Микроциркуляторные и метаболические изменения в тканях кожи при экспериментальной компрессионной травме Medline.ru - медико-биологический информационный портал Медлайн.ру

Микроциркуляторные и метаболические изменения в тканях кожи при экспериментальной компрессионной травме

Шперлинг И.А., Кузьмина О.Ю., Шперлинг Н.В., Одинцова И.А.,
Шулепов А.В., Шеладев И.В.

ФГБУ Государственный научно-исследовательский испытательный институт военной медицины Минобороны России
ФГБВОУВО Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова Минобороны России

Резюме
Цель исследования. Оценить параметры микроциркуляции и метаболизма в ткани кожи в зоне компрессионной травмы мягких тканей конечности у крыс в эксперименте. Материалы и методы. Исследование проведено на 36 половозрелых крысах-самцах линии Вистар массой 350 - 400 гр. в возрасте 4,5-5 мес. Животным (30 особей) в опытной группе моделировали под наркозом компрессионную травму мягких тканей бедра путем механической компрессии тисками (время компрессии 7 часов с силой давления 10-12 кг/см2). После декомпрессии для профилактики обезвоживания в течение 3 сут ежедневно в хвостовую вену вводили 0,9% раствор натрия хлорида в дозе 2,0 мл/кг массы тела. В интактной группе (6 особей) были здоровые животные без моделирования компрессионной травмы. Сразу после снятия тисков и далее через 3 ч, 1, 3, 7, 14 и 28 сут визуально оценивали состояние травмированной конечности на предмет наличия ран, изменения цвета кожных покровов, кроме того, аппаратным способом оценивали микроциркуляцию и окислительный метаболизм в коже зоны компрессии с помощью лазерного анализатора кровотока ЛАКК-М (ООО НПП Лазма, Россия). Результаты. В течение 28 сут эксперимента в опытной группе животных (с компрессионной травмой) погибли 30% животных (9 особей) в течение первых 7 сут эксперимента: через 3 ч 1; 1 сут 3; 3 сут 3; 7 сут - 2. У крыс в посткомпрессионом периоде изменения микроциркуляции и метаболизма в коже имели волнообразный характер. Наибольшие изменения показателей произошли в период 3 ч - 7 сут после декомпрессии тканей. Так через 3 ч после декомпрессии произошло усиление микроциркуляции в 3 раза. Кислородопотребление тканями достигло 90% от интактной группы (р≤0,05), метаболическая активность напротив - снизилась на 30% (р≤0,05). К концу первых суток наметилась тенденция к снижению параметров микроциркуляции на фоне продолжающегося повышения кислородопотребления тканями и активации аэробного пути метаболизма. В этот период оксидация поврежденных клеток может способствовать образованию активных форм кислорода и в последующем - некрозу клеток, что подтверждено появлением хаотичных точечных зон некроза. Далее нарушения микроциркуляции и метаболизма прогрессировали. Максимально через 7 сут от начала эксперимента микроциркуляция снизилась на 80% (от интактной группы, р≤0,05), а интенсивность тканевого обмена кислорода и метаболическая активность снизилась на 31% и 33% от интактных значений (р≤0,05). Это сопровождалось деструкцией ткани в виде появления ран на месте сухого некроза. Метаболическая активность восстановилась до исходных значений на 14 сут эксперимента, что свидетельствует о восстановлении оставшихся жизнеспособных клеток и переход их на аэробный обмен. К 28 сут отмечен повторный подъем потребления кислорода тканями кожи в 3,5 раза, что может быть связано с активацией клеток регенеративного ряда, синтезом коллагена для формирования рубца. Заключение. Наиболее значимые микроциркуляторные и метаболические изменения в коже в посткомпрессионном периоде происходили в период 3 ч 7 сут. В первые сутки произошли процессы, направленные на восстановление жизнеспособности ткани за счет компенсаторных возможностей организма. К исходу 7-х сут развились деструктивные процессы, приводящие к образованию ран. В последующем происходили процессы пролиферации и рубцевания, обеспеченные восстановлением микроциркуляции и активации метаболической активности тканей кожи. Полученные данные позволили описать процессы повреждения и восстановления тканей кожи у экспериментальных животных в рамках микроциркуляторных и метаболических процессов. Это дает основание для применения данной методологии при оценке направленности патологического процесса при компрессионной травме тканей кожи и эффективности применяемых методов лечения.

Ключевые слова
краш-синдром, кожа, микроциркуляция, метаболизм.

(статья в формате PDF. Для просмотра необходим Adobe Acrobat Reader)

открыть статью в

новом окне

Список литературы

1. Шугаева К.Я., Магомедов М.А., Магомедов К.К., Шахбанов Р.К. Современные аспекты патогенеза синдрома длительного сдавления мягких тканей в клинике и эксперименте // Известия Дагестанского Государственного педагогического университета. Серия Естественные и точные науки. 2012; 2: 96-100. [Shugaeva K.Ya., Magomedov M.A., Magomedov K.K., Shahbanov R.K. Modern aspects of pathogenesis of the long-term compression of soft tissues in the clinic and experiment // News of the Dagestan State Pedagogical University. A series of natural and accurate sciences. 2012; 2: 96-100. [in Russian].

2. Genthon A., Wilcox S. R. Crush Syndrome: A Case Report and Review of the Literature // The Journal of Emergency Medicine/ 2014; 46(2), 313-319. DOI: 10.1016/j.jemermed.2013.08.052

3. Reis N.D., Better O.S. Mechanical muscle-crush injury and acute muscle-crush compartment syndrome: with special reference to earthquake casualties // J. Bone Joint Surg. Br. 2005; 87(4): 450-453. DOI: 10.1302/0301-620X.87B4.15334.

4. Османова A.A., Магомедов М.А., Гусейнов Т.С. Изменения микрогемоциркуляции в раннем посткомпрессионном периоде синдрома длительного сдавливания и коррекции инфузией перфторана // Журнал «Морфологические ведомости». Самара- 2010, 1- С.72-78. [Osmanova A.A., Magomedov M.A., Huseynov T.S. Changes in microhemocirculation in the early post-acceptance period of long-term squeezing syndrome and correction of infusion perfluoroan // Morphological Vedomost Magazine. Samara - 2010, 1-S.72-78. [in Russian]

5. Митиш В.А., Налбандян Р.Т., Исхаков О.С., Сидоров С.В., Басаргин Д.Ю., Багаев В.Г., Коваленко М.И., Мединский П.В., Соков С.Л. Особенности оказания специализированной хирургической помощи пострадавшим при землетрясении в Непале // Раны и раневые инфекции. Журнал им. проф. Б.М. Костючeнка. 2016; 3(4): 34-49. DOI: 10.25199/2408-9613-2016-3-4-34-49. [Mitisch V.A., Nalbandian R.T., Ishakov O.S., Sidorov S.V., Basargin D.Yu., Bagaev V.G., Kovalenko M.I., Medinsky P.V., Sokov S.L. Features of the provision of specialized surgical assistance to victims during an earthquake in Nepal // Wounds and wound infections. Magazine them. prof. B. M. Kostyuchenka. 2016; 3 (4): 34-49. DOI: 10.25199 / 2408-9613-2016-3-4-34-49. [in Russian].

6. Murata I., Kawanishi R., Inoue S., Iwata M., Kobayashi J., Inoue Y., Kanamoto I. A novel method to assess the severity and prognosis in crushsyndrome by assessment of skin damage in hairless rats //European Journal of Trauma and Emergency Surgery (2019) 45:1087-1095.

7. Иванов А.Н., Лагутина Д.Д., Гладкова Е.В., Матвеева О.В., Мамонова И.А., Шутров И.Е., Андронова Т.А., Ульянов В.Ю., Норкин И.А. Механизмы дистантного стимулирующего действия аутотрансплантации кожного лоскута при повреждении периферического нерва // Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. 2018; 104(11): 1313-1324. [Ivanov A.N., Lagutina D.D., Gladkova E.V., Matveeva O.V., Mamonova I.A., Sprots I.E., Andronova T.A., Ulyanov V.Yu., Norkin I.A. The mechanisms of distant stimulating action of autotransplantation of the skin flap during damage to the peripheral nerve // Russian Journal of Physiology. 2018; 104 (11): 1313-1324. [in Russian].

8 Шулепов А.В., Шперлинг Н.В., Юркевич Ю.В., Шперлинг И.А. Регенеративные эффекты регионарного применения мезенхимных стромальных клеток человека в геле гиалуроновой кислоты при экспериментальной компрессионной травме мягких тканей // Медико-биологические и социально-психологические проблемы безопасности в чрезвычайных ситуациях. 2018; 1: 75-83. DOI: 10.25016/2541-7487-2018-0-1-75-83. [Shupleov A.V., Schpeling N.V., Yurkevich Yu.V., Schpeling I.A. Regenerative effects of regional use of the mesenchymal stromal human cells in the hyaluronic acid gel with an experimental compression injury of soft tissues. Medico-biological and socio-psychological problems of safety in emergency situations. 2018; 1: 75-83. DOI: 10.25016 / 2541-7487-2018-0-1-75-83. [in Russian].

9. Сидоров В.В., Рыбаков Ю.Л., Гукасов В.М. Метод и приборная реализация контроля микроциркуляторно-тканевой системы in vivo // Медицина и высокие технологии. 2018; 3: 27-33. [Sidorov V.V., Rybakov Yu.L., Gukasov V.M. Method and instrumental implementation of control of the microcirculatory-fabric system in vivo // Medicine and high technology. 2018; 3: 27 - 33. [in Russian].

10 Лукина М.М., Ширманова М.В., Сергеева Т.Ф., Загайнова Е.В. Метаболический имиджинг в исследовании онкологических процессов (обзор) // Современные технологии в медицине. 2016; 4: 113-128. DOI: 10.17691/stm2016.8.4.16 [Lukina M.M., Shirmanova M.V., Sergeeva T.F., Zagainova E.V. Metabolic imaging in the study of oncological processes (review) // Modern technologies in medicine. 2016; 4: 113-128. DOI: 10.17691 / STM2016.8.4.16 [in Russian].

11. Georgakoudi I., Quinn K.P. Optical imaging using endogenous contrast to assess metabolic state // Ann Rev Biomed Eng. 2012; 14: 351-367, DOI: 10.1146/annurev-bioeng-071811-150108.

12. Chance B., Schoener B., Oshino R., Itshak F., Nakase Y. Oxidation-reduction ratio studies of mitochondria in freeze-trapped samples. NADH and flavoprotein fluorescence signals. // J Biol Chem. 1979; 254(11): 4764-4771.

13. Ying W. NAD+/NADH and NADP+/NADPH in cellular functions and cell death: regulation and biological consequences // Antioxid Redox Signal. 2008;10(2):179-206. Doi: 10.1089/ars.2007.1672.

14. Schaefer P.M., Kalinina S., Rueck A., Arnim C., Einem B. NADH Autofluorescence-A Marker on its Way to Boost Bioenergetic Research // Cytometry A. 2019; 95(1):34-46. Doi: 10.1002/cyto.a.23597

15. Небылицин Ю.С., Лазуко С.С., Кутько Е.А. Синдром ишемии-реперфузии нижних конечностей // Вестник Витебского государственного медицинского университета. 2018; 17 (6):18-31. [Nebylitsin Yu.S., Lazuko S.S., Kutko E.A. Ischemia-reperfusion syndrome lower extremities // Vestnik of Vitebsk State Medical University. 2018; 17 (6):18-31 [in Russian].

16. Байтингер В.Ф., Селянинов К.В. Реперфузионный синдром: сосудистые проявления в кожно-фасциальных лоскутах // Пластическая хирургия и эстетическая медицина. 2021;(2):40-47. Doi: 10.17116/plast.hirurgia202102140 [Baitinger V.F., Selyaninov K.V. Reperfusion syndrome: vascular manifestations in leather-fascial flaps // Plastic surgery and aesthetic medicine. 2021; (2): 40-47. DOI: 10.17116 / Plast.hirrgia202102140 [in Russian].

17. Громова О.А., Торшин И.Ю., Томилова И.К., Гилельс А.В., Демидов В.И. Кальций и биосинтез коллагена: систематический анализ молекулярных механизмов воздействия // Русский медицинский журнал. 2016. 15. С. 1009-1017. [Gromova O.A., Torshin I.Yu., Tomilova I.K., Gilels A.V., Demidov V.I. Calcium and collagen biosynthesis: systematic analysis of molecular mechanisms of action // Russian Medical Journal. 2016. 15. P. 1009-1017. [in Russian].

18. Gielis J.F., Beckers P.A.J., Briedé J.J., Cos P., Van Schil P.E. Oxidative and nitrosative stress during pulmonary ischemia-reperfusion injury: from the lab to the OR // Ann Transl Med. 2017;5(6):131. doi: 10.21037/atm.2017.03.32

19. Жидков А.С., Корик В.Е., Трухан А.П., Жидков С.А., Пивоварчик С.Н., Терешко Д.Г. Прямая оксиметрия в диагностике экспериментального синдрома длительного сдавления // Новости хирургии. 2015; 23 (1): 12-16. [Gidkov A.S., Korik V.E., Trukhan A.P., Lykov S.A., Bivovarchik S.N., Tereshko D.G. Direct oximetry in the diagnosis of experimental syndrome of long-term compression // Surgery news. 2015; 23 (1): 12-16. [in Russian].