Патофизиологические аспекты реперфузионных повреждений печени

12. Kushner R. F., Schoeller D. A. Estimation of total body water by bioelectrical impedance analysis // Am. j. clin. nutr. - 1986. - V. 44. № 3. - P. 417-424.

13. Mathers C. D., Loncar D. Projections of global mortality and burden of disease from 2002 to 2030. PLoS // Medicine. - 2006. -V. 3. № 11. - P. 2011-2030.

14. McCarthy H. D, Cole T. J., Fry T. et al. Body fat reference curves for children // Int. j. obes. - 2006. - V. 30. № 4. - P. 598-602.

15. NIH Consensus statement. Bioelectrical impedance analysis in body composition measurement. National institutes of health technology assessment conference statement. December 12-14, 1994 // Nutrition. - 1996. - V. 12. - P. 749-762.

16. Okorodudu D. O., Jumean M. F., Montori V. M. et al. Diagnostic performance of body mass index to identify obesity as defined by body

adiposity: a systematic review and meta-analysis // Int. j. obes. -2010. - V. 34. - P. 791-799.

17. Pliquett U. XV International conference on electrical bio-Impedance (ICEBI) and XIV conference on electrical impedance tomography (EIT) // J. phys.: conf. ser. - 2013. - V. 434. - P. 011001.

18. Schols A. M. W. J., Broekhuizen R, Weling-Scheepers C. A., Wouters E. F. Body composition and mortality in chronic obstructive pulmonary disease. // Am. j. clin. nutr. - 2005. - V. 82. - P. 53-59.

19. Zhu S., Wang Z., Shen W. et al. Percentage body fat ranges associated with metabolic syndrome risk: results based on the third National health and nutrition examination survey (1988-1994) // Am. j. clin. nutr. - 2003. - V. 78. - P. 228-235.

Поступила 30.06.2013

Р. Б. АЛИХАНОВ1, В. А. КУБЫШКИН12

ПАТОФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ РЕПЕРФУЗИОННЫХ ПОВРЕЖДЕНИЙ ПЕЧЕНИ

Кафедра хирургии факультета фундаментальной медицины Московского государственного университета имени М. В. Ломоносова, Россия, 119991, г. Москва, ГСП-1, Ленинские горы, тел. 8-903-766-33-17. Е-mail: rusdoc1@mail.ru;

2ФГБУ «Институт хирургии им. А. В. Вишневского» Минздрава России, Россия, 127423, г. Москва, ул. Большая Серпуховская, 27, тел. 8-903-766-33-17. Е-mail: rusdoc1@mail.ru

Ишемия печени при резекции печени и последующая ее реперфузия могут привести к тяжелым повреждениям печеночной ткани. Понимание патофизиологических процессов реперфузионного повреждения печени может помочь в разработке новых методов профилактики и лечения пострезекционной печеночной недостаточности. В статье рассматриваются патофизиологические и молекулярные основы после ишемического повреждения печени, клеточные и иммунные механизмы развития реперфузионного синдрома.

Ключевые слова: ишемия печени, печёночная недостаточность, реперфузионный синдром.

R. B. ALIKHANOV, V. A. KUBYSHKIN12 PATHOPHISIOLOGY ASPECTS OF REPERFUSION INJURY OF LIVER

1 Department of surgery of the faculty of fundamental medicine Moscow state universities of the name M. V. Lomonosov, Russia, 119991, Moskow, Leninskie gory, tel. 8-903-766-33-17. E-mail: rusdoc1@mail.ru; 2Institute of surgery at the name of A. V. Vishnevskiyof Ministry health of Russia, Russia, 127423, Moskow, Bolshaja Serpuchovskaja str., 27, tel. 8-903-766-33-17. E-mail: rusdoc1@mail.ru

Ischemia during hepatic resection and subsequent reperfusion of liver may cause severe injury of liver tissue. Understanding of reperfusion pathophysiology may play role in development of new methods of posthepatectomy hepatic failure prophylactic and treatment. In present article is discussed pathophysiologic and molecular basics of ischemic injury of liver and cellular and immune mechanisms of reperfusion syndrome development.

Key words: ischemiaofliver, hepaticfailure, reperfusionsyndrome.

Введение ющая ее реперфузия могут привести к тяжелым повре-

Резекция печени остается на сегодняшний день ос- ждениям печеночных клеток, эндотелия капилляров и

новным методом лечения многих ее поражений, вклю- эпителия желчных протоков. Понимание патофизио-

чая онкологические заболевания. Обширные резекции логических процессов реперфузионного повреждения

печени часто сопровождаются значительной кровопо- печени может помочь в разработке новых методов про-

терей, что является важным фактором развития тяже- филактики и лечения пострезекционной печеночной

лой послеоперационной печеночной недостаточности. недостаточности (рис. 1).

С целью профилактики массивной кровопотери часто В экспериментальных исследованиях было проде-используются различные варианты выключения пече- монстрировано, что реперфузионные повреждения пени из кровотока [1]. Однако ишемия печени и последу- чени развиваются в две фазы [2, 3]. Первая

Рис. 1. Активация реперфузионных повреждений [3]. Фазы развития реперфузионных повреждений печени

фаза развивается, как правило, в первые 6 часов после восстановления кровотока в печени и рассматривается как результат быстрого изменения редокс-статуса печеночной ткани. Подобные изменения инициируются в гепатоцитах, в купферовских клетках, а также в синусоидальных эндотелиальных клетках [3, 4]. Поздняя фаза реперфузионного повреждения печени характеризуется активацией цитокинов и хемокинов с последующим развитием воспаления и инфильтрации печеночной ткани лимфоцитами [5] (рис. 2).

Рис. 2.

Схема активации цитокинов при реперфузионном повреждении печени [3]

Прогрессирование реперфузионного синдрома может привести к полиорганной недостаточности с поражением легких, почек, сердечно-сосудистой системы [6, 7, 8, 9].

Нарушение микроциркуляции Реперфузионный синдром начинается с выключения печеночного кровотока и прекращения притока кислорода к клеткам печени [10, 11]. Ишемия ведет к быстрому расходу молекул АТФ в гепатоцитах, купферовских и эндотелиальных клетках [12]. В результате этого нарушается функция АТФ-зависимого Na/K канала плазматической мембраны, что ведет к увеличению концентрации внутриклеточного натрия и, как следствие, отеку клеток и сужению синусоидов. В течение нескольких минут после реперфузии в ткани печени увеличивается уровень супероксида(0-), водородно-

го пероксида (НО) и гидроксильных радикалов [13], источниками которых являются митохондрии, ксантин оксидаза, а также NADPH оксидаза купферовских и синусоидальных клеток [14]. Важную роль в прогрес-сировании ишемии клеток, по-видимому, играет снижение уровня N0 синтетазы в синусоидальных клетках печени [15, 16], однако убедительных доказательств этому нет [17, 18]. Супероксиды повреждают липиды мембран клеток, а также внутриклеточных органел, что ведет к прогрессированию отека клеток и их гибели [19]. В ткани печени увеличивается концентрация вазоконстрикторов, таких как эндотелин и тромбоксан А2 [20]. В дополнение к этому увеличиваются адгезия и агрегация тромбоцитов и лейкоцитов, что ведет к значительной редукции микроциркуляторного кровотока и прогрессированию тканевой ишемии [21].

Ионные нарушения

При реперфузионном повреждении печени отмечаются значительные изменения концентрации внутриклеточного кальция в гепатоцитах [22]. В цитозоле клеток увеличивается концентрация кальция в результате повышения проницаемости мембран клеток и активации ри-анодиновых рецепторов мембранных каналов эндоплаз-матического ретикулума [23, 24]. Снижение уровня АТФ ведет с дефициту Са2+ АТФазы в эндоплазматическом реткулуме, что парализует мембранные каналы клеток [25]. Увеличение концентрации ионов кальция в цитозоле стимулирует кальциевые каналы митохондрий, что ведет к возрастанию ионов кальция в митохондриях [26]. Это, в свою очередь, снижает трансмембранный потенциал митохондрий, что парализует работу дыхательной цепи и приводит к недостаточному синтезу АТФ [27]. С увеличением числа поврежденных митохондрий активируется цитохром С, который, переходя из митохондрий в цито-золь, инициирует апоптоз клеток [27]. При еще большем вовлечении митохондрий в реперфузионное повреждение развивается некроз клеток [28, 29].

Другими важными ионными нарушениями при репер-фузии печени являются изменения концентрации ионов внутриклеточного натрия и водорода. Снижение доставки кислорода к печеночным клеткам ведет к анаэробному дыханию и внутриклеточному ацидозу [18]. Для стабилизации внутриклеточного рН на нормальном уровне активируются натриево-водородный трансмембранный обмен, что ведет к снижению концентрации ионов водорода внутри клетки и увеличению концентрации внутриклеточного натрия. Поскольку натрий-калиевые каналы являются АТФ-зависимыми, при снижении концентрации АТФ блокируется трансмембранный обмен, и концентрация натрия в клетке еще больше увеличивается, что ведет к гибели гепатоцита [19].

Активация клеток при реперфузионном поражении

Ключевую роль в развитии постреперфузионных повреждений клеток печени играют купферовские клетки. Активация купферовских клеток происходит как супероксид ионами, так и системой комплемента

[20]. Активированные купферовские клетки продуцируют провоспалительные цитокины, такие как интер-лейкин 1р

[21]. Цитокины, в свою очередь, активируют и способствуют миграции нейтрофилов и CD4+ Т-лимфоцитов в печень [22], вызывая воспаление, миграцию других лейкоцитов и тромбоцитов. Хемокины активируют NKT клетки, которые оказывают прямое повреждающее

действие на клетки печени, а также вырабатывают IFN-Y, которые запускают в воспалительный процесс еще больше купферовских клеток и гепатоцитов [29, 30]. Нейтрофилы связываются с межклеточными адгезивными молекулами (^егсеПШа^Ь^юттю1еси 1е-1 - 1САМ-1) и сосудистыми адгезивными молекулами (vascularadhesionтolecule-1 - VCAM-1) [14, 29] и таким образом мигрируют через эндотелий в печеночную паренхиму, тем самым увеличивая повреждение и продукцию супероксида, вызывая дегрануляцию цито-плазменных везикул, содержащих цитодеструктивные энзимы (рис. 3).

Рис. 3. Схема клеточных взаимодействий при реперфузион-ном повреждении печени [3]

TNF- а связывается со специфическими TNF-рецеп-торами, такими как TNF-R1 и TNF-R2, на поверхности гепатоциов, которые ведут к увеличению продукции цитокинов и супероксидов. Активация CD95 ведет к апоптозу, а также к связыванию NKT клеток и прямой деструкции гепатоцитов [23, 24].

Другими факторами, которые активируются в процессе реперфузии печени, являются рецепторы нуклеарного фактора kappa B (NF-kB), митогенакти-вированная протеинкиназа (mitogen-activatedproteinki-nase - MAPK) и c-JunN-terminalkinase (JNK) [25, 26, 27]. Различные цитокины и молекулы в целом ведут к повреждению множества печеночных клеток, что можно характеризовать как развитие оксидативно-го шока с последующим системным воспалением. Важную роль перехода повреждения печени в активацию иммунной системы отдают стимуляции так называемых toll-like рецепторов (TLRs), в особенности специфичным TLR-4. Данный вид рецепторов через специальные внутриклеточные сигналы активирует различные интерлейкины и системный воспалительный ответ [28, 29, 30].

Таким образом, развитие реперфузионного повреждения после ишемии печени носит многоступенчатый и макрофакториальный характер, что должно быть учтено как при профилактике, так и при лечении пострезекционной печеночной недостаточности.

ЛИТЕРАТУРА

1. Федоров В. Д., Вишневский В. А., Назаренко Н. А. и др. Основные осложнения обширных резекций печени и пути их предупреждения // Бюллетень сибирской медицины. - 2007. - № 3. -С. 16-21.

2. Caldwell C. C, Okaya T., Martignoni A., Husted T., SchusterR. and Lentsch A. B. Divergent functions of CD4+ T lymphocytes in acute

liver inflammation and injury after ischemia-reperfusion // American journal of physiology. - 2005. - Vol. 289. № 5. - P. 969-976.

3. Husted T. L. and Lentsch A. B, The role of cytokines in pharmacological modulation of hepatic ischemia/reperfusion injury // Current pharmaceutical design. - 2006. - Vol. 12. № 23. - P. 2867-2873.

4. Takeuchi D., Yoshidome H., Kurosawa H. et al., Interleukin-18 exacerbates pulmonary injury after hepatic ischemia/reper-fusion in mice // Journal of surgical research. - 2010. - Vol. 158. № 1. - P. 87-93.

5. Behrends M., Hirose R., Park Y. H. et al., Remote renal injury following partial hepatic ischemia/reperfusion injury in rats // Journal of gastrointestinal. surgery. - 2008. - Vol. 12. № 3. - P. 490-495.

6. Weinbroum A. A. N-acetyl-L-cysteine mitigates aortic tone injury following liver ischemia-reperfusion // Journal of car-diovascular pharmacology. - 2005. - Vol. 45. № 6. - P. 509-515.

7. Zhong Z., Connor H. D., Froh M. et al. Free radical-dependent dysfunction of small-for-size rat liver grafts: pre-vention by plant polyphenols // Gastroenterology. - 2005. - Vol. 129. № 2. -P. 652-664.

8. Eipel C., Abshagen K. and Vollmar B. Regulation of hepatic blood flow: the hepatic arterial buffer response revisited // World journal of gastroenterology. - 2010. - Vol. 16. № 48. - P. 6046- 6057.

9. Seizner M., SeizmerN., Jochum W., Graf R. and Clavien P. A. Increased ischemic injury in old mouse liver: an ATP-dependent mechanism // Liver. transplantation. - 2007. - Vol. 13. № 3. -P. 382-390.

10. Jaeschke H. Mechanisms of liver injury. II. Mechanisms of neutrophil-induced liver cell injury during hepatic ischemia- reperfusion and other acute inflammatory conditions // American journal of physiology. - 2006. - Vol. 290. № 6. - P. 1083-1088.

11. Abe Y., Hines I., Zibari G. and Grisham M. B. Hepatocellular protection by nitric oxide or nitrite in ischemia and reperfu-sion injury // Archives of biochemistry and biophysics. - 2009. - Vol. 484. № 2. -P. 232-237.

12. Contaldo C., Elsherbiny A., Lindenblatt N. et al. Erythropoietin enhances oxygenation in critically perfused tissue through modulation of nitric oxide synthase // Shock. - 2009. - Vol. 31. № 6. - P. 599-606.

13. Abu-Amara M., Yang S. Y., Tapuria N., Fuller B., Davidson B. and Seifalian A. Liver ischemia/reperfusion injury: processes in inflammatory networks-a review // Liver transplantation. - 2010. -Vol. 16. № 9. - P. 1016-1032.

14. Montalvo-Jave E. E., Escalante-Tattersfield T., Ortega-Salgado J. A., Pin a E. and Geller D. A. Factors in the patho-physiology of the liver ischemia-reperfusion injury // Journal of surgical research. - 2008. - Vol. 147. № 1. - P. 153-159.

15. Belous A., Knox C., Nicoud I. B. et al. Reversed activity of mitochondrial adenine nucleotide translocator in ischemia-reperfu-sion // Transplantation. - 2003. - Vol. 75. № 10. - P. 1717-1723.

16. Lo pez-Neblina F., Toledo-Pereyra L. H., Toledo A. H. and Walsh J. Ryanodine receptor antagonism protects the ischemic liver and modulates TNF-a and IL-10 // Journal of surgical research. -2007. - Vol. 140. № 1. - P. 121-128.

17. Miller B. A. The role of TRP channels in oxidative stress-induced cell death // Journal of membrane biology. - 2006. - Vol. 209. № 1. - P. 31-41.

18. Anderson C. D., Pierce J., Nicoud I., Belous A, Knox C. D. and Chari R. S. Modulation of mitochondrial calcium management attenuates hepatic warm ischemia-reperfusion injury // Liver transplantation. - 2005. - Vol. 11. № 6. - P. 663-668.

19. Zhao K., Zhao G. M., Wu D. et al. Cell-permeable pep-tide antioxidants targeted to inner mitochondrial membrane inhibit mitochondrial swelling, oxidative cell death, and reperfusion injury // Journal of biological chemistry. - 2004. - Vol. 279. № 33. -P. 34682-34690.

20. Fondevila C., Shen X. D., Tsuchihashi S. et al. The membrane attack complex (C5b-9) in liver cold ischemia and reperfusion injury // Liver transplantation. - 2008. - Vol. 14. № 8. - P. 1133-1114.

21. Llacuna L., Mar i M., Lluis J. M., Garc la-Ruiz C. Ferna ndez- 26. Schwabe R. F. and Brenner D. A. Mechanisms of liver injury. Checa J. C. and Morales A. Reactive oxygen species mediate liver I. TNF-a-induced liver injury: role of IKK, JNK, and ROS pathways // injury through parenchymal nuclear factor - kB inactivation in prolonged American. journal of physiology. - 2006. - Vol. 290. № 4. -ischemia/reperfusion // American. journal of pathology. - 2009. - Р. 583-589.

Vol. 174. № 5. - Р. 1776-1785. 27. Liang R., Nickkholgh A., Hoffmann K. et al. Melatonin protects

22. Hanschen M., Zahler S., Krombach F. and Khandoga A. from hepatic reperfusion injury through inhibition of IKK and JNK Reciprocal activation between CD4+ T cells and Kupffer cells during pathways and modification of cell proliferation // Journal of pineal hepatic ischemia-reperfusion // Transplantation. - 2008. - Vol. 86. research. - 2009. - Vol. 46. № 1. - Р. 8-14.

№ 5. - Р. 710-718. 28. Arumugam T. V., Okun E, Tang S. C., Thundyil J., Taylor S. M.

23. Kuboki S., Sakai N., Tschop J., Edwards M. J., Lentsch A. and Woodruff T. M. Toll-like receptors in ischemia-reperfusion injury // B. and Caldwell C. C. Distinct contributions of CD4+ T cell subsets in Shock. - 2009. - Vol. 32. № 1. - Р. 4-16.

hepatic ischemia/reperfusion injury // American journal of physiology. - 29. Szabo G., Dolganiuc A. and Mandrekar P. Pattern recog-

2009. - Vol. 296. № 5. - Р. 1054-1059. nition receptors: a contemporary view on liver diseases // Hepatolo-

24. Lappas C. M., Day Y. J., Marshall M. A., Engelhard V. H. and Linden gy. - 2006. - Vol. 44. № 2. - Р. 287-298.

J. Adenosine A2A receptor activation reduces hepatic ischemia reperfusion 30. Tsuchihashi S. I., Zhai Y., Bo Q., Busuttil R. W. and Kupiec-

injury by inhibiting CD1d-dependent NKT cell activation // Journal of Weglinski J. W. Heme oxygenase-1 mediated cytoprotec- tion

experimental medicine. - 2006. - Vol. 203. № 12. - Р. 2639-2648. against liver ischemia and reperfusion injury: inhibition of type-1

25. Li B., Chen B., Zhang G., Wang K., Zhou L. and Hu S. Cell interferon signaling // Transplantation. - 2007. - Vol. 83. № 12. -apoptosis and fas gene expression in liver and renal tissues after Р. 1628-1634.

ischemia-reperfusion injury in liver transplantation // Transplantation

proceedings. - 2010. - Vol. 42. № 5. - Р. 1550-1556. Поступила 30.06.2013

А. А. АФАУНОВ', И. В. БАСАНКИН2, А. В. КУЗЬМЕНКО2, В. К. ШАПОВАЛОВ1

АНАЛИЗ ПРИЧИН РЕВИЗИОННЫХ ОПЕРАЦИЙ ПРИ ХИРУРГИЧЕСКОМ ЛЕЧЕНИИ БОЛЬНЫХ С ПОЯСНИЧНЫМИ СТЕНОЗАМИ ДЕГЕНЕРАТИВНОЙ ЭТИОЛОГИИ

Кафедра ортопедии, травматологии и ВПХ ГБОУ ВПО КубГМУ Минздрава России, Россия, 350063, г. Краснодар, ул. Седина, 4, тел. 8- 928-664-27-27. E-mail: afaunovkr@mail.ru;

2ГБУЗ Краевая клиническая больница № 1 им. проф. С. В. Очаповского, Россия, 350086, г. Краснодар, ул. 1 Мая, 167

Представлен анализ результатов хирургического лечения 308 больных с поясничными стенозами дегенеративной этиологии. Всем больным выполнены декомпрессивно-стабилизирующие операции с применением транспедикулярной фиксации на протяжении от 1 до 8 позвоночных двигательных сегментов. Проведено исследование причин осложнений.

Ключевые слова: поясничный стеноз, осложнения, ревизионная операция.

A. A. AFAUNOV, I. V. BASANKIN2, A. V. KUZMENKO2, V. K. SHAPOVALOV

ANALYSIS OF THE CAUSES OF REVISION OPERATIONS IN SURGICAL TREATMENT OF PATIENTS WITH DEGENERATIVE LUMBAR STENOSIS ETIOLOGY

1 Chair of traumatology & orthopaedy Kuban state medical university, Russia, 350063, Krasnodar, Sedin str., 4, tel. 8-928-664-27-27. E-mail: afaunovkr@mail.ru;

2Krasnodar regional hospital № 1 at the name of prof. S. V. Ochapovsky, Russia, 350086, Krasnodar, 1-st May str., 167

There is an analysis of the results of surgical treatment of 308 patients with degenerative lumbar stenosis etiology. Decompression-stabilizing operations using transpedicular fixation for 1 to 8 vertebral motion segments were done for all patients. In the presence of an extended degenerative lumbar and lower thoracic spine in elderly patients it is advisable to limit the extent of the operation by three vertebral motion segments, with the highest value in the manifestations of the disease.

Key words: lumbar stenosis, complications, revision surgery.

Введение ночника. По данным публикаций, поясничный стеноз

Поясничный стеноз дегенеративной этиологии - имеет место у 6-15% больных с хронической болью в

одна из наиболее распространенных причин прогрес- спине [1, 3, 11]. Усредненные данные относительно ко-

сирующей функциональной несостоятельности позво- личества ежегодных операций по поводу поясничного