В данной научно исследовательской статьи проведено изучение эффективности консервирующих растворов для трансплантационных программ. Проведено сравнение раствора Висконсинского университета (UW) и раствора гистидин- триптофан-кетоглутарат (НТК, кустадиол) в условиях острого эксперимента на лабораторных животных. Разработана принципиально новая методика оценки консервирующих растворов для трансплантационных программ. Получены данные о биохимических показателях мочи, на фоне имитированной консервации и трансплантации почки. Сегодня растворы UW (University of Wisconsin) и HTK (гистидин-триптофан-кетоглутарат), почти одинаково эффективны и являются стандартными для многоорганических или единичных процедур по консервации почек.
Введение.
В настоящее время проблема трансплантации органов и тканей сохраняет свою актуальность. В истории мировой и отечественной трансплантологии сделаны большие прорывы, но, несмотря на это, сохраняется ряд трудностей [1].
По сравнению с трансплантацией других органов, такое направление как трансплантация почки имеет более чем полувековую историю. За этот период накоплен колоссальный опыт, касающийся модернизации хирургической техники, консервации органов, совершенствования и протоколов иммуносупрессии, а также послеоперационного ведения пациентов. Уже к концу 90-х годов были современные показатели выживаемости почечных трансплантатов и реципиентов. Успехи трансплантации почки, тем не менее, привели к тому, что «листы ожидания» на операцию ежегодно неуклонно растут во всем мире [2].
Наряду с тем, что в РК первая ТП проведена в 1979 г., проблема сохраняется сегодня. В 2013 г. в ТП нуждалось около 3000 человек. По состоянию на 20.06.17 в ЛО на ТП в РК находятся 2803 взрослых человека, по состоянию на 11.04.18 - 2472 человека. Проблема сохраняется и объяснима, в частности, нехваткой доноров [5].
Однако принципы хранения и транспортировки заслуживают отдельного внимания. Одним из таких принципов является холодовая консервация, где на фоне гипотермического подавления активности катаболических и анаболических энзимов происходит консервация органа [3].
Необходимо отметить что, консервация донорских почек в основном обеспечивается за счет гипотермии, в условиях которой уменьшается метаболическая активность тканей, сохраняются запасы аденозина трифосфата (АТФ) и предотвращается образование свободных радикалов в фазу реперфузии.
Задачами ХК органов являются:
- снижение уровня клеточного метаболизма;
- поддержание целостности клеточных мембран;
- обескровливание органа для предотвращения внутрисосудистых тромбозов;
- уменьшение образования свободных радикалов кислорода.
Однако, несмотря на свойства ХК к возможности качественного консервирования органа, на сегодняшний день большинство исследователей рекомендуют максимально сокращать время холодовой ишемиит.к увеличение длительности холодовой ишемии трансплантата ассоциируется с первичным отсутствием функции печени и сердца, а также с отсроченной функцией трансплантированной почки[4]. Поэтому дополнительное применение перфузионных растворов является обязательным.
Требования к перфузионному раствору сводятся к предотвращению:
- отека клетки;
- потери энергетического запаса клетки;
- ацидоза клетки;
- образования свободных радикалов кислорода.
Растворы для перфузии органов, применяемые в США:
- Раствор Висконсинского университета (UW) - органы брюшной полости, сердце.
- HTK - (Custodiol) - органы брюшной полости, сердце.
Признанным «золотым стандартом» перфузионного раствора в США является UW. Его использует более 80% трансплантационных программ в США. Новым раствором, который появился на рынке в Европе, стал IGL.[5,6].
В отделенияхтрансплантологииРК после забора органа, промывание и консервация проводится преимущественно двумя типами растворов - раствор Висконсинского университета (UW) и раствор гистидин-триптофан- кетоглутарат (НТК, кустадиол). Большинство органов также подвергается последующей холодовой консервации, что связано с необходимостью транспортировки их в другой трансплантационный центр.
Необходимо отметить, что применение растворов Висконсинского университета (UW) и растворов гистидин- триптофан-кетоглутарат (НТК, кустадиол) при которых возможна качественная консервация органов, дискутабельна. Что и послужило целью нашего экспериментального исследования.
Цель. Дать оценку эффективности консервирующего раствора Висконсинского университета (UW) и раствора гистидин-триптофан-кетоглутарат (НТК, кустадиол) в условиях острого эксперимента на лабораторных животных. Материалы и методы исследования.
Исследование было проведено на 8 крысах, возраст -18 месяцев, массой тела 250 - 300 гр., полученных из вивария НИИ им Б. Атчабарова, со стандартным рационом питания и ухода с учетом «Правил проведения доклинических исследований, медико-биологических экспериментов и клинических испытаний в РК» (от 25 июля 2007 года N 442). Все манипуляции, проводимые на лабораторных животных, проведены с обязательным соблюдением Хельсинской декларации защиты позвоночных животных, используемых для экспериментов и других научных целей (от 1975 года и ее пересмотренного варианта 2008 г.).
Лабораторные животные (N - 6) рандомизировано поделены на 3 группы. Исследовались 2 типа растворов - раствор Висконсинского университета (UW) (первая группа, n - 3) и раствор гистидин-триптофан-кетоглутарат (вторая группа, n - 3). Третья группа лабораторных животных (n - 2) - контрольная.
Экспериментальное исследование на лабораторных животных проведено в условиях операционного блока Лаборатории экспериментальной медицины НИИ ФПМ им.Б.Атчабарова.
Всем лабораторным животным была проведена нефрэктомия. С предварительно тщательно выбритым операционным полем. Под общей анестезией (Рометар 0,3 мг/кг, в/в) проведено фиксирование лабораторных животных на станке в положении на спине.
Процедура операции включала в себя тотальную лапаротомию, гемостаз. Кишечник с брыжейкой были сдвинуты влево, впоследствии вскрыто правое забрюшинное пространство. Тупым путем из подкожной жировой клетчатки выделена почка вместе с капсулой. Почечные сосуды перевязывали и отсекали. Мочеточник выделяли дистально и отсекали. Произведена нефрэктомия. Операционная рана была накрыта стиральной салфеткой. Извлеченные почки перфузировали раствором
Висконсинского университета (UW) (n - 3) и раствором гистидин-триптофан-кетоглутарат (n - 3). Перфузия была произведена путем введения исследуемых растворов в артерию, вену и мочеточник почки через установленные в просветы сосудов периферические катетеры «Вазофикс». Далее извлеченные почки были помещены стерильный контейнер с раствором хлорида натрия 0.9%, при температуре 36.6 градусов. Гипотермия удаленных органов не была произведена, чтобы исключить влияние холодовой ишемии на удаленный орган. Экспозиция органов в стерильном контейнере составляла 15 минут для обеих групп.
После 15 минутной экспозиции, удаленные почки были извлечены из стерильного контейнера. Далее, при помощи периферического катетера, производилось шунтирование артерии удаленной почки к артерии лабораторного животного, аналогичная манипуляция произведена и с веной удаленного органа.
Время шунтирования удаленных почек составляло 10 минут, за данный промежуток времени путем канюлирования мочеточника удаленных почек была получена моча в кол-ве 1.1±0,5 мл. Полученная моча в ходе эксперимента была подвергнута биохимическому анализу (Таблица №1).
Лабораторные животные были выведены из эксперимента по методу (Алмабаев Ы.А.; Алмабаев Г.Ы, Джолдыбаева Б. Б, и др./ Способ выведения подопытных животных из эксперимента/ № патента: 11756).
Результаты.
Методы статистической обработки основывались на использовании пакета статистических программ R 3.4.4 для Windows.
Результаты экспериментальных исследований анализировались с применением методов вариационной статистики (Бенсман В.М. Облегченные способы статистического анализа в клинической медицине. - Краснодар: издательство КГМА, 2002 - 32 с.). Оценка достоверности проводилась с использованием критерия Стьюдента (t) для малых выборок и величины вероятности (р). Различия оценивали как достоверные при значениях степени вероятности р<0,05.
Исходя из полученных данных (таблица 1), биохимические показатели мочи у контрольной группы лабораторных животных соответствуют нормальному состоянию почечной паренхиме.
Таблица 1 - Биохимические показатели мочи крыс
|
Исследуемые показатели |
Контрольная группа |
Раствор Висконсинского университета (UW) |
Раствор гистидин- триптофан-кетоглутарат |
|
Кол-во мочи, мл. |
2,0±0,5 |
1,0±0,3 |
0,9±0,5 |
|
Белок, г/л |
0,65±0,19 |
0,79±0,24 |
0,84±0,15 |
|
Мочевина, ммоль/л |
415±49 |
489±79 |
501±67 |
|
Глюкоза, ммоль/л |
<6 |
<9 |
<8 |
|
Калий, г/л |
2,23±0,24 |
4,1±0,84 |
4,5±0,56 |
|
Натрий, г/л |
0,37±0,16 |
0,87±0,37 |
0,92±0,42 |
|
Уробилиноген, мкмоль/л |
<17 |
<29 |
<31 |
|
рн |
6,4±0,5 |
6,9±0,4 |
7,0±0,6 |
|
Билирубин, мкмоль/л |
<5 |
<9 |
<15 |
|
Кетоновые тела,ммоль/л |
<1 |
<8 |
<7 |
Данные полученные в ходе биохимического анализа мочи для оценки способности почек отфильтровывать из крови и выделять в мочевые пути продукты распада, образующиеся в ходе метаболических процессову второй и третьей группы, показывают о состоятельностифункции почек после 15 минутного изолирования от организма.
Однако, несмотря на хорошие результаты, превышение показателя мочевины во второй (489±79 ммоль/литр) и третьей (501±67ммоль/литр) группы по сравнению с контрольной, говорит о недостаточной выделительной работе почек и нарушении фильтрации.
Вывод.
Говоря об эффективности применяемых растворов, следует рассматривать их общие и отдельные эффекты. В собирательном понимании наиболее высокую эффективность показал раствора Висконсинского университета (UW), однако, сравнения показателей анализа мочи в исследуемых группах (второй и третьей) при помощи парного теста Стьюдента не обнаружили значимых различий. Вместе с тем, дальнейшего изучения их отдельные свойства: стимуляция диуреза, мембранопротекторные свойства, а также морфофункциональные данные в динамике. Сегодня растворы UW (University of Wisconsin) и HTK (гистидин- триптофан-кетоглутарат), почти одинаково эффективны и являются стандартными для многоорганических или единичных процедур по консервации почек.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
- Никоненко А. С. Здоровье Казахстана Третьего Тысячелетия // Медицина. - 2015. - № 8(39). - С. 71-78.
- Шаршаткин А.В. Клинические и хирургические аспекты трансплантации почки от живого родственного донора: автореф. дисс. ... д-р.мед.наук - М., 2009. - 144 с.
- Agarwal A., Murdock P., Fridell J.A. Comparison of histidine-tryptophan ketoglutarate solution and University of Wisconsin solution in prolonged cold preservation of kidney allografts // PubMed. -2006.-№81(3).-Р. 480-482.
- Мухина Н.А. Национальное руководство по нефрологии. - М.: ГЭОТАР-Медиа, 2009. - 716 с.
- Готье С.В., Мойсюк Я.Г., Хомяков С.М., Ибрагимова О.С. Органное донорство и трансплантация в Российской Федерации в 2011 г. IV сообщение регистра Российского трансплантологического общества // Вестник трансплантологии и искусственных органов. -2012.- №14(3). - С. 6-18.
- Баймаханов Б.Б., Кыжыров Ж.Н., Сахипов М.М., Чорманов А.Т., Ибрагимов Р.П., Байдаулетов Ж.Ж., Стамкулов Ф.Т. Совершенствование технологии трансплантации родственной почки // Вестник КазНМУ. - 2013. - №1. - С. 199-201.