Терапия экзогенным оксидом азота - новый метод стимуляции заживления трофических язв у больных с хронической венозной недостаточностью нижних конечностей

Кротовский Г.С., Пекшев А.В., Зудин А.М., Учкин И.Г., Атькова Е.О.

Отдел хирургии сосудов Московской медицинской академии им. И.М. Сеченова МЗ РФ, МГТУ им. Н.Э. Баумана, НИИ ФХМ РГМУ им. Н.И. Пирогова

Применение газообразного оксида азота в лечении различной сосудистой патологии нижних конечностей - одно из разрабатываемых сейчас новых направлений в ангиологии и сосудистой хирургии. В настоящем исследовании представлены данные, которые позволяют судить об эффективности метода терапии оксидом азота (NO-терапия) у больных ХВННК, осложненной трофическими расстройствами. В период с марта 1999 по июнь 2000 года NO-терапия была нами применена у 44 больных с ХВННК, осложненной трофическими расстройствами кожи голеней (венозные трофические язвы). Газообразный NO в исследовании мы получали при помощи прибора «Плазон», разработанного группой инженеров МГТУ им. Н.Э. Баумана. У всех исследованных больных NO-терапия была применена в количестве 15 сеансов, продолжительность каждого сеанса составила 5 минут. В результате применения NO-терапии у данных больных мы установили, что очищение и заживление трофических дефектов в основной группе было меньше, чем в группе сравнения в среднем на 5-7 дней (15.2±3.0 дня в основной группе и 21.6±2.0 дня в группе сравнения). NO-терапия хорошо переносилась всеми больными.

Актуальность темы. По многочисленным данным разных авторов варикозное расширение подкожных вен нижних конечностей (ВРВНК) встречается у 15-19.5% взрослого населения Земли (Червяков И.В., Бондарчук А.В., Кузин М.И.). При этом больные с ВРВНК составляют 4% от числа всех пациентов хирургических стационаров (Петровский Б.В.) и 10% от числа больных с патологией магистральных сосудов (Pratt G.). По данным А.Н. Веденского у всех больных с варикозным расширением магистральных подкожных вен имеет место хроническая венозная недостаточность нижних конечностей (ХВННК), которая может быть различной степени выраженности. Более чем у 50% больных с ВРВНК при обычном течении этого заболевания в сроки более 10 лет от начала заболевания развиваются «окончательные» признаки ХВННК - трофические расстройства кожи голеней в виде гиперпигментации, паратрофической экземы и паратрофической склеродермии, трофических язв [2].

На сегодняшний день можно считать аксиомой утверждение о том, что оптимальным способом лечения больных с ХВННК является хирургическая операция направленная на удаление варикозно-измененных подкожных вен и перевязку коммуникантных вен при наличии их клапанной недостаточности по методу Линтона или методу Фельдера. Именно пациенты с трофическими расстройствами кожи нижних конечностей в первую очередь нуждаются в хирургической операции, однако проведение хирургического вмешательства у пациентов с трофическими язвами связано с высоким риском нагноения операционных ран. Исследование, проведенное в 1984 году S. Gillard и T. Boyd [10] наглядно продемонстрировало, что у больных с неокончательно зажившими трофическими язвами голеней частота нагноения послеоперационных ран в 2,4 раза выше, чем у пациентов с зарубцевавшимися язвами.

Еще одна группа пациентов, для которых актуальна проблема лечения трофических дефектов кожи на фоне ХВННК - больные с сопутствующим тромбозом глубоких вен и с отечной формой посттробофлебитического синдрома, которым оперативное вмешательство по поводу варикозного расширения подкожных вен противопоказано.

Из всего вышесказанного очевидна актуальность проблемы лечения трофических расстройств кожи на фоне ХВННК.

В настоящее время стандартной схемой лечения больных с трофическими язвами считается местное лечение в сочетании с компресионным лечением, флеботониками, дезагрегантами и ангиопротекторами. В качестве местного лечения используются в основном протеолитические ферменты, антисептики с коагулирующим действием и стимуляторы роста грануляционной ткани. Патогенетический смысл этих методов лечения трофических язв состоит в стимуляции микроциркуляции тканей и как следствие - улучшения питания тканей, подавлении развития патогенных микроорганизмов в трофической язве. Однако эти методы лечения не влияют на систему клеточного иммунитета (систему макрофагов), которая, по мнению разных авторов, имеет очень большое значение в процессе очищения и заживления трофических язв.

В представленном исследовании использован новый метод для заживления трофических язв - обработка их экзогенным газообразным оксидом азота, который был получен плазмохимическим путем.

Цель настоящего исследования - изучение результативности применения метода терапии оксидом азота (NO-терапия), полученного плазмохимическим способом в аппарате «Плазон» у больных ХВННК, осложненной трофическими расстройствами кожи.

Материал и методы исследования. Представленное исследование состояло из двух этапов - экспериментального и клинического. На экспериментальном этапе проводилось изучение воздействия газообразного оксида азота, плазмохимическим путем на систему макрофагов, очищающих трофические язвы. На клиническом этапе проводилось исследование эффективности воздействия оксида азота на заживление трофических язв.

Предпосылкой для проведения исследования послужило большое количество данных о роли молекулы оксида азота в организме человека. Возможно, в настоящее время это один из самых активно разрабатываемых вопросов в биохимии. Об этом свидетельствует большое количество публикаций в научных изданиях и присуждение нобелевской премии по медицине за 1998 года группе авторов (Ф. Мюррада, Л. Игнарро и Р. Ферчготт), которая опубликовала результаты исследований в работе «Монооксид азота как сигнальная молекула в сердечно-сосудистой системе». На сегодняшний день известно, что молекула оксида азота, являясь короткоживущим соединением (срок жизни молекулы составляет около 10 сек.), активно участвует в процессе регуляции тонуса сосудистой системы, выполняя роль так называемого «эндотелиального релаксирующего фактора». В организме человека оксид азота синтезируется в результате расщепления L-аргинина ферментом NO-синтазой (NOS) в эндотелиальных и нервных клетках, в макрофагах и др. Тем не менее, механизмы воздействия молекулы оксида азота еще не достаточно изучены. На сегодняшний день известно, что в организме человека NO выполняет важные биологические функции [1, 4, 5, 6-8, 9, 12, 13, 14, 16]:

1) синтезируемый в макрофагах и моноцитах NO обеспечивает их цитотоксическую и цитостатическую активность по отношению к чужеродным клеткам, в том числе и к микробным, активирует Т-лимфоциты и иммуноглобулин Е;

2) синтезируемый в эндотелиальных клетках NO является вазодилататором, антиагрегантом тромбоцитов и эритроцитов, ингибитором тромбообразования;

3) синтезируемый в клетках нервной системы NO выступает в качестве медиатора межнейронных коммуникаций, синаптической пластичности и памяти, а также медиатора,, обуславливающего релаксацию гладкомышечных клеток пищеварительного тракта, бронхов и др.

Имеются отдельные экспериментальные исследования роли эндогенного NO в раневом процессе. Получены сообщения о том, что ингибиторы NOS задерживают заживление ран, а доставка NO с помощью полимерного донора ускоряет процесс их заживления [15, 17].

В клинической практике экзогенный газообразный оксид азота на сегодняшний день применяется активно только в реаниматологии, где он используется ингаляционно для лечения легочной гипертензии и респираторного дистресс-синдрома. [11]. При этом используется оксид азота, получаемый химическим путем и хранящийся в сосуде или баллоне под высоким давлением в смеси с инертным газом (аргон, азот).

В качестве источника оксида азота в нашем исследовании и на экспериментальном, и на клиническом этапах был использован медицинский воздушно-плазменный аппарат «Плазон», разработанный в 1998 году группой инженеров НИИ Энергомашиностроения Московского государственного технического университета им. Н.Э. Баумана [Рис. 1]. В настоящее время получено разрешение комиссии по общей хирургии Комитета по новой медицинской технике МЗ РФ на клиническое применение аппарата и его серийное производство.

Получение оксида азота в аппарате «Плазон» происходит плазмохимическим способом из кислорода и азота атмосферного воздуха в соответствии с обратимой химической реакцией [3]:

N2 + O2 « 2NO - 180.9 кДж

Непосредственное формирование газового потока, содержащего оксид азота, осуществляется в специальном медицинском манипуляторе - генераторе оксида азота, соединенном с аппаратом гибким электро-гидро-газовым подводом.

Основные осевые параметры исходящего из манипулятора газового потока (температура, содержание NO), приведены на Диаграмме 1. Анализ газового потока показал, что на расстоянии 60 мм от сопла манипулятора температура газового потока оставляет 37° С, а концентрация монооксида азота составляет 2000 ррm, при этом концентрация азота и кислорода такая же, как в окружающей атмосфере - соответственно 70-90 и 8-9 мг/м3.

Экспериментальная часть работы была выполнена на базе лаборатории патологии клетки кафедры биофизики НИИ физико-химической медицины Российского государственного медицинского университета им. Н.И. Пирогова (заведующий кафедрой - академик РАН, профессор В.С. Владимиров).

В ходе эксперимента было изучено воздействие оксида азота, полученного плазмохимическим путем, на фагоцитарную активность макрофагов, участвующих в процессе фагоцитоза в трофических язвах. Культура макрофагов для эксперимента получали методом центрифугирования смывов с трофической язвы человека. В эксперименте культура макрофагов подвергалась экспозиции в потоке оксида азота «in vitro». Расстояние от сопла манипулятора до культуры макрофагов равнялось 60 мм, температура газового потока на таком удалении от сопла составляла 37 ° С при окружающей температуре воздуха 20 ° С.

Фагоцитарная активность макрофагов оценивалась методом фотохемолюминесценции в камере «Macintosh», Великобритания.

Было установлено, что при экспозиции культуры макрофагов в газовом потоке оксида азота максимальное увеличение интенсивности свечения свидетельствующее об активации протеолитических ферментов макрофагов происходит достоверно через 100-120 секунд от начала экспозиции. Интенсивность свечения макрофагов по сравнению с исходной возрастала в среднем в 1,95 раза (p<0.05). (160 mlux - исходная интенсивность свечения, 312 mlux - интенсивность свечения после экспозиции в течение 2 минут). При более длительной экспозиции наблюдалось уменьшение активности протеолитических ферментов макрофагов, что свидетельствует, по-видимому, об угнетении NOS макрофагов высокой концентрацией экзогенного NO.

Достоверное увеличение интенсивности свечения макрофагов наблюдалось в сроки до 24 часов после однократной экспозиции.

Клиническая часть исследования проводилась на базе 18-го отделения сосудистой хирургии городской клинической больницы N 7 г. Москвы. В этой фазе исследования оценивалась эффективность применения аппарата «Плазон» для заживление трофических язв у больных с трофическими язвами голеней на фоне ХВННК.

Эффективность нового метода стимуляции заживления трофических язв оценивалась у пациентов, давших добровольное согласие на участие в исследовании. Всего для исследования с марта 1999 г по февраль 2000 г было отобрано 44 больных (36 женщин и 8 мужчин). Для исключения возможных побочных эффектов со стороны системы коронарных артерий нами целенаправленно исключались пациенты с коронарной недостаточностью, принимающие нитраты.

Возраст больных составил от 46 до 62 лет (средний возраст 54 года). У всех 44 больных имела место ХВННК, осложнившаяся образованием трофических язв. У двух больных имела место отечная форма ПТФС со снижением проходимости по глубоким венам. Локализация трофических язв была типичной - нижняя треть голени у всех пациентов. Срок заболевания варикозным расширением вен у этих больных составил от 6 до 22 лет (средний срок заболевания составил 14 лет). Срок появления трофических язв на коже голени до момента госпитализации колебался от 1 месяца до 36 месяцев. Размер язв составлял от 2 до 7 см в диаметре.

При бактериальном исследовании содержимого язв получен рост во всех случаях. В основном выделялся St. Epidermicus (39 больных) и St. Aureus (4 больных), чувствительные к аминогликозидам и цефалоспоринам III генерации. У одного больного была получена кантоминация этих патогенных микроорганизмов.

Всем больным также было выполнено дуплексное сканирование вен нижних конечностей (использовался ультразвуковой компьютерный томограф Logic 400 фирмы General Electric, США). При дуплексном сканировании оценивалась проходимость глубоких вен, наличие или отсутствие недостаточности клапанного аппарата глубоких и коммуникантных вен нижних конечностей.

Пациентам основной группы проводилась NO-терапия с использованием аппарата «Плазон». Лечение состояло в экспозиции области язвы в газовом потоке в течение 2-х минут с интервалом раз в суткирасстояния от сопла манипулятора до трофического дефекта 60 мм. При наличии на язве сухого струпа он удалялся механическим путем. По окончании процедуры NO-терапии на область язвы накладывалась сухая стерильная повязка. Продолжительность применения NO-терапии составила 15 суток. Для исключения вдыхания продуктов окисления оксида азота экспозиция трофической язвы в газовом потоке проводилась под вытяжкой.

Для объективизации исследования нами была создана группа сравнения также из 44 больных, которые получали обычное лечение по поводу трофических язв (перевязки с антисептиками, физиотерапию, применение стимуляторов тканевого роста). Состояние пациентов в группах, давность основного заболевания, а также тяжесть трофических дефектов были схожими.

Для документирования происходящих в язве процессов выполнялась фотосъемка при искусственном освещении с использованием пленки Kodak Gold 400 (Рис. 2).

Результаты. Целью NO-терапии в лечении трофических дефектов кожи на фоне ХВННК было уменьшение воспаления, усиление и ускорение репаративных процессов с тем, чтобы достичь самостоятельного заживления трофических язв. Критериями оценки эффективности воздействия экзогенного NO являлись: динамика воспалительного процесса, формирование грануляционной ткани и эпителизация трофических дефектов. Клинический эффект оценивался в конце курса терапии.

До начала лечения у 79,5% больных (35 человек) грануляции в трофических дефектах отсутствовали или были очень вялыми. У 16% больных (7 человек) грануляции были умеренными и только у 4,5% больных грануляции были активными (2 больных). У 85,5% пациентов (42 человека) в трофических язвах отмечено наличие фибриновых наложений.

У 81,8% пациентов (36 человек) на фоне NO терапии произошло полное заживление трофических дефектов, у 13,6% больных (6 человек) произошло уменьшение трофических дефектов и уменьшение периульцерального дерматита, у 4,5% больных (2 человека) трофические дефекты оказались резистентными к NO-терапии. При этом у 100% больных отмечено очищение трофических дефектов от фибриновых наложений.

При контрольных бактериологических посевах из ран на 5-7 сутки после начала NO- терапии было отмечено отсутствие роста микрофлоры у 93,2% больных (41 человек).

При анализе полученных нами данных мы не отметили никакой зависимости между эффективностью NO-терапии и сроком существования трофической язвы, а также предшествующим ее лечением.

В результате применения NO-терапии у больных с трофическими язвами на фоне ХВННК мы установили, что время очищения и заживления трофических дефектов в основной группе было достоверно меньше, чем в группе сравнения в среднем на 5-7 дней (15.2±3.0 дня в основной группе и 21.6±2.0 дня в группе сравнения).

NO-терапия хорошо переносилась всеми больными - побочных эффектов связанных с течением раневого процесса или изменений общего состояния больных отмечено не было ни в одном случае.

Сроки наблюдения за больными, перенесшими NO-терапию составили от 1 месяца госпитального периода до года. Каких-либо побочных эффектов от применения новой методики в отдаленном периоде (до года) нами получено не было.

Выводы:

1. Лечение оксидом азота, полученным плазмохимическим путем эффективно у 85,5% больных с трофическими язвами голеней на фоне ХВННК.

2. Использование экзогенного оксида азота в качестве моно-терапии у больных с трофическими язвами дает выраженный лечебный эффект.

3. Изучение фагоцитарной активности макрофагов «in vitro» свидетельствует о стимулирующем эффекте NO-терапии на систему клеточного иммунитета.

Заключение. Таким образом, по полученным нами данным применение NO-терапии у больных с ХВННК осложнившейся трофическими расстройствами достоверно увеличивает скорость очищения и заживления трофических язв, что свидетельствует о необходимости продолжения исследований в области терапевтического воздействия экзогенного газообразного оксида азота на раневые процессы.

Обсуждение. По нашему мнению достоверное увеличение скорости заживления трофических язв нельзя объяснить только стимуляцией клеточного иммунитета.Очевидно, происходит и стимуляция микроциркуляторного кровообращения в области трофических нарушений. В ходе нашего исследования методом лазерной допплерфлоуметрии мы регистрировали достоверный прирост интенсивности микроциркуляторного кровообращения в тканях нижних конечностей, что, по-видимому, свидетельствует о стимулирующем воздействии газообразного оксида азота, полученного в аппарате «Плазон», на систему капиллярного кровотока.

ЛИТЕРАТУРА

1.Ванин А.Ф. // Биохимия. - 1998 - Т. 63, №7, - С. 867-869.

2.Веденский А.Н. // Клиническая флебология. - М., 1988, С. 216.

3.Глинка Н.Л. // Общая химия. - М., 1960 С. 733.

4.Марков Х.М. // Успехи физиол. наук. - 1996. - Т.27, №4, - С. 30-43.

5.Раевский К.С. // Бюл. экспер. биол. - 1997. - Т. 123, №5. - С.484 - 490.

6.Aggarwal B.B., Mehta K. // Meth. Enzymol. - 1996. - Vol. 269. P. 166 - 171.

7.Angard E. // Lancet. - 1994. - Vol. 343, N 14. - P. 1199-1206.

8.Billar N.R. //Ann. Surg. - 1995. - Vol. 221, N 4. - P. 339 - 349.

9.Davies M.G., Fulton G.J., Haggen P.O. // Brit. J. Surg. - 1995. - Vol. 82. - P. 1598 - 1610.

10.Gillard S., Boyd T. // Lancet. - 1982. - Vol. 212, N 8. - P. 843 - 866.

11.Kavanagh B.P., Pearl R.G. // Int. Anestesiol. Clin. - 1995. - Vol. 33. - P. 181- 210.

12.Kiechle F.L., Malinski T. // Amer. J. Clin. Pathol. - 1993. - Vol. 100. - P. 567 - 575.

13.Lowenstein C. J., Dinerman J. L., Snyder S. H. // Ann. Intern. Med. - 1994. - Vol. 120, N 3. - P. 227 - 237.

14.Nicholson S., Bonecini-Almeida M. G. Et al. // J. Exp. Med. - 1996. - Vol. 183. - P. 2293 - 2302.

15.Shabanic M., Pulfer S. K. Et al. // Wound Repair regul. - 1996. - Vol. 4. - P. 353 - 362.

16.Snyder S. H., Bredt D.S. // Scient. Amer. - 1992. - May. - P. 68 - 77.

17.Tzeng E., Billiar T. R. // Arch. Surg. - 1997. - Vol. 132. - P. 977 - 982.