Scientific journal
International Journal of Applied and fundamental research
ISSN 1996-3955
ИФ РИНЦ = 0,564

INFLUENCE OF SHORT-TERM AND LONG-TERM ADAPTATION TO HIGH ALTITUDE ON THE PROCESS OF HEALING PURULENT WOUNDS IN EXPERIMENT

Mamakeev K.M. 1 Niyazov B.S. 2 Abdyldaev N.K. 2 Niyazova S.B. 2 Sabitov A.A. 2
1 National Surgical Center
2 Kyrgyz State Medical Institute of post-graduate training and continuous education named S.B. Daniyarov
The nature of the course of the purulent wound process in the period of short-term and long-term adaptation to the highlands (3200 meters above sea level) was studied. Experiments were performed on 72 outbred rabbits. Experimental rabbits were divided into 3 groups: per 24 rabbits in each group. At ​​control group 1, the experiments were conducted under the conditions of the city of Bishkek (770 meters above sea level); experimental groups 2 and 3 of animals with 3-day and 30-day adaptation to the conditions of high mountains, the experiments were carried out on the Tuya-Ashuu pass (3200 meters above sea level). The nature of the purulent wound process of soft tissues is shown using the planimetric method, the rate of wound reduction, cytological examination and ultrasound monitoring. In the course of comparison, there is a significant lag in wound healing in experimental rabbits of group 2, in high altitude conditions. On the 15th day, the area of ​​wounds is as follows, in group 1 – 448.8 ± 10.18 mm2 (p < 0.005).In group 2 – 676.1 ± 63.10 mm2 (p < 0.005).and in group 3- 456.5 ± 18.39 mm2 (p < 0.005). On the 20th day, the wound area reduction of group2 averages – 398.5 ± 44.40 mm2 (p < 0.005). so as in the I group – 237.3 ± 29.20 mm2 (p < 0.005). and in group 3 – 303.8 ± 30.15 mm2 (p < 0.005), which shows that during the short-term adaptation to the highlands, a prolonged course of wound healing is observed compared with other experimental groups.
highlands
adaptation
wound process

Раневой процесс очень сложный поликомпонентный процесс и имеет фазовый характер. Для его рассмотрения, в процессе развития гнойного воспаления мягких тканей в условиях высокогорья, потребуется учет больших тенденций [1, 2].

Всем известно, что все раны заживают через воспалительные процессы [3]. Фагоцитарную способность лейкоцитов проявляют воспаления. Основной ролью лейкоцитов является борьба с чужеродными агентами [3]. Активность фагоцитов осуществляется полиморфно-нуклеарными клетками. Далее фагоцитами осуществляется переваривание чужеродных веществ с помощью лизосом [4]. После выхода нейтрофилов в очаг воспаления начинают появляться лимфоциты, моноциты и идет трансформация в макрофаги, которые удаляют большую часть нежизнеспособных тканей и микробную флору [5]. Продукты фагоцитирующих клеток с плазменными факторами сопровождают фазу самоочищения раны [6]. В результате рана преобразуется в гнойную рану. Клинические данные указывают, что это преобразование не говорит о хирургической инфекции в какой-то момент, для этого экссудат должен заполняться клеточными популяциями, фрагментами мертвых тканей и элементами первичного загрязнения [7]. Многие исследователи полагают, что причиной гнойного процесса являются бактерии [8]. Но есть факты, которые ставят под сомнения исключительную роль гноеродных микробов [8].

Недостаток кислорода влияет на реологию крови человека. По мере подъема в горы снижается парциальное давление кислорода, что ведет к снижению работы защитно-приспособительных реакций организма [9]. В период адаптации организма человека в условиях высокогорья отражается на метаболических процессах всех систем и течения раневого процесса [10]. В условиях высокогорья развивается высокогорный тромбогеморрагический синдром. Установлено, что формирование первой, гиперкоагуляционной фазы на 3-е сутки пребывания в горах, и второй, гипокоагуляционной фазы на 30-й день пребывания в горах, обуславливает функционирование организма в период адаптации к высокогорью на границе патологии и здоровья [11, 12]. В период адаптации к высокогорью в организме происходят изменения со стороны крови и свертывающей системы. Характер изменений в крови, в период адаптации к высокогорью, зависит от тренированности макроорганизма, высоты горных местностей и от начального показателя организма [12]. По данным исследователей, после кратковременного пребывания организма в условиях высокогорья, уменьшается количество лимфоцитов периферической крови, после длительного пребывания количество антигена остается высоким. Таким образом, исследователями показано, что в период кратковременной адаптации снижается активность нейтрофилов и моноцитов, что свидетельствует о целесообразности иммунокорегирующей терапии в момент подъема в горы [13].

Несмотря на множество работ, посвященных изучению влияния адаптации к высокогорью на организм человека, работ, посвященных изучению гнойного воспаления мягких тканей в период кратковременной и длительной адаптации к условиям высокогорья, практически нет. Основные работы содержат результаты исследований процессов асептического воспаления или они были связаны с проблемами изучения воспаления тех или иных органов и систем организма в горах.

Цель исследования: показать характер течения гнойной раны в период длительной и кратковременной адаптации к высокогорью.

Материалы и методы исследования

Эксперименты были согласованы с этическим комитетом при Министерстве здравоохранения Кыргызской Республики и проведены по правилам Европейской конвенции о защите позвоночных животных, используемых для экспериментов или в иных научных целях (European Convention for the Protection of Vertebrate Animals used for Experimental and Other Scientific Purposes, 18.03.1986). Эксперименты проведены на 72 беспородных кроликах.

3 группы экспериментальных животных по 24 особей. I – контрольная группа, находящаяся в г. Бишкек 770 м над уровнем моря; II – группа, после 3-дневной, адаптации к высокогорью (перевал Туя-Ашуу, 3200 м над уровнем моря); III – группа, после 30-дневной адаптации к высокогорью (перевал Туя-Ашуу, 3200 м над уровнем моря).

Гнойная рана была смоделирована по методике «Моделирование стандартной обширной гнойной раны мягких тканей кожно-лоскутным методом» (Рационализаторское предложение № 832 от 19 мая 2016 г. Национального хирургического центра им. М.М. Мамакеева при Министерстве здравоохранения Кыргызской Республики).

Оценку течения раневого процесса проводили на 3-, 7-, 15- и 20-е сутки раневого процесса. В эксперименте контроль за раневым процессом осуществлялся на основании планиметрического метода, скорости уменьшения площади ран, цитологического исследования и УЗ-мониторинга.

Планиметрический метод исследования Л.Н. Поповой.

(S – Sn)×100/S×Т,

где S – площадь раны (мм2), Sn – площадь ран (мм2), Т – число дней.

Цитологическое исследование проводили для оценки репаративных процессов в ране. Мазки-отпечатки в разные сроки по методике М.П. Покровского и М.С. Макарова. Для этого предварительно раневую поверхность очищали от гнойно-некротического налета. Затем на очищенную поверхность раны прикладывали заранее подготовленное, стерильное предметное стекло. Высохшие мазки фиксировали по Маю – Грюнвальду и окрашивались по Романовскому. При сочетании в ране разных стадий гнойного процесса отпечатки снимали с разных участков. Далее мазок фиксировали метиловым спиртом, затем окрашивали по обычной гистологической методике в течение 30 мин. Подсчет клеточных элементов проводили под увеличением х600, от 100 до 300 клеток в разных участках препарата.

Статистическую обработку проводили с помощью компьютерной программы SPSS 23.0. С использованием критерия Колмогорова – Смирнова определяли нормальность распределения количественных признаков, равенство дисперсий – с критерием Levene. Результаты сравнивали в различных группах параметрической (ANOVA) и непараметрической методами статистики (критерий Краскеля – Уоллеса), Критическое значимости считалось р < 0,05.

Результаты исследования и их обсуждение

На момент начала исследования средняя площадь всех экспериментальных ран составляет 2011,6 ± 1,47 мм². Разница между группами, на 3-е и 7-е сутки, небольшая, но наблюдается отставание II группы. На 15-е сутки имеется видимое различие II группы между I, II группами, которые составляют, в I группе – 448,8 ± 10,18 мм2, во II группе – 676,1 ± 63,10 мм2 и в III – 456,5 ± 18,39 мм2 (табл. 1).

Таблица 1

Динамика изменения площади ран (мм2) (M ± s)

 

3 день

7 день

15 день

20 день

I группа

1967,6 ± 8,89

1439,3 ± 30,85

448,8 ± 10,18

237,3 ± 29,20

II группа

1989,0 ± 3,28

1488,3 ± 10,32

676,1 ± 63,10

398,5 ± 44,40

III группа

1969,6 ± 10,53

1453,6 ± 25,97

456,5 ± 18,39

303,8 ± 30,15

Примечание. р ˂ 0,5.

На 15-е сутки, во II группе площадь раны сократилось в среднем до – 676,1 ± 63,10 мм2 и значительно отстает, так как в I группе – 448,8 ± 10,18 мм2 и в III группе – 456,5 ± 18,39 мм2 (табл. 1). Так исследуемые показатели скорости заживления ран на 15-е сутки составили 8,79 ± 0,81 мм2, 6,63 ± 0,81 мм2 и 8,59 ± 0,07 мм2, это показывает, что адаптация значительно влияет на пролиферативные процессы и на скорость заживления ран (табл. 2).

Таблица 2

Скорость заживления ран (мм²) (M ± s)

 

3 день

7 день

15 день

20 день

I группа

0,65 ± 0,03

6,73 ± 0,40

8,79 ± 0,81

10,05 ± 0,66

II группа

0,35 ± 0,05

6,28 ± 0,14

6,63 ± 0,81

7,97 ± 0,87

III группа

0,68 ± 0,13

6,54 ± 0,29

8,59 ± 0,07

8,66 ± 1,42

Примечание. р ˂ 0,5.

Цитологическое исследование раневого экссудата широко применяется в экспериментальной практике. Этот метод исследуется для объективной морфологической оценки течения раневого процесса гнойных ран.

На 3-е сутки лечения в I группе нейтрофилы составляли 83,1 ± 0,5 %, деструкция лейкоцитов на высоком уровне 62,9 ± 1,5 %, соответственно лимфоциты 2,1 ± 0,1 %, макрофаги 2,1 ± 0,1 %, фибробласты 0,7 ± 0,1 %, что говорит о затянувшем воспалительном процессе (табл. 3). Во II группе, на 3-е сутки от момента моделирования раны нейтрофилы составляли 93,2 ± 0,1 %, деструкция лейкоцитов на высоком уровне 73,5 ± 0,1 %, соответственно лимфоциты 1,3 ± 0,04 %, макрофаги 3,1 ± 0,5 %, фибробласты 0,2 ± 0,05 %, что говорит о затянувшем воспалительном процессе. Плазматические клетки отсутствуют, что говорит о начальных этапах раневого процесса (табл. 3).

Таблица 3

Цитограммы гнойных ран на 3-е сутки

 

Дeструкция лeйкоцитов

Нeйтро- филы

Лимфо- циты

Поли- блaсты

Макро- фaги

Фибро- блaсты

Плазмaтичeские клeтки

I группа

62,9 ± 1,5

83,1 ± 0,5

2,1 ± 0,1

1,5 ± 0,1

2,1 ± 0,1

0,7 ± 0,1

0

II группа

73,5 ± 0,1

93,2 ± 0,1

1,3 ± 0,04

1,0 ± 0,06

3,1 ± 0,5

0,2 ± 0,05

0

III группа

72,6 ± 0,7

89,3 ± 0,2

1,0 ± 0,04

1,3 ± 0,08

3,1 ± 0

0,5 ± 0,04

0

Примечание. р ˂ 0,5.

На 7-е сутки в I группе в цитограмме в серии наблюдается, постепенное уменьшение количества нейтрофилов до 74,0 ± 0,2 %, что свидетельствует о ликвидации воспалительного процесса и наблюдается появление плазматических клеток до 1,0 ± 0,05 %, во II группе наблюдается, постепенное уменьшение количества нейтрофилов до 86,9 ± 0,5 %, что свидетельствует о вялой ликвидации воспалительного процесса, по сравнению с другими группами (табл. 4).

Таблица 4

Цитограммы гнойных ран на 7-е сутки

 

Дeструкция лeйкоцитов

Нeйтро- филы

Лимфо- циты

Поли- блaсты

Макро- фaги

Фибро- блaсты

Плазмaтичeские клeтки

I группа

51,1 ± 0,1

74,0 ± 0,2

5,2 ± 0,09

4,2 ± 0,09

4,0 ± 0,09

2,5 ± 0,05

1,0 ± 0,05

II группа

71,3 ± 1,3

86,9 ± 0,5

1,3 ± 0,04

1,0 ± 0

3,1 ± 0

0,5 ± 0

0

III группа

64,7 ± 0,9

79,9 ± 0,3

1,7 ± 0,05

1,1 ± 0,05

3,0 ± 0,07

0,6 ± 0,04

0

Примечание. р ˂ 0,5.

На 15-е сутки лечения в I группе деструкция лейкоцитов составила 41,1 ± 0,1 %, количество нейтрофилов 61,2 ± 0,08 %, лимфоциты 6,2 ± 0,1 %, полибласты 9,1 ± 0,07 %, макрофаги 6,2 ± 0,1 %, фибробласты 6,0 ± 0,06 %, плазматические клетки 1,2 ± 0,07 %, во II группе деструкция лейкоцитов 61,3 ± 1,2, когда в I и III группе 41,1 ± 0,1 и 52,5 ± 0,4, то есть во II группе затянулся грануляционный процесс (табл. 5).

Таблица 5

Цитограммы гнойных ран на 15-е сутки лечения

 

Дeструкция лeйкоцитов

Нeйтро- филы

Лимфо- циты

Поли- блaсты

Макро- фaги

Фибро- блaсты

Плазмaтичeские клeтки

I группа

41,1 ± 0,1

61,2 ± 0,08

6,2 ± 0,1

9,1 ± 0,07

6,2 ± 0,1

6,0 ± 0,06

1,2 ± 0,07

II группа

61,3 ± 1,2

75,0 ± 0,4

3,1 ± 0,04

1,2 ± 0,06

3,1 ± 0,05

1,0 ± 0

0

III группа

52,5 ± 0,4

70,7 ± 0,7

3,3 ± 0,08

1,4 ± 0,08

3,7 ± 0,05

1,1 ± 0,05

0,1 ± 0,08

Примечание. р ˂ 0,5.

К концу исследования в мазках отпечатков ран снизились содержания нейтрофилов, деструкции лейкоцитов. Количество грануляционных клеток повысилось, и различия между группами сохраняются (табл. 6).

Таблица 6

Цитограммы гнойных ран на 20-е сутки лечения

 

Дeструкция лeйкоцитов

Нeйтро- филы

Лимфо- циты

Поли- блaсты

Макро- фaги

Фибро- блaсты

Плазмaтичeские клeтки

I группа

28,2 ± 0,1

42,0 ± 0,7

7,5 ± 0,3

17,9 ± 0,3

10,1 ± 0,08

9,1 ± 0,1

2,6 ± 0,1

II группа

51 ± 0,6

58,3 ± 0,7

4,4 ± 0,1

1,3 ± 0,07

3,7 ± 0,08

1,1 ± 0,05

1,03 ± 0,05

III группа

48,6 ± 0,4

55,3 ± 0,3

5,1 ± 0,1

1,8 ± 0,06

4,0 ± 0,04

1,5 ± 0,04

1,2 ± 0,08

Примечание. р ˂ 0,5.

При УЗ-мониторировании I и II группы схожи в 13 (54,16 %) случаях выявлены выраженные инфильтративно-воспалительные изменения вокруг раны. Однородные и неоднородные жидкостные скопления в межмышечных пространствах. На 15-е сутки в УЗ-изображении воспалительно-инфильтративные изменения сохраняются в 20 (83,33 %) случаях.

При кратковременной адаптации к условиям высокогорья, на 3-е сутки от момента начала лечения на УЗ-изображениях, в 86 (89,58 %) случаях выявлены гематомы с полициклическим образованием с нечеткими ровными контурами, по структуре гипоэхогенной неоднородной структурой. В 20 (15,62 %) наблюдениях выявлен инфильтрат, с нечетким неровным контуром, гипо- и изоэхогенной структурой. 7-е сутки от момента лечения в УЗ-изображениях. выявлены межмышечные жидкостные скопления, размеры варьировали от 1,0–13,0 мм. Диагностированы жидкостные скопления с анэхогенной и гипоэхогенной структурой. В 53 (55,20 %) случаях имеется сочетание жидкостного скопления и инфильтративно-воспалительного процесса в тканях раны, отеки мягких тканей вокруг раны с неровными нечеткими контурами межмышечными жидкостными ходами, признаки флегмоны. На 15-е сутки в УЗ-изображении воспалительно-инфильтративные изменения, выраженные в 20 (95,83 %) случаях.

Исследование показало, что адаптация организма к условиям высокогорья влияет на заживление ран и имеет первостепенное значение.