Автореферат и диссертация по медицине (14.00.36) на тему:Влияние малопоточной мембранной оксигенации крови на иммунологическую реактивность больных перитонитом

МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ГЕРОНТОЛОГИИ МОСКОВСКИЙ ОБЛАСТНОЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ КЛИНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ имени М.Ф.ВЛАДИМИРСКОГО

04201361539 На пРавах РУкописи

кривцова Ирина Владимировна

ВЛИЯНИЕ МАЛОПОТОЧНОЙ МЕМБРАННОЙ ОКСИГЕНАЦИИ КРОВИ НА ИММУНОЛОГИЧЕСКУЮ РЕАКТИВНОСТЬ БОЛЬНЫХ ПЕРИТОНИТОМ

14.00.36. - аллергология и иммунология

Диссертация на соискание учёной степени кандидата биологических наук

Научные руководители: академик РАМН, доктор медицинских наук профессор В.Н. Шабалин доктор медицинских наук A.B. Ватазин

Москва - 1999

ОГЛАВЛЕНИЕ

Стр.

Введение 6

I глава Обзор литературы. Иммунологические нарушения и

экстракорпоральная оксигенация крови при разлитом гнойном перитоните

1.1. Состояние иммунной системы при разлитом гнойном перитоните 11

1.2. Мембранные оксигенаторы крови в клинической практике

1.2.1. Краткая история вопроса 18

1.2.2. Сравнительная характеристика оксигенаторов крови 20

1.2.3. Перспективы применения малопоточной мембранной оксигенации крови в клинической практике 24

II глава Материалы и методы исследования

2.1. Характеристика экспериментального и клинического материала 27

2.2. Методика проведения малопоточной мембранной оксигенации крови 29

2.3. Определение популяций лимфоцитов и активности рецепторного аппарата Т-лимфоцитов 31

2.4. Определение фагоцитарной и энзиматической активности нейтрофилов 32

2.5. Определение компонентов комплемента и сывороточных иммуноглобулинов 33

2.6. Определение циркулирующих иммунных комплексов 33

2.7. Определение количества фактора некроза опухоли альфа в сыворотке крови 34

2.8. Компьютерная лазерная фазометрия мононуклеарных

2.9.

III глава

3.1.

3.2.

3.3.

3.4.

3.5.

3.6.

IV глава

4.1.

4.2.

клеток периферической крови

Определение кислотно-щелочного и газового состава крови

Собственные исследования. Влияние малопоточной мембранной оксигенации на показатели клеточного и гуморального иммунитета консервированной донорской крови различных сроков хранения

Влияние ММОК на популяции лимфоцитов и активность рецепторного аппарата Т-лимфоцитов Изучение воздействия ММОК на фазометрические параметры мононуклеарных клеток периферической крови Влияние ММОК на фагоцитарную и энзиматическую активность нейтрофилов

Воздействие ММОК на концентрацию сывороточных иммуноглобулинов и компонентов комплемента Влияние ММОК на циркулирующие иммунные комплексы консервированной крови

Изменение кислотно-щелочного и газового состава консервированной крови при малопоточной мембранной оксигенации

Собственные исследования. Иммунокоррегирующая роль изолированной ММОК в комплексе детоксикационных мероприятий при остром разлитом гнойном перитоните

Воздействие малопоточной мембранной оксигенации на клеточное звено иммунитета

Влияние малопоточной мембранной оксигенации на морфометрические показатели мононуклеаров периферической крови

з

35 37

39

41

45

51

52

57

58

61

4.3. Влияние малопоточной мембранной оксигенации на внутриклеточную динамику мононуклеаров периферической крови

4.4. Изменение фагоцитарной активности нейтрофилов периферической крови под воздействием малопоточной мембранной оксигенации

4.5. Влияние малопоточной мембранной оксигенации на динамику изменения концентраций ЦИК, компонентов комплемента, иммуноглобулинов и ТЫИ-а

V глава Заключение Выводы

Практические рекомендации Список литературы

75

78 85 91

93

94

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

АТФ аденозинтрифосфат

АФК активные формы кислорода

ВИД вторичный иммунодефицит

Гц герц

ДНК дезоксирибонуклеиновая кислота

Е-РОК клетки образующие розетки с эритроцитами барана

Ем-РОК клетки образующие розетки с эритроцитами мыши

ИС иммунная система

КФМ компьютерный фазовый микроскоп

КЩС кислотно-щелочное состояние

ЛУ лимфатические узлы

мкм микрометр

ММО малопоточная мембранная оксигенация

ММОК малопоточная мембранная оксигенация крови

МО мембранный оксигенатор, мембранная оксигенация

МПА морфологический показатель аффинности

МПК мононуклеарные клетки периферической крови

МСМ молекулы средней массы

НГ нейтрофильный гранулоцит

нм нанометр

нет нитросиний тетразолий

ПО пузырьковый оксигенатор

ПЭГ полиэтилен гликоль

РДСВ респираторный дистресс-синдром взрослых

РИД радиальная иммунодиффузия

ело сердечно-лёгочный обход

соэ скорость оседания эритроцитов

Т-л Т лимфоцит

у.е. условная единица

ФА фагоцитарная активность

ФГА фитогемагглютинин

ФИО (ЮТ-а) фактор некроза опухоли альфа

ЦИК циркулирующий иммунный комплекс

ЦПА цитохимический показатель активности

ЭИ эндогенная интоксикация

экд экстракорпоральная детоксикация

СО кластер дифференцировки

С комплемент

се коэффициент корреляции

ся коэффициент регрессии

ши интерферон

18 иммуноглобулин

1Ь интерлейкин

ВВЕДЕНИЕ

АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ

Одним из перспективных направлений развития практической и

экспериментальной иммунологии на современном этапе является разработка научно обоснованных принципов коррекции нарушений в иммунной системе с использованием не только арсенала фармакологических средств, но и методов не медикаментозного воздействия.

Среди способов не медикаментозного воздействия, направленных на стимуляцию или угнетение функций иммунокомпетентных клеток, коррекцию гуморального звена иммунитета, сегодня широко используются такие методы эфферентной терапии, как гемо-, плазмо- и лимфосорбция, а так же био- и иммуносорбция, различные виды плазмафереза и квантовой терапии [Тимохов B.C. и др. 1997 г., Колесса О.В. 1997 г., Гостищев В.К. 1994 г., Рейс Б.А. и др. 1994 г., Даватдарова Г.М. и др.1990 г.]. Появление новых экстракорпоральных технологий, оказывающих многофакторное воздействие на различные системы и на организм больного в целом, диктует необходимость детального изучения их влияния на гомеостаз организма человека, включая иммунитет.

Одним из таких новых методов экстракорпоральной гемокоррекции является малопоточная мембранная оксигенация крови, применяемая в клинике с целью улучшения реологических свойств крови и её кислородтранспортной функции. Особый интерес представляет сегодня возможность использования ММОК в качестве метода экстракорпоральной детоксикации в хирургической клинике, где малопоточная мембранная оксигенация нашла себя как самостоятельный и в комбинации с обменным плазмаферезом, гемосорбцией, гемофильтрацией способ лечения перитонита [Кукош М.В. и др.1989 г., Родионов В.В. и др. 1990 г., Бабышин В.В. 1990 г., Мишиев М.И. 1992 г., Ватазин A.B. и др. 1995 г.].

Следует подчеркнуть, что основная цель, которую ставят перед собой специалисты при использовании мембранной оксигенации в комплексе

детоксикационных мероприятий - это улучшение кислородтранспортной и реологической характеристик крови. В подавляющем большинстве случаев эксплуатируется именно это специфическое воздействие процесса оксигенации при экстракорпоральных операциях. При этом считается, что гемоксигенация не обладает иммунокоррегирующим действием [Гуревич К.Я. и др. 1993г.]. Кроме того, на сегодняшний день не определена возможность применения малопоточной мембранной оксигенации как самостоятельного метода, способного одновременно оказывать детоксикационное и иммунокоррегирующее действие. Не изучены показания и противопоказания к изолированному применению мембранной оксигенации в токсическую и терминальную фазу развития перитонита, оптимальная длительность процедуры и очерёдность её проведения при сочетании с другими экстракорпоральными методами.

цель настоящего исследования

Выяснить характер действия малопоточной мембранной оксигенации на иммунную систему организма: определить диапазон и глубину этого воздействия при вторичном иммунодефиците у пациентов с гнойно-септическими осложнениями заболеваний органов брюшной полости.

задачи исследования. Для достижения поставленной цели в работе решались следующие задачи:

1. Изучить в условиях эксперимента, с использованием консервированной донорской крови, имитирующей состояние вторичного иммунодефицита, влияние малопоточной мембранной оксигенации на клеточный, гуморальный иммунитет и фагоцитарное звено неспецифической защиты.

2. Определить закономерности влияния малопоточной мембранной оксигенации крови на клеточное, гуморальное звенья специфического иммунитета и фагоцитарное звено неспецифической защиты у больных перитонитом в токсической и терминальной фазах заболевания.

3. Оптимизировать методику проведения малопоточной мембранной оксигенации крови в комплексе детоксикационных мероприятий при перитоните.

4. Определить роль и место малопоточной мембранной оксигенации крови в качестве самостоятельного метода экстракорпоральной гемокоррекции при гнойно-септических осложнениях заболеваний органов брюшной полости.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА РАБОТЫ.

В результате проведённых исследований:

- выявлено, что малопоточная мембранная оксигенация крови оказывает иммунокоррегирующее действие на показатели иммунной системы организма человека.

- дан комплексный анализ характера и глубины воздействия малопоточной мембранной оксигенации на морфофункциональное состояние лейкоцитов и гуморальные факторы иммунитета у больных разлитым гнойным перитонитом.

- доказано, что метод компьютерной лазерной фазометрии живых цитообъектов может быть использован в качестве дифференцирующего теста при диагностике токсической и терминальной фаз перитонита.

- впервые определена динамика изменения показателей специфического клеточного, гуморального и неспецифического иммунитета консервированной донорской крови различных сроков хранения под влиянием малопоточной мембранной оксигенации (авторское свидетельство на изобретение №2083230/1997 г.).

- показаны изменения морфофункционального состояния мононуклеарных клеток периферической крови доноров в процессе длительного хранения методом компьютерной лазерной фазометрии живых цитообъектов.

НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ

На основании результатов комплексного анализа иммунологических

параметров была оптимизирована методика малопоточной мембранной

оксигенации крови с целью коррекции иммунологических нарушений при изолированном проведении метода у пациентов разлитым гнойным перитонитом.

Проведённые исследования позволили предложить метод компьютерной лазерной фазометрии живых клеток крови в качестве высокочувствительного способа диагностики морфофункционального статуса клеток крови в зависимости от тяжести патологического процесса.

Установлено, что метод малопоточной мембранной оксигенации крови может быть использован при аутогемотрансфузиях с целью восстановления и сохранения функциональной активности клеток консервированной донорской крови.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ

1. Метод малопоточной мембранной оксигенации крови обладает

способностью воздействовать на клеточные и гуморальные факторы иммунитета и оказывать иммуномодулирующее воздействие при вторичном иммунодефиците у больных перитонитом.

2. Прижизненная компьютерная лазерная фазометрия клеток периферической крови в комплексе со стандартными иммунологическими тестами может быть использована в клинической практике для диагностики нарушений в иммунной системе и оценки эффективности проведения ММОК у больных перитонитом.

3. Разработан способ иммуноресусцитации консервированной донорской крови с помощью ММОК для восстановления и продления функциональной активности и морфологической полноценности лейкоцитов.

внедрение результатов

Полученные результаты внедрены в практическую деятельность:

отделения абдоминальной хирургии, реанимационного отделения и кафедры

хирургии ФУВ Московского Областного Научно-исследовательского

Клинического Института имени М.Ф.Владимирского.

публикации

По теме диссертации опубликовано 12 научных работ.

апробация материалов диссертации. Основные положения и результаты диссертационной работы доложены и обсуждены:

- на Второй конференции Московского общества гемафереза, Москва, 1994 г.

- на Первом Международном конгрессе по иммунореабилитации, Сочи (Дагомыс), 1994 г.

- на научно-практической конференции «Методы эфферентной и квантовой терапии в клинической практике», Ижевск, 1995 г.

- на 9-м Европейском Конгрессе по Интенсивной Терапии, Глазго, Великобритания, 1996 г.

- на Всероссийской конференции «Новые технологии в хирургии», Москва, 1998 г.

- на Международном симпозиуме «Биологическая подвижность: Современные методы исследования», М.О. Пущино, 1998 г.

- на сателлитном симпозиуме «Постоянная заместительная почечная терапия и антикоагуляция в лечении критических состояний» на IV Всероссийском Съезде Анестезиологов и Реаниматологов, Москва 1998 г.

работа выполнена на базе отделения абдоминальной хирургии Московского Областного Научно-исследовательского Клинического Института им.М.Ф.Владимирского и лаборатории клинической возрастной иммунологии и аллергологии РНИИ Геронтологии МЗ России.

ГЛАВА I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 1.1. ИМММУНОЛОГИЧЕСКИЕ НАРУШЕНИЯ ПРИ ОСТРОМ ГНОЙНОМ

ПЕРИТОНИТЕ

Перитонит, как грозное осложнение многих хирургических заболеваний, несмотря на внедрение в клиническую практику новых хирургических концепций, всё более эффективных антимикробных агентов, новых концепций гемодинамической, респираторной и почечной поддержки, остаётся безрадостной главой абдоминальной хирургии. Риск смерти при распространенных формах перитонита по прежнему высок и колеблется в пределах 19-62% [75, 77, 79, 96, 117, 132, 137, 139, 144, 148].

В динамике многих воспалительных процессов развиваются нарушения иммунной системы, которые в значительной мере определяют исход болезни [56]. При перитоните очень быстро развивается несостоятельность иммунной системы и развивается такое состояние, которую можно характеризовать как многокомпонентный вторичный иммунодефицит. Известно, что степень развития вторичного иммунодефицита зависит от тяжести патологического процесса. Так, рядом авторов убедительно показано постепенное углубление ВИД и нарушений, охватывающих все звенья иммунной системы и неспецифической резистентности организма, при удлинении сроков интоксикации и переходе перитонита из реактивной стадии в токсическую, а из токсической в терминальную. Однако, следует сказать, что сведения об изменениях в иммунном статусе больных перитонитом отличаются противоречивостью.

У больных с послеоперационным острым перитонитом реактивная стадия характеризуется не резко выраженными лимфопенией, лейкоцитозом, увеличением СОЭ, умеренным снижением числа Т-лимфоцитов, в основном за счет Т-хелперов, иммунорегуляторного индекса, уменьшением количества активных Т-лимфоцитов [28, 54, 62, 70]. При этом отмечается повышенный уровень содержания В-лимфоцитов, а так же нейтрофилов, несущих на своей поверхности Е-рецепторы к ксеногенным эритроцитам [28, 70]. По данным

других исследований отмечается достоверное уменьшение количества В-лимфоцитов [54, 62]. Способность Т- и В-лимфоцитов трансформироваться в бластные формы под действием митогенов достоверно снижается в этот период заболевания [54].

При исследовании морфологии регионарных лимфатических узлов в первые часы реактивной стадии перитонита в В-зависимых зонах имеют место пролиферация лимфобластов, увеличение центров размножения в фолликулах, что проявляется увеличением относительной площади этих структур. Что касается Т-зависимых зон, то отмечается их уменьшение, особенно выраженное в последующие стадии - токсическую и терминальную [28].Также выявлено два типа реакции регионарных ЛУ, связанных с количеством антигенных раздражителей, поступивших из брюшной полости в лимфоузлы, степенью интоксикации организма и ответом нейроэндокринной системы, вызванным этими изменениями. Один тип реакции характеризует активацию иммунного ответа (ранние изменения), другой - иммунодепрессию (поздние изменения) [70].

Реактивная стадия перитонита, по данным одних авторов, сопровождается снижением фагоцитарной активности лейкоцитов периферической крови по сравнению с ФА здоровых доноров. При этом наблюдается и снижение спонтанной миграции лейкоцитов [28]. По данным Ханевич М.Д. и соавт. [62], ФА лейкоцитов после внесения комплекса антиген-антитело, соответствует почти полной реализации их функциональных возможностей. Отмечается также изменение способности моноцитов крови к распластыванию на стекле [28]. Изменение структурно-функциональной организации моноцитов сопровождается существенным снижением их функциональной активности: способности продуцировать 1Ь-1 и стимулировать миграцию нейтрофилов. Кроме того, в эту фазу перитонита в популя