ЭНДОСКОПИЧЕСКАЯ ИНСУФФЛЯЦИЯ УГЛЕКИСЛОГО ГАЗА В ПАНКРЕАТИЧЕСКИЙ ПРОТОК: ВОЗМОЖНО ЛИ ЭНЗИМ-ИНГИБИРУЮЩЕЕ ДЕЙСТВИЕ ПРИ ОСТРОМ ПАНКРЕАТИТЕ ЗА СЧЁТ ЛОКАЛЬНОЙ ДЕПРЕССИИ РН?

УДК 616.37-002
DOI: 10.22138/2500-0918-2021-18-2-161-185

Д.С. Тренин¹, А.В. Кульминский², И.Д. Тренин³, М.А. Кульминский³

¹ ГБПОУ «Свердловский областной медицинский колледж», Новоуральский филиал, г. Новоуральск, Российская Федерация;
² ГАУЗ СО «Свердловская областная клиническая больница № 1», г. Екатеринбург, Российская Федерация;
³ ФГБОУ ВО «Уральский государственный медицинский университет», г. Екатеринбург, Российская Федерация

Резюме. Цель: оценка возможности ингибирования панкреатических энзимов для терапии острого панкреатита посредством депрессии водородного показателя в ткани поджелудочной железы при эндоскопической инсуффляции двуокиси углерода в панкреатический проток. Метод. Для диагностического режима инсуффляции выполнено численное моделирование диффузии СО2 из протоковой системы с учётом её структурных характеристик, получены мгновенные распределения и осреднённые величины рН при разной продолжительности процесса, рассчитаны кинетические константы для трипсина и липазы. Результаты. Показано, что водородный показатель в зоне диффузии монотонно понижается от 8,07 в ткани железы до 6,72 на внутренней поверхности заполненного СО2 протока, а его значение, осреднённое по объёму этой зоны, варьирует в диапазоне от 7,16 до 7,44. Такое снижение рН несущественно изменяет активность липазы, но способно ингибировать протеолиз, катализируемый трипсином, на 28-46 и на 12-24% от исходного уровня для малых и больших концентраций субстрата соответственно. Рассчитано, что при десятисекундной инсуффляции углекислого газа с объёмным расходом ~ 1 мл/с радиус раскрытия диффузионного фронта не успеет достичь величины, сравнимой с толщиной стенки панкреатического протока, что не позволит замедлить её протеолитическую деструкцию. Замедление возможно при раскрытии диффузионного фронта надлежащей толщины в результате увеличения времени инсуффляции до ~ 1 мин. После прекращения такой инсуффляции и распространения фронта диффузии до анатомических границ железы ожидаемая величина рН в её ткани составит ~ 7,69-7,95, а прогнозируемое замедление протеолиза — на 4-15% при малой, и на 0-5% при большой концентрациях субстрата. Охват зоной диффузии анатомического объёма железы потребует пролонгирования инсуффляции до ~ 11-73 минут в зависимости от удельной поверхности системы протоков. Вывод. Принципиальная возможность ингибирования панкреатических энзимов для терапии острого панкреатита посредством депрессии водородного показателя в ткани поджелудочной железы при эндоскопической инсуффляции двуокиси углерода в панкреатический проток подтверждена методом численного моделирования.

Ключевые слова: углекислый газ, эндоскопическая инсуффляция, острый панкреатит, аутолиз, рН, численное моделирование

Конфликт интересов отсутствует.
Контактная информация автора, ответственного за переписку:
Тренин Дмитрий Станиславович
mdtrenin@bk.ru
Дата поступления 08.02.2021 г.
Образец цитирования:
Тренин Д.С., Кульминский А.В., Тренин И.Д., Кульминский М.А. Эндоскопическая инсуффляция углекислого газа в панкреатический проток: возможно ли энзим-ингибирующее действие при остром панкреатите за счёт локальной депрессии pН? [Электронный ресурс] Вестник уральской медицинской академической науки. 2021, Том 18, №2, с. 161–185, DOI: 10.22138/2500-0918-2021-18-2-161-185

ЛИТЕРАТУРА
1. Santhi Swaroop Vege, David C. Whitcomb, Shilpa Grover. Pathogenesis of acute pancreatitis. Available at: https://www.uptodate.com/contents/pathogenesis-of-acute-pancreatitis (accessed 10 July 2020).
2. Тотиков В. З., Калицова М. В., Тотиков З. В., Медоев В. В., Зураев К. Э. Острый панкреатит. Методическая разработка для студентов 5- 6 курсов лечебного, педиатрического и медико- профилактического факультетов по хирургии. Кафедра госпитальной хирургии с онкологией, государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Северо–Осетинская государственная медицинская академия» министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации. Владикавказ, 2012.
3. An Independent Licensee of the Blue Cross and Blue Shield Association. Corporate Medical Policy. Pancreatic Enzyme Testing for Acute Pancreatitis AHS- G2153. Origination: 01.01.2019.
4. Acute Pancreatitis Pathogenesis. By Dr. Ananya Mandal, MD. Reviewed by April Cashin-Garbutt, MA (Editor).
5. Сборник методических материалов «Школы хирургии РОХ». Острый панкреатит. Редакция 1. Москва, 2015.
6. Бугаенко О.А. Патогенетическое значение локальных изменений неспецифических протеиназ и их ингибиторов при остром панкреатите. Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата медицинских наук. Симферополь, 2017.
7. Chamara Basnayake, Dilip Ratnam. Blood tests for acute pancreatitis. Australian Prescriber. 2015, Vol. 38 (4), pp. 128- 130.
8. Gorelick F.S., Modlin I.M., Leach S.D., Carangelo R., Katz M. Intracellular Proteolysis of Pancreatic Zymogens. The Yale Journal of Biology and Medicine. 1992, Vol. 65, pp. 407- 420.
9. Орлов Ю.П., Говорова Н.В., Глущенко А.В., Колядко А.В., Ночная Ю.А. Острый панкреатит глазами анестезиолога-реаниматолога: комментарии к российским рекомендациям по лечению острого панкреатита. Вестник интенсивной терапии, 2016, № 4, с. 34- 40.
10. Марри Р., Греннер Д., Мейес П., Родуэлл В. Биохимия человека: В 2- х томах. Т. 2. Пер. с англ.:- М.: Мир, 1993.- 415 с., ил.
11. Долгов В.В., Меньшиков В.В., ред. Клиническая лабораторная диагностика: национальное руководство. М.: ГЭОТАР- Медиа, 2012.- 928 с.
12. Kasserra H.P., Laidler K.J. pH effects in trypsin catalysis. Canadian Journal of Chemistry. 1969, Vol. 47, pp. 4021- 4029.
13. Peter Melamed, Felix Melamed. The Role of the Metabolic Acidosis in the Development of Chronic Pancreatitis. Chronic Pancreatitis: Recent Advances. 2015, Vol. 10, SMGroup. www.smgebooks.com
14. Eric G. Ball. The Composition of Pancreatic Juice and Blood Serum as Influenced by the Injection of Acid and Base. J. Biol. Chem. 1930, Vol. 86, pp. 433- 448.
15. Vishal Sharma, Thingbaijam Shanti Devi, Ravi Sharma, Puneet Chhabra, Rajesh Gupta, Surinder S. Rana, Deepak K. Bhasin. Arterial pH, bicarbonate levels and base deficit at presentation as markers of predicting mortality in acute pancreatitis: a single- centre prospective study. Original article. Gastroenterology Report. 2014, Vol. 2, pp. 226- 231. DOI: 10.1093/gastro/gou037.
16. Simon K. Lo, Larissa L. Fujii- Lau, Brintha K. Enestvedt, Joo Ha Hwang, Vani Konda, Michael A. Manfredi, John T. Maple, Faris M. Murad, Rahul Pannala, Karen L. Woods, Subhas Banerjee. The use of carbon dioxide in gastrointestinal endoscopy. Technology Status Evaluation Report. Prepared by: ASGE Technology Committee. Gastrointestinal Endoscopy. 2016, Vol. 83, Issue 5, pp. 1- 9. DOI: https://doi.org/10.1016/j.gie.2016.01.046
17. Yao Cheng, Xian- Ze Xiong, Si- Jia Wu, Jiong Lu, Yi- Xin Lin, Nan- Sheng Cheng, Tai- Xiang Wu. Carbon dioxide insufflation for endoscopic retrograde cholangiopancreatography: A meta-analysis and systematic review. World Journal of Gastroenterology. 2012. October 21; 18(39): pp. 5622- 5631.
18. Maki Sugimoto, Hideki Yasuda, Keiji Koda, Masato Suzuki, Masato Yamazaki, Tohru Tezuka, Chihiro Kosugi, Ryota Higuchi, Yoshihisa Watayo, Yohsuke Yagawa, Shuichiro Uemura, Hironori Tsuchiya, Takeshi Azuma. Carbon dioxide- enhanced virtual MDCT cholangiopancreatography. J. Hepatobiliary Pancreat. Sci., 2010, Vol. 17, pp. 601– 610.
19. Andrea Tringali, Arnaud Lemmers, Volker Meves, Grischa Terheggen, Jürgen Pohl, Guido Manfredi, Michael Häfner, Guido Costamagna, Jacques Devière, Horst Neuhaus, Fabrice Caillol, Marc Giovannini, Cesare Hassan, Jean-Marc Dumonceau. Intraductal biliopancreatic imaging: European Society of Gastrointestinal Endoscopy (ESGE) technology review. Endoscopy. 2015, Vol. 47: pp. 739– 753.
20. Takashi Muraki, Norikazu Arakura, Ryou Kodama, Suguru Yoneda, Masafumi Maruyama, Tetsuya Itou, Takayuki Watanabe, Masahiro Maruyama, Akihiro Matsumoto, Shigeyuki Kawa, Eiji Tanaka. Comparison of carbon dioxide and air insufflation use by non-expert endoscopists during endoscopic retrograde cholangiopancreatography. Department of Medicine, Gastroenterology, Endoscopic Examination Center, Shinshu University School of Medicine, 3-1-1 Asahi, Matsumoto 390- 8621, Japan. pp. 1- 27.
21. Вашетко Р.В., Толстой А.Д., Курыгин А.А. Острый панкреатит и травмы поджелудочной железы. Санкт- Петербург, 2000.
22. Елецкая О.И. Острый панкреатит. Медицина, Ленинградское отделение, 1971.
23. Худоярова А.Г. Секреция поджелудочной железы в условиях различного гидростатического давления в её протоках. Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата медицинских наук. Томск, 1989.
24. Краткий справочник физико-химических величин. Изд. 8-е, перераб./ Под ред. А. А. Равделя и А. М. Пономарёвой.- Л.: Химия, 1983.- 232 с.
25. Выгодский М.Я. Справочник по высшей математике. М., 1965, 872 с.
26. Estelle Chaix, Carole Guillaume, and Val´erie Guillard. Oxygen and Carbon Dioxide Solubility and Diffusivity in Solid Food Matrices: A Review of Past and Current Knowledge. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety. 2014, Vol. 13, pp. 261- 286.
27. Зайцев И.Д., Асеев Г.Г. Физико- химические свойства бинарных и многокомпонентных растворов неорганических веществ. Справ. изд.- М.: Химия, 1988. С. 416.
28. Бекман И.Н. Математика диффузии: учебное пособие — М.: Издательство «ОнтоПринт», 2016.- 400 с.
29. Marina Kokkinou, Leonidas G. Theodorou, Emmanuel M. Papamichael. Aspects on the Catalysis of Lipase from Porcine Pancreas (type VI-s) in Aqueous Media: Development of Ion- pairs. Braz. Arch. Biol. Technol. Mar/Apr 2012, Vol. 55 (2): pp. 231- 236.
30. Гульман М.И., Николаев В.Г., Винник Ю.С., Петрушко С.И. Анатомические особенности строения органов гепато- панкреато- дуоденальной зоны. Сибирский медицинский журнал.- 1999, 19 (4)- 99. с. 34- 37.
31. Kumaresan Sandrasegaran, Mark Tann, S. Gregory Jennings, Dean D. Maglinte, Sanjit D. Peter, Stuart Sherman, Thomas J. Howard. Disconnection of the Pancreatic Duct: An Important But Overlooked Complication of Severe Acute Pancreatitis. RadioGraphics. 2007, Vol. 27 (5): pp. 1389–1400. Published online 10.1148/rg.275065163.
 
Авторы
Тренин Дмитрий Станиславович
Кандидат медицинских наук, кандидат технических наук, преподаватель
Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение «Свердловский областной медицинский колледж» (ГБПОУ «СОМК») Министерства здравоохранения Свердловской области, Новоуральский филиал
Российская Федерация, 624130, г. Новоуральск, ул. Фурманова, д. 7
mdtrenin@bk.ru

Кульминский Андрей Викторович
Врач- эндоскопист
Государственное автономное учреждение здравоохранения Свердловской области «Свердловская областная клиническая больница № 1»
Российская Федерация, 620102, г. Екатеринбург, ул. Волгоградская, 185
pickweek@inbox.ru

Тренин Иван Дмитриевич
Студент
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Уральский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБОУ ВО «УГМУ» МЗ РФ)
Российская Федерация, 620028, г. Екатеринбург, ул. Репина, д. 3
treninjohn@gmail.com

Кульминский Михаил Андреевич
Студент
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Уральский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБОУ ВО «УГМУ» МЗ РФ)
Российская Федерация, 620028, г. Екатеринбург, ул. Репина, д. 3
mikhail.kulminsky@gmail.com

Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.