Возможности комбинированной фармакологической и хирургической коррекции хронической ишемии конечности в эксперименте

© Коллектив авторов., 2008 УДК

ВОЗМОЖНОСТИ КОМБИНИРОВАННОМ ФАРМАКОЛОГИЧЕСКОЙ И ХИРУРГИЧЕСКОЙ КОРРЕКЦИИ ХРОНИЧЕСКОЙ ИШЕМИИ КОНЕЧНОСТИ В ЭКСПЕРИМЕНТЕ

Е. Б. Артюшкова, Д. В. Пашков, А- Д. Мясников\ Б. С. Суковатых,

М. В. Покровский, А. В. Файтельсон, Т. Г. Покровская Курский государственный медицинский университет

Экспериментальная работа выполнена на 290 крысах. Проведено изучение уровня микроциркуляции в мышцах голени крыс в норме, а также его динамика на протяжении 90 суток после операции моделирования хронической ишемии конечности методом лазерной доплеров-ской флоуметрии. Коррекция экспериментальной ишемии выполнялась при помощи пентоксифиллина, Ь-аргинина в дозах 30 и 200 мг/кг, операции реваскуляризирующей остеомиопластики (РОМП), комбинации РОМП и Ь-аргинина в дозе 200 мг/кг. Достоверное увеличение уровня микроциркуляции отмечено в группах, получавших лечение Ь-аргинином в дозе 200 мг/кг, оперативное и комбинированное лечение. Результаты флоуметрии сопоставимы с результатами морфологического исследования. Полученные данные косвенно свидетельствуют о не-оангиогенном эффекте Ь-аргинина.

Хронические облитерирующие заболевания артерий нижних конечностей (ХОЗАНК) составляют более 20% от всех видов сердечно-сосудистой патологии, что соответствует 2-3% от всей численности населения и 35-50% лиц старше 60 лет [5]. Отсутствие воспринимающего сосудистого русла у больных с тяжелой ишемией конечности делает невозможным выполнение реконструктивных операций или приводит к раннему тромбозу шунтов и протезов. Основной проблемой здесь является несостоятельность периферического сосудистого русла при резко увеличивающемся притоке крови после операции [4]. В этой ситуации необходима стимуляция коллатерального кровообращения путем, как активизации предсуществую-щего окольного русла, так и стимуляции неоангиогенеза. Ключевую роль в ангиогенезе играет сосудистый эндотелий. Эндотелиальная дисфункция, неизбежно развивающаяся при атеросклерозе, хронической ишемии, курении, приводит к нарушению процессов ангиогенеза и снижению компенсаторных возможностей микроциркуляторного русла [2]. Средством коррекции могут служить вещества, метаболизм которых связан с освобождением оксида азота. Наиболее значимым естественным донором N0 является аминокислота Ь-аргинин [1, 6].

В последние годы для коррекции ишемии нижних конечностей предложена операция реваскуляризирующей остеомиопластики (РОМП), механизм действия которой сводится к стимуляции новообразования кровеносных сосудов [5].

В свете таких данных представляется интересным изучение эффективности L-аргинина, операции РОМП, а также комбинации этих методов при экспериментальной ишемии конечности.

Материалы и методы

Экспериментальная работа проведена на 290 крысах самках линии «Вистар» массой тела 230-270 г. Животные были разделены на контрольную (n=100) и опытную (n=190) серии.

У животных контрольной серии оценивали уровень микроциркуляции методом лазер-допплеровской флоуметрии и морфологическую картину в мышцах задней конечности в норме и динамику данных показателей на разных сроках после выполнения моделирования хронической ишемии конечности. Моделирование хронической ишемии конечности проводили путем удаления участка магистрального сосуда, включающего бедренную, подколенную артерии и начальный отделы артерий голени [9]. Лазер-допплеровскую флоуметрию осуществляли под наркозом (этаминал натрия в дозе 35 мг/кг) при помощи аппарата «Biopac-systems MP-100» и датчика «TSD-144». Запись и обработка данных осуществлялась при помощи программы AcqKnowledge 38.

190 крысам опытной серии моделировали ишемию конечности и на 7-е сутки начинали лечение, которое продолжали вплоть до вывода животных из эксперимента. Выводили животных на 10, 21 и 28 сутки. На этих сроках проводили лазер-допплеровскую флоуметрию с целью оценки уровня микроциркуляции в мышцах и морфологическое исследование. В качестве лечебных методов использовались:

1. Пентоксифиллин («Trental 400», Aventis pharma Ltd.; India) в дозе 60 мг/кг перорально 1 раз в сутки;

2. L-аргинин («Ajinomoto Co. INC.», Japan) внутрибрюшинно в виде водного раствора в дозах 30 и 200 мг/кг 1 раз в сутки;

3. Операция РОМП на 7 сутки после моделирования;

4. Комбинированное лечение: РОМП + L-аргинин 200 мг/кг.

Доза L-аргинина 200 мг/кг выбрана исходя из имеющихся в литературе результатов исследования препарата при хронической ишемии конечностей [6]. Доза L-аргинина 30 мг/кг рекомендована СанПиНом в качестве пищевой добавки.

Операцию РОМП осуществляли по оригинальной методике. Под наркозом путем рассечения в переднебоковом участке кожи голени, собственной фасции. Мышцы отодвигали, обнажали латеральную поверхность большеберцовой кости, с которой удаляли кортикальную пластинку длиной около 40% от длины кости на всю ширину поверхности кости. Дефект распространялся в глубину до костномозгового канала. Участок мышцы освобождали от фасции и подшивали к образовавшемуся дефекту кости.

Морфологическое исследование проводили по общепринятой методике. Для морфометрии использовали сетку Автандилова. Результаты исследований статистически обработаны с использованием программы Microsoft Excel 2003.

Результаты и их обсуждение

Среднее значение уровня микроциркуляции в наружной группе мышц правой голени в интактной группе крыс составлял 535,2+37,1 перфузион-ных единиц (п. е.).

После операции моделирования в контроле у животных появлялись признаки острой ишемии оперированной конечности: ишемический отек, боль в конечности, что проявилось неучастием конечности в передвижении и появлением агрессивной реакции животного в ответ на касание инструментом. В 3,3 % случаев развилась влажная гангрена голени.

По прошествии 3-4 суток наблюдалась относительная компенсация острой артериальной недостаточности: конечность включалась в акт передвижения, исчезал или уменьшался ишемический отек. Параллельно появлялись перемежающаяся хромота, трофические язвы, акральные некрозы.

При проведении эксперимента отмечено, что уровень микроциркуляции после моделирования ишемии резко снижался, а затем медленно восстанавливался в течение 3 месяцев. Динамика флоуметрических показателей в контрольной группе представлена на графике (рис. 1).

Рис. 1. Динамика уровня микроциркуляции в контрольной группе животных. В точках, отмеченных белым цветом, имеются достоверные различия по сравнению со значением в точке «Норма» при р<0,05. Сут - сутки. Расстояния между точками показано одинаковыми с целью упрощения графика.

При морфологическом исследовании в контрольной группе на 10 сутки после моделирования ишемии в мышцах наблюдался субтотальный коагуляционный некроз, окруженный демаркационной зоной. В некоторых участках отмечалась резорбция некроза и замещение его грануляционной тканью. При морфометрическом исследовании зона некроза занимала 79,5+6,7% от общей площади препарата. На остальную часть (20,5+7,06%) приходится грануляционная ткань. На 21 сутки наблюдается прогрессивное развитие грануляций. На 28 сутки имеет место регенерация мышечных волокон, которые замещают грануляционную ткань. При морфометрическом исследовании выявлено, что регенерирующая мышечная ткань занимает 68,1+8,64%, грануляционная ткань - 31,9+8,64% от общей площади.

Результаты лечения экспериментальной ишемии следующие. Применение пен-токсифиллина в дозе 60 мг/кг не приводит к повышению уровня микроциркуляции и не способствует увеличению скорости регенерации мышечной ткани - динамика

морфологической картины и результаты морфометрии аналогичны показателям контрольной группы. В группе, получавшей Ь-аргинин в дозе 30 мг/кг, достоверные различия по сравнению с контролем имеются только на 28 сутки эксперимента. По морфометрическим показателям отличий от контроля в данной группе нет. В группах, получавших в качестве лечения Ь-аргинин в дозе 200 мг/кг, операцию РОМП и комбинированное лечение (РОМП + Ь-аргинин 200 мг/кг), достоверные различия по уровню микроциркуляции наблюдаются на всех сроках эксперимента при р<0,05. При проведении морфометрии отличий от контроля на 10 и 21 сутки нет; отмечаются достоверные различия по скорости регенерации мышечной ткани на 28 сутки эксперимента при р<0,05. Следует отметить, что в группах, получавших Ь-аргинин в дозе 200 мг/кг, операцию РОМП и комбинированное лечение, уровень микроциркуляции на 28 сутки не отличается от показателя интактных крыс, что позволяет говорить о полном восстановлении кровообращения в конечности под влиянием лечения. Наилучшие результаты получены в группе, получавшей комбинированное лечение. Динамика уровня микроциркуляции в опытных группах животных показана на графике (рис. 2).

- - - - Контроль —-----Пентокс. 60 мг/кг

- - 1_-арг. 30 мг/кг _о^_Ь-арг. 200 мг/кг

д РОМП —о-----РОМП + Ь-аргинин 200 мг/кг

Рис. 2. Динамика уровня микроциркуляции на разных сроках в опытных группах животных. По оси ординат - уровень микроциркуляции в пер-фузионных единицах, по оси абсцисс - сроки наблюдения, Ь-арг - Ь-аргинин; бесцветные точки обозначают достоверные различия по сравнению с контрольной группой при р<0,05.

Наблюдаемый эффект от введения Ь-аргинина обусловлен увеличением концентрации оксида азота, что происходит в результате ингибирования Ь-аргинином перекисного окисления N0, продлением его периода полужизни, снижением эффективности вазоконстрикторов, а также активацией синтеза оксида азота за счет введения в организм субстрата для N0-синтазы [7]. Отсутствие у вещества прямого влияния на систему микроциркуляции косвенно свидетельствует о его неоангиогенном эффекте.

Эффект хирургического вмешательства обусловлен, вероятно, стимуляцией коллатерального кровообращения в конечности посредством раздражения костного мозга, активацией неогенеза сосудов в зоне травмы [2].

Наилучшие результаты в группе, получавшей комбинированное лечение, вероятно, связаны с аддитивным эффектом оперативного вмешательства и фармакологической коррекции в отношении стимуляции неоангиогене-за.

Выводы

1. Введение Ь-аргинина в дозе 30 мг/кг 1 раз в сутки на фоне моделирования ишемии приводит к достоверному увеличению уровня микроциркуляции к 28 суткам эксперимента. Введение Ь-аргинина в дозе 200 мг/кг 1 раз в сутки приводит к полному восстановлению уровня микроциркуляции и ускоряет процессы восстановления мышечной ткани конечности к 28 суткам эксперимента.

2. Ежедневное введение пентоксифиллина в дозе 60 мг/кг 1 раз в сутки на фоне моделирования ишемии не приводит к увеличению уровня микроциркуляции и не влияет на скорость репаративных процессов в мышцах, подвергшихся ишемическому повреждению.

3. Операция РОМП, выполненная на 7 сутки после моделирования, приводит к регрессу ишемии конечности, который отмечается к 28 суткам эксперимента с восстановлением исходного уровня микроциркуляции.

4. Комбинация операции РОМП и Ь-аргинина в дозе 200 мг/кг обладает наилучшим лечебным эффектом на модели ишемии задней конечности.

ЛИТЕРАТУРА

1. Голиков, П. П. Оксид азота в клинике неотложных заболеваний / П. П. Голиков. - М.: Медпрактика-М, 2004. - 180 с.

2. Зусманович, Ф. Н. Реваскуляризирующая остеотрепанация в лечении больных облитерирующими заболеваниями конечностей / Ф. Н. Зусманович. -Курган. - 1996. - 206 с.

3. Петрищев, Н. Н. Дисфункция эндотелия. Причины, механизмы, фармакологическая коррекция / Н. Н. Петрищев. - СПб.: Изд-во СПбГМУ, 2003. - 154 с.

4. Шевченко, Ю. Л. Медико-биологические и физиологические основы клеточных технологий в сердечно-сосудистой хирургии / Ю. Л. Шевченко. - СПб.: Наука, 2006. - 288 с.

5. Экспериментальное и клиническое обоснование применения реваскуляризи-рующей остеомиопластики для лечения критической ишемии нижних конечностей / Б. С. Суковатых, Л. Н. Беликов, А. Н. Щербаков и др. // Вестн. хирургии им. Грекова. - 2006. - №6. - С. 21-24.

6. Kensuke, E. Effects of L-Arginine Supplementation on Endothelium-Dependent Coronary Vasodilation in Patients With Angina Pectoris and Normal Coronary Arteriograms / Е. Kensuke // Circulation. - 1996. - Vol. 94. - P. 130-134.

7. L-Arginine Induces Nitric Oxide-Dependent Vasodilation in Patients With Critical Limb Ischemia / S. M. Bode-Boger, R. H. Boger, H. Alfke et al. // Circulation. - 1996. - Vol. 93. - P. 85-90.

8. Simons, M. Angiogenesis. Where Do We Stand Now? / M. Simons // Circulation. - 2005. - Vol. 111. - P. 1556-1566.

9. Takeshita, A. Endothelium dependent relaxation of collateral microvessels after intramuscular gene transfer of vascular endothelial growth factor in a rat model of hindlimb ischemia / A. Takeshita // Circulation. - 1998. - Vol. 98. - 1261-1263.

POSSIBILITIES OF COMBINE PHARMACOLOGICAL AND SURGICAL CORRECTION OF EXTREMITY’S CHRONIC ISCHEMIA

E. B. Artyushkova, D. V. Pashkov, A. D. Myasnikov, B. S. Sukovatych, M. V. Pokrovskiy, A. V.

Faitelson, T. G. Pokrovskaya

290 rats were included into the research. The investigation of microcirculation level in the rat crus muscles in health, and also its dynamics during 90 days after modeling of chronic limb ischemia by Laser Doppler flowmetry method. Pentoxyfilline, Larginine in 30 and 200 mg/kg doses, revascularisative osteomioplastic (ROMP) and combination of ROMP and L-arginine in 200 mg/kg dose were the methods of chronic ischemia treatment. The trustworthy increase of microcirculation level was marked in groups treated with L-arginine in 200 mg/kg dose, and by ROMP and combine method. The laser Doppler flowmetry results are correlated with morphological picture. The obtained data permit to think that L-arginine stimulates angiogenesis.