В Российской Федерации каждый год производится свыше трехсот300 тысяч. операций по поводу острых хирургических заболеваний органов брюшной полости [1, 2]. Однако проблемы гнойной инфекции в хирургии в эпоху современных технологий, в условиях постоянной конкуренции между выбором адекватных средств для антибактериальной терапии и прогрессирующими тенденциями к формированию их антибиотикорезистентности не исчезли, сохраняют свою актуальность и требуют поиска новых способов их решения [3].
Одним из перспективных направлений поиска решения данной проблемы являются белки и пептиды с антимикробными свойствами. В крови продуцентами целого спектра таких пептидов являются нейтрофилы и макрофаги [4, 5]. Пептиды, с антимикробной активностью, вырабатываемые кишечными энтероцитами, выявляются и в крови, и в кишечном содержимом. К белкам и пептидам из группы ферропротеидов, доказавшим свои антимикробные свойства, относится лактоферрин (ЛФ). Определение этого белка в биологических жидкостях, в том числе и в кале, широко применяется в различных областях медицины, включаюя ургентную хирургию [6, 7, 8]. У лактоферрина, кроме прямого влияния на обмен железа у бактерий, обнаружена не только антимикробная активность, но и противовирусные и фунгицидные свойства, а в последние годы для ЛФ установлены новые свойства фактора роста и разнообразная ферментативная активность [9, 10].
Многие свойства целой молекулы ЛФ сохраняются и в составе пептидов, получаемых ферментативным гидролизом макромолекулы лактоферрина. Наиболее перспективным для практического здравоохранения результатом является обнаружение в составе ЛФ пептида лактоферрицина (ЛФЦ), многократно превосходящего исходный белок по антимикробной активности [6, 11, 12]. Важнейшим биохимическим свойством, придающим ЛФЦ более сильный антимикробный эффект, является служит высокое содержание аминокислот аргинина и лизина [12, 13]. Такая особенность ЛФЦ обеспечивает тесный контакт пептида с поверхностными белковыми структурами и липополисахаридами, входящими в состав мембраны бактерий. Благодаря таким особенностям строения и свойств лактоферрицина бактерии в принципе не способны выработать резистентность к антибактериальным пептидам этого типа, что в перспективе позволит разработать на основе ЛФЦ и других пептидов этого семейства новые классы лекарств для лечения инфекции. Другой замечательной особенностью ЛФЦ является отсутствииотсутствие высоких фоновых концентраций пептида в биологических жидкостях вне инфекционного процесса. Например, в кишечнике антимикробный пептид ЛФЦ присутствует в кале в значительно более низких концентрациях, чем при острой абдоминальной хирургической инфекции [6, 14, 15].
Таким образом, дальнейшие исследования свойств, выделенного из лактоферрина пептида ЛФЦ, открывают новые перспективы для ургентной хирургии.
Цель исследования – изучить в сыворотках крови и кале у пациентов с острой абдоминальной хирургической патологией динамику уровней антимикробного пептида лактоферрицина.
Материалы и методы исследования. Объектом ретроспективного исследования являлись пациенты хирургических отделений городской клинической больницы № 3 и клинической больницы «РЖД-Медицина» г. Астрахани, проходившихе лечение в 2019–20-21 годахг. Из 196 пациентов диагноз «острый аппендицит различной степени тяжести» выставлен 72 больным (из которых у 17 аппендицит неосложненный (ОА), у 31 аппендицит флегмонозный (ФА), у 14 аппендицит гангренозный (ГА) и у 10 аппендикулярный перитонит), диагноз «острый деструктивный холецистит различной степени тяжести» выставлен 42 больным (из которых у 19 холецистит флегмонозный (ФХ) и у 23 холецистит гангренозный (ГХ), перфорация желчного пузыря и перитонит), диагноз «острыйая кишечнойая непроходимостиь различной этиологии» выставлен 47 больным (из которых у 21 странгуляционная тонкокишечная непроходимость (ОтонкоКН), у 26 обтурационная толстокишечная непроходимость (ОтолстоКН), причем у 11 из них обтурационная толстокишечная непроходимость опухолевого генеза), диагноз «перфорация язвы желудка или двенадцатиперстной кишки (ПЯ)» выставлен 16 больным, и диагноз «ущемленная паховая грыжа (УГ)» выставлен 19 больным. У всех пациентов, помимо проведения стандартных клинико-лабораторных исследований, дополнительно определяли уровни пептида лактоферрицина (ЛФЦ) при поступлении или при отсутствии кала, (использовался материал, полученный во время операции в процессе процедуры декомпрессии и дренирования кишечника). Группу сравнения составили 16 физически здоровых студентов-волонтеров Астраханского ГМУ в возрасте 18-–25 лет, сдавших кровь и кал в день ежегодного медосмотра студентов.
Индивидуальные образцы сывороток крови и каловой эмульсии для определения пептида лактоферрицина обрабатывали раствором пепсина свиньи с активностью 90 U/мг (Sigma, США) в кислой среде при рН 2,0 и выдерживали в термостате в течение 4 часов при 37°С. Последующую депротеинизацию образцов от непрореагировавших белков проводили трихлоруксусной кислотой. Измерение концентрации ЛФЦ в исследуемых образцах выполнено на спектрофотометре «Becman DU – 65» при длине волны 280 нм и, концентрация выражалаось в Е.о.п. (единицах оптической плотности) в пересчете на 1 мл жидкой пробы или на один1 грамм каловой массы.
Так как, в некоторых группах результаты не подчинялись нормальному распределению, данные в таблицах представлены как в виде среднего арифметического и его арифметической ошибки, так и в форме медианы и размаха между значениями 5-го и 95-го процентилейей. Достоверными считали различия при р < 0,05.
Результаты исследований и их обсуждение. В результате проведенного сравнительного изучения тестов на лактоферрицин (ЛФЦ) в сыворотке крови и фекальной эмульсии у пациентов хирургического отделения обнаружено, что в крови у пациентов всех групп, за исключением группы из 17 пациентов с неосложненным острым аппендицитом (ОА), концентрация сывороточного ЛФЦ былиа достоверно (p < 0,05) выше, чем в группе сравнения студентов-волонтеров. Результаты представлены в таблице 1 в виде средних величин, медианы, 5-го и 95-го процентиляей.
Таблица 1
Изучение уровней лактоферрицина в сыворотках крови и фекальной эмульсии у больных с острой абдоминальной хирургической патологиией (M±m, медиана, интервал между 5-м и 95-м процентилями)
|
Нозология |
ЛФЦ сыв Е.о.п./мл |
ЛФЦ кал Е.о.п./г кала |
ЛФЦ кал / ЛФЦ сыв m%, медианы % |
|
Группуа сравнения (студенты-волонтеры) n=16 (13 мужчин и 3 женщины) |
0,215±0,023 0,202 (0,041-0,456) |
0,205±0,039 0,169 (0,030-0,505) |
0,95 р=0,827 0,84 |
|
О. аппендицит неосложненный (ОА) n=17 (9 мужчин и 8 женщины) |
0,190±0,058 0,059 (0,024-0,603) 88% |
0,289±0,083 0,123 (0,072-0,779) 141% |
1,52 р=0,336
2,08 |
|
О. аппендицит флегмонозный (ФА) n=31 (15 мужчин и 16 женщины) |
0,421±0,063 0,386 (0,049-0,940) 196% |
0,548±0,076 0,516 (0,104-1,483) 267% |
1,30 р=0,203
1,36 |
|
О. аппендицит гангренозный (ГА) n=14 (8 мужчин и 6 женщины) |
0,658±0,106 0,611 (0,208-1,390) 306% |
0,789±0,123 0,644 (0,304-1,657) 385% |
1,20 р=0,427
1,05 |
|
Аппендикулярный перитонит (АП) n=10 (5 мужчин и 5 женщины) |
0,609±0,088 0,577 (0,243-1,015) 283% |
0,999±0,180 0,843 (0,334-1,849) 487% |
1,64 р=0,068
1,46 |
|
Всего пациентов с острым аппендицитом n=72 (37 мужчин и 35 женщины) |
0,439±0,043 0,463 (0,034-1,065) 204% |
0,583±0,065 0,550 (0,081-1,601) 291% |
1,33 р=0,067
1,19 |
|
О. холецистит флегмонозный (ФХ) с паравезикальным абсцессом n=19 (7 мужчин и 12 женщины) |
0,431±0,074 0,403 (0,042-0,872) 200% |
0,569±0,103 0,527 (0,095-1,349) 278% |
1,32 р=0,284
1,31 |
|
О. холецистит гангренозный, осложнившийся перфорацией, перитонитом (ГХ) n=23 (9 мужчин и 14 женщины) |
0,483±0,070 0,511 (0,036-0,869) 225% |
0,594±0,086 0,569 (0,095-1,363) 290% |
1,23 р=0,322
1,11 |
|
Всего пациентов с острым деструктивным холециститом n=42 (16 мужчин и 26 женщины) |
0,459±0,050 0,467 (0,034-0,874) 213% |
0,584±0,065 0,550 (0,082-1,396) 284% |
1,27 р=0,131
1,18 |
|
О. странгуляционная тонкокишечная непроходимость (ОтонкоКН) n=21 (11 мужчин и 10 женщины) |
0,452±0,051 0,434 (0,203-0,963) 210% |
0,920±0,094 0,915 (0,322-1,593) 449% |
2,04 p<0,0001*
2,11 |
|
О. обтурационная толстокишечная непроходимость (ОтолстоКН) n=26 (13 мужчин и 13 женщины) |
0,514±0,053 0,524 (0,120-0,939) 239% |
0,896±0,097 0,882 (0,227-1,758) 437% |
1,74 р=0,0011*
1,68 |
|
В том числе: О. толстокишечная непроходимость опухолевого генеза (ОТКН ОГ) n=11 (6 мужчин и 5 женщины) |
0,622±0,083 0,561 (0,298-1,083) 289% |
1,074±0,146 0,917 (0,471-1,837) 524% |
1,73 р=0,0145*
1,63 |
|
Всего пациентов с острой кишечной непроходимостью n=47 (24 мужчин и 23 женщины) |
0,487±0,037 0,465 (0,164-0,960) 227% |
0,907±0,067 0,882 (0,230-1,719) 442% |
1,86 p<0,0001*
1,90 |
|
Перфоративная язва желудка и двенадцатиперстной кишки (ПЯ) n=16 (11 мужчин и 5 женщины) |
0,477±0,081 0,467 (0,059-0,967) 222% |
0,692±0,104 0,635 (0,211-1,495) 338% |
1,45 р=0,114
1,6 |
|
Ущемленные паховые грыжи (УГ) n=19 (только мужчины) |
0,376±0,051 0,358 (0,072-0,703) 175% |
0,411±0,055 0,422 (0,084-0,782) 200% |
1,09 р=0,644
1,18 |
|
Всего больных n=196 (107 мужчин и 89 женщины) |
0,452±0,023 0,454 (0,042-0,979) 210% |
0,658±0,033 0,581 (0,088-1,625) 321% |
1,46 p<0,0001*
1,28 |
Примечание:. статистически значимые различия выделены полужирным.
Установлено, что концентрация ЛФЦ в сывороткисыворотке крови у пациентов с неосложненными формами ОА не отличалиась от аналогичного показателя в группые сравнения и составлялиа 0,190 Е.о.п./мл. При флегмонозном ОА концентрация ЛФЦ возрасталиа почти в 2 раза, по сравнению с цифрами в группе сравнения и составлялиа 0,421 Е.о.п./мл, а при гангренозном –была в 3,1 раза выше группы сравнения, или 0,658 Е.о.п./мл. При перфоративно-гангренозном ОА с развитием распространенного гнойного перитонита уровниень ЛФЦ в 2,8 раза (или до 0,609 Е.о.п./мл) выше уровня в сыворотке в группе сравнения (табл. 1).
Концентрация ЛФЦ в сывороткисыворотке крови у пациентов с флегмонозным холециститом была в 2 раза выше этого показателя в выше группые сравнения и составлялиа 0,431 Е.о.п./мл;, при гангренозном холецистите, осложненном перфорацией желчного пузыря и перитонитом, уровниень ЛФЦ был в 2,3 раза выше уровня этого показателя в сыворотке в группе сравнения и составляли 0,483 Е.о.п./мл (табл. 1). Максимальные значения концентрацияи ЛФЦ выявлены нами в сыворотках крови пациентов с тонкокишечной (в 2,1 раза, или 0,452 Е.о.п./мл) и толстокишечной непроходимостью (в 2,4 раза, или 0,514 Е.о.п./мл), прежде всего за счет пациентов с ОТКН ОГ (почти в 3 раза, или 0,431 Е.о.п./мл) выше уровня в сыворотке в группе сравнения (табл. 1). У больных с перфоративной язвой желудка и двенадцатиперстной кишки при поступлении концентрация ЛФЦ в крови была вышевозрастали в 2,2 раза выше уровня этого показателя в сыворотке крови в группе сравнения и составлялиа 0,477 Е.о.п./мл, а у больных с ущемленными паховыми грыжами – только до 175% выше уровня в сыворотке крови в группе сравнения, или 0,376 Е.о.п./мл (табл. 1).
Установлено, что концентрация ЛФЦ в фекальной эмульсии у пациентов с неосложненными формами ОА статистически недостоверно на 141% отличалась отт аналогичного показателя группы сравнения и составляла 0,289 Е.о.п./г кала, при флегмонозном ОА концентрация ЛФЦ возрасталаи в 2,7 раза, по сравнению с цифрами в группе сравнения и составляла 0,548 Е.о.п./г кала, при гангренозном ОА – почти в 4 раза выше, чем в группе сравнения, или 0,789 Е.о.п./г кала, а при перфоративно-гангренозном ОА с развитием распространенного гнойного перитонита уровни ЛФЦ почти в 5 раза выше уровней в сыворотках в группе сравнения, что соответствовало значению 0,999 Е.о.п./г кала (табл. 1).
Концентрация ЛФЦ в фекальной эмульсии у пациентов с флегмонозноым холециститом была в 2,8 раза выше, чем в группые сравнения, и составляла 0,569 Е.о.п./г кала, при гангренозном холецистите, осложненном перфорацией желчного пузыря и перитонитом, уровни ЛФЦ были в 2,9 раза выше уровней в фекальной эмульсии в группе сравнения и составляли 0,594 Е.о.п./г кала (табл. 1). Максимально высокие значения концентрацияи ЛФЦ выявлены в фекальной эмульсии пациентов с тонкокишечной (почти в 4,5 раза, или 0,920 Е.о.п./г кала) и толстокишечной ОКН (в 4,4 раза, или 0,896 Е.о.п./г кала), прежде всего за счет пациентов с ОТКН ОГ (более чем в 5,2 раза, или 1,074 Е.о.п./г кала) выше уровня в фекальной эмульсии в группе сравнения (табл. 1). У больных с перфоративной язвой желудка и двенадцатиперстной кишки при поступлении концентрация ЛФЦ в фекальной эмульсии возрасталибыла в 3,4 раза выше уровней ЛФЦ в фекальной эмульсии в группе сравнения и составлялиа 0,692 Е.о.п./г кала, а у больных с ущемленными паховыми грыжами – только в 2 раза выше уровня ЛФЦ в фекальной эмульсии в группе у сравнения, что соответствовало значению 0,411 Е.о.п./г кала (табл. 1).
Результаты определения отношения ЛФЦфек/ЛФЦсыв в группуе сравнения и во всех опытных группах выявили статистически значимые различия отношения концентрации лактоферрицина в фекальной эмульсии к сывороточныхм значенийям только в группах пациентов с острой кишечной непроходимостью различной этиологии (табл. 1). Таким образом, лактоферрицин в сыворотке крови и фекальной эмульсии у пациентов, поступивших на лечение с острой абдоминальной хирургической патологией, отличается по производимому эффекту.
Таблица 2
Достоверность различий по лактоферрицина в сыворотках крови (значения над диагональю) и фекальной эмульсии (значения под диагональю выделены серым цветом) в различных группах больных с острой абдоминальной хирургической патологиией
|
|
ОА |
ОХ |
ПЯ |
УГ |
ОтонкоКН |
ОтолстоКН |
ОТКН ОГ |
|
ОА |
|
p=0,76 |
p=0,68 |
p=0,35 |
p=0,85 |
p=0,28 |
p=0,054 |
|
ОХ |
p=0,991 |
|
p=0,85 |
p=0,25 |
p=0,92 |
p=0,45 |
p=0,10 |
|
ПЯ |
p=0,377 |
p=0,382 |
|
p=0,28 |
p=0,80 |
p=0,70 |
p=0,22 |
|
УГ |
p=0,046 |
p=0,047 |
p=0,023 |
|
p=0,30 |
p=0,07 |
p=0,018 |
|
ОтонкоКН |
p=0,004 |
p=0,005 |
p=0,113 |
p<0,0001 |
|
p=0,40 |
p=0,09 |
|
ОтолстоКН |
p=0,009 |
p=0,010 |
p=0,159 |
p<0,0001 |
p=0,86 |
|
p=0,28 |
|
ОТКН ОГ |
p=0,003 |
p=0,003 |
p=0,044 |
p=0,0002 |
p=0,38 |
p=0,32 |
|
Примечание.: статистически значимые различия выделены полужирным.
Выводы
Проведено сравнительное изучение особенностей тестов на лактоферрицин в сыворотке крови и фекалиях у пациентов с острой абдоминальной хирургической патологией. В сыворотках крови пациентов с ургентной хирургической патологией концентрации ЛФЦ во всех группах статистически значимо (p < 0,05) отличались только от аналогичного показателя в группые сравнения и в паре «острая толстокишечная непроходимость опухолевого генеза (ОТКН ОГ) - ущемленная паховая грыжа (УГ)». В фекальной эмульсии у пациентов с ургентной хирургической патологией концентрациия ЛФЦ статистически значимо отличалась от аналогичного показателя в группеы сравнения во всех опытных группах. Концентрация ЛФЦ. От при острогом аппедицитааппендиците и холециститае концентрации ЛФЦ отличалась от аналогичного показателя в группах ущемленной паховой грыжи и всех вариантовов кишечной непроходимости, отпри перфоративной язвые концентрациия ЛФЦ отличалась только в группах ущемленной паховой грыжи и ОТКН ОГ, и отпри УГ концентрациия ЛФЦ отличалась приот такового показателя при всех вариантовах кишечной непроходимости. Установлено, что содержание ЛФЦ в каловой эмульсии у всех волонтеров группуы сравнения и пациентов опытных групп всегда было гораздо выше, соответствующих значений уровней ЛФЦ в их сыворотках крови, однако статистически значимых величин это отношение достигало только в группах пациентов с различными вариантами острой кишечной непроходимости (в 4,5 раза выше нормы). Таким образом, производимый эффект пептида лактоферрицина в сыворотке крови и фекальной эмульсии у пациентов с острой абдоминальной хирургической патологией, отличался по производимому эффекту от эффекта известного белка лактоферрина. После получения приоритета на патент на иммуноферментный анализ лактоферрицина в ургентномй абдоминальной хирургии результата определения ЛФЦ будет возможен уже в день поступления больного в стационар.