Автореферат и диссертация по медицине (14.01.20) на тему:Роль процессов свободно-радикального окисления в развитии полиорганной недостаточности при травматической болезни

На правах рукописи

Иванов Алексей Валерьевич

РОЛЬ ПРОЦЕССОВ СВОБОДНО-РАДИКАЛЬНОГО ОКИСЛЕНИЯ В РАЗВИТИИ ПОЛИОРГАННОЙ НЕДОСТАТОЧНОСТИ ПРИ ТРАВМАТИЧЕСКОЙ БОЛЕЗНИ

14.01.20 - анестезиология и реаниматология 14.03.03 - патологическая физиология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Новосибирск - 2015

Работа выполнена в Государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Омская государственная медицинская академия» Министерства здравоохранения Российской Федерации

Научные руководители:

доктор медицинских наук Орлов Юрий Петрович

доктор медицинских наук, профессор Долгих Владимир Терентьевич

Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук, профессор Антонов Александр Рудольфович (Новосибирский центр повышения квалификации работников здравоохранения, директор)

доктор медицинских наук, профессор Шевченко Владимир Петрович (Новосибирский научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии им. Я. Л. Цивьяна, главный научный сотрудник отдела анестезиологии и реаниматологии)

Ведущей организации: Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Сибирский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации (г. Томск)

Защита состоится «_ » _2015 г. в _ часов на заседании

диссертационного совета Д 208.062.03 на базе Новосибирского государственного медицинского университета (630091, г. Новосибирск, Красный проспект, д. 52.; тел.:(383) 229-10-83)

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке и на сайте Новосибирского государственного медицинского университета (630091, г. Новосибирск, ул. Красный проспект, д. 52; http://www.ngmu.ru/dissertation/351)

Автореферат разослан «_»_2014 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета М. Н. Чеканов

; РОССИЙСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ БИБЛИОТЕКА ! 2015

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ДИССЕРТАЦИИ

Актуальность темы. В лечении травматической болезни (ТБ), сопровождающейся массивной наружной кровопотерей и развитием геморрагического и травматического шока, достигнуты положительные результаты за счет интенсивного восполнения утраченного объема циркулирующей крови растворами кристаллоидов, коллоидов (Рагимов Р М., 2010; Софронов Г. А., 2010; СЬегкаэ Э., 2011). Однако в ситуациях, когда геморрагический и травматический шок сопровождаются внутренним кровотечением с развитием массивных внутритканевых (мышцы, забрюшинная клетчатка - при переломах бедра и костей таза) или внутренних (брюшная полость) гематом, создаются опасные условия для развития полиорганной недостаточности (ПОН) как в раннем, так и в позднем периоде ТБ (Марусанов В. Е., 2009). В данном случае большую опасность будет представлять большое количество крови, находящейся в «антифизиологических» условиях и подвергающейся гемолизу с освобождением значительного количества ионов железа, недоступного для экстренного депонирования (Марусанов В. Е., 2009).

В этой связи, наиболее актуальным является изучение патогенетических звеньев повреждающего действия ионов железа, как эндогенного токсиканта и активного «участника» активации процессов перекисное окисление липидов (ПОЛ), формирования эндотоксемии и ПОН при критических состояниях, обусловленных обширными травматическими повреждениями (Мухля А. М., 2002; Соколов В. А., 2006). В то же время методы, позволяющие активно устранять повреждающее действие ионов железа на мембраны клеток многих органов, остаются мало изученными.

Цель исследования. На основании экспериментального и клинического изучения механизмов повреждающего действия ионизированного железа на гомеостаз разработать комплекс лечебных мероприятий по профилактике полиорганной недостаточности при травматической болезни.

Задачи исследования

1. Изучить в эксперименте и клинике нарушение метаболизма железа при травматической болезни, сопровождающейся внутрисосудистым и внесосудистым гемолизом и развитием синдрома полиорганной недостаточности при обширных травматических повреждениях.

2. Изучить механизмы повреждающего действия высвободившегося из эритроцитов железа на печень, миокард, систему гемостаза при травматической болезни.

3. В эксперименте изучить влияние ионизированного железа на одно из звеньев патогенеза синдрома полиоргашюй недостаточности при обширных травматических повреждениях.

4. Апробировать в клинике патогенетически обоснованный пул. уменьшения повреждающего действия продуктов внесосудистого и внутрисосудистого гемолиза эритроцитов путем включения в программу интенсивной терапии травматической болезни дефероксамина - хелатора комплексов железа.

Научная новизна и теоретическая значимость исследования. В эксперименте установлено, что избыток ионов железа, обусловленный гемолизом эритроцитов, является одним из патогенетических факторов формирования ПОН при ТЕ. Экспериментально обоснована и клинически доказана целесообразность использования дефероксамина в комплексной терапии пациентов с травматической болезнью. Доказано, что избыток ферроионов индуцирует чрезмерную активность процессов свободно-радикального окисления (СРО) в условиях недостаточности антиоксидантных систем при ТБ, а прогрессирование ПОН при ТБ реализуется через нарушения микроциркуляции и обусловлено недостаточной функцией железотранспортных белков в условиях избытка ионов железа во внесосудистом русле. Установлено, что концентрация сывороточного железа не является показателем, отражающим истинную концентрацию железа в плазме крови, и не может использоваться для ориентира при назначении хслаторов железа. Доказано, что параметры обмена железа и свободно-радикального окисления обладают высокой прогностической значимостью при критических состояниях, обусловленных травматической болезнью.

Практическая значимость работы. Выявленные результаты указывают, что вместе с оценкой тяжести эндотоксемии у бальных с травматической болезнью, находящихся в критическом состоянии, необходимо анализировать показатели обмена железа и СЮ, которые помогают определить его вклад в развитие органных дисфункций. Использование дефероксамина я программе интенсивной терапии травматической болезни в 90% случаев позволяет предупреждать прогрессирование ПОН, уменьшать легальность и пребывание пациентов в отделениях реанимации и интенсивной терапии на 6,8 % и 4 койко-дня соответственно.

Положения диссертации, выносимые на защиту

1. Одним из патогенетических факторов, влияющих на тяжесть общего состояния больных с ТБ, являются трансферриновая и антиоксидантная

недостаточность, которая способствует активации процессов СРО, нарушению микроциркуляции, сохранению эндотоксемии, формированию ДВС-синдрома и развитию органных дисфункций.

2. Экспериментально установлено, что нарушение метаболизма железа при травматической болезни - одно из ведущих звеньев патогенеза ПОН, эффективно подавляемое дефероксамином.

3. Использование дефероксамина в программе интенсивной терапии у пациентов с травматической болезнью позволяет снизить интенсивность СРО, уменьшить нарушения микроциркуляции, повысить активность антиоксидантных систем за счет устранения гиперферриемии.

Апробация результатов диссертации. Материалы исследований доложены на 3-й Всероссийской конференции «Многопрофильная больница: проблемы и решения» (Ленинск-Кузнецкий, 2010), на 4-й Всероссийской конференции «Многопрофильная больница: проблемы и решения» (Ленинск-Кузнецкий, 2011), на конференции «Актуальные проблемы анестезиологии и реаниматологии» (Омск, 2011), на конференции «Патофизиологические аспекты критических состояний» (Омск, 2012.), на Всероссийской конференции «Избранные вопросы анестезиологии и реаниматологии» (Геленджик, 2012.), на 1-й конференции Российского общества по изучению шока (Москва, 2013), Межрегиональной научно-практической конференции «Патофизиологические и клинические аспекты критических состояний» (Омск, 2013).

Внедрение результатов исследования. Полученные результаты внедрены в практику работы Городской клинической больницы скорой медицинской помощи № 1, Городской клинической больницы № 1 им. Кабанова А. Н. и Клинического медико-хирургического центра (г. Омск). Результаты исследования используются в учебном процессе Сургутского государственного университета ХМАО-Югры, Кемеровской государственной медицинской академии, Тюменской государственной медицинской академии, Тихоокеанского государственного медицинского университета, Омской государственной медицинской академии.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 15 работ, в том числе 6 статей - в научных журналах и изданиях, которые включены в перечень российских рецензируемых научных журналов для публикаций материалов диссертации.

Личный вклад автора. Весь материал, представленный в диссертации, собран, обработан, проанализирован и интерпретирован лично автором.

Стру1сгура и объём диссертации. Материалы диссертации изложены на 157 страницах машинописного текста; работа включает введение, 4 главы, выводы, практические рекомендации, 12 рисунков, 30 таблиц. В списке литературы содержится 249 источников, из них 146 отечественные и 103 - зарубежные.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ Исследование состояло из двух разделов: экспериментального и клинического. На рисунках 1 и 2 представлен дизайн исследования.

Эксперименты проведены на 40 половозрелых самцах крыс линии «Вистар» массой тела 170 г ± 20 г. Животным наносили травму в средней трети бедра с обеих сторон путем компрессии в тисках фирмы «Е1Нх» (Индия). Было сформировано 4 группы животных. В I группе (п = 10) травму наносили без предварительного использования дефероксамина. Во П группе (п = 10) за 2 часа до нанесения травмы в брюшную полость вводили дефероксамин в дозе 8 мг/кг в объеме 5 мл 0,9 % раствора №С1. В Ш группе (п = 10) травма была нанесена с предварительным забрюшинным введением плацебо (5 мл 0,9 % раствора хлорида натрия). IV группа - груши контроля. Кровь забирали после торакотомии под эфирным наркозом из правых отделов сердца спустя 2 часа после нанесения травмы. В сыворотке крови изучали интенсивность процессов СРО методом железоиндуцированной хемилюминесценции (Ре2+-ХЛ) по методу Р. Р. Фархугдинова, исследовали концентрацию трансферрина, ферритина, вещества низкой и средней молекулярной массы (ВНСММ), олигопептидов, показатели вязкости крови.

Рисунок 1 - Дизайн исследования: экспериментальное, проспективное, контролируемое исследование

Рисунок 2 - Дизайн исследования: клиническое, рандомизированное, проспективное, контролируемое исследование

Клиническое исследование проводили в период 2010-2012 гг. Было обследовано 30 пациентов, из них 18 мужчин (33,8 ± 6,2 лет) и 12 женщин (29,7 ± 3,9 лет), рандомизированных с учетом тяжести травмы, общего состояния, возраста, тактики лечебной программы на две группы. В основную группу (п = 15) вошло 8 мужчин (31,1 ± 3,5 лет) и 7 женщин (30,8 ± 4,2 лет), которым проводился стандартный объем лечения в раннем посттравматическом периоде (обезболивание наркотическими и ненаркотическими анальгетиками, инфузионно-трансфузионная терапия). В группу сравнения (п = 15) было включено 10 мужчин (35,7 ± 3,2 лет) и 5 женщин (28,7 ± 4,6 лет), соответствовавших критериям включения. В программу интенсивной терапии пациентов группы сравнения включали дефероксамин в дозе 8 мг/кг массы тела, который вводили внутривенно капельно в течение 1-2 часов один раз в сутки. Кровь для исследования забирали непосредственно при поступлении в клинику, на 3-й и 5-е сутки посттравматического периода. В контрольную группу

вошло 15 практически здоровых лиц, из них 10 мужчин (36,1 ± 6,3 лет) и 5 женщин (31,2 ± 2,8 лет), у которых был проведен аналогичный блок исследований. Тяжесть общего состояния пациентов оценивали по шкале APACHE И, тяжесть энцефалопатии оценивали по шкале ком Глазго. Тяжесть травмы оценивали по шкале PTS - Polylraumaschlussel - ключ политравмы (H. Tscheme, 1984). Оценку полиорганной недостаточности проводили по содержанию в сыворотке крови билирубина, свободного гемоглобина и активности АсАт и АлАт, креатинина и мочевины в сыворотке крови, удельной плотности мочи, суточному и почасовому диурезу. Тяжесть дыхательной недостаточности оценивали по индексу Горовица (РаОгЛчОз), газовому составу крови. Для оценки антиоксидантной системы организма пациентов исследовали общую антиоксидантную активность (ОАА) плазмы крови. Интенсивность процессов СРО изучали методом по методу

P.P. Фархутдинова. Тяжесть эндогенной интоксикации оценивали по лейкоцитарному индексу интоксикации (ЛИИ), содержанию ВНСММ в плазме и на эритроцитах (по М. Я. Малаховой, 1995), концентрации олигопептидов (по Лоури, 1951). Нарушения в системе гемостаза оценивали по протромбиновому индексу (ПТИ), тромбиновому времени, активированному частичному тромбиновому времени (АЧТВ), концентрации фибриногена стандартизированными методами. Обмен железа исследовали с учетом содержания сывороточного железа, общей железосвязывающей способности сыворотки (ОЖСС), концентрации трансферрина и свободного гемоглобина в плазме крови и моче. Параметры системной гемодинамики изучали посредством интегральной реовазографии, рассчитывая ударный объем сердца (УО), минутный объем кровообращения (МОК), ударный индекс (УИ), сердечный индекс (СИ), а также общее периферическое сосудистое сопротивление (ОПСС). Определяли объем циркулирующей крови (ОЦК) и объем внутриклеточной жидкости (V вн. ж).

Статистический анализ данных проводили с использованием лицензионных программ Microsoft Office Excel 2010 (Microsoft Coip.), Medcalc 12.2 (MedCalc Software bvba, Бельгия) и Biostal 4.0.3 (Statistica 8.0). Для сведения к минимуму предполагаемых систематических ошибок, отбор пациентов был произведен путем блочной рандомизации. С целью оценки нормальности распределения использовали критерий Шапиро-Уилка. Так как распределение параметров изучаемых показателей было отличным от нормального, применяли непараметрические критерии Манна-Уитни, Вилкоксона, дисперсионный анализ Фридмана, коэффициент линейной корреляции Спирмена (г). Непараметрические количественные признаки приведены в виде медианы

(Ме), нижнего и верхнего квартилей (0/,- (¿И). Для бинарных признаков приведены абсолютное количество (Абс.) и доля (%). Для оценки эффективности лабораторных и функциональных исследований был рассчитан относительный риск (ОР), в также показатель эффективности лечения, который выражали в процентах. Нулевую гипотезу отвергали при р < 0,05.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Экспериментальный этап исследования. Целью эксперимента явилось определение роли патогенного влияния нарушенного обмена железа при травматической болезни, изучение степени его влияния на интенсивность СРО, реологические свойства крови, систему гемостаза, а также поиск возможных путей устранения патогенного воздействия ионов железа на организм.

В эксперименте доказано (таблица 1), что на фоне введения дефероксамкна происходит статистически значимое увеличение концентрации трансферрина в крови, объяснимое связыванием избытка свободного железа и освобождением пула трансферрина от физиологической нагрузки. В I и Ш группах, напротив, снижение концентрации трансферрина компенсировалось увеличением содержания в крови уровня ферритина. Истощение трансферринового депо крови происходит в ответ на массивное поступление свободного железа (при ТБ из мест лизирования гематом) и, соответственно, использование хелаторов железа было патогенетически обоснованно.

Таблица 1 - Содержание сывороточного железа, трансферрина и ферритина в сыворотке крови экспериментальных животных, Ме ((}1; (ОД

Показатели I группа Пгруппа Мгруппа IV группа

Железо сыворотки, мкмоль/л .........Т4,1----- (13,6; 15,8)" - — 15;» ' (15,1; 16,9)" 12?Г ■ (11,8; 13,2)к (28,2; 31,4)

Трансферрин, мг/дл ■ ~Т574"........ (0,65; 0,83)к* 1,00 (1,62; 1,84) 0,77 (0,71; 0,82)к» ' 1.71-(1,69; 1,76)

«Берритин, мкг/л ..... (2,84; 2,96)к* 0,86 (0,82; 0,89)" .....~2,7Г (2,64; 2,75)к* 5.ЙГ (0,62; 0,71)

Примечания: * - различия статистически значимы при сравнении с данными группы II при р < 0,05 (критерий Вилкоксона для зависимых выборок); к - при сравнении с контролем, при р < 0,05, критерий Манна-Уитни для независимых выборок (группа IV).

При исследовании показателей вязкости крови у животных I и II групп отмечалось снижение вязкости крови при высоких скоростях сдвига (отражает кровоток в крупных сосудах), что свидетельствует о компенсаторной

аутогемодилюции. Так, при скоростях сдвига 150 с"1, 100 с"1 и 50 с"1 вязкость уменьшалась по сравнению с контролем на 12, 40 и 30 %. Однако при низкой (20 с'1) скорости сдвига (отражает кровоток на уровне микроциркуляции) они, напротив, возрастали по сравнению с контролем на 25 %, что свидетельствовало о гемокоицентрации и ухудшении текучести крови при травматическом шоке. У животных П группы после предварительного введения дефероксамина в дозе 8 мг/кг параметры вязкости крови при различных скоростях сдвига практически соответствовали данным в контроле (в сравнении с другими группами), что свидетельствует об отсутствии реологических расстройств. Данное обстоятельство позволило предположить патогенетическую значимость свободного железа в механизмах нарушения микроциркуляции при ТБ, если учесть факт связывания дефероксамином только свободного железа.

Также в I и Ш группе животных после занесения травмы имела место

активация процессов СРО, что выражалось в увеличении светосуммы в 3 раза,

1

быстрой вспышки - в 2 раза и спонтанной светимости - в 1,5 раза. У животных П группы, напротив, имело место снижение интенсивности процессов СРО. Так свегосумма уменьшилась на 140 %, быстрая вспышка - на 30 %.

Факт, что все кислородзависимые бактерии прямо нуждаются в железе (Бухарин О. В., 2005), наглядно подтверждается данными, выявленными при изучении параметров эндотоксемии. У животных, которым предварительно вводили дефероксамин в дозе 8 мг/кг, концентрация ВНСММ и олигопептидов превышала контрольные значения соответственно в 3,0 и в 3,7 раза. В группах животных, где профилактика не проводилась (I группа) или вводилось плацебо (Ш группа), содержание ВСНММ было выше в 12 и 13 раз по сравнению с контролем и выше в 3 и 4 раза, чем во П группе. Уровень олигопептидов в I и Ш группах животных - в 13,6 и 15,7 раза соответственно был выше контрольных значений и в 3,8 раза превышал аналогичный показатель во П группе. Такие изменения можно интерпретировать как прогрессирование системного воспаления в ответ на травму и кровопотерю, так как присутствие избытка железа в тканях и в сосудистом русле потенцируют развитие эндотоксемии по причине прямой зависимости бактериальной микрофлоры от железа (Бухарин О. В., 2005).

Результаты проведенного эксперимента подтверждают нашу точку зрения о том, что нарушение обмена железа выступает в качестве одного из патогенетических факторов расстройств микроциркуляции при тяжелой травме, сопровождающейся массивным кровотечением, с характерной для него гиповолемией и гипоперфузией.

Нарушения в микроциркуляторном русле сопровождаются развитием декомпенсированной гиперферритинемии и трансферриновой недостаточности, которые способствует накоплению Ре1+ с последующей инициацией процессов СРО.

Результаты клинического исследования при ТБ. С целью наглядности результатов клинического исследования мы составили таблицу сравнения (таблица 2).

Таблица 2 - Сравнительные показатели обмена железа и СРО у пациентов с ТБ, Ме

(С>1;0Ь)

Показатели, группы Группы Ги И (по п = 15)

Сроки исследования, сут.

1 3 5 контроль

Гемоглобин, (г/л) П ---■йгтгип....."" 56(44;5в) 84 (Й1; 87) ТЯГ" (132; 138)

11 ¿74; Й4) 94 (92; 97) * Ш (96; 104)*

Эритроциты, 1012/л 1 1,6 (5,5; 5.7} 2,3 (12; 1.4) 2,5 (2,4; 2,6) 4,4 (4.3; 4,5)

П 5,3 (15; 5,?) 3,1 (3,6; ЗЛУ1 3,2 (3,16; ЗД8)*

Трансферрин, мг/дл I 143.8 (149,2; ВД 131,7 (130Д; 134.5 172,4 (171^2; 174,3) (277,6; 288,6) (302; 309)

II зявв тп 172.1 (Ш,3;1ВД 535,5(11б,4;541,$)* (274,7; 291,8)*

6аа, усл.ед. ЖЗ (¿51,3; ад) МТДОЫА 117,4) 148.6 (144,2; 154,9)

555,7 (244,3; 55Ф,4) ЙМЩЙИД* 56$,5 (302,8:316,4)*

(Сывороточное железо, мкмоль/л I N <ШЛ 7ЖШ) ' "133 (18.4; 21.5)

II 10,5 (9,2; 137 ~ (13,1; 14,2)*

мкмоль/л I 53,7 (4<М; $1,6) " 58,3"(54,"?;"6574)" " "" "57',"8 -...... (49,2; 60,7) 52,1 -(49,8; 54,4)

ТГ .....50.7 (49,8; 5!$)" "53,1 (50* 55Гб) ''ТщязгязГ

Свободный гемоглобин крови, г/л 1 А,¿9 (6,¿5; 6,81) 6,55 (Щ 6,61) " (Ш1-(0,11; 0,15)

п 1 6.6^ (0,56; б.ед 6,21 (6,1М,26)* 1 6,Ъ (0,12; 0,18)*

'Свободный гемоглобин мочи, г/л I ......0.4Н6732; 0,54)"" 0,36 (0,30 0,56) " 6,33 (О'.Зй; 6,4*5) 0,14...... (0,11; 0,15)

п 0,35 (6,035; 6,39> ""' 0714 (0.12:0.17)*

ёветосумма, усл. ед I 2,15 (1,&7; 5,48) ь.п (0.71; 0,74)

II 3,15 (Щ £21)-*...... ........ 1.45 (1,41; 1,54)*

быстрая вспышка, усл. ед. I "Ъ.ЬШбб-йЛЬ)' 2,02 (1,72; 2,327 " 1,2(Г(Г,ТТ;Т,3&) 1,22"..... (1,14; 1,36)

II 1,45 (1,34; и^'*'" ТйтаГЩ""

Примечание. *" - различия статистически значимы в сравнении с группой I при р <0,0? (критерий Манна-Уитни для независимых выборок).

Из таблицы видно, что в ) -е сутки имеет место снижение гемоглобина практически в 2 раза и эритроцитов в 1,6 раза по отношению к данным контроля, но их динамика в последующие сутки неодинакова. Так без использования дефероксамина на 3-й сутки выявлено дальнейшее снижение гемоглобина ещё на 16 % по отношению к первым суткам, а при использовании дефероксамина, наоборот, отмечено его повышение на 7 %. Аналогичные изменения выявлены и при исследовании количества эритроцитов. Данное обстоятельство может быть связано с эффектом дефероксамина - устранением избытка несвязанного железа из реакций СРО, и тем самым снижением в организме количества свободных радикалов и устранением их агрессивного действия на мембраны эритроцитов.

Анализ динамики трансферрина выявил его снижение в 1-е сутки в обеих группах. В дальнейшем, в группе без использования дефероксамина на 3-й сутки наблюдалось дальнейшее уменьшение трансферриновой ёмкости крови на 8,7 %, а при использовании дефероксамина выявлено, наоборот, повышение концентрации трансферрина на 52,6 % по сравнению с данными 1-х суток. Снижение концентрации трансферрина можно интерпретировать как истощение его запасов в условиях избытка свободного железа. При введении дефероксамина выявлено статистически значимое повышение его содержания как на 3-й, так и на 5-е сутки.

При исследовании ОАА выявлено её снижение в течение 1-х суток в обеих группах. На 3-й сутки у пациентов без использования дефероксамина выявляли дальнейшее снижение ОАА почти в 3 раза, в то время как при введении дефероксамина, наоборот, отмечали ее повышение в 1,34 раза по отношению к данным первых суток. К 5-м суткам выявлено повышение ОАА в обеих группах, но, тем не менее, в группе пациентов, не получавших дефероксамин, прирост ОАА был ниже данных контроля практически более чем в 2 раза, а в группе с дефероксамином указанный показатель статистически достоверно не отличался от данных контроля.

При анализе показателей сывороточного железа в группе, где дефероксамин не вводился, выявляли снижение концентрации во всех исследуемых точках в статистически недостоверном диапазоне. При изучении аналогичного показателя на фоне терапии дефероксамином с момента поступления, на 3-й и на 5-е сутки был выявлен неуклонный рост, который на 3-й сутки составлял 27,3 %, а на 5-е сутки - на 69,4 % по отношению к исходным данным. Одновременно с повышением уровня железа сыворотки увеличивалось насыщение трансферрина и уменьшалась ОЖСС.

При анализе показателей Ре2+-ХЛ выявлено, что с начала 1-х суток после

поступления в стационар у всех пациентов выявляли активацию процессов СРО, которая выражалась в увеличении светосуммы и быстрой вспышки. При этом на 3-й сутки светосумма превышала в 10 раз контрольные значения, тогда как при использовании дефероксамина - всего в 4,3 раза. Параметры быстрой вспышки на 3-й сутки без дефероксамина возрастали в 1,65 раза, а при использовании дефероксамина — в 1,16 раза по сравнению с контролем. Па 5-е сутки в группе больных без дефероксамина светосумма превышала контрольные значения в 3 раза, а без использования дефероксамина — всего в 2 раза. Полученные данные убедительно показывают положительное влияние дефероксамина на снижение интенсивности процессов СРО за счет устранения из этих процессов избытка несвязанного железа.

При сравнении показателей эндотоксемии (таблица 3) у пациентов с травматической болезнью выявлено, что без использования дефероксамина отмечали нарастание тяжести эндотоксемии.

Таблица 3 - Сравнительные показатели тяжести эндотоксемии у пациентов с ТБ, Ме (СМ)

Это выражалось в увеличении концентрации ВНСММ на эритроцитах в течение первых суток в 1,46 раза, на 3-й сутки - в 1,43 раза, а на 5-е - в 1,16 раза. В плазме крови максимальное содержание ВНСММ выявлено на 5-е сутки, превышавшее в 2 раза контроль, в то время когда содержание ВНСММ на эритроцитах к этому периоду уже снижалось.

При использовании дефероксамина уровень ВНСММ в плазме в изучаемый промежуток времени возрастал через сутки в 1,15 раза, через 3 суток - в 1,43 раза, а на 5-е сутки - в 1,29 раза. Аналогично прослеживалась динамика олигопептидов на эритроцитах у пациентов, не получавших дефероксамин: наблюдалось постоянное нарастание концентрации олигопептидов с момента поступления в стационар. В плазме крови содержание олигопептидов в 1-е сутки превышало в 1,15 раза контроль, на 3-й стуки - в 1,36 раза, на 5-е сутки - в 1,45 раза. При добавлении в программу интенсивной терапии дефероксамина на 3-й сутки выявлено повышение олигопептидов в 1,14 раза в плазме крови ив 1,06 раза снижение на эритроцитах. Однако к 5-м суткам содержание олигопептидов имело тенденцию к снижению: в плазме в 1,2 раза, а на эритроцитах в 1,23 раза в сравнении с контролем.

На фоне введения дефероксамина у больных зарегистрирована положительная динамика и других показателей интоксикации - ЛИИ и уровня лейкоцитов. Таким образом, использование дефероксамина в комплексной терапии ТБ приводит к уменьшению показателей, характеризующих эндогенную интоксикацию, что не может не влиять на качество жизни пациентов и исход ТБ.

Анализ показателей центральной гемодинамики выявил формирование гипокинезии кровообращения в течение первых часов после поступления, что укладывается в картину сформировавшегося травматического шока (таблица 4).

При анализе данных интегральной реовазографии было выявлено снижение практически всех индексов. На фоне стандартной терапии без использования дефероксамина выявленные изменения на 3-й сутки сменялись гиперволсмией -возрастание ОЦК на 10 %, при этом ОПСС оставалось сниженным на 10 %, что к 5-м суткам приводило к экстравазации жидкости на фоне формирования синдрома «капиллярной утечки», подтвержденное увеличением V вн. ж. в 1,21 раза. Снижение ударного объема и сердечного индекса на 36 % (р < 0,001) и 33,4 % (р < 0,001) соответственно по сравнению с контролем указывало на снижение сократительной функции миокарда и разви тие сердечной недостаточности (снижение МОК на 18,3 %).

Гиповолемия, как следствие кровопотери, выявлялась в уменьшении венозного

возврата (снижение центрального венозного давления практически в 4 раза), что частично компенсировалось увеличением частоты сердечных сокращений на 19,1 % и увеличением общего периферического сосудистого сопротивления до 1690(1576; 1803) динссм*5.

Таблица 4 - Сравнение показателей центральной гемодинамики у пациентов с ТБ, Ме «31; (}Ь)

Показатели, группы

Группа I (п = 15) Сроки исследования, сут.

-Щ

(37,8; 43,4)

X"

(58,8; 65,0)

"ЛЯГ

(920; 1104)

тжщетпг

"ЙТ

(59,3;65,5)

64,6 (61,4; 70,2)

Т?ПГ

(1167; 1345) Ш8

ОПСС, дин-с-см!

V вн. ж., мл/кг

(1634;1853)

Т.1

(9.4; 10,3) (13,4; 14,7)

р = 0.05* (1177; 1330)

1106 (1074; 1140)

9 8 (9.5;10,4)

12,1 (11,5; 12.9) р = 0,0000*

пт

(16,4,18,5)

ътг

12,2 (12; 12.5)

13,1) р = 0,0000«

различия статистически значимы в сравнении с группой I при р< 6,05

Примечание.

(критерий Маина-Уштмдпя независимихвыборок^.

При введении дефероксамина выявлена умеренная гиповолемия на 3-й сутки и практически нормальные показатели по всем индексам к 5-м суткам посттравматического периода. Статистически значимо выявлено на фоне терапии дефероксамином увеличение МОК на 3-й и 5-е сутки (р - 0,0000), уменьшение ЧСС на 3-й сутки (р = 0,03), уменьшение объёма внеклеточной жидкости на 3-й и 5-е сутки (р = 0,0000), снижение ОПСС на 3-й сутки (р = 0,05).

Выявленные изменения параметров системной гемодинамики свидетельствуют о том, что исключение несвязанного железа из реакций СРО приводит к уменьшению его повреждающего действия на биологические мембраны эндотелия. Возможно, что нарушения гемодинамики при ТБ обусловлены высокими концентрациями ферритина, обладающего вазодилатирующим действием, а также избытком пероксинитрита и избытка свободного гемоглобина, потенцирующего спазм сосудов микроциркуляции (Богомолова И. К., 20 И; Ратникова Л. И., 2010).

Введение дефероксамина в программу лечения пациентов с травматической болезнью позволяет избегать влияния ферритина и пероксинитрита как эндогенных вазодилататоров на параметры центральной гемодинамики и микроциркуляции. Снижение концентрации ферритина (по данным проведенного эксперимента) уменьшает вероятность его отрицательного влияния на тонус сосудистой стенки. Вместе с тем, снижение синтеза супероксидного радикала позволяет уменьшать их окислительное действие на катсхоламиновые рецепторы (МасайЬиг И., 2000), синтез пероксинитрита (Викторов И.В., 2000; ¥агфа1у, Т.А., 2010). Данное обстоятельство приводит к быстрому восстановлению центральной гемодинамики на фоне объемной нагрузки. Улучшение микроцируляции косвенно подтверждается стабилизацией ОПСС (снижение с 1781 (1634; 1853) до 1210 (1103; 1310) дин с-см"5 к 3-м суткам -р = 0,05), что, возможно, связано со снижением отрицательного воздействия пероксинитрита и ферритина.

При сравнительном исследовании показателей гемостаза выявлено, что у пациентов обеих групп в первые сутки имела место гиперкоагуляция (таблица 5).

Так в группе без использования дефероксамина выявлено повышение фибриногена в 1,53 раза, уменьшение АЧТВ в 1,32 раза, а тромбинового времени в 1,3 раза по отношению к контролю. При этом на 3-й сутки выявлено снижение почти на 15 % протромбинового индекса (р < 0,05), в это же время отмечалось снижение уровня фибриногена более чем на 40 % (р = 0,001) и удлинение тромбинового времени на 24 % (р < 0,05).

Таблица 5 - Сравнение показателей гемостаза у пациентов группы I и I] с ТБ, Ме ((^1; СШ)

Показатели, группы Группа 1 (п = 15)

Сроки исследования, сут.

1 3 5 контроль

ПТИ, % I М(95; М!> 81 ДО; Й4) 86 (84; 88) 94 (91; 96)

П » Щ р = 0,01* $8 (95; 162) " р = 0,0000* 59(97; 161) р = 0,0000*

АЧТВ, с \ " КХЖТР) ш 3?(4б;4Л) 3<{(44;47) р = 0,0003* 33 (31; 35) •»О (2,3; 3,2)

II 14 (11; 24) р = 0,01* ........'»'догззг р = 0,004*

Фибриноген, г/л Тромбиновое время, с ' Т" 4,3 (4,5; 4,5) 1.8 (1,6; У) 1,9 (1,8; 1,0)

П 4,6 (4,5; 4,9) р = 0,002* р = 0,0000* 4.1 (4,1; 4,4) р = 0,0000*

21 (26; 14) 36(54; 48) 44 (32; Зб) (27; 29)

п 22 (20; ¿4) ЩИ; 32) р= 0,0000* 31 (30; 32) р = 0,004*

Примечание. * - различия статистически значимы в сравнении с группой I при р < 0,05 (критерий Манна-Уитни для независимых выборок).

В I группе пациентов, получавших дефероксамин, уже к началу 3 суток отмечалась нормокоагуляция, которая сохранялась до конца изучаемого периода в то время, как в группе II больных, не получавших дефероксамин, сохранялась умеренная гипокоагуляция (снижение протромбинового индекса, фибриногена, удлинение тромбинового времени). Данное обстоятельство, как уже указывалось ранее, может быть связано только с одним эффектом дефероксамина: устранением избытка свободного железа из реакций СЮ. Одним из звеньев в патогенезе нарушения гемостаза при ТБ является избыток свободного гемоглобина и травмирующее воздействие Ре2+ на эндотелий, что в условиях плоперфузии, артериальной гипотензии способствует повышенной адгезии тромбоцитов с тенденцией к относительному тромбоцитозу и активации сосудисто-тромбоцитарного и плазменного звеньев гемостаза в ответ на травму с массивной кровопотерей.

Одним из патогенетических факторов, определяющих нарушения гемодинамики при ТБ, является ухудшение реологических свойств крови. Функциональные нарушения сердечно-сосудистой системы в сочетании с нарушением вязкости крови обусловливают весь каскад возникающих впоследствии изменений, приводящих к фатальным последствиям.

Таким образом, исходя из полученных результатов, можно констатировать, что

течение ТБ, сопряженное с выходом во внесосудистое пространство большого

17

количесгва крови, сопровождается нарушением обмена железа в результате как внесосудистого, так и внутрисосудистого гемолиза эритроцитов. Присутствие в плазме крови высоких концентраций свободного железа в составе свободного гемоглобина обусловливает истощение трансферриновой емкости крови, что приводит к снижению концентрации трансферрина, активации СРО с последующим угнетением антиоксидантного потенциала и развитием антиоксидантной недостаточности.

Наличие в системном кровотоке высоких концентраций свободного железа способствует расстройствам микроциркуляции за счет нарушения реологических свойств крови на фоне смешанного (травматического и геморрагического) шока, что косвенно влияет на развитие эндотоксемии, формирование органных дисфункций и на состояние системы гемостаза.

Перечисленные факторы обусловливают тяжесть общего состояния пациентов и длительность их пребывания в отделении реанимации и интенсивной терапии. Нарушенный обмен железа у пациентов с ТБ диктует необходимость назначения антиоксидантных препаратов, а также препаратов, связывающих ионы свободного железа на фоне трансферриновой недостаточности, в частности дефероксамина.

ТЯЖЕЛАЯ МЕХАНИЧЕСКАЯ ТРАВМА ИЛИ РАНЕНИЕ С ФОРМИРОВАНИЕМ БОЛЬШИХ ВНУТРИТКАНЕВЫХ ГЕМАТОМ

Снижение О ЦК

>1

Вазо спазм

Гипоиерфузия опганов и тканей

т

Централизация кровообращения

Внесосудистый гемолиз в гематомах

Накопление свободного железа и его избыток в крови, плазме

3

т.

Трансферриновал недостаточность

' I

Нарушение гемостаза

X

Рост лнлотоксеми

ПРОГРЕССИРОВАНИЕ СИНДРОМА ПОЛИОРГАННОИ НЕДОСТАТОЧНОСТИ

Рисунок 3 - Схема патогенеза ТБ с учетом связи с нарушенным обменом железа

Относительный риск по летальности и выживаемости равен 0,6, что является протекгивным фактором и указывает на эффективность использования дефероксамина

18

в программе интенсивной терапии ТБ. Выявлена положительная динамика по формированию почечной (х2 = 3,3; с!Г = I; р = 0,04) и печеночной дисфункции (х2 = 3,3; 6£=\\р = 0,04), респираторного дистресс синдрома( х2 = 7,4; сН1 = 1;р = 0,01). Отмечена тенденция к снижению летальности на 6,8%. Суммируя данные литературы и результаты собственных исследований, блок-схема патогенеза ТБ с учётом вновь открывшихся обстоятельств может выглядеть следующим образом (рисунок 3).

ВЫВОДЫ

1. Одним из патогенетических факторов развития синдрома полиорганной недостаточности, возникающего у больных с травматической болезнью, является нарушение метаболизма железа, опосредованное выходом во внесосудистое пространство большого количества крови и последующим внес осуди стым и внутрисосудистым гемолизом.

2. Механизм повреждающего действия высвободившегося из эритроцитов железа на печень, миокард и систему гемостаза при травматической болезни обусловлен поступлением в системный кровоток свободных цитотоксичных ионов железа, трансферриновой и антиоксидантной недостаточностью, протекающих в условиях активации процессов свободно-радикального окисления.

3. В эксперименте при моделировании травматической болезни доказана эффективность предотвращения нарушения обмена железа путем применения дефероксамина, ограничение интенсивности реакций свободно-радикального окисления и тяжести эндотоксемии, являющихся одними из патогенетических факторов развития синдрома полиорганной недостаточности.

4. Эффективность использования дефероксамина в программе интенсивной терапии больных с травматической болезнью подтверждается тем, что за счет связывания свободного железа происходит снижение интенсивности процессов свободно-радикального окисления и эндотоксикемии, увеличение трансферриновой Смкости крови и антиоксидантной активности. Это исключает отрицательное влияние свободного железа и продуктов свободно-радикального окисления на печень, сердечно-сосудистую систему и систему гемостаза и тем самым влияет как на течение травматической болезни, так и на ее исход.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. При поступлении пациента с ТБ и наличием у него внутритканевых гематом большого объСма, скоплении крови в различных полостях (плевральной, брюшной), в программу интенсивной терапии включается дефероксамиы в дозе 8

мг/кг массы тела в/в путем капельной инфузии в течение 2-3 часов один раз в сутки.

2. Доза дефероксамина, однократно вводимого с целью уменьшения активности СРО и профилактики активации ПОЛ, не должна превышать 8-10 мг/кг массы тела.

3. Препарат показан в указанной дозе пациентам, у которых: оценка тяжести общего состояния не превышает 20 баллов по шкале APACHE П; по шкале PTS не более 35 баллов; присутствуют явления эндотоксемии (гипер- и гипотермия, лейкоцитоз и лейкопения, ЛИИ > 2-3 усл.ед.), болевой синдром, явления гемолиза (свободный гемоглобин в крови >0,15 г/л, свободный гемоглобин в моче > 0,4 г/л), концентрация трансферрина < 150 мг/дл, снижение ОАА < 250 усл. ед. Повторное введение дефероксамина в указанной дозе показано при сохраняющихся явлениях эндотоксемии, при наличии высоких концентраций свободного гемоглобина, снижении концентрации трансферрина и ОАА.

4. Препарат противопоказан пациентам, у которых присутствуют: не устраненная гиповолемия; стойкая артериальная гипагензия, рефрактерная к вазопрсссорам; явления нефропатии II-Ш степени; отмечается задержка диуреза. Наличие железодефицитной анемии не является противопоказанием для введения дефероксамина.

5. При использовании дефероксамина необходимы следующие исследования: развернутый анализ крови ежедневно; коагулограмма ежедневно; общий анализ мочи ежедневно; контроль суточного количества мочи; контроль концентрации трансферрина, креатинина, мочевины в плазме крови ежедневно; концентрация АлАт, АсАт, билирубина в плазме крови ежедневно; концентрация свободного гемоглобина (в крови и моче) ежедневно; ОАА ежедневно; оценка тяжести по шкале APACHE П один раз в сутки; оценка тяжести по шкале PTS при поступлении.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Нарушения обмена железа в патогенезе критических состояний / Ю. П. Орлов, А. В. Иванов, В. Т. Долгих, В. Н. Лукач, М. В. Чеснокова, Т. В. Притыкина, Ю. А. Петрова, В. С. Вербицкая, С.А. Синеоков // Общая реаниматология. - 2011. -Т. VII, № 5. - С. 15-19.

2. Расстройства микроциркуляции и антиоксидантного потенциала как следствие нарушенного обмена железа при травматической болезни (клинико-экспериментальное исследование) / А. В. Иванов, Ю. П. Орлов, В. Н. Лукач, Т. В. Притыкина, А. М. Иванова // Вестник травматологии и ортопедии им. Н. Н. Пирогова. - 2012. № 1. - С. 64-69.

3. Иванов, А. В. Дисбаланс в системе свободно-радикального окисления у пациентов с травматической болезнью и пути его коррекции / А. В. Иванов // Омский научный вестник.-2013.-№ 1 (118).-С. 33-35.

4. Интенсивность процессов свободно-радикального окисления у больных с травматической болезнью и их коррекция / А. В. Иванов, В. Т. Долгих, Ю. П. Орлов, В. Н. Лукач // Сибирский медицинский журнал. - 2013. - № 7. - С. 71-73.

5. Критические состояния как логическая и закономерная цепь событий в нарушении метаболизма железа (обобщение экспериментальных Исследований) / Ю. П. Орлов, В. Н. Лукач, В. Т. Долгих, Б. Л. Соболева, А. В. Иванов, А. В. Любавина,

A. М. Иванова, А. С. Болтрученко, Б. Ф. Кожевникова, С. В. Пожаров // Биомедицинская химия. - 2013. - Т. 59. - Выпуск 6. - С. 700-709.

6. Обмен железа и его роль при травматической болезни / В. Н. Лукач, Ю. П. Орлов, В. Т. Долгих, А. В. Иванов // Анестезиология и реаниматология. -№1.-2014.-С. 78-81.

7. Иванов, A.B. Влияние нарушенного обмена железа на исход травматической болезни / А. В. Иванов, Т. В. Притыкина, Ю. П. Орлов И Омский научный вестник. - 2010. - № 1 (94). Приложение. - С. 29-32.

8. Связь нарушенного обмена железа с расстройствами микроциркуляции при критических состояниях. / Ю. П. Орлов, A.B. Иванов, В.Т. Долгих, В.Н. Лукач, М.В. Чеснокова, Т. В. Притыкина, С.А. Синеоков // Клиническая патофизиология. -2011. -№1.-С. 108-113.

9. Клинические и экспериментальные параллели при травматической болезни / А. В. Иванов, В. Н. Лукач, В. Т. Долгих, Т. В. Притыкина, Ю. П. Орлов // Вестник интенсивной терапии. - № 5.- 2011. - С. 4-7.

10. Иванов, А. В. Патогенетическая значимость ионизированного железа в развитии полиорганной недостаточности при травматической болезни / А. В. Иванов,

B. Т. Долгих, Ю. П. Орлов II Всероссийский конгресс анестезиологов и реаниматологов. - Санкт-Петербург, 2008. - С. 189-190.

11. Метаболизм железа при травматической болезни и его влияние на антиоксидантный потенциал / А. В. Иванов, В. Н. Лукач, В. Т. Долгих, 10. П. Орлов, Т.В. Притыкина // Съезд Федерации анестезиологов и реаниматологов. -Москва, 2010. - С. 180-181.

12. Обмен железа и антиоксидантный статус в раннем периоде травматической болезни / Ю. П. Орлов, В. Н. Лукач, А. В. Иванов, Т. В. Притыкина //

Новое в анестезиологии-реаниматологии и хирургии : материалы научно-практической конференции анестезиологов-реаниматологов и хирургов Северо-Кавказского Федерального округа с международным участием. - Владикавказ, 2011. - С. 126-127.

13. Иванов, Л. В. О возможности влияния нарушенного обмена железа на исход при травматической болезни / А. В. Иванов, Ю.П. Орлов // Клинические и фундаментальные аспекты критических состояний : материалы научно-практической конференции. Т. 3 - Омск, 2008. - С. 57-61.

14. Иванов A.B. Обмен железа и свободно-радикальное окисление при травматической болезни. / A.B. Иванов, В.Н. Лукач, В.Т. Долгих, А. В. Глушенко, Ю.П. Орлов // Фундаментальные и клинические аспекты критических состояний: материалы научно-практической конференции. - Омск, 2011. - С. 121-125.

15 . Иванов A.B. Использование дефероксамина в комплексном лечении травматической болезни / A.B. Иванов // Актуальные проблемы теоретической, экспериментальной и практической медицины : материалы конференции. - Ханты-Мансийск, 2013. - С. 49-51.

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

АпАт

АД

АОС

АсАт

АЧТВ

- аланинаминотрансфераза

- артериальное давление

- антиоксидацтная система

- аспартатаминотрансфераза

- активированное частичное тромбиновое время

- вещества низкой и средней молекулярной массы -лейкоцитарный индекс интоксикации

- минутный объем кровообращения

- общая антиоксидантная активность

- общая железосвязывающая способность сыворотки

- олигопептиды

- общее периферическое сопротивление

- относительный риск

- объвм циркулирующей крови

- перекисное окисление липидов

- полиорганная недостаточность

- протромбиновый индекс

- сердечный индекс

- свободно-радикальное окисление

- травматическая болезнь

- ударный индекс

- ударный объём

- частота сердечных сокращений

- железоиндуцированная хемшпоминесценция

- объём внеклеточной жидкости

ВНСММ

ЛИИ

МОК

ОАА

ОЖСС

ОП

ОПСС

ОР

ОЦК

ПОЛ

ПОН

пти

СИ

СРО

ТБ

УИ

УО

ЧСС

Fe -ХЛ V вн. ж.

Л*

Иванов Алексей Валерьевич

РОЛЬ ПРОЦЕССОВ СВОБОДНО-РАДИКАЛЬНОГО ОКИСЛЕНИЯ В РАЗВИТИИ ПОЛИОРГАННОЙ НЕДОСТАТОЧНОСТИ ПРИ ТРАВМАТИЧЕСКОЙ БОЛЕЗНИ

14.01.20 - анестезиология и реаниматология ;14.03.03 - патологическая физиология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Подписано в печать 11.12.2014 Формат 60x84/16 Бумага офсетная П. л. -1,0 Способ печати - оперативный Тираж 100

Иэдательско-полиграфический центр ОмГМА 644050, г. Омск, пр. Мира, 30, тел. 60-59-08

15-819

2014250347

2014250347