По данным современных авторов, частота формирования грыж после открытых абдоминальных вмешательств превышает 20% [1]. В США ежегодно выполняется до 500 тыс. операций по поводу грыж [2]. Ведущим методом лечения пациентов с данной патологией является протезирующая пластика брюшной стенки [2]. Частота послеоперационных раневых осложнений при этом составляет 4-23%, до 10% осложнений ассоциированы непосредственно с сеткой [3]. Основной проблемой в данной области хирургии является оказание помощи особой категории больных - лицам с большими и сложными дефектами брюшной стенки [4]. Операции, выполняемые в таких случаях, относятся к наиболее сложным в техническом отношении, продолжительным и рискованным вмешательствам [5]. Основными вариантами хирургического пособия в описанных ситуациях являются передняя сепарация (anterior component separation technique - ACST, операция Ramirez) и задняя (posterior component separation technique - PCST или transversus abdominis release - TAR) [5-7]. Дискуссия по поводу данных операций включает вопросы целесообразности и безопасности применения ACST и PCST по сравнению с конвенциональной протезирующей пластикой брюшной стенки [4], а также возможности, преимущества и недостатки названных методик в сравнительном аспекте [8]. В качестве средств, позволяющих в раннем послеоперационном периоде сопоставить степень хирургической травмы и ответ организма на произведенное вмешательство, используется целый ряд лабораторных критериев. Особого внимания заслуживает цитокиновый ответ на вмешательство, который находится в поле зрения современных ученых [9]. В ряде исследований ставится задача сравнения течения послеоперационного периода при различных операциях герниологического профиля с помощью цитокинов в качестве средства объективного контроля иммунного, системного воспалительного ответа [10-12]. Авторы сравнивают течение послеоперационного периода в зависимости от имплантируемого эндопротеза, фармакологического обеспечения [13] и иных факторов. Экспериментальных исследований в данном разделе хирургии относительно немного [9; 10; 13]. Публикаций, в которых изучен цитокиновый профиль послеоперационного периода при сепарационной пластике, до настоящего времени не представлено.

Цель работы: изучить особенности цитокинового ответа в послеоперационном периоде при моделировании грыжи живота и последующей реконструкции брюшной стенки с помощью сепарационной пластики.

Материал и методы исследования. Работа выполнена на 25 кроликах породы русская шиншилла с разрешения локального этического комитета ФГБОУ ВО «ПИМУ» Минздрава России (протокол № 5 от 10.03.2021 г.) в соответствии с законодательством РФ («Правила гуманного обращения с лабораторными животными», «Деонтология медико-биологического эксперимента») и с Европейской конвенцией по защите позвоночных животных [14]. Все операции проведены под наркозом комбинацией препаратов Золетил 100 (25 мг/кг) и Ксилавет (3 мг/кг), вводимых внутримышечно. Осуществлялось адекватное обезболивание, были предприняты меры профилактики инфекций области хирургического вмешательства и стрессовых язвенных поражений желудочно-кишечного тракта, проводились наблюдение и перевязки. Животные были поделены на 5 групп. Рандомизацию осуществляли методом конвертов. В первой группе (n=5) выполняли срединную лапаротомию длиной 15 см с последующим стандартным ушиванием брюшной стенки (непрерывно, атравматичной нитью 2/0) и раны. В остальных группах на первом этапе моделировали послеоперационную грыжу больших размеров. С этой целью проводили такую же лапаротомию, после чего ушивали только кожу. Формирование больших послеоперационных грыж наблюдали в течение 30 суток. На втором этапе производили реконструкцию брюшной стенки с помощью сепарационной пластики. Во 2-й группе выполняли операции Ramirez II. Выполняли мобилизацию грыжевого мешка, билатерально проводили ретромускулярную диссекцию, рассекали апоневроз наружной косой мышцы живота латеральнее наружного края влагалища прямой мышцы живота и параллельно последнему, продолжали препаровку латерально между апоневрозом наружной косой мышцы живота и внутренней косой мышцей. Протезировали медиальный и латеральные сегменты брюшной стенки полипропиленовыми сетками ES 3030 (РФ). В 3-й группе осуществляли точно такие же вмешательства, но без этапа протезирования. В 4-й группе применяли способ TAR. Выполняли мобилизацию грыжевого мешка, билатерально проводили ретромускулярную диссекцию, пересекали поперечную мышцу живота с обеих сторон с последующей диссекцией в латеральном направлении, протезированием медиального и латеральных сегментов полипропиленовой сеткой ES 3030 (РФ). В 5-й группе применяли аналогичные операции, только без использования эндопротезов. Техника операций на брюшной стенке не отличалась от приемов, описанных разработчиками указанных операций и применяемых в клинической практике [5; 7; 8]. С целью стандартизации вмешательств основные этапы и технические приемы были ранее многократно отработаны авторами настоящего исследования в предыдущих экспериментах. Все особенности вышеуказанных вмешательств подробно описаны и находятся в свободном доступе. Распределение животных по группам показано в таблице 1.

Таблица 1

Распределение животных по группам

У всех животных оценивали содержание провоспалительных цитокинов: интерлейкина - 1 бета (IL-1β), фактора некроза опухоли альфа (TNFα), а также противовоспалительных цитокинов: интерлейкина - 10 (IL-10), трансформирующего фактора роста бета 1 (TGFb1). Перечисленные показатели исследовали в плазме крови до вмешательства (исходный уровень), на 3-и сутки (фаза экссудации) и на 10-е сутки (фаза пролиферации) после операции с использованием иммуноферментного анализа (ELISA Cloud-Clone Corp., China) и оценивали на спектрофотометре Epoch (BioTek, USA) с использованием стандартных калибровочных кривых. После выполнения этапа моделирования грыж на 3-и сутки также исследовали уровни указанных цитокинов. Кровь для проведения лабораторных исследований отбирали утром из краевой вены уха животного в объеме 1,5 мл в пробирку типа Эппендорф. Для получения плазмы образцы крови центрифугировали в течение 30 минут после сбора при 3000 об/мин в течение 10 минут. Аликвотированные образцы плазмы по 150 мкл помещали в холодильник при -20 °C в течение 2 часов, затем хранили при -80 °C до анализа. Полученные результаты обработаны с применением методик математической статистики и использованием пакета программы Statistica 12.0. Данные на нормальность распределения изучали тестом Shapiro – Wilk. В ряде последовательностей распределение отличалось от нормального, поэтому для сравнения количественных показателей независимых выборок использовали критерий Mann – Whitney. Для сравнения данных в зависимых выборках использовали t-критерий Wilcoxon. Динамику в последовательности независимых выборок оценивали по Kruscal - Wallis. Статистически значимыми считали различия при уровне р <0,05.

Результаты исследования и их обсуждение. Подробные сведения о динамике IL-1β в плазме крови животных на этапах эксперимента приведены в таблице 2. В таблицах 2-5 уровни цитокинов приведены в пг/мл, Mean – среднее, Med – медиана, SD – стандартное отклонение, Q1 – Q3 – первый и третий квартили, IQR – интерквартильный размах (ИКР). Исходный уровень IL-1β до оперативных вмешательств составлял (Mean) 18,04 пг/мл, ИКР 12,71.

Таблица 2

Динамика IL-1β в ходе эксперимента

На 3-и сутки после оперативного вмешательства данный показатель снизился до 15,04 пг/мл, ИКР 10,70 без достоверных отличий между видами оперативных вмешательств (p=0,1406, Kruscal - Wallis), но при детальном сравнении сепарационных пластик было отмечено влияние эндопротеза, особенно в группе TAR с протезированием (21,06 пг/мл, ИКР 10,23), где значение анализируемого показателя было достоверно выше по отношению к группе TAR без применения сетчатого имплантата (10,09 пг/мл, ИКР 5,56), p=0,045, Mann - Whitney. На 10-е сутки после оперативного вмешательства уровень IL-1β снизился до 12,91 пг/мл, ИКР 9,90. Статистически значимое снижение уровня анализируемого интерлейкина было отмечено в группе TAR с сеткой до 8,28 пг/мл, ИКР 5,56 (р= 0,046400, Wilcoxon). Имелись достоверные отличия между видами оперативных вмешательств (p=0,0180, Kruscal - Wallis). При сравнении сепарационных пластик между собой отличия статистически не были значимы (p=0,2139, Kruscal - Wallis). Значение IL-1β после лапаротомии 21,81 пг/мл ИКР 4,61 было достоверно выше по сравнению со значениями, полученными после сепарационных пластик: Ramirez II - 10,31 пг/мл, ИКР 7,27 (p=0,01371, Mann - Whitney); TAR с сеткой - 8,28 пг/мл, ИКР 5,56 (p=0,008114, Mann – Whitney). Графическое отображение выполненного анализа представлено на рис. 1.

Рис. 1. Динамика уровней IL-1β на этапах эксперимента: 1 - лапаротомия, 2 - моделирование грыжи, 3 - Ramirez II с сеткой, 4 - Ramirez II без сетки, 5 - TAR с сеткой, 6 - TAR без сетки

Среднее значение исходного уровня TNFα составляло 4,22 пг/мл, ИКР 0,93. На 3-и сутки после оперативного вмешательства значение данного показателя практически не изменилось и составляло 4,05 пг/мл, ИКР 1,46. Статистически значимых различий уровня TNFα между оперативными вмешательствами (p=0,2846, Kruscal - Wallis) и техниками разделения компонентов (p=0,2996, Kruscal - Wallis) не наблюдалось.

Точные данные по динамике уровня фактора некроза опухоли альфа в плазме крови отражены в таблице 3. На 10-е сутки отмечается небольшое повышение уровня TNFα в плазме до 4,72 пг/мл, ИКР 0,76. Отличий между группами животных не было (p=0,1071, Kruscal – Wallis). В то же время отмечается, что уровень TNFα статистически выше после TAR 4,66 пг/мл, ИКР 0,46, чем после Ramirez - 3,91 пг/мл, ИКР 0,57 (p=0,030640, Mann - Whitney). Графическое отображение изменений уровней TNFα на этапах эксперимента представлено на рис. 2.

Таблица 3

Динамика уровня TNFα в ходе эксперимента

Рис. 2. Динамика уровней TNFα на этапах эксперимента: 1 - лапаротомия, 2 - моделирование грыжи, 3 - Ramirez II с сеткой, 4 - Ramirez II без сетки, 5 - TAR с сеткой, 6 - TAR без сетки

Сводные данные по уровню интерлейкина 10 приведены в таблице 4.

Таблица 4

Динамика IL-10 в ходе эксперимента

Исходное значение данного интерлейкина составляло 42,80 пг/мл, ИКР 25,35. На 3-и сутки после оперативного вмешательства исследуемый показатель повысился до 52,47 пг/мл, ИКР 21,90, достоверных различий между видами операций не наблюдалось (p=0,3372, Kruscal – Wallis). На 10-е сутки среднее значение данного цитокина практически не изменилось и составляло 51,44 пг/мл, ИКР 9,72. Статистических различий значений IL-10 между лапаротомией и сепарационными пластики не было (p=0,7604, Kruscal – Wallis).

Статистические данные по динамике TGFb1 в ходе эксперимента представлены в таблице 5. Исходное значение данного показателя составляло (Mean) 108,60 пг/мл, ИКР 13,61. После проведения операций у животных уровень TGFb1 к 3-м суткам повысился до 121,73 пг/мл, ИКР 34,16. Графическое отображение изменений показателей TGFb1 в ходе эксперимента отражено на рис. 3.

Таблица 5

Динамика TGFb1 в ходе эксперимента

Рис. 3. Динамика уровней TGFb1 в ходе эксперимента: 1 - лапаротомия, 2 - моделирование грыжи, 3 - Ramirez II с сеткой, 4 - Ramirez II без сетки, 5 - TAR с сеткой, 6 - TAR без сетки

Отличий между видами оперативных вмешательств не было (p=0,8027, Kruscal – Wallis). Тот же показатель на 10-е сутки практически не изменился и составлял (Mean) 120,03 пг/мл, ИКР 35,41. В то же время в группе животных, которым выполнялась TAR с сеткой, отмечено достоверное повышение данного показателя до 129,75 пг/мл, ИКР 32,06 (р=0,043115, Wilcoxon). Различий по уровню данного показателя между лапаротомией и сепарационными пластиками не было (p=0,3210, Kruscal – Wallis). При сравнении значений TGFb1 после сепарационных пластик между собой также не было отмечено достоверных отличий (p=0,2318, Kruscal – Wallis).

По данным литературы, наиболее изучаемыми показателями послеоперационного периода, имеющими отношение к системной воспалительной реакции и цитокиновому профилю, являются CRP (C - реактивный белок), интерлейкины 1, 2, 4, 6, 8, 10, 13, TNF-α, TGFb1, VEGF (vascular endothelial growth factor), β-FGF (fibroblast growth factor) и ряд других показателей [10; 11; 15]. CRP расценивают как маркер острой фазы [9; 10] и предиктор воспалительных осложнений после операций герниологического профиля. Для сопоставления аналогичных по смыслу и показаниям операций (например, операция Лихтенштейна и трансабдоминальная преперитонеальная пластика при паховой грыже) исследователи сравнивают в динамике несколько показателей, принадлежащих к различным группам цитокинов - провоспалительных и противовоспалительных [12]. В рамках представленного исследования мы руководствовались таким же подходом. Предполагается, что более сложные и травматичные вмешательства вызывают значительные изменения уровней цитокинов, чем меньшие по объему и степени хирургической агрессии. Соответственно, близкие по масштабу и влиянию на организм операции будут иметь близкие по динамике цитокиновые профили [12]. Данные, полученные в настоящей работе, не противоречат ранее проведенным исследованиям, поскольку изучаемые вмешательства (Ramirez и TAR) в клинической практике имеют общепризнанные и во многом аналогичные показания, сопоставимую продолжительность и травматичность [6-8]. Приведенные в настоящей работе данные также свидетельствуют о том, что цитокиновый профиль послеоперационного периода у рассматриваемых операций является во многом сопоставимым. В нашем исследовании показатели IL-1β имели сходную динамику. С другой стороны, задняя сепарация представляется большинству авторов более сложной в техническом отношении операцией с более обширной зоной диссекции тканей [6; 8]. Результаты экспериментального исследования во многом подтверждают эти мнения. TAR оказывает более выраженное воздействие на оба компонента (провоспалительный и противовоспалительный). На 3-и сутки уровень IL-1β в группе TAR с сеткой был выше (21,06 пг/мл) по сравнению с группой Ramirez с сеткой (14,06 пг/мл). Уровень TNFα возрастал на 10-е сутки и был достоверно выше после операции TAR (4,66 пг/мл), чем после Ramirez II (3,91 пг/мл). Влияние имплантации сетки также имеет значение. Принято считать, что эндопротез не оказывает какого-либо специфического воздействия на иммунную систему [11], однако имплантацию столь большого инородного тела в брюшную стенку нельзя не учитывать (при осуществлении TAR обычно используют сетку размером 30х30 см). Следует иметь в виду, что у человека сепарационная пластика выполняется только с имплантацией сетки, что важно при оценке экспериментальных данных и их экстраполяции на клиническую практику. Концентрация IL-1β на 3-и сутки в группе TAR с протезированием была в 2 раза выше (21,06 пг/мл), чем в группе TAR без применения сетки (10,09 пг/мл), отличия достоверны. Показатель IL-10 незначительно возрастал на 3-и сутки и далее сохранялся приблизительно на том же уровне, причем статистических различий между лапаротомией и сепарационными пластиками не было. Динамика TGFb1 была аналогичной, причем уровень достоверно повышался в группе животных, которым выполнялась операция TAR с сеткой (129,75 пг/мл от исходного 108,6 пг/мл).

Заключение. Цитокиновый профиль послеоперационного периода после ACST и PCST имел общие черты. Максимальные изменения уровней цитокинов наблюдали в группе TAR, особенно с применением сетки. Это касалось как провоспалительного компонента, так и противовоспалительного. Следует полагать, что именно задняя сепарация с имплантацией эндопротеза ассоциирована с наибольшим влиянием на оба компонента цитокинового профиля в послеоперационном периоде. Это вполне соответствует общепринятым клиническим представлениям о масштабе данного вмешательства, обширности диссекции тканей в ходе операции и степени ее сложности.