| 16. |
Аннотация |
Лечение травм, ожогов и обморожений в условиях Крайнего Севера имеет ряд особенностей. Наряду с критически низкими температурами у людей, находящихся в условиях Арктики наблюдается развитие полярно-гипоксического синдрома, который характеризуется тем, что у практически здоровых лиц происходит развитие гипервентиляции в сочетании с низким коэффициентом использования кислорода. Все это, в сочетании с низкими температурами окружающей среды, приводит к развитию тканевой гипоксии. Следует особо отметить, что тканевая гипоксия резко усиливается у пострадавших с ожогами и ранениями мягких тканей, а также у лиц с обморожениями и общим переохлаждением, что обусловлено повышением энергетического обмена, нарушением в работе респираторного тракта, повышенным уровнем стрессорных гормонов в условиях Крайнего Севера (О.А. Нагибович и др. \\Механизмы гипоксии в Арктической зоне Российской Федерации \\ВЕСТНИК РОССИЙСКОЙ ВОЕННО-МЕДИЦИНСКОЙ АКАДЕМИИ. 2016, 2 (54) С.202-205). Также следует отметить, что общее переохлаждение приводит к централизации кровообращения и, как следствие, к развитию ишемически-реперфузионного синдрома (ИРС)- парадоксального процесса, возникающего после восстановления перфузии в органах и тканях. Патогенез ишемически-реперфузионного повреждения весьма сложен и включает в себя сочетания таких процессов, как воспаление, метаболический дисбаланс, оскидативный стресс т.д. Таким образом, в условиях Крайнего Севера лечение травм, ожогов и обморожений, сопровождающихся ИРС, вызванным общим переохлаждением, в сочетании с развившимся полярно-гипоксическим синдромом протекает более длительно и требует больших материальных затрат, связанных с пребыванием пациента в стационаре. В настоящее время, одним из эффективных методов лечения ожогов, обморожений и обширных повреждений мягких тканей является трансплантация пациенту аллогенных или аутологичных стволовых и прогениторных клеток, которые обладают выраженными иммуномодулирующими, антиапоптотическими, противовоспалительными и регенераторными свойствами. Большинство описанных клинических эффектов связано с паракринными факторами, выделяемыми стволовыми клетками в зоне их трансплантации. Однако, клинический эффект от трансплантации клеток во многом зависит от концентрации кислорода в тканях, в которые клетка попадает после длительного культивирования в условиях in vitro. Известно, что физиологическим микроокружением в тканях для стволовых клеток является 3-7% содержания кислорода. При этом в условиях Крайнего Севера содержание кислорода в тканях снижается ещё больше. Клетки для культивирования, после забора и выделения из костного мозга, помещают в газовую среду, содержащую 21% кислорода. Это приводит резкому увеличению гибели клеточного материала за счет развития окислительного стресса и генетической перестройки метаболизма с целью адаптации к новым условиям существования. По разным данным процент гибели стволовых клеток в первичной культуре после выделения из тканей составляет от 80 до 95%. Однако, трансплантация культивированных при 21% кислорода клеток обратно в ткани пациента (2-7% кислорода) вызывает еще больший процент гибели (от 95 до 98%) в течение первых 4 часов. Это обусловлено с невозможностью быстрой метаболической адаптации ферментов к резкому снижению привычной концентрации кислорода. Тем самым резко снижается длительность существования трансплантированных клеток и резко снижается клинический эффект от терапии. Таким образом, можно предположить, что выживаемость клеток после трансплантации пациентам в условиях Крайнего Севера, а, следовательно, и эффективность клеточных технологий при лечении травм, ожогов, обморожений и переохлаждений будет еще более низкой из-за развившегося полярно-гипоксического синдрома. Одним из возможных решений данной проблемы является культивирование клеток при пониженном содержании кислорода (3-8%), как метод их преадаптации к условиям последующей трансплантации. Следует отметить, что уровень кислорода существенно влияет на пролиферацию, дифференцировку и секреторную функцию стволовых клеток. Так было показано, что их культивирование при снижении концентрации О2 до 2 % вызывает более чем 30 кратное увеличение клеток в течение недели по сравнению с 21%. В работе, опубликованной в 2013 году, также говорится о том, что культивирование изолированных костномозговых клеток, полученных из костного мозга мыши в условиях 3% содержании кислорода приводит к увеличению количества пролиферирующих клеток, что вызывает двух кратное увеличение клеточности в течение 7 суток [Kim HS et al.]. Стволовые клетки при 3% содержании кислорода могут, по-видимому, сохранять недифференцированный фенотип и тем самым поддерживать их состояние самообновления и продолжать оказывать клинический эффект в течение длительного времени после трансплантации в ткани организма [Madrigal M, Rao KS, Riordan NH.\\ A review of therapeutic effects of mesenchymal stem cell secretions and induction of secretory modification by different culture methods\\J Transl Med. 2014 Oct 11;12(1):260.]. Гипоксия так же вызывает изменение продукции ростовых факторов, выделяемых стволовыми клетками, что является важнейшим фактором, определяющим клинический эффект от клеточной терапии. Portier et al. показали, что снижение кислорода ниже 21% в процессе культивирования вызывает двукратное увеличение продукции фактора роста сосудов, что запускает процесс регенерации и способствует восстановлению микроциркуляционного русла. Под действием пониженного содержания кислорода культивированные стволовые клетки секретируют факторы, которые блокируют выделение провоспалительных цитокинов, тем самым снижая уровень воспаления. Таким образом, снижение уровня кислорода ниже 21% в процессе культивирования оказывает влияние на продукцию трофических, ангиогенных, противовоспалительных факторов, а стволовые клетки, полученные при культивировании в условиях пониженной концентрации кислорода, оказываются более эффективным при лечении целого ряда патологических состояний по сравнению с клетками, полученными при нормальном содержании О2. Следует предположить, что разработка технологии культивирования стволовых клеток при пониженном содержании кислорода приведет к большому проценту выживаемости после трансплантации в ткани пациента с полярно-гипоксическим синдромом и тем самым повысит эффективность лечения острых травм, обморожений и переохлаждений. |