Эра лапароскопии началась с первого введения цистоскопа в брюшную полость собаки немецким хирургом G. Kelling в 1901 г. и появления термина «лапароскопия», примененного шведским хирургом H. Jakobaeus тогда же. Отцом современной лапароскопии считается немецкий врач-гастроэнтеролог H. Kalk, создавший в 1929 г. лапароскоп с превосходными линзами и показавший превосходные технические характеристики [1—6].

Пережив 40-летний, так называемый гинекологический период, преодолев скептицизм медицинских и хирургических сообществ, только в 1982 г. лапароскопия стала общепризнанной хирургической техникой, позволившей K. Semm сделать первую в мире аппендэктомию [4, 7, 8], а E. Mühe в 1986 г. — первую холецистэктомию [4, 5]. Кстати, оба эти вмешательства впоследствии были подвергнуты критике, а хирурги — судебным процессам.

Настоящая эволюция полиорганной хирургической лапароскопии началась в 1987 г. после выполнения французским хирургом P. Mouret первой видеолапароскопической холецистэктомии [9]. С тех пор никто и ничто уже не смогло остановить прогресс лапароскопической хирургии. Появились лапароскопическая герниорафия, колэктомия [10—13], ваготомия, ушивание перфоративной язвы [8, 14, 15] и многие другие виды вмешательств.

Однако намного раньше, еще в 1968 г., отечественный хирург проф. И.Д. Прудков предложил новые методики выполнения лапароскопических операций. Это лапароскопические холецисто-, гастро- и еюностомии [16, 17].

Одновременно с успехами и накоплением практического опыта в лапароскопической хирургии все чаще стали возникать вопросы, связанные с техническими особенностями вмешательства. В первую очередь это касается изменений брюшины.

Прежде чем перейти к анализу результатов научных исследований, посвященных поиску ответов на эти вопросы, кратко остановимся на морфофункциональных характеристиках нативной брюшины.

Брюшина морфологически и функционально состоит из различных слоев, приспособленных к индивидуальным физиологическим особенностям покрытых ею органов, представляет собой динамический орган, способный адаптировать свою структуру и функции к различным физиологическим и патологическим состояниям [18].

Брюшина, являясь самой большой серозной мембраной общей площадью около 1,8 м², сопоставимой с площадью поверхности кожи человека, имеет важное значение для движений внутрибрюшных органов и поддержания гомеостаза брюшной полости [18]. Париетальная брюшина выстилает внутреннюю поверхность брюшной полости, висцеральная — покрывает внутренние органы. Несмотря на аналогичное эмбриональное развитие, париетальная брюшина чувствительна к изменению внутрибрюшного давления и температуры, боли и механическим повреждениям, а висцеральная брюшина невосприимчива к этим раздражителям, но реагирует на растяжение и химические воздействия [19].

Впервые поверхность брюшины в виде слоя плоских клеток была описана анатомами в 1827 г. [20] и в силу своего мезодермального происхождения и сродства с эпителием была названа мезотелием [21].

Висцеральная и париетальная брюшина имеют сходное гистологическое строение. Брюшина описывается либо как однослойный мезотелий [22], либо как трехслойная структура (мезотелий, базальная пластина и субтенториальная строма) [23]. Академические позиции требуют указания 6 слоев и гликокаликса [24].

В определенных условиях мезотелиальные клетки теряют свои эпителиальные характеристики и приобретают преимущественно мезенхимальные свойства. Эта трансформация получила название мезотелиально-мезенхимального перехода [21].

Поверхность мезотелиоцитов представлена гликокаликсом, придающим им защитные свойства [25—30]. Эти свойства связаны с липополисахаридом гиа-луронаном, синтезируемым мезотелиоцитами. Сразу после синтеза он направляется на поверхность клетки, где взаимодействует с рецепторами CD44, формируя перицеллюлярную матрицу (гликокаликс) или внеклеточный матрикс [31].

У здорового человека на поверхности мезотелиальных клеток располагается тонкая пленка жидкости, служащая смазкой для брюшины, защищающая мезотелий от повреждения и спаек. Ее образуют гликокаликс и ряд молекул (липопротеины, фосфолипиды и гиалуронан) [32]. Гликокаликс способствует сохранению защитного неадгезивного характера брюшины, участвует в процессах воспаления, репарации поврежденных участков, регулирует транспорт различных веществ через перитонеальную мембрану [33].

Мезотелиоциты, помимо гликокаликса, имеют еще несколько очень важных структур. Это микроворсинки, обеспечивающие функциональную адаптацию брюшины [23], ламеллярные тела, являющиеся плотно упакованными мембранными структурами, содержащими уникальные поверхностно-ак-тивные вещества, минимизирующие трение между органами брюшной полости [34].

Кроме этого, важную роль в гомеостазе брюшины играют стоматы — микроскопические отверстия в соединениях между мезотелиоцитами, через которые поглощаются крупные частицы или целые клетки и формируется важный канал связи париетальной брюшины с основными терминальными лакунами. Эти отверстия снабжены клапанным аппаратом, осуществляющим лимфодренаж через медиастинальные лимфоузлы в грудной лимфатический проток [23, 35]. Наибольшее количество стоматов располагается на диафрагмальной поверхности брюшины. В связи с этим еще в 1944 г. B. Steinberg в эксперименте доказал уменьшение всасывания экссудата и снижение летальности при перитоните при приподнятом положении головного конца кровати пациента [36], предложенного G. Fowler [37] в 1890 г.

Важное значение имеют так называемые молочные пятна на серозе большого сальника и других покрытых серозной оболочкой областях брюшной полости, представляющие собой скопление лимфоидной ткани. Последняя в физиологическом состоянии представлена на 70% макрофагами, по 10% соответственно В-лимфоцитами, Т-лимфоцитами, тучными клетками [38].

Мезотелиальные клетки синтезируют и секретируют глюкозаминогликаны, разнообразный набор медиаторов воспаления и цитокинов, факторов роста, компоненты коагуляционного каскада, фибринолитические агенты, поверхностно-активные вещества для смазки брюшины [39, 40]. Всасывание из брюшной полости осуществляется многочисленными внутри- и межклеточными механизмами. В физиологическом состоянии брюшная полость содержит менее 100 мл серозной жидкости, являющейся по сути ультрафильтратом плазмы крови с концентрацией белка менее 3 г/дл [34].

Брюшина считается неотъемлемой составляющей иммунной системы человека в целом, ее лимфоидная ткань — важная часть всей лимфоидной системы организма [18]. Врожденная иммунная система брюшины обеспечивается системой комплемента (около 20 сывороточных белков). Эти белки стимулируют хемотаксис нейтрофилов, деградацию базофилов и тучных клеток, а также активность резидентных макрофагов [18, 38]. Эти макрофаги посредством хемотаксиса взаимодействуют с бактериями, активизируются интерлейкинами (ИЛ) — ИЛ-2, ИЛ-12) и с участием посредников проявляют антигенпредставляющие свойства [41, 42]. Брюшина функционирует в этом смысле как важный и активный лимфоидный орган, усиливающий реакции эффекторных клеток [42].

При бактериальном инфицировании брюшной полости местный иммунитет брюшины регулирует нормальный баланс между про- и противовоспалительными реакциями, смещая это равновесие (в зависимости от триггера) как в позитивную, так и в патологическую для организма сторону [43, 44].

При любом повреждении (механическом, инфекционном и т. д.) или травме (др.-греч. τράυμα — рана) брюшинного покрова мезотелиоциты и макрофаги-резиденты брюшины секретируют многочисленные посредники, осуществляющие местные и системные реакции в ответ на возникшие повреждения брюшины любого генеза. Эти реакции в итоге реализуются воспалительными либо репаративными процессами. К ним относятся синтез оксида азота, различных хемокинов (ИЛ-8, LTB4, MCR-1), цитокинов (фактора некроза опухоли альфа (ФНО-α), ИЛ-β, ИЛ-6 ИЛ-10), различных факторов роста (TGF-α, TGB-β, PDGF, VEGF, EGF), элементов коа-гуляционного каскада (тканевого фактора, tРА, uPA, PAI), матричных металлопротеиназ [18, 45, 46].

Кратко охарактеризуем основных участников молекулярных событий в мезотелиоцитах при их повреждении.

Оксид азота (NO) вырабатывается с помощью эндотелиальной синтазы. Под воздействием провоспалительных цитокинов и липополисахарида (эндотоксина грамотрицательной микрофлоры) синтез NO изменяется [47, 48]. Снижение синтеза NO приводит к эндотелиальной дисфункции [47]. Избыточные концентрации NO при перитоните рассматриваются как септический ответ на острую (массивную) эндотоксиновую агрессию, вследствие чего эндотелий не реагирует на вазопрессорные препараты, развивается вазоплегия [49, 50]. Это происходит вследствие неконтролируемой эндотоксиновой стимуляции синтеза макрофагами индуцибельной NO-синтазы (i-NO-синтазы), обладающей, помимо этого, проапоптическими функциями [49].

Кроме того, хирургические манипуляции в брюш-ной полости способны увеличивать экспрессию i-NO-синтазы [51]. Стимуляция эндотелиоцитов провоспалительными цитокинами и ФНО-α при повреждении брюшины или перитоните способствует интенсивному высвобождению хемокинов — ИЛ-8, лейкотриена-B4, направляющих нейтрофилы из микроциркуляторного русла в зону конфликта [52].

Ограничивают миграцию активированных лейкоцитов в воспаленную брюшину и брюшную полость особые белки, к которым, в частности, относится моноцитарный хемоаттрактант протеин-1, продуцируемый мезотелиоцитами. При перитоните этот процесс в брюшине значительно уменьшается, а в крови, напротив, сохраняется на высоком уровне [53].

Цитокинокинез является ключевой реакцией на повреждение брюшины любой природы. Цитокины вырабатываются мезотелиоцитами и иммунными клетками [45]. Первым, лидирующим цитокином считается ФНО-α, именно он дает старт выраженным метаболическим изменениям и последующему цитокиновому каскаду [54]. Начальный, стартовый синтез ФНО-α считается защитной реакцией клетки [55]. Ангиогенные свойства ФНО-α объясняют его участие в регулировании функций эндотелия и несут ответственность за формирование дисфункции эндотелиоцитов с вовлечением в этот процесс фактора роста VEGF [18, 49, 56].

В формировании дисфункции мезотелиоцитов участвуют два вида ИЛ-1: ИЛ-1α и ИЛ-1β. Начало их синтеза связывают с повышением концентрации ФНО-α в брюшине. Повышенное содержание ИЛ-1β обладает сильными фиброгенными и ангиогенными свойствами с участием фактора роста опухолей TGF-β, а также способствует нарушению морфологической структуры и целостности мезотелиального барьера. Эти патологические изменения коррелируют с длительностью контакта ИЛ-1β и ФНО-α с мезотелиоцитами и их концентрацией в брюшной полости [57].

Особенностью влияния ИЛ на мезотелиоциты является их решающее значение в инициации и прогрессировании воспалительных и неопластических процессов в брюшине [18, 58].

Из множества известных на сегодняшний день цитокинов принципиальное и наиболее доказанное значение при развитии дисфункции брюшины при ее повреждении или воспалении имеют ИЛ-6 и ИЛ-10. Синтез ИЛ-6 индуцируют повышенные концентрации ИЛ-1β, место синтеза — эндотелиоциты перитонеальных капилляров [18, 53]. Налицо тесная взаимо-связь двух важнейших процессов, возникающих на мес-те повреждения или агрессии мезотелиоцитов, — дисфункции эндотелия и дисфункции мезотелия [18, 49]. Данная взаимосвязь наиболее полно представлена в современной теории эпителиально-эндотелиальной дисфункции, интегрирующей оба вышеуказанных процесса в эпителии и эндотелии любого органа [59—61]. Помимо этого, в эту группу необходимо включать общую лимфоидную ткань организма [61].

Синтез ИЛ-6 происходит в течение 1-го часа после повреждения брюшины, достигает максимума через 6 ч и сохраняется в течение 10 сут [54, 62]. Отмечено, что ранний и выраженный синтез ИЛ-6 после вмешательств на брюшине всегда предшествует развитию осложнений в первые 2 сут после хирургического вмешательства [63].

Альтернативное действие при воспалении или повреждении брюшины в силу своих противоположных функциональных способностей оказывает ИЛ-10, ингибирующий действие провоспалительных цитокинов и снижающий активность иммунокомпетентных клеток [64]. В синергизме с ИЛ-10 действуют мезотелиальные клеточные рецепторы и эндогенные мезотелиальные антагонисты — ФНО-α и ИЛ-1 [63, 65].

Брюшина содержит специализированные молекулярные структуры, призванные участвовать в восстановлении поврежденного мезотелиального слоя, — это факторы роста TGF-α, TGF-β и тромбоцитарный фактор роста PDGF [66]. Известно, что в физио-логическом состоянии клетки мезотелия восстанавливаются с ограниченной скоростью, в любой промежуток времени с помощью митоза регенерирует около 0,5% всех мезотелиоцитов. При повреждении брюшины (операция, травма и т. п.) повреждается большое количество мезотелиоцитов [53]. При включении в ответную реакцию на эти повреждения факторов роста, синтезируемых в повышенных количествах, скорость митоза мезотелиоцитов увеличивается до 30—60% [67, 68].

Кроме этого, факторы роста при повреждении брюшины оказывают повышенное митогенное влияние на мезотелиальные фибробласты, что манифестирует увеличением базальных уровней РНК для TGF-β и ИЛ-10 [69, 70]. Под влиянием этих процессов увеличивается количество перитонеальных спаек — плотных волокнистых соединений между различными органами брюшной полости. Спайки являются динамическими структурами, подверженными ремоделированию [71].

Таким образом, брюшина представляет собой стабильную в физиологическом состоянии морфофункциональную систему, включающую в ответ на травму или инфекцию многочисленные эффективные защитные механизмы (рекрутинг, пролиферацию и активизацию различных гемопоэтических и стромальных клеток), в результате действия которых устраняются воспалительные триггеры, уменьшается воспаление, восстанавливается нормальная тканевая архитектура [72].

Что же происходит в этой сложной системе при лапароскопии? Обратимы ли возникающие изменения? Можно ли предупредить или, по крайней мере, уменьшить повреждение брюшины под воздействием СО₂-перитонеума (СО₂-П)?

Попробуем ответить на эти вопросы.

Известно, что изменения в брюшине при лапароскопии обусловлены собственно воздействием газа, его давлением и продолжительностью инсуффляции (пневмоперитонеума) [73], а также температурой и влажностью нагнетаемого в брюшную полость газа [74]. Эти изменения могут быть с определенной долей условности разделены на морфологические, функциональные и метаболические [75].

Предваряя описание этих процессов, внесем терминологическую ясность в понятие «повреждение брюшины». В каждом аналогичном исследовании дается своя трактовка этого термина. Для исключения двусмысленности трактовок и терминологических аббераций предлагаем использовать по отношению к повреждению брюшины понятие «травма», включающее не только классическое нарушение анатомической целостности или физиологических функций органов и тканей человека, возникающих в результате внешнего воздействия [76], но и нарушение гомеостаза вследствие инфекции, метаболических изменений, дегенеративных или возрастных расстройств, а также злокачественной трансформации [77].

Поступление воспалительных клеток в место повреждения является фундаментальным аспектом клеточной биологии и формируется с участием многих механизмов [77]. В первую очередь это врожденная иммунная система, которая с помощью рецепторов распознавания образов определяет присутствие (наличие) экзогенных патоген-ассоциированных молекул и эндогенных, связанных с повреждением молекулярных структур, содержащих в основном белки внеклеточного матрикса, клеточные стресс-индуци-рованные белки и высвобождаемые иммуномодуляторы. За этим процессом следуют вербовка и самонаведение через хемокины и провоспалительные цитокины воспалительных клеток с последующим процессом контроля травмы и лечения поврежденных тканей [78]. Генерируется воспалительный ответ ключевым клеточным датчиком NLRP3, являющимся критическим компонентом воспалительного ответа на травму брюшины [79].

Кроме того, на степень воспалительных реакций влияет жесткое регулирование экспрессии и концентрации хемокинов в тканях, которое во многом зависит от исходного метаболического фона, обусловленного не самим организмом человека, а его микробиомом, т. е. набором бактерий, вирусов, грибов [80].

Далее (или одновременно с вышеуказанными процессами) происходит инфильтрация зоны травмы многоядерными клетками — макрофагами, поступающими из микрососудов брюшины, так называемая очистка от клеточного мусора и ремоделирование поврежденных участков мезотелиального слоя [77].

Эти механизмы репарации описаны для нативной брюшины. Если повреждение брюшины (см. выше) произошло вследствие бактериальной агрессии или ее производных (липополисахарида), например при распространенном перитоните, то все механизмы репарации брюшины будут происходить по совершенно иному сценарию, который будет рассмотрен во второй части обзора литературы.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

The authors declare no conflicts of interest.

Сведения об авторах

Сажин Александр Вячеславович — д.м.н., проф., член-корр. РАН, заведующий кафедрой факультетской хирургии №1 лечебного факультета РНИМУ им. Н.И. Пирогова;

https://orcid.org/0000-0001-6188-6093;

Ивахов Георгий Богданович — к.м.н., доцент, РНИМУ им. Н.И. Пирогова; https://orcid.org/0000-0002-9773-4953;

Страдымов Егор Андреевич — аспирант, лаборант кафедры, РНИМУ им. Н.И. Пирогова; е-mail: egr.stradymov@mail.ru;

https://orcid.org/0000-0001-9414-7588;

Петухов Виталий Анатольевич — д.м.н., проф., РНИМУ им. Н.И. Пирогова; https://orcid.org/0000-0003-1807-9864

Автор, ответственный за переписку: Страдымов Егор Андреевич — e-mail: egr.stradymov@mail.ru

Corresponding author: Stradymov E.A. —
e-mail: egr.stradymov@mail.ru