УДК 616.61 - 092.11.9 : 615.468.6

ПОБОЧНОЕ ДЕЙСТВИЕ РАЗЛИЧНЫХ МОДИФИКАЦИЙ КЕТГУТА

В.А. Костенко, канд. мед. наук

Украинская медицинская стоматологическая академия, г. Полтава, Украина

Хирургические нити после операций являются инородным телом, которое остается в тканях больного. И от того, какой шовный материал используется, зависит частота послеоперационных осложнений, а иногда и жизнь больного [2]. Однако, если при назначении лекарственных средств учет их побочного действия обязателен, то при выборе хирургических нитей нередко имеет место переоценка прочностных и манипуляционных характеристик последних и отсутствие должного внимания к особенностям биологического действия материала, которое может быть определено как "побочный эффект" [9]. В ряде случаев механизм последнего связан с активацией процессов свободнорадикального окисления (СРО). Известно, что биодеградация рассасывающихся шовных материалов (РШМ) биологического (кетгут) и синтетического (на основе полимеров молочной и гликолевой кислот) происхождения связана с активацией СРО [9, 13—15]. В то же время, активация СРО, в частности перекисного окисления липидов (ПОЛ) является одним из факторов патогенеза воспалительного процесса [1, 4, 7]. Причем избыточная активация СРО, связанная с увеличенной продукцией активных форм кислорода (АФК) — супероксидного анион-радикала, гидроксильного и гидропероксильного радикалов, пероксида водорода и др., или истощением антиоксидантной системы, сопровождается существенным нарушением репаративных процессов и расценивается как "окислительный стресс" [7].

Целью работы явилось исследование продукции супероксидного анион-радикала (митохондриальным и микросомальным электронно-транспортными цепями, а также при дыхательном взрыве лейкоцитов) в ткани почек белых крыс, сшитой после нефротомии различными РШМ биологической природы. В качестве последних использовали традиционный кетгут из бараньего сырья и разработанный с нашим участием кетгут из свиного сырья с различным содержанием жировых веществ в составе нити.

Материалы и методы исследования

Исследование проведено на 70 белых крысах линии Вистар массой тела 250—300 г в 5 сериях опытов. Животным под кетаминовым наркозом проводили нефротомию (в первой — контрольной — серии опытов проводили все этапы операции без нефротомии) с нанесением стандартного разреза в пределах коркового слоя почки с последующим наложением узловых швов. Во второй серии в качестве РШМ использовали кетгут полированный из бараньего сырья (с содержанием жировых веществ 2,1—3,0 %), в третьей, четвертой и пятой сериях — разработанную нами модификацию кетгута из свиного сырья (изготовлен КП "Полтавский мясокомбинат") с содержанием жировых веществ соответственно 1,5—2,0; 2,1—3,0; 3,1—4,0 %. Содержание жировых веществ определяли согласно требованиям ТУ У 570/46.38.002-95. Белых крыс выводили из опыта через 7 и 14 сут после имплантации РШМ методом декапитации под легким эфирным наркозом.

Источники образования супероксидного анион-радикала (O₂^-) оценивали при проведении теста с нитросиним тетразолием (НСТ) [5] в модификации [11] в гомогенате ткани с индукторами в виде НАДН, НАДФН и бактериальными липополисахаридами. Для этого, 0,1 г ткани гомогенизировали со стеклянным порошком в 0,9 мл изотоничного (pH 7,4) фосфатного буфера. Отбирали по 0,05 мл гомогената в 4 пробирки (а, б, в, г). Добавляли в пробирки и перемешивали: а) 0,05 мл буферного раствора (для определения общей фоновой нестимулированной активности): б) 0,05 мл 3 % раствора НАДФН (для оценки продукции супероксидного анион-радикала микросомальной электронно-транспортной цепью); в) 0,05 мл 3 % раствора НАДН (для оценки продукции супероксидного анион-радикала митохондриальной электронно-транспортной цепью); г) 0,05 мл тритона Х-100 до конечной концентрации 0,1%, взбалтывали 2 мин. Перемешивали и преинкубировали при 37 °С: 10 мин — пробирки б и в, 30 мин — пробирки а и г. В пробирку г добавляли 0,1 мл ампульного препарата бактериального липополисахарида (продигиозан) для оценки продукции супероксидного анион-радикала фагоцитами. Для этого добавляли по 0,05 мл НСТ на буфере, перемешивали. Инкубировали при 37 °С: а и г — 30 мин, б и в — 5 мин. Добавляли 2,0 мл растворителя (хлороформ и диметилсульфоксид в соотношении 1:2 по объему) и взбалтывали 1 мин. Центрифугировали 5 мин при 1500 об/мин. Отбирали окрашенный надосадочный слой. Фотометрировали 1.0 мл верхнего слоя против соответствующего контроля при оптимальной длине волны 540 нм на микроФЭКе МКМФ-1 с ходом луча 0,5 см и объемом 1 мл. Контроль: набирали в 4 пробирки 0,05 мл буфера + 0,05 мл воды + 0,05 мл НСТ и добавляли в пробирки: а) 0,05 мл воды; б) 0,05 мл НАДФН; в) 0,05 мл НАДН; г) 0,05 мл тритона Х-10 + 0,1 мл продигиозана инкубировали тоже 10 и 30 мин при 37 °С и также элюировали окраску. Сами НАДФН, НАДН, продигиозан не восстанавливают НСТ. Поскольку по реакции 1 моль НСТ восстанавливается 2 молями супероксидного анион-радикали, то для расчета строили стандартный график по экстинции диформазана (0,01–0,2 мл 0,2 % НСТ восстанавливали смесью 0,1 мл 0,1 н KOH и 0,1 мл раствора аскорбиновой кислоты 18 мг/10 мл). Инкубировали, диформазан элюировали 2 мл растворителя и фотометрировали. Учитывая разведение, соотношение компонентов в реакции, экстинцию стандарта по графику проводили расчет:

для а и г: Е • 11,11 = нмоль/ г • с
для б и в: Е • 66,67 = нмоль/ г • с

Статистическую обработку полученных результатов проводили методом Стьюдента.

Результаты и их обсуждение

Через 7 сут после имплантации всех исследуемых модификаций кетгута отмечается повышение общей фоновой нестимулированной продукции супероксидного анион-радикала в сшитой ткани почек (см. табл.) белых крыс. Известно, что указанный период исследования соответствует фазе воспаления раневого процесса [9], для которой характерно повышение генерации АФК [1]. Полученные результаты подтверждают мнение, что в это время (3–7 сут после операции) отсутствуют проявления специфического влияния различных хирургических нитей на обменные процессы [16].

При стимуляции НАДФН образования АФК на 7 сут послеоперационного периода при применении кетгута из бараньего сырья и всех разновидностей кетгута из свиного сырья отмечается повышение генерации супероксидного анион-радикала микросомальной электронно-транспортной цепью, что характерно для процесса острого воспаления [7]. При исследовании продукции О₂^- митохондриальной электронно-транспортной цепью (при стимуляции НАДН) отмечается достоверное ее возрастание при применении для шва кетгута из бараньего сырья и свиного кетгута с содержанием жировых веществ 3,1—4,0 % (соответственно на 51,5 и 71,7 % по сравнению с данными первой серии).

Продукция АФК на 7 сут послеоперационного периода фагоцитами в результате дыхательного взрыва лейкоцитов, играющая важную роль в патогенезе воспалительного процесса, достоверно превышает значение первой серии при применении всех исследуемых РШМ.

Наиболее четко различия в побочном действии, связанном с развитием окислительного стресса, различных вариантов кетгута отмечаются на 14 сут послеоперационного периода. Общий фон продукции супероксидного анион-радикала остается повышенным при имплантации всех иследуемых нитей, однако при применении кетгута из свиного сырья с содержанием жировых веществ 1,5—2,0 % этот показатель достоверно ниже по сравнению с данными опытов, где использовались другие нити. При этом обращает внимание, что при имплантации кетгута с высоким содержанием жировых веществ (3,1—4,0 %) общий фон продукции O₂^- является наиболее высоким и превышает данные контрольной и второй серий соответственно на 124,2 и 25,2 %. Это создает условия для повреждающего действия АФК. Помимо этого при взаимодействии супероксидного анион-радикала с активно образующимся при воспалении оксидом азота (NO) [6,12] возникает возможность образования цитотоксичного пероксинитрита [10,17].

При стимуляции НАДФН образования АФК на 14 сут послеоперационного периода различий в продукции супероксидного анион-радикала микросомальной электронно-транспортной цепью, которая остается повышенной, не отмечается. Однако, при исследовании генерации О₂^- митохондриальной электронно-транспортной цепью (при стимуляции НАДН) отмечается почти прямопропорциональная зависимость между содержанием в кетгутной нити жировых веществ и образованием АФК. Так, при применении кетгута из свиного сырья с содержанием липидов 2,1—3,0 и 3,1—4,0 % продукция супероксидного анион-радикала возрастает по-сравнению с данными контрольной серии соответственно на 43,2 и 86,3%; при использовании кетгута из бараньего сырья — на 47,3 %. При имплантации свиного кетгута с содержанием жировых веществ 1,5–2,0 % образование O₂^- митохондриальной электронно-транспортной цепью на 24,9 % ниже, чем при применении традиционного кетгута из бараньего сырья. Таким образом, повышенное содержание липидов в хирургической нити создает условия для избыточной генерации митохондриями АФК, что, по-видимому, связано с действием освобождающихся в ходе биотрансформации кетгута свободных жирных кислот, способных активировать фосфолипазу А₂, расположенную в мембранах митохондрий. В связи с усиленным расщеплением фосфолипидов происходит резкое набухание митохондрий, приводящее к нарушению транспорта электронов по дыхательной цепи, сопровождающимуся одноэлектронным восстановлением кислорода [8].

Образование АФК на 14 сут послеоперационного периода фагоцитами в результате дыхательного взрыва остается повышенной после применения для шва кетгута из бараньего сырья (на 71,8 %). При имплантации свиного кетгута с различным содержанием жировых веществ достоверных различий в продукции O₂^- фагоцитами по сравнению с контрольной серией не выявлено. Известно, что кетгут из бараньего сырья обладает рядом негативных свойств, в частности, активирует цитотоксические реакции макрофагов и нейтрофилов [6]. В этом отношении замена данного материала свиным кетгутом является целесообразной, в том числе в связи с близким антигенным составом биополимеров свиньи и человека [3].

Таким образом, в первые две недели после имплантации в ткань почки различных разновидностей кетгутных нитей отмечается их побочное действие, связанное с активацией продукции супероксидного анион-радикала. Применение кетгута из свиного сырья с наименьшим по-сравнению с другими исследуемыми нитями содержанием жировых веществ (1,5—2,0 %) приводит к значительно менее выраженным общему фону продукции О₂^- и генерации последнего митохондриальной электронно-транспортной цепью, что снижает риск развития длительного окислительного стресса и делает использование данного материала более предпочтительным по-сравнению с традиционно применяемым кетгутом из бараньего сырья.

ЛИТЕРАТУРА
1. Воспаление: Руководство для врачей / Под ред. В.В. Серова и В.С. Паукова. —М.: Медицина, 1995. —640 с.
2. Егиев В.Н. Шовный материал (лекция) // Хирургия. —1998. —N 3. —C. 33—38.
3. Кайдашев И.П. Сравнительное изучение хроматографических спектров полипептидов, экстрагированных из селезенки, печени, почек, тимуса и пародонта свиней // Укр. биохим. журн. —1995. —Т. 67, N 5. —С. 85—89.
4. Клименко М.О. Загальна патологія запалення: напрямки розвитку та актуальні методологічні питання // Фiзiол. журнал. —1998. —Т. 44, N 4. —C. 82.
5. Коган А.Х., Грачев С.В., Елисеева С.В., Быевич С. Свойство углекислого газа ингибировать генерацию супероксидного анионрадикала клетками и его биологическое значение // Вопр. мед. химии. —1997. —N 1. —С. 193—200.
6. Костенко В.А. Роль оксида азота в нарушении репаративно—регенераторных процессов в почках в послеоперационном периоде после применения различных рассасывающихся шовных материалов // Актуальні питання теоретичної та клінічної медицини на сучасному рівні: Мат. доп. наук. конф.; 20 травня 1996 р. —Полтава, 1996. —С. 193—194.
7. Меньщикова Е.Б., Зенков Н.К. Окислительный стресс при воспалении // Усп. совр. биол. – 1997. – Вып. 2. – С. 155–171.
8. Петрович Ю.А., Гуткин Д.В. Свободнорадикальное окисление и его роль в патогенезе воспаления, ишемии и стресса // Патол. физиол. и эксперим. терапия. —1986. —N 5. —C. 85—91.
9. Скрипников Н.С., Костенко В.А., Пронина Е.Н., Романцев А.Ю. Морфологические и метаболические изменения в тканях при имплантации хирургических шовных материалов (обзор) // Клін. хірургія. —1997. —N 11—12. —C. 78—81.
10. Соловйов А.І. Фізіологія та патофізіологічні механізми дії оксиду азоту та пероксинітриту // Фiзiол. журнал. —1998. —Т. 44, N 3. —C. 117—118.
11. Цебржинский О.И. Источники пероксидации при гипервитаминозе D // V Коришанські читання. —Полтава, 1998. —С. 11—14.
12. Cattell V., Jansen A. Inducible nitric oxide synthase in inflammation // Histochem. J. —1995. —V. 27, N 10. —P. 777—784.
13. Okada T., Hayashi T., Ikada Y. Degradation of collagen suture in vitro and in vivo // Biomaterials. —1992. —V. 13, N 7. —P. 448—454.
14. Salthouse T.N. Some aspects of macrophage bechavior at the implant interface // J. Biomed. Mater. Res. —1984. —V. 18., N 4. —P. 395—401.
15. Salthouse T.N., Matlaga B.F. Polyglactin 910 suture absorption and the role of cellular enzymes // Surg. Gynecol. Obstet. —1976. —V. 142, N 4. —P. 544—550.
16. Smit I.B., Witte E., Brand R., Trimbos J.B. Tissue reaction to suture materials revisited: is there argument to change our views? // Eur. Surg. Res. —1991. —V. 23, N 5—6. —P. 347—354.
17. Szabo C., Zingarelli B., Oconnor M., Salzman A.L. DNA strand breakage, activation of poly(ADP—ribose) synthetase, and cellular energy depletion are involved in the cytotoxicity in macrophages and smooth muscle cells exposed to peroxynitrite // Proc. Nat. Acad. Sci. USA. —1996. —V. 93, N 5. —P. 1753—1758