Сетевое издание
Современные проблемы науки и образования
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,940

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО-КЛИНИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ЗНАЧИМОСТИ ПРОТЕИНАЗ-ИНГИБИТОРНОЙ СИСТЕМЫ ПРИ ОСТРОМ ПАНКРЕАТИТЕ

Бугаенко О.А. 1 Михайличенко В.Ю. 1 Кубышкин А.В. 1
1 Медицинская академия имени С.И. Георгиевского Федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего образования «Крымский федеральный университет имени В. И. Вернадского» Министерства образования и науки Российской Федерации
Проведенные исследования на 26 белых крысах-самцах линии Вистар продемонстрировали, что при развитии экспериментального панкреатита происходит активация протеиназ как местно в перитонеальной жидкости, так и системно – в крови, и дистанционно – в легких. Наиболее выраженной была активация эластазы, как на местном, так и на системном уровне. Это может свидетельствовать о важной роли активации эластазы в патогенезе панкреатита, а на местном уровне эластаза может быть ведущим ферментом, который приводит к деструкции поджелудочной железы. Незначительное увеличение антитрипсиновой активности в перитонеальном секрете и ее снижение в крови, свидетельствует про неадекватный контроль со стороны ингибиторов над увеличением активности протеиназ. Адекватное повышение антитрипсиновой активности определяется только в бронхоальвеолярном секрете, что вероятно носит компенсаторный характер и является одним из факторов защиты легких от системной протеолитической агрессии. При обследовании перитонеальной жидкости в клинике у пациентов с острым панкреатитом в клинической практике, проведены параллели между тяжестью течения заболевания и активностью протеиназ-ингибиторной системы, которая обладает высокой чувствительностью. Проведенное исследование определение активности неспецифических протеиназ и их ингибиторов в перитонеальной жидкости у больных с острым панкреатитом и другими острыми хирургическими абдоминальными патологиями определяют максимальную активность элатоподобных ферментов и других компоненов протеиназ-ингибиторной системы. Активность протеиназ больше выражена при формировании перитонита. Вышеперечисленные факторы позволяют рекомендовать использовать показателей протеиназ-инигбиторной системы при остром панкреатите в клинической практике для прогнозирования течения воспаления в ткани поджелудочной железы и эффективности проводимых лечебных мероприятий.
патогенез.
протеиназ-ингибиторная система
острый панкреатит
1. Агаев Б.А. Микроциркуляторные нарушения в диагностике острого билиарного панкреатита / Б.А. Агаев , З.Э.Джафарли // Лазерная медицина.- 2011.-№ .-С.236-236.
2. Волков В.Е. Острый некротический панкреатит: актуальные вопросы классификации, диагностики и лечения локальных и распространенных гнойно-некротических процессов / В.Е. Волков, Н.Н. Чеснокова // Вестник Чувашского университета.- 2014.- № 2. -С. -211-217.
3. Гусейнов А.З. Острый панкреатит как медикосоциальная проблема в структуре ургентной абдоминальной хирургической патологии / А.З. Гусейнов, Д.В. Карапыш //Вестник новых медицинских технологий.-2010.-Т.17.-№3.-С.198-200.
4. Дифференциальная диагностика механической и динамической кишечной непроходимости / Вороной А.Л., Михайличенко В.Ю., Миминошвили А.О., Сабодаш А.В. // Вестник неотложной и восстановительной медицины. 2012. Т. 13. № 2. С. 234-238.
5. Клинико-диагностические параллели при остром панкреатите / Бугаенко О.А., Михайличенко В.Ю., Кубышкин А.В., Старых А.А. // Современные проблемы науки и образования. – 2015. – № 5; URL: www.science-education.ru/128-21722.

Значительное количество публикаций и рандомизированных исследований в медицинской мировой литературе посвящены вопросам патогенезу, диагностике и лечению острого панкреатита, особое внимание уделяется деструктивным формам, сопровождающиеся большим количеством осложнений и смертности [2,5]. По статистическим данным разных авторов, за последние 10 лет острый панкреатит по частоте возникновения стойко занимает третье место среди острых хирургических заболеваний органов брюшной полости после острого аппендицита и острого холецистита [1].  Важнейшим этапом в лечении данной категории пациентов считают раннюю диагностику деструктивных форм  и комплекс консервативных мероприятий, которые принято обозначать термином «базисная терапия», ее основные составляющие: купирование боли и рвоты, коррекция волемических нарушений и кислотно-основного состояния, купирование расстройств микроциркуляции, торможение внешней секреции поджелудочной железы (ПЖ), активная детоксикация, восполнение дефицита энергии, антимедиаторная терапия, профилактика инфицирования очагов некроза, метаболическая коррекция [3]. Ведущими инструментальными методами ранней диагностики локальных гнойно-септических осложнений острого некротического панкреатита являются УЗИ и КТ органов брюшной полости. Необходим дифференцированный подход в выборе лечебной тактики при деструктивном панкреонекрозе: лечение гнойно-септических осложнений должно проводиться с учетом выявленной патологии, требующей соответствующего метода консервативной терапии и выбора объема оперативного вмешательства [4]. Таким образом, оправданы все попытки определения раннего биохимического маркера начала деструктивного процесса в ткани поджелудочной железы, когда инструментальные исследования являются малоинформативными.

Материалы и методы. Экспериментальные исследования   проведены  на  белых  крысах-самцах линии "Вистар" массой 180-210 г. Острый панкреатит моделировали путём выполнения серединной лапаротомии, выделения поджелудочной железы и наложения лигатуры на главный её проток возле места впадения его в 12-перстную кишку, после чего переднюю брюшную стенку ушивали наглухо. Операция проводилась под эфирным наркозом. Забой животных осуществляли под эфирным наркозом 48 часов после развития острого панкреатита.

      Клинические исследования проведены у больных, поступивших в отделение хирургии 7 городской больницы г. Симферополя. Все больные нуждались в экстренном хирургическом лечении в связи с острой патологией органов брюшной полости. Всего был обследован 51 человек с оперативными вмешательствами по поводу острого панкреатита, острого аппендицита, холецистита, язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки. Течение послеоперационного периода у 22 обследованных сопровождалось развитием перитонита.

  Исследования проводили в сыворотки крови, бронхоальвеолярном смыве (БАС) и перитонеальном смыве у крыс в эксперименте и в перитонеальном содержимом в клинической части работы. Определение трипсиноподобной активности. Принцип метода  основан на измерении скорости отщепления N-бензоил-L-аргинина (БА) от синтетического субстрата этилового эфира N-α-бензоил-L-аргинина (БАЭЭ) (Reanal). Определение эластазоподобной активности. Принцип метода  основан на гидролизе синтетического субстрата N-t-вос-аланил-n-нитрофенилового эфира (БАНФЭ). Определение концентрации альфа-1-ингибитора протеиназ. Принцип метода основан на торможении расщепления трипсином белковых и низкомолекулярных субстратов этилового эфира N-α-бензоил-L-аргинина (БАЭЭ) (Reanal). Уровень кислотостабильных ингибиторов (КСИ) определяли по расщеплению синтетического субстрата бензоил-Д-аргинина-паранитроанилид-монохлорида (БАПНА). Концентрацию белка определяли методом Лоури. Полученные результаты подвергали статистической обработке.

Результаты и их обсуждение. В результате проведенных экспериментальных исследований было выявлено, что через 48 часов с момента перевязки протока поджелудочной железы активность  α-амилазы возросла по сравнению с контролем в 2,3 раза (табл.1). С развитием острого панкреатита рост активности эластазоподобных протеиназ составил 1,6 раза.  Трипсиноподобная активность при этом не претерпела существенных изменений. Ингибиторная активность альфа-1-ингибитора протеиназ снизилась и составила 88% от исходного уровня.

Таблица 1

Изменения в протеиназ-ингибиторной системе в различных средах крыс при развитии острого панкреатита (М±м)

Группа

Среда

α-амилаза г/ч л

ТПА

(нМоль/мл мин)

ЭПА

(нМоль/мг мин)

Контроль

Кровь

97,5±3,41

0,24±0,04

1,5±0,06

Перитонеальный смыв

8,18±0,97

3,17±0,06

0,89±0,16

Острый панкреатит

Кровь

224,32±0,84*

0,22±0,05

2,4±0,09*

Перитонеальный смыв

10,76±0.15

1,32±0,07*

3,69±0,07*

Примечание: звездочками показана достоверность различий по отношению к контролю: * - р<0,05.

Исследование перитонеального смыва крыс в эксперименте показало (табл.1), что к 48 часам развития острого панкреатита увеличение показателей активности α-амилазы в 1,3 раза относительно контроля. Также выявлена тенденция роста ЭПА по мере развития воспалительной реакции. Рост активности эластазоподобных протеиназ  к 48 часам панкреатита составил по сравнению с контролем 1,5 раза. На фоне роста ЭПА имеет место  увеличение антитриптической активности перитонеального секрета на 14% относительно контроля. Таким образом, реакция перитонеального смыва характеризуется увеличением активности α-амилазы. Однако более показательным для перитонеального секрета является уровень эластазы, активность которой в отличие от сыворотки крови увеличивалась более значительно.

Подобная реакция протеиназ-ингибиторной системы на развитие острого панкреатита выявлена нами в бронхоальвеолярном секрете (табл.2). Эластазоподобная активность БАС увеличилась к 48 часам с момента развития острого панкреатита по сравнению с контролем  в 1,6 раза.         Вместе с тем, значения ингибиторной активности БАС также увеличиваются, что  говорит о формировании дисбаланса в протеиназ-ингибиторной системе при развитии острого панкреатита в эксперименте. АТА по сравнению с контрольными данными увеличилась в 1,4 раза. Уровень КСИ к  48 часам от начала эксперимента увеличился в 2,4 раза по сравнению с контролем.

Таблица 2

Изменения в протеиназ-ингибиторной системе бронхо-альвеолярного смыва крыс при остром панкреатите (М±м)

 

ЭПА (нМоль/мг мин)

АТА (мкМоль/мг)

КСИ (мкМоль/мг)

Контроль

0,96±0,09

0,39±0,06

0,15±0,03

Острый панкреатит

1,49±0,15*

0,55±0,05*

0,36±0,02*

Примечание: звездочками показана достоверность различий по отношению к контролю: * - р<0,05.

При исследовании протеиназ-ингибиторной системы сыворотки крови, перитонеального и бронхоальвеолярного смывов выявлено повышение уровня амилазы сыворотки крови, эластазоподобной, трипсиноподобной активности и снижение антитриптической активности и уровня кислотостабильных ингибиторов во всех видах исследуемого материала. В контрольной группе животных таких изменений не выявлено, что подтверждает развитие протеиназ-ингибиторного дисбаланса как одного из существенных факторов развития системных изменений при панкреатите.

В клиническом исследование показателей протеиназ-ингибиторного баланса перитонеального смыва у больных с различными формами острой абдоминальной патологии показало, что острый воспалительный процесс в абдоминальной полости приводит к увеличению концентрации белка, росту эластазоподобной активности, снижению ТПА и увеличению АТА (табл.3). Минимальные значения белка в перитонеальном смыве обнаружены у больных с острым холециститом, причем в этой группе больных визуально  определялось минимальное вовлечение брюшины в патологический процесс. При язвенной болезни желудка и 12-перстной кишки белок в перитонеальном смыве был выше в 2,7 раза по сравнению с показателями у больных острым холециститом. Для острого аппендицита, уровень белка перитонеального смыва по сравнению данными у больных холециститом был выше в 3,8 раза. Наиболее высокий уровень белка отмечался в группе больных с панкреатитом. У этих больных насыщенность перитонеального секрета белком была более чем в 6 раз выше, по сравнению с группой больных с холециститом.

Интересные тенденции отмечены при анализе показателей протеолитической активности. Уровень эластазоподобной активности в перитонеальном секрете был максимальным в группе больных с панкреатитом и превышал соответствующие значения больных с острым холециститом в 5,4 раза. При язвенной болезни желудка и 12-перстной кишки уровень ЭПА был в 2,4 раза, при  остром аппендиците в 3,4 раза выше, чем у больных с острым холециститом.

Таблица 3

Состояние протеиназ-ингибиторного баланса перитонеального смыва у больных с  острой абдоминальной патологией (М±м)

 

Белок

(мг/мл)

ЭПА

(нМ/мг мин)

ТПА

(мкМ/мгмин)

АТА

(мкМ/мг)

КСИ

(мкМ/мг)

Острый холецистит

(n=12)

0,32±0,03

10,14±0,96

1,61±0,11

0,12±0,01

1,16±0,11

ЯБЖ и ДПК (n=16)

0,84±0,04*

23,65±1,45*

0,75±0,06*

0,37±0,03*

0,39±0,06*

Острый аппендицит

(n=10)

1,20±0,04*

34,36±1,94*

0,20±0,05*

0,52±0,03*

0,76±0,07*

Острый панкреатит

(n=13)

1,98±0,34*

54,5±8,8*

11,3±2,5*

2,21±0,14*

2,17±1,17*

        Примечание: звездочками обозначена достоверность различий по отношению к группе больных с острым холециститом:   *-p<0,05.

Уровень трипсиноподобной активности в перитонеальном смыве у больных острым панкреатитом был в 7 раз выше, чем у больных острым холециститом. А у больных с язвенной болезнью желудка и 12-перстной кишки и аппендицитом обнаруживалась противоположная динамика. Значения ТПА у больных с язвенной болезнью желудка и           12-перстной кишки были ниже, чем у больных острым холециститом в 2,1 раза, а у больных с острым аппендицитом в  8 раз.

Следует отметить, что рост активности протеиназ сопровождался и ростом ингибиторного потенциала. По-видимому, реакция со стороны ингибиторов отражает степень активации протеиназ ингибиторной системы и направлена на противодействие активации протеиназ в перитонеальном секрете. Причем в группе больных с острым панкреатитом антитриптическая активность перитонеального смыва была наиболее высокой и в 18 раз превышала значения АТА  у больных с острым холециститом, в 6 раз у больных с язвенной болезнью желудка и 12-перстной кишки и 4,2 раза  у больных с аппендицитом.

Несколько различалась реакция местносинтезируемых кислотостабильных ингибиторов протеиназ в перитонеальном секрете. Максимальный их уровень отмечен у больных с панкреатитом. В группе больных с холециститом значения КСИ были почти в 2 раза ниже, а в группах с язвенной болезнью и аппендицитом уровень КСИ по сравнению с панкреатитом был в 3-5 раз ниже, что может свидетельствовать об уменьшении синтеза и секреции этих ингибиторов. Сопоставление результатов состояния протеиназ-ингибиторной системы в перитонеальном секрете у больных с перитонитом и без перитонита показало, что наличие перитонита проявляется более выраженной активацией протеиназ не зависимо от первичной патологии. В брюшной полости развитие перитонита сопровождалось закономерным увеличением уровня белка (табл. 4). Белок в перитонеальном смыве у больных с острой абдоминальной патологией, осложненной развитием перитонита, в 4,2 раза превышает аналогичный показатель у больных без развития перитонита.                                                                                                                          

Таблица 4

Состояние протеиназ-ингибиторного баланса перитонеального смыва у больных с перитонитом и без него (М±м)

 

Белок

(мг/мл)

ЭПА

(нМ/мг мин)

ТПА

(мкМ/мгмин)

АТА

(мкМ/мг)

КСИ

(мкМ/мг)

Патология без перитонита (n=29)

0,30±0,03

10,14±1,21

1,42±0,11

0,13±0,01

0,95±0,06

Патология с перитонитом (n=22)

1,26±0,09*

27,04±2,17*

2,89±0,07*

0,97±0,05*

1,67±0,05*

Примечание: звездочками обозначена достоверность различий по отношению к группе больных без перитонита:    *-p<0,05.

Динамика изменений активности протеиназ и ингибиторного потенциала свидетельствовала о более выраженной активации протеиназ-ингибиторной системы перитонеального секрета у больных с формированием перитонита. Так, активность трипсиноподобных протеиназ у больных с перитонитом была в 2 раза выше по сравнению с больными без перитонита. Активность эластазоподобных протеиназ у больных с перитонитом была выше почти в 3 раза, что может свидетельствовать на усиление процессов деструкции в брюшной полости. На этом фоне у больных с перитонитом установлены в 7,5 раз более высокие цифры свободной антитриптической активности и почти в 2 раза более высокий уровень кислотостабильных ингибиторов, что также свидетельствует о более выраженной активации протеиназ при перитоните. 

Из представленных данных, мы видим, что характерной реакцией на развитие патологии в брюшной полости является выраженное увеличение активности эластазоподобных протеиназ, обладающих выраженным деструктивным потенциалом. Рост трипсиноподобных ферментов, а также антитриптической активности и кислотостабильных ингибиторов также свидетельствует о степени выраженности изменений в перитонеальном секрете.

Формирование острого панкреатита проявляется наиболее выраженной активацией протеиназ в перитонеальном секрете. По-видимому, параллельный рост ингибиторов не в достаточной степени способен компенсировать действие протеиназ и их активация существенно усиливает риск формирования перитонита и системных осложнений. Это указывает на потенциальную диагностическую ценность определения протеиназ в перитонеальном секрете для оценки степени тяжести и прогноза течения панкреатита и другой абдоминальной патологии. Учитывая, что на данный момент времени не существует универсального и достоверного биохимического показателя, оценивающего активность и динамику протекания деструктивного панкреатита, то изучение протеиназ-ингибиторной системы представляет интерес как для патофизиологов, так и для клиницистов. Благодаря своей простоте выполнения определения и дешевизной необходимого для этого оборудования и реактивов, может обосновано использовать для скрининг метода определения течения острого панкреатита и оценивать эффективность его терапии.

Выводы: Степень активности протеиназ-ингибиторной системы, а также баланс конкурирующих систем, позволяет определить степень активности процесса, в частности при изучении в различных средах (кровь, альвеолярно-бронхиальный смыв, перитонеальное содержимое) и вовлечение их в патологический процесс. По степени нормализации показателей протеиназ-ингибиторной системы в динамике, можно оценить эффективность применяемой терапии и течение патологического процесса. Степень активации компонентов протеиназ-ингибиторной системы в перитонеальном секрете может свидетельствовать о тяжести течения абдоминальной патологии, указывать на степень риска системных изменений и их определение может быть эффективным маркером прогноза течения абдоминальной патологии. 

Рецензенты:

Антонюк О.С., д.м.н., профессор, заместитель директора Института неотложной и восстановительной хирургии им. В.К. Гусака по научной работе, г. Донецк;

Крутиков Е.С., д.м.н., профессор, заведующий кафедрой пропедевтики внутренних болезней Медицинской академии имени С.И. Георгиевского Федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего образования «Крымский федеральный университет имени В. И. Вернадского» Министерства образования и науки Российской Федерации, г. Симферополь.


Библиографическая ссылка

Бугаенко О.А., Михайличенко В.Ю., Кубышкин А.В. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО-КЛИНИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ЗНАЧИМОСТИ ПРОТЕИНАЗ-ИНГИБИТОРНОЙ СИСТЕМЫ ПРИ ОСТРОМ ПАНКРЕАТИТЕ // Современные проблемы науки и образования. – 2015. – № 6. ;
URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=23222 (дата обращения: 21.09.2021).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074