СПОСОБ ОЦЕНКИ ПРОНИЦАЕМОСТИ КИШЕЧНОГО БАРЬЕРА Российский патент 2000 года по МПК A61B6/00 

Предлагаемое изобретение относится к медицине, а именно к нуклеарной диагностике и может быть использовано для оценки барьерной функции желудочно-кишечного тракта при распространенном перитоните.

Известен способ исследования барьерной функции желудочно-кишечного тракта путем оценки проницаемости кишечной стенки. Для этого у экспериментального животного (крысы) оперативным путем проводят забор участка тонкой кишки, который инвертируют слизистой оболочкой наружу и лигируют с обоих концов. Полученную биологическую модель помещают в ванну, содержащую раствор гидрофильных молекул и ионов, моделирующих в ходе данного эксперимента бактерии и их токсины. Проницаемость кишечной стенки оценивают по разности потенциалов потока гидрофильных молекул и ионов из ванны в просвет "мешка" /1/.

К недостаткам данного способа оценки барьерной функции желудочно-кишечного тракта следует отнести недостаточную точность определения, так как исследование резорбции проводят на модели организма, а транслокация гидрофильных молекул и ионов не отображает процесс резорбции бактериальных клеток.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ оценки барьерной функции желудочно-кишечного тракта, включающий введение радиофармпрепарата и проведение гамма-сцинтиграфии /2/. В качестве маркеров, моделирующих перенос бактерий из просвета кишечника в системный кровоток, используют лекарственные метки (гентамицин и канамицин) и радиоизотопную метку (^99mTc- сульфурколлоид).

Сущность известного способа заключается в следующем: препарат гентамицин в дозе 80 мг одновременно с радиофармпрепаратом в дозе 3 mCi вводят пациентам через назоинтестинальный зонд, после чего в течение 30 минут на гамма-камере проводят исследование барьерной функции кишечной стенки на основании регистрации периода полувыведения (T_1/2) радиофармпрепарата на кривых активность - время с области кишечника. Дополнительно через 1 и 2 часа берут по 1 мл крови из подключичной вены и регистрируют активность радиофармпрепарата, концентрацию гентамицина в плазме определяют на автоматическом лекарственном анализаторе. По скорости и степени транслокации лекарственной и радиоизотопной меток судят о нарушении барьерной функции кишечника, являющейся одним из пусковых механизмов развития "кишечного сепсиса" и синдрома полиорганной недостаточности при перитоните.

Недостатком известного способа является косвенность оценки, т.е. нарушение барьерной функции кишечника определяют с помощью вышеуказанных меток, динамика распространения которых не соответствует процессу распространения бактериальных клеток в портальном и системном кровотоке, поэтому выводы о этиопатогенезе развития "кишечного сепсиса" и синдрома полиорганной недостаточности при перитоните являются неточными.

Задачей заявляемого изобретения является разработка способа оценки проницаемости кишечного барьера на биологической модели, позволяющего визуализировать транслокацию бактерий через кишечную стенку.

Техническим результатом предлагаемого способа является повышение точности оценки проницаемости кишечного барьера за счет визуализации бактерий, транслоцированных через кишечную стенку.

Технический результат способа оценки проницаемости кишечного барьера обеспечивается путем введения в организм радиоизотопной метки и проведения гамма-сцинтиграфии.

Новым в осуществлении технического результата способа является то, что гамма-сцинтиграфию проводят с бактериально-изотопным комплексом E.coli-^99mTс. E. coli является непосредственным возбудителем "сепсиса кишечного происхождения" при распространенном перитоните.

Отличие способа также заключается и в том, что регистрацию радиоактивности проводят с областей интереса - печени и сердца. И при определении гамма-излучений в области печени и сердца устанавливают проницаемость кишечного барьера, а при отсутствии радиоактивности - его целостность.

Использование в качестве маркера, моделирующего перенос инфекта из просвета желудочно-кишечного тракта (ЖКТ) в системный кровоток, бактериально-изотопного комплекса E.coli-^99mTc позволяет проследить путь бактерий из просвета кишечной трубки в кровь при перитоните, выявить закономерность между степенью выраженности патологических процессов в кишечной стенке и скоростью транслокации бактерий через кишечный барьер, а также подтвердить уже известный факт, что при нормально функционирующем кишечнике его стенка для бактерий непроницаема.

Сопоставительный анализ заявляемого решения и прототипа показывает, что предлагаемый способ отличается от известного тем, что в качестве маркера, моделирующего перенос инфекта из просвета ЖКТ в системный кровоток впервые используют бактериально-изотопный комплекс E.coli-^99mTc, а оценку барьерной функции ЖКТ проводят по результатам динамической гамма-сцинтиграфии. В предложенном способе проницаемость кишечного барьера оценивают по транслокации меченого ^99mTc возбудителя (E.coli) в портальный и системный кровоток. Так, при регистрации радиоактивности в области печени и сердца устанавливают нарушение целостности кишечного барьера, а при отсутствии радиоактивности - целостность кишечного барьера.

Из приведенного сопоставительного анализа следует, что заявляемый способ соответствует критерию изобретения "новизна".

Способ, составляющий заявляемое изобретение, предназначен для использования в здравоохранении. Возможность его осуществления подтверждена описанными в заявке приемами и средствами. Предлагаемый способ обеспечивает достижение поставленного заявителем технического результата, а именно: повышение точности оценки проницаемости кишечного барьера за счет визуализации проникновения бактерий через кишечную стенку.

Заявляемый способ позволяет проследить путь бактерий из просвета кишечной трубки в кровь при перитоните, выявить закономерность между степенью выраженности патологических процессов в кишечной стенке и скоростью транслокации бактерий через кишечный барьер. Авторами заявляемого способа установлено, что при раннем удалении источника разлитого гнойного перитонита стенка тонкой кишки теряет свои барьерные свойства через 1,5-2 ч, в то время как при позднем удалении источника перитонита, при релапаротомии и манипуляциях на кишечнике, интестинальная резорбция микроорганизмов (нарушение кишечного барьера) индуцируется в более короткие сроки - 15-22 мин. Также подтверждено, что в норме кишечный барьер непроницаем для бактерий.

Из изложенного следует, что заявляемое изобретение соответствует условию патентоспособности "промышленная применимость".

Проведенный поиск известных в медицине решений показывает, что полученные результаты не были обнаружены в известных решениях и ранее не применялись, следовательно, предлагаемый способ соответствует критерию патентоспособности "изобретательский уровень".

Заявляемый способ осуществляют следующим образом.

В остром опыте у беспородных собак обоего пола с массой тела 6-8 кг, длиной тела 60-70 см, возрастом не менее 1 года, под общим обезболиванием (тиопентал натрия 50 мг/кг, димедрол 0,2 мл/кг, дроперидол 0,4 мл/кг), выполняют следующие варианты операций.

Вариант I. Срединная лапаротомия, ревизия брюшной полости, установка катетера в подвздошную кишку в 10 см от илеоцекального перехода и фиксация его на передней брюшной стенке, ушивание лапаротомной раны. Спустя 6 ч по катетеру в кишку вводят бактериально-изотопный комплекс E.coli-^99mTc и проводят динамическую гамма-сцинтиграфию.

Вариант II. Срединная лапаротомия, ревизия брюшной полости, удаление большого сальника, вскрытие просвета слепой кишки путем аппендэктомии с перемещением части содержимого толстой кишки в брюшную полость (1-2 см³), установка катетера в подвздошную кишку в 10 см от илеоцекального перехода и фиксация его на передней брюшной стенке, устранение источника перитонита через 1 час, т. е. ушивание дефекта слепой кишки без санации брюшной полости, ушивание лапаротомной раны. Спустя 6 часов по катетеру в кишку вводят бактериально-изотопный комплекс E. coli-^99mTc и проводят динамическую гамма-сцинтиграфию.

Вариант III. Перитонит моделируется так же, как во втором варианте, но проводят устранение источника перитонита, т. е. ушивание дефекта слепой кишки осуществляют на повторной операции через 6 ч, брюшную полость не санируют. Через ранее установленный катетер в кишку вводят бактериально-изотопный комплекс E.coli-^99mTc и проводят динамическую гамма-сцинтиграфию.

Приготовление бактериально-изотопного комплекса E.coli-^99mTc для гамма-сцинтиграфии проводят по следующей методике: после обработки помещения УФ-облучением при комнатной температуре с соблюдением условий асептики в емкости с твердой питательной средой (агар-агар) объемом 8 мл с высеянной культурой E. coli штамма O-151 вносят ^99mTc пертехнетат из расчета 2,5 для mCi на 1 мл среды в 5 мл физиологического раствора и помещают в термостат. Через 24 часа с поверхности питательных сред выполняют трехкратный смыв физиологическим раствором. Для фракционирования меченых бактериальных клеток и несвязанного ^99mTc полученную бактериально-изотопную смесь диализируют 0,9% водным раствором NaCl на гемодиализаторе CRS-12 (Gambro, Германия). Скорость подачи диализирующего раствора 50-60 мл/мин в течение 13-15 минут (приоритетная справка N 96122238/14 (028770) от 16 ноября 1996 г.).

Гамма-сцинтиграфию проводят на гамма-камере MULTISPECT-II с системой обработки данных ICON (Siemens, Германия) в задней проекции в течение 4 часов при следующих параметрах: 240 кадров, 1 кадр - 60 секунд, матрикс 64х64. Регистрацию сцинтиграмм начинают одновременно с внутрикишечным введением бактериально-изотопного комплекса E.coli-^99mTc. По завершении динамической гамма-сцинтиграфии проводят построение кривых активность-время с области печени и области сердца. Далее по этим кривым определяют время наступления максимума (T_max) накопления радиоизотопной метки в проекции указанных органов.

Авторами установлено, что кривые активность - время с области печени и области сердца характеризуют процесс транслокации бактериальных клеток из просвета кишки в портальный и системный кровоток. Показатели T_max(печени) и T_max(сердца) характеризуют время поступления максимального количества бактериальных клеток в данные органы, т. е. характеризуют несостоятельность кишечного барьера. При нормально функционирующем кишечнике его стенка для бактерий непроницаема и бактериально-изотопный комплекс регистрируется только в просвете кишечника, экстраинтестинальные очаги радиоактивности - печени и сердца, не выявляются.

Заявляемый способ поясняется примерами, подтверждающими возможность осуществления изобретения.

Пример N 1.

Наблюдение проведено за 4-мя практически здоровыми собаками, составляющими контрольную группу. Задача исследования: установить проницаемость кишечного барьера при нормально функционирующем кишечнике. Выполнена операция по варианту I: срединная лапаротомия, ревизия брюшной полости, установка катетера в подвздошную кишку в 10 см от илеоцекального перехода и фиксация его на передней брюшной стенке, ушивание лапаротомной раны. С момента появления перистальтики по катетеру вводили бактериально-изотопный комплекс E. coli-^99mTc и проводили динамическую гамма-сцинтиграфию. Было установлено, что в данной группе во всех наблюдениях бактериально-изотопный комплекс находится в просвете кишечника. Экстраинтестинальных очагов накопления радиофармпрепарата не выявлено (фиг. 1), т. е. радиоактивность в проекции печени и сердца была на уровне фона.

Пример N 2.

Наблюдение проведено у 4 собак с моделированным перитонитом. Проведена операция по варианту II: срединная лапаротомия, ревизия брюшной полости, удаление большого сальника, вскрытие просвета слепой кишки путем аппендэктомии с перемещением части содержимого толстой кишки в брюшную полость (1 см³), установка катетера в подвздошную кишку в 10 см от илеоцекального перехода и фиксация его на передней брюшной стенке, устранение источника перитонита через 1 час, т. е. ушивание дефекта слепой кишки, без санации брюшной полости, ушивание лапаротомной раны. Через 6 ч по катетеру вводили бактериально-изотопный комплекс E.coli-^99mTc и проводили динамическую гамма-сцинтиграфию, в ходе которой отмечено накопление радиоизотопного комплекса в проекции печени (фиг. 2), что свидетельствует о проницаемости кишечного барьера и поступление бактериально-изотопного комплекса из просвета кишечника в портальный кровоток. При построении кривой активность - время с области печени отмечено, что время накопления максимального количества радиоизотопной метки в проекции печени (T_max) составляет 2 ч (фиг. 3).

Пример N 3.

Наблюдение проведено у 4 собак с моделированным перитонитом. Проведена операция: срединная лапаротомия, ревизия брюшной полости, удаление большого сальника, вскрытие просвета слепой кишки путем аппендэктомии с перемещением части содержимого толстой кишки в брюшную полость (1-2 см³), установка катетера в подвздошную кишку в 10 см от илеоцекального перехода и фиксация его на передней брюшной стенке, ушивание лапаротомной раны. Устранение источника перитонита, т. е. ушивание дефекта слепой кишки выполняли через 6 ч на повторной операции, санацию брюшной полости не проводили. Непосредственно после повторной операции по катетеру вводился бактериально-изотопный комплекс E. coli-^99mTc и проводилась динамическая гамма-сцинтиграфия, в ходе которой отмечалось накопление радиоизотопной метки в проекции печени и сердца (фиг. 4). Так же визуализировались контуры животного, что свидетельствует о проницаемости кишечного и печеночного барьеров и поступлении бактериально-изотопного комплекса из просвета кишечника как в портальный, так и в системный кровоток, т.е. о развитии бактериемии. При построении кривых активность - время отмечено, что время накопления максимального количества радиоизотопного комплекса в проекции печени (T_max) составляет 17 мин, а в проекции сердца - T_max составляет 22 мин (фиг. 5).

Таким образом, заявляемый способ позволил установить и визуализировать, что в норме кишечный барьер непроницаем для бактерий (пример N 1). Патофизиологические процессы, возникающие в стенке кишки (атония, нарушение микроциркуляции, гипоксия, тканевой ацидоз), в данном случае при перитоните, индуцируют интестинальную резорбцию собственной кишечной микрофлоры (пример N 2). Прослежена закономерность между продолжительностью перитонита и массивностью поступления бактерий из просвета кишечника в кровоток, т. е. чем больше выраженность патофизиологических процессов в стенке кишки, тем выше скорость транслокации бактерий через кишечный барьер. Так же повторное оперативное вмешательство (релапаротомия) при перитоните является провоцирующим фактором в развитии процессов транслокации кишечной микрофлоры в портальный и системный кровоток (пример N 3). Данный способ оценки проницаемости кишечного барьера обладает оптимальными качественными и количественными характеристиками. Полученные данные позволяют наиболее полно представить и изучить патофизиологические процессы при перитоните, объяснить механизм развития абдоминального сепсиса, синдрома полиорганной недостаточности. Полученные результаты свидетельствуют о том, что необходимо осторожно подходить к программируемым релапаротомиям и определять для них более строгие показания, что позволяет по-новому подойти к тактике ведения и лечения больных с перитонитом.

Список литературы.

1. Naoki Unno, Mitchell P. Fink Intestinal Epithelial Hyperpermeability // Critical Care Medicine. - 1998. - Vol. 26, N 7. - P. 289-304 - аналог.

2. М.И. Филимонов, Б.P. Гельфанд, А.В. Каралкин, С.3. Бурневич, П.В. Подачин, В.Е. Гиткович, С.Г. Юсуфов. Состояние барьерной функции брюшины и желудочно-кишечного тракта при распространенном перитоните: Сборник / Оригинальные статьи. - М., 1998. - С. 29-32 - прототип.

Изобретение относится к области медицины, а именно к нуклеарной диагностике. Проводят гамма-сцинтиграфию с бактериально-изотопным комплексом E. coli-^99mTc. Проницаемость кишечного барьера оценивают по сцинтиграммам и кривым активность - время. При регистрации радиоактивности в области печени и сердца устанавливают проницаемость кишечного барьера, а при отсутствии радиоактивности - его целостность. Способ обеспечивает повышение точности определения и обладает оптимальными качественными и количественными характеристиками. 5 ил.

Способ оценки проницаемости кишечного барьера, включающий введение радиоизотопной метки и проведение гамма-сцинтиграфии, отличающийся тем, что гамма-сцинтиграфию проводят с бактериально-изотопным комплексом E.coli-^99mТс и при регистрации радиоактивности в области печени и сердца устанавливают проницаемость кишечного барьера, а при отсутствии радиоактивности - целостность кишечного барьера.