The Model of Acute Pancreatitis of Different Degree in Experiment

Abstract


Relevance of the topic. Acute pancreatitis (OP) is originally an aseptic inflammation of the pancreas, with possible damage to the surrounding tissues and individual organs, as well as systems, which is the third most common after acute appendicitis and acute cholecystitis in the number of patients. In this regard, an experimental model is needed to further determine the tactics of management and treatment of patients with acute pancreatitis of varying severity.

Objective: to develop a universal model of acute pancreatitis with the ability to control the area of ​​pancreatic necrosis through the use of various overlays (distal or proximal to the confluence of the accessory pancreatic duct into the common bile duct) of the ligature, which will ensure the development of total or subtotal pancreatonecrosis.

Materials and methods. Matured white Wistar rats weighing 250-300 g were chosen as objects for the study. The simulation of acute pancreatitis in the experiment was carried out using a 50% bile solution (pH = 6.0) followed by intraductal injection without cannulation of the major duodenal papilla. To control the degree of severity and area of ​​the pancreas lesion, we use the staged overlay of turnstiles at the confluence of the additional pancreatic ducts and the common bile duct, which ensures the development of acute pancreatitis of varying severity. On the 5th day, the rats were removed from the experiment, an autopsy was performed with the removal of pancreatic preparations for further histological examination. The evaluation of the immune and oxidative parameters of the blood of experimental animals. Statistical processing of the obtained results was performed using descriptive and variation statistics techniques.

Results. In the course of this work, moderate and severe acute pancreatitis is modeled, which allows us to focus on the course of each subject to variation statistics, determining their reliability, which is an important condition for creating the necessary platform for further study of the management and treatment of this disease.

Findings. I use the resulting model, we managed:

- to obtain a high reliable result of operations with minimal death of experimental animals, i.e. high repeatability of positive results;

- perform an accessible operation with obvious technical simplicity;

- see the possibility of a simulated disease for a long time up to 5 or more days, which subsequently allows medical intervention and testing of new dosage forms and drugs for treatment and studying their effects.

Thus, it is possible to judge the universality of this model of acute pancreatitis under experimental conditions.


Острый панкреатит (ОП) – это острое асептическое воспаление поджелудочной железы, относящееся к полиэтиологическим заболеваниям [4]. В 90% случаев наблюдается умеренный аутолиз тканей, для которого характерен отек  поджелудочной железы и опоясывающие боли, сходящиеся в эпигастральной области. Наиболее часто острый панкреатит развивается при обтурации протока поджелудочной железы, что приводит к панкреонекрозу ткани с общими метаболическими нарушениями, гипотензией, секвестрацией жидкости, полиорганной недостаточностью и летальным исходом [1]. При этом объем необходимого лечения напрямую зависит от распространенности патологического воспаления железы и степени тяжести [2, 4].
На западе показатели заболеваемости ОП и летальности занимают более низкий уровень и в течение 5 лет остаются стабильными [6, 10, 11]. Например, за один календарный год в США зарегистрировано около 17 случаев острого панкреатита на 100000 населения, из числа которых лишь 20 % больных проведено патогномоничное лечение в связи с тяжелым течением и проявлением деструкции паренхимы поджелудочной железы [6, 8, 9]. В России при этом на 100000 населения приходится 80 случаев заболеваемости ОП, из которых в 40-50% у больных установлено тяжелая степень тяжести, а 25 - 40 % заканчивается летальным исходом [5].
На сегодняшний день ученые отмечают рост тенденции к развитию острого деструктивного панкреатита среди трудоспособного населения, что является неблагоприятным фактом в сфере охраны здоровья [4], что требует разработки новых стандартов лечения больных. В связи с этим необходима экспериментальная модель с целью дальнейшего определения тактики ведения пациентов с острым панкреатитом различной степени тяжести.
Цель
Разработать универсальную модель острого панкреатита с возможностью управлять площадью панкреонекроза за счет использования различного наложения (дистальнее или проксимальнее места впадения добавочного протока поджелудочной железы в общий желчный проток) лигатуры, что будет обеспечивать развитие тотального или субтотального панкреонекроза.
Материалы и методы
В качестве объектов исследования были выбраны половозрелые особи белых крысах линии Wistar массой 250-300 г.
Экспериментальные животные были разделены по следующим критериям: интактные животные – 1 группа (контрольная); экспериментальный острый панкреатит средней степени тяжести – 2 группа; экспериментальный острый панкреатит тяжелой степени – 3 группа.
Под общей анестезий (хлоралгидрат 300 мг/кг веса внутрибрюшинно) с соблюдением всех международных и отечественных норм гуманного обращения с животными, были произведены операции: срединная лапаротомия с выведением в рану петли двенадцатиперстной кишки. В гепатодуоденальной связке определяли общий желчный проток крысы диаметром 0,27- 0,57 мм. На расстоянии приблизительно 1,5 см от ворот печени в общий желчный проток по задней поверхности впадает дистальный панкреатический проток диаметром приблизительно около 0,2-0,3 мм, что лучше видно при рассечении связки аналоги lig. gastrocolicum и отведении желудка [6]. При этом мы увидели общий желчного проток, впадающий в него дистальный панкреатический проток, часть поджелудочной железы, прилежащую к задней стенке желудка и к воротам селезенки. При данном доступе можно увидеть дуоденальную часть поджелудочной железы, дренирующуюся дополнительным протоком добавочной долей поджелудочной железы, который впадает в общий желчный проток по задней его поверхности на расстоянии около 0,5 см от места вхождения общего желчного протока в стенку двенадцатиперстной кишки. Произвели забор желчи из общего желчного протока с помощью катетера [3] для приготовления её 50% раствора с pH=6.
Для моделирования ОП различной степени тяжести было использовано наложение турникетов на общий желчный проток выше и ниже места впадения дистального протока поджелудочной железы с последующим введением по катетеру 50% раствора желчи в дозе 0,2 мг/кг, и дальнейшей перевязкой данного протока, в результате чего наблюдается формирование ОП средней степени тяжести (рис. 1). Моделирование ОП тяжелой степени достигался за счет наложения двух турникетов на общий желчный проток выше места впадения дистального протока поджелудочной железы и ниже места впадения проксимального протока добавочной доли поджелудочной железы, введения 50% раствора желчи в дозе 0,2 мг/кг, с последующей перевязкой двух протоков поджелудочной железы крысы. Во всех случаях перевязка протоковой системы поджелудочной железа происходила через 15 мин, затем турникеты снимались, рана послойно ушивалась.
Моделирование различных по степени тяжести форм ОП производили за 5 суток до выведения животных из эксперимента [2, 6], поскольку в ранее проводимых исследованиях установлено наличие максимально выраженных метаболических изменений в крови и манифестной морфологической картины ОП именно в эти сроки. Для проведения лабораторных тестов на 5-е сутки от моделирования ОП, под наркозом, с тщательным соблюдением правил асептики и антисептики, осуществляли торакотомию и забор крови в объеме до 5 мл из правого желудочка сокращающегося сердца, с последующим выведением животных из эксперимента передозировкой средств для наркоза [6].
В каждом случае произведена аутопсия с изъятием препарата ткани поджелудочной железы.
Гистологический материал фиксировали в 10% забуферном нейтральном формалине в течении 7 суток. По стандартной методике изготавливали парафиновые блоки и микропрепараты. Полученные гистологические препараты окрашивали гематоксилином и эозином (Г+Э). Микроскопирование препаратов поджелудочной железы производили по средствам световой микроскопии с помощью микроскопа Livenhuk 320. Для морфометрической оценки производили фотографирование препаратов с использованием цифровой насадки Livenhuk c310 и программы Scope Tek ScopePhoto (версия х86, 3.1.268). Произведена оценка иммунных и оксидантных показателей крови экспериментальных животных. Статистическую обработку полученных результатов проводили с применением методик описательной и вариационной статистики.
Результаты и их обсуждения
Проводя комплексный анализ гистологических срезов поджелудочной железы разных групп животных можно отметить, что у животных с экспериментальной моделью обструктивного панкреатита обнаруживались крупные участки деструкции ткани (рис. 1, рис. 2) в виде обширных бесструктурных эозинофильных очагов некроза (рис. 3) с выраженной перифокальной воспалительной (рис. 4) инфильтрацией преимущественно полиморфноядерными лейкоцитами. При этом некротические изменения распространялись на парапанкреатическую клетчатку с ее воспалительной инфильтрацией. В сохранившейся ткани поджелудочной железы, особенно вблизи очагов некроза, развивались выраженное полнокровие сосудов и интерстициальный отек.
При проведенной оценке иммунных и оксидантных показателей в экспериментальном ОП средней и тяжелой степенях тяжести обнаружены различные по выраженности метаболические и иммунные нарушения с провоспалительной направленностью. При этом отмечается прямая зависимость выраженности иммунометаболических изменений от тяжести ОП. Установленные лабораторные сдвиги позволяют утверждать о развитии острого панкреатита у крысы (табл. 1, табл. 2).
Таким образом суммируя все результаты проведенного эксперимента можно говорить о том, что факт развития острого панкреатита различной степени тяжести и крыс достоверно подтвержден (p < 0,001) и со стороны морфологического исследования, и по данным метаболического исследования крови животных.
Заключение
Таким образом данный способ позволяет:
- получать высокий достоверный результат операций при минимальной гибели подопытных животных, т.е. обеспечивается высокая повторяемость положительных результатов;
- возможность протекания моделируемого заболевания в течение длительного времени до 5 и более суток, что в последующем дает возможность медикаментозного вмешательства и испытания новых лекарственных форм и препаратов для лечения и изучения их влияния.
Всё это нам позволяет судить об универсальности данной модели острого панкреатита в условиях эксперимента, следовательно, она может является необходимой платформой для последующего изучения тактики ведения и лечения данного заболевания различной степени тяжести.

Petr Mihailovich Nazarenko

Kursk State Medical University

Email: Nazarenko700pm@yandex.ru

Russian Federation, Kursk, 3 K. Marx Str., 305041, Russian Federation.

M.D., Professor, head of the Department of surgical diseases № 2 of Kursk state medical University

Аlexsandr Ivanovich Konoplya

Kursk State Medical University

Email: Konoplya51@mail.ru

Russian Federation, Kursk, 3 K. Marx Str., 305041, Russian Federation.

M.D., Professor, head of the Department of biological chemistry of Kursk state medical University

Paul Cherepovich Mekailyan

JSC «Basic Sanatorium named after M. V. Lomonosov»

Email: Paul_keropoff@mail.ru

Russian Federation, Gelendzhik, st. Serafimovich 38, 353460, Russian Federation

physician, surgeon and doctor of ultrasound diagnostics in AO " M.V. Lomonosov Basic sanatorium" Gelendzhik

Alex Leonidovich Loktionov

Kursk State Medical University

Email: ala-loc@yandex.ru

Russian Federation, Kursk, 3 K. Marx Str., 305041, Russian Federation

M.D., Professor of the Department of  surgical diseases № 2 of Kursk state medical University

Dmitriy Petrovich Nazarenko

Kursk State Medical University

Email: Nazarenkodp003@yandex.ru

Russian Federation, Kursk, 3 K. Marx Str., 305041, Russian Federation

M.D., Professor of the Department of surgical diseases № 2 of Kursk state medical University

Oleg Nikolaevich Tarasov

Kursk State Medical University

Email: Doz-xir@mail.ru

Russian Federation, Kursk, 3 K. Marx Str., 305041, Russian Federation

Ph.D., associate Professor of the Department of surgical diseases № 2 of Kursk state medical University

Tatyana Alexandrovna Samgina

Kursk State Medical University

Email: Tass@list.ru

Russian Federation, Kursk, 3 K. Marx Str., 305041, Russian Federation

Ph.D., associate Professor of the Department of surgical diseases № 2 of Kursk state medical University

Ekateryna Anatolievna Loyko

Kursk State Medical University

Author for correspondence.
Email: katryn.moon@yandex.ru

Russian Federation, Kursk, 3 K. Marx Str., 305041, Russian Federation

resident of the 2nd year of the Department of surgical diseases № 2 of Kursk state medical University

Olga Nikolaevna Buschmina

Kursk State Medical University

Email: O.buschmina@yandex.ru

Russian Federation, Kursk, 3 K. Marx Str., 305041, Russian Federation

assistant of the Department of biological chemistry of Kursk state medical University

  1. Andreev A.V., Ivshin V.G., Goltsov V.R. Treatment of infected pancreatic necrosis using minimally invasive interventions // Annals of surgical hepatology. - 2015, T. 20, No. 3 - P. 110-116.
  2. Bushmin ON, Dolgareva SA, Loktionov A.L., Konoplya A.I. Metabolic disorders in experimental acute destructive pancreatitis and ethanol exposure. // System analysis and management in biomedical systems. 2015. V. 14. No. 3. P. 396-403.
  3. Bushmina ON, Loktionov A.L., Dolgareva S.A. et al. Correction of immune and oxidative disorders in experimental acute pancreatitis on the background of chronic alcohol intoxication. // Allergology and Immunology. 2015. V. 16. No. 3. S. 309-310.
  4. Goltsov V.R., Savello V.E., Bakunov A.M. etc. Purulent-necrotic parapankreatitis: the evolution of views on treatment tactics // Annals of Surgical Hepatology - 2015, Vol. 20, No. 3 - P. 75-83.
  5. Dibirov MD, Yuanov A.A. Pancreatonecrosis. Protocol diagnosis and treatment. Teaching manual. - Moscow, 2014. - 366s.
  6. Loktionov A.L., Voropaev E.V., Mikaelyan P.K. Differential laboratory diagnostics of acute biliary and nonbiliary pancreatitis. // Scientific statements of Belgorod State University. Series: Medicine. Pharmacy. 2015. No. 16 (213). Pp. 31-39.
  7. Prudkov M.I. Clinical guidelines for the provision of medical care to the population of the Ural Federal District. - Ekaterinburg, 2014. - p. 23 - 29. 16.
  8. Skutova V. A., Danilov A. I., Feoktistova Zh. A. Acute pancreatitis: topical issues of diagnosis and complex treatment // Bulletin of Smolensk Medical Academy. - 2016, T. 15, No. 2 - P. 78 - 84.
  9. Janisch N.H. Advances in management of acute pancreatic // Gastroenterology clinics of North America. – 2016. – V.45, N1. – P. 1-8.
  10. Lankisch P.G., Apte M., Banks P.A. Acute pancreatitis // The Lancet. – 2015. – V.386, N9988. – P. 85-96.
  11. Ruedi F. Thoeni. The Revised Atlanta Classification of Acute Pancreatitis: Its Importancefor the Radiologist and Its Effecton Treatment. Radiology. 2014. V. 262.№3. P.751-763.

Supplementary files

There are no supplementary files to display.

Views

Abstract - 30

PDF (English) - 15

PlumX

Dimensions


Copyright (c) 2019 Nazarenko P.M., Konoplya А.I., Mekailyan P.C., Loktionov A.L., Nazarenko D.P., Tarasov O.N., Samgina T.A., Loyko E.A., Buschmina O.N.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies