Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Современные представления о послеоперационных нарушениях электрической активности тонкой кишки. механизмы и эффекты трибутирина (Обзор литературы) 11
1.1. Мигрирующий миоэлектрический комплекс (ММК) - основной маркер электрической активности в норме 11
1.2. Механизмы нарушений ММК тонкой кишки после лапаротомии 12
1.3. Механизмы нарушений ММК тонкой кишки при эндотоксемии 15
1.4. Механизмы и эффекты трибутирина 20
ГЛАВА 2. Материал и методы исследования
2.1. Материал исследования 27
2.2. Условия проведения экспериментальных исследований 31
2.3. Методы исследования
2.3.1. Электромиография 32
2.3.2. Математическая обработка результатов исследований 34
2.3.3. Используемые препараты 35
ГЛАВА 3. Влияние и механизмы действия трибутирина на электрическую активность тонкой кишки у здоровых животных 36
3.1. Основные показатели электрической активности тонкой кишки в норме 36
3.2. Влияние трибутирина на электрическую активность тонкой кишки 39
3.3. Роль холецистокининовых рецепторов во влиянии трибутирина на электрическую активность тонкой кишки 40
3.4. Роль холинергических механизмов в эффектах трибутирина на электрическую активность тонкой кишки 43
3.5. Роль нитринергических механизмов в эффектах трибутирина на электрическую активность тонкой кишки 46
ГЛАВА 4. Трибутирин в коррекции нарушений электрической активности тонкой кишки при эндотоксемии и в послеоперационном периоде 49
4.1. Трибутирин в коррекции нарушений электрической активности тонкой кишки при эндотоксемии 49
4.1.1. Динамика изменений электрической активности тонкой кишки при эндотоксемии 49
4.1.2. Влияние энтерального введения трибутирина на динамику изменений электрической активности тонкой кишки при эндотоксемии 54
4.2. Трибутирин в коррекции нарушений электрической активности тонкой кишки после лапаротомии 60
4.2.1. Динамика изменений электрической активности тонкой кишки после лапаротомии 60
4.2.2. Влияние энтерального введения трибутирина на динамику изменений электрической активности тонкой кишки после лапаротомии 64
4.3. Трибутирин в коррекции нарушений электрической активности тонкой кишки после лапаротомии в сочетании с введением эндотоксина 69
4.3.1. Динамика изменений электрической активности тонкой кишки после лапаротомии в сочетании с введением эндотоксина 69
4.3.2. Влияние энтерального введения трибутирина на динамику изменений электрической активности тонкой кишки после лапаротомии в сочетании с введением эндотоксина 75
4.4. Анализ влияния трибутирина на сроки восстановления основных параметров электрической активности тонкой кишки при эндотоксемии, после лапаротомии и после лапаротомии в сочетании с введением эндотоксина 81
ГЛАВА 5. Влияние трибутирина на уровень летальности животных 86
Заключение 91
Выводы 99
Практические рекомендации 101
Список литературы
- Механизмы нарушений ММК тонкой кишки при эндотоксемии
- Условия проведения экспериментальных исследований
- Роль холецистокининовых рецепторов во влиянии трибутирина на электрическую активность тонкой кишки
- Трибутирин в коррекции нарушений электрической активности тонкой кишки после лапаротомии
Введение к работе
Актуальность
Нарушения электрической активности тонкой кишки наблюдаются практически после всех абдоминальных вмешательств и проявляются изменением генерации мигрирующего миоэлектрического комплекса (ММК), являющегося основным маркером электрической активности в норме (Ермолов А.С. и соавт., 2005, Савельев B.C. и соавт., 2007, Савельев B.C., Петухов В.А., 2012, Sarna S., 2002, Mochiki Е. et al, 2007). В экспериментальных исследованиях показано, что при эндотоксемии, вызванной внутривенным введением липополисахарида (ЛПС) Е.соН наблюдается воспалительная реакция в кишечной стенке, что способствует длительным нарушением электрической активности (Eskandari М.К. et al, 1999).
Восстановление моторной функции желудочно-кишечного тракта может осуществляться как медикаментозными, так и немедикаментозными средствами (Бобринская И.Г. и соавт., 2013). Классическими препаратами, направленными на коррекцию электрической активности тонкой кишки, являются прокинетики. В последние годы наметился новый подход, рассматривающий некоторые фармаконутриенты (глутамин, аргинин, полиненасыщенные ю-3 жирные кислоты и короткоцепочечные жирные кислоты) не только как питательные субстраты, но и как фармакологические средства, активно действующие на моторную функцию тонкой кишки (Мороз В.В. и соавт., 2004, Мальков О.О. и соавт., 2008, Малышев В.Д., Свиридов СВ., 2009, Салтанов А.И. и соавт., 2012, Хубутия М.Ш. и соавт., 2014). Показано, что у больных, перенесших оперативные вмешательства на органах брюшной полости, раннее энтеральное введение таких смесей способствует восстановлению органной функции (Панова Н.Г., 2013, Хубутия М.Ш. и соавт., 2014, Стец В.В. и соавт., 2015).
Среди фармаконутриентов меньше всего изучен бутират, который является короткоцепочечной жирной кислотой и образуется в кишечнике путем распада полисахаридов с участием микрофлоры (Ардатская М.Д., 2014). Из литературы известно, что бутират оказывает противовоспалительное действие путем подавления активации ядерного фактора (NF-кВ), что приводит к снижению образования провоспалительных цитокинов, а также оксида азота (NO) (Белобородова Н.В., 2012, Tong X. et al., 2004, Place R.F. et al., 2005, Usami M. et al., 2008, Aoyama M., et al., 2010, Vinolo M.A.R. et al., 2011, Li H. et al., 2012). Кроме того, бутират активирует противовоспалительный холинергический путь, воздействуя через специфические рецепторы (Dass N.B. et al, 2007, Tazoe H., et al, 2008, Vinolo M.A.R. et al., 2011).
Трибутирин - структурный липид, состоящий из трех молекул бутирата, эстерифицированных глицеролом. В желудке и тонком кишечнике трибутирин гидролизуется липазой до бутирата и глицерола (Wachtershauser A., Stein J., 2000). В экспериментальных исследованиях последних лет убедительно доказано, что
введение трибутирина в просвет кишечника приводило к уменьшению продукции провоспалительных цитокинов и оксида азота, вызывало увеличение концентрации бутирата в портальной вене, а также снижало повреждение печени при эндотоксемии (Miyoshi М. et al., 2011, Vinolo М. A.R. et al., 2011).
Влияние и механизмы действия трибутирина на моторную функцию тонкой кишки, и в частности, на ее электрическую активность неизвестны. Также отсутствуют сведения, касающиеся применения трибутирина в качестве средства для нормализации электрической активности тонкой кишки при ее нарушениях.
Вышеизложенные факты определяют актуальность настоящего исследования.
Цель исследования
Обосновать эффективность энтерального введения трибутирина в коррекции нарушений электрической активности тонкой кишки после внутривенного введения липополисахарида Esherichia coli и в послеоперационном периоде в эксперименте.
Задачи исследования
-
Оценить влияние и изучить механизмы действия энтерального введения трибутирина на электрическую активность тонкой кишки у здоровых животных;
-
Исследовать влияние энтерального введения трибутирина на динамику изменений электрической активности тонкой кишки после внутривенного введения липополисахарида Esherichia coli;
-
Выявить влияние энтерального введения трибутирина на динамику изменений электрической активности тонкой кишки после лапаротомии;
-
Изучить влияние энтерального введения трибутирина на динамику изменений электрической активности тонкой кишки и лапаротомии в сочетании с внутривенным введением липополисахарида Esherichia coli;
-
Изучить влияние энтерального введения трибутирина на уровень летальности животных.
Научная новизна работы
-
Впервые установлены механизмы стимулирующего действия трибутирина на электрическую активность тонкой кишки у здоровых животных.
-
Показана эффективность трибутирина в коррекции нарушений электрической активности тонкой кишки после внутривенного введения липополисахарида Esherichia coli, что обусловлено блокадой трибутирином нитринергических путей и активацией противовоспалительного холинергического пути.
-
Впервые выявлена эффективность стимуляции трибутирином электрической активности тонкой кишки после лапаротомии, что реализуется посредством блокады нитринергических путей.
-
Впервые выявлена эффективность трибутирина в коррекции нарушений электрической активности тонкой кишки после лапаротомии в сочетании с внутривенным введением липополисахарида Esherichia coli, что связано с активацией противовоспалительного холинергического пути.
Теоретическая и практическая значимость На основании результатов длительных хронических экспериментов получены данные о механизмах действия трибутирина на электрическую активность тонкой кишки. Дано экспериментальное обоснование эффективности стимуляции электрической активности тонкой кишки после лапаротомии и эффективности корригирующего действия трибутирина на электрическую активность тонкой кишки после внутривенного введения липополисахарида Esherichia coli и после лапаротомии в сочетании с внутривенным введением липополисахарида Esherichia coli. Экспериментально доказано, что использование трибутирина как компонента энтерального питания является физиологичным способом коррекции нарушений электрической активности тонкой кишки при эндотоксемии и в послеоперационном периоде, приводящим к ускорению сроков восстановления моторики кишечника. Это обосновывает перспективы введения трибутирина в состав новых смесей для энтерального питания.
Внедрение результатов исследования Результаты диссертационной работы используются в практической деятельности Государственного бюджетного учреждения здравоохранения «Научно-исследовательского института скорой помощи им. Н.В. Склифосовского Департамента здравоохранения города Москвы».
По результатам исследования получен патент РФ на изобретение: № 2499549 от 27 ноября 2013 г. «Т-образный монополярный игольчатый электрод для регистрации электрической активности органов желудочно-кишечного тракта животных».
Основные положения, выносимые на защиту
-
Механизмы стимулирующего действия трибутирина на электрическую активность тонкой кишки у здоровых животных реализуются через холецистокининовые рецепторы, а также связаны с активацией холинергических и блокадой нитринергических путей.
-
Энтеральное введение трибутирина после лапаротомии оказывает стимулирующее действие на электрическую активность тонкой кишки и ускоряет сроки восстановления мигрирующего миоэлектрического комплекса.
3) Энтеральное введение трибутирина при эндотоксемии и после лапаротомии в сочетании с введением эндотоксина оказывает корригирующее действие на электрическую активность тонкой кишки, устраняет гигантские мигрирующие сокращения и спастическую активность, а также ускоряет сроки нормализации мигрирующего миоэлектрического комплекса.
Апробация работы
Основные результаты работы обсуждены и доложены на 18-ой Российской гастроэнтерологической неделе (Москва, 2012), на VII, VIII, IX, X и XI научно-практической конференции «Биомедицина и биомоделирование», Светлые горы (2011, 2012, 2013, 2014, 2015), на XIV конгрессе с международным участием «Парентеральное и энтеральное питание» (Москва, 2011), на XIII, XIV и XV Межрегиональной научно-практической конференции «Искусственное питание и инфузионная терапия больных в медицине критических состояний» (С.Петербург, 2013, 2014, 2015), на международном конгрессе NeuroGastro 2015 (Istanbul, Turkey, 2015).
Апробация работы состоялась на совместной проблемно-плановой комиссии №1 ГБУЗ НИИ СП им. Н.В.Склифосовского ДЗ г. Москвы «Заболевания и повреждения органов брюшной полости и малого таза» 17декабря 2015г.
Публикации
По теме диссертации опубликовано 13 научных работ, из них 3 статьи, в российских рецензируемых научных изданиях, включенных в перечень ВАК, получен 1 Патент РФ на изобретение.
Объем и структура диссертации
Диссертация изложена на 119 страницах машинописного текста, состоит из введения, пяти глав, заключения, выводов и практических рекомендаций. Список литературы содержит 162 источника (47 отечественных и 115 зарубежных). Диссертация содержит 16 таблиц, иллюстрирована 39 рисунками.
Механизмы нарушений ММК тонкой кишки при эндотоксемии
Изменения в генерации ММК после оперативных вмешательств на желудке или кишечнике проявляются прерыванием фазы III, либо ее ретроградным распространением, увеличением длительности фазы II ММК и уменьшением продолжительности фазы I ММК [17, 39]. Перерезка кишки с последующим формированием анастомоза влияют на распространение фазы III ММК через анастомоз. Так, в исследовании Arnоld J.H. и соавторов (1991) на собаках показано, что только одна из 36 фаз III ММК распространялась через анастомоз через 45 дней после операции [113]. При гистологическом исследовании нервов энтеральной нервной системы было выявлено, что через 28 дней после перерезки средней части тонкой кишки с последующим формированием анастомоза у собак прорастания нервов через анастомоз не происходит [64].
В обзорах последних 15 лет, посвященных патофизиологическим механизмам нарушений моторики после абдоминальных вмешательств, подчеркивается, что многие факторы могут влиять на изменение генерации ММК тонкой кишки [54, 87, 94]. Длительное время полагали, что основой моторных нарушений кишечника после операций является дисбаланс между возбуждающими и ингибиторными влияниями на кишечник. Однако, в работах последних лет убедительно доказано, что ведущими механизмами блокады ММК после лапаротомии является усиление тормозных влияний, в частности, адренергических, допаминергических и нитринергических [39]. В многочисленных исследованиях показано, что NO является главным ингибиторным нейротрансмиттером в кишечнике [148]. После лапаротомии наблюдалось значительное увеличение уровня NO в сыворотке крови у крыс [78]. После лапаротомии и манипуляции с кишечником у крыс наблюдалось замедление транзита содержимого по кишечнику. Профилактическое введение L 14 NAМЕ (неселективного ингибитора NO-синтазы (NOS)) полностью восстанавливало время транзита, что свидетельствовало об участии нитринергических механизмов в подавлении моторики [74]. Местная воспалительная реакция в кишечнике после лапаротомии является еще одним фактором изменений электрической активности. Действительно, длительное нарушение генерации ММК наблюдаются после выполнения различных манипуляций с кишечником. Группа ученых в серии экспериментов [56, 114, 121, 136] предположила, что после хирургических операций, выполняемых на кишечнике, происходит активация макрофагов мышечной стенки. Увеличение степени манипуляции с кишечником приводило к увеличению степени воспалительной инфильтрации. Ученые выдвинули гипотезу, что местная воспалительная реакция в кишечнике после лапаротомии в сочетании с манипуляцией с кишечником является одним из факторов нарушений моторики. В более поздних исследованиях было выявлено, что максимальный пик экспрессии цитокинов (ИЛ1- и ИЛ-6), локализующихся на макрофагах гладких мышц кишечника, наблюдался уже через 3 часа после операции [84]. Мало того, что местный воспалительный процесс способствует подавлению сократительной активности кишечника после манипуляции, но он также активирует ингибиторные нервные пути и, возможно, вызывает воспаление в областях кишечника, не подвергнутых манипуляции, что приводит к ухудшению моторики [58]. Проведение манипуляций с кишечником у крыс действительно приводит к активации тормозных нехолинергических неадренергических нейронов во время и сразу после лапаротомии. Однако, этот нейрональный компонент непродолжителен, и не объясняет того факта, что нарушения моторики длятся несколько суток [1]. Позднее в экспериментах на мышах установили, что манипуляции на кишечнике при лапаротомии вызывают дегрануляцию тучных клеток и активацию макрофагов в стенке кишечника, что способствует появлению местного воспалительного инфильтрата, который в дальнейшем активизирует тормозные пути, подавляющие моторику кишечника [57]. 1.3. Механизмы нарушений ММК тонкой кишки при эндотоксемии.
Классической моделью эндотоксемии в эксперименте считается внутривенное введение липополисахарида (ЛПС) E.coli [162]. Внутривенное введение низких доз (от 5 до 40 мкг/кг) ЛПС E.coli крысам приводит к различным изменениям электрической активности тонкой кишки [116]. Pons L.T. и коллеги (1991) в своих экспериментах показали, что внутривенная инфузия 10 мкг/кг ЛПС E.coli крысам не вызывает значительных изменений в генерации ММК тонкой кишки, в то время как введение 25 мкг/кг приводит к исчезновению фазы III и увеличению нерегулярной активности в течение 35 минут. При повышении дозы ЛПС с 50 до 100 мкг/кг длительность нарушений ММК увеличивалась и составляла 2 и 3 часа соответственно [120]. В исследованиях Li J.X., Oliver J.R. (1996) также показано, что введение ЛПС вызывает доз-зависимые нарушения ММК [88]. Этими учеными не выявлены изменения ММК при введении 10 мкг/кг, в то время как инфузии ЛПС в дозах 100 и 500 мкг/кг приводили к диарее и увеличивали летальность. Другой группой ученых выявлено, что внутривенное введение 100 мкг/кг ЛПС E.coli крысам вызывает разрушение ММК [76]. В исследованиях на собаках показано, что внутривенное введение 200 мкг/кг ЛПС E.coli приводило к исчезновению ММК с последующим его восстановлением через 72 часа после инъекции ЛПС [67].
Установлено, что нарушения электрической активности при эндотоксемии проходят ряд стадий. Так, в экспериментах на поросятах были зарегистрированы и описаны фазовые изменения нарушений электрической активности тонкий кишки после внутривенного введения 30 мкг/кг ЛПС E.coli. Показано, что сразу после введения ЛПС наблюдается начальный период покоя, который сменяется усиленной электрической активностью, что, сопровождается диареей [88]. После лапаротомии в сочетании с внутривенным введением 200 мкг/кг ЛПС E.coli у крыс установлены длительные нарушения в генерации ММК тонкой кишки. В этих экспериментах выявлено изначальное снижение электрической активности с исчезновением фазы III ММК, которое впоследствии сменяется появлением гигантских мигрирующих сокращений, что приводит к усилению транзита содержимого по кишечнику [39]. Следует отметить, что появление гигантских мигрирующих сокращений в проксимальных отделах тонкой кишки является маркером воспалительной реакции [126].
Таким образом, при моделировании эндотоксемии путем внутривенного введения ЛПС E.coli у различных видов животных наблюдаются доз-зависимые и стадийные нарушения электрической активности тонкой кишки.
Каким же образом внутривенное введение ЛПС E.coli приводит к изменению электрической активности тонкой кишки? При попадании ЛПС E.coli в кровоток его распознают толл-подобные рецепторы четвертого типа (TLR-4). Эти рецепторы экспрессируются на моноцитах, макрофагах, нейтрофилах, эозинофилах, тучных клетках, дендритных клетках, естественных киллерах и естественных регуляторных Т-клетках. Кроме того, показано, что TLR-4 экспрессируются на гладкомышечных клетках и клетках миэнтерального сплетения кишечника [50], а также в спинномозговых ганглиях [149] и в звездчатом ганглии [105]. Связывание TLR-4 рецепторов со своими лигандами приводит к передаче в клетку активационного сигнала, трансформирующегося в сигнал, индуцирующий экспрессию генов. Для индукции генов необходимо образование в клетке ядерных (транскрипционных) факторов (таких как NF-B и других), обладающих сродством к определенным последовательностям ДНК и связывающихся с регуляторным участком соответствующих генов. Активация внутриклеточных сигнальных путей приводит к выработке цитокинов (ФНО-, ИЛ-1, ИЛ-6, ИЛ-8), хемокинов, молекул адгезии и других медиаторов септической реакции, включая оксид азота (NO) и простагландины [8, 12, 15, 19, 22, 23, 32, 33, 35, 36, 44, 59, 70].
Условия проведения экспериментальных исследований
Проведено 4 серии хронических экспериментов на 95 здоровых половозрелых крысах самцах линии Вистар с массой тела около 400 гр. (таблица 1). В опытах использовали животных, прошедших карантинный режим вивария НИИ СП им. Н.В. Склифосовского и не имевших внешних признаков каких-либо заболеваний. В эксперименты входили животные одного возраста, полученные из одного питомника. Протокол экспериментов был одобрен локальным комитетом по биомедицинской этике НИИ СП им. Н.В. Склифосовского.
Серии экспериментов Общеечисложивотных Числоживотных, у которых произведен анализ ЭМГ Коли-чествоЭМГ 1. Исследование влияния и механизмов действия трибутирина на основные показатели электрической активности ДПК и тощей кишки у здоровых животных 12 12 75 2. Оценка влияния трибутирина в коррекции нарушений электрической активности тонкой кишки при эндотоксемии 26 10 200 3. Оценка влияния трибутирина в коррекции нарушений электрической активности тонкой кишки после лапаротомии 31 12 192 4. Оценка влияния трибутирина в коррекции нарушений электрической активности тонкой кишки после лапаротомии в сочетании с введением эндотоксина 26 11 224 Всего 95 45 691 Оперативная подготовка. В качестве наркоза была использована смесь 5% раствора кетамина с 0,1 % раствором атропина в соотношении 50:1, которую вводили внутрибрюшинно из расчета 0,3 мл на 100 г массы тела. Во время операции проводили срединную лапаротомию, вживляли зонд в начальную часть тощей кишки (10 см дистальнее связки Трейтца) и два игольчатых электрода: один в стенку средней части ДПК, другой - в стенку тощей кишки (15 см дистальнее связки Трейтца). Далее тупым способом делали небольшой надрез стенки брюшной полости, туда вживляли третий игольчатый электрод (референтный), который крепился z-образным швом. До фиксации зонд и электроды с помощью специального инструмента проводили через мягкие ткани брюшной стенки в области таза, протаскивали под кожей хвоста и выводили наружу. Брюшную полость ушивали послойно.
Серия 1. Исследование влияния и механизмов действия трибутирина на основные показатели электрической активности двенадцатиперстной (ДПК) и тощей кишки у здоровых животных.
Исследования выполнены на 12 здоровых крысах, которым за 7-10 дней до экспериментов была выполнена оперативная подготовка. Опыты проводили после 18-ти часовой пищевой депривации, индикатором начала экспериментов являлось наличие нормального распространяющегося ММК при регистрации ЭМГ. Дизайн исследования включал 6 схем. Для исследования влияния и подтверждения предполагаемых механизмов действия трибутирина использовали блокатор холецистокина – октреотид, блокатор М-холинорецепторов – атропин и активатор нитринергических путей – донор NO – нитроглицерин.
Схема 1. У животных регистрировали фоновую электрическую активность ДПК и тощей кишки в течение часа, далее в зонд вводили раствор трибутирина в дозе 10 мг/кг и регистрировали электрическую активность еще два часа.
Схема 2. У животных регистрировали фоновую электрическую активность ДПК и тощей кишки. Затем в зонд вводили раствор октреотида в дозе 0,35 мг/кг и продолжали запись еще 2 часа. Схема 3. У животных регистрировали фоновую электрическую активность ДПК и тощей кишки. Затем в зонд вводили раствор трибутирина в дозе 10 мг/кг, через 20 минут записи в зонд вводили раствор октреотида в дозе 0,35 мг/кг и продолжали запись еще 20 минут.
Схема 4. У животных регистрировали фоновую электрическую активность ДПК и тощей кишки. Затем в зонд вводили раствор атропина в дозе 1 мг/кг и продолжали запись еще 2 часа.
Схема 5. У животных регистрировали фоновую электрическую активность ДПК и тощей кишки. Затем в зонд вводили раствор трибутирина в дозе 10 мг/кг, через 20 минут записи в зонд вводили раствор атропина в дозе 1мг/кг и продолжали запись в течение 20 минут.
Схема 6. У животных регистрировали фоновую электрическую активность ДПК и тощей кишки. Затем в зонд вводили раствор нитроглицерина (донора NO) в дозе 0,8 мг/кг, через 20 минут записи в зонд вводили раствор трибутирина в дозе 10 мг/кг и продолжали запись до окончания часа.
Серия 2. Оценка влияния трибутирина в коррекции нарушений электрической активности тонкой кишки при эндотоксемии.
Исследования выполнены на 26 крысах, которым за 7-14 дней до экспериментов была выполнена предварительная оперативная подготовка согласно вышеописанной методике. Индикатором начала экспериментов являлось наличие нормального распространяющегося ММК при регистрации ЭМГ. Животные были разделены на две группы – контрольную (n=19) и опытную (n=7).
Сначала регистрировали фоновую электрическую активность тонкой кишки в течение часа. Затем внутривенно вводили раствор липополисахарида Esherichia coli serotype 055:B5 (ЛПС E.coli) в дозе 200 мкг/кг. Через 1, 6 и 12 часов после введения ЛПС E.coli крысам внутрикишечно однократно вводили 0,2 мл физиологического раствора (контрольная группа) или 0,2 мл раствора трибутирина в дозе 10 мг/кг (опытная группа). Продолжительность регистрации составляла 1 час до введения (фоновая запись) и два часа после введения трибутирина. Начиная с 24 часов, в обеих группах электрическую активность регистрировали ежедневно до появления нормального ММК. Продолжительность регистрации составляла 1 час.
Роль холецистокининовых рецепторов во влиянии трибутирина на электрическую активность тонкой кишки
Анализ полученных данных показал, что под воздействием трибутирина исчезает фаза I как в ДПК, так и в тощей кишке. Кроме того, в ДПК исчезает фаза III, а в тощей кишке ее продолжительность снижается. В обоих отделах тонкого кишечника достоверно увеличивается фаза II. После введения октреотида как в ДПК, так и в тощей кишке появляется фаза I, исчезает фаза III. Продолжительность фазы II в обоих отделах снижается.
Таким образом, введение октреотида отменяет стимулирующий эффект трибутирина, выражающееся в появлении периодов покоя и исчезновении регулярной активности тонкой кишки, подтверждая нашу гипотезу о том, что механизмы стимулирующего действия трибутирина на электрическую активность тонкой кишки реализуются через холецистокининовые рецепторы.
Роль холинергических механизмов в эффектах трибутирина на электрическую активность тонкой кишки. В связи с тем, что основные возбуждающие влияния в тонкой кишке определяются ацетилхолином, мы предположили, что стимуляция трибутирином может осуществляться через М-холинорецепторы (М-ХР). Для подтверждения этого предположения было проведено две серии исследований: оценка влияния атропина (М-холиноблокатора) на параметры ММК тонкой кишки и оценка влияния атропина на трибутирин-стимулированную электрическую активность тонкой кишки.
С целью изучения влияния атропина на электрическую активность тонкой кишки были проведены 5 опытов на здоровых животных. Визуальный анализ ЭМГ показал, что основной эффект атропина наблюдался в течение 10-20 минут после его введения (рисунок 9). Поэтому были рассчитаны параметры ММК в течение 10 минут после введения атропина (таблица 6).
Анализ полученных данных показал, что под действием атропина исчезает фаза III как в ДПК, так и в тощей кишке. В ДПК исчезает фаза I и регистрируется фаза II, в тощей кишке продолжительность фазы II достоверно увеличивается.
Таким образом, основной эффект атропина на ММК тонкой кишки связан с исчезновением фазы III.
Далее в пяти опытах на здоровых крысах было изучено влияние атропина на эффект трибутирина, полученные данные которых представлены на рисунке 10 и в таблице 7.
Рисунок 10. Фоновая электрическая активность тонкой кишки, после введения трибутирина и последующем введении атропина. Таблица 7 Соотношение фаз ММК до, после введения трибутирина и после введения атропина
Анализ полученных данных показал, что под воздействием трибутирина исчезает фаза I как в ДПК, так и в тощей кишке. В ДПК регистрируется фаза II и исчезает фаза III . В тощей кишке достоверно увеличивается фаза II и снижается фаза III.
После введения атропина, как в ДПК, так и в тощей кишке появляется фаза I, исчезает фаза III. Фаза II в ДПК снижается, а в тощей кишке увеличивается.
Таким образом, введение атропина отменяет эффект введения трибутирина на электрическую активность тонкой кишки у здоровых животных, что подтверждает наше предположение, о том что механизмы действия трибутирина связаны с активацией холинергических путей.
В связи с тем, что основным тормозным нейротрансмиттером в тонкой кишке является NO, мы предположили, что стимуляция трибутирином может осуществляться через блокаду нитринергических путей. Для подтверждения этого предположения была проведена серия исследований (5 опытов), полученные данные которой представлены на рисунке 11 и в таблице
Анализ полученных данных показал, что после введения нитроглицерина как из ДПК, так и из тощей кишки исчезла фаза III. Фаза II в обоих отделах увеличилась, фаза I оставалась приближенной к фону.
После введения трибутирина в ДПК и в тощей кишке происходило статистически значимое восстановление фаз III в обоих участках тонкой кишки. В целом, нитроглицерин приводит к исчезновению регулярной электрической активности в обоих участках тонкой кишки, и, следовательно, полностью блокирует пропульсивную перистальтику. Последующее введение трибутирина отменяет тормозный эффект нитроглицерина на регулярную электрическую активность тонкой кишки, что подтверждает наше предположение, о том что механизмы действия трибутирина связаны с блокадой нитринергических путей.
Таким образом, были исследованы основные параметры электрической активности тонкой кишки в норме, выявлено влияние и механизмы действия трибутирина на ММК ДПК и тощей кишки. В наших исследованиях подтверждено, что в норме наблюдается ММК, который состоит из трех фаз и распространяется из ДПК в тощую кишку. Энтеральное введение трибутирина приводит к стимуляции электрической активности обоих исследуемых участков тонкой кишки с исчезновением периодов покоя. При этом стимулирующий эффект проявляется увеличением продолжительности нерегулярной активности. Показано, что трибутирин как структурный липид влияет на электрическую активность тонкой кишки через холецистокининовые рецепторы. Кроме того, механизмы стимулирующего действия трибутирина на электрическую активность тонкой кишки связаны с активацией холинергических и блокадой нитринергических путей.
Трибутирин в коррекции нарушений электрической активности тонкой кишки после лапаротомии
Анализ влияния трибутирина на сроки восстановления основных параметров электрической активности тонкой кишки при эндотоксемии, после лапаротомии и после лапаротомии в сочетании с введением эндотоксина
В связи с тем, что в начальные сроки наблюдения при всех трех экспериментальных патологических моделях отсутствовала фаза III ММК (пропульсивная перистальтика), то для выявления эффективности влияния трибутирина на стимуляцию III фазы ММК был проведен анализ влияния первого введения трибутирина на электрическую активность тонкой кишки.
На рисунке 32 показано влияние первого введения трибутирина через 1 час после введения 200 мкг/кг ЛПС E.coli здоровым животным, через 24 часа после лапаротомии и после лапаротомии в сочетании с введением 200 мкг/кг ЛПС E.coli.
Как видно из графиков, введение трибутирина вызывает появление фаз III как в ДПК, так и тощей кишке при эндотоксемии и после лапаротомии. Из литературы известно, что как при эндотоксемии, так и после лапаротомии наблюдается повышение уровня NO [78]. Подавление тормозных влияний в этих условиях путем введения ингибитора синтеза NO вызывает возникновение ММК в тонкой кишке [38, 39]. Также известно, что энтеральное введение трибутирина приводит к уменьшению продукции NO [109]. Поэтому можно предполагать, что под влиянием трибутирина происходит снятие основных тормозных нитринергических влияний, блокирующих ММК. При введении трибутирина после лапаротомии в сочетании с введением 200 мкг/кг ЛПС E.coli фаза III не выявлялась ни в ДПК, ни в тощей кишке, что может свидетельствовать о тяжести моделируемой патологии и не достаточном воздействии трибутирина для снятия тормозных влияний, блокирующих пропульсивную перистальтику. Однако, несмотря на то, что на 1 сутки энтеральное введение трибутирина не вызывало появление фаз III ММК, уже на 2 сутки в фоновых записях наблюдалось появление фаз III ММК как в ДПК, так и в тощей кишке, что, не выявлялось у животных, которым не вводили трибутирин.
При проведении анализа влияния трибутирина в фоновых записях на сроки восстановления электрической активности тонкой кишки при эндотоксемии, после лапаротомии и после лапаротомии в сочетании с введением эндотоксина оценивали сроки восстановления ММК тонкой кишки и патологические паттерны электрической активности (гигантские мигрирующие сокращения и спастическую активность).
На рисунке 33 представлены сроки восстановления ММК тонкой кишки в контрольных сериях и в сериях с введением трибутирина.
Влияние трибутирина на сроки восстановления ММК тонкой кишки. Как видно из представленной диаграммы, наиболее длительные нарушения ММК (8 суток) наблюдаются после лапаротомии в сочетании с введением 200 мкг/кг ЛПС E.coli, что объясняется тяжестью моделируемой патологии. Лапаротомия приводит к более длительным нарушениям ММК, чем введение 200 мкг/кг ЛПС E.coli здоровым животным, что свидетельствует о том, что оперативное вмешательство оказывает более существенное тормозное влияние на моторику, чем эндотоксемия.
Наиболее быстрое восстановление ММК тонкой кишки наблюдается после введения 200 мкг/кг ЛПС E.coli здоровым животным (4 сутки), затем после лапаротомии (6 сутки), и, наконец, после лапаротомии в сочетании с введением 200 мкг/кг ЛПС E.coli (8 сутки).
В сериях с введением трибутирина наибольшую эффективность в ускорении сроков нормализации ММК выявлено в эксперименте с введением 200 мкг/кг ЛПС E.coli здоровым животным. Энтеральное введение трибутирина в этой модели приводило к восстановлению ММК на 2 сутки (в контрольной серии на 4 сутки). Энтеральное введение трибутирина приводило к восстановлению ММК тонкой кишки после лапаротомии на 4 сутки (в контрольной серии на 6 сутки), а после лапаротомии в сочетании с введением 200 мкг/кг ЛПС E.coli – на 6 сутки (в контрольной серии на 8 сутки).
В таблице 15 представлены данные о влиянии трибутирина на патологические паттерны электрической активности после лапаротомии, при эндотоксемии и после лапаротомии в сочетании с введением эндотоксина.
Влияние трибутирина на основные патологические паттерны моторики Серии Гигантские мигрирующие сокращения Спастическая активность В/в введение 200 мкг/кг ЛПС E.coli контроль + + трибутирин - Лапаротомия контроль - трибутирин - Лапаротомия + в/в введение 200 мкг/кг ЛПС E.coli контроль + + трибутирин - Как видно из таблицы, после лапаротомии гигантские мигрирующие сокращения и спастическая активность не выявлялись. Введение трибутирина в этих условиях не приводило к их появлению. В сериях с введением 200 мкг/кг ЛПС E.coli здоровым животным и после лапаротомии в сочетании с введением 200 мкг/кг ЛПС E.coli обнаружены патологические паттерны. Гигантские мигрирующие сокращения и спастическая активность выявлялись в течение 1-х суток при эндотоксемии, и в течение 2-4 суток после лапаротомии в сочетании с введением эндотоксина. Введение трибутирина в этих условиях приводило к их исчезновению.
Таким образом, сравнительный анализ эффективности энтерального введения трибутирина на электрическую активность тонкой кишки после лапаротомии и при эндотоксемии показал, что наибольшую эффективность в ускорении сроков нормализации ММК тонкой кишки и подавлении патологических паттернов – гиганских мигрирующих сокращений и спастической активности, продемонстрировало энтеральное введение трибутирина в серии с введением 200 мкг/кг ЛПС E.coli здоровым животным.