Автореферат и диссертация по медицине (14.00.37) на тему:Окислительный стресс как компонент формирования критических состояний у хирургических больных

На правах рукописи

ПАСЕЧНИК Игорь Николаевич

I

ОКИСЛИТЕЛЬНЫЙ СТРЕСС КАК КОМПОНЕНТ ФОРМИРОВАНИЯ КРИТИЧЕСКИХ СОСТОЯНИЙ У ХИРУРГИЧЕСКИХ БОЛЬНЫХ

| 14.00.37 - анестезиология и реаниматология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора медицинских наук

1 I

Ростов-на-Дону 2004 г.

Работа выполнена в Федеральном Государственном Учреждении Учебно-научном центре Медицинского центра Управления делами Президента РФ и Ростовском государственном медицинском университете.

Научный консультант: доктор медицинских наук, профессор Женило Владимир Михайлович.

Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук, профессор Малышев Юрий Павлович доктор медицинских наук Туманян Сергей Вартанович доктор медицинских наук Дударев Игорь Валентинович

Ведущая организация: Московская медицинская академия им. И.М. Сеченова

Защита состоится « // » 2004 г. в часов на

заседании диссертационного совета Д 208.082.05 при Ростовском государственном медицинском университете (344022, г. Ростов-на-Дону, пер. Нахичеванский, 29).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Ростовского государственного медицинского университета.

Автореферат разослан

Ученый секретарь диссертационного совета доцент

Шовкун В.А.

495/8

СПИСОК ОСНОВНЫХ СОКРАЩЕНИЙ И ОБОЗНАЧЕНИЙ

AT-III - антитромбин III

АО - антиоксиданты

АОС - антиоксидантная система

АФК - активированные формы кислорода

АЧТВ - активированное частичное тромбопластиновое время

БАС - бронхоальвеолярный смыв

ГП - глутатионпероксидаза

ДВС - диссеминированное внутрисосудистое свертывание

ИВЛ - искусственная вентиляция легких

KT - каталаза

КС - критические состояния

МДА - малоновый диальдегид

ОИТ - отделение интенсивной терапии

ОМБ - окислительная модификация белков

ОНМК - острое нарушение мозгового кровообращения

ОРДС - острый респираторный дистресс-синдром

ОС - окислительный стресс

ПОЛ - перекисное окисление липидов

ПОН - полиорганная недостаточность

ПР - пероксидаза

РКФМ - растворимые комплексы фибрин-мономера

СМ - средние молекулы

СОД - супероксиддисмутаза

ФАК - фибринолитическая активность крови

ЭИ - эндогенная интоксикация

SH - сульфгидрильные группы

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Критические состояния (КС) у хирургических больных всегда сопровождаются развитием полиорганной недостаточности (ПОН), от успешного лечения которой зависит прогноз основного заболевания. Патогенез возникновения и течения ПОН крайне сложен и до конца не ясен. Общепризнанными этиологическими факторами полиорганной дисфункции являются: нарушения микроциркуляции, гипоксия, интоксикационные расстройства и иммунный конфликт. В последнее время появились работы, свидетельствующие о важной роли окислительного стресса (ОС) в генезе возникновения целого ряда синдромов и заболеваний (Саприн А.Н., Калинина Е.В.,1999; Knight J.А., 1998; McCord J.M., 2000; Droge W., 2002; Motoyama Т. et al., 2003). Для ОС характерна неконтролируемая генерация активированных форм кислорода (АФК), которые способны повреждать целостность клеточных структур (Betteridge D.J., 2000; Gutteridge J.M., Halliwell В., 2000; Roth Е. et al., 2004). При КС создаются предпосылки для возникновения ОС. В частности, происходит активация нейтрофильных лейкоцитов, макрофагов и других клеток, способных продуцировать АФК. Кроме того, важна постгипоксическая генерация АФК, возникающая при реперфузии ишемизированных тканей. АФК образуютя и в нормальных условиях, они участвуют в различных физиологических процессах, например, в реакциях синтеза простагландинов и лейкотриенов, причем на это расходуется 1-2% от общего количества кислорода, потребляемого организмом. Однако в условиях ОС на образование АФК может расходоваться до 20-30% кислорода, поступающего в клетки, что само по себе усугубляет кислородное голодание тканей (Curnutte J.T. et al., 1974). Таким образом, ОС следует рассматривать как важный фактор развития ПОН.

Основу повреждающего действия АФК составляет их способность нарушать нормальное функционирование жизненно важных структур клетки. Уровень такого воздействия и его

функциональные последствия зависят от природы АФК и места приложения. Генерация АФК может происходить как внутри клетки, так и за ее пределами. В зависимости от места образования АФК повреждают внутриклеточные структуры (митохондрии, ДНК и т.д.) или мембраны клетки. При внутрисосудистом образовании АФК в первую очередь страдают все клетки крови, плазменные белки и эндотелий. Повреждение клеток из-за различной выраженности ОС может быть обратимым с нарушением функции клетки или необратимым, что ведет к гибели клетки. В зависимости от места расположения неполноценных клеток формируется тот или иной синдром КС: острый респираторный дистресс-синдром (ОРДС), синдромы нарушения транспорта кислорода, расстройства системы гемостаза, почечной недостаточности, печеночной недостаточности, что в конечном итоге и приводит к ПОН.

Традиционно считалось, что основной мишенью для АФК являются липиды клеток, точнее, входящие в состав липидов полиненасыщенные жирные кислоты. В последнее время появились работы, свидетельствующие о том, что окислительной модификации подвергаются не только липиды, но и белки (Zwart L.L. et al., 1999). Внимание к изучению взаимодействия АФК и белков вполне понятно, поскольку хорошо известна исключительная роль белков в организме человека. В связи с этим достаточно напомнить, что все ферменты, обеспечивающие бесконечное многообразие метаболических и регуляторных процессов, являются белками. Кроме того, белки входят в структуру клеточных мембран, в значительной степени определяя их целостность (Dean R.T. et al., 1997; Zwart L.L., 1999).

Модификация аминокислотных остатков приводит к последующим глубоким изменениям белковой структуры, что проявляется агрегацией и фрагментацией белков, подвергшихся действию АФК. Такие «неполноценные» белковые молекулы легче подвергаются протеолизу с образованием различных пептидов, что может быть одним из компонентов эндогенной интоксикации (ЭИ).

Оценить степень продукции АФК прямыми методами в клинических условиях весьма сложно. Это связано с малой продолжительностью жизни основных АФК в связи с их высокой реакционной способностью. Поэтому о выраженности ОС традиционно судят по результатам взаимодействия АФК и липидов -продуктам перекисного окисления липидов (ПОЛ). Однако ряд авторов указывают, что при развитии ОС в первую очередь повреждаются белки в результате модификации аминокислотных остатков (Dean R.T. et а)., 1997; Jackson M.J., 1999).

Следует подчеркнуть, что оценить уровень окислительной модификации белков (ОМБ) достаточно трудно, учитывая ограниченность методической базы и сложную структуру белка. В клинических условиях определение ОМБ, как правило, осуществляется в плазме крови в силу ее большей доступности для анализа. Вероятно, при измерении уровня ОМБ в крови мы определяем суммарный пул, состоящий из модифицированных белков крови и ОМБ клеток, попавших в циркуляторное русло при поражении различных органов. Оценка ОМБ различных систем и тканей представляет собой трудноразрешимую задачу.

Одним из методов изучения воздействия АФК на белки является моделирование ОС in vitro. Такой подход был использован ранее для изучения влияния ОС на ключевые ферменты (Janero D.R., Yarwood С., 1995; Sok D.E., 1999). Известно, что основные факторы свертывающей системы крови имеют белковую природу. Важно также заметить, что для образования и лизиса тромба все необходимые компоненты присутствуют в кровеносном русле. Поэтому на образцах крови, полученных от здоровых доноров, возможно изучение влияния ОС на систему гемостаза в модельных системах in vitro. Кроме того, в экспериментальных системах на белках плазмы крови возможно изучение роли ОС в генезе формирования ЭИ.

Фармакологическая профилактика и коррекция ОС у больных в КС в полной мере не разработаны. Это в известной степени связано с крайне ограниченным набором препаратов с

антиоксидантным действием. Принципы лечения не всегда обоснованы. В рекомендациях по фармакотерапии зачастую игнорируется прооксидантное действие препаратов и особенности их химического взаимодействия между собой (Halliwell В., 1996; McCall M.R., Frei В., 1999). Серьезных систематических исследований в этой области не проводилось.

Эти обстоятельства послужили основанием для проведения настоящей работы.

Цель работы: комплексное изучение параметров окислительного стресса у больных в критических состояниях параллельно с показателями, характеризующими функциональное состояние жизненно важных органов и систем, выяснение роли окислительного стресса в генезе формирования полиорганной недостаточности, эндогенной интоксикации и нарушений гемостаза, разработка методов оценки окислительного стресса, его профилактики и лечения.

Задачи исследования:

1. Оценить показатели окислительного стресса у больных в критических состояниях параллельно с параметрами, характеризующими функциональное состояние жизненно важных органов и систем.

2. Разработать оптимальные тесты для характеристики степени выраженности окислительного стресса.

3. Выяснить роль окислительного стресса в генезе возникновения полиорганной недостаточности.

4. Изучить значение окислительной модификации белков в развитии эндогенной интоксикации у хирургических больных в критических состояниях.

5. Исследовать роль окислительного стресса в повреждении белков, участвующих в гемостатическом процессе.

6. Изучить возможности профилактики и лечения нарушений, вызванных окислительным стрессом.

Научная новизна. В представленной работе впервые в клинических условиях у хирургических больных в КС исследованы показатели ОС параллельно с параметрами, характеризующими функциональное состояние жизненно важных органов и систем. Установлено, что формирование КС происходит на фоне развития ОС. У хирургических больных в КС окислительная модификация белков и ПОЛ - неотъемлемые компоненты нарушений метаболизма. Окислительные повреждения белков и липидов являются важными факторами патогенеза ПОН у больных в КС. Выявлено, что в первую очередь регистрируется окислительное повреждение белков, а затем интенсифицируются процессы ПОЛ. Выраженное снижение содержания сульфгидрильных групп (8Н-групп) в белках в 1-е сутки заболевания является неблагоприятным фактором в отношении прогноза основного заболевания. Тяжесть протекания ПОН коррелирует со степенью окислительного повреждения белковых структур организма больного.

Формирование ОРДС у больных с разлитым гнойным перитонитом и деструктивным панкреатитом происходит в условиях ОС. Окислительное повреждение белков является специфическим фактором возникновения ОРДС. Избыточная генерация АФК при КС приводит к накоплению модифицированных белков в тканях легких.

ОС приводит к окислительному повреждению белков организма больного. Модифицированные белки в условиях повышенной протеолитической активности, присущей КС, являются важным источником компонентов, входящих в состав средних молекул (СМ), и одним из субстратов формирования ЭИ у больных разлитым гнойным перитонитом и деструктивным панкреатитом.

ОС существенно влияет на формирование нарушений системы гемостаза у больных в КС. В модельных исследованиях, подтвержденных клиническими данными, установлено, что под воздействием АФК происходит повреждение тромбоцитарного

звена гемостаза. Кроме того, под влиянием ОС происходят разнонаправленные изменения в системе гемостаза. С одной стороны, выявлены гипокоагуляционные изменения и нарушение формирования фибринового тромба, с другой стороны - угнетение противосвертывающих механизмов гемостаза.

У хирургических больных в КС эндогенная антиоксидапгная система (АОС) организма не в состоянии предотвратить повреждающее действие ОС на биоструктуры. Назначение антиоксидантов (АО) (мексидол в комбинации с церулоплазмином) приводит к уменьшению выраженности ОС, улучшению общего состояния больных и снижению ЭИ.

Практическая значимость работы. Установлено, что ОС является неотъемлемым фактором развития ПОН у хирургических больных в КС. В связи с этим необходимо мониторирование показателей ОС в процессе лечения данной категории больных. Разработаны и предложены наиболее оптимальные гесты для контроля за выраженностью ОС. Определение ОМБ позволяет на ранних С1адиях заболевания диагностировать окислительное повреждение биоструктур. Измерение содержания в белках БН-групп и карбонилов является наиболее доступным и приемлемым методом оценки ОМБ.

Установлено, что у больных ОРДС в тканях легких и образцах бронхоальвеолярных смывов (БАС) происходит накопление окисленных белков. Содержание модифицированных белков в образцах БАС превышает таковое в плазме. Повышение концентрации карбонилов в белках в образцах БАС является важным показателем развития ОРДС у больных в КС.

Увеличение ¥Ю2 до 40% у больных ОРДС является фактором риска токсического действия кислорода на белковые структуры.

При развитии ОС происходят нарушения в системе гемостаза и прогрессирование внутрисосудистого свертывания крови, требующие коррекции.

Введение мексидола и церулоплазмина позволяет оптимизировать повреждение биоструктур, вызванное ОС.

Внедрение результатов работы. Результаты настоящего исследования внедрены в повседневную практику кафедры анестезиологии и реаниматологии ФГУ УНЦ МЦ УД Президента РФ, а также отделения анестезиологии и реаниматологии клинической больницы № 51 г. Москвы. Материалы диссертации используются при чтении лекций по проблемам критических состояний слушателям курсов усовершенствования врачей МЦ УД Президента РФ и для проведения занятий с ординаторами и аспирантами кафедры анестезиологии и реаниматологии ФГУ УНЦ МЦ УД Президента РФ.

Апробация. Основные положения работы представлены и обсуждены на научно-практической конференции с международным участием «Свободные радикалы, антиоксиданты и болезни человека», Смоленск, 21 сентября 2001 г.; на 3-й сессии Московского научного общества анестезиологов и реаниматологов, Голицино, 22 марта 2002 г.; на научно-практическом симпозиуме «Рациональное применение лабораторных тестов в диагностике наиболее распространенных форм патологии», Москва, 8 октября 2002 г.; на 4-й сессии Московского научного общества анестезиологов и реаниматологов, Голицино, 28 марта 2003 г.; на национальной научно-практической конференции с международным участием «Активные формы кислорода, оксид азота, антиоксиданты и здоровье человека», Смоленск, 24 сентября 2003 г.; в Ростовском государственном медицинском университете на совместной конференции курса анестезиологии и реаниматологии РостГМУ и кафедры анестезиологии и реаниматологии ФПК и ППС РостГМУ 21 июня 2004 г.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 29 печатных работ.

Объем диссертации и ее структура. Диссертация состоит из введения, 7 глав, заключения, выводов, практических рекомендаций и указателя литературы. Работа изложена на 206 страницах машинописного текста и содержит 22 таблицы и 5 рисунков. Указатель литературы включает наименования 59 работ отечественных и 232 работ иностранных авторов.

Основные положения, выносимые на защиту:

а) формирование критических состояний у хирургических больных происходит в условиях окислительного стресса;

б) окислительный стресс является неотъемлемым компонентом развития полиорганной недостаточности у больных в критических состояниях;

в) модифицированные белки служат важным источником эндогенной интоксикации у больных разлитым гнойным перитонитом и деструктивным панкреатитом;

г) нарушения в системе гемостаза связаны с окислительным повреждением компонентов свертывающей и противосвертывающей систем организма больного;

д) больные в критических состояниях хирургического профиля нуждаются в максимально ранних сроках начала антиоксидантной терапии.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Общая характеристика клинических наблюдений

В настоящей работе анализируются результаты комплексного обследования и лечения 141 больного (80 мужчин и 61 женщина) в КС, обусловленных разлитым гнойным перитонитом и деструктивным панкреатитом. Возраст больных составлял от 24 до 79 лет. Все пациепты оперированы по поводу острого разлитого гнойного перитонита и деструктивного панкреатита в первые часы после поступления в стационар. Диагноз установлен на основании анамнеза, клинической картины, данных лабораторных анализов и инструментальных методов обследования. Острый деструктивный панкреатит диагностирован у 56 больных, у 24-х из них произведено лапароскопическое дренирование брюшной полости и у 32-х -лапаротомия, холецистостомия, дренирование брюшной полости и сальниковой сумки. Больным разлитым гнойным перитонитом - 85 человек - выполнили лапаротомию с санацией брюшной полости и ликвидацией источника перитонита.

Наряду с основным заболеванием в дооперационном периоде у пациентов выявлена сопутствующая патология: атеросклеротический кардиосклероз, гипертоническая болезнь, хронический бронхит и т д. Наиболее часто из сопутствующих заболеваний отмечена сердечнососудистая патология, причем в большинстве случаев данные клинико-инструментального обследования соответствовали картине атеросклеротического кардиосклероза и отодвигались на второй план симптомами основного заболевания.

В предоперационном периоде проводили кратковременную инфузионную терапию, направленную на стабилизацию гемодинамики и коррекцию водно-электролитных нарушений. Пациенты с разлитым гнойным перитонитом, которым по каким-либо причинам не проводилось оперативное лечение, в группы обследованных больных не включались.

Все операции выполнены в условиях атаралгезии или нейролептаналгезии по общепринятой методике и искусственной вентиляции легких (ИВЛ).

В послеоперационном периоде динамическое клинико-лабораторное наблюдение и интенсивную терапию проводили в условиях отделения интенсивной терапии (ОИТ) (реанимационное отделение). Послеоперационная терапия состояла из мероприятий, направленных на стабилизацию гемодинамики, профилактику легочных осложнений, коррекцию волемических расстройств, водно-электролитного и кислотно-щелочного равновесия, белкового и энергетического баланса. Дополнительно проводили массивную антибактериальную, антиферментную и дезинтоксикационную терапию с форсированным диурезом.

Сразу после поступления больного в отделение реанимации его состояние оценивали по общепринятым критериям - цвету и влажности кожных покровов и видимых слизистых, артериальному давлению, частоте сердечных сокращений, частоте дыхания, температуре тела, исследовали концентрацию гемоглобина и уровень гематокрита, биохимические и коагулогические показатели, выполняли общий анализ крови и мочи. В 1-е сутки

пребывания больного в ОИТ на основании данных осмотра и лабораторных показателей оценивали тяжесть состояния больного по системе балльной оценки APACHE II (Knaus W.A. et al., 1985). В дальнейшем, кроме APACHE II, использовали шкалу SOFA, предназначенную для оценки выраженности ТТОН (Vincent J.L. et al., 1998).

В первые 7 суток после операции погибло 44 человека, летальность в группе обследованных больных составила 29%.

Экстренность оперативных вмешательств по поводу разлито! о гнойного перитонита и деструктивного панкреатита, а также технические моменты, связанные с использованием ряда трудоемких методик, явились причиной того, что обследование пациентов мы, как правило, начинали в послеоперационном периоде. Первый этап наблюдения характеризует исходное состояние больных при поступлении в отделение реанимации, непосредственно после выхода из состояния постнаркозной депрессии. В дальнейшем обследование проводили ежедневно в течение 7 суток ближайшего послеоперационного периода, т.е. во время всего острого периода заболевания.

Все больные были разделены на группы. Больным первой (контрольной) группы (п=99) какого-либо специфического лечения не проводили. Во вторую группу (п=25) включили больных ОРДС с дыхательной недостаточностью, потребовавшей ИВЛ. Им ежедневно проводили бронхоальвеолярный лаваж с лечебной и диагностической целями. Во время бронхоскопии в сегментарный бронх вводили 20 мл физиологического раствора, который затем, после экспозиции в несколько секунд, аспирировали и использовали для исследования БАС. Кроме того, этим больным проводили инфузионную пробу с альбумином. Для этого 200 мл 10% раствора альбумина вводили внутривенно в течение 20 минут. По результатам пробы косвенно судили о степени проницаемости эндотелия легочных сосудов. Бронхоскопию проводили до и после инфузии альбумина. В группу сравнения включили 11 больных с острым нарушением мозгового кровообращения (ОНМК),

находящихся на ИВЛ. Важно отметить, что дыхательная недостаточность у этих больных была обусловлена внелегочными причинами. Больным третьей группы (п=17) дополнительно внутривенно вводили мексидол по 100 мг 3 раза в сутки и церулоплазмин по 500 мг. Терапию АО начинали перед операцией и проводили в течение семи дней.

Методы исследования

Для решения поставленных в работе задач и контроля за состоянием параметров гомеостаза нами был использован комплекс инструментально-лабораторных методов.

Газы крови, показатели кислотно-щелочного состояния и электролитного состава исследовали на автоматическом анализаторе «Ciba Corning 288» (Chiron Diagnostics, Великобритания), концентрацию гемоглобина, насыщение гемоглобина кислородом - на анализаторе «Ciba Corning 270» (Chiron Diagnostics, Великобритания).

Для контроля показателей гемодинамики измеряли систолическое и диастолическое артериальное давление, частоту сердечных сокращений с помощью монитора «Hewlett Packard М3046А» (Hewlett Packard, Германия). По общепринятым формулам рассчитывали среднее артериальное давление.

Функциональное состояние центральной нервной системы оценивали по шкале Глазго.

Для изучения функционального состояния печени и почек, степени их дисфункции, измеряли количество общего белка и альбумина в сыворотке крови, концентрацию билирубина, активность аспартатаминотрансферазы и аланинаминотрансферазы, содержание креатинина и мочевины.

Для оценки системы гемостаза определяли время рекальцификации крови и плазмы, активированное частичное тромбопластиновое время (АЧТВ), протромбиновое время, фибринолитическую активность крови (ФАК), содержание фибриногена, антитромбина III (AT-III) и растворимых комплексов

фибрин-мономера (РКФМ). Подсчитывали число тромбоцитов и изучали агрегационную активность тромбоцитов (в качестве индуктора использовали АДФ - 10 • 106 ммоль/л).

Методы исследования показателей ОС

1. Интенсивность процессов ПОЛ оценивали по уровню малонового диальдегида (МДА) на основании реакции с тиобарбитуровой кислотой (Mihara М., Uchiyama М., 1978).

2. Определение SH-групп в белках проводили по методу Эллмана с помощью 5,5' дитиобис (2-нитробензойной кислоты) (Ellman G.L., 1959).

3. Общий белок оценивали по методике Лоури (Lowry О.Н. et al., 1951), используя наборы фирмы «Sigma» (США).

4. Карбонильные группы в белках выявляли по реакции с 2,4-динитрофенилгидразином (Дубинина Е.Е. с соавт.. 1995; Levine R.L. et al., 1990).

Состояние АОС оценивали по активности в эритроцитах каталазы (KT), пероксидазы (ПР), супероксиддисмутазы (СОД) и глутатионпероксидазы (ГП).

1. Определение активности KT осуществляли методом прямого спектрофотомегрического контроля концентрации Н202 по снижению величины оптической плотности при 240 нм (Beere R.F., Sizer I.W., 1952).

2. Определение активности ПР проводили спектрофотометрическим методом с использованием в качестве субстрата гваякола.

3. Определение активности ГП проводили по модифицированной методике, разработанной на основе ранее опубликованных способов (Paglia D.E., Valentine W.N., 1967; Mohandas J. et al., 1984).

4. Определение активности СОД осуществляли по методике, описанной в работе Сгаро J.D et al., 1978.

Степень ЭИ определяли при изучении СМ в кислоторастворимой фракции плазмы крови по методике, описанной ранее (Рябов Г. А., Азизов Ю.М , 1985). Измеряли три основных параметра: СМ-Д280- оптическую плотность кислоторастворимой фракции плазмы крови при 280 нм, СМ-Ф1 - суммарное значение Д280 высокомолекулярной фракции СМ и СМ-Ф2 - суммарное значение Д280низкомолекулярной фракции СМ

Изучение влияния окислительной модификации на протеолитическую деградацию и денатурацию белков сыворотки

крови.

При выполнении экспериментов по изучению влияния окислительной модификации на протеолитическую деградацию и денатурацию белков сыворотки крови использовали образцы сыворотки, полученные от 10 здоровых доноров. Сыворотку крови инкубировали при различных концентрациях Н202 (от 0,05 до 0,5 М) при 37°С в течение 1 часа. Контрольные пробы не содержали Н202. Затем во все пробы добавляли по 0,2 мл раствора каталазы печени крупного рогатого скота («Sigma», США) для быстрого и полного удаления непрореагировавшего Н202. После этого в пробы вводили трипсин или проназу (оба препарата фирмы «Sigma», США) до конечной концентрации 200 мкг/мл. Инкубацию проб с ферментами продолжали в течение 1 часа. Окончательно пробы осаждали 10% раствором хлорной кислоты и определяли показатели СМ-Д280 (см. ранее). Результаты выражали в процентах от величины СМ-Д280 контрольных проб.

Фракцию денатурированных белков после окисления Н202 осаждали с помощью ЗМ раствора KCI при рН 4,0. Для этого 0,2 мл анализируемой пробы вводили в 4 мл раствора KCI. Смесь тщательно перемешивали и выдерживали 10 минут для полного образования осадка. После центрифугирования проб супернатант удаляли, а осадок растворяли в 3 мл 8М раствора мочевины и определяли величину поглощения при 280 нм (Д2й0) Результаты выражали в процентах от значения Д280 контрольных (т.е. не обработанных протеиназами) проб.

Изучение влияния ОС на систему гемостаза.

Влияние ОС на белки изучали в модельных системах in vitro на примере системы гемокоагуляции. Исследование воздействия ОС на систему гемостаза проводили на образцах крови, полученных от 25 соматически здоровых доноров (13 мужчин и 12 женщин) в возрасте от 20 до 69 лет. Забор крови осуществляли с учетом требований, предъявляемых к анализам системы гемостаза, в качестве антикоагулянта использовали 3,8% раствор цитрата натрия. Цельную кровь смешивали с антикоагулянтом в соотношении 9:1. Клеточные элементы осаждали центрифугированием. ОС моделировали в системах Fe2+ - аскорбиновая кислота (АСК) - ЭДТА и Fe2+ - ЭДТА - Н202 по методике, описанной в литературе (Mordente A. et al., 1987). Все пробы крови разделили на 3 группы. В образцы крови 1-й группы (контрольной, п=9) добавляли соответствующее количество физиологического раствора; в образцы 2-й (п=8) - растворы ЭДТА, FeCL, и АСК; в образцы 3-й (п=8) - ЭДТА, FeCI2 и Н202. Конечные концентрации FeCI2, АСК и ЭДТА в образцах 2-й группы составляли 150 мкМ, 750 мкМ и 200мкМ соответственно. Концентрации FeCI2, ЭДТА и Н202 в образцах 3-й группы бьши равны соответственно 150 мкМ, 750 мкМ и 20 мМ. Параллельно с определением гемокоагуляционных показателей измеряли параметры, характеризующие выраженность ОС: содержание карбонильных и SH-групп в белках и уровень МДА. Все вышеперечисленные показатели определяли до воздействия на кровь, через 5, 15 и 60 минут инкубации с индуктором. Различий в показателях гемостаза до моделирования ОС между группами не отмечено.

Пробы крови для лабораторного контроля исследуемых показателей у всех пациентов брали утром до начала лечения. У больных 2-й группы исследование образцов крови и БАС проводили до пробы с альбумином и после.

Для показателей, обсуждаемых в работе, приведены нормальные значения. Они установлены при обследовании 15 здоровых доноров, сопоставимых по возрасту с обследованными пациентами.

Полученные данные обработаны методами вариационной статистики. Для каждого вариационного ряда рассчитывали среднюю арифметическую (М), ошибку средней арифметической (m), стандартное отклонение (8), критерий Стьюдента (t). Для ряда показателей проводили корреляционный анализ с определением коэффициента корреляции (г). Статистическую обработку данных проводили на компьютере Pentium 4 с помощью стандартных статистических программ Microsoft Excel. Величины средних значений признаков указаны в границах М±8. Степень изменения признака считали достоверной при величине возможной ошибки (р) меньше 0,05.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Обычно обследование пациентов в КС, обусловленных разлитым гнойным перитонитом и деструктивным панкреатитом, в силу целого ряда причин (экстренность ситуации, технические трудности, ночное время суток) начинают после выполнения оперативного вмешательства и поступления в ОИТ. Однако нам удалось в первой группе выделить подгруппу больных (15 человек), у которых обследование начинали сразу после их госпитализации в стационар и установлении диагноза еще до хирургического вмешательства. У больных в КС, обусловленных разлитым гнойным перитонитом и деструктивным панкреатитом, уже в первые часы заболевания наблюдаются нарушения, обусловленные ОС. До оперативного вмешательства у обследованных больных в КС обнаружено окислительное повреждение белков, проявляющееся снижением содержания SH-групп в протеинах до 0,315±0,072 мМоль (п=0,421 ±0,064, р<0,05). Уровень МДА, концентрация карбонилов в белках и показатели АОС не отличались от нормальных значений. Это означает, что уже на ранних этапах заболевания АОС организма больного не способна предотвратить модифицирующее действие ОС на белки.

Важно подчеркнуть, что состояние и прогноз заболевания у больных в КС, обусловленных разлитым гнойным перитонитом и деструктивным панкреатитом, определяются не только хирургической патологией, но и в значительной степени возникновением ПОН. Это подтверждает выполненное нами клинико-биохимическое обследование хирургических больных в КС, которое свидетельствует, что, несмотря на хирургическую санацию гнойного очага, у пациентов в послеоперационном периоде сохраняется клинически выраженная интоксикация. Она сочетается с возникновением дыхательной недостаточности, в ряде случаев требующей проведения ИВЛ, с печеночной, почечной недостаточностью, энцефалопатией и т.д. При этом, несмотря на комплексную инфузионно-дезинтоксикационную и антибактериальную терапию, наблюдается повышение уровня СМ, содержания билирубина, мочевины, креатинина, возрастание активности трансаминаз. Эти показатели нередко в 2-3 раза превышают нормальные значения. Состояние оксидантно-антиоксидантной системы характеризуется выраженной активацией окислительных процессов и отсутствием усиления антиоксидантной защиты.

После операции и поступления больных в ОИТ в 1-е сутки отмечено дальнейшее повреждение белков (табл.1).

В 1-е сутки после операции установлено достоверное уменьшение концентрации БН-групп и возрастание содержания карбонилов в белках. Уровень МДА на этом этапе не отличается от нормальных значений наряду со снижением активности СОД и ГП. В дальнейшем, на 3-5-е сутки послеоперационного периода происходит достоверное возрастание уровня МДА. Содержание карбонилов в белках повышается, а концентрация 8Н-групп остается сниженной. Параллельно регистрируется дальнейшее уменьшение активности ферментов АОС. К 7-м суткам отмечена тенденция к нормализации исследуемых показателей: снижение уровня карбонилов в белках и МДА, некоторое повышение содержания БН-групп. Возвращения к норме показателей АОС не отмечено.

Таблица 1

Динамика показателей ОС и АОС у больных первой группы в 1 -7-е сутки после операции

Показатель Норма 1-е сутки 3-й сутки 5-е сутки 7-е сутки

Уровень МДА в плазме, мкМ/л 1,7±0,3 1,9±0,5 3,410,6* 4,610,8* 3,8Ю,8*

Содержание карбонилов в белках, нмоль/мг 0,72±0,16 1,3110,21* 2,41 ±0,24* 2,2810,26* 1,9010,29*

Содержание БН-групп в белках, мМоль 0,42110,064 0,24110,059* 0,25010,074* 0,26410,078* 0,31110,072*

КТ, ед/г Нв 155,7±11,9 149,9±12,9 128,8±13,0* 132,9±13,1* 145,2112,8*

СОД, ед/мг Нв 5,8±0,8 4,4±0,9* 4,211,1* 4,311,0* 5,0±1,1*

ПР, ед/г Нв 15,7±2,9 15,9±3,0 11,813,1* 12,1±3,2* 13,213,1*

ГП, ед/г Нв 14,1±2,2 10,812,3* 10,1±2,4* 11,612,5* 12,2±2,5*

*-р<0,05 в сравнении с нормальными значениями.

Следует подчеркнуть, что у хирургических больных в КС, начиная с первых часов заболевания, регистрируется окислительная модификация белков. В то же время уровень МДА до операции и в раннем послеоперационном периоде не отличается от нормальных значений и только к 3-м суткам после операции превышает норму.

Таким образом, для диагностики и мониторинга повреждения биологических структур АФК у хирургических больных в КС целесообразно ориентироваться, прежде всего, на уровень БН-групп и карбонилов в белках. Это позволяет на начальных этапах заболевания выявить повреждающее действие ОС и начать лечебные мероприятия.

При ретроспективном анализе всех больных 1-й группы, в зависимости от исхода заболевания, разделили на две подгруппы. При оценке показателей ОС у выживших и умерших больных следует отметить достоверные различия в содержании SH-rpynn в белках в 1-е сутки после операции. У погибших больных концентрация SH-групп в белках составила 0,J75±0,056 мМоль. в то время как у выживших - 0,30110,061 мМоль (р<0,1)5). В обеих группах этот показатель ниже нормы, но крайне низких значений он достигает только у больных с последующим летальным исходом. В дальнейшем, на 3-й и 5-е сутки послеоперационного периода различий исследуемых показателей не зарегистрировано. На 7-е сутки у больных, впоследствии умерших, сохраняется достаточно высокий уровень карбонилов -2,35±0,45 нмоль/мг, тогда как у выживших больных этот показатель снижается до 1,61 ±0,25 нмоль/мг (р<0,05 в сравнении с погибшими больными). Аналогичная картина наблюдается с динамикой SH-групп. У выживших больных содержание SH-rpynn постепенно возвращается к норме, а при неблагоприятном исходе остается на стабильно низком уровне. Динамика ферментов АОС сходна у выживших больных и у погибших. Однако на 7-е сутки активность СОД и ГП достоверно выше у пациентов с благополучным исходом.

Повышение степени ОМБ в плазме крови отражает общую направленность окислительных процессов в организме. Уровень ОМБ в плазме складывается из суммы окисленных белков плазмы крови и модифицированных белков органов и тканей, попадающих в кровоток. Поэтому увеличение ОМБ отражает суммарное поражение белков организма больного. В свою очередь, избыточные ОМБ и ПОЛ приводят к нарушению нормальной жизнедеятельности как отдельных клеток, так и организма в целом.

Параллельно с изучением биохимических показателей, характеризующих ОС, у всех больных в 1-е сутки после операции оценивали тяжесть состояния по шкале APACHE II. У больных 1-й

группы тяжесть состояния составила 14,1 ±3,1 балла. В дальнейшем при ретроспективном анализе тяжесть состояния у выживших больных соответствовала 11,9±2,6 балла, у погибших - 16,1±2,7 балла (р<0,05).

Нами исследована корреляционная взаимосвязь между основными показателями ОС и тяжестью состояния больных по шкале APACHE II в 1-е сутки после операции. Значимой зависимости между тяжестью состояния больных и содержанием в плазме МДА, карбонилов в белках и активностью ферментов АОС не выявлено. Обнаружена обратная корреляционная зависимость (г=-0,78) между содержанием SH-групп в белках и тяжестью состояния пациентов.

Таким образом, в 1-е сутки послеоперационного периода у больных в КС наблюдаются достоверные различия в содержании SH-групп в белках в зависимости от исхода болезни, а также отрицательная корреляционная зависимость между тяжестью состояния пациентов и уровнем SH-групп в белках. Следовательно, низкое содержание SH-групп в белках в 1-е сутки после операции является неблагоприятным прогностическим фактором.

При ОС возникает дисбаланс в системе оксиданты-антиоксиданты. Повышенная генерация АФК приводит к истощению АОС клетки и организма в целом, что сопровождается избыточным накоплением окисленных белков и продуктов ПОЛ. Наши результаты, полученные при обследовании хирургических больных в КС, это подтверждают. Действительно, несмотря на возрастание продукции АФК и модификации белков и липидов, адекватной компенсаторной защиты со стороны АОС не наблюдается. В ответ на ОС логично ожидать мощной активации АОС, однако это не происходит. По-видимому, эндогенное увеличение активности АОС в условиях ОС у больных с разлитым гнойным перитонитом и деструктивным панкреатитом невозможно. Частично это можно связать с невосполненностью белковых потерь у этих пациентов и снижением синтетической функции печени. Подтверждением этого служит падение ниже нормы показателей общего белка и альбумина у наших пациентов. Важно заметить, что основные ферменты АОС содержатся в эритроцитах.

Укорочение времени жизни эритроцитов и yi негение гемопоэза при КС также способствуют уменьшению антиокислительной активности крови.

Таким образом, интенсивность окислительных повреждений белков и липидов резко возрастает при ОС. В процессе формирования КС ОМБ наряду с ПОЛ становятся важными факторами нарушения нормального функционирования отдельных клеток организма больного и органов в целом. Это, в свою очередь, может приводить к формированию ПОН.

Степень выраженности ПОН мы оценивали по шкале SOFA (Vincent J.L. et al., 1998). Это достаточно простой и надежный способ характеристики ПОН у больных в КС. Сумма баллов по шкале SOFA рассчитывается ежедневно и используется для выражения степени тяжести органной дисфункции в определенный момент времени. Показатели, используемые для вычисления тяжести состояния больных по шкале SOFA, могут быть определены практически в любой клинико-биохимической лаборатории. Надежность шкалы SOFA подтверждена многочисленными работами (Bernard G.R., 1988; Vincent J.L. et al., 1998).

Важно подчеркнуть, что в 1-5-е сутки послеоперационного периода возрастанию окислительного потенциала и депрессии АОС соответствует максимальная выраженность ПОН. Мы проанализировали взаимосвязь между дисфункцией органов и основными показателями ОС. Нами не выявлено взаимосвязи между степенью тяжести ПОН, концентрацией МДА, SH-rpynn в белках и ферментами АОС. В то же время установлена положительная корреляционная зависимость (г=0.72) между тяжестью ПОН и содержанием карбонилов в белках в 1-5-е сутки послеоперационного периода. Это подтверждает участие ОМБ в формировании ПОН у хирургических больных в КС.

На основании представленных данных можно утверждать, что ОС является важным компонентом формирования КС у хирургических больных. Уже на ранних стадиях развития перитонита и панкреатита наблюдается окислительная

модификация белков. При этом степень повреждения белков, в 1-е сутки заболевания коррелирует с тяжестью состояния больных. Выраженное окислительное повреждение белков, определенное по содержанию БН-групп в них, является неблагоприятным прогностическим признаком. В дальнейшем, наряду с ОМБ, усиливаются процессы ПОЛ и наблюдается депрессия АОС. Все это отражает серьезный дисбаланс в системе оксиданты-антиоксиданты со срывом компенсаторных возможностей организма. На этом фоне происходит прогрессирование ПОН и ухудшение состояния больных. Степень выраженности ПОН в остром периоде коррелирует с ОМБ, оцененной по уровню карбонилов в белках. Таким образом, развитие ПОН сопровождается сложным комплексом нарушений метаболических процессов, которые не устраняются при санации гнойного очага и проведении инфузионной и детоксицирующей терапии. Нами установлено, что возникновение и течение ПОН связано и с повреждающим действием ОС на биоструктуры организма.

Формирование ПОН у больных с разлитым гнойным перитонитом и деструктивным панкреатитом, как правило, начинается с возникновения ОРДС. В дальнейшем присоединяется почечная, а также печеночная дисфункции и другие синдромы. Важно отметить, что возникновение ОРДС всегда усугубляет тяжесть состояния больных и ухудшает прогноз. Аналогичные сведения приводятся другими авторами (Руднов В.А., 1995; Гельфанд Е.Б. с соавт., 2000).

Учитывая важность ОРДС для прогноза заболевания, мы подробно изучили роль ОС в генезе возникновения этого синдрома. Обследовано 25 больных с ОРДС, сформировавшемся у больных разлитым гнойным перитонитом и деструктивным панкреатитом. Всем больным проводили ИВЛ в связи с дыхательной недостаточностью. Обследованные больные находились в 3-й или 4-й стадии ОРДС. На момент диагностики ОРДС обнаружено снижение концентрации 8Н-групп и повышение уровня карбонилов в белках. Уровень МДА на начальных этапах не превышает нормальных значений,

а в дальнейшем возрастает по мере прогрессирования заболевания. Одновременно обнаружена депрессия ферментов АОС. Динамика показателей ОС и АОС у больных ОРДС представлена в табл. 2. Эти данные согласуются с результатами, полученными при обследовании больных 1 -й группы. Таблица 2

Динамика показателей ОС и АОС у больных с ОРДС

Показатель Норма 1-е сутки 3-й сутки 5-е сутки 7-е сутки

Уровень МДАв плазме, мкМ/л 1,7±0,3 2,0±0,5 3,3±0 6* 4,7±0,9* 4,5±0,8*

Содержание карбонилов в белках, нмоль/мг 0,72*0,16 1,81± 0,22* 2,62±0 25* 2,42±0,24* 2,32±0,27*

Содержание БН-групп в белках, мМоль 0,421±0,064 0,224±0,070* 0,219±0 067* 0,286±0,071* 0,275±0,069*

КГ, ед/г Нв 155,7±11,9 135,8±12,6* 129,7±13,1* 130,6±12,8* 138,5±11,3*

СОД, ед/мг Нв 5,8±0,8 4,3±0,9* 4,1±1 1* 4,2±1,0* 4,4±1,1*

ПР, ед/г Нв 15,7±2,9 12,9±3,0* 12,8±С,,2* 13,6±3,5* 13,7±3,3*

ГП, ед/г Нв 14,1±2,2 11,6±2,3* 10,7±2,4* 11,1 ±2,4* 11,4±2,5*

*-р<0,05 в сравнении с нормой.

При анализе показателей ОС и АОС у больных с ОРДС возникает вопрос: не связана ли ОМБ у этих больных только с дыхательной недостаточностью и переводом на ИВЛ, а не с развитием ОРДС0 Для ответа на него мы обследовали 11 больных с ОНМК без сопутствующей легочной патологии, но также находящихся на ИВЛ. Установлено, что дыхательная недостаточность у неврологических больных обусловлена внелегочными причинами. Важно отметить, что параметры вентиляции

и содержание кислорода в ингалируемой газовой смеси у больных ОРДС и ОНМК не отличаются.

У больных с ОНМК обнаружено достоверное повышение уровня МДА в плазме (рис.1). Это свидетельствует об активации ПОЛ у пациентов с нарушением мозгового кровообращения и, возможно, связано с ишемическими и реперфузионными повреждениями тканей мозга. Концентрация БН-групп и карбонилов в белках у больных с ОНМК не отличается от нормальных значений. Вместе с тем, у больных с ОРДС содержание 8Н-групп в белках достоверно ниже, а карбонилов в белках - выше, чем у неврологических больных (рис. 1). Таким образом, выявленные различия свидетельствуют о том, что ОМБ при ОРДС связана не с формированием дыхательной недостаточности и проведением ИВЛ, а с особенностями патогенеза ОРДС у больных в КС.

ОРДС

ОНМК

■ МДА

□карбон и лы

□ БН-группы

Рис.1. Показатели ОС больных с ОРДС в сравнении с пациентами с ОНМК. ( *- р < 0,05 в сравнении с нормой, 0 - р < 0,05 в сравнении с ОРДС )

Большинство авторов развитие ОС у хирургических больных с ОРДС связывают с активацией нейтрофильных лейкоцитов под влиянием различных цитокинов. При этом наблюдается лейкосеквестрация в легочных капиллярах. Повышение продукции АФК в условиях депрессии АОС приводит к повреждению сосудистого эндотелия и альвеолярных перегородок. Окислительное повреждение белков и усиление ПОЛ рассматриваются нами как важный компонент формирования ОРДС, причем в условиях ОС при формировании ОРДС в первую очередь повреждаются белковые структуры.

В дальнейшем у больных с ОРДС и ОНМК изучены параметры ОС в образцах БАС, полученных при бронхоскопии. У больных с ОРДС достоверных различий между уровнем МДА и концентрации 8Н-групп белков в плазме и БАС не выявлено (рис. 2).

400 т

■ МДА Пкарбонипы ПвН-группы

Рис. 2. Показатели ОС в плазме и пробах БАС у больных с ОРДС (* - р < 0,05 в сравнении с нормой, 0 - р < 0,05 в сравнении с плазмой)

Концентрация карбонилов в белках в БАС выше, чем в плазме (р<0,05). Это свидетельствует о выраженном окислительном повреждении белков в легочной ткани. Действительно, плазма крови отражает суммарный усредненный пул ОМБ всего организма. В то же время концентрация модифицированных белков в пробах БАС выше, чем в плазме крови. Это обусловлено избыточной генерацией АФК и их повреждающим действием на белки легочной ткани, альвеолярного эпителия и сурфактантной системы.

При изучении параметров ОС у больных с ОНМК, находящихся на ИВЛ, различия в концентрац ни модифицированных белков между плазмой и образцами БАС не выявлены (рис. 3). Вместе с тем, уровень МДА в плазме выше, чем в образцах БАС. Это свидетельствует об отсутствии усиления процессов ПОЛ и ОМБ в легких у больных с ОНМК.

При ОРДС нарушается способность легких полноценно оксигенировать венозную кровь. Одной из главных причин этого является интерстициальный отек легких, который, особенно на начальных этапах, носит некардиогенный характер и обусловлен увеличением проницаемости сосудистой стенки. Проницаемость эндотелия легочных сосудов мы оценивали на основании пробы с альбумином (Рябов Г.А. и соавт., 1988).

180 т

ШМДА □карбонилы ПЭН-группы

Рис.3. Показатели ОС в плазме и пробах БАС у больных с ОНМК (» - р < 0,05 в сравнении с нормой, 0 - р < 0,05 в сравнении с плазмой)

Дополнительно у больных с ОРДС и ОНМК изучены показатели ОС в образцах БАС до и после переливан ля альбумина. У больных с ОНМК и дыхательной недостаточностью внелегочного генеза изменений в образцах БАС после переливания альбумина не происходит. В плазме крови возрастает содержание белка, что связано с переливанием раствора альбумина. У больных с ОРДС после пробы с альбумином в пробах БАС увеличивается концентрация карбонилов в белках с 2,56±0,25 нмоль/мг до 2,97±0,27 (р<0,05), уровень МДА и содержание ЯН-групп в белках остаются прежними. Следует отметить, что содержание белка в плазме не изменяется, хотя можно было ожидать его повышения.

Обнаруженные различия у больных с ОНМК и ОРДС связаны с различным патогенезом дыхательной недостаточности. В настоящее время доказано увеличение проницаемости капилляров у больных в КС. Одним из важнейших медиаторов возрастания проницаемости легочных сосудов являются АФК. В условиях ОРДС нагрузочная проба с альбумином приводит к тому, что часть белка не удерживается в сосудистом русле и выходит в интерстиций и далее в альвеолы. Обнаруженное нами возрастание уровня карбонилов в белках в образцах БАС связано с тем, что в процессе «прорыва» капиллярной мембраны «экзогенный» альбумин увлекает за собой измененные белки интерстициальной жидкости. Уровень ОМБ в интерстициальной жидкости выше. Это приводит к возрастанию концентрации белков с модифицированными карбонильными остатками в пробах БАС за счет большего содержания окисленных белков в интерстиции легких. Эти данные являются дополнительным подтверждением модифицирующего действия АФК на белки легочной ткани и роли ОС в патогенезе ОРДС

Неспособность легких к полноценной оксигенации крови при ОРДС приводит к возникновению гипоксемии Для достижения необходимого уровня оксигенации часто используют повышенное (до 100%) содержание 02 в ингалируемой смеси.

Для изучения возможного токсического действия высоких концентраций 02 исследованы показатели ОС у больных с ОРДС при различном содержании 02 во вдыхаемой газовой смеси. В первую

группу включены больные, которым ингалировали дыхательную смесь с 21% содержанием 02, во вторую группу - с концентрацией 02, превышающей 40% (рис. 4).

МДА карбонилы

■ РЮ, = 21%

I I I I

ЭК--руппы кг СОД ПР

□ ЯЮ. >40%

Рис.4. Показатели ОС и АОС у больных с ОРДС в зависимости от содержания С| в дыхательной системе (» - р < 0,05 между группами)

Установено, что уровень МДА и карбонилов в белках у больных с РЮ2>40% достоверно выше в сравнении с больными, у которых РЮ2 составляет 21%. Отсутствие динамики концентрации 8Н-групп в белках, по-видимому, связано с резким падением уровня последних до критических значений на ранних стадиях заболевания и медленным восстановлением на протяжении болезни. Следует отметить снижение активности ферментов АОС в группе пациентов, которым ингалировали 02 в повышенной концентрации.

Наши результаты свидетельствуют о токсическом влиянии высоких концентраций кислорода на организм больного. Содержание 02 в дыхательной смеси у больных с ОРДС не должно превышать 40%. Любой пациент, получающий кислород в концентрации, превышающей 40%, относится к группе высокого риска развития токсических эффектов кислорода. Однако необходимо

учитывать, что при снижении активности АОС токсическое действие кислорода может проявиться и при более низком его содержании в дыхательной смеси.

Кроме снижения доставки кислорода к органам и тканям, другим важным фактором патогенеза КС является ЭИ. Во многих случаях именно выраженность ЭИ определяет тяжесть состояния и исход заболевания. Однако до настоящего времени отсутствуют сведения о конкретных механизмах развития ЭИ у больных в КС.

Для оценки степени ЭИ наиболее широко используется метод определения СМ в кислоторастворимой фракции плазмы крови. Динамика показателей ЭИ у больных 1-й группы представлена в табл. 3.

Таблица 3

Динамика показателей ЭИ у больных 1-й группы

Показатель Норма 1-е сутки 3-й сутки 7-е сутки

СМ-Д280, опт. ед. 0,362±0,039 0,461±0,041* 0,549±0,066* 0,576±0,075*

СМ-Ф1, опт. ед. 0,106±0,023 0,325±0,059* 0,429±0,068* 0,320±0,044*

СМ-Ф2, опт. ед. 0,860±0,096 1,435±0,157* 1,548±0,144* 1,352±0,147*

* - р<0,05 в сравнении с нормой.

В наших исследованиях изменения показателей СМ достаточно характерны и согласуются с результатами других авторов. Показатели ЭИ коррелируют с тяжестью состояния хирургических больных в КС. Однако природа повышения показателей СМ остается невыясненной.

В литературе имеются указания на то, что одним из основных путей формирования пула СМ при патологических состояниях является протеолитическая деградация белков плазмы и мембранных белков клеточных элементов крови (Азизов Ю.М. с ссавт., 1990). При этом, однако, возникает вопрос: почему при разлитом гнойном перитоните или деструктивном панкреатите активируются процессы протеолитической деградации белков? Уместно отметить, что скорость и глубина протеолитического расщепления белков резко увеличивается под воздействием АФК (Оау^ек КЛ.А е1 а1., 1987; 51ж1тап Е.Я., 1990). Поэтому вполне обоснованным представляется предположение о непосредственной связи между выраженностью ОС и уровнем ЭИ.

Установлено, что у больных с благоприятным исходом, как и у погибших больных, уровень МДА коррелирует с СМ-Д280 (г=0,69), а концентрация карбонилов в белках - с СМ-Ф1 (г=0,75). Эти данные подтверждают гипотезу о взаимосвязи ОС и ЭИ. ОС может являться неким «пусковым механизмом», инициирующим процессы, приводящие к ЭИ за счет повышенной протеолитической деградации подвергшихся окислительной модификации и частичной денатурации белков. Для экспериментальной проверки нами проведены модельные опыты по оценке влияния окислительной модификации на протеолиз белков сыворотки крови и образование продуктов, соответствующих компонентам СМ (методика описана выше). Результаты опытов представлены на рис. 5.

Концентрация Н202, М

Рис. 5. Изменение Д2М кислоторастворимой фракции плазмы крови в зависимости от концентрации Н202

Как следует из представленных данных, даже непродолжительная (1 час) окислительная модификация значительно повышает чувствительность белков крови к последующему протеолизу, о чем свидетельствует увеличение СМ, оцененное по

показателю СМ-Д280. Выраженность этого эффекта зависит от концентрации Н202 в инкубационной среде и природы протеолитического фермента. Проназа, представляющая собой комплекс протеолитических ферментов и проявляющая широкую субстратную специфичность, расщепляет модифицированные белки более эффективно, чем трипсин. Как для проназы, так и для трипсина имеется зависимость уровня протеолиза от концентрации Н202.

Анализ обработанных Н202 белков сыворотки крови методами спектрофотометрии и гель-фильтрации показал, что в описанных экспериментальных условиях Н202 не вызывает фрагментации пептидной цепи. Образование относящихся к СМ пептидов наблюдается только под воздействием протеиназ на модифицированные белки.

Факт окислительной модификации белков подтверждается уровнем карбонилов в белках в процессе инкубации сыворотки с Н202. Степень увеличения содержания карбонилов в белках, как и чувствительность к протеолизу, также зависит от концентрации Н202 и продолжительности инкубации. В то же время в этих условиях не выявлено повышения содержания соединений, реагирующих с тиобарбитуровой кислотой. Это еще раз свидетельствует о более высокой чувствительности белков крови к окислительной модификации по сравнению с липидными компонентами. Окислительная модификация приводит к частичной денатурации белков крови.

Таким образом, окислительная модификация белков крови в условиях ОС стимулирует их последующую деградацию, продуктами которой являются компоненты СМ, отражающие уровень ЭИ.

Другой важной системой, нарушения в которой имеют значимый характер, является система гемостаза. Доста~очно часто у хирургических больных в КС диагностируют синдром диссеминированного впутрисосудистого свертывания крови (ДВС).

Традиционно для терапии нарушений гемостаза используют антикоагулянты, инфузионную терапию и антиагреганты. Однако результаты лечения не всегда удовлетворительны. Одним из возможных механизмов патологии гемостаза у больных в КС является возникновение ОС. Это связано с тем, что в условиях ОС происходит

химическая модификация белков, приводящая к нарушению их структуры и функций, а основные факторы свертывающей и противосвертывающей систем крови имеют белковую природу.

Для изучения нарушений гемостаза в условиях ОС мы провели модельные исследования in vitro в двух различных системах, генерирующих АФК (методика описана выше). Принципиальные различия между 2-й и 3-й группами не выявлены, поэтому для удобства изложения материала представлены данные, полученные в пробах 2-й группы.

Введение физиологического раствора или компонентов, инициирующих ОС, в образцы крови в течение первых 5-и минут не приводит к статистически значимому изменению изучаемых параметров. Через 15 минут изменений в 1-й (контрольной) группе не отмечено. В образцах 2-й группы отмечено достоверное увеличение агрегации тромбоцитов в ответ на стандартную дозу АДФ, которая составяет 76,8±8,4% (п=67,8±7,2, р<0,05). Одновременно зарегистрировано достоверное повышение уровня МДА и снижение SH-групп в белках. Из других показателей гемостаза отметим, что этаноловый тест, в норме отрицательный, становится положительным. Это свидетельствует об увеличении в крови содержания РКФМ, являющихся важным критерием активации свертывающей системы крови. В клинических условиях аналогичные изменения наблюдаются в гиперкоагуляционной стадии синдрома ДВС. Таким образом, на начальных этапах моделирования ОС генерация АФК приводит к активации тромбоцитарного и плазменно-коагуляционного звеньев гемостаза.

В наших экспериментах через 60 минут после инициации ОС наблюдаются выраженные сдвиги большинства параметров в пробах 2-й группы в сравнении с контрольной группой (рис. 6).

Достоверно снижается число тромбоцитов и их агрегационная активность; удлиняются хронометрические показатели гемокоагуляционных тестов: время рекальцификации крови и АЧТВ; уменьшается протромбиновый индекс. Положительный этаноловый тест свидетельствует о накоплении в плазме РКФМ. Существенные изменения происходят и в противосвертывающей системе: снижается

уровень АТ-Ш и уменьшается ФАК. Параллельно выявлено достоверное возрастание содержания в белках плазмы карбонильных групп на 20%, снижение БН-групп на 25% и повышение уровня МДА на 30%.

Рис. 6. Параметры гемостаза через 60 минут после инициации ОС (* - р < 0,05 в сравнении с контрольными значениями)

Таким образом, под влиянием ОС происходят разнонаправленные изменения в системе гемостаза. С одной стороны, хронометрические тесты указывают на гипокоагуляционные сдвиги, а с другой стороны, положительный этаноловый тест, уменьшение уровня АТ-Ш и ФАК свидетельствуют о «тромбофилической» направленности выявленных изменений.

Анализируя динамику показателей гемостаза в модельных системах, можно сделать вывод, что изменения гемостаза под влиянием ОС в условиях основного заболевания способствуют прогрессированию внутрисосудистого свертывания крови у больных в КС. ОС в первой стадии синдрома ДВС у больных в КС приводит к активации тромбоцитов и образованию тромбоцитарных агрегатов и тромбов, а также генерации тромбина, что способствует прогрессированию синдрома и неизбежно вызывает нарушение

микроциркуляции и доставки кислорода к тканям. Во второй стадии синдрома ДВС окислительное повреждение ключевых белков системы гемостаза способствует прогрессированию феномена «потребления» и дефициту основных факторов системы гемостаза. Снижение уровня АТ-III вызывает уменьшение противосвертывающей активности крови. Депрессия фибринолитической системы не позволяет достаточно эффективно лизировать образующиеся тромбы, что препятствует восстановлению нормальной микроциркуляции.

Подтверждением роли ОС в нарушениях гемостаза являются данные, полученные при исследовании AT-III у 25 больных в КС с синдромом ДВС. Больные ретроспективно были разделены на две группы: с нормальным и низким содержанием AT-III в плазме. У больных 1-й группы (п=16) уровень AT-III составил 90,5±7,8%, у больных 2-й группы (п=9) - 71,8±8,8% (р<0,05 в сравнении с 1-й группой). Интересно, что у пациентов 2-й группы содержание карбонилов в белках достоверно выше, а SH-групп в белках - ниже, чем у больных с нормальным уровнем AT-III. Кроме того, выявлена обратная корреляционная зависимость между содержанием карбонилов в белках и уровнем AT-III (г=-0,65).

Таким образом, ОС вносит существенный вклад в нарушения гемостатического потенциала у больных в КС. Эти результаты, а также данные о роли ОС в патогенезе ПОН, ОРДС и возникновении ЭИ свидетельствуют о целесообразности использования АО в клинической практике.

Уменьшение повреждающего действия ОС на биоструктуры может быть достигнуто за счет использования АО. Важность проблемы антиоксидантной терапии доказана большим числом публикаций, посвященных этой теме (Maxwell S.R., 1995; Aruoma O.I., 1996; Gut-teridge J.M., Halliwell В., 2000; Cuzzocrea S et al., 2001; Young I.S., Woodside J.V., 2001 ; Kagan V.E. et al., 2002; Penckofer S. et al., 2002). В работах подробно рассматривается повреждающее действие ОС при различных заболеваниях, однако отмечается отсутствие достаточно эффективных препаратов, способных контролировать окислительный потенциал организма в условиях

болезни. Большинство препаратов для достижения антиоксидантного эффекта назначаются перорально. Лекарства, разрешенные для введения в вену, представлены единичными экземплярами. Есть ряд препаратов, например а-токоферол, которые предназначены для внутримышечного введения. Быстрое достижение антиоксидантного эффекта при этом невозможно. В литературе предлагается много схем коррекции нарушений окислительного потенциала у больных в КС на основе природных АО, которые включают: а-токоферол, (^-каротин, аскорбиновую кислоту и др. Учитывая тяжесть состояния таких больных и глубокие метаболические нарушения целесообразно, по-видимому, применять более активные АО (Эделева Н.В. с соавт., 1997). В условиях дефицита лекарств с антиоксидантным действием уменьшение последствий ОС у больных в КС представляет собой трудноразрешимую задачу.

Наибольшая антиоксидантная эффективность достигается при максимально раннем начале терапии. Использование АО на поздних стадиях заболевания, как правило, не дает ошугамого результата. Наиболее оправдано введение не одного препарата, а комплекса лекарственных средств, что объясняется сложностью и многофазносгью процессов, наблюдаемых при ОС у больных в КС. Уменьшение выраженности ОС можно достигнуть либо за счет уменьшения продукции (что более перспективно), либо за счет повышенной нейтрализации образующихся АФК. Ряд препаратов, широко использующихся за рубежом (ацетилцистеин, препараты селена), в России не зарегистрированы и не разрешены для применения. Мы в процессе работы использовали отечественные АО: мексидол и церулоллазмин.

Мексидол (2-этил-6-метил-3-оксипиридина сукцинат) по химической структуре является соответствующей эмоксипину солью янтарной кислоты и относится к группе синтетических АО. Он способен ингибировать свободнорадикальные процессы и активировать СОД. Важным преимуществом является возможность внутривенного введения препарата. Антиоксидантные свойства мексидол проявляет двояко- с одной стороны, он нейтрализует уже образовавшиеся АФК, с другой стороны - способен активировать СОД. которая дисмутирует Ог

Другим отечественным препаратом, способным влиять на окислительный потенциал организма, является церулоплазмин.

Известно, что церулоплазмн н - медьсодержащий белок, продуцируемый печенью. Он является одним из основных компонентов антиоксидантной ферментной защиты организма. Комбинированное использование мексидола и церулоплазмина позволяет, с одной стороны, снизить продукцию АФК, а с другой - повысить нейтрализацию АФК, что приводит к усилению антиоксидантного эффекта. Больным 3-й группы дополнительно назначали терапию АО, результаты представлены в табл. 4.

Таблица 4

Динамика показателей ОС и АОС у больных 3-й группы

Показатель Норма 1-е сутки 3-й сутки 7-е сутки

Уровень МДА в плазме, мкМ/л 1,7±0,3 1,9±0,6 * ** 2,6±0,8 ' * *+ 2,3±0,7 '

Содержание карбонилов в белках, нмоль/мг 0,72±0,16 1,0810,25*'" 1,25±0,27*'** 1,19±0,30*'**

Содержание ЭН-групп в белках, мМоль 0,421±0,064 0,303±0,065*'** 0,32210,063*'** 0,378±0,066*'**

КТ, ед/г Не 155,7±11,9 150,8±12,6 135,4±13,8* 153,6±12,9**

СОД, ед/мг Нв 5,8±0,8 4,5±1,0* 4,7±0,9* 5,6±0,9**

ПР, ед/г Нв 15,7±2,9 15,6±3,1 12,9±3,9* 15,3±3,4**

ГП, ед/г Нв 14,1±2,2 12,6±2,5* 12,9±2,7* 14,0±2,3**

* - р<0,05 в сравнении с нормальными значениями; ** - р<0,05 в сравнении с 1-й группой (см. табл. 1).

До операции различий по изучаемым показателям между группами не было. В 1-е сутки после операции выявлено достоверное снижение уровня БН-групп и увеличение содержания карбонилов. Однако концентрация карбонилов в белках у больных, получавших АО, оказалась ниже, а содержание БН-групп - выше (р<0,05). Уровень МДА между группами не различался и сохранялся в пределах нормальных значений. На 3-й сутки после операции уровень МДА и карбонилов в белках повышен, а количество БН-групп в белках снижено в обеих группах.

Однако у больных, получавших АО, уровень ОМБ и ПОЛ ниже в сравнении с контрольной группой. На 7-е сутки выявленная тенденция сохраняется. У больных 3-й группы уровень МДА и карбонилов в белках ниже, а содержание 5Н-групп в белках выше, чем у пациентов, не получавших специфического лечения. Кроме того, при использовании мексидола и церулоплазмина регистрируется менее выраженная депрессия фермент ов АОС. К 7-му дню наблюдается нор мализация этих показателей.

Таким образом, представленные результаты свидетельствуют о снижении выраженности ОС у больных, получавших АО. Это доказано уменьшением окислительных повреждений белков и интенсивности ПОЛ.

Дополнительно у больных, получавших терапию АО, наблюдается более быстрая регрессия ПОН. АО способствуют разрешению почечной и печеночной недостаточности, что проявляется снижением трансаминаз, креатинина, мочевины.

Кроме показателей ОС, значительные изменения регистрируются и по другим изучаемым параметрам. В группе больных, получавших мексидол и церулоплазмин, отмечено более быстрое уменьшение интоксикации, оцениваемое по уровню СМ (табл. 5).

Таблица 5

Динамика показателей ЭИ у больных в КС, получавших АО

Показатель Норма 1-е сутки 3-й сутки 7-е сутки

СМ-Дгео, опт ед. 0,362±0,039 0,452±0,039* 0,472±0,062* "** 0,388±0,043**

СМ-Ф1 опт. ед. 0,106±0,023 0,316±0,028* 0,336±0,052*'" | 0,198±0,025*'**

СМ-Ф2 опт. ед. 0,860±0,096 1,430±0,123* ' 1,256±0,134* " 1,123±0,136*'**

* - р<0,05 в сравнении с нормой;

** - р<0,05 в сравнении с больными, не получавшими АО (табл 3 )

Достоверные различия регистрируются уже начиная с 3-х суток, когда отмечено снижение показателей ЭИ, которое сохраняется до 7-х суток послеоперационного периода.

Уменьшение ЭИ при проведении антиоксидантной терапии можно объяснить, учитывая наши экспериментальные данные. Действительно, под влиянием проводимой терапии снижается продукция АФК и усиливается их нейтрализация, что в конечном итоге приводит к уменьшению окислительного повреждения белков. Это, в свою очередь, уменьшает количество субстрата (окисленных белков), необходимого для формирования пула СМ и ЭИ.

При обследовании показателей гемостаза у больных, получавших АО, регистрируется достоверно более высокий уровень АТ-1ТТ, что также является следствием уменьшения вырг женности ОС. На наш взгляд, это связано как с уменьшением окислительного повреждения молекул АТ-Ш, так и со снижением активации свертывающей системы крови в условиях уменьшения продукции АФК.

Результаты терапии АО свидетельствуют о ее положительном влиянии на метаболизм хирургических боль ных в КС. Уменьшается образование и повышается нейтрализация АФК, а также снижается окислительное повреждение белков и липидов. Это, в свою очередь, способствует снижению ЭИ, общему улучшению состояния больных и уменьшени ю продолжительности г гребывания болы шх в ОТТГ.

В заключение необходимо отметить, что ОС является важным компонентом развития КС у больных разлитым гнойным перитонитом и деструктивным панкреатитом. Патогенез формирования ПОН у хирургических больных в КС включает активацию свобода орадикальных процессов, сопровождающихся окислительным повреждением белков и липидов на фоне депреосии АОС. Доказано участие ОС в формировании ЭИ и нарушений гемостаза. Включение в общую схему лечения хирургических больных в КС ангиоксвдантов, безусловно оправдано и позволяет оптимизировать результаты лечения этой крайне тяжелой категории больных.

ВЫВОДЫ

Формирование критических состояний у хирургических больных сопровождается развитием окислительного стресса, приводящего к окислительной модификации липидов и белков. Окислительный стресс вносит существенный вклад в нарушение метаболизма у хирургических больных.

Окислительный стресс является важным фактором патогенеза и течения полиорганной недостаточности у хирургических больных в критических состояниях.

При формировании критических состояний в первую очередь регистрируется окислительная модификация белков, а потом уже липидов. Мониторинг выраженности окислительного стресса целесообразно вести на основании содержания БН-групп и карбонилов в белках.

Выраженное снижение содержания 8Н-групп в белках плазмы в первые сутки развития критических состояний является неблагоприятным прогностическим фактором исхода заболевания.

Развитие острого респираторного дистресс-синдрома происходит на фоне окислительного стресса. Окислительное повреждение белков является специфическим фактором возникновения острого респираторного дистресс-синдрома, приводящим к накоплению модифицированных белков в тканях легких.

У больных разлитым гнойным перитонитом и деструктивным панкреатитом модифицированные белки являются важным компонентом формирования эндогенной интоксикации. Окислительный стресс приводит к нарушениям тромбоцитарного и коагуляционного звеньев гемостаза. Эти изменения сочетаются с угнетением противосвертывающей системы крови. У больных в критических состояниях эндогенная антиоксидаитная система не в состоянии предотвратить повреждающее действие окислительного стресса, в связи с этим показано максимально раннее начало антиоксидантной терапии.

10. Введение антиоксицантов (мексидола и церулоплазмина) позволяет оптимизировать последствия воздействия окислительного стресса на биоструктуры и снизить уровень эндогенной интоксикации.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. У больных разлитым гнойным перитонитом и деструктивным панкреатитом окислительный стресс является важным фактором нарушений метаболизма. Это необходимо учитывать при лечении хирургических больных в критических состояниях.

2. Окислительное повреждение белков и липидов патогенетически значимо для развития полиорганной недостаточности, нарушений в системе гемостаза и возникновения эндогенной интоксикации.

3. Мониторинг выраженности окислительного стресса -необходимый компонент лабораторного контроля за состоянием хирургических больных в критических состояниях. Наиболее информативной является оценка содержания БН-групп и уровня карбонилов в белках.

4. Для уменьшения выраженности окислительного стресса и снижения эндогенной интоксикации у хирургических больных в критических состояниях необходимо назначать внутривенно мексидол в комбинации с церулоплазмином. Терапию антиоксидантами целесообразно начинать до операции и продолжать в послеоперационном периоде в течение 7-10 дней.

СПИСОК ОСНОВНЫХ НАУЧНЫХ РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Пасечник И.Н. Механизмы повреждающего действия активированных форм кислорода на биологические структуры у больных в критических состояниях. // Вестник интенсивной терапии. - 2001,- № 4. - С. 3-9.

2. Пасечник И.Н. Окислительный стресс и критические состояния у хирургических больных. // Вестник интенсивной терапии. - 2004. - № 3. - С. 27-30.

3. Рябов Г.А., Пасечник И.Н., Азизов Ю.М. Активированные формы 02 и их роль при некоторых патологических состояниях. // Анестезиология и реаниматология. - 1991. - № 1. - С. 63-69.

4. Рябов Г.А.. Ладыгин С.С., Азизов Ю.М., Пасечник И.Н., Дорохов С.И., Скрипкин Ю.В. Коррекция нарушений тканевой перфузии у хирургических больных в критических состояниях и их оценка по динамике показателей кислоторастворкмых фракций плазмы крови. // Анестезиология и реаниматология. - 1991.- № 6. - С. 11-14.

5. Рябов Г.А., Пасечник И.Н. Критические состояния: синдром диссеминированного внутрисосудистого свертывания крови. // Клинический вестник. - 1996,- № 2. - С. 32-34.

6. Рябов Г.А., Дорохов С.И., Пасечник И.Н., Азизов Ю.М., Кулабухов В.В. Современные проблемы интенсивной терапии критических состояний. // Кремлевская медицина. Клинический вестник. - 1998,- № 4,- С.50-52.

7. Рябов Г.А., Дорохов С.И., Пасечник И.Н. Роль и место лекарств в лечении критических состояний. Материалы научно практической конференции, посвященной 30-летию Учебно-научною центра Медицинского центра Управления делами Президента РФ. М., 1998. - С. 154-155.

8. Рябов Г.А., Азизов Ю.М., Дорохов С.И., Кулабухов В.В., Титова И.А., Пасечник И.Н., Бражник Т.Б., Рыбинцев В.Ю. Окислительная модификация белков плазмы крови у больных в критических состояниях. // Анестезиология и реаниматология. - 2000,- № 2. - С. 72-75.

9. Рябов Г.А., Пасечник И.Н., Азизов Ю.М., Ларионов A.C. Роль окислительного стресса в генезе нарушений гемостаза у больных в критических состояниях. Тезисы докладов Седьмого Всероссийского съезда анестезиологов и реаниматологов, Санкт-Петербург, 2000.-С. 238.

10. Чилина Т.Ю., Пасечник И.Н., Кулабухов В.В., Рыбинцев В.Ю. Роль бронхоальвеолярного лаважа в диагностике и лечении СДРВ у больных в критических состояниях. Сборник научных трудов «Современные аспекты теоретической и клинической медицины: проблемы диагностики, лечения и реабилитации» Саранск: СВМО, 2000. - С. 37-45.

11. Пасечник И.Н., Азизов Ю.М., Ларионов A.C., Рыбинцев В.Ю., ЧилинаТ.Ю. Синдром диссеминированного внутрисосудистого свертывания крови. Сборник научных трудов «Современные аспекты теоретической и клинической медицины: проблемы диагностики, лечения и реабилитации» Саранск: СВМО, 2000. -С. 50-56.

12. Рябов Г.А., Пасечник И.Н., Кулабухов В.В., Дорохов С.И. Роль и место лекарств и замет ающих сред в лечении критических состояний. // Кремлевская медицина. Клинический вестник. - 2001. № 1С.62-64.

13. Пасечник И.Н., Азизов Ю.М., Кулабухов В.В. Влияние окислительного стресса на белки плазмы крови у больных в критических состояниях. Материалы национальной научно-практической конференции с международным участием. «Свободные радикалы, антиоксиданты и болезни человека». -Смоленск, 2001. - С. 218-219.

14. Пасечник И.Н., Азизов Ю.М., Баринов В.Г., Ларионов A.C., Крылов В.В. Значение окислительной модификации белков плазмы крови в генезе нарушений системы гемостаза. Межвузовский сборник научных трудов «Современные методы диагностики и лечения в медицине: проблемы и перспективы». -Саранск: СВМО, 2001. - С. 142-146.

15. Пасечник И.Н., Азизов Ю.М., Никушкин Е.В., Баринов В.Г., Ларионов A.C. Роль окислительного стресса как компонента

критических состояний в генезе нарушений гемостаза. // Анестезиология и реаниматология. - 2001. - № 3. - С. 41. - 43.

16. Пасечник И.Н., Азизов Ю.М., Ларионов A.C., Крылов В.В. Влияние окислительного стресса на систему гемостаза. Альманах анестезиологии и реаниматологии № 2. Материалы 3-й сессии МНОАР, Москва, 2002. - С. 36.

17. Рябов Г.А., Пасечник И.Н., Жучков И.В., Крылов В.В., Бугровская О.И. Окислительный стресс и эндогенная интоксикация в патогенезе критических состояний. Альманах анестезиологии и реаниматологии № 2. Материалы 3-й сессии МНОАР, Москва, 2002. - С. 38-39.

18. Пасечник И.Н., Азизов Ю.М., Крылов В.В., Бугровская О.И., Анищук Э.Б. Роль окислительного стресса в формировании синдрома системной воспалительной реакции. // Цитокины и воспаление. - 2002. - № 2. - С. 12-13. Материалы международной научно-практической школы-конференции «Цитокины, воспаление, иммунитет». Санкт-Петербург, 23-26 июня 2002.

19. Пасечник И.Н., Азизов Ю.М., Крылов В.В., Бугровская О.И., Анищук Э.Б. Роль окислительной модификации белков в диагностике окислительного сгресса. // Клиническая лабораторная диагностика. - 2002. - № 9. - С. 13-14, Материалы научно-практического симпозиума «Рациональное применение лабораторных тестов в диагностике и мониторинге наиболее распространенных форм патологии».

20. Рябов Г.А., Азизов Ю.М., Пасечник И.Н., Крылов В.В., Цветков Д.С. Окислительный стресс и эндогенная интоксикация у больных в критических состояниях. // Вестник интенсивной терапии. - 2002. - № 4. - С. 4-7.

21. Пасечник И.Н. Нарушения гемостаза у хирургических больных в критических состояния? (патогенез, диагностика, лечение) (учебно-методические рекомендации для врачей). М., 2003, 23 с.

22. Пасечник И.Н., Тарасова А.Ю., Крылов В.В., Бугровская О.И., Анищук Э.Б. Показатели окислительной модификации белков у больных с синдромом дыхательных расстройств взрослых. Альманах анестезиологии и реаниматологии № 3. Материалы

4-й сессии МНОАР, Москва, 2003. - С.40.

23. Рябов Г.А., Пасечник И.Н., Азизов Ю.М. Гемостаз и критические состояния у больных хирургического профиля. // Кремлевская медицина. Клинический вестник. - 2003. - № 1. - С. 67-70.

24. Passetchnik I. The significance of oxidative stress in the pathogenesis of multipe organ failure formation in surgery patients in critical states. In.: Work collection inlernation conference "Reactive oxygen and nitrogen species, antioxidants and human health" Smolensk, Russia 22-25 September 2003, p. 112.

25. Пасечник И.Н. Роль окислительного стресса в патогенезе критических состояний у хирургических больных. Материалы научно-практической конференции, посвященной 35-летию УНЦ МЦ УД Президента РФ, М., 2003, С. 244-246.

26. Семенов В.Н., Пасечяик И.Н. Апоптоз и его роль в патогенезе критических состояний. // Вестник интенсивной терапии -2004. - № 1. - С. 3-7.

27. Пасечник И.Н., Бугровская О.И., Крылов В.В. Использование антиоксидантов у больных в критических состояниях. Альманах анестезиологии и реаниматологии № 4. Материалы

5-й сессии МНОАР, Москва, 2004, - С. 34-35.

28. Пасечник И.Н. Окислительный стресс как компонент формирования критических состояний. Тезисы докладов девятого съезда «Федерации анестезиологов и реаниматологов», Иркутск, 2004. С. 250-251.

29. Пасечник И.Н., Азизов Ю.М. Значение окислительного стресса в формировании критических состояний у хирургических больных. // Кремлевская медицина. Клинический вестник. -2004. - № 3. - С. 69-72.

Подписано в печать 07.09.2004. Формат 60x90 1/16. Бумага офсетная. Гарнитура Тайме. Печать трафаретная. Усл. печ. л. 1,75. Тираж 100 экз.

Отпечатано в типографии ЗАО «Группа МФЦ» 107023, Москва, ул Буженинова, д 30 963-41-46, 963-55-81

РЫБ Русский фонд

2006-4 19318

2 7 ОНТ "Cjí

Актуальность темы. Критические состояния (КС) у хирургических больных всегда сопровождаются развитием полиорганной недостаточности (ПОН), от успешного лечения которой зависит прогноз основного заболевания. Патогенез возникновения и течения ПОН крайне сложен и до конца не ясен. Общепризнанными этиологическими факторами полиорганной дисфункции являются: нарушения микроциркуляции, гипоксия, интоксикационные расстройства и иммунный конфликт. В последнее время появились работы, свидетельствующие о важной роли окислительного стресса (ОС) в генезе возникновения целого ряда синдромов и заболеваний (Саприн А.Н., Калинина Е.В., 1999; Knight J.A., 1998; McCord J.M., 2000; Droge W. 2002; Motoyama Т. et al., 2003). Для ОС характерна неконтролируемая генерация активированных форм кислорода (АФК), которые способны повреждать целостность клеточных структур (Betteridge D.J., 2000; Gutteridge J.M., Halliwell В., 2000; Roth Е. et al., 2004). При КС создаются предпосылки для возникновения ОС. В частности, происходит активация нейтрофильных лейкоцитов, макрофагов и других клеток, способных продуцировать АФК. Кроме того, важна постгипоксическая генерация АФК, возникающая при реперфузии ишемизированных тканей. АФК образуются и в нормальных условиях, они участвуют в различных физиологических процессах, например, в реакциях синтеза простагландинов и лейкотриенов, причем на это расходуется 1-2% от общего количества кислорода, потребляемого организмом. Однако в условиях ОС на образование АФК может расходоваться до 20-30% кислорода, поступающего в клетки, что само по себе усугубляет кислородное голодание тканей (Curnutte J.T. et al., 1974). Таким образом, ОС следует рассматривать как важный фактор развития ПОН.

Основу повреждающего действия АФК составляет их способность нарушать нормальное функционирование жизненно важных структур клетки.

Уровень такого воздействия и его функциональные последствия зависят от природы АФК и места приложения. Генерация АФК может происходить как внутри клетки, так и за ее пределами. В зависимости от места образования АФК повреждают внутриклеточные структуры (митохондрии, ДНК и т.д.) или мембраны клетки. При внутрисосудистом образовании АФК в первую очередь страдают все клетки крови, плазменные белки и эндотелий. Повреждение клеток из-за различной выраженности ОС может быть обратимым с нарушением функции клетки или необратимым, что ведет к гибели клетки. В зависимости от места расположения неполноценных клеток формируется тот или иной синдром КС: острый респираторный дистресс-синдром (ОРДС), синдромы нарушения транспорта кислорода, расстройства системы гемостаза, почечной недостаточности, печеночной недостаточности, что в конечном итоге и приводит к ПОН.

Традиционно считалось, что основной мишенью для АФК являются липиды клеток, точнее, входящие в состав липидов полиненасыщенные жирные кислоты. В последнее время появились работы, свидетельствующие о том, что окислительной модификации подвергаются не только липиды, но и белки (Zwart L.L. et al., 1999). Внимание к изучению взаимодействия АФК и белков вполне понятно, поскольку хорошо известна исключительная роль белков в организме человека. В связи с этим достаточно напомнить, что все ферменты, обеспечивающие бесконечное многообразие метаболических и регуляторных процессов, являются белками. Кроме того, белки входят в структуру клеточных мембран, в значительной степени определяя их целостность (Dean R.T. et al., 1997; Zwart L.L., 1999).

Модификация аминокислотных остатков приводит к последующим глубоким изменениям белковой структуры, что проявляется агрегацией и фрагментацией белков, подвергшихся действию АФК. Такие «неполноценные» белковые молекулы легче подвергаются протеолизу с образованием различных пептидов, что может быть одним из компонентов эндогенной интоксикации (ЭИ).

Оценить степень продукции АФК прямыми методами в клинических условиях весьма сложно. Это связано с малой продолжительностью жизни основных АФК в связи с их высокой реакционной способностью. Поэтому о выраженности ОС традиционно судят по результатам взаимодействия АФК и липидов - продуктам перекисного окисления липидов (ПОЛ). Однако ряд авторов указывают, что при развитии ОС в первую очередь повреждаются белки в результате модификации аминокислотных остатков (Dean R.T. et al., 1997; Jackson М. J., 1999).

Следует подчеркнуть, что оценить уровень окислительной модификации белков (ОМБ) достаточно трудно, учитывая ограниченность методической базы и сложную структуру белка. В клинических условиях определение ОМБ, как правило, осуществляется в плазме крови в силу ее большей доступности для анализа. Вероятно, при измерении уровня ОМБ в крови мы определяем суммарный пул, состоящий из модифицированных белков крови и ОМБ клеток, попавших в циркуляцию при поражении различных органов. Оценка ОМБ различных систем и тканей затруднена и представляет собой трудноразрешимую задачу.

Одним из методов изучения воздействия АФК на белки является моделирование ОС in vitro. Такой подход был использован ранее для изучения влияния ОС на ключевые ферменты (Janero D.R., Yarwood С., 1995; Sok D.E., 1999). Известно, что основные факторы свертывающей системы крови имеют белковую природу. Важно также заметить, что для образования и лизиса тромба все необходимые компоненты присутствуют в кровеносном русле. Поэтому на образцах крови, полученных от здоровых доноров, возможно изучение влияния ОС на систему гемостаза в модельных системах in vitro. Кроме того, в экспериментальных системах на белках плазмы крови возможно изучение роли ОС в генезе формирования ЭИ.

Фармакологическая профилактика и коррекция ОС у больных в КС в полной мере не разработаны. Это в известной степени связано с крайне ограниченным набором препаратов с антиоксидантным действием. Принципы лечения не всегда обоснованы. В рекомендациях по фармакотерапии зачастую игнорируется прооксидантное действие препаратов и особенности их химического взаимодействия между собой (Halliwell В., 1996; McCall M.R., Frei В., 1999). Серьезных систематических исследований в этой области не проводилось.

Эти обстоятельства послужили основанием для проведения настоящей работы.

Цель нашей работы: комплексное изучение параметров окислительного стресса у больных в критических состояниях параллельно с показателями, характеризующими функциональное состояние жизненно важных органов и систем, выяснение роли окислительного стресса в генезе формирования полиорганной недостаточности, эндогенной интоксикации и нарушений гемостаза, разработка методов оценки окислительного стресса, его профилактики и лечения.

Задачи исследования:

1. Оценить показатели ОС у больных в КС параллельно с параметрами, характеризующими функциональное состояние жизненно важных органов и систем.

2. Разработать оптимальные тесты для характеристики степени выраженности ОС.

3. Выяснить роль ОС в генезе возникновения ПОН.

4. Изучить значение окислительной модификации белков в развитии ЭИ у хирургических больных в КС.

5. Исследовать роль ОС в повреждении белков, участвующих в гемостатическом процессе.

6. Изучить возможности профилактики и лечения нарушений, вызванных ОС.

Научная новизна. В представленной работе впервые в клинических условиях у хирургических больных в КС исследованы показатели ОС параллельно с параметрами, характеризующими функциональное состояние жизненно важных органов и систем. Установлено, что формирование КС происходит на фоне развития ОС. У хирургических больных в КС окислительная модификация белков и ПОЛ - неотъемлемые компоненты нарушений метаболизма. Окислительные повреждения белков и липидов являются важными факторами патогенеза ПОН у больных в КС. Выявлено, что в первую очередь регистрируется окислительное повреждение белков, а затем интенсифицируются процессы ПОЛ. Выраженное снижение содержания сульфгидрильных групп (SH-групп) в белках в 1-е сутки заболевания является неблагоприятным фактором в отношении прогноза основного заболевания. Тяжесть протекания ПОН коррелирует со степенью окислительного повреждения белковых структур организма больного.

Формирование ОРДС у больных с разлитым гнойным перитонитом и деструктивным панкреатитом происходит в условиях ОС. Окислительное повреждение белков является специфическим фактором возникновения ОРДС. Избыточная генерация АФК при КС приводит к накоплению модифицированных белков в тканях легких.

ОС приводит к окислительному повреждению белков организма больного. Модифицированные белки в условиях повышенной протеолитической активности, присущей КС, являются важным источником компонентов, входящих в состав средних молекул (СМ), и одним из субстратов формирования ЭИ у больных разлитым гнойным перитонитом и деструктивным панкреатитом.

ОС существенно влияет на формирование нарушений системы гемостаза у больных в КС. В модельных исследованиях, подтвержденных клиническими данными, установлено, что под воздействием АФК происходит повреждение тромбоцитарного звена гемостаза. Кроме того, под влиянием ОС происходят разнонаправленные изменения в системе гемостаза. С одной стороны, выявлены гипокоагуляционные изменения и нарушение формирования фибринового тромба, с другой стороны - угнетение противосвертывающих механизмов гемостаза.

У хирургических больных в КС эндогенная антиоксидантная система (АОС) организма не в состоянии предотвратить повреждающее действие ОС на биоструктуры. Назначение антиоксидантов (АО) (мексидол в комбинации с церулоплазмином) приводит к уменьшению выраженности ОС, улучшению общего состояния больных и снижению ЭИ.

Практическая значимость работы. Установлено, что ОС является неотъемлемым фактором развития ПОН у хирургических больных в КС. В связи с этим необходимо мониторирование показателей ОС в процессе лечения данной категории больных. Разработаны и предложены наиболее оптимальные тесты для контроля за выраженностью ОС. Определение ОМБ позволяет на ранних стадиях заболевания диагностировать окислительное повреждение биоструктур. Измерения содержания в белках SH-групп и карбонилов являются наиболее доступными и приемлемыми методами оценки ОМБ.

Установлено, что у больных ОРДС в тканях легких и образцах бронхоальвеолярных смывов (БАС) происходит накопление окисленных белков. Содержание модифицированных белков в образцах БАС превышает таковое в плазме. Повышение концентрации карбонилов в белках в образцах БАС является важным показателем развития ОРДС у больных в КС.

Увеличение Fi02 до 40% у больных ОРДС является фактором риска токсического действия кислорода на белковые структуры.

При развитии ОС происходят нарушения в системе гемостаза и прогрессировать внутрисосудистого свертывания крови, требующие коррекции.

Введение мексидола и церулоплазмина позволяет оптимизировать повреждение биоструктур, вызванное ОС.

Внедрение результатов работы. Результаты настоящего исследования внедрены в повседневную практику кафедры анестезиологии и реаниматологии ФГУ УНЦ МЦ УД Президента РФ, а также отделения анестезиологии и реаниматологии клинической больницы № 51 г. Москвы. Материалы диссертации используются при чтении лекций по проблемам критических состояний слушателям курсов усовершенствования врачей МЦ УД Президента РФ и для проведения занятий с ординаторами и аспирантами кафедры анестезиологии и реаниматологии ФГУ УНЦ МЦ УД Президента РФ. Основные положения, выносимые на защиту: а) формирование КС у хирургических больных происходит в условиях ОС; б) ОС является неотъемлемым компонентом формирования ПОН у больных в КС; в) модифицированные белки служат важным источником ЭИ у больных разлитым гнойным перитонитом и деструктивным панкреатитом; г) нарушения в системе гемостаза связаны с окислительным повреждением компонентов свертывающей и противосвертывающей систем организма больного; д) больные в КС хирургического профиля нуждаются в максимально ранних сроках начала антиоксидантной терапии.

выводы

1. Формирование критических состояний у хирургических больных сопровождается развитием окислительного стресса, приводящего к окислительной модификации липидов и белков.

2. Окислительный стресс вносит существенный вклад в нарушение метаболизма у хирургических больных.

3. Окислительный стресс является важным фактором патогенеза и течения полиорганной недостаточности у хирургических больных в критических состояниях.

4. При формировании критических состояний в первую очередь регистрируется окислительная модификация белков, а потом уже липидов. Мониторинг выраженности окислительного стресса целесообразно вести на основании содержания SH-групп и карбонилов в белках.

5. Выраженное снижение содержания SH-групп в белках плазмы на первые сутки развития критических состояний является неблагоприятным прогностическим фактором исхода заболевания.

6. Развитие острого респираторного дистресс-синдрома происходит на фоне окислительного стресса. Окислительное повреждение белков является специфическим фактором возникновения острого респираторного дистресс-синдрома, приводящим к накоплению модифицированных белков в тканях легких.

7. У больных разлитым перитонитом и деструктивным панкреатитом модифицированные белки являются важным компонентом формирования эндогенной интоксикации.

8. Окислительный стресс приводит к нарушениям тромбоцитарного и коагуляционного звеньев гемостаза. Эти изменения сочетаются с угнетением противосвертывающей системы крови.

9. У больных в критических состояниях эндогенная антиоксидантная система не в состоянии предотвратить повреждающее действие окислительного стресса, в связи с этим показано максимально раннее начало антиоксидантной терапии.

10. Введение антиоксидантов (мексидола и церулоплазмина) позволяет оптимизировать последствия воздействия окислительного стресса на биоструктуры и снизить уровень эндогенной интоксикации.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. У больных разлитым гнойным перитонитом и деструктивным панкреатитом окислительный стресс является важным фактором нарушений метаболизма. Это необходимо учитывать при лечении хирургических больных в критических состояниях.

2. Окислительное повреждение белков и липидов патогенетичиски значимо для развития полиорганной недостаточности, нарушений в системе гемостаза и возникновения эндогенной интоксикации.

3. Мониторинг выраженности окислительного стресса - необходимый компонент лабораторного контроля за состоянием хирургических больных в КС. Наиболее информативной является оценка содержания SH-групп и уровня карбонилов в белках.

4. Для уменьшения выраженности окислительного стресса и снижения эндогенной интоксикации у хирургических больных в критических состояниях необходимо внутривенно назначать мексидол в комбинации с церулоплазмином. Терапию антиоксидантами целесообразно начинать до операции и продолжать в послеоперационном периоде в течение 7-10 дней.