Синдром отключенной толстой кишки при многоэтапных операциях (экспериментальное исследование)

Резюме

Цели - оптимизировать программу реабилитации пациентов с колостомой при многоэтапных радикальных хирургических вмешательствах на толстой кишке, оценить структурно-функциональные преобразования в кишечной стенке при развитии колита и сформулировать рекомендации по его коррекции в эксперименте.

Материал и методы. Описан новый способ фармакологической коррекции колита отключенной кишки (Патент РФ No 2544340 от 20.02.2014) с использованием раствора дигидрокверцитина.Дизайн исследования. 60 белых лабораторных крыс оперированы в объеме наложения двуствольной колостомы. Все животные были разделены на 3 группы путем рандомизации методом случайных чисел. Животным основной группы проводили профилактику колита с использованием раствора дигидрокверцитина. Животным 1-й контрольной группы - традиционным путем, используя настой ромашки. Крысам 2-й контрольной группы не проводили профилактику. Все животные были выведены из эксперимента через 6 мес после операции; полученные препараты подвергнуты тонкой и ультратонкой микроскопии.

Результаты. Выключение толстой кишки из пассажа приводит к глубоким структурно-функциональным нарушениям стенки отключенной кишки на изученных уровнях организации, обусловливая развитие синдрома диверсионного колита (ДК). Применение настоя ромашки для профилактики развития ДК не приводит к значимому сохранению структуры кишечной стенки. Введение раствора ромашки в отключенный отдел толстой кишки снижает воспалительную реакцию в слизистой оболочке, но не устраняет развитие пролиферативно-клеточной инфильтрации. Дигидрокверцитин стабилизирует компенсаторно-приспособительные реакции во всех оболочках толстой кишки.

Заключение. Применение дигидрокверцитина в схеме профилактики ДК в эксперименте показало высокую эффективность при сохранении структурно-функциональной организации кишечной стенки.

Ключевые слова:дигидрокверцитин, диверсионный колит, кишечная стенка

Для цитирования: Аникин С.В., Целуйко С.С., Яновой В.В., Ташкинов Н.В. Синдром отключенной толстой кишки при многоэтапных операциях (экспериментальное исследование) // Клин. и эксперимент. хир. Журн. им. акад. Б.В. Петровского. 2019. Т. 7, No 2. С. 38-46. doi: 10.24411/2308-1198-2019-12005.
Статья поступила в редакцию 01.04.2019. Принята в печать 22.04.2019.

Благодаря современным техническим возможностям в хирургии толстой кишки широко применяются функционально-ориентированные сфинктеросохраняющие операции, цель которых - не только лечение основного заболевания, но и максимально возможное сохранение качества жизни оперированного пациента в ранние сроки после операции. Однако в подавляющем большинстве случаев многоэтапное радикальное лечение заболеваний толстой кишки заканчивается наложением превентивной илео- или колостомы, что нивелирует функциональный результат операции. Это связано с тем, что после восстановления непрерывности дистальных отделов толстой кишки после ранее наложенной колостомы у 70% стомированных пациентов в различные сроки развивается так называемый диверсионный колит (ДК) различной степени выраженности [1-3]. Согласно данным литературы, при развитии ДК отмечается снижение максимально переносимого объема содержимого отключенной прямой кишки с 157 до 87 мл через 3 мес после выключения при длине культи до 22 см. Это связано с процессами инволюции в отключенных отделах толстой кишки [3-6], которые в свою очередь приводят к ухудшению функции кишечника после восстановительной операции и, как следствие, к ухудшению качества жизни оперированных [5]. Описаны варианты коррекции данного воспалительного механизма ДК путем применения различных по своей природе и механизму действия препаратов. Так, известен способ коррекции ДК путем применения препаратов, содержащих короткоцепочечные жирные кислоты [1]. Однако С. Neut и соавт. (1997) в ходе своего исследования не получили положительного результата от лечения препаратами данной группы [7].

Предложены способы лечения ДК введением в отключенную кишку настоя ромашки. Однако эффект от данного способа лечения не изучен с современных позиций доказательной медицины [6].

Также для лечения ДК применяются глюкокортикостероиды и препараты 5-аминосалициловой кислоты. Однако ряд авторов указывает на отсутствие эффекта от лечения и даже на прогрессирование клинических проявлений на фоне применения стероидных препаратов, а препараты 5-аминосалициловой кислоты актуальны только при тяжелых формах колита [8]. Кроме того, препараты 5-аминосалициловой кислоты для профилактики развития данного синдрома не применяют ввиду целого ряда возможных нежелательных эффектов.

Цели исследования - оптимизировать программу реабилитации пациентов с колостомой при многоэтапных радикальных хирургических вмешательствах на толстой кишке, оценить структурно-функциональные преобразования в кишечной стенке при развитии ДК и сформулировать рекомендации по его коррекции в эксперименте.

Материал и методы

Предложен метод лечения (патент на изобретение № 2544340 от 20.02.2014) с использованием раствора антиоксиданта растительного происхождения дигидрокверцитина (ДГК) [9]. ДГК обладает противовоспалительным, антиоксидантным, ранозаживляющим и противоопухолевым эффектом [10, 11].

Описание метода. До реконструктивно-восстановительной операции в составе стандартного лечения пациентов, оперированных на толстой кишке с формированием временной колостомы, назначают инстилляцию в прямую кишку 0,5% раствора ДГК до появления чувства наполнения дважды в день ежедневно. Данный способ лечения был апробирован экспериментально. Перед проведением эксперимента получено одобрение этического комитета ФГБОУ ВО "Амурская государственная медицинская академия" Минздрава России в соответствии с Правилами по уходу и использованию лабораторных животных. Эксперимент проводился на базе Центральной научно-исследовательской лаборатории ФГБОУ ВО "Амурская государственная медицинская академия" Минздрава России.

Использованы крысы лабораторные белые (n=60) обоих полов в равном соотношении с массой тела >200 г. Все животные прошли карантинный отбор и содержались в одинаковых условиях. Все крысы оперированы под тиопенталовым наркозом в асептических условиях в объеме наложения двуствольной колостомы. После выполнения операции каждой особи присваивали идентификационный номер и проводили рандомизацию методом генерации случайных чисел (Statistica 6). Всех крыс разделили на 3 группы с равным количеством животных. Животным основной группы проводили профилактику ДК вышеописанным способом. Животным 1-й контрольной группы проводили профилактику ДК путем инстилляции настоя ромашки по аналогичной схеме. Животным из 2-й контрольной группы профилактические манипуляции не проводили. Животных выводили из эксперимента через 6 мес; впоследствии проводили гистологическое исследование отключенного отдела кишки на тонких и ультратонких препаратах.

Результаты и обсуждение

Отключенный отдел толстой кишки без проведения профилактики (2-я контрольная группа)

При макроскопическом исследовании было установлено, что при отсутствии проведения профилактики ДК в отключенном отделе толстой кишки через 6 мес с момента наложения колостомы происходит инволюция отключенной кишки: последняя представляла собой тяж плотной консистенции, не расправляющийся при промывании раствором. Во всех экспериментальных группах определялась полиморфно-клеточная инфильтрация стенки кишки с преобладанием лимфоцитарного компонента, распространяющаяся от слизистой оболочки к серозной.

При оптическом микроскопировании выявляли незначительное полнокровие капилляров, увеличение количества бокаловидных клеток с лимфоплазмоцитарной инфильтрацией подслизистой оболочки, отеком слизистой оболочки, нарушенной архитектоникой крипт с гиперплазией, склерозом слизистой и подслизистой оболочек. Такие воспалительные изменения при ДК сочетались с накоплением в просвете кишки десквамированных клеточных элементов слизистой оболочки (рис. 1).

В мышечной оболочке отмечались признаки межуточного воспаления и очаговые фибриноидные изменения. При исследовании полутонких срезов выявляли стенозированные капилляры. Обращало на себя внимание значительное уменьшение просвета крипт. Бокаловидные клетки имели расширенные апикальные полюсы, заполненные большим количеством секрета (рис. 2). Наибольшее количество гипертрофированных бокаловидных клеток определялось в апикальном полюсе крипт, просветы крипт уменьшались и напоминали форму пробирки. При меньшем увеличении микроскопа обращали на себя внимание очаги частичного разрушения крипт (стрелки на рис. 2А), на месте которых разрасталась соединительная ткань. Зона повреждения замещалась слоем фибробластов, плазматических и тучных клеток. В подслизистой основе отмечалось скопление лейкоцитов и макрофагов.

Рис. 2. Полутонкий срез. Отключенный отдел толстой кишки крысы: А. В месте крипт разрастается соединительная ткань (СП - собственная пластинка слизистой оболочки); Б. На поперечном срезе между криптами увеличена лимфоплазмоцитарная инфильтрация. Окраска метиленовым синим, ×400

Fig. 2. Semifine section. Excluded part of the rat colon: A. Connective tissue grows in crypts areas; B. Lymphoplasmacytic infiltration between crypts is enhanced at cross- sectional slices. Methylene blue staining,×400

Значительно увеличивались лимфоплазмоцитарная инфильтрация и гиперплазия слизистой оболочки с элементами деформации крипт, сопровождающиеся склерозом и атрофией собственной пластинки (стрелки на рис. 2Б). В подслизистой оболочке выявлялись обширные дефекты слизистого и подслизистого слоя.

При исследовании с помощью трансмиссионной электронной микроскопии эпителиальных клеток слизистой оболочки выявлялось сужение просвета крипт. Содержимое просвета содержит элементы разрушенных клеток, которые частично формируются в виде шаровидных скоплений бесформенных масс десквамированных клеточных элементов слизистой оболочки (рис. 3).

Рис. 3. Содержимое просвета, содержащее элементы разрушенных клеток: А, Б. Апикальная поверхность крипты; В. Пространство между криптами содержит ЭОЗ, ПК; Г, Д. В рыхлой соединительной ткани между криптами обнаруживаются ФБ, лимфоциты, эозинофилы, макрофаги и ПК. Заливка: аралдит-эпон. Окраска уранилацетатом, цитратом свинца БК - бокаловидные клетки; ПрК - просвет крипты; ЭОЗ - эозинофилы, ПК - плазматические клетки; БМ - базальная мембрана крипты; ФБ - фибробласты.

Fig. 3. Lumen content which contains cellular debris: A, B. Apical crypt surface area; C. Space between the crypts contains eosinophils and plasmatic cells; D, E. Fibroblasts, lymphocytes, eosinophils, macrophages and plasmatic cells are found in loose connective tissue between crypts. Araldite-Epon staining. Uranyl acetate, lead citrate stains

Количество фибробластов и плазматических клеток также достоверно увеличилось по отношению к контролю, что проявлялось очаговыми явлениями отека слизистой, гнойным воспалением и очагами некроза.

Таким образом, полученные нами данные свидетельствуют о том, что в стенке толстой кишки наряду с десквамативными изменениями покровного эпителия, отеком, полиморфно-клеточной инфильтрацией слизистой оболочки и подслизистого слоя нарастали деструктивные процессы. Возросло количество расширенных в апикальном полюсе бокаловидных клеток со слившимися гранулами секрета и спазмированными сосудами в подслизи- стой оболочке (рис. 3А-Д). В дистальном отделе толстой кишки наблюдались отдельные участки с выраженными повреждениями дистальных отделов крипт - зон регенерации эпителиальной выстилки (рис. 4А).

Между дегенерирующими криптами выявлялись обширные отечные пространства, заполненные жидкостью без клеточных элементов. При этом деструктивные изменения затрагивали всю толщу слизистой и подслизистой оболочек к 6-му месяцу эксперимента. Наблюдались обширные участки разрушения апикальной поверхности слизистой оболочки (рис. 4Б).

Отключенный отдел толстой кишки после профилактического лечения раствором ромашки (1-я контрольная группа )

В большинстве случаев в слизистой оболочке толстой кишки животных этой группы сохранялись признаки десквамации и некроза эпителиальной выстилки. Во всех слоях кишечной стенки сохранялась полиморфно-клеточная инфильтрация, не имевшая достоверного отличия от группы животных, не получавших лечение (рис. 4). На фоне сохраняющейся полиморфно-клеточной инфильтрации слизистой оболочки и подслизистого слоя у животных 1-й контрольной группы выявлено достоверное снижение в клеточном инфильтрате количества лимфоцитов и нейтрофилов. В эпителиальной выстилке крипт уменьшилось количество бокаловидных клеток. Их апикальный полюс содержит кислые гликопротеиды умеренной электронной плотности. Рядом довольно часто обнаруживаются лежащие узкие бокаловидные клетки после выделения секрета в просвет крипты. Тенденция к снижению объемной доли бокаловидных клеток, наиболее выраженная при лечении раствором ромашки, сопровождалась визуальным уменьшением их количества в криптах по сравнению с группой, не получавшей лечение (рис. 5).

Рис. 5. Отключенный отдел толстой кишки крысы на фоне профилактики настоем ромашки на 6 мес. Кишечные крипты толстой кишки. Лечение с применением раствора ромашки: А, Б. Кишечные крипты толстой кишки. Окраска гематоксилином и эозином. Увеличение: А - ×260, Б - ×520; В. Кишечные крипты толстой кишки. Полутонкий срез (×1000); Г-Е. Кишечные крипты толстой кишки. Электронограммы К - крипты; БК - бокаловидная клетка; СК - столбчатая клетка; МСК - малодифференцированные стволовые клетки; БМ - базальные мембраны крипты.

Fig. 5. Excluded part of the rat colon on the background of preventive measures with camomile infusion for 6 months. Colon crypts. Treatment with camomile infusion: A, B. Colon crypts. Hematoxylin and eosin stain. Enhancement: A - ×260; B - ×520; B. Colon crypts. Semifine section (×1000); G-E. Colon crypts. Electron- diffraction photographs

Обращает на себя внимание улучшение ультраструктурной целостности призматических столбчатых клеток. На поверхности последних рельефно выявлялись микроворсинки, обеспечивающие функцию всасывания. В апикальном полюсе сосредотачивались округлые митохондрии, хорошо сохранившие свою ультраструктуру. В базальном полюсе крипт выявляли малодифференцированные клетки, сохранившие свою ультраструктуру. При этом у животных из 1-й контрольной группы на фоне снижения воспалительных изменений в кишечной стенке определяли участки пролиферации слизистой оболочки. Просветы кровеносных капилляров были расширены. Рядом лежащие лимфатические сосуды тоже были расширены скопившимися в них лейкоцитами. Наблюдалось расширение межкриптальных пространств клеточными инфильтратами увеличенного количества плазматических клеток, лимфоцитов и нейтрофилов. Отсутствовали признаки выраженного склерозирования подслизистой оболочки.

Рис. 6. Кишечные крипты отключенного отдела толстой кишки при применении дигидрокверцетина: А. Гипертрофированные столбчатые клетки увеличивают высоту и диаметр крипт; Б. Бокаловидные клетки крипт толстой кишки имеют нормальный план строения со снижением секреции слизи; В. Между ними в небольшом количестве выявляются бокаловидные клетки. Окраска гема- токсилином и эозином. Увеличение: А - ×260, Б - ×1000; В, Г. Кишечные крипты толстой кишки на поперечном срезе. Полутонкие срезы. Окраска метиленовым синим. Увеличение: В - ×260, Г - ×520

Fig. 6. Intestinal crypts of the excluded part of the colon when using dihydroquercetin: A. Hypertrophied columnar cells increase the height and diameter of the crypts; B. Colon crypts goblet cells have normal structural plan with decreased secre- tion of mucus; C. Between them a small number of goblet cells are detected. Hematoxylin and eosin staining. Enhancement: A - ×260, B - ×1000; D, E. Colon crypts at cross- sectional slices. Semifine sections. Methylene blue staining. Enhancement: C - ×260, D - ×520

Таким образом, с момента проведения профилактики раствором ромашки наблюдалась положительная динамика морфофункциональных показателей, характеризующих уменьшение острого воспаления в стенке толстой кишки (степень кровенаполнения сосудов, индекс десквамации) на фоне сохраняющейся полиморфно-клеточной инфильтрации слизистой и подслизистой оболочки крипт (снижение лимфоцитов и нейтрофилов).

В то же время показатели, свидетельствующие о динамике развития хронического воспалительного процесса, не претерпели особых изменений во всех группах пролеченных животных.

Отключенный отдел толстой кишки после профилактики раствором дигидрокверцетина (основная группа)

Гистологические исследования в этой группе показали значительное уменьшение воспалительной клеточной инфильтрации в слизистой оболочке и подслизистом слое. При применении ДГК происходило достоверное уменьшение объемной доли нейтрофилов, что визуально определялось в клеточных инфильтратах подслизистого слоя по отношению к группе животных, не получавших лечение.

Слизистая оболочка крипт толстой кишки характеризовалась нормализацией морфологического строения. Бокаловидные клетки имели цилиндрическую форму с расширением апикального полюса, отмечалась умеренная секреция слизи. Тенденция к снижению объемной доли бокаловидных клеток, наиболее выраженная при введении ДГК, сопровождалась визуальным уменьшением их количества в криптах по сравнению с аналогичными показателями у животных, не получавших лечение.

Пролиферативные процессы были наиболее выражены у животных, получавших профилактику ДГК, - индекс пролиферации был самым большим. На фоне снижения воспалительных изменений в кишечной стенке отчетливо определялись участки пролиферации слизистой оболочки.

В криптах отмечалось увеличение объемной плотности столбчатых и малодифференцированных клеток. Столбчатые абсорбционные эпителиоциты имели цилиндрическую форму, сужаясь к апикальному полюсу. Большая часть столбчатых эпителиоцитов вакуолизировалась за счет увеличения объема цистерн шероховатого эндоплазматического ретикулума. Количество микроворсинок снижалось по сравнению с интактными крысами. Отчетливо наблюдалось увеличение малодифференцированных и стволовых клеток с картинами митотического деления.

В межкриптальном пространстве отмечалось уменьшение отека с появлением эозинофилов в расширенных кровеносных капиллярах. Между криптами уменьшались проявления отека и лимфоцитарной инфильтрации. В соединительной ткани собственной пластинки слизистой оболочки выявляли умеренное количество коллагеновых и эластических волокон, а также гипертрофированных фибробластов. В фибробластах расширены каналы шероховатого эндоплазматического ретикулума. В базальном полюсе крипт выявлялись стволовые клетки с митозами.

Таким образом, с помощью введения в отклю- ченный отдел кишки ДГК удалось создать условия для компенсации морфофункционального состояния кишечной стенки в эксперименте.

Выводы

1. Выключение толстой кишки из пассажа приводит к глубоким структурно-функциональным нарушениям стенки отключенной кишки на изученных уровнях организации, что обусловливает развитие синдрома ДК.

2. Применение настоя ромашки для профилактики развития ДК не приводит к значимому сохранению структуры кишечной стенки. Введение раствора ромашки в отключенный отдел толстой кишки снижает воспалительную реакцию в слизистой оболочке, но не устраняет развитие пролиферативно-клеточной инфильтрации.

3. ДГК стабилизирует компенсаторно-приспособительные реакции во всех оболочках толстой кишки. Антиоксидантные свойства ДГК проявляются в усилении регенераторных возможностей эпителиальной выстилки крипт. Применение ДГК в схеме профилактики ДК в эксперименте показало высокую эффективность по сохранению структурно-функциональной организации кишечной стенки, что требует дальнейшего изучения в клинической практике на основе оценки качества жизни и течения послеоперационного периода после восстановления естественного кишечного пассажа.

Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Литература

1. Воробьев Г.И., Жученко А.П., Филон А.Фи др.Колит отключенной толстой кишки (обзор литературы) // РЖГГК. 2008. No 5. С. 65-70.

2. Воробьев Г.И., Жученко А.П., Ачкасов С.Ии дрМорфологические особенности диверсионного колита в зависимости от срока отключения различных отделов толстой кишки // Материалы II съезда колопроктологов России с международным участиемМ., 2007.С. 404.

3. Jovett S.L., Cobden I. Diversion colitis as a trigger for ulcerative colitis // Gut. 2000. Vol. 46, N 2. P. 294.

4. Lechner G.L., Frank W., Jantsch H. et al. Lymphoid follicular hyperplasia in excluded colonic segments: a radiologic sign of diversion colitis // Radiology. 1990. Vol. 176, N 1. P. 135-136.

5. Roe A.M., Warren B.F., Brodribb A.J. et al. Diversion colitis and involution of the defunctioned anorectum // Gut. 1993. Vol. 34, N 3. P. 382-385.

6. Warren B.F., Shepherd N.A., Bartolo D.C. et al. Pathology of the defunctioned rectum in ulcerative colitis // Gut. 1993. Vol. 34, N 4. P. 514-516.

7. Neut С., Guillemot F., Colombel J.F. Nitrate-reducing bacteria in diversion colitis: a clue to inflammation // Dig. Dis. Sci. 1997. Vol. 42, N 12. P. 2577-2580.

8. Китчиева Г.М., Ачкасов С.И., Жученко А.П., Москалев А.Ии дрК вопросу о диверсионном колите //Колопроктология. 2010. No 4 (34). С. 34-41.

9. Аникин С.В., Яновой В.В., Доровских В.А., Целуйко С.ССпособ профилактики и лечения колита отключенной толстой кишкиПатна изобретение No 2544340, 20.03.2015, БюлNo 8.

10. Антипенко В.В., Блоцкий А.АХронический тонзиллитБлаговещенск, 2018. 207 с.

11. Уминский А.А., Хавстееп Е.Х., Баканева В.Ф.Биохимия флавоноидов и их применение в медицине.Пущино, 2007. 257 с.