Установление роли жирных кислот в механизме локальной активации при выполнении дискэктомии

© Коллектив авторов, 2015 г. УДК 612.115.3

С.Н. Выборов, Б.Г. Андрюков, В.А. Маслихин, В.В. Шепелев, И.И. Сидор

установление роли жирных кислот в механизме локальной активации гемостаза при выполнении оперативной дискэктомии

ФГКУ «1477 Военно-морской клинический госпиталь» МО РФ, г. Владивосток

Оперативные вмешательства на спинном мозге связаны с потенциальным риском развития тромбоза, что связано с поступлением в кровоток тромботически активных веществ. При нейрохирургических операциях нарушения в системе гемостаза возникают в 4-6% случаев. Цель работы: исследование механизма локальной активации гемостаза при операционной дискэктомии с межтеловым спондилезом титановым винтовым имплантатом. В исследованных методом газовой хроматографии с масс-спектрометрией пробах крови, взятых из операционной раны до и после постановки имплантата было выявлено статистически значимое снижение относительного содержания эйкозаноидов С18-С22 во второй пробе крови (р<0,02) и, соответственно, повышение удельной концентрации жирных кислот с числом атомов углерода больше 25 (р<0,01) и меньше 16 (р<0,05). Выявлено, что спонтанная остановка кровотечения и локальный гемостаз в операционной ране сразу после установки имплантата связана со статистически значимыми изменениями относительного содержания ненасыщенных жирных кислот. Делается вывод о возможной связи эффекта локальной активации гемостаза и удельным содержанием этих жирных кислот (арахидоновой, линолевой и линоленовой), которые играют ведущую роль в локальной активации гемостаза, на заключительном этапе операции, обеспечивая тромбогенный и вазодилатирующий эффект. Рекомендации пациентам, готовящимся для планового хирургического лечения, включать в рацион продуктов с повышенным содержанием жирные кислоты С18-С22 с двумя или тремя ненасыщенными двойными связями (оливковое, льняное масла, рыбий жир) было бы оправданным с точки зрения уменьшения и профилактики операционной кровопотери.

Ключевые слова: дискэктомия, титановый имплантат, гемостаз, арахидоновая, линолевая, линолиновая жирные кислоты

Цитировать: Выборов С.Н., Андрюков Б.Г., Маслихин В.А., Шепелев В.В., Сидор И.И. Установление роли жирных кислот в механизме локальной активации при выполнении дискэктомии // Здоровье. Медицинская экология. Наука. 2015. №3(61). С. 50-54. URL: https://yadi.sk/i/tbO_1nnEhdKtA.

Усиление напряженности в системе гемостаза сопровождает практически любое оперативное вмешательство [3, 8]. В нейрохирургии они достигают степени клинических проявлений в 4-6% случаев. Это обусловлено многофакторным влиянием на систему гемостаза тромбоплатически активных веществ, что обеспечивает прекращение кровотечения из поврежденных сосудов. Система подчинена сложной нейрогуморальной регуляции механизмов положительной и отрицательной обратной связи, вследствие чего клеточный гемостаз и свертывание крови вначале подвергаются локальной активации [6, 7].

Хирургическое вмешательство на спинном мозге связано с потенциальной опасностью развития геморрагических и тромботических осложнений во время операции и в послеоперационном периоде, что связывается с поступлением в кровоток про-тромботически активных веществ [2, 7, 8].

Несмотря на постоянный поиск эффективных методов эффективной тромбопрофилактики, которые являются обязательным компонентом предоперационной подготовки, проблема до сих пор остается неразрешенной [7].

Так, при нейрохирургических операциях нередко могут возникать проблемы локального активации гемостаза. Этот процесс связан с самоактивацией и дальнейшим нарастанием антитромботического

потенциала крови. Возникает потенциальная опасность трансформации локальной активации системы в местах тромбообразования в общее свертывание крови систему гемостаза [2, 3, 8].

В хирургической практике нейрохирургического отделения 1477 ВМКГ был обнаружен эффект локальной активации гемостаза при оперативной дис-кэктомии (удалении грыжи диска) с межтеловым спондилезом титановым винтовым имплантатом. После установки имплантата происходило полное прекращение кровотечения в операционной ране и побледнение цвета слизистой (рис. 1).

Рис. 1. Оперативная дискэктомия

Известно, что ряд жирных кислот (ЖК) и их метаболиты являются важными регуляторами всех звеньев гемостаза, гемодинамики и тонуса стенок кровеносных сосудов. Такое комплексное воздействие их на тромбообразование допускают предположить, что они могут проявлять свои анти- и прокоагулянтные свойства при локальной активации гемостаза [4, 5].

Цель исследования: исследование механизма локальной активации гемостаза при выполнении оперативной дискэктомии с межтеловым спондилоде-зом винтовыми титановыми имплантами.

Научной гипотезой было предположение о местном влиянии на свертываемость крови тканевых про-тромботических факторов, индуцирующий эффект которых проявлялся после постановки импланта.

Материалы и методы. В нейрохирургическом отделении 1477 ВМКГ проводилось исследование крови, взятой из хирургической раны у 68 пациентов (18 мужчин и 20 женщин), которым проводилась плановая оперативная дискэктомии с межтеловым спондиле-зом титановым винтовым имплантом под эндотрахе-альным наркозом. Всем пациентам проводилась стандартная предоперационная подготовка и обследование. В ходе операции исследовалась кровь, собранная из операционной раны до (порция 1) и после (порция 2) постановки импланта, в которую добавляли 3,8% цитрат натрия (1:10). Образцы обрабатывали сразу после взятия и исследовали в лаборатории кафедры аналитической химии Дальневосточного федерального университета (заведующая кафедрой д.м.н., проф. Соколова Л.И.). Кровь фильтровали через 5 слоев марли, центрифугировали. Осадок (форменные элементы и сгустки крови) трижды промывали физиологическим раствором. При невозможности немедленного анализа их консервировали в органических растворителях

или замораживали при -5°С. После третьей отмывки осадок высушивали и подвергали кислому метанолизу в 2,5 М HCl в метаноле. Метанолиз проводили в 0,5 мл реактива на 2-10 мг сухого остатка в течение двух часов при 70°С. Далее пробы Эти компоненты двукратно экстрагировали в 200 мкл гексана, высушивали и обрабатывали 20 мкл ^О-бис(триметил-силил)-трифторацетамида в течение 15 мин при 80°С. Спектр ЖК реакционной смеси определяли методом газовой хроматографии с масс-спектрометрией системы QP-2000 (Шимадзу, Япония). Показатели гемостаза и электролиты в периферической крови исследовали на анализаторах CL-4 и Liasys (Германия).

Статистическую обработку полученных результатов проводили с использованием пакета программ «STATISTICA 5.5». На первом этапе рассчитывали групповые показатели описательной статистики (Microsoft Office Excel 2003): среднюю арифметическую величину (M) и ошибку средней (m). Соответствие формы распределения нормальному закону проверяли с помощью критерия Колмогорова-Смирнова. Оценку разности между генеральными долями (частотами) проводили, исходя из разности между выборочными долями (частотами) с помощью t-критерия Стъюдента. Нулевую гипотезу отвергали в случае p<0,05. При выборе статистических процедур учитывались методологические требования Международного конгресса по гармонизации GGP «Статистические принципы для клинических исследований» (1998).

Результаты и обсуждение

При лабораторном обследовании периферической крови пациентов, взятой до и после операции, статистических значимых изменений показателей свертывающей и антисвертывающей системы, а также содержания электролитов не выявлено (р>0,05).

KcHLCHipидут жирьых кислот,

Концентрата жирных кислот, ЧЬЧб

Примечание: порция 1 - состав жирных кислот до постановки импланта; порция 2 - состав жирных кислот после постановки импланта

Рис. 2. Хроматограммы жирных кислот крови, взятой из хирургической раны

Хромато-масс-спектрометрическое исследование жирнокислотного состава крови выявило определенные различия в спектре длинноцепочечных ненасыщенных ЖК (рис. 2).

Анализ удельной концентрации ЖК в порциях 1 и 2 (до и после введения титанового импланта) показал статистически значимое снижение относительного содержания эйкозаноидов С18-С22 во второй пробе крови (р<0,02) и, соответственно, повышение удельной концентрации ЖК с числом атомов углерода больше 25 (р<0,01) и меньше 16 (р<0,05).

Исследования, проведенные в конце ХХ в., показали, что продукты метаболизма ненасыщенных ЖК - оксилипины, включающие в себя группу биологически активных веществ (простагландинов, тром-

боксанов, лейкотриенов, липоксинов и др.), играют существенную роль в поддержании жизненно важных функций организма. Важным аспектом действия оксипилинов является их участие в регуляции всех звеньев гемостаза [1, 5, 7].

Быстрое, но кратковременное повышение локального содержания оксилипинов (в первую очередь, простагландинов и тромбоксана), оказывающих протромботическое действие, связывают с повышением содержания арахидоновой кислоты (С20:4ю6), входящая в состав фосфолипидов клеточных мембран [2, 4]. Арахидоновая кислота, в свою очередь, является метаболитом линоле-новой (С18:3ю6 и С18:3ю3) и линолевой кислот (С18:2ю6) [1, 4] (рис. 3).

Рис. 3. Основные жирные кислоты, участвующие в локальном гемостазе

Время жизни тромбоксана и простагландина достаточно мало - до нескольких минут, поэтому путь от места синтеза до мишени должен быть достаточно коротким. В частности, простагландин под действием ферментов клеток эндотелия превращается в простациклин, который известен как мощный дилататор, а тромбоксан повышает агрегацию тромбоцитов. Таким образом, метаболиты эйкозаноидов играют чрезвычайно важную роль в тромбоцитарном гемостазе [7, 8].

Таким образом, физиологический механизм повышения относительного содержания ЖК С18-С22 в крови, взятой из хирургической раны, связано с

выходом эйкозаноидов из поврежденных клеточных мембран при проведении оперативного доступа. Метаболизм ЖК приводит к локальному образованию тромбоксана и простациклина, которые через несколько минут вызывают сосудосуживающий эффект и тромбообразование в ране, что проявляется в виде резкого побледнения слизистой и резкой остановке кровотечения. При этом местный запас эйкозаноидов истощается и происходит снижение их относительного содержания, что мы и наблюдали на хроматограмме. По времени этот процесс продолжается несколько минут и совпадает с установкой винтового импланта [9, 12].

Указанный механизм был подробно исследован в последние годы. Известно, что чрезмерная активация тромбоцитов часто приводит к нежелательному тромбообразованию, ведущего к окклюзии периферических сосудов [11, 13]. Одним из механизмов формирования тромбов в сосудах связан активностью липогеназы, фермента, регулирующего образование биологически активных метаболитов в тромбоцитах человека (в частности, тромбоксана и простациклин) и окислением ряд свободных ЖК, таких как арахидоновая и дигомо-{гамма}-линоленовая после активации тромбоцитов и освобождением ЖК из фосфо-липидов клеточных мембран. В работе Yeung et а1. (2012) было показано, что метаболиты, образовавшиеся в результате окисления этих ЖК, имеют противоположные регуляторные эффекты на тромбоциты - ингибирующую и активирующую. Следовательно, регулирование содержание ЖК в тканях при оперативном вмешательстве или образование их метаболитов может являться альтернативным механизмом регулирования реактивности тромбоцитов и, в конечном итоге, влияния на местный гемостаз [14].

До настоящего времени, отмечая ведущую роль ненасыщенных ЖК в активации местного гемостаза, исследователи отмечали отсутствие прямых доказательств наличия значительного количества некоторых эндогенных оксилипинов в естественных условиях на месте тромба [4, 8], а их значение в тромбообразовании оценивалось только в эксперименте [3, 6].

Таким образом, рекомендации пациентам, готовящимся для планового хирургического лечения, включение в рацион продуктов с повышенным содержанием С18-ЖК с двумя или тремя ненасыщенными двойными связями (оливковое, льняное масла, рыбий жир) было бы оправданными с точки зрения уменьшения и профилактики операционной кровопотери.

Вывод

В механизме локальной активации гемостаза при хирургической дискэктомии ненасыщенные жирные кислоты: арахидоновая, линолевая и линоленовая играют ведущую роль, обеспечивая на заключительном этапе операции тромбогенный и вазодилатиру-ющий эффект, сопровождающимся местным снижением удельного содержания этих ЖК.

Благодарности

Авторы благодарят сотрудников кафедры аналитической химии Дальневосточного федерального университета и лично заведующую кафедрой д.м.н., профессора Соколову Ларису Ивановну за помощь в пробоподготовке, проведении хромат-масс-спектрометрических исследований и обработке результатов.

ЛИТЕРАТУРА

1. Бережанская С.Б., Тодорова А.С., Лукьянова Е.А. Роль оксилипинов в формировании эндоте-лиальной дисфункции и нарушений гемостаза при перинатальной патологии // Педиатрия, 2011. Т. 90. № 1. С. 137-41

2. Ежевская А.А., Прусакова Ж.Б. Клини-ко-биохимические аспекты эндокринно-мета-болического стресс-ответа и нарушений системы гемостаза при операциях на позвоночнике высокой интенсивности // Фундаментальные исследования. 2012. № 4 (ч.1). C. 53-6; URL: www. rae.m/fs/?section=content&op=show_artide&artide_ id=7982273 (дата обращения: 20.05.2012).

3. Выборов С.Н., Андрюков Б.Г., Маслихин В.А. и др. Локальная активация гемостаза при операционной дискэктомии с межтеловым спон-дилодезом винтовыми титановыми имплантами // Здоровье. Медицинская экология. Наука. 2012. №1-2(47-48). С. 71-4.

4. Al-Attas O.S., Al-Daghri N.M., Alokail M.S., Alkharfy K.M., Khan N., Alfawaz H.A., Aiswaidan I.A., Al-Ajlan A.S., Chrousos G.P. Association of dietary fatty acids intake with pro-coagulation and inflammation in Saudi Adults. Asia Pac J Clin Nutr. 2014; 23(1): 55-64. doi: 10.6133/apjcn.2014.23.1.12.

5. Arne Nord0y, Kaare H. B0naa, Per Morten Sandset, John-Bjarne Hansen, Hugo Nilsen Effect of ю-3 Fatty Acids and Simvastatin on Hemostatic Risk Factors and Postprandial Hyperlipemia in Patients With Combined Hyperlipemia. Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology.2000; 20: 259-65

6. Bruce J. Holub Clinical nutrition: 4. Omega-3 fatty acids in cardiovascular care. CMAJ. 2002; 166(5): 5-12.

7. Calder P.C. Long-chain n-3 fatty acids and inflammation: potential application in surgical and trauma patients: Review. Braz. J. of Med. and Biol. Research, 2003; 36: 433-46.

8. Jain A.P., Aggarwal K.K., Zhang P.Y. Omega-3 fatty acids and cardiovascular disease. Eur Rev Med Pharmacol Sci. 2015; 19(3): 441-5.

9. Knapp H.R. Dietary fatty acids in human thrombosis and hemostasis. Am J Clin Nutr. 1997; 65(5 Suppl): 1687-98.

10. Lefevre, M., Kris-Etherton, P. M., Zhao, G. et al. Dietary fatty acids, hemostasis, and cardiovascular disease risk // J. of the Amer. Diet. Ass.; 2004; 104:3: 410-9.

11. PupkaA., Chudoba P., Barc P. et al. Intraoperative hemostasis during kidney transplantation and the use collagen mesh dressing covered by fibrin glue. Polim. Med., 2003; 33 (3): 27-32.

12. Sanders TA. Effects of unsaturated fatty acids on blood clotting and fibrinolysis. Curr Opin Lipidol., 1996; 7(1): 20-3.

13. Wand S., Schneider S., Meybohm P., Zacharowski K., Weber C.F. Assessment of hemostatic changes after initiation of continuous venovenous hemodialysis. Clin Lab. 2015; 61(3-4): 379-87.

14. Yeung J., Amouk A., Vesci J., Ikei K., Holman T.R., Holinstat M. The regulation of thrombosis and hemostasis by fatty acid metabolites. The FASEB Journal. 2012; 26: 991-1000.

S.N. Viborov, B.G. Andryukov, V.A. Maslihin, V.V. Shepelev, I.I. Sidor establish the role of fatty acids in the activation mechanisms of local hemostasis at implementation of operational discectomy

FGKU «1477 Naval Clinical Hospital» Defense of the Russian Federation, Vladivostok, Russia.

Surgical interventions on the spinal cord associated with a potential risk of thrombosis, which is associated with entering the bloodstream thrombotic active substances. In neurosurgical operations hemostatic disorders arise in 4-6% of cases. Objective: To study the mechanism of local activation of hemostasis in the operating discectomy with interbody spondylosyndesis titanium screw implants. The investigated by gas chromatography with mass spectrometry blood samples taken from the surgical wound before and after setting the implant showed a statistically significant reduction in the relative content of C18-C22 eicosanoids in the second blood sample (p <0.02) and, consequently, increasing the concentration of the specific fatty acids with a carbon number greater than 25 (p <0.01) and less than 16 (p <0.05). It was found that spontaneous haemorrhage and local hemostasis in the surgical wound immediately after the implant is associated with statistically significant changes in the relative content of unsaturated fatty acids. It is concluded that the effect of a possible link local activation of hemostasis and specific content of these fatty acids (arachidonic, linoleic and linolenic), which play a leading role in local activation of hemostasis at the final stage of the operation, providing a thrombogenic and vasodilator effect. Advise patients who are preparing for the planned surgical treatment, include in the diet foods with a high content of fatty acids C18-C22 with two or three unsaturated double bonds (olive oil, flaxseed oil, fish oil) would be justified in terms of the reduction and prevention of intraoperative blood loss.

Keywords: discectomy, titanium implant, hemostasis, arachidonic, linoleic, linolenic fatty acid.

Citation: Viborov S.N., Andryukov B.G., Maslihin V.A., Shepelev V.V., Sidor I.I. Establish the role of fatty acids in the activation mechanisms of local hemostasis at implementation of operational discectomy. Health. Medical ecology. Science. 2015; 3(61): 50-54. URL: https://yadi.sk/i/tbO_1nnEhdKtA.

Сведения об авторах

Выборов Сергей Николаевич, ординатор нейрохирургического отделения ФГKУ «1477 ВМКГ» МО РФ. Тел.: (423)246-78-14; e-mail: viborov_sn@mail.ru.

Андрюков Борис Георгиевич, заслуженный врач РФ, доктор медицинских наук, заведующий лабораторным отделением ФГКУ «1477 Военно-морской клинический госпиталь» МО РФ; 690005, Владивосток, ул. Ивановская, 4. Тел.: 89242304647; e-mail: andrukov_bg@mail.ru (автор-корреспондент).

Маслихин Виктор Алексеевич, ординатор нейрохирургического отделения Ф^У «1477 ВМКГ» МО РФ. Тел.: (423)246-78-14; e-mail: maclikchin_va@mail.ru.

Шепелев Валерий Владимирович, начальник нейрохирургического отделения Ф^У «1477 ВМКГ» МО РФ, подполковник медицинской службы. Тел.: (423)246-78-14; e-mail: shepelev_vv@mail.ru.

Сидор Игорь Иванович, старший ординатор нейрохирургического отделения Ф^У «1477 ВМКГ» МО РФ, подполковник медицинской службы. Тел.: (423)246-78-14; e-mail: sidor_ii@mail.ru.