Травма спинного мозга (ТСМ), имея сложный патогенез и серьезные последствия для организма, является одной из наиболее тяжелых. Помимо локального повреждения нервной ткани в момент травмирования, альтерация нейронов распространяется на первично интактные участки, что приводит к нарушению проводимости нервных импульсов и функциональным расстройствам внутренних органов [1]. Дисфункция мочевыделительной системы является одним из наиболее ранних осложнений ТСМ и встречается, по некоторым данным, у 91,2–100% пациентов, при этом тяжесть поражения органов системы мочевыведения является показателем степени разрушения невральных структур при ТСМ [2, 3]. Наиболее доступным и малоинвазивным методом, позволяющим выявить признаки патологии мочевыделительной системы, служит микроскопия осадка мочи [4, 5].
Современный подход к лечению осложнений ТСМ включает в себя не только симптоматическую терапию, но и поиск путей минимизации вторичного повреждения структур спинного мозга [6]. В настоящее время продолжаются разработка и исследование препаратов, способных влиять на патогенез вторичных повреждений невральных структур при ТСМ [7]. Одним из направлений является использование гидрогелей на основе синтетических биосовместимых и биодеградируемых материалов, способных создать физический барьер между поврежденным спинным мозгом и окружающими тканями и тем самым снижать вероятность развития дополнительных травмирующих факторов (эпидурального фиброза) и подавлять распространение процессов разрушения [8, 9]. Другой аспект – применение нейропротекторов антиоксидантного типа действия, обладающих мембранопротекторным эффектом [9, 10]. Однако различные вариации использования таких препаратов могут иметь отличающийся результат.
Цель данного исследования – оценить эффективность вариантов медикаментозной терапии в профилактике вторичных разрушений нервной ткани после ТСМ, используя в качестве критерия показатели функционального состояния мочевыделительной системы.
Материалы и методы исследования
В основе данной работы лежат результаты исследования осадка мочи, отобранной в различные сроки от 65 крыс линии Вистар (8–12 месяцев, 270–320г), получавших медикаментозную терапию после ТСМ. Для создания модели контузионной ТСМ средней степени тяжести наркотизированным животным осуществляли дорсальный доступ к нижнегрудному отделу позвоночника, далее под визуальным контролем выполняли ламинэктомию позвонка ThIX и осуществляли контузию спинного мозга посредством груза с помощью импактора на стереотаксическом основании. После получения экспериментальной модели контузионной ТСМ все экспериментальные животные рандомно были разделены на 4 группы. Животным первой группы (n=18) наносили 0,08 мл препарата Мексидол на мозговую оболочку в районе повреждения, после чего операционную рану ушивали. Экспериментальным животным второй группы (n=13) вводили 0,08 мл препарата Мексидол внутрибрюшинно однократно. Крысам группы 3 (n=15) на мозговую оболочку в зоне повреждения наносили 0,2 мл противоспаечного геля Антиадгезин, а также осуществляли внутримышечное однократное инъецирование 0,08 мл препарата Мексидол. Животным группы 4 (n=13) двукратно внутримышечно вводили 0,08 мл препарата Мексидол: непосредственно после получения модели ТСМ, а также на 3-и сутки эксперимента. Сбор и исследование мочи осуществляли в сроки: с 1-е по 7-е сутки эксперимента ежедневно, а также через 14, 21 и 28 суток после оперативного вмешательства. Полученный материал подвергался центрифугированию со скоростью 2000 об/мин в течение 10 мин в центрифуге лабораторной медицинской «ОПн-8» (Бишкек, Киргизия). После удаления надосадочной жидкости каплю тщательно перемешанного осадка помещали на предметное стекло и накрывали покровным стеклом. Приготовленный таким способом нативный препарат подвергался обзорному исследованию при увеличении х180 с помощью светового микроскопа «Микмед-5» (ЛОМО, г. Санкт-Петербург). Исследовали следующие показатели: объем полученной мочи, клеточный состав осадка, наличие цилиндров и кристаллических включений, присутствие микрофлоры. Количество клеток в поле зрения (п/зр) определяли по среднему значению от подсчетов, произведенных в 5–6 полях зрения. Ввиду невозможности точного подсчета количества кристаллов билирубина и аморфных фосфатов данный показатель выражали в значениях от незначительного до большого. Статистическую обработку количественных данных проводили с использованием программы Microsoft Exсel 2010 (США). Анализ массива данных проводили с применением параметров описательной статистики, U-критерия Манна–Уитни. Все исследования и манипуляции осуществляли согласно требованиям «Европейской конвенции по защите позвоночных животных, используемых для экспериментальных и других научных целей» (Страсбург, 1986) и Директивы 2010/63/EU Европейского парламента и Совета Европейского союза по охране животных, с одобрения Комитета по этике ФГБУ «НМИЦ ТО им. академика Г.А. Илизарова». Содержание и уход за животными выполняли в соответствии с ГОСТ 33216-2014.
Результаты исследования и их обсуждение
Нарушение иннервации после ТСМ приводит к паралитическому состоянию мочевого пузыря с последующим развитием ишурии, что, в свою очередь, влечет за собой резкое увеличение количества остаточной мочи [3]. Увеличение объема порции мочи до 3,7±0,4 мл наблюдали уже в первые сутки эксперимента. Максимального значения данный параметр достигал на 5–7-й день после операции и составлял 7,6±0,3 мл, затем происходило резкое уменьшение объема порции мочи до 2,3±0,6 мл с сохранением этого уровня до конца периода наблюдений. Существенной разницы среди показателей объема между группами выявлено не было (p˃0,05).
Патогенез изменений, формирующихся в системе мочевыделения при повреждении спинного мозга, достаточно сложен. В течение первых суток после ТСМ в результате увеличения внутрипузырного давления и химического действия мочи в стенке мочевого пузыря могут развиваться некрозы и дистрофические процессы, что способствует возникновению циститов [2, 11]. В большинстве случаев происходит развитие геморрагического цистита [12], что характеризуется появлением эритроцитов в моче. В норме в моче также могут встречаться единичные эритроциты, однако наличие макрогематурии всегда является признаком патологии [11, 13].
В данном эксперименте гематурию после контузионной ТСМ отмечали у 95,4% животных. При этом внутри каждой группы наблюдали два варианта ее развития. Большая часть животных имели выраженную тотальную гематурию (количество эритроцитов составляло 818,5±85,9 в п/зр), остальные – микрогематурию (количество эритроцитов 37,7±29,2 в п/зр). Наименьшее количество животных с макрогематурией отмечали в группе 3 (66,7%), наибольшее – в группе 2 (78,9%). В группах 1 и 4 количество животных с тотальной гематурией составляло 72,2% и 69,2% соответственно. У 20,4% крыс появление эритроцитов в моче носило волнообразный характер. У большинства животных гематурию наблюдали до 4–7-го дня эксперимента, в редких случаях – до 14-х суток.
Появление в моче эритроцитов с измененной морфологией имеет большое значение для диагностики. Считается, что при гломерулярной гематурии эритроциты подвергаются деформации, проходя через базальную мембрану капилляров клубочка. Микроскопически такие эритроциты имеют меньший объем и выглядят как слабо различимые бесцветные кольца в результате потери гемоглобина (выщелоченные эритроциты) либо имеют измененную форму [11, 13]. Многие исследователи указывают на то, что если такие дисморфные эритроциты составляют более 5% присутствующих в образце красных кровяных клеток, то гематурия имеет гломерулярное происхождение с точностью от 52% до 100% [5, 11, 13]. Появление неизмененных эритроцитов характерно для повреждения слизистых оболочек мочевыводящих путей. В группах 3 и 4 отмечали достаточно большое количество животных с выщелоченными эритроцитами в осадке – 66,7% и 84,6% соответственно, при этом появление таких клеток в моче наблюдали вплоть до 14-х суток после оперативного вмешательства. В группах 1 и 2, несмотря на сравнительно большое количество животных с тотальной гематурией, крыс с выщелоченными эритроцитами в моче было меньше – 22,2% и 21,2% соответственно, наличие эритроцитарных теней отмечали со 2-го по 7-й дни после ТСМ. Количество дисморфных эритроцитов в п/зр среди животных всех групп варьировало от 15% до 40%.
Часто в результате дисфункции мочевого пузыря на фоне ТСМ и прогрессирования глубоких трофических расстройств в мочевыделительной системе, а также в связи с повышением вирулентности сапрофитов развиваются различные инфекционно-воспалительные осложнения, о чем свидетельствует появление большого количества лейкоцитов в моче [14]. Умеренную лейкоцитурию наблюдали у животных всех групп начиная с 1-х суток эксперимента, однако в группах 3 и 4 среднее количество лейкоцитов было значительно выше (p˂0,05) и составляло 30,7 и 29,4 клетки в п/зр, в то время как у животных 1 и 2 групп – 10,1 и 12,9 клетки в п/зр соответственно. Резкое увеличение количества лейкоцитов до 27,3–46,7 в п/зр на 4–6-е сутки после оперативного вмешательства было характерно для крыс всех групп без исключения (p˂0,05), при этом более высокие значения также наблюдали у животных групп 3 и 4 (p˂0,05). Однако в более поздние сроки наблюдения уровень содержания лейкоцитов в моче животных группы 3 изменялся незначительно, в то время как у крыс остальных групп имел тенденцию к постоянному повышению. Развитие выраженной пиурии (до 350 клеток в п/зр) отмечали в группах 2 (57,9% крыс) и 4 (46,2% крыс). Также у 46,2–53,8% животных каждой группы была выявлена бактериурия, при этом в большинстве случаев отмечали кокковую микрофлору.
Как правило, патологические процессы некротического или воспалительного характера, наблюдаемые в структурах мочевыделительной системы, сопровождаются десквамацией клеток эпителия [11]. В норме переходный эпителий может встречаться в моче в единичных количествах. Появление в осадке мочи повышенного количества клеток переходного эпителия, выстилающего почечные лоханки, мочеточники и мочевой пузырь, является важным маркером наличия воспалительных заболеваний. Чаще всего эксфолиация клеток поверхностных слоев переходного эпителия указывает на воспаление мочевого пузыря [4]. В представленном эксперименте появление клеток переходного эпителия в осадке мочи отмечали практически у всех животных (p˂0,05) начиная со 2–3-х суток наблюдения. Их максимальное количество на ранних сроках выявляли у животных группы 4 – 4,4±1,5 клетки в п/зр, минимальное – среди крыс группы 2 (0,8±0,4 клетки в п/зр). В единичных случаях отмечали повышенную экскрецию переходного эпителия, количество клеток у них достигало 28–33 клеток в п/зр. Наибольшее количество таких случаев наблюдали в группах 1 (16,7%) и 4 (15,4%), пик приходился преимущественно на 14-е и 28-е сутки эксперимента. Наименьшее количество клеток переходного эпителия в моче фиксировали у животных группы 3 (p˂0,05), среднее значение не превышало 1,9±0,6 клетки в п/зр в течение всего эксперимента.
Почечный эпителий выстилает различные отделы нефронов и в норме в моче отсутствует. Появление в осадке этих клеток является неблагоприятным признаком и может указывать на развитие острого тубулярного некроза и интерстициального нефрита, а также на наличие различных инфекционных заболеваний. Многие авторы указывают на то, что при ТСМ поражения почек встречаются нечасто [2, 3, 11]. Однако, согласно результатам проведенного эксперимента, почечный эпителий в осадке мочи был выявлен у 41,5% крыс. Наибольшее количество таких животных было выявлено в группах 2 (52,6%) и 4 (53,8%). В группе 4 пик обнаружения клеток почечного эпителия приходился на 6–7-е сутки эксперимента, среднее количество клеток в п/зр составляло 3,8±2,1. В группе 2 этот показатель был равен 5,7±5,3 клетки в п/зр, а период выявления наибольшего количества животных с наличием почечного эпителия в моче был более протяженным и длился с 7-х по 14-е сутки. В группе 1 клетки эпителия почек были обнаружены менее чем у половины животных (38,9%), однако был зафиксирован самый высокий количественный показатель – 8,1±7,6 клетки в п/зр. Наилучшие показатели были среди животных группы 3 (p˂0,05), где максимальное количество клеток в п/зр составило 1,8±0,8 и приходилось на 4-е сутки эксперимента, а количество животных, у которых был выявлен данный тип клеток в моче, составило всего 26,7%.
Количество клеток плоского эпителия было в пределах нормы у животных всех групп на протяжении всего эксперимента.
Структурные элементы мочевого осадка в виде цилиндров образуются в почечных канальцах и имеют различную морфологию (гиалиновые, клеточные, кристаллические, смешанные и др.). Возникновение цилиндрурии обычно свидетельствует о почечных заболеваниях, хотя иногда может встречаться при лихорадочных состояниях, обезвоживании. Однако исследованиями последних лет установлено, что зернистые цилиндры являются чувствительным маркером острого канальцевого некроза, их появление в моче всегда указывает на поражение почек [15]. Наибольшее количество случаев цилиндрурии отмечали в группе 1 (55,6% животных). Максимальное количество гиалиновых цилиндров наблюдали в 1–3-и сутки эксперимента, при этом их количество достигало 6–7 в п/зр. Пик выявления зернистых цилиндров приходился на 6–14-е сутки наблюдений, значение достигало 14 в п/зр. В группе 2 наблюдали схожую картину проявления цилиндрурии, однако максимальное количество зернистых цилиндров было гораздо меньше – до 6 в п/зр. В группах 3 и 4 цилиндрурия не была выражена: появление гиалиновых цилиндров отмечали преимущественно с 3-х по 7-е сутки эксперимента, при этом их количество в п/зр не превышало 2, а зернистые цилиндры практически не встречались.
Различные органические и неорганические компоненты, растворенные в моче, при резком изменении рН, нарушении коллоидной стабильности мочи или метаболизма, а также при высокой их концентрации могут кристаллизоваться непосредственно в почечных канальцах либо мочевыводящих путях, образуя кристаллический осадок. Некоторые исследования указывают на то, что при ТСМ происходит дисбаланс минерального обмена, сопровождающийся повышением концентрации фосфатов в моче [11].
Количество животных с аморфными фосфатами в моче было примерно одинаковым в каждой группе – от 61,5% до 68,4%. Самый высокий уровень содержания аморфных фосфатов в моче был у животных группы 1, у остальных групп показатели были примерно равны. Пик обнаружения фосфатов приходился на 5–7-е сутки эксперимента, за исключением группы 4, где максимальное количество таких случаев наблюдали на 2–3-и сутки. Количество кристаллов трипельфосфата в осадке мочи у большинства животных было в пределах нормы, тем не менее, в каждой группе отмечали 1–2 случая кристаллурии, когда значения достигали 70–80 кристаллов в п/зр.
Мочевая кислота является конечным метаболитом пикриновых соединений и легко проникает через почечный фильтр, ее кристаллы можно обнаружить в нормальной моче в небольшом количестве. Повышенный уровень мочевой кислоты можно наблюдать при обширных поражениях легких, отравлениях, нарушении кровообращения [11].
Количество кристаллов мочевой кислоты у большинства животных не превышало нормальных значений. Единичные эпизоды резкого увеличения их числа до 50 кристаллов в п/зр были кратковременными, не было выявлено закономерности в сроке их появления.
Дисфункция печени является одним из клинических проявлений ТСМ. В результате разрушения гепатоцитов билирубин способен преодолевать почечный фильтр и выделяться с мочой [2]. Причинами появления билирубинурии также могут быть повышенный распад гемоглобина, действие токсических веществ. При высокой концентрации билирубина в моче начинается его кристаллизация. Наибольшее количество животных с кристаллами билирубина в моче отмечали в группе 4 (92,3%), меньше всего – в группе 1 (77,8%). Однако в группах 1 и 2 количество кристаллов билирубина в п/зр выше, чем в группах 3 и 4. Наибольшее количество случаев выявления билирубина в моче у животных всех групп наблюдали с 5-х по 7-е сутки эксперимента.
При травме спинного мозга более тяжелые системные осложнения развиваются с увеличением площади вторичного разрушения нервной ткани. В настоящее время продолжается разработка лечебных методик, позволяющих ослабить повреждение первично интактных невральных структур после ТСМ, тем самым снизить тяжесть вторичных системных осложнений [6]. Одним из перспективных направлений является использование нейропротекторов антиоксидантного типа действия. Этилметилгидроксипиридина сукцинат, являющийся основным компонентом препарата Мексидол, обладает антигипоксическим, мембранопротекторным, ноотропным, противосудорожным и анксиолитическим эффектами. Экспериментально было установлено, что внутримышечное введение нейропротектора Мексидол оказывает церебропротективный эффект, позволяет уменьшить проявления неврологического дефицита [10]. Также проводились исследования применения гидрогелей на основе синтетических биосовместимых и биодеградируемых материалов. Установлено, что их использование при ТСМ позволяет минимизировать распространение рубцово-спаечных и воспалительных процессов [8, 9]. Однако фармакологический эффект нередко зависит от способа введения лекарственных веществ и их взаимного сочетания. Оптимальный подбор препаратов для лечения различных поражений нервной системы может уменьшить выраженность осложнений.
Выводы
В ходе эксперимента было установлено, что сочетание локального нанесения противоспаечного рассасывающегося гиалуроносодержащего геля и внутримышечных инъекций нейропротектора Мексидол способствует снижению тяжести поражения мочевыделительной системы после контузионной травмы спинного мозга. На основании полученных данных можно сделать предположение о большей сохранности невральных структур. Данная терапия может быть применена в качестве дополнительной стратегии для облегчения осложнений, развивающихся после ТСМ.
Работа выполнена в соответствии с планом научных исследований в рамках программы НИР государственного задания 2018–2020 гг. ФГБУ «НМИЦ ТО имени академика Г.А. Илизарова» Минздрава России. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов и об отсутствии спонсорского финансирования при проведении исследований.
Библиографическая ссылка
Кирсанова А.Ю., Кубрак Н.В. СРАВНИТЕЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВАРИАНТОВ МЕДИКАМЕНТОЗНОЙ ТЕРАПИИ В ПРОФИЛАКТИКЕ ОСЛОЖНЕНИЙ КОНТУЗИОННОЙ ТРАВМЫ СПИННОГО МОЗГА НА ОСНОВАНИИ АНАЛИЗА СОСТОЯНИЯ МОЧЕВЫДЕЛИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ // Современные проблемы науки и образования. – 2021. – № 3. ;URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=30932 (дата обращения: 26.04.2024).