Влияние антисептиков ЭХАРа и хлоргексидина на функциональное состояние периферического нервно-мышечного аппарата

Полный текст

Лечение гнойных осложнений продолжает оставаться одной из наиболее актуальных проблем современной хирургии. В условиях полимикробного инфицирования для местного лечения гнойных ран необходимо использовать антисептические средства с многокомпонентным действием. При этом важно, чтобы вещество имело минимальное количество побочных эффектов. В большинстве случаев гнойно-воспалительный процесс охватывает слои мягких тканей (подкожную жировую клетчатку, мышцы, периферические покровы и т.д.). При этом сведения о влиянии антисептиков на функциональные  характеристики нервно-мышечного аппарата и их молекулярный механизм действия в литературе отсутствуют.

Одним из патогенетически обоснованных препаратов является электрохимически активированный раствор калия хлорида — ЭХАР [3]. Нами была проведена сравнительная оценка действия двух антисептиков — ЭХАРа и широко используемого в клинике хлоргексидина биглюконата — на функциональные характеристики периферического нервно-мышечного аппарата.

Эксперименты проводили на нервно-мышечном препарате (седалищный нерв — портняжная мышца) лягушки. Мышцу постоянно перфузировали физиологическим раствором следующего состава (в ммоль/л): NaCl — 113, KCl — 2,5, СаС1₂ - 1,8, NaHCO₃ - 2,4; pH раствора 7,2—7,4. Для приближения к естественным условиям сохраняли высокий (близкий к физиологическому) уровень секреции медиатора за счет блока мышечных сокращений поперечным рассечением мышечных волокон. В части экспериментов для установления механизма действия исследуемых веществ на постсинаптическую мембрану производили ингибирование ацетил- холинэстеразы 3—5 мкмоль/л раствором прозерина. Синаптические токи регистрировали в условиях двухэлектродной фиксации мембранного потенциала. Это позволяло управлять величиной мембранного потенциала, сохранять при необходимости его стабильный уровень в условиях деполяризации и анализировать параметры синаптической передачи не только по амплитуде, но и по временным параметрам синаптических токов [5]. Исследуемые вещества вводили в перфузионную систему в концентрациях, соответствующих 1 и 10% от концентрации растворов, используемых в клинике [4]. ЭХАР применяли в виде нейтрального раствора (pH 7,4, окислительно-восстановительный потенциал +920 мВ, содержание активного хлора — 140,4 мг/л), который в клинике использовался во второй фазе лечения гнойных ран.

1. Общая характеристика параметров периферического нервно-мышечного аппарата при действии ЭХАРа и хлоргексидина. Поскольку основными элементами периферического нервно-мышечного аппарата являются нерв, нервно- мышечный синапс и сама мышца, то механизм действия этих веществ может быть направлен на любое из этих звеньев. При введении ЭХАРа в концентрациях от 1 до 10% существенных изменений сократимости мышечных волокон при непрямой стимуляции не наблюдалось. Однако при действии хлоргексидина происходило прогрессивное снижение сократимости мышцы. При действии как ЭХАРа, так и хлоргексидина в 1% и 10% концентрациях проведение по нерву существенно не изменялось, о чем можно было судить по сохранению латентного периода (времени между раздражающим стимулом и началом постсинаптического ответа). Наряду с этим наблюдались изменения функциональных параметров мышечного волокна. Как ЭХАР, так и хлоргексидин снижали мембранный потенциал покоя. Как следует из рис. 1А, наиболее выраженный деполяризующий эффект оказывал хлоргексидин. В контроле мембранный потенциал интактной мышцы составлял 82±4 мВ, а после 15 минут перфузии хлоргексидина 10% концентрации он снизился до 55±4 мВ (Р < 0,05; и = 10).

Таким образом, оба агента влияли на параметры электрогенной мембраны, отражением свойств которой является такой интегральный показатель, как мембранный потенциал.

2. Влияние ЭХАРа и хлоргексидина на функцию нервно-мышечного синапса. В следующей серии экспериментов нами исследовано влияние антисептиков на функцию периферического нервно-мышечного синапса с анализом изменений амплитуды и постоянной времени спада токов концевой пластинки при перфузии нервно-мышечного препарата растворами хлоргексидина и ЭХАРа. В контроле амплитуда многоквантовых токов концевой пластинки в разных синапсах скелетной мышцы составила 167±37 нА. Под действием 1 — 10% раствора ЭХАРа существенных изменений амплитуды синаптических токов не происходило ни при ингибированной, ни при активной ацетилхолинэстеразе. Так, после 10 минут действия 10% раствора ЭХАРа амплитуда среднего тока концевой пластинки cv ставляла 96±9% (Р > 0,05; n = 3) от контрольного уровня (рис. 1 Б). В отличие от ЭХАРа, 10% раствор хлоргексидина вызывал резкое падение амплитуды токов до 15±11% (Р < 0,05; n =3) от исходного уровня. Даже 1% хлоргексидин существенно снижал амплитуду синаптических сигналов до 42±4% от контрольного значения (Р < 0,05; n=3).

 

 

Рис. 1 Влияние ЭХАРа и хлоргексидина на величину мембранного потенциала (А) и динамику амплитуды ТКП (Б).

На А: на оси абсцисс столбиками указаны контроль, ЭХАР и хлоргексидин, на оси ординат — величина мембранного потенциала (мВ). Значения мембранного потенциала представлены на 20-й минуте перфузии ЭХАРа и хлоргексидина.

На Б: на оси абсцисс — время (мин), на оси ординат — амплитуда ТКП (нА). 1 — ЭХАР, 2 — хлоргексидин.

 

Важно отметить, что эффект хлоргексидина сильно зависел от активности фермента ацетил холинэстеразы, регулирующего концентрацию медиатора.

“В случае активной ацетилхолинэстеразы падение амплитуды токов концевой пластинки в 1% хлоргексидине к 10-й минуте составило 88%, а при нарушении гидролиза медиатора — 15±11% от контроля (Р < 0,05). Одним из возможных объяснений такого эффекта может быть то, что хлоргексидин, взаимодействуя с холинорецепторами, ускоряет потерю чувствительности постсинаптической мембраны к медиатору, то есть является веществом, ускоряющим деонситизацию.

3. Эффекты ритмической стимуляции. Для более точной оценки действия исследуемых антисептиков на чувствительность постсинаптической мембраны к медиатору мы проводили эксперименты в режиме ритмической стимуляции мышцы через соответствующий двигательный нерв. В контроле наблюдалась небольшая депрессия амплитуды ТКП в ходе ритмической стимуляции с частотой 10 Гц (рис. 2А) за счет развития десенситизации [6]. При перфузии 10% раствором ЭХАРа депрессия амплитуд, следовательно, де сенситизация не возрастала (рис. 2А).

 

 

Рис. 2. Влияние ЭХАРа и хлоргексидина на амплитуду ТКП в ходе ритмической активности при ингибированной ацетилхолинэстеразе (А) и сравнение динамики амплитуды в ритмическом ряду ТКП при активной и ингибированной ацетилхолинэстеразе (Б).

На оси абсцисс — порядковый номер ТКП в ритмическом ряду, на оси ординат — амплитуда ТКП в% (за 100% принята амплитуда первого ТКП).

На А: 1 — динамика амплитуды ТКП в контроле, 2 — динамика амплитуды ТКП на фоне 10% раствора ЭХАРа, 3 — на фоне 10% хлоргексидина.

 

В отличие от ЭХАРа, при перфузии мышцы раствором хлоргексидина депрессия амплитуд синаптических токов в ходе ритмической активности резко усиливалась. Это углубление депрессии было концентрационно-зависимым. Полученные в экспериментах с ритмической стимуляцией данные, как и результаты опытов с одиночными токами, подтвердили то, что хлоргексидин ускоряет десенситизацию.

Феномен десенситизации зависит от уровня квантовой секреции медиатора и с большей вероятностью проявляется при высоком квантовом составе [1]. В экспериментах, в которых был зарегистрирован низкий уровень секреции ацетилхолина, после перфузии 10% раствором хлоргексидина степень депрессии синаптических токов при стимуляции мышцы с частотой 10 Гц не изменилась, и падение амплитуды токов происходило до 92% (против 91% в контроле). В то же время в исходно высококвантовом синапсе падение амплитуды, вызванное такой же концентрацией хлоргексидина, происходило до 6%.

Наконец, еще одним подтверждением того, что хлоргексидин является ускорителем десенситизации, послужили эксперименты с ингибированием фермента ацетилхолинэстеразы. В случае нарушения гидролиза трансмиттера (медиатора) в присутствии хлоргексидина степень депрессии амплитуд синаптических сигналов при ритмической стимуляции резко усиливалась (рис. 2Б).

Нами установлено, что антисептики ЭХАР и хлоргексидин влияют на периферический нервно-мышечный аппарат, оказывая деполяризующий эффект на мышечные волокна и не влияя существенно на проведение возбуждения по двигательному нерву. Однако наиболее интересные данные обнаружены при сравнении действия этих агентов на функцию нервно-мышечного синапса. Оказалось, что хлоргексидин обладает мощным модулирующим эффектом на процессы, связанные с функционированием синапса. Степень депрессии синаптической передачи под влиянием хлоргексидина была пропорциональна квантовому выбросу трансмиттера и активности фермента ацетилхолинэстеразы. Все это позволяет заключить, что хлоргексидин является веществом, ускоряющим деполяризацию, вызываемую трансмиттером, и обычно слабо влияющую на работу нервно-мышечного синапса. Хлоргексидин может спровоцировать и полный нервно-мышечный блок, причем можно утверждать, что выраженность последнего зависит от активности ткани.

Таким образом, хлоргексидин проявляет признаки типичного агента, зависимого от использования (use dependent эффект) [7]. Согласно этим представлениям, хлоргексидин будет, по-видимому, кумулироваться в наиболее интенсивно работающих синапсах. Подобный use-dependent эффект может проявляться не только в нервно-мышечном синапсе, но и в разных рецепторных системах, как, например, эффект блокатора Са-каналов верапамила (изоптина) [2].

Известно, что ЭХАР, как и хлоргексидин, оказывает выраженный бактериостатический эффект и широко применяется в качестве антисептика при лечении раневой инфекции. Проведенное нами исследование позволяет считать, что наряду с бактериоста

тическим эффектом хлоргексидин может существенно нарушать функцию нервно-мышечного аппарата путем взаимодействия с рецепторами для ацетилхолина. Результатом такого взаимодействия является быстрая потеря чувствительности к естественному медиатору. Исходя из наших данных, ЭХАР подобным угнетающим действием на функцию нервно-мышечного синапса не обладает.            

При лечении гнойных ран, по нашим данным, более эффективным оказался ЭХАР [4], что с учетом возможных осложнений, вызванных хлоргексидином, позволяет рекомендовать его как препарат выбора.

Об авторах

Е. М. Соколова

Казанский государственный медицинский университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: info@eco-vector.com
Россия, Казань

В. Ф. Чикаев

Казанский государственный медицинский университет

Email: info@eco-vector.com
Россия, Казань

Р. А. Гиниатуллин

Казанский государственный медицинский университет

Email: info@eco-vector.com
Россия, Казань

С. И. Агаджанян

Казанский государственный медицинский университет

Email: info@eco-vector.com
Россия, Казань

Список литературы

Дополнительные файлы