Состояние функции эндотелия при артериальных реконструкциях в эксперименте в зависимости от вида синтетических заплат

Калинин Р.Е., Сучков И.А., Герасимов А.А., Мнихович М.В., Пшенников А.С. СОСТОЯНИЕ ФУНКЦИИ ЭНДОТЕЛИЯ ПРИ АРТЕРИАЛЬНЫХ РЕКОНСТРУКЦИЯХ В ЭКСПЕРИМЕНТЕ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ВИДА СИНТЕТИЧЕСКИХ ЗАПЛАТ

СОСТОЯНИЕ ФУНКЦИИ ЭНДОТЕЛИЯ ПРИ АРТЕРИАЛЬНЫХ РЕКОНСТРУКЦИЯХ В ЭКСПЕРИМЕНТЕ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ВИДА СИНТЕТИЧЕСКИХ ЗАПЛАТ

Калинин Р.Е., Сучков ИА, Герасимов АА, Мнихович М.В., УДК: 616.13-089:611.018.74

Пшенников А.С.

РязГМУ Минздрава России, Рязань

Резюме

На основании модели L-NAME-индуцированной эндотелиальной дисфункции в сочетании с оперативным вмешательством на магистральных артериях лабораторного животного проведен анализ изменения уровня стабильных метаболитов оксида азота и С-реактивного белка на фоне коррекции препаратами различных фармакологических групп и их комбинации. Проведена оценка морфологических изменений артериальной стенки в зоне реконструкции при использовании различных типов синтетических материалов.

Ключевые слова: L-NAME, оксид азота, С-реактивный белок, эндоте-лиальная дисфункция, эндотелиотропная терапия.

ENDOTHELIAL FUNCTION IN PATIENTS WITH ARTERIAL RECONSTRUCTION IN EXPERIMENTS IN DEPENDING ON THE SYNTHETIC PATCH

Kalinin R.E., Suchkov I.A., Gerasimov A.A., Mnihovich M.V., Pschennikov A.S.

Based on the model of L-NAME-induced endothelial dysfunction in conjunction with surgery on the main arteries of laboratory animals, analyzes changes in the level of stable metabolites of nitric oxide and C-reactive protein on the background correction of drugs of different pharmacological groups, and combinations thereof. The evaluation of the morphological changes of the arterial wall in the area of reconstruction by using different types of synthetic materials.

Keywords: L-NAME, nitric oxide, C-reactive protein, endothelial dysfunction, endotheliotropic therapy.

К настоящему времени накоплен значительный опыт реконструктивно-восстановительных операций на магистральных артериях, однако проблема выбора наилучшего материала для восстановления целостности артериальной стенки до сих пор является одной из главных в сосудистой хирургии [7]. Неотвратимым последствием операций на магистральных артериях являются процессы гиперплазии интимы (ГИ) с формированием рестеноза в послеоперационном периоде. ГИ является причиной тромбоза в 15-50% случаев после сосудистых реконструкций в течение первого года после операции [8]. Одной из основных причин развития ГИ является эндотелиальная дисфункция (ЭД) [3, 6]. Её коррекция в реконструктивной хирургии магистральных артерий может привести к снижению частоты развития ГИ и улучшению отдаленных результатов данных вмешательств [1]. На современном этапе накоплен значительный опыт использования различных лекарственных препаратов с целью коррекции ЭД [2, 4-5, 9, 11-12]. Однако имеются лишь единичные работы, посвященные использованию комбинации лекарственных средств в коррекции ЭД, практически отсутствуют данные о влиянии нестероидных противовоспалительных препаратов на функциональное состояние эндотелия. Остается малоизученной реакция артериальной стенки при использовании различных видов синтетических материалов.

Цель исследования: оценка биохимического и морфологического статуса артериальной стенки на фоне ЭД при артериальных реконструкциях в условиях эксперимента при использовании различных видов синтетических заплат.

Материалы и методы

Исследование проведено на 64 беспородных котах массой 3-4 кг. Животные содержались в условиях вивария. Все исследования проводились с соблюдением принципов, изложенных в «Конвенции по защите позвоночных животных, используемых для экспериментальных и других научных целей» (Страсбург, 1986) и приказе министерства высшего и среднего специального образования СССР №742 от 13 ноября 1984 г.

Животные были разделены на 4 группы: 1 контрольная и 3 опытных. В первый день исследования проводили забор крови из подкожных вен передней конечности животного в количестве 5 мл в стерильные пробирки для определения уровня стабильных метаболитов оксида азота (нитратов и нитритов) и С-реактивного белка (СРБ).

Для моделирования ЭД у всех животных использовали ^нитро^-аргинин метиловый эфир ^^АМЕ), который вводили ежедневно один раз в сутки внутри-брюшинно в дозе 25 мг/кг в течение 7 дней. В качестве подтверждения постановки модели L-NAME-индуци-рованной ЭД осуществляли повторный забор крови животного для определения вышеперечисленных показателей.

На 10 день от начала эксперимента под наркозом выполнялось оперативное вмешательство - аллопластика брюшного отдела аорты. В пределах группы (п = 16) животным в качестве материала для аллопластики использовались заплаты из дакрона (п = 8) и политетрафторэтилена (ПТФЭ) (п = 8). Во время оперативного вмешательства для профилактики тромботических осложнений животным вводился раствор гепарина натрия в дозе 220 Ед/кг.

Калинин Р.Е., Сучков И.А., Герасимов А.А., Мнихович М.В., Пшенников А.С. СОСТОЯНИЕ ФУНКЦИИ ЭНДОТЕЛИЯ ПРИ АРТЕРИАЛЬНЫХ РЕКОНСТРУКЦИЯХ В ЭКСПЕРИМЕНТЕ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ВИДА СИНТЕТИЧЕСКИХ ЗАПЛАТ

Животным контрольной группы эндотелиотропная терапия не проводилась.

В первой опытной группе в качестве эндотелиотроп-ной терапии применялся розувастатин (крестор, «Астра Зенека ЮК Лимитед», Великобритания) в дозе 0,4 мг/кг 1 р/д энтерально, начиная с 1 суток послеоперационного периода.

Во второй опытной группе в качестве эндотелио-тропной терапии применялась комбинация L-аргинина (вазотон, «Алтайвитамины», Россия) в дозе 25 мг/кг с розувастатин в дозе 0,4 1 р/д энтерально, начиная с 1 суток послеоперационного периода.

В качестве эндотелиотропной терапии в третьей опытной группе применялся мелоксикам (мовалис, «Boehringer Ingelheim», Германия) в доз 0,125 мг/кг 1 р/д энтерально в течение первых 10 дней послеоперационного периода.

Использовались минимальные из терапевтических доз основных препаратов, пересчитанные с учётом соотношения поверхности тела биологического объекта к его массе по общепринятой формуле межвидового переноса доз с использованием коэффициентов пересчёта в зависимости от массы тела по Freireich at al. и Улановой И.П. [10].

Для определения биохимических показателей, характеризующих функциональное состояние эндотелия, забор крови по описанной выше методике проводили через 10 дней, 1, 3, 6 месяцев после выполнения оперативного вмешательства.

Через 6 месяцев проводилась эвтаназия животного с последующим забором участка аорты и синтетической заплаты для проведения морфологического исследования.

Результаты и обсуждение

В ходе исследования были получены следующие результаты. Исходный уровень стабильных метаболитов оксида азота

группами (р < 0,05). Применение мелоксикама приводит к повышению уровня секреции по сравнению с контрольной группой, однако данное значение не достоверно и не достигает исходного уровня N0 (табл. 1).

СРБ является одним из маркеров системной воспалительной реакции, в физиологических концентрациях способен оказывать непосредственное проатерогенное действие у человека. Исходный уровень СРБ во всех группах сопоставим и не имеет достоверных различий (рис. 1). На фоне постановки модели (введение L-NAME + оперативное вмешательство) отмечается повышение уровня СРБ, с резким скачком данного показателя к 1 месяцу эксперимента (рис. 1), что подтв ерждает развитие воспалительного ответа после проведении оперативного вмешательства. Однако на фоне общей тенденции к увеличению уровня СРБ, у группы животных, получавших мелоксикам, отмечается достоверное снижение данного показателя в сроки от 8-10дней наблюдения до 6 месяцев (рис. 1).

При морфологическом исследовании зоны артериальной реконструкции были получены следующие результаты. В контрольной группе стенка сосуда утолщена в результате интерстициального отека всех слоев, определяется истончение эндотелия, сморщивание эндотелио-цитов. Интима рельефная, неравномерно утолщена, с явлениями гиперплазии, с выраженными дистрофическими изменениями и наличием разволокнения волоконного каркаса, что создает наличие оптически пустых ячеек, признаки плазморрагии. Эндотелий неравномерно расположенный, с набуханием отдельных клеток (табл. 2).

60 _ 50 _ s 40_

in

а.

"30_

CD

|20_ Ю_

0_

Рис. 1.

исход эксперимент 10 дней 1 месяц 3 месяц 6 месяц

I Контрольная I I Розувастатин+Ьаргинин  Розувастатин I  Мелоксикам

Уровень СРБ в различные сроки эксперимента

Табл. 1. Уровень стабильных метаболитов оксида азота в процессе эксперимента

Группа Временной интервал

Исход Эксперимент 10 дней 1 месяц 3 месяца 6 месяцев

Контрольная 14,55 ± 2,19 10,91 ± 2,36 9,05 ± 1,89 9,94 ± 2,25 10,54 ± 2,82 11,04 ± 2,18

Розувастатин 14,51 ± 2,19 10,76 ± 1,54 12,07 ± 2,11 13,49 ± 1,72 14,03 ± 2,55 15,20 ± 2,8

Розувастатин+ L-аргинин 15,96 ± 2,11 11,2 ± 1,85 13,97 ± 2,23* 17,01 ± 2,48* 19,02 ± 3,19* 19,26 ± 2,37*

Мелоксикам 15,66 ± 1,83 10,91 ± 1,24 12,19 ± 1,73 13,71 ± 1,52 14,53 ± 1,55 14,78 ± 1,54

Примечание: *- значимое отличие от контрольной группы (p < 0,05).

Калинин Р.Е., Сучков И.А., Герасимов А.А., Мнихович М.В., Пшенников А.С. СОСТОЯНИЕ ФУНКЦИИ ЭНДОТЕЛИЯ ПРИ АРТЕРИАЛЬНЫХ РЕКОНСТРУКЦИЯХ В ЭКСПЕРИМЕНТЕ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ВИДА СИНТЕТИЧЕСКИХ ЗАПЛАТ

Табл. 2. Морфометрические показатели толщины оболочек сосудов у экспериментальных групп

Оболочка сосуда (мкм) Группы лабораторных животных

контрольная розувастатин розувастатин+ L-аргинин мелоксикам

Средняя толщина интимы 87,8 ± 3,1 80,8 ± 13,2 75,3 ± 5,7 73,1 ± 6,8

Средняя толщина медии 242,3 ± 11,8 218,6 ± 11,3 209,2 ± 28,1 206,3 ± 16,9

Средняя толщина адвенти-ции 128,5 ± 16,6 126,3 ± 11,3 125,7 ± 23,5 122,6 ± 18,7

Внутренняя эластическая мембрана сформирована, прерывиста, очагово утолщена и базофильна. Клеточная реакция на протез со стороны адвентиции выраженная, проявляющаяся в основном выраженной диффузной полиморфноклеточной инфильтрацией с минимальным количеством клеток рассасывания и макрофагов. В опытных группах, где проводилась эндотелиотропная терапия (розувастатин и розувастатин+L-аргинин), все слои артериальной стенки четко дифференцируются. Интима, как в области прилежащей к протезу, так и на всем протяжении сосуда ровная, гладкая, плотная, явления отека не обнаруживается (рис. 2).

Признаки гиперплазии не выражены. Интима покрыта на всем протяжении эндотелием, эндотелиоциты уплощенные, ядро базофильное, цитоплазма тонкая, с нежной эозинофилией. Средняя толщина интимы в этих группах достоверно снижается по сравнению с группой контроля (табл. 2). В адвентиции и средней оболочке воспалительной инфильтрации не обнаруживается, отмечаются единично полнокровные сосуды адвен-тиции. В зоне протезирования, определяется очаговая макрофагально-плазмоцитарная инфильтрация. Редко встречаются клетки инородных тел. В группе, где препаратом коррекции ЭД выступал мелоксикам, в месте прилежания ткани протеза к медии и интиме, четко определяется умеренно выраженная гиперплазированная интима (табл. 2). В данной группе определяется следующий феномен: на фоне умеренно гиперплазированной интимы, определяются колбовидные утолщения интимы, покрытые уряженным слоем эндотелия, которые вдаются в просвет сосуда. Создается впечатление «паппиломатоза интимы». В очагово гиперплазированной интиме волокна располагаются таким образом, что создается впечатление окончатости (рис. 3).

Клеточная реакция на ткань протеза умеренно выраженная, в основном проявляющаяся распределением полиморфноклеточного экссудата по прилежащему краю протеза и вокруг собственных сосудов адвентиции.

Следует отметить, что характер морфологических изменений артериальной стенки не зависит от характера

Рис. 2. Поперечный срез артериального сосуда с элементами ткани протеза с очаговой умеренной макрофагальной инфильтрацией в зоне протеза и единично полнокровными сосудами адвентиции. Окраска гематоксилином и эозином. х 50

Рис. 3. Колбовидные утолщения интимы, с окончатым расположением гладкомышечных волокон. Эндотелий в виде плоских клеточных тяжей, выстилает внутреннюю поверхность сосуда. Окраска гема-

использованного синтетического материала (дакрон или политетрафторэтилен). Не было выявлено достоверных различий в тканевых реакциях и специфичности изменений при использовании данных материалов.

Выводы

1. Характер морфологических изменений артериальной стенки не зависит от вида использованного синтетического материала (дакрон или политетрафторэтилен).

2. Применение комбинации розувастатина с L-аргини-ном в качестве эндотелиотропной терапии приводит к достоверному увеличению уровня стабильных метаболитов оксида азота (II) и снижению толщины гиперплазированной интимы в зоне артериальной реконструкции.

Калинин Р.Е., Сучков И.А., Герасимов А.А., Мнихович М.В., Пшенников А.С. СОСТОЯНИЕ ФУНКЦИИ ЭНДОТЕЛИЯ ПРИ АРТЕРИАЛЬНЫХ РЕКОНСТРУКЦИЯХ В ЭКСПЕРИМЕНТЕ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ВИДА СИНТЕТИЧЕСКИХ ЗАПЛАТ

3. Эффективность применения комбинации эндоте-лиотропных препаратов выше, чем использование монотерапии ЭД,

4. Использование мелоксикама ведет к снижению уровня СРБ, как одного из интегральных показателей системного воспалительного ответа, при этом в морфологической картине имеет место колбовидное утолщение интимы, создающее эффект «папилома-тоза» внутренней выстилки сосуда.

Литература

1. Калинин Р.Е. Эффективность L-аргинина в лечении атеросклероза артерий нижних конечностей и профилактике рестеноза зоны реконструкции / Р.Е.Калинин, И.А. Сучков, А.С. Пшенников, А.А. Слепнев // Вестник Ивановской медицинской академии. - 2013. - Том 18, №2. - С.18—21.

2. Калинин Р.Е. Методы стимуляции секреции оксида азота у больных облите-рирующим атеросклерозом артерий нижних конечностей с позиции коррекции эндотелиальной дисфункции / Р.Е. Калинин, А.С. Пшенников // Вестн. Нац. Медико-хирургического центра им. Н.И. Пирогова. - 2011. - Т.6, №3. - С.12-15.

3. Калинин Р.Е. Эндотелиальная дисфункция: роль в хирургии атеросклероза артерий нижних конечностей / Р.Е. Калинин. - Saarbrucken (Deutschland): Lambert Acad. Publ., 2011. - 241 с.

4. Калинин Р.Е. Динамика некоторых биохимических показателей у больных с облитерирующим атеросклерозом артерий нижних конечностей в различные сроки после реконструктивных операций / Р.Е. Калинин, И.А. Сучков, А.А. Никифоров, А.С. Пшенников // Российский медико-биологический вестник им. акад. И.П. Павлова. - 2012. - №1. - С. 41-44.

5. Калинин Р.Е. Медикаментозная коррекция функционального состояния эндотелия у пациентов с облитерирующим атеросклерозом артерий нижних конечностей / Р.Е. Калинин, И.А. Сучков, А.С. Пшенников, А.А. Никифоров // Казанский медицинский журнал. - 2013. - Том 94. - №2. - С.181-185.

6. Киричук В.Ф. Дисфункция эндотелия / В.Ф. Киричук, А.И. Глыбочко. - Саратов: Изд-во СГМУ, 2008. - 110 с.

7. Клиническая ангиология: руководство в 2-х т. / под ред. А.В.Покровского. - М.: Медицина, 2004.

8. Курьянов П.С. Гиперплазия интимы в зоне сосудистого анастомоза / П.С. Курьянов, А.С. Разуваев, В.Н. Вавилов // Ангиология и сосудистая хирургия. - 2008. - Т.14, №4. - С. 146-151.

9. Сучков И.А. Коррекция эндотелиальной дисфункции: современное состояние проблемы (обзор литературы) / И.А.Сучков // Российский медико-биологический вестник им. акад. И.П. Павлова. - 2012. - №4. - С.151-157.

10. Руководство по экспериментальному (доклиническому) изучению новых фармакологических веществ / под ред. Р.У. Хабриева. - 2-е изд. - М.: Медицина. 2005. - 832 с.

11. Antoniades C. Rapid, direct effects of statin treatment on arterial redox state and nitric oxide bioavailability in human atherosclerosis via tetrahydrobiopterin-mediated endothelial nitric oxide synthase coupling / C. Antoniades, C. Bakogiannis, P. Leeson et al. //Circulation. — 2011; 124 (3): 335-345

12. Nussmeier N.A. Complications of the COX-2 inhibitors parecoxib and valdecoxib after cardiac surgery / N.A. Nussmeier, A.A. Whelton, M.T. Brown et al. // N Engl J Med. - 2005; 352 (11):1071-80.

КОНТАКТНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

390026 г. Рязань, ул. Высоковольтная, д. 9