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

СВЕЧЕНИЕ БИОПТАТОВ УЧАСТКОВ ТОНКОЙ КИШКИ В ВЫСОКОЧАСТОТНОМ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОМ ПОЛЕ НА МОДЕЛИ НЕКРОТИЧЕСКОГО ЭНТЕРОКОЛИТА

Колесников Е.Г. 1 Тараканов В.А. 1 Абушкевич В.Г. 1 Шамик В.Б. 2 Стрюковский А.Е. 1 Старченко В.М. 1
1 ФГБОУ ВО Кубанский государственный медицинский университет Минздрава России
2 ФГБОУ ВО Ростовский государственный медицинский университет Минздрава России
Цель: анализ визуализации биоптатов здорового, паранекротического и некротического участков тонкой кишки кошки в высокочастотном электромагнитном поле (ВЭМП). Эксперимент выполнен на 30 беспородных кошках. Под наркозом вскрывали брюшную полость, определяли локализацию и протяженность сегмента кишки, участвующего в эксперименте. Осуществляли забор материала для контрольной группы (n=30), кишку герметизировали швами. Перевязывали сосуды терминального отдела подвздошной кишки. У первой группы кошек (n=16) через 6 часов макроскопические изменения кишки идентифицировали как паранекроз. Резецировали участки здоровой и паранекротической кишки. Биоптаты помещали на газоразрядную камеру КЭЛСИ, создающую ВЭМП (1024 Гц), и снимали avi фильм, определяя яркость свечения, спектр длины волн и площадь свечения. Проводили гистологическое исследование препаратов кишки. У второй группы кошек (n=14) через 12 часов макроскопические изменения кишки соответствовали некрозу. Алгоритм исследования был таким же. Полученные сведения обрабатывали программой «STATISTIKA 6,0». Биоптат здорового участка тонкой кишки в ВЭМП имел только краевое свечение. Биоптат паранекротического участка в ВЭМП имел также и внутреннее свечение. Общая яркость свечения была выше на 7,1%. Гистограмма длины волн свечения имела максимум в диапазоне длинных волн. Там же находилась медиана длины волн свечения, которая была на 19,1% выше, чем в контрольной группе. Некротический участок в ВЭМП светился и по краям, и в толще кишки. Гистограмма яркости свечения имела двугорбый характер. Общая яркость свечения была на 40,7% выше, чем в первой группе. При моделировании паранекроза и некроза возникает краевое и внутреннее свечение в толщине патологического участка кишки. При переходе паранекроза в некроз зона внутреннего свечения увеличивается. Повышается яркость свечения биоптата, отмечается смещение диапазона свечения в сторону большей длины волны.
модель
некротический энтероколит
свечение кишки
высокочастотное электрическое поле
1. Нестеров М.И., Рамазанов М.Р., Рамазанов М.М., Алиев Э.А. Интраоперационная оценка жизнеспособности кишки при острой кишечной непроходимости // Казанский медицинский журнал. 2015. Т. 96. № 2. С. 161-165.
2. Карпова И.Ю. Некротический энтероколит у новорожденных: клиника, диагностика и лечение // Современные технологии в медицине. 2012. № 2. С. 138-143.
3. Siddiqua T., Easley D., Thomas S. et al. Visual diagnosis: a small bowel obstruction. Pediatrics in review. 2009. vol. 30. no. 12. Р. 486-490.
4. Родин А.В., Плешков В.Г. Интраоперационная оценка жизнеспособности кишки при острой кишечной непроходимости // Вестник Смоленской государственной медицинской академии. 2016. Т. 15. № 1. С. 75-82.
5. Родин А.В., Плешков В.Г., Леонов С.Д., Баженов С.М. Диагностические возможности биоимпедансометрии при острой кишечной непроходимости в эксперименте // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2013. Т. 155. № 6. С. 776-779.
6. Тихонова Н.Б., Серебряков С.Н., Матевосян К.Ш., Алексанкин А.П., Кадыкова Н.А., Алексанкина В.В., Козловский Ю.Е., Макарова О.В. Экспериментальные модели некротизирующего энтероколита новорожденных // Клиническая и экспериментальная морфология. 2014. Т. 4. № 12. С. 58-62.
7. Разин М.П., Галкин В.Н., Сухих Н.К., Батуров М.А., Лизин К.А. Новые возможности оптимизации диагностических и лечебных мероприятий у новорожденных с некротическим энтероколитом на современном этапе // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2014. Т. 5. № 11. С. 840-842.

Некротический энтероколит – тяжелое заболевание новорожденных [1]. Прижизненная оценка границ некроза кишки имеет большую актуальность, поскольку определяет объем резекции кишки. Субъективные сомнения в жизнеспособности участка кишки решаются в пользу резекции [2]. Неудаление некротического участка кишки в последующем приведет к развитию перитонита. В то же время необоснованная резекция жизнеспособной кишки приводит к энтеральной недостаточности [3].

Методы оценки жизнеспособности кишки, основанные на визуальной диагностике (некротический участок имеет темную окраску, тусклость серозной оболочки, дряблую и истонченную стенку, отсутствуют перистальтика кишки и пульсация сосудов брыжейки) являются субъективными, и ориентация только на них может привести к неправильной оценке витальных свойств органа [4].

Существуют инструментальные способы определения жизнеспособности кишки, такие как пигментная и трансиллюминационная вазоскопия, измерение амплитуды пульсовых осцилляций, определение тканевой оксигенации участка кишки, изменения рН серозного и слизистого слоев кишки, исследование энзиматических маркеров некроза кишечной стенки, локальная термометрия, лапароскопия, флюоресцентный метод, лазерная доплеровская флоуметрия, компьютерная томография. Наряду с преимуществами эти методы имеют недостатки: для одних требуется большая продолжительность определения, другие недостаточно информативны, неспецифичны, третьи высокозатратны или технически сложны и требуют наличия высокоточного медицинского оборудования и высококвалифицированного медицинского персонала [4].

Биофизические способы определения жизнеспособности кишки, основанные на регистрации биоэлектрической активности участков кишки (биоимпедансометрия), не обладают достаточной информативностью [5]. Поэтому актуальной является разработка метода оценки жизнеспособности участков кишки, который был бы объективным, простым, информативным, общедоступным и недорогим. Таким способом может явиться визуализация свечения патологически измененного (некротического, паранекротического) участка кишки в высокочастотном электромагнитном поле (ВЭМП).

Для апробации предлагаемого метода нами была использована модель некроза участка кишки, нарушение кровоснабжения в которой достигается путем перевязки нескольких сосудов брыжейки. В результате развиваются паранекротические изменения в стенке кишки с последующим переходом в некроз вовлеченного в патологический процесс участка, перфорацией и развитием перитонита [6]. Эта модель полностью соответствует современным представлениям о патогенезе развития некротического энтероколита по гемодинамическому варианту, когда при прогрессирующем течении заболевания возникают ишемические некрозы слизистой оболочки кишечника [7].

Целью исследования явился анализ визуализации биоптатов здорового, паранекротического и некротического участков кишки экспериментальных животных в высокочастотном электромагнитном поле.

Материал и методы исследования. Наблюдения были выполнены на 30 экспериментальных животных (беспородных кошках) весом 3,0±0,5 кг, которые были разделены на три группы: контрольная и две основные. Все исследования проведены в соответствии с Приказом № 755 от 12.08.1977 г. «О мерах по дальнейшему совершенствованию организационных форм работы с использованием экспериментальных животных» и «Международными рекомендациями по проведению биомедицинских исследований с использованием животных», разработанными и принятыми Международным советом медицинских научных обществ (CIOMS), и одобрены локальным независимым этическим комитетом ФГБОУ ВО «Кубанский государственный медицинский университет» Минздрава России.

Накануне оперативного вмешательства проводилась подготовка животного: дегельминтизация, отмена кормления и премедикация. Оперативное вмешательство выполнялось на следующий день под наркозом (тиопентал натрия 60 мг/кг) с проведением сопутствующей инфузионной терапии. Срединным разрезом послойно вскрывали брюшную полость, определяли локализацию (терминальный отдел подвздошной кишки) и протяженность сегмента кишки, участвующего в эксперименте. Осуществляли забор материала (участок подвздошной кишки длиной 1 см) для контрольной группы (n=30), после чего кишку герметизировали швами. Выполняли визуализацию биоптатов участков здоровой кишки в газоразрядной камере КЭЛСИ, создающей высокочастотное электромагнитное поле (1024 Гц). Результаты записывали в виде avi фильма с определением яркости свечения, спектра длины волн, площади свечения и сохраняли их на электронном носителе. Полученный материал отправляли на гистологическое исследование.

Далее перевязывали аркадные и краевые сосуды брыжейки выбранного участка шелковыми лигатурами. По изменению цвета кишечной стенки судили об изменении в ней кровотока, после чего кишку погружали в брюшную полость, а операционную рану послойно ушивали.

У первой группы кошек (n=16) через 6 часов осуществляли релапаротомию и визуально оценивали макроскопические изменения участка кишки, лишенного кровоснабжения. Во всех случаях наблюдаемые нами изменения идентифицировали как паранекроз. Далее осуществляли резекцию участка здоровой и участка измененной кишки. Целостность кишки восстанавливали путем наложения прямого анастомоза, послойно ушивали операционную рану. Полученные биоптаты тонкой кишки тотчас помещали на газоразрядную камеру КЭЛСИ и снимали avi фильм, определяя яркость свечения, спектр длин волн и площадь свечения. Проводили гистологическое исследование биоптатов кишки. Изготавливали и окрашивали гистологические препараты тонкой кишки с последующим их исследованием по следующей методике: фиксировали морфологический препарат в забуференном 10%-ном растворе формалина в течение суток. Затем в гистопроцессоре замкнутого типа Tissue-Tek, Sakura (Япония) проводили обезвоживание и заливали материал в парафин с последующим изготовлением срезов толщиной 3–4 мкм. В автоматическом мультистейнере Tissue-TekPrism (Япония) срезы окрашивали гематоксилин-эозином и проводили их морфологическую оценку с использованием светового микроскопа «МББ 1А» при увеличении 400х.

У второй группы кошек (n=14) через 12 часов макроскопические изменения кишки соответствовали некрозу. Алгоритм исследования был таким же.

При помощи компьютерной программы «STATISTIKA 6,0» определяли нормальность распределения и использовали параметрические методы. Определяли М – среднюю арифметическую и SD – среднее квадратичное отклонение. Результаты считали достоверными при р<0,05.

Результаты исследования и их обсуждение. Биоптат здорового участка тонкой кишки кошки (рисунок, фрагмент 2) в высокочастотном электромагнитном поле имел только краевое свечение (эффект Кирлиана) (рисунок, фрагмент 1, таблица). Гистологический анализ биоптата (рис. 1, фрагмент 3) показал, что все слои стенки кишки сохранены и четко видны: слизистая тонкой кишки представлена эпителием (синяя стрелка) и собственной пластинкой слизистой (красная стрелка). Серозная оболочка не изменена, без наложений.

Через 6 часов после перевязки сосудов брыжейки (рисунок, фрагмент 5) развивались паранекротические изменения кровоснабжаемого этими сосудами участка тонкой кишки. Гистологическая картина соответствовала макроскопическим изменениям: эпителий тонкой кишки с лейкоцитарной инфильтрацией (синяя стрелка), отек собственной пластинки слизистой (красная стрелка); полнокровие сосудов серозного слоя со слабо выраженной лейкоцитарной инфильтрацией (зеленая стрелка) и единичными пристеночными лейкоцитами в просвете сосудов (желтая стрелка). Дифференцировка слоев стенки кишки не нарушена (рисунок, фрагмент 6). Биоптат паранекротического участка тонкой кишки кошки в ВЭМП наряду с краевым имел и внутреннее свечение в толще кишки (рисунок, фрагмент 4). Общая яркость свечения превышала таковую при биоптате здорового участка кишки на 7,1%. Гистограмма длины волн свечения биоптата паранекротического участка тонкой кишки кошки имела максимум в диапазоне более длинных волн. Там же находилась медиана длины волн свечения, которая на 19,1% превышала таковую свечения биоптата здорового участка тонкой кишки кошки (таблица).

Параметры свечения биоптатов кишки кошки (М±SD)

Параметры

Здоровый участок

n=30

Паранекроз

n=16

Некроз

n=14

1

2

3

Длина биоптата (мм)

3,2±1,1

3,0±1,2

P1>0,05

3,1±0,7

P2>0,05

P3>0,05

Наружный диаметр

биоптата (мм)

0,6±0,6

0,7±0,4

P1>0,05

0,6±0,4

P2>0,05

P3>0,05

Внутренний диаметр

биоптата (мм)

0,3±0,6

0,3±0,4

P1>0,05

0,3±0,4

P2>0,05

P3>0,05

Площадь очага свечения (мм2)

-

102,0±21,6

134,3±14,8

P2<0,001

Общая яркость свечения (бит)

126,0±16,5

135,0±10,4

P1<0,05

190,0±17,4

P2<0,001

P3<0,001

Наибольшая яркость свечения (бит)

-

79,0±4,0

81,7±3,3

P2>0,05

Нижняя граница

диапазон длины волн (нм)

404,2±1,1

404,4±0,8

P1>0,05

411,6±5,2

P2<0,001

P3<0,001

Верхняя граница

Диапазон длины волн (нм)

646,2±1,7

645,8±1,2

P1>0,05

642,3±3,3

P2>0,05

P3>0,05

Диапазон длины волн (нм)

242,0±3,3

241,4±1,6

P1>0,05

230,7±7,8

P2<0,001

P3<0,001

Медиана (нм)

470,0±48,9

560,0±18,4

P1<0,001

585,7±13,0

P2<0,001

P3<0,001

Примечание. P1 – показатель достоверности между данными столбцов

1 и 2; P2 – между 2 и 3; P3 – между 1 и 3.

Здоровый участок тонкой кишки

Участок кишки через 6 часов после перевязки артерий (паранекроз)

Участок кишки через 12 часов после перевязки артерий (некроз)

Внутреннее (А) и краевое (Б) свечение биоптатов тонкой кишки кошки в исходном состоянии (фрагмент 1), на модели паранекроза (фрагмент 4) и некроза (фрагмент 7). Фрагмент 2 – биоптат здорового участка кишки; фрагмент 3 – микропрепарат здорового участка кишки; фрагмент 5 – биоптат кишки при паранекрозе; фрагмент 6 – микропрепарат кишки при паранекрозе; фрагмент 8 – биоптат кишки при некрозе; фрагмент 9 – микропрепарат кишки при некрозе

Через 12 часов после перевязки сосудов брыжейки развивался некроз участка тонкой кишки (рисунок, фрагмент 7). Гистологический анализ биоптата (рисунок, фрагмент 9) показал наличие некроза: десквамация эпителия и изъязвления слизистой тонкой кишки (синяя стрелка), полнокровие сосудов и кровоизлияния в собственной пластинке слизистой (желтая стрелка), деструктурирование оболочек кишечной стенки. Биоптат некротического участка тонкой кишки экспериментального животного в ВЭМП светился по краям (краевое свечение) и в толще кишки (внутреннее свечение) (рисунок, фрагмент 8, таблица). Гистограмма яркости свечения имела двугорбый характер: один горб отражал краевое, а другой – внутреннее свечение. Общая яркость свечения превышала таковую участка с паранекрозом на 40,7%. Гистограмма длины волн свечения биоптата некротического участка тонкой кишки кошки также имела максимум в диапазоне более длинных волн. Там же находилась медиана длины волн свечения.

Заключение. При помещении биоптатов здоровой кишечной стенки экспериментального животного в ВЭМП выявлено только краевое свечение (эффект Кирлиана). При исследовании биоптатов кишки с паранекрозом в высокочастотном электромагнитном поле через 6 часов после перевязки мезентериальных сосудов, помимо краевого, зафиксировано появление еще и внутреннего свечения. Мезентериальная ишемия в течение 12 часов привела к некрозу кишки, при этом отмечены увеличение зоны внутреннего свечения в ВЭМП, повышение яркости свечения биоптатов и смещение диапазона свечения в сторону большей длины волны. При паранекрозе и некробиозе наблюдаются дистрофические изменения, характеризующиеся преобладанием катаболических реакций над анаболическими, которые протекают с высвобождением энергии. Это высвобождение энергии усиливается высокочастотным электромагнитным полем, что и проявляется очагами свечения в этих участках. При некрозе энергии выделяется больше, и внутреннее свечение, как следствие, будет сильнее.

Таким образом, факт выявляемой разницы свечения в ВЭМП участков паранекроза и некробиоза является диагностически значимым в определении границ резекции нежизнеспособной кишки.


Библиографическая ссылка

Колесников Е.Г., Тараканов В.А., Абушкевич В.Г., Шамик В.Б., Стрюковский А.Е., Старченко В.М. СВЕЧЕНИЕ БИОПТАТОВ УЧАСТКОВ ТОНКОЙ КИШКИ В ВЫСОКОЧАСТОТНОМ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОМ ПОЛЕ НА МОДЕЛИ НЕКРОТИЧЕСКОГО ЭНТЕРОКОЛИТА // Современные проблемы науки и образования. – 2019. – № 4. ;
URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=29129 (дата обращения: 21.10.2021).

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