Автореферат и диссертация по медицине (14.00.16) на тему:Особенности иммуновоспалительного ответа при синдроме длительного сдавления

МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ НОВОСИБИРСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ МЕДИЦИНСКАЯ АКАДЕМИЯ

На правах рукописи

ТАРАСОВ ЕВГЕНИЙ ВАЛЕРЬЕВИЧ

ОСОБЕННОСТИ ИММУНОВОСПАЛИТЕЛЬНОГО ОТВЕТА ПРИ СИНДРОМЕ ДЛИТЕЛЬНОГО СДАВЛЕНИЯ

(экспериментальное исследование)

14.00.16 -патологическая физиология

АВТОРЕФЕРАТ диссертация на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Новосибирск - 2005

Работа выполнена в Новосибирской государственной медицинской академии МЗРФ.

Научные руководители: доктор медицинских наук,

профессор Антонов Александр Рудольфович

кандидат медицинских наук Самсонова Елена Николаевна

Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук, профессор

доктор медицинских наук, профессор

Сафронов Игорь Дмитриевич Поляков Лев Михайлович

Ведущая организация:

НИИ клинической и экспериментальной лимфологии СО РАМН, г. Новосибирск

Защита состоится «_»_2005 года в_часов на заседании

диссертационного совета Д 208. 062. 02 при Новосибирской государственной медицинской академии МЗ РФ по адресу: 630091, г. Новосибирск, Красный проспект, 52, телефон 22-32-04.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Новосибирской государственной медицинской академии МЗ РФ.

Автореферат разослан «_»_2005 года.

Ученый секретарь

диссертационного совета

доктор медицинских наук, профессор

Зубахин А.А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. Особенностью травматизма последнего десятилетия XX и начала XXI столетия является увеличение количества тяжелых травм и изменение их структуры - рост удельного веса множественных и сочетанных политравм. (Гуревич К.Я. и соавт., 1989; Мусселиус С.Г. и соавт., 1995; Erek E. et al., 2002; Sever M.S., Erek E., Vanholder R. et al., 2004). По данным различных авторов, среди политравмы синдром длительного сдавления (СДС) встречается в 15-20% случаев (Нечаев ЭЛ., Савицкий Г.Г., 1992; Лебедева Р.Н. и соавт., 1995; Demirkiran О., Dikmen Y., Utku Т., Urkmez S., 2003). Так, среди жертв землетрясения в Армении, Турции и Японии синдром длительного сдавления (СДС) зарегистрирован в 23,9-85% (Ивашкин В.Т. и соавт., 1990; Шиманко И.И., 1990; Лебедева Р.Н. и соавт., 1995; Donmez О. et al., 2001; Kazancioglu R. et al., 2001; Yurugen В et al., 2001; Matsuoka T. et al., 2002; Haci-bekiroglu M., Baici H., Kasim A., 2003).

СДС представляет собой тяжелую своеобразную травму, которая обусловлена длительной компрессией мягких тканей, отличается сложностью патогенеза, трудностью лечения и высокой летальностью. (Нечаев Э.А., Савицкий ГГ., 1992; Ефремов А.В., 1992; Карпов А.В., 1995; Ефремов А.В. и соавт., 2001; Oden М., 1991; Tankersley Z.J., Mendicino R.W., Catanzariti A.R., Grossman J.P., 2004).

Патофизиологический подход к проблеме травматической болезни в целом, СДС в частности, позволил сформулировать концепцию полиорганной или полисистемной недостаточности. Это неспецифические нарушения жизненно важных органов и систем, происходящие после тяжелых травм и имеющие определенную клиническую манифестацию (Гуманенко Е.К., 1995; Зильбер А.П., 1995; Касаткин В.Н. и соавт., 1995; Michaelson М., 1992; Zager RA, 1996; Johnson D., Mayers I., 2001; Sauret J.M. et al., 2002). Однако уровень патологических изменений при СДС у разных больных будет различным, и это зависит от многих причин: реактивности и резистентности организма, состояния иммунного статуса и т.д. (Зимина Л.Н. и соавт., 1995; Бородин Ю.И. и соавт., 1997; Раре Н.-С. et al., 1993; Hayrapetyan H.L., Khachatryan H.F., 2000; Baer W. et al., 2001).

Несмотря на стремительное развитие медицины критических состояний (КС), механизмы развития полиорганных нарушений остаются недостаточно изученными (Зильбер А.П., 1995; Царенко СВ., Болякина Г.К., 2003; Johnson

D., Mayers I., 2002). Уточнение этих механизмов возможно с позиции синдрома системного воспалительного ответа (ССВО). Это патолошческое' состояние, обусловленное одной из форм хирургической инфекции или альтерацией тканей неинфекционной природы (травмой, панкреатитом, ожогом, ишемией или аутоиммунным повреждением тканей и др.) (Marshall J.S, 2000; Toft P., Ande-sen S.K., Tonnesen E.K., 2003).

Важно отметить, что роль фагоцитирующих клеток - нейтрофильных гранулоцитов, моноцитов, резидентных макрофагов печени, легких, селезенки и других органов, в развитии и поддержании ССВО при травматическом повреждении исследованы недостаточно (Шляпников С.А., 1994; Harkin D.W., Barros D"sa A.A., McCallion К. et al., 2001; Zahorec R., 2001). Кроме того, остаются не ясными и другие вопросы. Какова степень и последовательность активации системы комплемента? Какая роль белков острой фазы и естественных плазматических антиоксидантов, а также циркулирующих иммунных комплексов в развитии ССВО при экспериентальном синдроме длительного сдавления? (Киселева А.В., 1999; Stove S., Welte Т., Wagner O.F. et al., 1996; Gabay C, Kushner I., 1999; Kim P.K., Deutschman C.S., 2000). Все это и послужило основанием для формирования цели настоящего исследования.

Цель исследования: выявить особенности иммуновоспалительного ответа при экспериментальном синдроме длительного сдавления.

Задачи исследования:

1. Оценить динамику содержания СЗ, С4 компонентов комплемента, про-пердинового фактора В и в сыворотке крови в пбеткомпрес-сионном периоде синдрома длительного сдавления.

2. Изучить динамику содержания естественных плазменных антиокси-дантов (трансферрина и гаптоглобина) в сыворотке крови в посткомпрессионном периоде синдрома длительного сдавления.

3. Оценить состояние иммунного компонента воспаления (циркулирующие иммунные комплексы и соотношение низкомолекулярных иммунных комплексов к высокомолекулярным иммунным комплексам) в посткомпрессионном периоде синдрома длительного сдавления.

4. Оценить динамику функциональной активности (индекс стимуляции) и опсонической способности сыворотки крови (опсоническая активность, опсо-

нический коэффициент) в посткомпрессионном периоде синдрома длительного сдавленна.

Научная новизна

Впервые выявлено, что в отдаленный срок посткомпрессионного периода синдрома длительного сдавления отмечается активация системы комплемента, преимущественно по классическому пути. Это свидетельствует о развитии системного воспалительного ответа в восстановительном периоде травматического повреждения.

Показано, что динамика содержания а 1-антитрипсина в сыворотке крови имеет волнообразный характер со снижением на 1-е и 7-е сутки декомпрессии, что соотвествует динамике содержания СЗ и С4 компонентов комплемента и свидетельствует о снижении антиферментной активности при травматическом повреждении мягких тканей конечности в эти сроки.

Отмечается повышение содержания острофазового белка и естественного плазменного антиоксиданта гаптоглобина в сыворотке крови на начальном и промежуточном этапах посткомпрессионного периода синдрома длительного сдавления при относительной стабильности другого - трансферрина, что отражает остроту асептического воспалительного процесса в этот период декомпрессии, активацию антиоксидантной системы и стабилизациию гомеостаза железа.

Впервые показано, что соотношение уровня низкомолекулярных иммунных комплексов к содержанию высокомолекулярных в периферической крови было значительно выше в промежуточный и восстановительный период декомпрессии, что может быть одним из механизмов запуска системы комплемента по классическому пути.

Впервые выявлено, что снижается функциональная активность нейтро-филов (по индексу стимуляции) и опсоническая активность сыворотки крови на фоне повышения опсонического коэффициента в промежуточный и восстановительный периоды декомпрессии синдрома длительного сдавления. Это свидетельствует о снижении бактерицидности нейтрофилов и фагоцитарной способности гранулоцитов и моноцитов, что может расцениваться как один из факторов стимуляции системного воспалительного ответа и последующего развития синдрома полиорганной недостаточности.

Практическая значимость

Полученные результаты расширяют существующие представления о роли системного воспалительного ответа при синдроме длительного сдавления. Результаты исследования позволили выявить роль функционального состояния лейкоцитов в активации системы комплемента в фазу декомпрессии синдрома длительного сдавления, а также установить предсказательную значимость показателей активности иммуновоспалительного ответа при травматических повреждениях. Результаты исследования позволяют по-новому оценить временной порядок развития синдрома системного воспалительного ответа и, следовательно, полиорганной недостаточности, а неэффективность эндогенных антиферментных систем позволяет предложить включение в лечение синдрома длительного сдавления, на определенных периодах его развития, препаратов обладающих антипротеазной активностью. Полученные данные используются в учебном процессе на кафедре патофизиологии с курсом клинической патофизиологии Новосибирской государственной медицинской академии в разделах «Воспаление» и «Боль. Экстремальные состояния».

Положения, выносимые на защиту

1. Посткомпрессионый период экспериментального синдрома длительного сдавления сопровождается развитием системного воспалительного ответа.

2. Активация антиоксидантной системы в посткомпрессионном периоде экспериментального синдрома длительного сдавления сопряжена с депрессией эндогенной антиферментной системы.

3. Изменения бактерицидной и фагоцитарной способности нейтрофилов являются маркерами активности системного воспалительного ответа при экспериментальном синдроме длительного сдавления.

Внедрение результатов исследования в практику

Научные практические разработки, представленные в диссертации используются на кафедре патофизиологии с курсом клинической патофизиологии Новосибирской государственной медицинской академии в учебном процессе по теме «Воспаление» и «Боль. Экстремальные состояния».

Апробация результатов исследования

Основные положения диссертации доложены на Международной научно-практической конференции «Здоровье и образование в XXI веке» (Москва, 2003), II Междунар.науч.-практ.конф. «Новые медицинские технологии в охране

здоровья здоровых, в диагностике, лечении и реабилитации больных» (Пенза, 2004), итоговой научно-практической конференции студентов и молодых ученых «Авиценна - 2004» (Новосибирск, 2004) и совместном заседании кафедры патофизиологии, проблемной комиссии "Функциональные основы гомеостаза" НГМА и Новосибирского отделения Западно-Сибирского филиала Всероссийского общества по патофизиологии (Новосибирск, 2004).

Публикации

По теме диссертации опубликовано 4 научные работы.

Объем и структура диссертации

Диссертационная работа состоит из следующих разделов: введения, обзор литературы, материалы и методы исследования, результаты собственных исследований, обсуждение результатов, выводы, практические рекомендации и список литературы. Текст диссертации изложен на 114 страницах машинописного текста. Работа иллюстрирована 7 рисунками, 12 таблицами, список литературы включает 297 источников, из них 185 отечественных и 112 зарубежных авторов.

Весь материал, представленный в диссертации, получен, обработан, и проанализирован лично автором.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

В работе использовались самцы крыс линии Вистар. Животные содержались в стандартных условиях и диете вивария НГМА в осенне-зимний период. Опыты с животными проводились натощак в одно и то же время с 9 до 12 часов.

Схема эксперимента

Кол-во крыс Время после декомпрессии

(сутки)

Контроль 1-е 3-й 7-е 14-е 21-е

Вистар 25 20 20 15 15 15

Всего было использовано 110 животных.

Патогенез травматического шока имеет определенные закономерности, позволяющие рассматривать его как типовой патологический процесс. Поэтому для изучения реакции организма на травму часто используют эксперименталь-

ную модель травматического шока, возникающего при сдавлении мягких тканей конечностей. Данная модель позволяет довольно точно дозировать интенсивность получаемой травмы (Кулагин В.К., 1956, 1961, 1965, 1978; Барышников Н.Т., 1970; Выренков Ю.Е. и соавт., 1976; Ефремов А.В., 1992).

В связи с этим моделью описываемых ниже исследований является синдром длительного сдавления, который вызывали у крыс наложением металлических тисков площадью сдавливающей поверхности 5 квадратных сантиметров. Тиски накладывались на 4 часа на левую тазовую конечность параллельно пупартовой связки. Закручивание тисков производилось до состояния невозможности дальнейшего сдавления мягких тканей с последующим подкручиванием в течение 1 часа через каждые 15-20 минут. При этом добивались отсутствия повреждения костных структур нижней конечности (Ефремов А.В., 1992).

Силу и время сдавления подобрали в эксперименте таким образом, что в результате возникала клиническая картина синдрома длительного сдавления средней степени тяжести. Это позволило стандартизировать условия проведения исследований и проследить как процессы повреждения, так и восстановления (Ефремов А.В., 1992).

Кровь у животных обеих групп забиралась на 1, 3, 7, 14 и 21-е сутки де-компрессионного периода.

Плазма крови. Кровь экспериментальных животных после мгновенной декапитации под нембуталовым наркозом забиралась в сухие центрифужные пробирки и немедленно центрифугировалась при 900 g в течение 10 минут. До момента определения плазма хранилась при -20° в морозильной камере.

Получение лейкоконцентрата. (Лабораторные.., 1987). Для получения лейкоконцентрата 5 мл свежей крови лабораторных животных и доноров стабилизировали гепарином в концентрации 5 ед/мл, после чего отстаивали в течение 40 мин при комнатной температуре. Затем слой плазмы с лейкоцитами осторожно собирали, центрифугировали при 1000 об/мин в течение 10 мин, на-досадочную жидкость осторожно удаляли, осадок ресуспендировали в 2 мл раствора Хэнкса, еще раз осаждали и ресуспендировали в 0,5 мл р-ра Хэнкса. Полученные, отмытые лейкоконцентраты пулировали, подсчитывали клеточ-ность в камере Горяева и доводили раствором Хэнкса до концентрации 2 млн. клеток/мл. Отдельно из лейкоконцентратов готовили мазки, окрашивали по Ро-мановскому-Гимзе и подсчитывали процентное содержание нейтрофилов.

Определение опсонической активности и опсонического коэффициента сыворотки крови. Опсоническую активность сыворотки крови оценивали по времени достижения максимума хемилюминисцентгого (ХЛ) свечения (Ттах) при стимуляции клеток цельной крови зимозаном. Принцип оценки опсонической способности сыворотки крови основывается на положении: чем меньше время достижения пика ХЛ свечения, тем выше опсоническая активность сыворотки крови. Результат выражали в минутах. Для проведения анализа проводили расчет индекса опсонической активности в усл.ед. (Маянский А.Н. и соавт., 1986; Tono-oka Т. е.а., 1983).

Оценка реактивности нейтрофилов крови. Для оценки реактивности нейтрофилов в ХЛ исследовании в качестве стимулятора использовали корпускулярный дрожжевой полисахарид Zymosan A (Sigma, USA). Реактивность нейтрофилов крови оценивали по индексу стимуляции (ИС), который отражает соотношение спонтанного и индуцированного ХЛ ответа нейтрофилов крови. Единица измерения - усл.ед. Измерение проводили в дуплетах, и результат выражали как следующее соотношение: 1мт в отсутствие сыворотки / Isum при добавлении сыворотки и выражали в усл.ед.

Определение гаптоглабина в сыворотке крови. Принцип метода основан на способности гаптоглобина (ГП) комплексироваться с гемоглобином. При добавлении в пробу стандартного раствора гемоглобина образующийся комплекс «гаптоглобин-гемоглобин» осаждался риванолом и оставшийся избыток определялся фотометрически (Прохуровская ЗЯ. и др., 1972). Содержание ГП выражалось в г/л.

Определение трансферрина сыворотки крови. Метод определения трансферрина по конечной точке основан на реакции антиген-антитело. Происходит взаимодействие антител к трансферрину и трансферрина в пробе. Это приводит к помутнению раствора, интенсивность которого прямо пропорциональна концентрации трансферрина и измеряется фотометрически (Dati F., Schumann G., Thomas L. et al., 1996). Содержание ТФ выражалось в г/л.

Определение СЗ и С4 компонентов комплемента в сывортке крови. Для определения компонентов СЗ и С4 в сыворотке крови использовали имму-нотурбидиметрический метод. Результаты рассчитывались с использованием калибровочной кривой, построенной по разведениям калибратора.

Определение производилось с помощью коммерческих наборов фирмы «SPINREACT» Испания. Измерение проводили с помощью лабораторной системы MultiScan МС 340 (Финляндия). Содержание СЗ и С4 выражалось в г/л.

Определение dl -антитрипсина в сыворотке крови. Для определения al-антитрипсина в сыворотке крови использовали иммунотурбидиметрический метод. Расчет концентрации производился с помощью калибровочной кривой, построенной по разведениям калибратора. Определение производилось с помощью коммерческих наборов фирмы «SPINREACT» Испания. Измерение проводили с помощью лабораторной системы MultiScan MC 340 (Финляндия). Содержание al-AT выражалось в г/л.

Определение концентрации пропердина в сыворотке крови. Для определения пропердина в сыворотке крови использовали иммунотурбидиметриче-ский метод. Результаты рассчитывались с использованием калибровочной кривой, построенной по разведениям калибратора. Строится калибровочная кривая зависимости концентрации пропердина от абсорбции. Определение производилось с помощью коммерческих наборов фирмы «SPINREACT» Испания. Измерение проводили с помощью лабораторной системы MultiScan MC 403 (Финляндия). Содержание пропердина выражалось в г/л.

Определение уровня циркулирующих иммунных комплексов (ЦИК) в сыворотке крови и коэффициента ЦИК. Определение циркулирующих иммунных комплексов проводилось методом жидкостной преципитации 3% и 4% ПЭГ-6000. 0,01М боратный буфер рН 8.4 использовали для приготовления растворов полиэтиленгликоля (ПЭГ) 6000. Величину оптической плотности читали против контроля при длине волны 450 нм на вертикальном спектрофотометре Multiskan MCC 340. Количество циркулирующих иммунных комплексов выражали в условных единицах: величина оптической плотности * 1000 (усл. ед.). Коэффициент ЦИК рассчитывали путем деления значения, определенного при использовании 4% ПЭГ на значение, определенное при использовании 3% ПЭГ. Этот коэффициент отражает соотношение низкомолекулярных ЦИК к высокомолекулярным.

Статистическая обработка материала осуществлялась пакетом прикладных программ Excel 7,0 на PC Pentium-100 с использованием средней арифметической, ошибки средней, критерия Стьюдента, корреляционного и дисперси-

онного анализа (Гончаров А., 1996; Додж М., Кайнет К., 1996). При этом достоверными результаты считались при Р < 0,05.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Одной из основных задач современной фундаментальной науки (физиологии и патофизиологии) является раскрытие основных механизмов приспособления человека к чрезвычайным, или экстремальным условиям существования (Айдаралиев А.А., Максимов АЛ., 1988; Тигранян Н.А., 1990; Зильбер А.П., 1995; Царенко СВ., Болякина Г.К., 2003).

Патофизиологический подход к проблеме травматической болезни в целом, СДС в частности, позволил сформулировать концепцию полиорганной или полисистемной недостаточности, под которой понимаются неспецифические нарушения жизненно важных органов и систем, происходящих после тяжелых травм и имеющие определенную клиническую манифестацию. (Гуманенко Е.К., 1995; Зильбер А.П., 1995; Касаткин В.Н. и соавт., 1995; Michaelson М, 1992; Zager R.A, 1996; Sauret J.M. е.а., 2002).

Несмотря на стремительное развитие медицины критических состояний, механизмы развития полиорганных нарушений остаются недостаточно изученными (Зильбер А.П., 1995; Царенко СВ., Болякина Г.К., 2003). Уточнение этих механизмов возможно с позиции синдрома системного воспалительного ответа.

Важно отметить, что в патогенезе СДС роль фагоцитирующих клеток -нейтрофильных гранулоцитов, резидентных макрофагов печени, легких, селезенки и других органов исследованы недостаточно (Шляпников С.А., 1994; Toft P., Andersen S.K., Tonnesen EX., 2003). Это послужило основанием для оценки функционального состояния нейтрофильных гранулоцитов и их вклад в активность системного воспалительного ответа при экспериментальном СДС

Изменение активности нейтрофилов во многом зависит от состояния микроокружения и уровня медиаторов воспаления и острофазовых белков на уровне макроорганизма и непосредственно в очаге воспаления (Маянский Д.Н., 1991; Зенков Н.К., Ланкин В.З., Меньшикова Е.Б., 2001; Bucova M., 2002).

Любая воспалительная реакция, опосредуется активацией системы комплемента, которая разворачивается следующим образом. Начинается активация комплемента по классическому или альтернативному пути. СЗЬВЬ закрепляется на поверхности микроорганизма и расщепляет большие количества СЗ.

На различных этапах активации комплемента происходят многие биологическе реакции, важные для развития воспалительного ответа и защиты организма (Kirschfmk M., Mollnes Т.Е., 2003). С биологической точки зрения, усиление фагоцитоза с помощью комплемента имеет огромное значение. Компоненты комплемента являются хемотаксическими факторами для полиморфноядерных лейкоцитов (Ogle, J.D., Ogle C.K., Anderson P., Alexander J.W., 1981). Классический путь активации комплемента важен для растворения иммунных комплексов.

Тенденция при развитии ССВО может наблюдаться при дефектах реактивности нейтрофилов (НФ): способности НФ мигрировать в очаг воспаления и реализовывать в очаге свой флогогенный потенциал (Зубахин А.А. и соавт., 2000; Цырендоржиев Д.Д. и соавт., 2001). Неполноценность клеток-эффекторов воспаления может затрагивать разные функции и проявляться снижением адгезивных свойств НФ, рефрактерностыо к хемотаксинам и нарушением миграции в очаг, торможением микробицидных функций за счет снижения продукции активных кислородных метаболитов (АКМ) и т.д. (Маянский Д.Н., 1991).

Данное предположение подтверждается оценкой динамики ИС крови (отражающий функциональную активность нейтрофилов) у животных с СДС (рис.1).

6 5 ¿4

5з

S2 1

О

контроль 1-е сутки 3-е сутки 7-е сутки 14-е сутки 21-е сутки

Рис 1. Динамика индекса стимуляции у крыс с экспериментальным синдромом длительного сдавления

На 7-е сутки посткомпрессионного периода отмечается достоверное снижение (более чем в 2 раза) индекса стимуляции нейтрофилов периферической крови по сравнению с контрольным значением и значениями, определенными на 1-е и 3-й сутки эксперимента. Это может свидетельствовать о том, что в период наиболее выраженного эндотоксикоза (3-й сутки) выявляется более высо-

кая функциональная активность нейтрофилов. Крупномолекулярные компоненты поврежденных тканей, поглощаясь нейтрофилами, активируют их, стимулируя образование провоспалительных цитокинов и, посредством этого, повышают способность клеток генерировать АКМ (Ковальчук Л.В. и соавт., 1998; Авдеева М.Г., Шубич М.Г., 2003; Bucova M., 2002). В то же время, повышение генерации АКМ может служить одним из важнейших факторов в развитии ССВО и полиорганной недостаточности (ПОН).

На 14-е сутки декомпрессии ИС нейтрофилов периферической крови достоверно повышался по сравнению с 7-и сутками, но оставался ниже контрольного значения и показателей, определенных на 1-е и 3-й сутки. И, наконец, на 21-е сутки эксперимента ИС повторно снижался до значений определенных на 7-е сутки. Такая динамика данного показателя функциональной активности отражает активность системного воспалительного ответа на травму, которая характеризуется тем, что по мере нарастания эндотоксикоза происходит снижение резервов функциональной активности нейтрофилов вследствии их повышенной дегрануляции и разрушения. (Dalton R.R., Krauss J.S., Falls D.G., Fuller G.K., 2001). Вероятно, начиная с 7-х суток эксперимента, происходит активация процессов фагоцитоза, что в свою очередь снижает способность нейтрофилов в этот период декомпрессии генерировать активные кислородные радикалы.

Подобные изменения происходят и со значениями опсонической активности у животных в динамике посткомпрессионного периода СДС, в то время как значения опсонического коэффициента ведут себя диаметрально противоположным образом (рис. 2).

25

контроль 1-е сутки 3-е сутки 7-е сутки 14-е сутки 21-е сутки

■ опсонический коэффициент В опсоническая активность

Рис 2. Динамика опсонического коэффициента и опсонической активности у крыс в период декомпрессии СДС

Начиная с 7-х суток опсонический коэффициент, был достоверно выше контрольного уровня. Этот период посткомпрессионного периода характеризуется максимальными проявлениями эндотоксикоза за счет повышения концентрации молекул средних масс (МСМ), цитокинов, активацией системы комплемента, что поддерживает более высокую опсоническую активность нейтрофи-лов (Маянский Д.Н., 1991; Folget A.P., Mangalaboyi J., Mordon S., et al., 2000; Ono S., Ichikura Т., Mochizuki H., 2003).

Опсонофагоцитарные реакции, протекающие в очаге воспаления, играют важнейшую роль в реализации фагоцитарного механизма защиты, с одной стороны, облегчая фагоцитам, процесс дифференцировки и распознавания чужеродных факторов, а с другой стороны обеспечивают межклеточные взаимодействия в очаге и организацию воспалительного процесса. (Маянский А.Н., Маянский Д.Н., 1989; Маянский Д.Н., 1991; Маянский Д.Н., Урсов ИГ., 1997). В то же время это может свидетельствовать о том, что у животных в этот период декомпрессии процессы фагоцитоза еще не завершены, что может быть связано с низкой фагоцитарной активностью нейтрофилов. Это согласуется с низкими цифрами ИС нейтрофилов у животных в эти сроки эксперимента. Данный факт может свидетельствовать о стимулирующем влиянии антигенов на функциональное состояние нейтрофилов (Forget A.P., Mangalaboyi J., Mordon S., et al., 2000). Кроме того, активация системы комлемента и опсонизирующиеся частицы могут приводить к подавлению функциональной активности нейтрофилов (Ogle C.K., Anderson P., Stinnett J.D., Alexander J.W., 1980).

Система комплемента может действовать тремя различными способами: 1) через хемотаксис: различные компоненты (факторы) комплемента могут привлекать иммунные клетки, которые атакуют бактерии или антиген и пожирают их (фагоцитируют); 2) через лизис: компоненты комплемента присоединяются к бактериальным мембранам, в результате чего образуется отверстие в мембране и бактерия лизируется; 3) через опсонизацию: компоненты комплемента присоединяются к антигену, в результате чего образуется метка для узнавания фагоцитирующими клетками (например, макрофагами и лейкоцитами) имеющими рецепторы к компонентам комплемента (Gabay С, Kushner I., 1999; Freitas RA, 2003).

В данном исследовании было отмечено почти двукратное снижение СЗ и С4 компонентов комплемента на 1-е сутки декомпрессии. Снижение уровней

данных компонентов комплемента в этот период исследования может быть связано с нарушением функции печени, синтезирующей большинство компонентов. Кроме того, можно предположить повышение потребления комплемента, которое обусловлено избыточным содержанием иммунных комплексов, аутоиммунными процессами и самой травмой (Tennenberg, S.D., Jacobs, M.P., Solomkin, J.S., 1987; Ogle, C.K., Ogle J.D., Johnson C.E. et al., 1989; Fosse E., Pill-gram-Larsen J., Svennevig J.L. et al., 1998; Peng S.M., Wang S.Z., Zhao J.P., 2002). Действительно, на 1-е сутки эксперимента было обнаружено повышенное содержание высокомолекулярных иммунных комплексов, в то время как коэффициент ЦИК оставался в пределах контрольных значений. На 3-й, 14-е и 21-е сутки декомпресии содержание СЗ компонента комплемента было выше контрольного уровня и выше значений, определенных на 1-е и 7-е сутки эксперимента (рис. 3).

0,14 0,12 0,1 0,08 £ 0,06 0,04 0,02 0

контроль 1-е сутки 3-е сутки 7-е сутки 14-е сутки 21-е сутки ■ СЗ компонента комплемента О С4 компонента комплемента

Рис 3. Динамика содержания СЗ и С 4 компонента комлемента в сыворотке крови при СДС

При этом содержание С4 компонента комплемента на 3-й и 7-е сутки не отличалось от контрольного уровня, однако на 14-е и 21-е сутки исследования оно значительно превышало как контрольное значение, так и таковые определенные на предыдущих этапах декомпрессионного периода СДС. Одновременное определение СЗс (активизированного СЗ) и С4 позволяет установить активацию комплемента по классическому или альтернативному пути, что имеет важное практическое значение. Уровень СЗ и С4 отражает баланс между про-

цессами связывания комплемента и иммунных комплексов, повышение их синтеза в ходе реакции острой фазы (Abdelnoor A.M., Kobeissy E., Farhat D., Hadi U., 2004). При подобных реакциях наблюдается повышение уровней СЗ и СА до 50 %. Снижение уровня СЗ и С4 отмечается при аутоиммунных процессах, при повреждении паренхимы печени и при наследственном или приобретенном дефиците. Учитывая, что содержание пропердинового фактора В в сыворотке крови у животных в посткомпрессионном периоде практически не отличалось от контрольного уровня можно сделать вывод, что активация системы комплемента на промежуточном и восстановительном этапах декомпрессии происходила преимущественно по классическому типу. В качестве пускового момента могут рассматриваться циркулирующие иммунные комплексы, а также продукты деградации лейкоцитов и поперечнополосатой мускулатуры поврежденной конечности. (Celik I., Stover С, Botto M. et al., 2001; Dalton R.R., Krauss J.S., Falls D.G., Fuller G.K., 2001; Younger J.G., Sasaki N., Delgado J. et al., 2001).

Повышение содержания СЗ и С4 компонента комплемента на поздних этапах декомпрессии хорошо согласуется с динамикой содержания высокомолекулярных ЦИК и коэффициента ЦИК. При этом для первых характерны относительно стабильные по отношению к контролю значения, в то время как значения коэффициента ЦИК на 7-21-е сутки эксперимента становятся существенно ниже по сравнению с контрольным значением и таковыми, определенными на 1-3-и сутки декомпрессии (рис. 4).

250

200

150

3?

100 50 0

контроль 1-е сутки 3-е сутки 7-е сутки 14-е сутки 21-е сутки ¡—♦—высокомолекулярные ЦИК -»-коэффициентЦИК|

Рис. 4. Динамика содержания высокомолекулярных ЦИК и коэффициента ЦИК в сыворотке крови при СДС

Это свидетельствует об относительном нарастании высокомолекулярных ЦИК по отношению к низкомолекулярным, что может привести к образованию нерастворимых иммунных комплексов и развитию полиорганной недостаточности. Кроме того, появление нерастворимых иммунных комплексов может приводить к активации системы комплемента сначала по классическому, а затем по альтернативному пути (Clynes R.R., Maizes J.S., Guinamard R. et al., 1999; Miyaike J., Iwasaki Y., Takahashi A. et al., 2002).

Интересно отметить, что на протяжении всего периода исследования не было выявлено существенных изменений пропердинового фактора В. Самостоятельно или, активируя систему комплемента, участвует в разрушении бактерий и простейших, в нейтрализации вирусов и стимуляции фагоцитоза (SchwSble, W., Hiimer, H.P., Must, J. et al., 1994).

Развитие системного воспалительного ответа при СДС сопровождалось снижением содержания трансферрина в сыворотке крови по сравнению с контрольным значением на 3-й сутки декомпрессии. В остальные сроки эксперимента его концентрация не отличалась от уровня интактных животных (рис. 5).

Этот период характеризуется наиболее выраженными изменениями функции печени, которая и синтезирует данный гликопротеин (Назаров П.Г., 2001; Bridle K.R., Crawford D.H.G., Ramm G.A., 2003). Кроме того, этот период характеризуется поступлением в кровь большого количества миоглобина, что может привести к повышению содержания железа в сыворотке крови, и, следовательно, к снижению синтеза трансферрина (Khumalo H., Gomo Z.A.R., Моуо V.M. et al., 1998). Кроме того, трансферрин являясь естественным плазменным антиоксидантом, может усиленно использоваться в этом качестве в остром пе-

риоде декомпрессии, когда наблюдается значительная активация процессов пе-рекисного окисления липидов и снижается активность системы антиоксидант-ной защиты. (Ляликов С.А., Гаврилик ЛЛ., Ровбуть Т.И. и соавт., 2004; Kas-vosve I., Delanghe J.R., Gomo Z.A.R. et al., 2002).

Интересно отметить, что существенное повышение концентрации гаптог-лобина в сыворотке крови экспериментальных животных на 1-7-е сутки периода декомпрессии в 3 и более раза по сравнению с контролем, отражает активность острого воспалительного ответа (рис.6).

Это может быть связано с появлением в крови на 1-е сутки большого количества высокомолекулярных ЦИК, с одной стороны, и необходимостью предотвратить "утечку" геминового железа, которое образуется в результате гемолиза и при распаде миоглобина, с другой. (Beulter E., Gelbart Т., Lee P., 2002).

Гаптоглобин, как и трансферрин, является естественным плазменным водорастворимым антиоксидантом, поэтому повышение его в остром периоде декомпрессии можно рассматривать как компенсаторную реакцию организма направленную на связывание активных кислородных радикалов и продуктов ПОЛ. (Ляликов С.А., Гаврилик ЛЛ., Ровбуть Т.И. и соавт., 2004; Melamed-Frank M., Lache О., Enav В J. et al., 2001).

Любая травма тела приводит к местным и генерализованным реакциям организма. Это четыре основные реакции: реакция сердечно-сосудистой системы, вторичное токсическое поражение из-за всасывания продуктов распада ткани, нейроэндокринный ответ и метаболическая реакция.

Именно нарушение метаболизма и является ключевым звеном в развитии ПОН, как наиболее тяжелого критического состояния, в независимости от исходного этиологического фактора (Visser S., Labadarios D., 2002). Более того,

синдром ПОН правильнее рассматривать как клинически конечную стадию системного гиперметаболического ответа организма.

Основной чертой всей совокупности изменений обмена веществ является сочетание гиперпотребности организма в различных субстратах для адаптации к повышенным затратам энергии с толерантностью тканей к этим же субстратам.

При оценке функциональных параметров действия гаптоглобина следует исходить из того, что «респираторный взрыв», опосредованный нейтрофи-лами (образование перекисей), ингибируется гаптоглобином и гаптоглобин плазмы проявляет активность «истинно» пероксидазного типа (Bowmann B.H., Kurosky A., 1982), то есть гаптоглобин может обладать свойствами антиокси-данта. Образование in vivo комплекса «гаптоглобин-гемоглобин» и «миогло-бин-гаптоглобин» играет важную роль в предупреждении образования при участии гемоглобина и миоглобина гидроксильных радикалов и перекисей липи-дов в зоне воспаления (Gutteridge J.M.C., 1987). Поэтому существенное повышение гаптоглобина в острый и подострый периоды СДС, которое протекает на фоне значительного повышения активности процессов ПОЛ, можно рассматривать как защитную реакцию организма. Кроме того, повышение уровня гаптоглобина на фоне абсолютного (3-й сутки) и относительного (1-е и 7-е сутки) трансферрина указывает на возможность его участия в связывании избытка железа и, следовательно, снижении прооксидантных свойств сыворотки крови.

Последующая нормализация уровня гаптоглобина, хорошо согласуется с ранее полученными данными о снижении содержания в сыворотке крови основного конечного продукта ПОЛ - малонового диальдегида и полным восстановлением уровня трансфферина и, следовательно, железа.

Очень важным является то, что на фоне активации протеолиза в деком-прессионный период СДС происходит достоверное снижение содержания <й-антитрипсина в сыворотке крови на 1-е и 7-е сутки эксперимента по сравнению с контрольным значением (рис. 7).

контроль 1-е сутки 3-е сутки 7-е сутки 14-е сутки 21-е сутки

Рис 7. Динамика содержания альфа1-антитрипсина в сыворотке крови при СДС

По всей видимости, первое снижение связано с нарушением синтеза al-антитрипсина. В дальнейшем на 3-й сутки происходило некоторое повышение его уровня до контрольного, вероятно, за счет компенсаторной активации его образования. На 7-е сутки снижение содержания al-антитрипсина, по всей видимости, связано с выбросом в кровь большого количества лейкоцитарных и тканевых протеаз и, следовательно, повышенным его использованием. В последующие сроки уровень а1-анютрипсина колебался в пределах контрольных значений. Учитывая значительное снижение функциональной активности ней-трофилов на 14-е и 21-е сутки эксперимента, на фоне повышения содержания СЗ и С4 компонентов комплемента, можно выдвинуть два предположения. С одной стороны, это отражает снижение активности системного воспалительного процесса. С другой, срыв компенсаторных возможностей организма, генерализацию системной воспалительной реакции и развитие на фоне гиперметаболического синдрома полиорганной недостаточности, которая проявляется в нарушении функциональной активности не только периферических фагоцитирующих клеток, но легочных, печеночных и перитонеальных макрофагов. Последнее может приводить к нарушению «защитных» барьеров между внешней и внутренней средой, избыточной стимуляции организма сапрофитной микрофлорой (прежде всего антигенами липополисахаридной природы). Это может усилить системный воспалительный ответ, усилить протеолитические процессы и, следовательно, гиперметаболический синдром, который при СДС сопровождается снижением толерантности к глюкозе, перераспределением протеинов для глюконеогенеза, синтеза острофазовых белков и цитокинов. Особое место

, занимает активация липолиза, снижение утилизации жирных кислот и, следовательно, активация процессов ПОЛ в крови и тканях.

Таким образом, можно представить следующую цепь нарушений при экспериментальном синдроме длительного сдавления приводящую к развитию системного воспалительного ответа и гиперметаболического синдрома. После декомпрессии (начиная с 1-3-х суток) происходит избыточное поступление крупномолекулярных белков (в основном измененного миоглобина), нуклео-протеинов и компонентов разрушенных клеток (миоцитов, липоцитов), которые обладают аутоантигенными свойствами. Это стимулирует фагоцитарную активность нейтрофилов, которые, разрушаясь, выделяют протеолитические ферменты, что включает активацию системы комплемента по классическому и в последующем по альтернативному пути. Образование преимущественно высокомолекулярных ЦИК поддерживает активность системы комплемента как непосредственно, так и за счет повреждения эндотелия. Активация протеолиза за счет выхода лейкоцитарных и клеточных протеаз активирует процессы катаболизма, что на фоне снижения активности усиливает эндоток-сикоз. Это приводит к развитию нарушения функции печени, что проявляется в снижении выработки трансферрина и повышении уровня гаптоглобина, как одного из важнейших острофазовых белков и акцептора геминового железа, что проявляется в острой фазе травматического стресса. В последующие сроки происходит нарастание содержания показателей активности иммуновоспали-тельного процесса.

ВЫВОДЫ

1. Посткомпрессионный период экспериментального синдрома длительного сдавления характеризуется активацией системы комплемента (повышение содержания в крови СЗ и С4 компонентов) в отдаленные сроки (14-21-е сутки), что свидетельствует о развитии системного воспалительного ответа как генерализованной реакции организма на компрессионную травму.

2. Динамика а1-антитрипсина в сыворотке крови носит волнообразный характер на протяжении всего посткомпрессионного периода и конгруентна динамике содержания СЗ и С4 компонентов комплемента, что отражает снижение эндогенной антиферментной активности.

3. Повышение содержания острофазового белка и церулоплазмина в сыворотке крови в острый и промежуточный периоды декомпрессии синдрома

длительного (давления при относительной стабильности трансферрина отражает как выраженность асептического воспалительного процесса на фоне активации антиоксидантной системы, так и особенности гомеостаза железа.

4. Соотношение низкомолекулярных иммунных комплексов к высокомолекулярным значительно выше в промежуточный и восстановительный периоды декомпрессии синдрома длительного сдавления, что дает возможность расценивать этот показатель как один из триггеров системы комплемента по классическому пути.

5. Показатели функциональной активности нейтрофилов (индекс стимуляции), опсонической активности крови с изменениями опсонического коэффициента в промежуточном и восстановительном периодах декомпрессионного периода синдрома длительного сдавления имеют реципрокную динамику.

6. Снижение бактерицидности нейтрофилов и фагоцитарной способности гранулоцитов и моноцитов может расцениваться как один из факторов стимуляции системного воспалительного ответа и последующего развития синдрома полиорганной недостаточности.

СПИСОК РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Тарасов Е.В., Начаров Ю.В., Антонов А.Р. Динамика иммуновоспали-тельных реакций при экспериментальном синдроме длительного сдавления// В материалах Междунар.науч.-практ.конф. «Здоровье и образование в XXI веке». -Москва, 2003. -СМ.

2. Тарасов Е.В. Антиферментная активность крови в посткомпрессионном периоде синдрома длительного сдавления в эксперименте. - Там же. -С.45.

3. Начаров Ю.В., Тарасов Е.В., Самсонова Е.Н. Особенности иммуноме-таболических нарушений в динамике экспериментального синдрома длительного сдавления// В материалах II Междунар.науч.-практ.конф. «Новые медицинские технологии в охране здоровья здоровых, в диагностике, лечении и реабилитации больных». - Пенза, 2004. - С.60-63.

4. Тарасов Е.В. Изменения биоцидности нейтрофилов в динамике экспериментального синдрома длительного сдавления// В материалах итоговой конференции студентов и молодых ученых «Авиценна-2004». - Новосибирск, 2004. -С.56-57.

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

АМК - активные метаболиты кислорода

ГП - гаптоглобин

ИС - индекс стимуляции

КС - критические состояния

МСМ - молекулы средней массы

ПОН - полиорганная недостаточность

ПЭГ - полиэтиленгликоль

СДС - синдром длительного сдавления

ССВО - синдром системного воспалительного ответа

ЦИК - циркулирующие иммунные комплексы

ХЛ - хемилюминисценция

Подписано в печать 18 02 05 г Формат 60 х 84 /16 Уел печ л 1,0 Тираж 100 экз Заказ № 26п/05

Отпечатано в типографии издательства «Сибмедиздат» НГМА 630091, г Новосибирск, Красный пр, 52 Тел/факс (3832)25-24-29 E-mail sibmedizdat@yandex iu

2554