Бойко В.В., Красносельський М.В., Моісеєнко А.С., Жуков В.І.,

Ткаченко А.С., Гопкалов В.Г., Моісеєнко Ю.А., Ткаченко М.О.

ДУ «Інститут загальної та невідкладної хірургії імені

Зайцева В.Т. НАМН України»,

ДУ Інститут медичної радіології ім. С.П. Григор’єва

Академії медичних наук України

Харківський національний медичний університет

ЕНДОТЕЛІАЛЬНА ДИСФУНКЦІЯ У ХВОРИХ НА КОЛОРЕКТАЛЬНИЙ РАК ПРИ ОБТУРАЦІЙНІЙ ТОВСТОКИШКОВІЙ НЕПРОХІДНОСТІ ТА ЇЇ ПРОГНОСТИЧНЕ ЗНАЧЕННЯ

Колоректальний рак (КРР) є розповсюдженою патологією у світі. Щорічна захворюваність досягає 1 млн випадків, а щорічна смертність від цього недуга перевищує 500 тисяч. В загальній структурі онкологічної захворюваності у світі КРР займає стабільне 3-4 місце [1, 2]. За прогнозами, абсолютне число випадків КРР у світі в наступні два десятиріччя підвищиться внаслідок росту населення в цілому і його старіння як в розвинутих, так і в країнах, що розвиваються. [3, 4]. Дана патологія займає друге місце по смертності від злоякісних новоутворень серед чоловіків і жінок. Щорічно на нашій планеті реєструється понад 600 тисяч первинно установлених форм раку товстої кишки і 130 тисяч із них випадає на США [4]. П'ятирічна виживаність пацієнтів становить близько 60% в розвинутих країнах та менш ніж 40% в країнах з обмеженими ресурсами. Основним фактором ризику є похилий вік. Вірогідність виникнення раку товстої кишки суттєво зростає після 55 років і сягає свого максимуму після 70-75 років. [2, 3].

Неінформованість населення, відсутність ефективних скринінгових програм в онкопроктології є основними причинами пізнього виявлення та пізнього звернення хворих на КРР по допомогу. Дослідження свідчать, що більшість пацієнтів з пухлинним враженням товстої кишки - особи похилого та старечого віку [5, 6]. Вони поступають в стаціонар, як правило, пізно та частіше всього із занедбаними формами онкологічного процесу і тривало існуючими явищами порушення кишкової непрохідності. При цьому, нерідко через тяжкість загального стану пацієнтів, інтенсивність розвитку патологічного процесу в товстій кишці навіть при існуючій можливості виконання радикальної операції, хірург вимушений вдаватися до паліативного втручання, яке спрямоване, перш за все, на ліквідацію кишкової непрохідності [7, 8]. Захворюваність на КРР підвищується значно інтенсивніше після 65 років і складає 72,5%. Більшість із цих пацієнтів надходять у стаціонар в екстренному порядку. При цьому, у абсолютної більшості хворих ускладнення КРР стали першим проявом захворювання. Найбільш частими ускладненнями раку товстої кишки є обтураційна кишкова непрохідність (від 20 до 85%), перфорація кишки на фоні розпаду пухлини (від 0,4 до 18%), кровотеча (від 0,8 до 14,7%), проростання пухлини в сусідні органи і тканини (від 1,5 до 44,2%), перифокальні гнійно-запальні процеси (від 5 до 29,9%) [6-8].

Неухильне зростання числа пацієнтів, що були прооперовані з приводу гострої товстокишкової непрохідності і високі рівні показників летальності та інвалідності свідчать, що проблема ускладненого КРР далека від вирішення і потребує уваги лікарів і вчених самого різного профілю. Перспективи покращення лікування ускладненого обтураційною непрохідністю КРР наполегливо потребують подальшого визначення стану кооперативної взаємодії інтегративних систем контролю гомеостатичної функції організму, як прогностичної основи ефективності безпосередніх і віддалених результатів хірургічного лікування.

Метою роботи було дослідження стану ендотеліальної функції у хворих на КРР в умовах обтураційної товстокишкової непрохідності та її прогностичне значення для оцінки ступеня тяжкості хвороби.

Матеріали і методи дослідження

Під наглядом знаходилося 73 пацієнта, що були хворі на КРР і перебували на обстеженні та лікуванні в Харківському обласному онкологічному центрі. Діагноз КРР було підтверджено клінічними і гістологічними методами. У 29 хворих було діагностовано рак прямої кишки (РПК), із них – у 21 пацієнта встановлена III стадія пухлинного процесу з компенсованою обтураційною непрохідністю і у 8 хворих - IV стадія раку з субкомпенсованою непрохідністю. У 14 пацієнтів визначався рак попереково-ободової кишки (РПОК), із них – у 6 діагностована III стадія раку і у 8 хворих -IV стадія, відповідно з компенсованою товстокишковою непрохідністю; у 16 хворих було встановлено рак сліпої кишки (РСлК), із них у 9 пацієнтів - III стадія і у 7 пацієнтів - IV стадія пухлинного процесу, відповідно з компенсованою обтураційною непрохідністю; у 14 пацієнтів діагностовано рак сигмоподібної кишки (РСигК), із яких у 8 хворих встановлено Ш стадію і у 6 хворих - IV стадію патологічного процесу, відповідно з компенсованою і субкомпенсованою непрохідністю товстої кишки. Вік пацієнтів знаходився в межах від 50 до 72 років, із них – чоловіків 38, жінок 35 осіб. До групи порівняння було включено 18 умовно здорових пацієнтів аналогічного віку і статі без онкопатології. Програма дослідження передбачала вивчення стану ендотеліальної функції у хворих на КРР, що ускладнений обтураційною товстокишковою непрохідністю. Відповідно до методичних рекомендацій МОЗ України: «Діагностика ендотеліальної функції – оцінка вазоактивного пулу оксиду азота» (МОЗ України, 2004р.) оцінка ендотеліальної функції у хворих на КРР здійснювалася за наступними показниками: визначення вмісту у сироватці крові аміаку (NH₃), нітритів (NO^-₂), нітратів (NO^-₃), S-нітрозотіолу, амінокислот: L-аргініну, цитруліну, орнітину і активності індуцибельної NO-синтази (іNOS) та ендотеліальної NO-синтази (eNOS). В крові загальноприйнятим методом визначався метгемоглобін [9].

Важливу роль у прогресуванні злоякісного процесу відіграють фактори, що стимулюють розвиток нових судин в пухлині. Одним із основних індукторів пухлинного ангіогенезу є фактор росту судинного ендотелію (VEGF). VEGF – глікопротеін, який зв'язується тільки з ендотеліальними клітинами і стимулює їх проліферацію. Вміст VEGF і ендотеліну-1 у сироватці крові визначили імуноферментним методом [10, 11]. Статистичний аналіз проводився з використанням методів варіаційної статистики і оцінкою вірогідності за t-критерієм Стьюдента – Фішера.

Результати дослідження і їх обговорення

Результати дослідження показників ендотеліальної функції у хворих на КРР при обтураційній товстокишковій непрохідності показали підвищення в крові метгемоглобіну, а в сироватці крові аміаку, нітритів, нітратів, S-нітрозотіолу, активності ендотеліальної і індуцибельної NO-синтаз, L-цитруліну, VEGF, ендотеліну-1 на фоні зниження L-аргініну та орнітину (табл. 1). Аналіз свідчив, що метгемоглобін зростав в 4,22 і 9,9 рази, а аміак в 2,38 і 3,96 рази, відповідно при компенсованій і субкомпенсованій товстокишковій обтураційній непрохідності. Ці дані вказують на розвиток ендогенної інтоксикації і гіпоксичного стану у хворих, який був більш тяжким при субкомпенсованій обтураційній непрохідності. Відомо, що продуктами перетворення оксиду азота (NO) є нестабільний, але специфічний нітрит (NO^-₂) і більш стабільний і менш специфічний нітрат (NO^-₃), причому більше 90% нітриту має ендотеліальну природу походження в організмі людини. Дослідження виявили, що нітрити підвищувалися в 2,32 і 3,98 рази, а нітрати в 3,31 і 4,22 рази, відповідно при компенсованій і субкомпенсованій обтураційній непрохідності. Ці дані добре узгоджуються з накопиченням метгемоглобіну і аміаку. Для регуляції рівнів NO у клітинах різних тканин існують різні механізми, як то S-нітрозотіоли і динітрозильні комплекси негемінового заліза [12]. Сьогодні загальновідомо, що в організмі людини щодоби внаслідок окислення L-аргініну утворюється понад 100 мг NO. Ця сполука є нестійкою, період її напіврозпаду коливається від 1 до 6 сек., що є достатнім для дифузії через внутрішньоклітинне середовище. Проте в умовах дефіциту кисню нітрит-аніони NO₂ здатні відновлюватися до NO [12]. Тому, слід зазначити, що в організмі одночасно функціонує дві ферментні системи: NO-синтазна, що забезпечує ендогенний синтез із L-аргініну NO, NO^-₂, NO^-₃, і нітритредуктазна, що утворює своєрідний циклічний механізм, який отримав в літературі назву циклу оксиду азоту. Дослідження виявили, що в умовах розвитку КРР спостерігається підвищення активності в сироватці крові еNOS в 1,75 і 2,44 рази, а іNOS в 3,29 і 4,58 рази, відповідно при компенсованій і субкомпенсованій обтураційній товстокишковій непрохідності. Ці дані свідчать, що при КРР превалює синтез NO із аргініну і супроводжуються ці процеси ендотоксемією і значною вазодилятацією. У нормі утворення NO відбувається в основному за допомогою еNOS, яка перебуває у кавеолах – колбоподібних утвореннях клітинних мембран. Білок кавеолін-1, зв'язуючись із кальмодуліном, інгібує еNOS, у той час як кальцій при з'єднанні з кальмодуліном витісняє кавеолін-1, що приводить до активації еNOS і підвищенню синтезу NO. Фермент NOS являє собою гомодімер, кожна із субодиниць якого складається із редуктазного домену, що окислює НАДФН і оксигеназного домену, що містить гем. Окислювання L-аргініну відбувається в два етапу: спочатку утворюється з L-аргініну проміжне з'єднання – N(CO)–гідроксил-L-аргінін, а на другому етапі L-цитрулін і оксид азоту [12]. Наші дослідження показали зниження в сироватці крові хворих L-аргініну у 1,81 і 3,34 рази, орнітину у 1,76 і 2,63 рази на фоні зростання L-цитруліну у 2,33 і 2,77 рази, відповідно при компенсованій і субкомпенсованій обтураційній непрохідності. Ці дані також переконливо свідчать про активацію у хворих на КРР синтезу оксиду азоту, нітритів і нітратів.

Слід зазначити, що при синтезі NO у надлишковій кількості утворюються реактивні форми азоту – різні сполуки, які включають нітроксил (аніон), нітрозоній (катіон), вищі окисли азоту, S-нітрозотіоли та залізовмісні комплекси [12]. Результати дослідження виявили значне підвищення рівнів S-нітрозотіолу у хворих на КРР. Так, при компенсованій обтураційній непрохідності вони зростали у 4,83 рази, а при субкомпенсованій - у 6,22 рази. Загальновизнано, що реактивні сполуки азоту відіграють ключову роль у фізіологічній регуляції багатьох, якщо не всіх, живих клітин – таких як гладеньком'язові клітини, кардіоміоцити, тромбоцити, нейрони, клітини юкстагломерулярного апарату нирок і ін. [13]. Підвищені рівні реактивних сполук азоту спричиняють клітинне ушкодження й смерть за допомогою стимуляції оксидативного стресу. Їх потенційними клітинними мішенями є ліпіди, ДНК, білки [12, 13].

Важливу роль в розвитку і прогресуванні новоутворень відіграють фактори росту, які стимулюють ангіогенез в пухлині. Вони зв'язуються на поверхні ендотеліальних клітин судин з рецепторами, які з’являються під впливом речовин, що продукуються злоякісною пухлиною. Як тільки молекула фактора росту судинного ендотелію зв'язалася з рецептором, активується цілий каскад біохімічних процесів: клітини ендотелію починають інтенсивно ділитися і каналізують синтез ферментів – металопротеіназ, які розщеплюють оточуючий ендотелій, позаклітинний матрикс і оболонку судин. Через утворений простір ендотеліальні клітини виходять назовні і мігрують по напрямку до пухлини [14]. Результати дослідження показали значне підвищення в сироватці крові хворих на КРР VEGF у 5,73 і 7,09 рази, а ендотеліну–1 у 3,05 і 4,4 рази, відповідно при компенсованій і субкомпенсованій обтураційній непрохідності товстої кишки.

Таким чином, результати дослідження свідчать, що в умовах розвитку КРР при обтураційній товстокишковій непрохідності відмічається ендотоксемія, яка поєднана з накопиченням метгемоглобіну, аміаку, оксиду азоту, нітритів, нітратів, S-нітрозотіолу. Встановлено, що реактивні сполуки азоту індукують розвиток оксидативного стресу та ангіогенез, які тісно поєднані із ступенем тяжкості перебігу захворювання. Найбільш чутливими показниками оцінки гіпоксичного стану і ступеня тяжкості обтураційної товстокишкової непрохідності можуть бути рівні метгемоглобіну в крові, нітрозотіолу та VEGF у сироватці крові.

Таблиця 1

Стан показників ендотеліальної функції у хворих на КРР при обтураційній товстокишковій непрохідності

Показники	Група спостереження, М±m
	Умовно здорові (n=18)	Компенсована непрохідність –III стадія (n=44)	Субкомпен-сована не-прохідність –IV стадія (n=29)
Метгемоглобін Met Hв (%), кров	1,74±0,22	7,36±0,68*	17,25±1,43*
Аміак (ммоль/мл), сироватка	16,10±2,14	38,47±2,54*	63,86±4,75*
Нітрити (мкмоль/л), сироватка	9,43±0,86	21,90±1,65*	37,62±3,14*
Нітрати (мкмоль/л), сироватка	14,82±1,35	49,13±3,67*	62,55±5,38*
S-нітрозотіоли (ммоль/л), сироватка	0,18±0,02	0,87±0,05*	1,12±0,09*
еNOS (пмоль/хв.мг білка), сироватка	0,52±0,07	0,91±0,08*	1,27±0,12*
іNOS (пмоль/хв.мг білка), сироватка	0,17±0,004	0,56±0,07*	0,78±0,06*
L-аргінін (ммоль/мл), плазма крові	31,14±2,37	17,18±1,24*	9,32±0,88*
L-цитрулін (ммоль/мл), плазма крові	12,75±1,14	29,72±1,87*	35,43±2,56*
Орнітин (ммоль/мл), плазма крові	16,53±1,34	9,38±0,75*	6,27±0,48*
VEGF (пкг/мл), сироватка	6,7±0,52	38,4±2,16*	47,56±3,17*
Ендотелін – 1 (рмоль/мл), сироватка	2,37±0,18	7,23±0,69*	10,43±0,92*

Примітка:* різниця вірогідна р<0,05.

Література

1. Залуцкий И.В. Эпидемиология злокачественных новообразований в Беларуси / И.В. Залуцкий // – Минск : Зорнн вересень. – 2006. – С. 51-68.

2. Мартинюк В.В. Рак толстой кишки (заболеваемость, смертность, факторы риска, скрининг) / В.В. Мартинюк // Практическая онкология: избранные лекции. – СПб. – 2004, - С.151-164.

3. Ермолов А.С. О состоянии экстренной хирургической помощи при острых заболеваниях органов брюшной полости в Москве за 1996 – 2000 г.г. / А.С. Ермолов // Хірургія. – 2001. – № 12. – С. 68-71.

4. Макаров О.Г. Лечение рака толстой кишки, осложненного кишечной непроходимостью / О.Г. Макаров // Колопроктология. – №3 (13). – 2005. – С. 39-43.

5. Пахомов Г.В. Выбор объема оперативного вмешательства при обтурационной непроходимости ободочной кишки / Г.В. Пахомов, Н.С. Утешев, Т.Г. Подловченко [и др.] // Хірургія. – № 6. – 2003. – С. 55-59.

6. Сидоренко Ю.С. К вопросу о тактике лечения больных с осложненными формами рака толстой кишки на современном этапе / Ю.С. Сидоренко, С.А. Грушко, В.П. Назаренко // Проблемы колопроктологии: Сб. тр. Вып. 18. -М., 2002. – С. 432-438.

7. Ханевич М.Д. Колоректальный рак. Выбор хирургического лечения при толстокишечной непроходимости / М.Д. Ханевич, Г.М. Манихас, В.В. Лузин [и др.] // – Спб:, Аграф, 2008. – 136 с.

8. Кохнюк В.Т. Колоректальный рак / В.Т. Кохнюк // – Минск: Харвест, 2005. – 384 с.

9. Кушаковский М.С. Клинические формы повреждения гемоглобина / М.С. Кушаковский // – Л.: Медицина, 1968. – 325 с.

10. Копник Б.П. Современные представления о механізмах злокачественного роста: материалы российского онкологического конгресса / Б.П. Копнин // – М.: 2007. – С. 3-8.

11. Модуляторы ангиогенеза и проницаемости сосудов: пат. РФ, № 2271216 / Д.А. Череш, Б. Элисейри, Р. Пол; заявитель Дзе Скриппс Рисерч Инститьют. – № а 2002119399/15; 22.12.00. опубл. 10.03.06/200 с.

12. Малышев Ю.И. Введение в биохимию оксида азота. Роль оксида азота в регуляции основных систем организма / Ю.И. Малышев // Рос.журнал гастроэнерол., гепатол., холопроктол. – 1997. – №1. – С. 49-55.

13. Незорова В.А. Роль окиси азота в регуляции легочных функций / В.А. Незорова, М.В. Зуга, Б.И. Гольцем// Тер. Арх.. – 1997. – Т.69, №3. – С. 68-73.

14. Коптев В.Д. Функциональное состояние эндотелия сосудов у больных гемобластозами до и после химиотерапии / В.Д. Коптев, Т.И. Поспелова. Д.Д. Цирендоржиев // Сибирский онкологический журнал. – 2010. – №4 (40). – С.20-24.