Структурні зміни легень при тяжкій черепно-мозковій травмі

Размещено на http://www.allbest.ru/

МІНІСТЕРСТВО ОХОРОНИ ЗДОРОВ'Я УКРАЇНИ

УДК: 616.831-001:616.24-0710092.9.259

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата медичних наук

Структурні зміни легень при тяжкій черепно-мозковій травмі (клініко - експериментальне дослідження)

Андрєєв Сергій

Анатолійович

Харків - 2011

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Державній установі «Інститут нейрохірургії ім. акад. А.П.Ромоданова НАМН України» (м. Київ).

Науковий керівник:

доктор медичних наук, професор Шамаєв Михайло Іванович, Державна установа «Інститут нейрохірургії ім. акад. А.П. Ромоданова НАМН України», головний науковий співробітник, керівник відділу нейропатоморфології.

Офіційні опоненти:

доктор медичних наук, професор Марковський Володимир Дмитрович, Харківський національний медичний університет МОЗ України, завідувач кафедри патоморфології;

доктор медичних наук, професор Туманський Валерій Олексійович, Запорізький державний медичний університет МОЗ України, завідувач кафедри патологічної анатомії та судової медицини з основами права.

Захист відбудеться "26" травня 2011 р. о 13.30 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 64.600.01 в Харківському національному медичному університеті МОЗ України (61022, м. Харків, проспект Леніна, 4).

З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці Харківського національного медичного університету МОЗ України (61022, м. Харків, проспект Леніна, 4).

Автореферат розісланий "14" квітня 2011 р.

Учений секретар спеціалізованої вченої ради, д.мед.н., професор В.В. Лазуренко

1. ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Збільшення частоти черепно-мозкової травми (ЧМТ) закономірно ставить питання про необхідність поглибленого вивчення найбільш тяжких її видів, як основної причини летальності та інвалідизації постраждалих, з метою розробки адекватних підходів до діагностики, критеріїв прогнозу і, відповідно, максимально обґрунтованої лікувальної тактики (В.А. Туманский и соавт, 2005; Н.В. Говорова, 2007; Е.Г. Педаченко и соавт., 2010; В.А. Туманский и соавт., 2010).

Значна кількість публікацій, присвячених питанням патології легень при ураженні центральної нервової системи, вказує на увагу до проблеми як клініцистів, так і патоморфологів (В.А.Туманский, 1984; В. О. Туманський, С. І. Тертишний, 1998; В.А.Туманский и соавт; 2006; С.І. Тертишний, 2010), оскільки запальні ускладнення збоку органів дихання займають провідне місце в структурі летальності від екстракраніальних ускладнень, складаючи від 30 до 86% (Л. М. Туманская, 1995; В.И. Дарий и соавт., 2001; А.М. Голубев, 2005; В.Ю. Зейтленок, 2007; Ю.А. Зозуля и соавт., 2008; Г.К. Гусейнов, 2009). Механізм розвитку легеневих ушкоджень має багатофакторний характер (Ziliene V. et al., 2004), опосередковується грубими порушеннями мікроциркуляції, гіпоксією та некрозом тканин, активацією медіаторів і залишається остаточно не з'ясованим (В.И. Черний и соавт., 2000; Д.В. Сундуков, 2005; В.С. Рагимов и соавт., 2007). Наявна інформація знаходиться на рівні констатації окремих фактів (T.W. Lew et al., 2001; H.M. Wang et al., 2003) та спроб екстраполяції даних в клініку (О.В. Беловицкий, 2009). Більшість аспектів, що стосуються механізмів та регуляції цих процесів нерідко залишаються за межами обговорення ( A.Kalsotra et al., 2006).

Проведений нами аналіз наукової літератури показав, що динаміка морфологічних змін легень при переживанні травми в умовах стаціонару практично не розглянута. Як правило, дані не систематизовані залежно від давності травми (А.В. Клементьев, 2008), характеру ушкоджень (Ю.А. Городовикова, 2009), складу лікувальних заходів (H.J. Schneider et al., 2007), наявності передіснуючої соматичної патології (В.В. Гаргін, В.Д. Марковський, 2010; В.Д. Марковский и соавт., 2010). Відсутні роботи, у яких зіставляються результати секційних та експериментальних досліджень.

Підводячи підсумок, можна відзначити, що проблема патоморфології легень при ЧМТ не може вважатися цілком вирішеною, вона залишається актуальною до теперішнього часу і вимагає глибокого комплексного дослідження.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертація виконана відповідно до плану наукових досліджень ДУ «Інститут нейрохірургії ім. акад. А.П. Ромоданова НАМН України» і є фрагментом науково-дослідної теми «Розробити методи прогнозування та профілактики поліорганної недостатності при черепно-мозковій травмі» (номер державної реєстрації 0107U001200). У рамках зазначеної теми автором проводилося дослідження тематичних секційних випадків, моделювання тяжкої черепно-мозкової травми у щурів, патоморфологічне дослідження мозку та легень на експериментальному та клініко-анатомічному матеріалі, аналіз отриманих результатів.

Мета і задачі дослідження.

Мета - покращити якість морфологічної діагностики та об'єктивізувати характер змін легень в гострому періоді тяжкої черепно-мозкової травми (ТЧМТ).

Для досягнення мети були поставлені наступні задачі:

1. Встановити динаміку морфологічних змін легень у осіб, що загинули в гострому періоді ТЧМТ.

2. Розробити модель та дослідити в експерименті на щурах морфогенез патологічних змін легень в гострому періоді ТЧМТ.

3. Співставити характер морфологічних змін легень при ТЧМТ на клінічному та експериментальному матеріалі.

4. Дослідити значущість впливу рівня ураження стовбура головного мозку, наявності алкогольного сп'яніння на момент отримання травми та об'єму оперативного втручання на рівень структурної реорганізації легень при смерті хворих в гострому періоді ТЧМТ.

Об'єкт дослідження - тяжка черепно-мозкова травма.

Предмет дослідження - легені експериментальних тварин (безпородних білих щурів) та легені трупів осіб, що загинули від тяжкої черепно-мозкової травми.

Методи дослідження - експериментальні; морфологічні (гістологічні, гістохімічні, морфометрія); математико-статистичні.

Наукова новизна одержаних результатів. Вперше виявлено закономірності структурно-функціональних змін легень в гострому періоді ТЧМТ та показано їх залежність від давності спричинення ушкодження. Формування структурних ознак, характерних для гострого ушкодження легень (СГЛУ) є патерном ураження легень при ТЧМТ.

Вперше проведено співставлення характеру та динаміки структурних змін легень у осіб, що загинули від ТЧМТ в стаціонарі і легень щурів при експериментальному моделюванні ТЧМТ. Встановлено структурні еквіваленти змін легень, що є проявом термінових компенсаторних реакцій, характерних для травматичної хвороби. Показано, що компенсаторні реакції носять короткочасний характер, а прогресування змін в легенях (зміна їх морфологічного патерну в напрямку розвитку запалення) сприяє наростанню дихальної недостатності вже в ранні терміни травми.

Практичне значення одержаних результатів. Визначено патерни макро- та мікроскопічних ознак, що характеризують особливості патогенезу та танатогенезу в гострому періоді ТЧМТ, доповнюють та уточнюють дані про морфогенез ушкоджень легень.

За результатами дослідження летальних випадків при ТЧМТ на госпітальному етапі виявлено порушення послідовності судинних реакцій в легенях у випадках травматичного ураження стовбура мозку, наявності передуючого травмі алкогольного сп'яніння, різного віку постраждалих, наявності оперативного втручання, що дозволяє підійти до їх оцінки не тільки з позицій розвитку патологічного процесу, але й рекомендувати правильну тактику лікування.

Для практичного застосування морфологам запропоновано алгоритм дослідження та комплекс морфологічних змін легень в гострому періоді ТЧМТ, що можуть бути використані для об'єктивізації даних морфологічного дослідження.

Результати проведених досліджень впроваджені в практичну діяльність відділу нейропатоморфології та відділу експериментальної нейрохірургії ДУ «Інститут нейрохірургії ім. акад. А.П. Ромоданова НАМН України», патологоанатомічного відділення Київської міської клінічної лікарні швидкої медичної допомоги, ОКМУ "Патологоанатомічне бюро", м. Чернівці; у викладацький процес на кафедрі патологічної та топографічної анатомії НМАПО ім. П.Л. Шупика, на кафедрі фтизіатрії та пульмонології Буковинського державного медичного університету МОЗ України.

Особистий внесок здобувача. Автором особисто проведено патентно-інформаційний пошук, аналіз наукової літератури з даної проблеми. Разом з науковим керівником розроблена програма дослідження. Автором самостійно виконано експериментальну та клініко-анатомічну частини роботи, проведено морфологічні дослідження, статистичну обробку отриманих даних, аналіз та узагальнення результатів дослідження. Дисертантом написані всі розділи дисертації, сформульовані мета, задачі, обґрунтовані положення і висновки. Результати роботи відображені автором у публікаціях.

Апробація результатів дослідження. Основні положення доповідалися і обговорювалися на: VIII міжнародному Конгресі патологів України «Сучасні проблеми патологічної анатомії» (м. Полтава 21-23 травня 2008р.), ІV з'їзді нейрохірургів України (м. Дніпропетровськ, 27-30 травня 2008р.), V національному Конгресі анестезіологів України (м. Київ, 08-12 вересня 2008р.), на 45-й університетській науково-практичній конференції молодих вчених "Актуальні питання експериментальної, клінічної та профілактичної медицини" (м. Вінниця, 04 травня 2009р), на засіданні Ради молодих вчених ДУ «Інститут нейрохірургії ім. акад. А.П.Ромоданова АМН України» (10.03.09 та 29.05.10 рр.).

Робота апробована на розширеному засіданні Вченої ради ДУ «Інститут нейрохірургії ім. акад. А.П.Ромоданова АМН України» сумісно з кафедрами нейрохірургії НМАПО ім. П.Л. Шупика та НМУ ім. О.О.Богомольця (10 вересня 2010р.).

Публікації. За матеріалами дисертації опубліковано 9 наукових праць, з них 4 статті у фахових журналах, що відповідають вимогам ВАК України, 1 стаття та 4 тез в збірниках конференцій.

Структура і обсяг дисертації. Робота складається зі вступу, огляду наукової літератури, характеристики матеріалів та методів дослідження, трьох розділів власних досліджень, аналізу та узагальнення отриманих даних, висновків, списку літератури та додатків. Основний текст дисертації викладено на 119 сторінках машинописного тексту, ілюстровано 87 мікрофотографіями, 11 діаграмами та 28 таблицями, які в цілому займають 36 сторінок. Бібліографічний перелік викладений на 34 сторінках, містить 294 джерела, з них 179 кирилицею та 115 латиною.

2. ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Матеріали та методи дослідження. Для вирішення поставлених завдань проведено клініко-експериментальне дослідження.

Клініко-анатомічний матеріал отримано в ході секційного дослідження померлих від ТЧМТ, що знаходились на стаціонарному лікуванні в ДУ «Інститут нейрохірургії ім. акад. А.П.Ромоданова НАМН України» в 2007-2008 роках. Групу дослідження склала 41 особа - 34 (82,9%) чоловіків та 7 (17,1%) жінок - віком від 18 до 78 років. Підставою для включення спостережень в розробку була ізольована закрита ТЧМТ з летальним наслідком.

В залежності від строків смерті постраждалих, всі випадки були розподілені на п'ять груп: смерть в першу добу (n=13), смерть на 2-5 добу (n=8), смерть на 6-10 добу (n=8), смерть на 11-14 добу (n=5) та смерть в строки більше 15 діб після ТЧМТ (n=7), які характеризують динаміку патофізіологічних та патоморфологічних процесів в гострому періоді ТЧМТ (А.П. Ромоданов и соавт., 1990; А.П. Гук, 1999).

Експеримент виконано на 85 білих безпородних щурах-самцях віком 8 місяців та вагою 188,1±4,2 г, що утримувалися на стандартному раціоні з вільним доступом до їжі та води в умовах віварію.

Закриту дозовану ЧМТ у щурів моделювали з використанням пружинного ударника власної конструкції, методика нанесення травми є модифікацією способу Т.Т. Лук'янова (Лукьянов Т.Т., 1974). Тварин знеболювали внутрішньоочеревинним введенням Каліпсолу ТМ (Gedeon Richter, Будапешт, Угорщина) 30 мг/кг. Удар дозованої сили в лівій тім'яній ділянці наносився ударником з насадкою Ш5мм по фіксованій голові щура. На етапі відпрацювання моделі було визначено оптимальну силу удару для відтворення ТЧМТ. 30 експериментальних тварин були розділені на групи (n=6), яким наносили стандартну дозовану травму, збільшуючи силу удару з 1 до 5 поділки шкали ударника (з 1,6 до 8 кгм/с; різниця ДFДt склала 1,6±0,05 кгм/с). 5 експериментальних тварин склали групу контролю.

На етапі виконання моделі використано 45 тварин, яким наносили стандартну травму з відпрацьованою силою удару та 5 контрольних тварин.

Тварин виводили з експерименту летальною ін'єкцією пентобарбітал - натрію (Sigma, США) (125 мг/кг в 2 мл фізіологічного розчину внутрішньоочеревинно) одномоментно в групах, сформованих методом випадкових чисел з загальної кількості травмованих тварин на 1, 3, 7 та 14-ту добу (n=6 на кожний строк експерименту) після нанесення стандартної травми за аналогією з клінічною групою.

При макроскопічному дослідженні ушкоджень оболонок та речовини головного мозку використовували методики кількісного та якісного визначення патологічних змін (М.Є. Поліщук та співавт., 1996, П.О. Ромодановский, 1996) у відповідності до єдиної міждисциплінарної класифікації ЧМТ (А.А. Потапов и соавт., 2002; Є.Г. Педаченко та співавт., 2007) та класифікації ушкоджень головного мозку (П.О. Ромодановский, 1996; Є.Г. Педаченко та співавт., 2007).

Макроскопічна характеристика кожної частки легень включала в себе опис поверхні, консистенції в центральних та периферичних відділах, стан легеневої паренхіми на розрізі органу, кровонаповнення та колір тканини (И.К. Есипова, 1978; S.R. Rios Vieira et al., 2003); розміри та сумарну масу легень (А.И. Абрикосов, 1948; J.J. Rouby et al., 1996).

Шматочки легень для гістологічного дослідження забирали з білякорневих зон та зон альвеолярних відділів кожної частки з обов'язковим забором матеріалу ІІ, VІ, ІХ та Х сегментів легень (Д. Е. Гейко, 1977; I. Goldstein et al., 2002; S. Nseir, C.H. Marquette, 2003), фіксували в 10% розчині нейтрального формаліну. Використовували оглядові (гематоксиліном та еозином, за ван Гізоном, за Ніслем) та спеціальні гістологічні і гістохімічні (за Гоморі, за Маллорі, за Вейгертом - виявлення компонентів сполучної тканини, фібрину; забарвлення муцикарміном на слиз; ШИК-реакція; за Кульчицьким) методики (Б. Ромейс, 1953; А.Г. Сапожніков, А.Е. Доросевич, 2000).

Отримані при морфологічному дослідженні легень дані оцінювалися в балах за ступенем вираженості ознак: 0 - відсутність ознаки, 1 - слабко виражена ознака, 2 - помірно виражена ознака, 3 - різко виражена ознака. Перелік реєстрованих параметрів, застосованих в роботі, включав в себе: загальні відомості та дані медичної документації (15 показників); характеристику ЧМТ (11 показників); макроскопічні дані (11 показників); мікроскопічні дані, які включали в себе оцінку стану плеври (6 показників), стану бронхів (17 показників) та бронхіол (5 показників), стану респіраторних відділів легень (12 показників), міжальвеолярних перетинок ( 10 показників), стан судин артеріальної та венозної ланки (69 показників).

Згідно рекомендацій S.B. Hong (S.B. Hong, Y. Koh, 2005), для графічного відображення змін основних морфологічних критеріїв СГЛУ (набряк, крововиливи в альвеоли, інтерстиційна та перивенозна інфільтрація сегментоядерними лейкоцитами, наявність сегментоядерних лейкоцитів в альвеолах) використовували метод складання сумарних гістологічних профілів з визначенням в балах (0 - відсутність ознаки, 1 - слабко виражена ознака, 2 - помірно виражена ознака, 3 - різко виражена ознака) вираженості ознаки в кожному з досліджених термінів.

Для кількісної оцінка ступеня повітряності легень щурів в різні строки експерименту визначали показники ступеня здуття респіраторного відділу легень у щурів - величина відношення ширини входу в альвеолу (а) до її глибини (б) та величина відношення ширини альвеолярного ходу (в) до подвоєної глибини альвеол (2б) (В.А. Осьминкин, 1986). В препаратах вимірювали найбільш інформативні показники 16 альвеол та 16 альвеолярних ходів.

При виконанні гістологічних досліджень використовували мікроскоп біологічний Olympus CX 21 (Японія). Для кількісної оцінки структурних ознак використовували апаратно-програмний комплекс для морфометричних досліджень у складі: мікроскоп біологічний Leica DM 1000, цифрова камера Canon та програмний модуль для фіксації та обробки цифрових зображень, система обробки цифрових зображень LeicaQWin (Leica Microsystems CSM GmbH, Німеччина) на базі комп'ютера.

Для проведення множинного міжгрупового порівняльного аналізу морфометричних показників легень щурів був використаний критерій Ньюмена - Кейлса. В якості методу системного аналізу даних використовували дискримінантний аналіз, що дозволяє вивчати відмінності між двома або більш групами (класами) об'єктів за декількома змінним одночасно. Дискримінантний аналіз дозволяє виявляти закономірності (вирішальні правила), які математично описують досліджуваний матеріал, вирішуючи при цьому задачу пошуку «непересічних» ділянок. Виявлені при цьому так звані дискримінантні функції описують межі класів об'єктів в просторі їх ознак. Використання дискримінантного аналізу необхідне для об'єктивного підтвердження припущення про відмінність досліджуваних груп і подальшої оцінки приналежності до них нових об'єктів (О.Ю Реброва, 2002).

Результати дослідження, їх аналіз та обговорення. Морфологічні прояви ТЧМТ в досліджених випадках характеризувалися поліморфізмом. Переломи кісток черепа виявлено у 39 (95,1%) випадках, з них в 28 (68,3%) спостереженнях - поєднані переломи кісток склепіння та основи черепа. Епідуральні гематоми виявлено в 16 (39,02%) випадках, переважно в тім'яно-скроневій ділянці, де вони розташовувалися на боці удару, відповідно місцю перелому кісток черепа, мали вигляд пласта завтовшки 1,5-3см; з боку протиудару жодного випадку епідуральної гематоми не виявлено. В 8 (19,5%) випадках епідуральні гематоми поєднувалися з субдуральними. Субдуральні гематоми виявлялися частіше епідуральних - 38 (92,6%) випадків, характеризувалися значною протяжністю в ділянці конвекситальної та базальної поверхонь півкуль головного мозку. Виявлялися в зонах удару та протиудару, часто були двобічними. Субарахноідальні крововиливи виявлялися в зоні удару та протиудару і локалізувалися, як правило, на базальній поверхні та полюсах лобових та скроневих часток.

В 35 (85,4%) досліджених випадків при макроскопічному дослідженні мозку виявлялися вогнища забою у вигляді геморагічного некрозу багряно-синюшного кольору. З поверхні вогнища забою мали вигляд розтрощеної та просякнутою кров'ю тканини, місцями з порушенням цілісності звивин та повною втратою анатомічної структури. Контузійні вогнища в лобових та скроневих ділянках (як правило, типу «протиудару») виявлялися на базальній поверхні відповідних часток та в зоні їх полюсів і характеризувалися значною поширеністю та глибиною деструкції мозкової речовини. При забоях лобових часток найбільш часто ушкоджувалися прямі звивини мозку, полюси лобових часток. В скроневих частках ушкоджувалися переважно полюс, нижні та середні скроневі звивини. Ізольоване ушкодження тім'яних, потиличних часток, а також мозочка в досліджених випадках не спостерігалось. Ушкодження такої локалізації завжди поєднувалися з ушкодженням інших відділів мозку -- скроневих та лобових часток - 7 (17%) випадків. В 19 (46,3%) випадках постерігалося поєднання контузійних вогнищ на конвекситальній та базальній поверхнях мозку. Вогнища контузії в стовбурі мозку виявлені в 7 (17%) випадках; локалізувалися на вентральній поверхні моста (2 випадки), в півкулях мозочка (4 випадки) та в ділянці середнього мозку (1 випадок).

Внутрішньомозкові крововиливи виявлено в 11 (26,8%) досліджених випадках; в 5 (12,1%) випадках об'ємом більше 100 мл. В 9 (22%) спостереженнях відмічено прорив внутрішньомозкового крововиливу в шлуночки мозку з тампонадою їх кров'ю. Крововиливи в стовбур головного мозку встановлено у 12 (29,2%) випадках у вигляді зон геморагій від дрібнокрапчастих (1,5-2 мм) до великих розмірів (діаметром 15-20 мм), округлої форми чи у вигляді смужок, розташовані в середньому мозку та в оральних відділах моста. Крововиливи в шлуночки мозку спостерігалися, як правило, внаслідок прориву внутрішньомозкової гематоми в шлуночок (9 (22%) випадків) та при глибоких, проникаючих до шлуночків мозку, забоях (10 (24,3%) випадків). В 7 (17%) спостереженнях крововиливи в шлуночки мозку поєднувались з крововиливом в стовбур мозку.

При дослідженні трупа померлої з дифузним аксональним ушкодженням макроскопічно виявлялися дрібні вогнищеві крововиливи у валик та тіло мозолястого тіла.

В першу добу після травми в легенях осіб, що загинули від ТЧМТ, макроскопічно виявлявся набряк та гостра емфізема. Гістологічно визначалися ознаки спазму бронхів, ателектази, вогнищевий набряк міжальвеолярних перетинок із слабко вираженою інфільтрацією нейтрофілами; парез та повнокрів'я судин мікроциркуляторного русла та венозної ланки, недокрів'я крупних артерій. В період від 2 до 5 діб виявлялися ознаки серозно-гнійного запалення легеневої тканини. Мікроскопічно в просвітах альвеол виявлялася велика кількість фібрину та клітинних елементів. Лейкоцитарна інфільтрація виявлялася перибронхіально та периваскулярно. При переживанні травми до 14 доби виявлялися ознаки фібринозної пневмонії з деструкцією стінок бронхів та міжальвеолярних перетинок; в повнокрівних судинах мікроциркуляторного русла виявлялися тромби, навколо судин - «муфтоподібні» скупчення лейкоцитів. При переживанні травми більше 14 діб у вогнищах запальних інфільтратів серед численних нейтрофільних гранулоцитів зустрічалися фібробласти, лімфоцити, еозинофіли, базофіли та макрофаги. Макроскопічно в більшості випадків виявлялися фокуси пневмонії різної величини, плеврит.

Виходячи з результатів власних секційних досліджень можна відмітити схожість між змінами в легенях у осіб, що загинули від ТЧМТ та описаними в літературі морфологічними ознаками СГЛУ різної етіології (О.Ю. Скребкова, 2004; А.М. Голубев и соавт., 2005; Д.В. Сундуков, 2005; Ю.А. Чурляев и соавт, 2009). Застій крові в легенях макроскопічно виявлявся збільшенням їх розмірів та маси, синюшно-червоним кольором; гістологічно виявлялося повнокрів'я та стаз еритроцитів в капілярах та дрібних венах, місцями аж до формування еритроцитарних тромбів. Окремі тромби складалися переважно з агрегатів тромбоцитів, інші містили в основі більш менш виражену мережу фібрину. Інтерстиційний набряк легень, що свідчить про підвищену судинну проникність, проявлявся розпушуванням периваскулярної та перибронхіальної сполучної тканини і потовщенням міжальвеолярних перетинок. Внаслідок порушення проникності аерогематичного бар'єру в просвіті альвеол відкладався фібрин, частіше у вигляді компактних згортків. Розвиток внутрішньоальвеолярних крововиливів з подальшим накопиченням гемосидерофагів пов'язані з некрозом ендотелію капілярів та його десквамацією. Морфологічними еквівалентами порушення вентиляції на альвеолярному рівні є множинні ателектази, частіше ацинозні та часточкові, а також виключення альвеол за рахунок заповнення їх просвіту або набряковою рідиною, або масами фібрину, або, нарешті, запальним ексудатом.

Постановка експерименту дозволила відтворити «натуральну історію» СГЛУ при ТЧМТ, виключаючи вплив вікових особливостей, хронічної соматичної патології, складу лікувальних заходів та можливих посмертних змін на морфологічну картину захворювання.

Дослідній групі щурів (45 щурів) наносилась стандартна травма в лівій тім'яно-потиличній ділянці з силою 5,6 кг м/с. Протягом 48 годин загинуло 19 тварин, відповідно летальність склала 40%, що характеризує травму як тяжку (В.Н. Ельский, С.В. Зяблицев, 2008).

При макроскопічному дослідженні головного мозку щурів відмічалося напруження твердої мозкової оболонки, субарахноїдальні крововиливи на конвекситальній та базальній поверхні півкуль мозку; деструкція речовини мозку з імбібіцією кров'ю в проекції удару. На серії фронтальних зрізів півкуль мозку визначалися вогнища забоїв клиновидної форми конвекситальних відділів тім'яних та скроневих часток мозку ліворуч (в місці удару) та базальних відділів лобових та скроневих часток (в ділянці протиудару), глибиною до 5 мм.

В першу добу після травми макроскопічно легені щурів значно збільшені в об'ємі, повнокрівні, з субплеврально розташованими геморагіями. Гістологічно визначався спазм бронхів, потовщення міжальвеолярних перетинок за рахунок повнокрів'я та набряку. Судини мікроциркуляторного русла та венозної ланки - в стані парезу, повнокрів'ні. На третю добу експерименту виявлялися ознаки серозно-гнійного запалення легеневої тканини; альтеративні зміни судин представлені десквамацією та вогнищевим оголенням базальної мембрани судин, субінтимальним набряком, набряком та гомогенізацією м'язового шару стінок судин (артерій та вен). На сьому добу експерименту виявлялися фокуси пневмонії з деструкцією стінок бронхів та міжальвеолярних перетинок; тромби в повнокрівних судинах мікроциркуляторного русла, «муфтоподібні» скупчення лейкоцитів. На 14-ту добу зберігалися зміни за типом вентиляційно-циркуляторних розладів, представлені окремими ділянками дистелектазу. Спостерігалося помірне збільшення кількості фібробластів, гістіоцитів та макрофагів, в міжальвеолярних перетинках виявлялися початкові явища інтерстиційного склерозу.

При визначені морфометричних показників ступеня здуття респіраторного відділу легень щурів (величина відношення ширини входу в альвеолу (а) до її глибини (б) та величина відношення ширини альвеолярного ходу (в) до подвоєної глибини альвеол (2б)) статистично достовірної відмінності значень кожного з двох показників як між частками однієї легені, так і між частками правої та лівої легені протягом всього періоду спостереження не виявлено (р?0,05), що в рівній мірі вказує на негативну динаміку вентиляції легень (щодо нормальних показників морфометрії) і виражається в зниженні їх повітряності.

З метою аналізу виявленої схожості ми порівняли групи щурів в різних строках експерименту між собою, використовуючи дискримінантний аналіз. Дослідження ознак, на базі оцінки яких була проведена дискримінація груп свідчить про різні механізми розвитку патології легень в групах, виражених статистично не відмінними морфометричними показниками. В першу добу після ТЧМТ причинами порушення легеневої вентиляції є дистелектаз, ознаки якого у вигляді нерівномірного звуження та розширення альвеол домінували в кожному випадку групи; розширення міжальвеолярних перетинок в наслідок парезу та повнокрів'я капілярів і судин мікроциркуляторного русла. На 3, 7 та 14 добу після ТЧМТ причиною зниження повітряності легень є запальні зміни різного ступеня вираженості, що змінюють вищезгадані патоморфологічні патерни (дистелектаз та зміну товщини міжальвеолярних перетинок, обумовлені повнокрів'ям та парезом судин). легеня черепний дихання травма

При співставленні показників сумарних гістологічних профілів змін в легенях щурів при моделювання ТЧМТ та легень осіб, що загинули від ТЧМТ в стаціонарі, можна відзначити наявність схожих тенденцій їх розвитку, проте динаміка та розмах середнього балу за кожним з показників істотно різняться залежно від строків дослідження. Останнє дозволяє нам стверджувати, що структурні зміни в легенях у осіб, що загинули від ТЧМТ, обумовлені впливом віку, наявністю алкогольного сп'яніння на момент отримання травми, об'ємом оперативного втручання, рівнем ураження стовбура головного мозку та наявністю передіснуючої хронічної патології. Для об'єктивного підтвердження впливу останніх, нами був проведений дискримінантний аналіз, що дозволив класифікувати (об'єднати в групи) досліджені випадки за специфічними наборами гістологічних ознак - патернами - з 156 досліджених параметрів.

Попередньо необхідно було з'ясувати, чи існують відмінності між частками легень, оскільки при їх наявності кожна з часток потребувала б самостійного дослідження за наведеними вище параметрами (вік та ін.). Для вирішення поставленого завдання знадобилося чотири дискримінантні функції, які, проте, не дозволяють коректно розподілити всі випадки - в цілому, класифікація виконана на рівні 87,1% при рівні статистичної значущості р>0,05 (рис. 1). Отже, оскільки з урахуванням всього комплексу ознак частки легень в кожному дослідженому випадку за своїм морфологічним патерном достовірно не відрізнялися одна від одної, при оцінці гістологічних параметрів в легенях осіб, що загинули від ТЧМТ, нами була використана вся сукупність даних.

Розподіл випадків по групам з різним строком переживання травми був здійснений по чотирьох дискримінантних функціях, що дозволили коректно розподілити всі випадки (100%) при рівні значущості р?0,0001(рис.1). Дані дискримінантного аналізу свідчать, що патерн структурних змін в легенях при ТМЧТ визначається тривалістю посттравматичного періоду.

Для розподілу досліджених випадків за віком необхідно п'ять дискримінантних функцій, які дозволяють коректно розподілити 98,5% випадків при рівні значущості р?0,0001(рис.1). Аналіз гістологічних ознак, що визначали розподіл свідчить про переважання гемодинамічних порушень в молодому віці та запальних змін - в похилому (р<0,0001). Повнокрів'я капілярів без розвитку агрегації еритроцитів, розширення альвеол без ознак компресії судин мікроциркуляторного русла, розширення лімфатичних судин з метою відведення надлишку позасудинної рідини, гіперсекрецію слизової оболонки бронхів можна віднести до компенсаторно-пристосувальних процесів. Відсутність вказаних ознак у осіб похилого віку вказує на швидкий зрив процесів адаптації та прогресування структурних змін легенів за патерном запалення. На літній вік, як умову, що сприяє розвитку запальних змін легень, вказує і ряд авторів (В.И. Черний и соавт., 2002; В.Ю. Васильев, 2007; Г.К. Гусейнов, 2009).

Для розподілу досліджених випадків за наявністю алкогольного сп'яніння на момент отримання травми достатньо однієї дискримінантної функції, що дозволяє коректно розподілити 94,6% випадків за наявністю алкогольного сп'яніння при рівні значущості р?0,0001 (рис.1). Розвиток СГЛУ при ТЧМТ на тлі алкогольного сп'яніння має тенденцію до раннього (перша доба) розвитку, що обумовлено прямим ушкоджуючим впливом етанолу на сурфактант (А.К. Загорулько, О.Ю. Скребкова, 2003), швидким розвитком інтерстиційного та внутрішньоальвеолярного набряку, утворення необоротних ателектазів, ексудації фібриногену і формуванням гіалінових мембран.

Для розподілу досліджених випадків на групи відповідно до рівня ураження стовбура головного мозку (відсутність ураження стовбура, верхньо- та нижньостовбуровий рівні ушкодження) знадобилось дві дискримінантні функції, що дозволили коректно розподілити всі випадки (100%) при рівні значущості р?0,0001 (рис.1). Аналіз гістологічних ознак, що визначали дискримінацію груп свідчить про особливості порушення гемодинаміки на рівні легень. При мезенцефало - бульбарному рівні ушкодження це проявлялося у вигляді пролонгованого спазму капілярів альвеолярної паренхіми; при діенцефальному рівні ушкодження - навпаки, виявлялося різке повнокрів'я капілярів та вен (зокрема венул) малого кола кровообігу. В обох випадках в респіраторних відділах легень виявлялися осередкові ателектази та ділянки емфіземи.

Розподіл випадків по групах з різним об'ємом оперативного втручання було здійснено по двох дискримінантних функціях, що дозволили коректно розподілити 99,0% випадків при рівні значущості р?0,0001 (рис.1).

В тканині легень у осіб, яким була виконана декомпресивна трепанацією черепа альвеоли заповнені сегментоядерними лейкоцитами; у просвіті бронхів виявлявся слиз, клітини бронхіального епітелію, лімфоцити; в судинах - фібринові тромби. В тканині легень у осіб, яким проводилось видаленням травматичних внутрішньочерепних крововиливів в просвітах альвеол визначалися сегментоядерні лейкоцити, еритроцити, макрофаги, фібрин, білкова рідина; бронхи заповнені десквамованим епітелієм, гнійним ексудатом; відмічалося повнокрів'я судин, фібринові тромби, сладж еритроцитів в капілярах міжальвеолярних перетинок.

Таким чином, отримані при дискримінантному аналізі результати у вигляді різних для кожного аналізованого чинника дискримінантних та класифікуючих функцій дозволяють розрізняти в досліджуваній групі підгрупи випадків, що визначаються належністю до градацій впливаючого чинника з високим рівнем значущості (р?0,0001). Різні поєднання параметрів, що враховуються при оцінці досліджуваних випадків, можна розглядати як діагностичний оптимум, який дозволяє відносити кожен випадок переживання ТЧМТ в умовах стаціонару до тієї або іншої підгрупи, визначеної ступенем впливу чинника.

Рис. 1. Графічне зображення результатів дискримінантного аналізу при розподілі досліджених випадків за частками легень, тривалістю посттравматичного періоду, віком потерпілих, рівнем ураження стовбура мозку, наявністю оперативного втручання та алкогольного сп'яніння.

ВИСНОВКИ

В дисертації викладено теоретичне узагальнення та нове вирішення задач морфологічної оцінки структурних змін в легенях при тяжкій черепно-мозковій травмі на основі клініко - експериментальних співставлень.

1. Тяжка черепно-мозкова травма у людей супроводжується неспецифічною структурною перебудовою органів дихання у вигляді комплексу змін бронхіального дерева, респіраторного відділу легень та кровообігу в системі легеневих судин, представленою послідовною зміною морфологічних еквівалентів процесів порушення кровообігу та легеневої вентиляції, запаленням, вираженість якого найбільша в період після 2 доби перебування в стаціонарах; у подальшому запальні процеси набувають хронічного характеру.

2. Динаміка структурних змін легень при експериментальному моделюванні ТЧМТ у щурів представлена послідовною зміною процесів порушення кровообігу і легеневої вентиляції у вигляді ателектазу та емфіземи, запаленням, вираженість якого найбільша в період з 3-ї по 7-му добу експерименту, збереженням вентиляційно-перфузійних розладів на 14-ту добу експерименту, що відповідає динаміці морфологічних ознак синдрому гострого легеневого ушкодження в експерименті і може вважатися морфологічним патерном при травматичному ураженні мозку.

3. Значення морфометричних індексів оцінки ступеня здуття респіраторного відділу легень щурів (відповідно, а/б=0,965 і в/2б=0,459 у щурів, виведених з експерименту в першу добу після ТЧМТ та а/б=0,961 і в/2б=0,464 у щурів, виведених з експерименту на 3, 7 та 14 добу після ТЧМТ), порівняно з показниками контрольних щурів (а/б=0,74 та в/2б=0,59) свідчать про зниження повітряності легеневої тканини в усі терміни дослідження. В першу добу після ТЧМТ причинами порушення легеневої вентиляції є дистелектаз та потовщення міжальвеолярних перетинок в наслідок парезу та повнокрів'я капілярів. На 3, 7 та 14 добу після ТЧМТ причинами зниження повітряності легень є запальні зміни різного ступеня вираженості, що змінюють вищезгадані патоморфологічні патерни (дистелектаз та зміну товщини міжальвеолярних перетинок, обумовлені повнокрів'ям та парезом судин).

4. При ТЧМТ на тлі алкогольного сп'яніння відмічається порушення послідовності розвитку судинних реакцій (p<0,001), що поєднується зі швидким (перша доба) розвитком інтерстиційного та внутрішньоальвеолярного набряку, утворенням множинних необоротних ателектазів, ексудації фібриногену і формування гіалінових мембран.

5. У випадках смерті хворих від ТЧМТ з травматичним ураженням мезенцефало-бульбарних відділів стовбура мозку в першу добу після травми домінує стійкий спазм капілярів респіраторних відділів легень; при діенцефальному рівні ушкодження - різке повнокров'я капілярів та венозної ланки малого кола кровообігу, гостра емфізема та ателектази, рясна лейкоцитарна інфільтрація міжальвеолярних перетинок.

6. Ранні бронхопневмонії частіше розвиваються у не оперованих хворих, тоді як пізні бронхопневмонії, а також ранні та пізні плевропневмонії - у оперованих хворих. Мікроскопічна картина легень, що характеризується наявністю зливних абсцедуючих пневмоній у поєднанні з фібринозно-гнійними плевритами більш яскраво виражена у оперованих хворих, що знаходилися в стаціонарі не менше 4-х діб.

ПРАКТИЧНІ РЕКОМЕНДАЦІЇ

1. При макроскопічному дослідженні трупа рекомендується роздільне вимірювання та зважування правої і лівої легені з подальшим докладним описом особливостей макроскопічної картини центральних та периферичних відділів для точного визначення об'єму і вираженості патологічного процесу.

2. Забір об'єктів для гістологічного дослідження рекомендується проводити з центральних та периферичних відділів кожної частки легень з обов'язковим вилученням шматочків тканини з 2, 6, 9, 10 сегментів, враховуючи наявність вогнищевих патологічних змін.

3. Гістологічні препарати рекомендується забарвлювати за стандартними методиками з використанням методів за ван Гізоном, муцикарміном, за Маллорі.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦЇЇ

1. Характеристика структурных изменений в легких при тяжелой черепно-мозговой травме и их роль в танатогенезе / М.И. Шамаев, С.А. Андреев, Т.А. Малышева, В.А. Шевчук // Світ медицини та біології. - 2008. - №2. - С. 104-107 (Дисертант провів пошук та аналіз літературних джерел, проводив забір секційного матеріалу, гістологічне дослідження, статистичну обробку даних, аналіз результатів, підготував статтю до друку).

2. Структурна організація бронхо-легеневої паренхіми, морфологічні зміни слизової оболонки бронхів при хронічних обструктивних захворюваннях легень у пацієнтів літнього та старечого віку залежно від стадії захворювання / Л.Д. Тодоріко, М.Ю. Коломоєць, О.В. Бесединська, С.А. Андрєєв // Клінічна та експериментальна патологія. - 2008. - №3. -111-117 (Дисертант проводив пошук та аналіз літературних джерел, провів морфологічне дослідження в групі порівняння, представленій випадками смерті хворих від тяжкої черепно-мозкової травми, статистичну обробку даних, аналіз результатів, формування висновків).

3. Морфологічні зміни гіпоталамо-гіпофізарно-наднирникової системи при тяжкій черепно-мозковій травмі та їх роль в ґенезі поліорганної недостатності / М.І.Шамаєв, С.А. Андрєєв, Т.А. Малишева, В.А. Шевчук // Український нейрохірургічний журнал. - 2009. - №3. - С. 21-26 (Дисертант провів пошук та аналіз літературних джерел, проводив забір секційного матеріалу, фотодокументацію, гістологічне дослідження, статистичну обробку даних, аналіз результатів, підготував статтю до друку).

4. Андрєєв С.А. Морфологічні зміни легень у осіб, що загинули від травматичних крововиливів під оболонки головного мозку (ретроспективний аналіз) / С.А. Андрєєв, Т.М. Король, А.П. Король // Вісник Вінницького національного медичного університету. - 2011. - №15(1). - С.45-49 (Дисертант провів пошук та аналіз літературних джерел, проводив ретроспективний аналіз випадків смерті хворих від ТЧМТ, статистичну обробку даних, аналіз результатів, підготував статтю до друку).

5. Особенности мультиорганной дисфункции у больных с тяжелой черепно-мозговой травмой / Л.П. Чепкій, С.А. Андрєєв, С.В. Мінов, Р.В. Гавриш // Біль, знеболення та інтенсивна терапія.-2008. -№ 4/2. - С.328-330 (Дисертант проводив пошук та аналіз літературних джерел, проводив морфологічне дослідження та аналіз летальних випадків ТЧМТ, статистичну обробку даних, аналіз результатів, формування висновків, підготовив статтю до друку).

6. Андреев С.А. Изменения в легких при тяжелой черепно-мозговой травме / С.А. Андреев, А.М. Шамаев, В.А. Шевчук // Матеріали ІV з'їзд нейрохірургів України 27-30 травня 2008 р., м. Дніпропетровськ. -С. 6 ( Дисертант провів пошук та аналіз літературних джерел, проводив забір секційного матеріалу, гістологічне дослідження, статистичну обробку даних, аналіз результатів, підготував статтю до друку).

7. Роль системного воспалительного ответа и полиорганной недостаточности в исходах лечения больных с тяжелой черепно-мозговой травмой / Л.П. Чепкий, С.А. Андреев, С.В. Минов, А.М. Шамаев, Р.В. Гавриш // Матеріали ІV з'їзд нейрохірургів України 27-30 травня 2008 р., м. Дніпропетровськ. - С. 183 (Дисертант провів пошук та аналіз літературних джерел, проводив забір секційного матеріалу в 101 випадку, гістологічне дослідження, статистичну обробку даних, аналіз результатів, підготував статтю до друку).

8. Андрєєв С.А. Морфологічні зміни епітелію бронхів в гострому періоді тяжкої черепно-мозкової травми / С.А. Андрєєв, Т.М. Король, А.О. Гаврилюк // Вісник Вінницького національного медичного університету. - 2009. - № 13 (1/2). - С. 238 (Дисертант провів пошук та аналіз літературних джерел, проводив забір секційного матеріалу, гістологічне дослідження, статистичну обробку даних, аналіз результатів, підготував статтю до друку).

9. Andreev S. Structural changes in lungs caused by severe traumatic brain injury and their role in secondary brainstem lesions formation in early terms of posttraumatic period / S. Andreev, T. Korol, A. Gavriluk // Вісник Вінницького національного медичного університету. - 2009. -№ 13 (1/2). - С. 239 (Дисертант провів пошук та аналіз літературних джерел, проводив забір секційного матеріалу, гістологічне дослідження, статистичну обробку даних, аналіз результатів, підготував статтю до друку).

АНОТАЦІЯ

Андрєєв С.А. Структурні зміни легень при тяжкій черепно-мозковій травмі (клініко-експериментальне дослідження). - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата медичних наук за спеціальністю 14.03.02 - патологічна анатомія. - Харківський національний медичний університет МОЗ України, Харків, 2011.

Дисертація присвячена дослідженню особливостей структурних змін легень при тяжкій черепно-мозковій травмі на експериментальному (білі щури) та секційному матеріалі. В обох серіях спостережень динаміка структурних змін легень з часом переживання травми представлена послідовною зміною процесів порушення кровообігу та легеневої вентиляції, запаленням.

За результатами дослідження летальних випадків при ТЧМТ на госпітальному етапі виявлено порушення послідовності судинних реакцій в легенях у випадках травматичного ураження стовбура мозку, наявності передуючого травмі алкогольного сп'яніння, різного віку постраждалих, наявності оперативного втручання.

Для практичного застосування морфологам запропоновано алгоритм дослідження та комплекс морфологічних змін легень в гострому періоді ТЧМТ, що враховують як якісні, так і кількісні критерії, що можуть бути використані для об'єктивізації даних морфологічного дослідження.

Ключові слова: легені, структурні зміни, тяжка черепно-мозкова травма.

Андреев С.А. Структурные изменения легких при тяжелой черепно-мозговой травме (клинико-экспериментальное исследование). - Рукопись.

Диссертация на соискание научной степени кандидата медицинских наук по специальности 14.03.02 - патологическая анатомия. - Харьковский национальный медицинский университет МЗ Украины, Харьков, 2011.

Диссертация посвящена исследованию особенностей структурных изменений легких при тяжелой черепно-мозговой травме на экспериментальном (белые крысы) и секционном материале.

По результатам исследования летальных случаев при ТЧМТ на госпитальном этапе выявлены нарушения последовательности сосудистых реакций в легких при травматическом поражении ствола мозга, наличии предшествующего травме алкогольного опьянения, разного возраста пострадавших, наличия оперативного вмешательства.

Для практического применения морфологам предложен алгоритм исследования и комплекс морфологических изменений легких в остром периоде ТЧМТ, учитывающие как качественные, так и количественные критерии, которые могут быть использованы для объективизации данных морфологического исследования.

Ключевые слова: легкие, структурные изменения, тяжелая черепно-мозговая травма.

Structural changes in lungs caused by severe craniocerebral injury (clinic-experimental research) - Manuscript.

Candidate's of medical science thesis for specialty 14.03.02 - pathoanatomy. - Kharkov National Medical University, Ukrainian Ministry of Health Protection, Kharkov, 2011.

Thesis is dedicated to research of lungs structural changes peculiarities caused by severe craniocerebral injury on experimental (white rat) and autopsy material.

In the course of research it is shown that time history of structural changes in lungs is represented by successive change process of blood circulation disturbance and pulmonary ventilation in form of atelectasis, emphysema and inflammation with maximum intensity after 5 days of hospital stay. In the same time, in the thesis attention is accentuated on complicacy of delimitation in lungs changes related to intensive therapy from lungs pathology caused by injury itself because these changes identification on basis of morphological picture among died people is obviously impossible.

Experiment allowed to evaluate regularity and dynamics of lungs changes development caused by severe craniocerebral injury, excluding influence of age, chronic somatic pathology, remedial measure structure and possible postmortem changes on lungs morphological picture.

According to research results experimental severe craniocerebral injury is accompanied by development of structural changes in rats lungs, prevailing among which are microcirculation disorders, development of atelectasis and acute emphysema, lungs obstruction. Subsequently it is accompanied by capillary permeability increase, alveoli haemorrhage, interstitial and interalveole oedema, vessels thrombosis of microcirculation channel, system inflammatory reaction. Thus, lungs morphology while severe craniocerebral injury is characterized by significant specific weight of lungs acute injury syndrome morphological characters, while noted changes development in experiment can be regarded as pattern of lungs structural changes caused by central nervous system traumatic injury.

Severe craniocerebral injury with background of alcoholic intoxication is characterized by development desequencing of vascular response (p<0,001), which is mediated by rapid (first day) development of interstitial and interalveole oedema, multiple irreversible atelectasis formation, fibrinogen exudation and hyaline membrane formation.

In case of patients death by the reason on severe craniocerebral injury with traumatic damage of mesencephalic bulbar brainstem parts during first days after injury persistent capillary spasm of lungs respiratory part is dominating; in case of diencephalic level of injury - abrupt hyperemia of capillary and lesser circulation venous link, acute emphysema and atelectasis, alveolar septum abundant leukocyte infiltration.

Early bronchopneumonia is more frequently developed among non operated patients, whereas late bronchopneumonia as well as early and late pleuropneumonia among operated patients. Lungs microscopically picture which is characterized by confluent pneumonia complicated by an abscess in aggregate with fibrinopurulent pleuritis is more effusive among operated patients who stayed in hospital less than 4 days.

Key words: lungs, structural changes, severe craniocerebral injury.

Размещено на Allbest.ru