, а именно фактора некроза опухолей альфа (ФНО-а).

Основные положения, выносимые на защиту

1. Адаптационные изменения в почечной ткани, вызванные напряженным состоянием организма на фоне операционного стресса, смоделированного в эксперименте, носят обратимый характер, но сроки их нивелирования в старших возрастных группах (9-12 недель) в 1,4-2 раза длиннее, чем в молодом возрасте (4-6 недель).

2. При одинаковых макро- и микроскопических изменениях в почечной ткани в условиях острого гипертермического воздействия степень негативного реагирования организма как целостной системы на дезадаптацию увеличивается с возрастом, что сопряжено с более высоким уровнем летальности в фазу дезадаптации.

3. Прогрессировала дезадаптационного процесса в почках при стрессовом воздействии в старших возрастных группах коррелирует с большей напряженностью системного провоспалительного цитокинового статуса в сравнении с более молодыми пациентами и с его пролонгацией в послеоперационном периоде.

4. Возраст пациента, операционная травма и повышенная температура окружающей среды являются независимыми и взаимоотягощающими факторами интраоперационного нейроиммуноэндокринного дисбаланса и факторами повышения риска возникновения периоперационных уродинамических инцидентов.

Апробация и реализация результатов исследования

Результаты диссертационной работы докладывались на конференциях «Геронтологические чтения - 2010, 2012», 1 Международном геронтологическом форуме им. В.Ф. Купревича, Российской конференции с международным участием «Биобезопасность -2011». Материалы диссертации были доложены и обсуждены на совместном заседании отдела клинической геронтологии и лаборатории клеточной биологии и патологии Санкт-Петербургского института

биорегуляции и геронтологии СЗО РАМН. Результаты исследований используются в лечебной деятельности СПб ГБУЗ «Городская Мариинская больница», научной деятельности Санкт-Петербургского института биорегуляции и геронтологии СЗО РАМН, научно-педагогической деятельности ФГАУО ВПО «Белгородский государственный национальный исследовательский университет». Публикации

По материалам диссертации опубликовано 13 работ, в том числе 5 статей в журналах, включенных в Перечень ВАК Минобрнауки РФ и 8 тезисов докладов.

Связь с научно-исследовательской работой Института Диссертационная работа является научной темой, выполняемой по основному плану НИР Санкт-Петербургского института биорегуляции и геронтологии СЗО РАМН.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, обзора литературы, главы, посвященной описанию материалов и методов обследования больных, 4 глав результатов собственных исследований и их обсуждения, заключения, выводов, практических рекомендаций и списка использованной литературы. Работа изложена на 103 страницах машинописного текста, содержит 2 таблицы, 22 рисунка. Список использованной литературы включает 174 источника, в т.ч. 124 отечественных и 50 зарубежных.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Материал и методы исследования

Для разностороннего изучения проблемы адаптации функционирования почек в условиях стрессового воздействия были реализованы следующие направления исследования:

1. Клиническая часть исследования - выполнена с включением пациентов молодого и пожилого возрастов без выраженной соматической патологии, оперированных по поводу острой хирургической патологии (ущемленная грыжа паховой, пахово-бедренной или пупочной локализации):

1.1. выполнение оперативных вмешательств в условиях нормального температурного режима;

1.2. выполнение оперативных вмешательств в условиях повышенной температуры окружающей среды.

2. Экспериментальные модели (на молодых и старых крысах):

1.1. модель операционной травмы,

1.2. модель тепловой травмы.

В клиническую часть исследования было включено 152 чел. Всем пациентам были выполнены экстренные оперативные вмешательства по поводу ущемленной паховой, пахово-бедренной или пупочной грыжи.

Такой выбор был связан с тем, что данная хирургическая патология существенно не влияла на общее состояние пациентов. Пациенты были соматически практически здоровыми, почки были исходно интактны.

Все пациенты были разделены на следующие группы:

1. Пациенты, у которых оперативные вмешательства были выполнены в условиях нормального температурного режима. Операции были выполнены в 2011 и в 2012 гг. в период с марта по май, средняя температура наружного воздуха соответствовала климатической норме, средняя температура в палатах и операционной составляла 22,2+1,0 °С (п=73):

1.1. пациенты молодого возраста (п=38, возраст пациентов от 20 до 39 лет, средний возраст 32,2±3,4 года, мужчин - 29 чел., женщин - 9 чел.);

1.2. пациенты пожилого возраста (п=35, возраст пациентов от 60 до 69 лет, средний возраст 63,2±2,1 года, мужчин - 28 чел., женщин - 7 чел.);

2. Пациенты, у которых оперативные вмешательства были выполнены в условиях температурного режима, характеризующегося высокими значениями температуры окружающей среды. Операции были выполнены в 2011 и в 2012 гг. в период с июля по август, средняя температура наружного воздуха превышала климатическую норму на 4,8°С, средняя температура в палатах и операционной составляла 28,3+1,1°С, что на 6,3°С превышало температуру в 22°С, являющейся нормативной для хирургических, операционных и анестезиолого-реанимационных отделений в соответствии с СанПиН 2.1.3.1375-03 (с изменениями от 25.04.2007 г., приложение 5) (п=79):

2.1. пациенты молодого возраста (п=37, возраст пациентов от 20 до 39 лет, средний возраст 33,4±3,3 года, мужчин - 29 чел., женщин -8 чел.);

2.2. пациенты пожилого возраста (п=42, возраст пациентов от 60 до 69 лет, средний возраст 65,1±2,4 года, мужчин - 36 чел., женщин - 6 чел.);

Группы пациентов были сопоставимы по исходному состоянию пациентов, объему и характеру оперативных вмешательств, методам анестезиологического обеспечения.

У всех пациентов был исследован уровень ФНО-а в плазме крови (как краткосрочный показатель реагирования на стресс) перед операцией, в момент разреза (в среднем через 3,1+0,1 минуты от начала операции), наиболее травматических моментов операции (через 14,2+1,6 минуты от начала операции), ушивания операционной раны(через 28,2+2,2 минуты от начала операции), а также через 6, 12 и 24 часа после операции. Всем пациентам до операции, через 12 часов, 1, 2 и 3 суток после операции определялись в качестве среднесрочных показателей реагирования организма на стресс уровни мочевины и креатинина в сыворотке крови и определялась скорость клубочковой фильтрации (СКФ). Также проводилось динамическое наблюдение за количественными и качественными показателями диуреза и проводилась регистрация

уродинамических инцидентов. Под уродинамическими инцидентами понимали снижение диуреза менее 50 мл/час и/или снижение СКФ более чем на 15% от нижних нормативных значений. При этом анализ уровней креатинина и СКФ проводился раздельно для мужчин и женщин в связи с известными половыми различиями в нормативных значениях этих показателей.

Поскольку у данных пациентов было невозможным провести морфологические исследование почек (в связи с отсутствием медицинских показаний и наличием этических ограничений в соответствии с принципами биомедицинской этики), были использованы экспериментальные модели.

Экспериментальная часть исследования заключалась в следующем.

Для изучения операционной травмы была создана экспериментальная модель. Эксперимент выполняли на 140 крысах линии «Вистар» из питомника РАМН «Столбовая» Московской области (70 молодых крыс в возрасте 3,6+0,2 месяца и весом 248,4+11,2 г возраст; 70 старых крыс в возрасте 17,0+1,1 месяца и весом 404,1+16,4 г).

Контрольные исследования проводились в 1, 2, 4, 5, 6, 9 и 12 недели после операции.

Для изучения тепловой травмы была создана экспериментальная модель. Эксперимент выполняли на 105 крысах линии «Вистар» из питомника РАМН «Столбовая» Московской области(55 молодых крыс в возрасте 3,5+0,3 месяца и весом 252,8+12,6 г; 50 старых крыс в возрасте 17,7+0,9 месяцев и весом 409,7+18,5 г). Опыты на животных проводились в тепловой камере при тепловом режиме 48°С в течение 5, 15, 45 минут. Нагрев воздуха в тепловой камере осуществлялся двумя экранированными электронагревателями по методике Ефремова A.B. (2001).

Из почек вырезали и сразу маркировали участки из коркового и мозгового веществ. Образцы фиксировали в растворе 10%-ного нейтрального забуференного формалина с последующей заливкой в парафиновые блоки для обзорного просмотра стекол, окрашенных гематоксилином и эозином [Волкова О. В., Елецкий Ю.К. Основы гистологии с гистологической техникой: [учеб. для фельдш.-лаборант. отд-ний мед. уч-щ]. М. : Медицина, 1982. С. 304]. С каждого блока делали серийные срезы толщиной 5 мкм на ротационном микротоме «LEICA RM 2135» (Германия).

Гистологические препараты окрашивали гематоксилином и эозином и подвергали исследованию в световом микроскопе «TOPIC - Т» CETI, при помощи цветной одноматричной видеокамеры BAUMER1, программы обработки изображения «Видео — Тест - Размер».

Подготовка образцов для изучения методом сканирующей электронной микроскопии состояла в том, что изучаемые кусочки органов сразу опускали в 37° 0,85% изотонический раствор натрия хлорида. Под

водой вырезали несколько участков размером 0,5 см3 и промывали в 2-3 пробах свежеприготовленного изотонического раствора натрия хлорида. В последней его порции образцы держали в течение 2-Зчасов при комнатной температуре. После этого пробы опускали при 37° в фиксирующую смесь (2% глутаральдегид на 0,15 М фосфатном буфере с pH 7,2-7,4). В фиксирующей смеси пробы держали в холодильнике (от 2-хсуток до месяца).

Подготовленные биоптаты просматривали в растровом электронном микроскопе FE1 Quanta 200 3D, а также FE1 Quanta 600 FEG. Элементный анализ был сделан с использованием детектора для регистрации спектров характеристического рентгеновского излучения фирмы ЕРАХ, детекторы интегрированы с растровым электронным микроскопом Quanta 600 FEG.

Трансмиссионная просвечивающая электронная микроскопия проводилась на микроскопах JEM-2100 («JEOL», Япония) и СМ-30 («Philips», Нидерланды).

Все процедуры содержания животных, проведения манипуляций и тестирования полученных данных проводились в соответствии со стандартами ISO 10993-1-2003 и ГОСТ Р ИСО 10993.2-2006.

Для статистической обработки результатов исследования использован метод оценки значимости различий двух совокупностей путем применения критерия t-Стьюдента. Также использовался метод Разность

показателей считалась достоверной при р<0,05. Математико-статистическая обработка выполнена с использованием программы «Statgraphics plus for Windows», версия 7.0.

Влияние операции и температурного фактора на динамику фактора некроза опухоли альфа

Определение концентрации фактора некроза опухоли служило интегральным механизмом влияния сочетания операционного стресса и температурного фактора на вероятность цитокинового повреждения организма.

При проведении оперативных вмешательств в условиях нормального температурного режима имело место умеренное повышение ФНО-а в плазме крови на ряде значимых этапов оперативного вмешательства (рисунок 1).

В этих условиях у пациентов молодого возраста во время разреза уровень ФНО-а в плазме крови - 87,6+3,7пг/мл - достоверно не отличался от исходного уровня в 82,6+2,2пг/мл (р>0,05). Другая закономерность, в соответствии с которой уровень ФНО-а достоверно превышал исходный, наблюдалась во время наиболее травматических моментов операции -118,7+3,4 пг/мл, в конце операции - 130,2+7,0 пг/мл, а также через 6 часов после операции - 124,0+5,0пг/мл (для указанных этапов р<0,05 по сравнению с исходным уровнем). Однако через 12 часов и через 24 часа

после операции уровень ФНО-а в сыворотке крови соответствовал исходному (р>0,05) и составлял 89,0+2,2 пг/мл и 86,4+3,9 пг/мл

соответственно.

170

130

110

150

90

Молодые, норм.темп.

Пожилые, норм.темп.

Молодые, повыш.темп.

Пожилые, повыш. темп.

70

50

* р<0,05 по сравнению с пациентами молодого возраста

** р<0,05 по сравнению с пожилыми пациентами, оперированными в условиях нормальной температуры окружающей среды

Рисунок 1. Динамика ФНО-а в плазме крови (в пг/мл) у людей молодого и пожилого возраста в процессе выполнения операций в различных температурных условиях.

У людей пожилого возраста в условиях нормального температурного режима ситуация не намного отличалась от таковой у людей молодого возраста. Так же, как и у людей молодого возраста, в пожилом возрасте во время разреза уровень ФНО-а в плазме крови достоверно не отличался от исходного уровня в 84,5+3,1 пг/мл и составлял 90,2+4,1 пг/мл (р>0,05). На дальнейших этапах операции в пожилом возрасте, также как и в молодом возрасте, уровень ФНО-а достоверно превышал исходный, и во время наиболее травматических моментов операции составлял 126,8+5,1 пг/мл, в конце операции - 134,3+4,2пг/мл, через 6 часов после операции -128,2+3,9пг/мл (для указанных этапов р<0,05 по сравнению с исходным уровнем). Однако в отличие от пациентов молодого возраста, через 12 часов после операции уровень ФНО-а в плазме крови продолжал оставаться высоким (127,6+2,8 пг/мл, р<0,05 по сравнению с исходным уровнем в данной возрастной группе и по сравнению с аналогичным операционным периодом у людей молодого возраста). Уровень ФНО-а

возвращался к исходным значениям только через 24 часа и составлял 84,8+6,0 пг/мл (р<0,05).

При проведении оперативных вмешательств в условиях повышенного температурного режима у молодых людей имело место умеренное повышение ФНО-а на ряде значимых этапов оперативных вмешательств, достоверно не отличающееся от проведения операций в условиях нормального температурного режима (р>0,05).

Так, в этих условиях у пациентов молодого возраста во время разреза уровень ФНО-а в плазме крови - 88,2+3,6пг/мл - достоверно не отличался от исходного уровня в 82,6+2,2пг/мл (р>0,05). Схожая с нормальными температурными условиями закономерность, в соответствии с которой уровень ФНО-а достоверно превышал исходный, наблюдалась во время наиболее травматических моментов операции - 120,2+3,8 пг/мл, в конце операции - 131,4+6,5пг/мл, а также через 6 часов после операции -126,2+4,9пг/мл (для указанных этапов р<0,05 по сравнению с исходным уровнем). Однако через 12 часов и через 24 часа после операции уровень ФНО-а в сыворотке крови соответствовал исходному (р>0,05) и составлял 86,2+4,2 пг/мл и 85,6+4,1 пг/мл соответственно. При этом эти показатели на всех этапах достоверно не отличались от таковых при операциях, в условиях нормального температурного режима (р>0,05).

У людей пожилого возраста в условиях повышенного температурного режима ситуация не намного отличалась от таковой у людей молодого возраста. Так же, как и у людей молодого возраста, в пожилом возрасте во время разреза уровень ФНО-а в плазме крови достоверно не отличался от исходного уровня в 84,5+3,1пг/мл и составлял92,4+5,6пг/мл (р>0,05). На дальнейших этапах операции в пожилом возрасте, также как и в молодом возрасте, уровень ФНО-а достоверно превышал исходный, и во время наиболее травматических моментов операции составлял 146,9+5,2 пг/мл, в конце операции -147,4+4,6пг/мл, через 6 часов после операции - 142,4+5,6пг/мл (для указанных этапов р<0,05 по сравнению с исходным уровнем). Однако в отличие от пациентов молодого возраста, через 12 часов после операции уровень ФНО-а в плазме крови продолжал оставаться высоким (141,2+3,1 пг/мл, р<0,05 по сравнению с исходным уровнем в данной возрастной группе и по сравнению с аналогичным послеоперационным периодом у людей молодого возраста). Уровень ФНО-а в плазме крови и через 24 часа после операции оставался повышенным и составлял 124,2+5,1 пг/мл (р<0,05с исходным уровнем в данной возрастной группе и по сравнению с аналогичным операционным периодом у людей молодого возраста). Кроме того, на всех этапах, начиная с травматических моментов операции и до периода 24 часа после операции, уровень ФНО-а в плазме крови был достоверно выше, чем при проведении операций в условиях нормального температурного режима (р<0,05).

В целом определялось, что у людей молодого возраста, оперированных при нормальной температуре окружающей среды, уровень ФНО-а в плазме крови достоверно повышался на травматическом этапе операции, в конце операции, а также через 6 часов после операции, однако к 12 часам после операции он возвращался к нормальным значениям. Такая же динамика уровня ФНО-а наблюдалась и у молодых людей, оперированных в условиях повышенной температуры окружающей среды. В пожилом возрасте при выполнении операций в нормальных температурных условиях наблюдалось замедление восстановления нормального уровня ФНО-а в плазме крови, значения возвращались к нормальным к 24 часам после операции. А вот у пожилых людей, оперированных в условиях повышенной температуры окружающей среды, в ходе операции уровень ФНО-а достоверно превышал таковой у пациентов других групп и к концу первых суток после операции не возвращался к исходным значениям.

Следовательно, самой рисковой группой в плане развития гиперцитокинемии явилась группа людей пожилого возраста, оперированных в условиях повышенной температуры окружающей среды. Таким образом, пожилой возраст вместе с повышенной температурой окружающей среды являются факторами риска развития цитокинового дисбаланса, который может запускать каскад неблагоприятных процессов в органах-мишенях операционного стресса, в т.ч. в почках.

Клинические особенности послеоперационного периода и характер уродинамических инцидентов у людей разных возрастов

Анализ уродинамических инцидентов в послеоперационный период показал, что имелись достоверные отличия в частоте их возникновения среди пациентов различных групп (таблица 1).

У пациентов молодого возраста достоверных отличий в частоте уродинамических инцидентов после операций, выполненных в различных температурных условиях, выявлено не было (при нормальном температурном режиме — 3,4%, при повышенной температуре окружающей среды - 3,7%, х2=0,223, р>0,05).

У пациентов пожилого возраста при проведении оперативных вмешательств в условиях нормального температурного режима частота уродинамических инцидентов не отличалась от таковой у людей молодого возраста (4,0%, /2=0,308, р>0,05). А вот при проведении операций у пожилых людей в условиях повышенной температуры окружающей среды частота уродинамических инцидентов возрастала до 25,2% (х2=0,810, р<0,05 по сравнению с молодыми людьми, оперированными в условиях повышенного температурного режима, и с пожилыми людьми, оперированным в условиях нормального температурного режима).

При этом наличие уродинамических инцидентов достоверно коррелировало с повышенным уровнем мочевины в сыворотке крови (Х2=0,765, р<0,05), уровнем креатинина (х2=0,812, р<0,05), снижением СКФ (¿4),630, рО,05).

Таблица 1.

Показатели функционирования почек в периоперационный период

Возраст пациентов/ температурный режим Сроки исследования

До операции Через 12 час.после операции Через 1 суг. после операции Через 2 суг. после операции Через 3 сут. после операции

Уровень мочевины в сыворотке крови, мкмоль/л

Молодой/норм. 1 6,7+0,2 6,6+0,4 6,0+1,2 6,9+0,5 6,8+0,7

Молодой/пов. 1 6,8+0,4 6,4+0,3 6,2+1,0 6,2+1,6 6,7+0,2

Пожилой/норм. 1 6,2+1,3 6,2+0,3 6,1+0,8 6,3±0,3 6,1 ±0,4

Пожилой/пов. 1 6,1+0,6 6,2+0,7 8,0+1,2*,** 11,2+0,5*,** 8,8+0,7*,**

Уровень креатинина у мужчин в сыворотке к) зови, мкмоль/л

Молодой/норм. 1 82,2+1,6 90,3+2,7 86,5+4,3 87,2+3,8 80,6+4,2

Молодой/пов. 1 85,5+2,0 87,3+4,1 90,2+2,6 82,4+4,2 83,6+1,8

Пожилой/норм. 1 87,4+2,1 91,2+1,6 90,5+3,8 88,2+1,9 87,4+4,0

Пожилой/пов. 1 86,1+3,8 94,5+6,2 128,4+4,5*,** 116,1+6,2*,** 100,3+7,9

Уровень креатинина у женщин в сыворотке к] рови, мкмоль/л

Молодой/норм. 1 72,4+2,0 73,5+4,6 77,6+2,8 77,9+4,0 82,2+4,1

Молодой/пов. 1 70,3+8,2 74,1+3,3 79,4+5,1 75,0+3,1 77,4+6,8

Пожилой/норм. 1 77,2+1,6 76,2+4,8 79,2+2,9 73,0+3,8 76,4+6,9

Пожилой/пов. 1 75,4+5,2 79,3+3,0 108,4+3,9*,** 104,2+3,0*,** 86,0+6,6

СКФ у мужчин, мл/мин

Молодой/норм. 1 100,2+3,2 102,2+3,8 106,4+5,1 98,3+3,0 101,4+3,2

Молодой/пов. 1 106,4+3,6 105,1+6,2 103,2+4,2 97,8+4,1 100,8+4,1

Пожилой/норм. 1 96,4+5,3 98,1+4,7 95,2+4,9 96,1+4,0 97,2+4,2

Пожилой/пов. 1 97,4+4,0 95,2+5,0 76,2+5,7*,** 78,4+3,3*,** 90,2+6,2

СКФ у женщин, мл/мин

Молодой/норм. 1 91,2+4,1 93,3+4,0 92,4+3,9 93,4+3,8 88,2+7,4

Молодой/пов. 1 88,1+4,5 89,2+3,1 83,1+5,0 84,2+5,1 90,6+6,9

Пожилой/норм. 1 87,2+3,6 87,4+4,2 85,4+3,8 86,2+3,0 90,8+8,2

Пожилой/пов. 1 86,5+3,6 87,8+4,3 61,1+4,6*,** 69,1+3,4*,** 80,2+7,3

Примечание* р<0,05 по сравнению с показателями на этапах едо операции» и «через 12 час.после операции»

** р<0,05 по сравнению с другими группами пациентов

Интегральный анализ частоты уродинамических инцидентов показал, что вероятность их возникновения в расчете на 1 случай оперативного вмешательства различалась при влиянии различных факторов:

- возрастного фактора - у молодых пациентов риск составил 0,038, у пожилых пациентов - 0,137,3^=0,686, р<0,05;

- периоперационной цитокинемии - с нормоциткокинемией риск составил 0,039, прегиперцитокинемия - 0,460, х2=0,704, р<0,05;

- фактора наличия нарушения температурного режима - при ее отсутствии риск составил 0,040, при температурном режиме, характеризующимся повышением температуры окружающей среды - 0,211, х2=0,831, р<0,05.

Патофизиологические и патоморфологические механизмы участия почек в полиморбидном континууме в экспериментальной модели операционной травмы

При изучении почечной ткани у старых и у молодых крыс через день после операции нами было выявлено увеличение площади капилляров коркового слоя без форменных элементов крови. При этом, в мозговом слое, наоборот, мы наблюдали полнокровие капилляров. В некоторых клетках прямой восходящей части дистальных канальцев выявлены разрывы апикальной плазмолеммы с выходом содержимого цитоплазмы в просвет. Как в дистальных канальцах, так и в собирательных трубках наблюдались клетки с участками некроза. Эндотелиальные клетки капилляров клубочков уплощены, а число органелл в их цитоплазме значительно уменьшено. Базальные мембраны тонкие, со значительными просветлениями в отдельных участках. Через неделю после операции площадь капилляров коркового слоя увеличивалась более чем вдвое, составляя у молодых крыс 1,5±0,2% и у старых крыс 1,3±0,2 % (р>0,05). В мозговом слое площадь капилляров составляла 0,6±0,03% и 0,5±0,01% соответственно (р>0,05).

В течение второй недели, как у молодых, так и у старых крыс в клубочках было ярко выражено полнокровие капилляров. Помимо этого, в почках крыс при морфометрическом анализе было видно, что полнокровие как коркового, так и мозгового слоев почек, линейно снижаясь, достигало исходных значений. В тоже время, увеличивалась доля свободных от эритроцитов сосудов. Паренхиматозная белковая дистрофия вплоть до некроза клеток не только не заканчивалась, но и продолжала возрастать. Кроме того, увеличивалось содержание цитоплазматических ямок, располагавшихся ближе к просветной поверхности плазмолеммы, здесь же возрастало число цитоплазматических отростков и инвагинаций плазмолеммы.

И хотя к 2 неделям и наблюдалось некоторое увеличение числа измененных органелл во всех структурах почки, а также практически исчезали митохондрии с вакуолями и несколько уменьшалось число некрозов, возврат к норме наступал у молодых крыс к 3 неделям. Через две недели при изучении морфометрических показателей стало видно, что площадь капилляров коркового слоя достоверно (р<0,05) снизилась до 0,7±0,15% и до 0,4±0,05% в мозговом. В то же время у старых крыс достоверное снижение (р<0,05) площади капилляров наблюдалось только к началу 4-й недели и составила 0,6±0,13% в корковом слое и до 0,4±0,02% в мозговом. В большинстве отделов ткань почки молодых крыс после 4-х недельного периода, а у старых крыс после 6-ти недельного периода наблюдения приближалась нормальной картине (рисунок 2).

Рисунок 2. Фрагменты почек старых крыс через 4 (А, Б) и 12 недель (В,Г) после операции.

A. Фрагмент проксимальных канальцев. Ткань полнокровна (х4000). Б. Клубочек и ткань вокруг него умеренно полнокровны (х2000).

B. Клубочек не изменен. Ткань вокруг него умеренно полнокровна (хЮОО).

Г. Клубочек атрофирован. Ткань вокруг него умеренно полнокровна (х2000). Растровая электронная микроскопия.

При значительных сроках экспозиции (9,12 недель) макроскопически почки выглядели не измененными как у молодых, так и у старых крыс. Однако, на электронно-микроскопическом уровне у старых крыс мы выявляли отдельные, незначительные склеротические изменения, а также начало атрофии незначительного числа клубочков, что могло быть последствием ишемии ткани во время операционного периода.

Патофизиологические и патоморфологические механизмы участия почек в полиморбидном континууме в экспериментальной модели

тепловой травмы

При перегревании в течение 5 мин. при температуре 48°С в почках как молодых, так и старых крыс наблюдалось полнокровие и отдельные диапедезные кровоизлияния. Просматривалось начало альтератичных

Рисунок 3. - Фрагмент паренхимы почек. Перегрев при 48°С в течение 5 минут.

Клубочки и капилляры полнокровны. Наблюдаются диапедезные кровоизлияния, альтеративные изменения в канальцах. А. Световая микроскопия. Окраска гематоксилином и эозином (х 100). Б. Растровая электронная микроскопия (х 250).

К 15 минутам перегрева все животные находились в состоянии ярко выраженной гипертермии. В период перегрева 15-45 мин. было выявлено угнетение дыхания, сухость слизистых, апатичность, заторможенность, снижение активных движений вследствие воздействия (депрессии) на нейроны центров регуляции (декомпенсация). При изучении почек макроскопически по сравнению с группой контроля можно отметить венозную гиперемию и петехиальные геморрагии, сгустки крови в крупных сосудах. Отмечалось резкое полнокровие, жидкая темная кровь в просвете крупных кровеносных сосудов.

При перегреве в течение 15 мин. при 48°С форма большинства клубочков была изменена, в них выявлялись признаки гидропической дистрофии вплоть до развития фокальных некрозов. Альтеративные изменения отмечались и в канальцах (рисунок 4).

Рисунок 4. Фрагмент паренхимы почек. При перегреве 48°С в течение 15 минут. Клубочки и капилляры резко полнокровны. Диапедезные кровоизлияния. Альтеративные изменения в канальцах. А. Световая микроскопия. Окраска гематоксилином и эозином (х 100).

Б. Растровая электронная микроскопия (х 300).

При перегреве в течение 45 мин. при 48°С капилляры коркового слоя почек были ишемичны. В части из них определялся тромбоз, эндотелиоциты были отечны с разрушенными органеллами. В канальцевом аппарате клетки резко гипертрофированы. В препаратах почек наблюдалось неравномерное кровенаполнение сосудов коры с преобладанием кровенаполнения пирамид. Сосуды коры преимущественно запустевшие, местами в просветах капилляров клубочков были видны агрегированные эритроциты. Эпителий извитых канальцев нефрона набухший, с заметной эозинофильной зернистостью и вакуолизацией цитоплазмы. В просвете отдельных прямых и извитых канальцев нефрона выявлены скопления цилиндров, состоящих из буровато-глыбчатых масс и масс типа склеенных эритроцитов - цилиндры типа гемомиоглобина (рисунок 5).

Рисунок 5. Фрагмент паренхимы почек. Перегрев при 48 °С в течении 45 минут.

Клубочки и капилляры резко полнокровны. Выявлены диапедезные кровоизлияния, тромбоз отдельных сосудов и альтеративные изменения в канальцах. А. Световая микроскопия. Окраска гематоксилином и эозином (хЮО). Б. Растровая электронная микроскопия (х 8000).

Значительная часть клубочков коркового слоя была малокровна, капилляры их спавшиеся. Базальные мембраны клубочковых капилляров местами утолщены, набухшие. В петлях капилляров некоторых клубочков обнаруживались фибриновые тромбы. Незатромбированные клубочки были резко полнокровны, с явлениями стаза и сладжа эритроцитов. Просвет капсулы клубочков был расширен, эпителий ее набухший; в просвете капсулы некоторых клубочков имелись зернистые эозинофильные массы. Подавляющее большинство извитых канальцев на разных этапах альтерации претерпевали изменения от зернистой и гиалиновой дистрофии до некроза с кариопикнозом и кариолизисом эпителиальных клеток. Многие извитые канальцы в состоянии тубулорексиса. В просвете извитых канальцев - зернистые оксифильные массы. Мелкие сосуды коры спавшиеся. В субкапсулярной и юкстамедуллярной зоне видны кровоизлияния вокруг вен. Капилляры юкстамедуллярных клубочков и прямые сосуды мозгового слоя резко полнокровны. Выраженный отек стромы, особенно в кортико-медуллярной зоне и в мозговом слое.

В результате 45 минутного перегрева при 48°С погибло 10% молодых крыс и 67% старых.

Таким образом, тепловая травма в своем становлении проходила стадию адаптации и дезадаптации. В почках сначала наблюдалось нарушение кровообращения (полнокровие, стаз, диапедезные кровоизлияния), а также начало деструктивных процессов, а затем - в кровеносном русле развивался гемолиз эритроцитов, скопление фибрина, диапедезные кровоизлияния. При одинаковых макро- и микроскопических изменениях летальность старых крыс была достоверно более значимой, чем среди молодых, что свидетельствовало об отсутствии компенсаторных механизмов в организме на дезадаптационные процессы в шоковых органах.

* * *

Таким образом, почки как орган-мишень для стрессового воздействия в пожилом возрасте в большей степени подвержены дезадаптационным процессам, чем в молодом возрасте, даже при их исходной интактности. При этом в развитии и усугублении процессов дезадаптации имеют значение не только процессы, затрагивающие непосредственно почечную ткань, но и нарастание негативной напряженности в сигнальном молекулярном взаимодействии. В ходе исследования получены данные о том, что возраст пациента, операционная травма и фактор температуры окружающей среды являются независимыми и взаимоотягощающими факторами интраоперационного нейроиммуноэндокринного дисбаланса и факторами повышения риска возникновения периоперационных уродинамических инцидентов (рисунок 6).

,1,211 (гипертермический режим) 0,460

(гип|р«Лт^^шемия)

0,039 * 0,038

• * *

0,000 (отсутствие операции)

0,137

(пожил^^о ¡раст)

^^(операция)

0,040

(нормотермический режим)

Рисунок 6. Интегральный риск уродинамических инцидентов при оперативных вмешательствах (вероятность на 1 случай оперативного вмешательства).

ВЫВОДЫ

1. Операционный стресс, согласно данным, полученным в экспериментальной модели, запускает патологические изменения в почечной ткани, которые становятся основой для дезадаптации их функционирования. При этом имеющиеся возраст-ассоциированные изменения в почках в виде склеротических изменений, атрофии незначительного числа клубочков коррелируют с ишемическим повреждением тканей во время операционного периода и удлиняют репаративный период в 1,4-2 раза.

2. Степень негативного реагирования организма как целостной системы на дезадаптацию увеличивается с возрастом, что сопряжено с более длительной напряженностью цитокинемического статуса по показателю ФНО-а через 12 часов после операции у людей пожилого возраста (127,6+2,8 пг/мл) по сравнению с людьми молодого возраста(89,0+2,2 пг/мл). При этом, при исходной интактности почек, при операционном стрессе в условиях нормального температурного режима в пожилом возрасте механизмы компенсации сохраняют свои возможности, в результате чего частота уродинамических инцидентов (4,0%) не отличается от таковой у молодых людей (3,4%).

3. Пожилой возраст, в отличие от молодого возраста, является фактором повышения риска дезадаптационных процессов в функционировании почек при сочетании теплового и операционного стресса, что сопровождается увеличением количества уродинамических инцидентов с 3,7% до 25,2%, повышением интраоперационного уровня цитокинемии в 1,9 раза и пролонгациией данного явления в послеоперационном периоде.

4. В экспериментальной модели тепловой травмы при одинаковых макро- и микроскопических изменениях летальность старых крыс является достоверно более высокой, чем среди молодых. В результате 45-минутного перегрева при 48°С погибает 10% молодых крыс и 67% старых, что свидетельствует о выраженном снижении компенсаторных механизмов в организме пожилых крыс на дезадаптационные процессы в шоковых органах.

5. Почки как орган-мишень для стрессового воздействия в пожилом возрасте в большей степени подвержены дезадаптационным процессам, чем в молодом возрасте, даже при их исходной интактности. При этом в развитии и усугублении процессов дезадаптации имеют значения не только процессы, затрагивающие непосредственно почечную ткань, но и нарастание негативной напряженности в сигнальном молекулярном взаимодействии.

6. Возраст пациента, операционная травма и фактор температур окружающей среды являются независимыми и взаимоотягощающими факторами интраоперационного нейроиммуноэндокринного дисбаланса и факторами повышения риска возникновения периоперационных уродинамических инцидентов.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Выявленные особенности процессов адаптации почек к стрессовому воздействию в пожилом возрасте при тепловой травме могут быть использованы при планировании лечебно-профилактических мероприятий для людей пожилого возраста в периоды повышения температуры окружающей среды, превышающего климатическую норму. В такие периоды целесообразно воздержаться от проведения плановых оперативных вмешательств у людей пожилого возраста и перенести их на период нормализации температуры окружающей среды. В случае необходимости проведения операций в неблагоприятные климатические периоды при подготовке к оперативным вмешательствам следует включать мероприятия, направленные на адекватное сохранение почечного кровотока и фильтрационной функции почек.

2. Определение уровня провоспалительного цитокина ФНО-а в плазме крови у пожилых больных может являться дополнительным маркером оценки неблагоприятного течения периоперационного периода в случае выполнения операций в условиях стойкого повышения температуры окружающей среды.

3. Пациентов пожилого возраста при оценке операционно-анестезиологического риска необходимо включать в группу риска по развитию уродинамических инцидентов даже при исходной интактности почек.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ Статьи в журналах из перечня ВАК РФ

1. Возрастные особенности функционирования почек в послеоперационном периоде как органов-мишеней при сочетании операционного и температурного стресса / А.Н. Селиванов, А.Н. Селиванов, С.А. Будылев, П.В. Маслов, К.В. Перелыгин // Современные проблемы науки и образования. - № 6 - 2014. Ьйр://\у\УЖ5Ыепсе-education.ru/120-17073 (дата обращения 02.03.2015 г.).

2. Маслов, П.В. Уродинамические инциденты в послеоперационном периоде у людей пожилого возраста // Современные проблемы науки и образования / П.В. Маслов, С.У. Мурсалов, А.У. Мурсалов // Фундаментальные исследования. - 2012. - № 8. - с. 37-41.

3. Маслов, П.В. Факторы риска уродинамических расстройств у людей пожилого возраста в условиях стрессового воздействия / П.В. Маслов, С.У .Мурсалов, А.У. Мурсалов // Клиническая геронтология. - 2014. -Т.20. №11-12 . - С.29-33.

4. Патоморфологические механизмы участия почек в полиморбидном континууме человека при операционной травме (экспериментальное исследование) / Т.В.Павлова, Л.А. Павлова, П.В. Маслов, Г.Н. Совенко, К.И. Прощаев, И. Ю. Гончаров, Д.А. Колесников // Фундаментальные исследования. - 2012. - № 8, часть 1. - С. 131-134.

5. Патоморфологические механизмы участия почек в полиморбидном континууме человека при тепловой травме (экспериментальное исследование) / Павлова Т.В., Маслов П.В., Марковская В.А., Павлова Л.А., Прощаев К.И., Гончаров И. Ю., Колесников Д. А. // Современные проблемы науки и образования. - 2012. - № 4. - часть 1. http://www.science-education.ru/104-6847 (дата обращения 02.03.2015 г.).

Тезисы докладов

6. Маркеры прогрессирования патологических процессов у пожилых / К.И. Прощаев, С.У. Мурсалов, Г.И. Гурко, П.В. Маслов // Биобезопасность -2011: Матер, конф. - М., 2011. - С. 37.

7. Маслов, ИВ. К вопросу о прогнозировании рисков при заболеваниях мочеполовой системы у мужчин / П.В. Маслов, Д.С. Медведев // Геронтологические чтения - 2012. - Белгород, 2012. - С. 118.

8. Маслов, П.В. Ожирение и патология мочеполовой системы у мужчин как взаимоотягощающие факторы / П.В. Маслов, Э.В. Мудраковская, Д.С. Медведев // 1 Международный геронтологический форум им. В.Ф. Купревича: Мат. конф. - М., 2013. - С. 44.

9. Маслов, П.В. Поражение почек при операционном стрессе у пожилых людей / П.В. Маслов // Геронтологические чтения - 2010: Матер, конф. -Белгород, 2010.-С. 101.

10. Маслов П.В. Реакция почек на острый стресс в пожилом возрасте / П.В. Маслов // Ежегодная конф. молодых ученых и студентов Орловского медицинского института. - Орел, 2014. - С. 122.

11. Маслов, П.В. Сигнальное молекулярное взаимодействие в полиморбидном континууме с участием почек / П.В. Маслов, К.И. Прощаев, Д.С. Медведев // Геронтологические чтения - 2010: Матер, конф. - Белгород, 2010. - С. 107.

12. Маслов, П.В. Цитокиновый статус при ожирении и патология мочеполовой системы у мужчин как взаимоотягощающие факторы / П.В. Маслов, Д.С. Медведев //1 Международный геронтологический форум им. В.Ф. Купревича: Мат. конф. - М., 2013. - С. 45.

13. Маслов, П.В. Уродинамические осложнения в гериатрической практике / П.В. Маслов // Ежегодная конференция молодых ученых и студентов Орловского медицинского института. - Орел, 2014. - С. 117.

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ, ПРИНЯТЫХ В АВТОРЕФЕРАТЕ

ВОЗ - Всемирная организация здравоохранения СКФ - скорость клубочковой фильтрации ФНО-а - фактор некроза опухолей альфа

МАСЛОВ Павел Витальевич ПРОЦЕССЫ АДАПТАЦИИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ПОЧЕК К СТРЕССОВОМУ ВОЗДЕЙСТВИЮ В ПОЖИЛОМ ВОЗРАСТЕ // Автореф. дисс. ... канд. мед. наук.: 14.01.30. -

СПб, 2014.-23 с._

Подписано в печать «31» марта 2014. Формат 60x84 1/16. Бумага офсетная. Печать офсетная. Печ. л. 1,0.

_Тираж 100 экз. Заказ 164._

Отпечатано с готового оригинал-макета. ЗАО «Принт-Экспресс» 197101, С.-Петербург, ул. Большая Монетная, 5 лит. А.