Автореферат и диссертация по медицине (14.00.09) на тему:Клинико-патогенетическое значение свободнорадикальных процессов у детей, больных менингококковой инфекцией

На правах рукописи

НОВИК Елена Станиславовна

КЛИНИКО-ПАТОГЕНЕТИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ СВОБОДНОРАДИКАЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ У ДЕТЕЙ, БОЛЬНЫХ МЕНИНГОКОККОВОЙ ИНФЕКЦИЕЙ

14 00 09 - ПЕДИАТРИЯ

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

003058Э16

Хабаровск - 2007

003058916

Работа выполнена на базе Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Дальневосточный государственный медицинский университет Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию»

Научный руководитель

доктор медицинских наук, профессор Молочный Владимир Петрович Официальные оппоненты.

Заслуженный деятель науки РФ, член-корреспондент РАМН, доктор медицинских наук, профессор Козлов Владимир Кириллович

Доктор медицинских наук, профессор Рзянкина Марина Федоровна Ведущая организация. Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Владивостокский государственный медицинский университет Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию»

Защита диссертации состоится «30» мая 2007 г вЮ00 часов на заседании диссертационного совета при Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Дальневосточный государственный медицинский университет Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию» по адресу 680000 г Хабаровск, ул Муравьева-Амурского, 35

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Дальневосточного государственного медицинского университета

Автореферат диссертации разослан »сиу 2007 г

Ученый секретарь диссертационного совета д м н , профессор S2^, (1 Добрых

Вячеслав Анатольевич

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность исследования Проблема менингококковой инфекции (МИ) по-прежнему является одной из актуальных в педиатрии (В Ф Учайкин, 2005, С Y Yang, 2006) В структуре младенческой смертности в группе инфекционных заболеваний МИ на протяжении многих лет стабильно занимает 3 место, уступая лишь кишечным инфекциям и сепсису (М Н Сорокина, 2003, R Brooks, 2006) В настоящее время за рубежом и в ряде районов нашей страны, в том числе г Хабаровске и Хабаровском крае вновь отмечается повышение заболеваемости МИ (В П Патлусова, 2005, А В Gjini, 2006) Заболеваемость МИ в регионе Дальнего Востока превышает среднероссийские показатели в 2-3 раза (Т Е Макарова, 2005, В П Молочный, 2006) По данным детской инфекционной больницы г Хабаровска за последние 5 лет в структуре больных с нейроинфекциями лидирует МИ, генерализованные формы которой составили 42% Все вышеизложенное определяет актуальность исследования молекулярных механизмов патогенеза генерализованных форм менингококковой инфекции (ГФМИ), с целью дальнейшего совершенствования патогенетической терапии этого заболевания

Известно, что активные кислородные метаболиты (АКМ), продуцируемые нейтрофилами при накоплении в больших концентрациях обладают цитотоксическим эффектом, играют ключевую роль в реализации воспалительной реакции на органном уровне и на уровне организма в целом, во-многом определяя динамику, тяжесть и исход целого ряда заболеваний инфекционной природы (Б С Нагоев, 2006, Т В Жаворонок, 2006) Однако в доступной нам литературе сведения о характере свободнорадикальных процессов при МИ у детей представлены в ограниченном количестве (Л М Львовский, 2003), причем свободнорадикальный статус ликвора пока не изучен

Цель исследования определение роли свободнорадикальных процессов в патогенезе и клинических проявлениях МИ у детей

Задачи исследования.

1 Изучить клинические и эпидемиологические особенности МИ у детей г Хабаровска на современном этапе

2 Оценить состояние свободнорадикальных процессов и антиоксидантной системы в крови и ликворе детей, больных МИ

3 Дать оценку динамики содержания основных цитокинов в крови и ликворе детей, больных МИ во взаимосвязи с показателями свободнорадикального окисления, выявленных в этих же субстратах

4 Определить участие нейтрофильных лейкоцитов в создании феномена «кислородного взрыва» у больных МИ, как одного из пусковых механизмов воспалительной реакции в организме детей

5 Путем сопоставления полученных данных представить дополнительные критерии диагностики, дифференциальной диагностики и прогноза течения МИ у детей

Научная новизна исследования Выявлено участие нейтрофильных лейкоцитов (НЛ) в создании феномена «кислородного взрыва» у детей, больных МИ Впервые определена роль АКМ в запуске и течении воспалительных процессов в мозге и центральном сосудистом русле в сопоставлении с динамикой уровня основных цитокинов и клиническими вариантами течения МИ На основе полученных данных предложены критерии лабораторной диагностики и прогнозирования течения МИ у детей

Практическая значимость работы.

Определение свободнорадикального статуса крови у детей с МИ рекомендуется использовать, в качестве одного из дополнительных лабораторных критериев оценки тяжести и прогноза заболевания

Установлена практическая целесообразность определения у детей, больных менингококковым менингитом (ММ) и серозным менингитом энтеровирусной этиологии (СВМ) свободнорадикального статуса ликвора как

дополнительного критерия дифференциальной диагностики между гнойным и серозным воспалением мозговых оболочек

Для проведения дифференциальной диагностики между ММ и СВМ рекомендуется использовать также "определение уровня провоспалительных цитокинов в ликворе в качестве одного из дополнительных критериев дифференциальной диагностики гнойного и серозного воспаления мозговых оболочек у детей

Апробация работы Материалы диссертации представлены на V международном конгрессе «Доказательная медицина - основа современного здравоохранения» (Хабаровск, 2006), V Российском конгрессе детских инфекционистов «Актуальные вопросы инфекционной патологии и вакцинопрофилактики у детей» (Москва, 2006), научно-практической конференции, посвященной 20-летию Детской краевой клинической больницы (Хабаровск, 2006) На IX краевом конкурсе молодых ученых и аспирантов в области медицинских наук Правительства Хабаровского края (Хабаровск, 2007) доклад по материалам работы занял 1 место Положения, выносимые на защиту.

1 У детей с МИ в острый период болезни выявляется активизация процессов свободнорадикального окисления в крови и ликворе на фоне снижения антиоксидантной антирадикальной защиты, что проявляется развитием системного и локального оксидативного стресса

2 Выявленные нарушения свободнорадикального статуса ликвора могут служить дополнительным дифференциально-диагностическим критерием гнойного и серозного воспалительного процесса в оболочках мозга у детей

3 Развитие менингита у детей сопряжено с нарушением цитокинового баланса При этом в ликворе у больных с ММ и СВМ отмечается усиление продукции провоспалительных и уменьшение продукции противовоспалительных цитокинов

4 Установлено наличие взаимосвязи между динамикой количества НЛ, основными показателями свободнорадикального окисления (СРО) и уровнем ряда провоспапительных цитокинов, определяемых в крови и ликворе детей, больных МИ Структура и объем диссертации' Работа состоит из введения, обзора литературы, главы «Материалы и методы исследования», трех глав собственных исследований, заключения, выводов, практических рекомендаций Диссертация изложена на 128 листах машинописного текста, иллюстрирована 25 таблицами и 22 рисунками Библиографический указатель включает 280 источников, из которых российских - 154 и иностранных - 126 работ Материалы и методы исследования

Наши исследования проводились на базе детской инфекционной больницы им А К Пиотровича (гл врач -ПА Пиотрович) и Центральной научно-исследовательской лаборатории (ЦНИИ) ДВГМУ (зав - д м н, проф С С Тимошин) в течение 2005 - 2007 гг Материалом для исследования служили ликвор и кровь детей с нейроинфекциями Всего нами было обследовано 114 больных детей

Первая группа включала - 71 ребенка с ГФМИ Вторую группу составили 43 ребенка с СВМ Диагноз заболеваний был установлен на основании клинико-эпидемиологических данных и подтвержден при лабораторном (микроскопическом, бактериологическом, вирусологическом, серологическом) обследовании Эти две группы больных изучались нами в сопоставлении, так как при всем отличии этиологических факторов и клинических проявлений, объединяло их наличие у детей менингита

В группу сравнения при исследовании крови вошли относительно здоровые дети (23 человека), госпитализированные в детский хирургический стационар и получавшие обследование перед плановым хирургическим вмешательством по поводу грыжи, водянки яичка Показатели «нормального»

ликвора были получены у 25 детей, которым люмбальная пункция проводилась по строгим клиническим показаниям, при явлениях менингизма, возникающих иногда на фоне острых респираторных вирусных инфекций Анализируемые показатели у детей различных возрастных групп статистически не отличались между собой (Р > 0,5), что позволило нам изучать данные группы в сопоставлении

Для интегральной оценки процессов СРО мы использовали метод хемилюминесценции (XMJ1) Регистрацию XMJI осуществляли на люминесцентном спектрометре LS-50B фирмы "PERK1N ELMER" (Швейцария) Стандартизацию сигнала и математическую обработку кривых выполняли с помощью встроенной программы «Finlab» Исследовали спонтанную и индуцированную ионами двухвалентного железа (Fe 2+) XMJI (Ю А Владимиров, 1992) Определяли светосумму за 1 мин спонтанной XMJI (S|), величина которой коррелирует с интенсивностью свободнорадикапьных процессов, максимум «быстрой» вспышки (h) индуцированной ХМЛ, свидетельствующий о содержании гидроперекисей липидов Светосумму (S2), отражающую скорость образования перекисных радикалов измеряли в течение 2 мин после «быстрой» вспышки Кинетику ХМЛ, инициированную перекисью водорода (Н2О2) в присутствии люминола (А В Арутюнян, 2000), анализировали по следующим параметрам светосумме люминол-зависимого свечения в течение одной минуты (S3), величина которой пропорциональна содержанию гидроксильных радикалов, максимуму свечения (Н), указывающему на потенциальную способность биологического объекта к перекисному окислению и светосумме, измеряемой за 2 мин ХМЛ (S4), величина, которой свидетельствует об активности антиоксидантной антирадикальной защиты (АОРЗ) Интенсивность процессов пероксидации липидов на промежуточном этапе в крови и ликворе оценивали по содержанию малонового диапьдегида (МДА) (ИД Стальная, 1977) Оценивали общую антиоксидантную активность (Е Б Спектор, 1984) Для оценки ферментативного звена АОРЗ мы

использовали определение уровня супероксиддисмутазы (СОД) (3 П Черемисина, 1994) При исследовании состояния неферментного звена АОРЗ проводили флюориметрическое определение содержания основного жирорастворимого антиоксиданта - альфа-токоферола (а-ТФ) (L D Hansen, 1966) Количественное определение концентрации цитокинов фактора некроза опухоли - альфа (ФНО-а), интерлейкинов - 1бета, 4, 6, 8 (ИЛ - 1бета, 4, 6, 8) в крови и ликворе проводили с помощью метода твердофазного иммуноферментного анализа, для которого использовали наборы реагентов «Вектор-Бест» (Новосибирск)

Для статической обработки полученных цифровых материалов применялись следующие статистические методы вычисление средней арифметической (М), стандартного отклонения (б), средней ошибки средней арифметической (m), оценки достоверности показателей (р), вычисление коэффициента парной корреляции Пирсона (г) Сравнение показателей между опытными и сравнительной группами осуществляли с использованием t -критерия Стьюдента и непараметрического критерия Уайта, дисперсионного анализа (С Гланц, 1998) Принимали, что статистически достоверные изменения имеются при р < 0,05 Вычисления производились на ПЭВМ в операционной среде Windows ХР с использованием пакета программ Microsoft Office (Excel, Word) и с применением пакета прикладных программ «STATISTICA» (версия 5 0)

Результаты собственных исследований.

Результаты нашего исследования позволяют сделать вывод о том, что в настоящее время в г Хабаровске отмечается напряженная эпидемическая обстановка по заболеваемости детей МИ Ежегодно госпитализировалось от 55 до 82 детей, больных МИ Мы выявили, что в настоящее время не отмечается четкой сезонности заболевания МИ, больные поступали в течение всего года Изучив возрастной состав больных, находившихся под нашим наблюдением, мы можем отметить, что менингококковой инфекцией преимущественно болели дети возрастной группы грудного и раннего возраста (78,9%) К одной из важных эпидемиологических

особенностей следует отнести также почти полное отсутствие очаговости МИ и относительно небольшой процент участия в эпидемическом процессе организованных детей (16,9%) Наиболее частой клинической формой менингококковой инфекции оказалась смешанная форма, протекающая в виде менингококцемии в сочетании с менингитом, установленная у 49% больных Церебральная форма диагностирована у 20% детей, а «чистая» менингококцемия - у 31 % детей

Течение болезни у 49% больных было средней тяжести, у 51% - тяжелым Развитие синдрома эндотоксинового шока, определяющего на современном этапе тяжесть и летальность болезни, зарегистрировано нами у 18% больных

При морфологическом изучении состава крови у детей больных МИ, мы подтвердили исключительно важное диагностическое значение развития в начальном периоде болезни высокого лейкоцитоза и гиперлейкоцитоза, увеличение числа сегментоядерных и папочкоядерных нейтрофилов, резкого ускорения СОЭ В случаях молниеносного течения болезни, глубокая лейкопения, являющаяся показателем тяжести и возможного летального исхода, отмечена нами у 7 (9,9%) больных

При анализе спинномозговой жидкости было установлено, что наиболее типичным и имеющим важное диагностическое значение признаком, по-прежнему, является наличие нейтрофильного плеоцитоза, достигающего 1 ООО и более клеток в 1 мкл ликвора

При оценке процессов СРО мы выявили, что в крови детей с МИ в острый период заболевания имеет место повышение продукции свободных радикалов (Б|) в 2,7 раза по сравнению с показателями, полученными у относительно здоровых детей При этом отмечается активизация первичного и промежуточного этапов процесса перекисного окисления липидов, о чем свидетельствует увеличение содержания гидроперекисей липидов (И) в 1,8 раза и МДА - в 3 раза по сравнению с аналогичными показателями, выявленными у детей из группы сравнения Одним из механизмов гиперпродукции свободных радикалов, зарегистрированной у

детей с МИ, является увеличение скорости образования перекисных радикалов липидной природы. Данный показатель выше в ¡,5 раза, чем у детей группы сравнения. Показатель, отражающий содержание гидроксильных радикалов ($з) в крови у детей с МИ в 2 раза выше аналогичного показателя у детей группы сравнения. При этом выявлено ослабление АОРЗ (5]) ликвора в 2 раза на фоне снижения резистентности организма к перекис ному окислению. В этих процессах значимую роль играет угнетение активности ферментативного и неферментативного звеньев АОРЗ. Величина амплитуды вспышки перекиси ой хем ил юми нес цен ци й Н обрат на каталазной активности исследуемого биосубстрата. Полученные нами данные (величина II в 1.5 раза выше у детей с МИ) свидетельствуют об угнетении активности катапазы в крови у данной Группы детей (рис. I). В крови детей с МИ функциональная активность фермента СОД снижена в 1,5 раза, а содержание ы-ТФ снижено в 4.3 раза (рис. 2).

* * Р< 0,001 * Р<(МП Рисунок I. Показатели ХМ Л крови у детей, больных М И п острый период болезни

СП

Ш Гр ■ МИ □ свм

о

сод

а-ТФ

* * Р< 0.001 * Р с 0.0!

Рисунок 2, Показатели ферментативной* и неферментативного звена АОРЗ крови у детей, больных МП вострый период болезни

У детей с СВМ также как И у детей с МИ, отмечаются аналогичные, достоверно отличающиеся от показателей группы сравнения изменения свободиорадикального статуса крови, хотя в меньшей степени выраженности.

В ликворе у детей с ММ отмечаются ©днонаправленные изменения С'Р статуса, даже в большей степени выраженности. Как и в крови наблюдается интенсификация продукции СР в 3.6 раза; увеличение содержания гидроперекисей .шпидов в 2.4 раза п МДА в 4,8 раза по сравнению с аналогичными показателями, полученными у детей из группы сравнения. У детей с ММ зарегистрирован о также увеличение скорости образования перскЯсных радикалов липидной природы в 2,4 раза. Содержание гидроксилышх радикалов в ликворе у детей с ММ п 3 раза выше аналогичного показателя, выявленного у детей без воспаления мозговых оболочек. При этом также отмечается ослабление АОРЗ в 3 раза, в том числе за счет снижения резистентности к* перекисному окислению. Увеличение амплитуды Н « 2 раза в ликворе у детей с ММ отражает угнетение активности фермента каталазы у данной группы больных. Уровень СОД

в ликворе у детей с ММ снижен в !.5 раза, уровень а-ТФ - в 2,5 раза по сравнению с показателями, полученными у детей без менпмгита.

Величина всех изучаемых параметров СТО в ликворе у детей с ММ достоверно отличается также от аналогичных показателей, полученных у детей с СВМ. На основании этих данных мы считаем, что опенка свободнорадикального статуса ликвора может служить дополнительным дифференциально-диагностическим критерием гнойного и серозного воспалительного процесса в оболочках мозга у детей.

Анализ процессов СРО в крови у детей с МИ в зависимости от выраженности тздодинамических нарушений (рис, 3), свидетельствует о том, что в крови детей с МИ, протекающей без ннфекцнонно-токсического шока (И ГШ) или с шоком I и 2 степени, динамика показателей СРО изменялась однонаправлено. Отмечалось усиление процессов СРО на фоне снижения АОРЗ, При развитии же у больных ИТШ 3 степени, мы выявили состояние, характеризующееся относительной депрессией изучаемых показателей СРО в крови, несмотря на крайне тяжелое общее состояние и манифестные проявления МИ у больных. Полученные результаты указывают на возможность использования данных методов для прогноза течения болезни.

о Относительно здоровые дет

■ Без шока

□ ИТШ 1 ст.

□ 14Пи 2 ст.

■ ИТШ 3 ст.

Рисунок 3. Показатели \МЛ крови у детей, больных МИ к зависимости от выраженности гемодинамйческих нарушений

При благоприятном прогнозе, в период реконвалесценции, величина изучаемых маркеров свободнорадакального Окисления в крови и ликворе у детей с МИ приближается к показателям, обнаруженным у относительно здоровых детей, но не нормализуется. Например, уровень а-ТО в крови реконвалейиентов МИ, увеличившись в 3,0 рази но сравнению с показателем, обнаруженным в период разгара болезни, остался ниже условной нормы в 1,4 раза, а уровень фермента СОД в ликворе остался ниже показателя, полученного у детей без воспаления мозговых оболочек в 1,2 раза (рис. 4).

□ ! р> пла сравнения

■ МИ

□ CRM

* Р < 0.005 СОД ли к вор а-ТФ кровь

Рисунок 4. Показатели ферментативного и неферментативного шенл A0P3 крови у детей, больных МП и период реконвалесиснции болезни.

Более выраженные изменения, как в остром периоде, так и в периоде реконвалесценшш болезни отмечались на органном уровне (в ликворе).

У детей с СВМ. находящихся в периоде реконвалесценции, все изучаемые в крови и ликворе маркеры СРО нормализовались.

Мы провели сравнительный анализ показателей ХМЛ (S| и SO, Отражающих интенсивность свободнорадикальн ых процессов и величину гидрокенльных радикзйов, в крови и ликворе. Коэффициент корреляции составил +0,67 и +0,66, соответственно, Таким образом, полученные нами результаты

исследования указывают на однонаправленные изменения показателей свободнорадикального статуса крови и ликвора у детей с МИ

Известно, что генерация АКМ связана с состоянием «респираторного взрыва» нейтрофилов (Е Б Меньшикова, 2006, А Э Вашу, 2006) При МИ наблюдается значительное увеличение числа нейтрофилов в ликворе и крови, особенно в зоне бактериального воздействия Мы проверили наличие корреляции между числом нейтрофилов в соответствующих субстратах и величинами ХМЛ -Б] и 83 Мы обнаружили среднюю по силе положительную связь между абсолютным количеством нейтрофилов и величиной Б] (г = +0,67) и между числом нейтрофилов и величиной 83 (г = +0,66), обнаруженных при исследовании ликвора При анализе этих показателей, обнаруженных в крови у детей, больных МИ, коэффициент корреляции составил +0,73 и +0,44 соответственно

На основании полученных данных, мы считаем, что многократное увеличение уровней показателей СРО, параллельное с увеличением числа нейтрофильных лейкоцитов (НЛ) в крови и ликворе, не только является взаимосвязанным процессом, но и что НЛ принимают непосредственное участие в продукции АКМ у данной категории больных

По-мнению авторов (Е Ю Гусев, 2004, В В Мороз, 2004, Н Э Зрареп, 2006), феномен «кислородного взрыва», как инициатор воспалительной реакции, является пусковым моментом избыточного выделения цитокинов и других биологически-активных веществ

В результате проведенной работы мы установили, что в крови у детей с МИ в острый период болезни уровни всех изучаемых провоспалительных цитокинов (ФНО-а, ИЛ - 1бета, 6, 8) значительно и с высокой степенью статистической достоверности превышают аналогичные показатели, полученные у относительно здоровых детей Кроме того, у детей с МИ содержание всех изучаемых цитокинов существенно превышает аналогичные показатели, полученные у детей с СВМ И, хотя у детей с СВМ отмечается статистически

достоверное повышение уровней всех провоспалительных цитокинов в крови относительно аналогичных показателей, полученных у относительно здоровых детей, разница в этих величинах у детей с МИ и СВМ существенна (табл 1)

Таблица 1

Содержание цитокинов в крови у детей, больных МИ в острый период

болезни (иг/мл) (М ± ш)

Наименование цитокинов Группы обследованных детей

I п = 42 II п = 33 III п= 18

ФНО-а 17,4 ± 1,76 Р, <0,001 Р3 <0,001 8,6 ± 0,83 Р2< 0,001 5,5 ±0,53

ИЛ - 1 бета 12,2 ± 1,07 Р, <0,001 Р3 < 0,001 6,7 ± 0,66 Р2< 0,001 1,6 ± 0,16

ИЛ - 6 802,9 ± 124,31 Р, <0,001 Р3 < 0,001 80,7 ± 7,46 Р2< 0,001 39,0 ±3,79

ИЛ - 8 129,6± 12,92 Р, <0,001 Р3 <0,001 31,7 ± 3,15 Р2< 0,001 16,1 ± 1,6

ИЛ-4 26,5 ± 2,65 Р, >0,1 Р3 < 0,001 13,7± 1,1 Р2 < 0,002 21,3 ± 1,9

Pi — достоверность различий между показателями, полученными у детей I и III гр , Р2 -достоверность различий между показателями, полученными у детей II и III гр , Р3 - достоверность различий между показателями, полученными у детей I и II гр

Особый интерес представляет исследование цитокинов в ликворе детей, больных ММ и СВМ В результате проведенной работы мы установили, что в ликворе у детей с ММ в острый период болезни содержание всех исследуемых провоспалительных цитокинов (ФНО-а, ИЛ - 1, 6, 8) значительно и с высокой степенью достоверности превысило аналогичные показатели, полученные у детей с СВМ и у детей без менингита Содержание противовоспалительного ИЛ-4 было достоверно ниже показателя, выявленного у детей обеих групп сравнения У детей с СВМ также отмечалось статистически достоверное повышение концентрации ИЛ-1бета, ИЛ-6, ИЛ-8 и снижение уровня ИЛ-4 относительно аналогичных показателей, полученных у детей без менингита Однако разница в величинах этих показателей у детей с ММ и СВМ существенна Содержание ФНО-а в ликворе больных с СВМ статистически не отличалось от аналогичного показателя, полученного у детей без менингита

Результаты проведенных нами исследований дают основание считать, что развитие ГФМИ сопровождается дисбалансом цитокиновой системы за счет выраженного увеличения уровня провоспалительных цитокинов Сравнивая динамику изменения содержания цитокинов в ликворе детей, больных ММ и СВМ, можно говорить об однонаправленных изменениях, хотя и различной степени выраженности, что позволяет использовать определение уровней цитокинов в ликворе у детей, больных нейроинфекциями, в качестве одного из ранних дополнительных критериев дифференциальной диагностики гнойного и серозного менингитов

Учитывая, что представители системы полиморфно-ядерных лейкоцитов (ПМЯЛ) находятся в начале цитокинового каскада, запуская процесс специфического иммунного ответа (А С Симбирцев, 2005, А О Мика1, 2006), мы посчитали важным проверить наличие корреляции между числом нейтрофилов и уровнем провоспалительных цитокинов (ФНО-а, ИЛ-1) в крови и ликворе В крови коэффициент корреляции между абсолютным числом НЛ и уровнем ФНО-

а, составил +0,72, между абсолютным числом НЛ и уровнем ИЛ-1 - +0,45 В ликворе коэффициент корреляции оказался +0,82 и +0,74 соответственно Таким образом, при сравнении этих показателей у детей, больных МИ мы обнаружили умеренную положительную связь в крови и сильную положительную связь в ликворе На основании полученных данных, мы полагаем, что общая воспалительная реакция при МИ сопряжена с участием нейтрофилов При СВМ мы не выявили значимой корреляции между этими показателями в крови и ликворе

В период реконвалесценции в крови и ликворе у детей с МИ уровни изучаемых провоспалительных цитокинов приблизились, но не достигли уровня условно нормальных величин, что может быть свидетельством сохраняющегося дисбаланса в цитокиновой системе у детей с МИ даже в период реконвалесценции Причем более выраженные изменения также отмечались в ликворе

Мы провели анализ взаимосвязи между уровнем провоспалительных цитокинов ФНО-а и ИЛ-1, обнаруженных в крови и ликворе у детей с МИ, между собой Коэффициент корреляции для ФНО-а составил +0,49, а для ИЛ-1 - +0,89 Следовательно, мы можем сделать вывод, что накопление провоспалительных цитокинов в крови и ликворе происходит по общим механизмам

Таким образом, высокое содержание провоспалительных цитокинов в крови и ликворе у больных МИ, видимо, отражает процесс гиперактивации иммунной системы, в частности, за счет стимуляции НЛ в ответ на инфекцию Снижение уровня противовоспалительного ИЛ-4 можно интерпретировать как показатель, свидетельствующий об усугублении действия провоспалительных цитокинов, способствующих стимуляции общих воспалительных реакций в организме больных детей

Мы предположили, что выявленное нами значительное увеличение концентрации АКМ и провоспалительных цитокинов в крови детей, больных МИ,

играет определенную роль в развитии характерной клинической картины заболевания

Нами проведено изучение взаимосвязи между выраженностью лихорадки, величиной среднего АД (АД ср ) и уровнем провоспалительных цитокинов (ФНО-а и ИЛ-1) и величиной показателей ХМЛ (5| и Бз, отражающих интенсивность свободнорадикальных процессов и содержание гидроксильных радикалов) в крови у детей, больных МИ (рис 5)

Рисунок 5 Взаимосвязь между АКМ, провоспалнтельными цитокинами и клиническими симптомами.

Мы обнаружили умеренную положительную связь между продуктами СРО и высотой лихорадки и умеренную обратную связь между параметрами СРО и величиной АД ср Наши исследования подтвердили известную версию (В Т Ивашкин, 2003, G Endler, 2006), о ведущей роли ИЛ-1 в развитии лихорадочной реакции, в том числе, у больных МИ Результаты нашего исследования подтвердили также данные литературы (Ж А Ребенок, 2001, Р С Lik, 2003), о том, что ФНО-а и ИЛ-1 опосредуют сходные гемодинамические нарушения в ответ на инфекцию и, что высокие концентрации данных цитокинов способствуют развитию шока

На основании полученных нами данных, складывается впечатление о патогенетической взаимосвязи нейтрофилов, накопленных в крови и ликворе, продуктов СРО и провоспапительных цитокинов, запускающих процесс системного и органного воспалительного процессов в организме детей, больных ГФМИ Этот комплекс, вероятно, играет существенную роль в развитии типичной клинической картины болезни, способствуя, в частности, развитию лихорадочной реакции и гемодинамических нарушений в виде ИТШ Становится очевидным, что лихорадка, нейтрофильный лейкоцитоз, гемодинамические нарушения, характерные для клинических проявлений ГФМИ, индуцированы АКМ и цитокинами иммунокомпетентных клеток организма, например, нейтрофилами

Обобщая вышеизложенное, патогенез ГФМИ можно представить следующим образом поступление эндотоксина в кровь приводит к активации ПМЯЛ Нейтрофилы приступают к фагоцитозу и уничтожению микробов посредством высвобождения в числе других факторов и токсических радикалов кислорода Респираторный взрыв фагоцитирующих клеток приводит к гиперпродукции свободных радикалов и формированию в организме больного состояния «окислительного стресса», представляющего собой дисбаланс между уровнем образования кислородных радикалов и антиоксидантной системой организма Активация нейтрофилов сопровождается также выделением провоспапительных цитокинов, которые в свою очередь могут запускать образование свободных радикалов В результате нарушения баланса между этими системами количество медиаторов септического каскада в крови максимально увеличивается, их деструктивные эффекты начинают доминировать, что приводит к повышению сосудистой проницаемости и нарушению функции эндотелия капилляров, формированию отдаленных очагов системного воспаления, развитию моно- и полиорганной дисфункции (рис 6)

Прогностически очевидно, что прогрессивное увеличение показателей СРО, провоспапительных цитокинов, пропорциональное тяжести МИ, в конечном итоге приводит к выздоровлению больных И, наоборот, депрессия процессов СРО на фоне снижения числа нейтрофилов в крови ниже нормы, является

прогностически плохим признаком В этом случае организм больных детей не справляется с инфекционной агрессией, прежде всего, за счет блокады антиоксидантной системы и противоспалительных внутренних механизмов Прогрессирует синдром системной воспалительной реакции, приводящей к тяжелому шоку, полиорганной недостаточности

Рисунок 6 Схема патогенеза ГФМИ у детей.

Углубление наших знаний о роли НЛ, об эффектах АКМ и цитокинов, их взаимодействии между собой весьма важно для анализа патогенетических, клинических и лабораторных проявлений заболевания, оценки эффективности терапии Полученные результаты могут стать теоретическим обоснованием для разработки терапии, направленной на коррекцию окислительного стресса, антиоксидантного и цитокинового статуса детей, больных МИ, а также средством, улучшающим диагностику, дифференциальную диагностику этого грозного заболевания

Выводы.

1 В течение последних лет в городе Хабаровске регистрируется повышенный уровень заболеваемости детей МИ, который колебался в пределах 7,8-10,1 на 100 тысяч населения Особенности эпидемиологического и клинического

20

течения МИ в настоящее время проявляются отсутствием четкой сезонности заболевания, преобладанием спорадических случаев над групповыми, увеличением числа смешанных форм МИ при относительно небольшой частоте развития ИТШ 3 степени При этом наиболее тяжелые формы МИ наблюдались в основном у детей грудного и раннего возраста

2 У детей, больных МИ в острый период болезни выявляется активизация процессов СРО в крови и ликворе на фоне снижения АОРЗ Уровень свободных радикалов в крови и ликворе коррелирует между собой, что указывает на однонаправленность изменений на системном (кровь) и органном (ликвор) уровнях

3 Показатели СРО у больных ММ существенно отличаются от аналогичных показателей, обнаруженных в ликворе у больных СВМ, что позволяет использовать показатели СРО в качестве дополнительного дифференциально-диагностического критерия гнойного и серозного воспалительного процесса в оболочках мозга детей в раннем периоде болезни

4 Развитие МИ у детей сопряжено с усилением продукции провоспалительных (ФНО-а, ИЛ-1, 6, 8) и уменьшением продукции противовоспалительных (ИЛ-4) цитокинов Увеличение концентрации АКМ и провоспалительных цитокинов в крови детей, больных МИ, прямо коррелирует с величиной лихорадки и обратно - с величиной среднего АД

5 При МИ наблюдается параллельное многократное нарастание в крови и ликворе числа НЛ, АКМ, концентрации провоспалительных цитокинов, что позволяет считать нейтрофильный «кислородный взрыв» основным инициатором и патогенетическим фактором синдрома системного воспаления в организме детей, больных МИ

6. Увеличение основных показателей СРО в крови и ликворе у детей, больных МИ, может расцениваться как прогностически благоприятный признак При адекватной терапии эти дети всегда выздоравливают При развитии у больных ИТШ 3 ст наблюдается истощение резервных возможностей

организма к адекватной реакции системы СРО-АОРЗ, что в совокупности с лейкопенией, нейтропенией является крайне неблагоприятным прогностическим признаком

Практические рекомендации.

1 Определение свободнорадикального статуса крови у детей, больных МИ может использоваться в качестве дополнительного лабораторного критерия оценки тяжести и прогноза заболевания

2 Установлена практическая целесообразность определения у детей, больных ММ и СВМ, свободнорадикального статуса ликвора как дополнительного способа дифференциальной диагностики между гнойным и серозным воспалением мозговых оболочек

3 Определение уровня провоспалительных цитокинов в ликворе у детей, больных ММ и СВМ, может использоваться в качестве дополнительного критерия дифференциальной диагностики между гнойным и серозным воспалением мозговых оболочек

4 Полученные данные о роли процессов СРО в патогенезе ГФМИ и СВМ рекомендуется применять в учебном процессе при изложении материала «Менингококковая инфекция», «Энтеровирусная инфекция» студентам 5, 6 курсов педиатрического факультета, врачам-интернам, клиническим ординаторам, аспирантам, врачам факультета усовершенствования

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1 Исследование процессов свободнорадикального окисления в ликворе у детей с гнойными менингитами /ЕС Новик, В П Молочный, О А Лебедько [ и др ] // Дальневосточный медицинский журнал - 2006 - № 4 -С 19-21

2 Новик, Е С Изучение процессов свободнорадикального окисления в ликворе и крови у детей с менингококковым менингитом /ЕС Новик // Наука - Хабаровскому краю материалы IX краевого конкурса молодых ученых -2007 - С 165-171

3 Новик, Е С Оценка оксидантного статуса ликвора у детей с менингококковым менингитом в острый период болезни /ЕС Новик // Актуальные вопросы детской медицины материалы научно-практической конференции, посвященной 20-летию Детской краевой клинической больницы -2006 - С 80-81

4 Новик, Е С Хемилюминесцентная активность ликвора при острых нейроинфекциях у детей / Е С Новик, В П Молочный // Детские инфекции V Российский конгресс детских инфекционистов «Актуальные вопросы инфекционной патологии и вакцинопрофилактики у детей» материалы конгресса -2006 - С 116

5 Особенности течения гнойного менингита у детей первых месяцев жизни /ТЕ Макарова, Т Н Стафеева, Е С Новик [ и др ] // Дальневосточный журнал инфекционной патологии - 2006 -№ 7 - С 48-50

6 Оценка параметров свободнорадикального окисления в ликворе и крови у детей с менингококковым менингитом / В П Молочный, Е С Новик, О А Лебедько [ и др ] // Дальневосточный медицинский журнал - 2007 -№ 1 -С 59-62

7 Принципы рациональной терапии менингококковой инфекции у детей / В П Молочный, И И Протасеня, Е С Новик [ и др ] // Дальневосточный медицинский журнал -2006 -№4 - С 97-99

8 Протасеня, И И Характеристика ликвора у детей, больных энтеровирусным менингитом / И И Протасеня, Е С Новик, И Е Митяева // Детские инфекции V Российский конгресс детских инфекционистов «Актуальные вопросы инфекционной патологии и вакцинопрофилактики у детей» материалы конгресса - 2006 - С 134135

9 Стартовая антибактериальная терапия гнойных менингитов у детей /ТЕ Макарова, Т Н Стафеева, Е С Новик [ и др ] // Доказательная медицина - основа современного здравоохранения материалы междунар конгр -2006 - С 225 -227

Перечень сокращений

АД - артериальное давление

АКМ — активированные кислородные метаболиты АОРЗ - антиоксидантная антирадикальная защита а-ТФ - альфа-токоферол

ГФМИ — генерализованные формы менингококковой инфекции

ИЛ-1 - интерлейкин-1

ИЛ-4 - интерлейкин-4

ИЛ-б - интерлейкин-б

ИЛ-8 - интерлейкин-8

ИТШ - инфекционно-токсический шок

МДА - малоновый диальдегид

МИ - менингококковая инфекция

ММ - менингококковый менингит

НЛ - нейтрофильные лейкоциты

ПМЯЛ - полиморфно-ядерные лейкоциты

СВМ - серозновирусный менингит

СОД - супероксиддисмутаза

СРО - свободнорадикальное окисление

ФНО-а - фактор некроза опухоли альфа

ХМЛ - хемилюминесценция

ЦНИЛ - Центральная научная исследовательская лаборатория

Подписано в печать 26 04 2007 Формат 60x84/16 Бумага писчая Тираж 100 экз Заказ №339 Издательский центр ГОУ ВПО ДВГМУ 680000, г Хабаровск, ул Муравьева-Амурского,35

Проблема менингококковой инфекции (МИ) по-прежнему является одной из актуальных в педиатрии [33, 44, 46, 140, 146, 164, 183, 202, 205]. В структуре младенческой смертности в группе инфекционных заболеваний МИ на протяжении многих лет стабильно занимает 3 место, уступая лишь кишечным инфекциям и сепсису [25, 52, 57, 63, 127, 178, 185,217, 241, 249].

Повсеместное распространение высоковирулентных возбудителей менингококковой инфекции, их интенсивная циркуляция среди населения, смена одного возбудителя другим; обилие источников инфекции, отсутствие вакцин против всех серотипов возбудителя и плановой вакцинации, периодическое «естественное» (циклическое) снижение коллективного иммунитета делают данное заболевание с эпидемиологических позиций относительно неуправляемым [31, 64, 69, 147, 151, 152,261].

В соответствии с приказом МЗРФ № 375 от 23.12.1998 последняя эпидемическая волна МИ, начавшаяся в 1968 году, закончилась в 1995 году [81].

В настоящее время за рубежом и в ряде районов нашей страны, в том числе в Хабаровском крае и г. Хабаровске вновь отмечается повышение заболеваемости МИ [45, 74, 101, 148, 150, 162, 169, 203, 224]. Заболеваемость МИ в регионе Дальнего Востока превышает среднероссийские показатели в 2-3 раза [61, 74, 92, 115].

Материалы периодических изданий, освещающие вопросы изучения менингококковой инфекции в современных условиях, касаются в основном различных эпидемиологических и клинических аспектов. Вместе с тем, как отмечают многие авторы [11, 26, 51, 67, 68, 72, 139, 194, 231, 260, 276, 277, 278], патогенез гемодинамических и геморрагических нарушений, нередко определяющих тяжесть течения генерализованных форм менингококковой инфекции (ГФМИ), изучен недостаточно.

Исход заболевания, тяжесть клинических проявлений, во многом зависят от ответа метаболических систем макроорганизма на инфекционный стресс, от способности иммунной системы, особенно фагоцитарного звена, адекватно реагировать на патоген. Однако в доступной нам литературе сведения о характере свободнорадикальных процессов при МИ у детей ограничены [59], причем свободнорадикальный статус ликвора практически не изучен.

В этой связи, представляет научный и практический интерес изучение особенностей процессов свободнорадикального окисления на системном уровне (в крови) и на органном уровне (в ликворе), во взаимосвязи между окислительным стрессом и тяжестью системных нарушений,! степенью выраженности воспалительных реакций при МИ у детей.

Вполне вероятно, что выяснение этих вопросов будет способствовать решению проблемы диагностики и прогнозирования течения болезни, снижению летальности при МИ у детей, оптимизации патогенетической терапии.

Цель исследования: определение роли свободнорадикальных процессов в патогенезе и клинических проявлениях МИ детей.

Задачи исследования:

1. Изучить клинические и эпидемиологические особенности МИ у детей г. Хабаровска на современном этапе.

2. Оценить состояние свободнорадикальных процессов и антиоксидантной системы в крови и ликворе детей, больных МИ.

3. Дать оценку динамики содержания основных цитокинов в крови и ликворе детей, больных МИ во взаимосвязи с показателями свободнорадикального окисления, выявленных в этих же субстратах.

4. Определить участие нейтрофильных лейкоцитов в создании феномена «кислородного взрыва» у больных МИ, как одного из пусковых механизмов воспалительной реакции в организме детей.

5. Путем сопоставления полученных данных представить дополнительные критерии диагностики, дифференциальной диагностики и прогноза течения МИ у детей.

Научная новизна исследования

1. Впервые изучено участие нейтрофильных лейкоцитов (НЛ) в создании феномена «кислородного взрыва» у детей, больных МИ.

2. Впервые определена роль активных кислородных метаболитов (АКМ) в запуске и течении воспалительных процессов в мозге и центральном сосудистом русле в сопоставлении с динамикой уровня основньш цитокинов и клиническими вариантами течения МИ.

3. На основе полученных данных предложены критерии лабораторной диагностики и прогнозирования течения МИ у детей.

Практическая значимость работы:

Определение свободнорадикального статуса крови и ликвора у детей с МИ рекомендуется использовать, в качестве одного из дополнительных лабораторных критериев оценки тяжести и прогноза заболевания.

Установлена практическая целесообразность определения у детей, больных менингококковым менингитом (ММ) и серозным менингитом энтеровирусной этиологии (СВМ) свободнорадикального статуса ликвора как дополнительного критерия дифференциальной диагностики между гнойным и серозным воспалением мозговых оболочек.

Для проведения дифференциальной диагностики между ММ и СВМ рекомендуется использовать определение уровня провоспалительных цитокинов в качестве одного из критериев дифференциальной диагностики гнойного и серозного воспаления мозговых оболочек у детей инфекционной природы.

Формы внедрения результатов работы:

1. Результаты исследования используются в практической работе врачей детской инфекционной больницы им. А.К. Пиотровича г. Хабаровска.

2. Разработано и внедрено информационно-методическое письмо «Обоснование необходимости применения препаратов антиоксидантного действия в лечении детей, больных менингококковой инфекцией».

3. Полученные данные используются в учебном процессе Дальневосточного государственного медицинского университета для студентов 5,6 курсов педиатрических факультетов, клинических ординаторов, аспирантов и врачей факультета усовершенствования.

4. По результатам диссертации опубликовано 9 печатных работ.

Апробация материалов диссертации:

Материалы диссертации представлены на V международном конгрессе «Доказательная медицина - основа современного здравоохранения» -Хабаровск, 2006, V Российском конгрессе детских инфекционистов «Актуальные вопросы инфекционной патологии и вакцинопрофилактики у детей», 2006, научно-практической конференции, посвященной 20-летию Детской краевой клинической больницы - Хабаровск, 2006, на IX краевом конкурсе молодых ученых и аспирантов в области медицинских наук Правительства Хабаровского края - Хабаровск, 2007 работа заняла 1-е место.

Структура и объем диссертации: Работа состоит из введения, обзора литературы, главы «Материалы и методы исследования», 3-х глав собственных исследований, заключения, выводов, практических рекомендаций. Диссертация изложена на 128 листах машинописного текста, проиллюстрирована 25 таблицами и 22 рисунками. Библиографический указатель включает 280 источников, из которых российских - 154 и иностранных - 126 работ.

выводы

1. В течение последних лет в городе Хабаровске регистрируется повышенный уровень заболеваемости детей МИ, который колебался в пределах 7,8—10,1 на 100 тысяч населения. Особенности эпидемиологического и клинического течения МИ в настоящее время проявляются отсутствием четкой сезонности заболевания, преобладанием спорадических случаев над групповыми, увеличением числа смешанных форм МИ при относительно небольшой частоте развития ИЛИ 3 степени. При этом наиболее тяжелые формы МИ наблюдались в основном у детей грудного и раннего возраста.

2. У детей, больных МИ в острый период болезни выявляется активизация процессов СРО в крови и ликворе на фоне снижения АОРЗ. Уровень свободных радикалов в крови и ликворе коррелирует между собой, что указывает на однонаправленность изменений на системном (кровь) и органном (ликвор) уровнях.

3. Показатели СРО у больных ММ существенно отличаются от аналогичных показателей, обнаруженных в ликворе у больных СВМ, что позволяет использовать показатели СРО в качестве дополнительного дифференциально-диагностического критерия гнойного и серозного воспалительного процесса в оболочках мозга детей в раннем периоде болезни.

4. Развитие МИ у детей сопряжено с усилением продукции провоспалительных (ФНО-а, ИЛ-1, 6, 8) и уменьшением продукции противовоспалительных (ИЛ-4) цитокинов. Увеличение концентрации АКМ и провоспалительных цитокинов в крови детей, больных МИ, прямо коррелирует с величиной лихорадки и обратно - с величиной среднего АД.

5. При МИ наблюдается параллельное многократное нарастание в крови и ликворе числа НЛ, АКМ, концентрации провоспалительных цитокинов, что позволяет считать нейтрофильный «кислородный взрыв» основным инициатором и патогенетическим фактором синдрома системного воспаления в организме детей, больных МИ.

6. Увеличение основных показателей СРО в крови и ликворе у детей, больных МИ, может расцениваться как прогностически благоприятный признак. При адекватной терапии эти дети всегда выздоравливают. При развитии у больных ИТШ 3 ст. наблюдается истощение резервных возможностей организма к адекватной реакции системы СРО-АОРЗ, что в совокупности с лейкопенией, нейтропенией является крайне неблагоприятным прогностическим признаком.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Определение свободнорадикального статуса крови у детей, больных МИ может использоваться в качестве дополнительного лабораторного критерия оценки тяжести и прогноза заболевания.

2. Установлена практическая целесообразность определения у детей, больных ММ и СВМ, свободнорадикального статуса ликвора как дополнительного способа дифференциальной диагностики между гнойным и серозным воспалением мозговых оболочек.

3. Определение уровня провоспалительных цитокинов в ликворе у детей, больных ММ и СВМ, может использоваться в качестве дополнительного критерия дифференциальной диагностики между гнойным и серозным воспалением мозговых оболочек.

4. Полученные данные о роли процессов СРО в патогенезе ГФМИ и СВМ рекомендуется применять в учебном процессе при изложении материала: «Менингококковая инфекция», «Энтеровирусная инфекция» студентам 5, 6 курсов педиатрического факультета, врачам-интернам, клиническим ординаторам, аспирантам, врачам факультета усовершенствования.