Автореферат и диссертация по медицине (14.03.03) на тему:Состояние перекисно-антиоксидантного баланса и гуморального иммунитета при осложнённой травме шейного отдела позвоночника

На правах рукописи

005054326

Конюченко Елена Анатольевна

СОСТОЯНИЕ ПЕРЕКИСНО-АНТИОКСИДАНТНОГО БАЛАНСА И ГУМОРАЛЬНОГО ИММУНИТЕТА ПРИ ОСЛОЖНЁННОЙ ТРАВМЕ ШЕЙНОГО ОТДЕЛА ПОЗВОНОЧНИКА

14.03.03 — патологическая физиология

Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата биологических наук

- 8 НОЯ 2012

Москва, 2012

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Российский университет дружбы народов» и ФГБУ «Саратовский научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии» Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации

Научный руководитель:

Карякина Елена Викторовна доктор медицинских наук профессор

Официальные оппоненты: Федорова Татьяна Николаевна

Архипенко Юрий Владимирович

доктор биологических наук, руководитель лаборатории клинической и экспериментальной нейрохн-мии ФГБУ «Научный центр неврологии» РАМН;

доктор биологических наук профессор, заведующий лаборатории адаптационной медицины факультета фундаментальной медицины ФГБОУ ВПО «МГУ имени М.В. Ломоносова»

Ведущая организация:

Федеральное государственное бюджетное учреждение «научно-исследовательский институт общей патологии и патологической физиологии» РАМН

Защита состоится «28» ноября 2012 года в 13.00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.203.06 ФГБОУ ВПО «Российский университет дружбы народов» по адресу: 117198, Москва ул. Миклухо-Маклая, д.8.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Российский университет дружбы народов» по адресу: 117198, Москва, ул. Миклухо-Маклая, д.6.

Автореферат разослан « /Л /о

2012 г.

Учёный секретарь диссертационного совета доктор медицинских наук профессор

Г. А. Дроздова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. В настоящее время в отечественной биологии и медицине все процессы, протекающие в организме после травмы, рассматриваются в рамках концепции травматической болезни (ТБ). В соответствии с этой концепцией ТБ определяется как «совокупность общих и местных изменений, патологических и приспособительных реакций, возникающих в организме в период от момента травмы до её исхода» (Шапошников Ю.Г., 1997).

Травма вызывает стресс-реакцию в организме пострадавшего и служит патогенетической основой развития ТБ. Неспецифическая защитно-приспособительная перестройка, происходящая в организме при любой травме, в частности при позвоночно-спинномозговой, приводит к возникновению нового метаболического состояния (Агаджанян В.В. и соавт., 2003; Котельников Г.П. и соавт., 2009; Крюк Ю.А. и соавт., 2010).

Важными патогенетическими механизмами ТБ являются изменение пе-рекисно-антиоксидантного баланса (ПАБ) и факторов гуморального иммунитета (Abakumov М.М., 2002; Калинина Н.М. и соавт., 2005).

ПАБ - оптимальное соотношение между концентрацией продуктов липопероксидации и уровнем неферментных и ферментных антиоксидантов в биологических средах организма в условиях физиологической нормы, поддерживающие протекание основных метаболических процессов (Барабой В.А., Сутковой Д.А., 1997; Владимиров Ю.А., 1998; Кричковская JI.B., 2001; Белова C.B. и соавт., 2010).

В результате ТБ развивается состояние, которое может быть охарактеризовано как окислительный стресс; нарушается равновесие между системой перекисного окисления липидов (ПОЛ) и антиоксидантной защиты (АОЗ), в частности ее ферментного звена, обусловливающей обезвреживание перекисей и свободных радикалов (Меныцикова Е.Б., Ланкин В.З., Зенков Н.К. и соавт.. 2006).

Как известно, к интенсификации ПОЛ у пострадавших с травмой приводит угнетение АОЗ и её отдельных звеньев, снижение содержания и активности антиоксидантных ферментов, в том числе супероксиддисмутазы (СОД) - одного из важнейших клеточных и церулоплазмина (ЦП) - основного неклеточного антиоксидантных ферментов, лимитирующих процессы ПОЛ (Климова Л.В. и соавт., 1999).

В настоящее время не вызывает сомнения тот факт, что состояние процессов ПОЛ и АОЗ находится в тесной взаимосвязи с функционированием иммунной системы (Чагина Е.А., 2006; Садова В.А. и соавт., 2008). Активация ПОЛ оказывает неблагоприятное действие на структурно-функциональное состояние всех клеток организма, в том числе и иммунной системы.

Защитно-приспособительная перестройка, возникающая при ТБ спинного мозга, приводит к изменению метаболического гомеостаза, в частности, изменению соотношения про- и противовоспалительных цитокинов и отдельных классов иммуноглобулинов в сыворотке крови (Александров В.Н., 1994; Си-

дорин B.C., 1994; Петрова Н.В., 1996; Соколова Т.Ф., 1999; Хаитов P.M. и со-авт., 2000; Беловолова РА. и соавт., 2002; Шолкина М.Н. и соавт., 2002; Слишков В.П., Агаркова А.Н., 2004; Голобородько М.К. и соавт., 2004; За-бродский П.Ф. и соавт., 2008; Розанов В.Е., Шафалинов В.А., 2009; Hansen Е., Schmitz G., 1999; Li Wei et al., 2005; Yao Yong-ming, 2007; Nezlin Roald, 2009).

Течение острого периода ТБ во многом определяется особенностями перестройки системы антиинфекционной защиты организма, что может привести к развитию осложнений, среди которых большой удельный вес имеют инфекционные осложнения. Последние зачастую определяют и исход ТБ (Козлов В.К., 2008).

Резкое снижение естественной неспецифической резистентности организма в остром и раннем периоде ТБ спинного мозга может привести к присоединению бактериальной инфекции, проявляющейся, в частности, бронхо-легочными осложнениями (Короткевич А.Г., 2001; Креймер В.Д., 2006; Свирская JI.M. и соавт., 2008; Cotton В.А., 2005).

До настоящего момента не проводилось детального мониторинга показателей ПАБ, цитокинового профиля и уровней иммуноглобулинов при осложнённой травме шейного отдела позвоночника (ШОП), в том числе при благоприятном (без инфекционных осложнений) и неблагоприятном (при наличии инфекционных осложнений) течении острого и раннего посттравматического периода.

Цель исследования - изучить патогенетическое значение динамических изменений и взаимосвязь перекисно-антиоксидантного баланса и некоторых показателей гуморального иммунитета в оценке течения острого и раннего периода осложнённой травмы шейного отдела позвоночника.

Задачи исследования

1. Изучить состояние перекисно-антиоксидантного баланса, содержания про- и противовоспалительных цитокинов и циркулирующих иммуноглобулинов в периферической крови у практически здоровых лиц мужского пола трудоспособного возраста.

2. Провести мониторинг перекисно-антиоксидантного баланса у больных при благоприятном (без инфекционных осложнений) и неблагоприятном (с инфекционными осложнениями) течении острого и раннего периода осложнённой травмы шейного отдела позвоночника.

3. Провести мониторинг содержания про- и противовоспалительных цитокинов периферической крови у больных при благоприятном (без инфекционных осложнений) н неблагоприятном (с инфекционными осложнениями) течении острого и раннего периода осложнённой травмы шейного отдела позвоночника.

4. Изучить в динамике изменения концентрации иммуноглобулинов классов А, М, G в периферической крови при благоприятном (без инфекционных осложнений) и неблагоприятном (с инфекционными осложнениями) течении острого и раннего периода осложнённой травмы шейного отдела позвоночника.

5. Исследовать взаимосвязь показателей перекисно-антиоксидантного и иммунного статуса у больных при благоприятном (без инфекционных осложнений) и неблагоприятном (с инфекционными осложнениями) течении острого и раннего периода осложнённой травмы шейного отдела позвоночника.

Научная новизна. Впервые выявлено наличие зависимости между показателями перекисного окисления липидов, антиоксидантной системы и параметрами гуморального иммунитета (цитокиновый и иммуноглобулиновый профили сыворотки крови). Показано, что развитие травматической болезни при осложнённой травме шейного отдела позвоночника сопровождается выраженным перекисно-антиоксидантный дисбалансом, относительной недостаточностью антиоксидантной защиты, гиперпродукцией провоспалитель-ных цитокинов, а также дисиммуноглобулинемией.

Чрезмерная выраженность перекисно-антиоксидантного и цитокиново-го дисбаланса и подавление гуморального звена иммунитета ассоциируется с возникновением бронхолёгочных осложнений, определяющих особенности течения травматической болезни в остром и раннем периоде осложнённой травмы шейного отдела позвоночника.

Практическая значимость. Мониторинг показателей перекисно-антиоксидантного баланса, цитокинового профиля и уровней иммуноглобулинов в сыворотке крови при осложнённой травме шейного отдела позвоночника позволяет прогнозировать особенности течения острого и раннего периода осложнённой травмы шейного отдела позвоночника.

Разработан «Способ прогнозирования развития бронхолёгочных осложнений при шейно-спиналыюй травме» (патент РФ на изобретение № 2456609, МПК G01N 33/48 по заявке № 2011131643, приор, от 27.07.2011г„ опубл. 20.07.2012 г., Бюл. № 20).

Полученные в работе данные могут иметь значение для обоснования необходимости исследования параметров ПОЛ-АОС и иммунного статуса у больных с осложнённой травмой шейного отдела позвоночника.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. В остром и раннем периоде осложнённой травмы шейного отдела позвоночника одним из важных факторов, определяющих развитие бронхолёгочных осложнений, является перекисно-антиоксидантный дисбаланс с относительной недостаточностью ферментного звена антиоксидантной системы.

2. Существенными механизмами острого и раннего периода осложнённой травмы шейного отдела позвоночника являются иммунологические нарушения, характеризующиеся дисбалансом про- и противовоспалительных цитокинов и дисиммуноглобулинемией, степень выраженности которых зависит от особенностей течения травматической болезни.

3. Нарушение взаимосвязи между процессами липопероксидации и антиоксидантной защиты, с одной стороны, и цитокинового баланса и выраженности дисиммуноглобулинемии - с другой, играет важную роль в патогенезе острого и раннего периода осложнённой травмы шейного отдела позвоночника.

Апробация работы. Основные результаты диссертации доложены на заседаниях VI Всероссийского съезда научно-медицинского общества анатомов, гистологов и эмбриологов (Саратов 2009); на научно-практической конференции молодых учёных «Актуальные вопросы травматологии, ортопедии и вертебрологии (Саратов, 2009); представлены в материалах научно-практической конференции молодых учёных «Современные аспекты травматологии, ортопедии и вертебрологии (Саратов, 2010); на заседании научного общества «Ассоциации травматологов и ортопедов» (Саратов, 2012).

Объём и структура диссертации. Диссертация изложена на 149 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, главы «Материал и методы исследования» и трёх глав собственных исследований, главы обсуждения результатов исследования, выводов и списка использованных источников литературы, включающего 205 источников, из них 144 отечественных и 61 иностранных. Работа иллюстрирована 26 таблицами и 13 рисунками.

Публикации. По теме диссертации опубликованы 9 работ, из них 5 в изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ для публикации основных результатов диссертационного исследования на соискание учёной степени кандидата биологических наук, получен патент РФ на изобретение.

Внедрение в практику. Полученные результаты внедрены в практику работы отдела фундаментальных и клинико-экспериментальных исследований ФГ'БУ «Саратовский НИИТО» Минздравсоцразвития России, отдела инновационных проектов в нейрохирургии и вертебрологии ФГБУ «Саратовский НИИТО» Минздравсоцразвития России, в учебный процесс (лекций и практических занятий по патологии нервной системы) кафедры патологической физиологии им. А.А.Богомольца ГБОУ ВПО «СГМУ им. В.И.Разумовского» Минздравсоцразвития России.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Материал и методы исследования

Для решения поставленных задач в качестве объекта исследования было обследовано 60 больных, находящихся на стационарном лечении в Сар-НИИТО в остром (1-4-е сутки) и раннем (5-30-е сутки) периоде осложнённой травмы ШОП в соответствии с периодизацией Полищука Н.Е. и соавт. (2001).

В контрольную группу входили 30 практически здоровых лиц мужского пола в возрасте от 17 до 60 лет без вредных привычек, а также острых и хронических заболеваний, способных повлиять на исследуемые показатели. Средний возраст здоровых лиц мужского пола составил 28,0± 2,3 лет.

Ретроспективно 60 больных с осложнённой травмой ШОП были разделены на 2 группы. В зависимости от характера течения острого и раннего посттравматического периода: 1 группа с благоприятным течением (без инфекционных осложнений - бронхолёгочных) - 30 больных; 2 группа с неблагоприятным течением (с наличием инфекционных осложнений - бронхолёгоч-

ных) - 30 больных. Обследованные больные в обеих группах были сопоставимы по полу, возрасту и уровню поражения спинного мозга (в основном Сз-Ст). Средний возраст больных составил 24,0±4,5 года.

Критериями включения больных в исследование были: 1) лица мужского пола в возрасте от 17 до 60 лет; 2) наличие осложнённой травмы ШОП (класс А и Б по классификации ASIA); 3) острый и ранний период осложнённой травмы ШОП (до 30-х суток); 4) изолированный характер повреждения; 5) отсутствие тяжелой висцеральной патологии и хронических заболеваний на момент травмы.

Материалом для исследования служила сыворотка крови.

Во всех группах обследованных лиц осуществляли взятие проб крови при пункции локтевой вены в объеме 5 мл натощак в утренние часы, кровь оставляли для свертывания при температуре 23° С, центрифугировали при 2000 оборотах/мин в течение 10 минут для получения сыворотки. Анализ вышеперечисленных показателей проводили в день забора крови не позже, чем через 2 часа после её взятия.

Всем больным проведены следующие исследования: клинические, инструментальные (рентгенография в 2-х проекциях, МРТ - исследования), клинико-лабораторные (анализ крови, мочи), биохимические (глюкоза, мочевина, креатинин, общий белок, альбумин, билирубин общий и прямой, AJIT, ACT, ГТТ, электролиты, р02, рС02, РН), иммунологические (СРВ).

Специальные методы исследования включали определение показателей перекисно-антиоксидантного баланса и гуморального иммунитета. В качестве показателя процессов липопероксидации определяли уровень МДА, о состоянии ферментного звена антиоксидантной системы судили по уровню СОД и ЦП.

Определяли концентрацию ряда провоспалительных цитокинов: ФНО-а, IL-1B, IL-6 и противовоспалительных цитокинов: IL-4, IL-10, а также уровни иммуноглобулинов классов А, М, G в сыворотке крови.

Все специальные исследования у больных с осложнённой травмой ШОП выполнялись в динамике на 1-4-е, 7-е, 14-е, 21-е, 30-е сутки, у практически здоровых лиц мужского пола - однократно.

Статистическую обработку полученных данных осуществляли при помощи пакета программ Statistica 6.0. Проверяли гипотезы о виде распределений (критерий Шапиро-Уилкса). Большинство наших данных не соответствуют закону нормального распределения, поэтому для сравнения значений использовался U-критерий Манна-Уитни, на основании которого рассчитывался Z-критерий Фишера и показатель достоверности (р). Результаты считали статистически достоверными при р<0,05, что соответствует требованиям, предъявляемым к медико-биологическим исследованиям.

Сопоставительный анализ изменения оксидантного и иммунного статуса в остром и раннем периоде осложненной травмы ШОП проводили с помощью корреляционного анализа по Спирмену.

РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

Состояние перекисно-антиоксидантного баланса в остром и раннем периоде осложнённой травмы шейного отдела позвоночника

Нами обнаружено, что в обеих группах больных с осложнённой травмой ШОП наблюдалось нарушение перекисно-антиоксидантного баланса, который характеризовался повышением уровня МДА во все сроки наблюдения на фоне менее выраженного повышения концентрации СОД и ЦП (рис. 1).

Однако, во второй группе больных нарушения перекисно-антиоксидантного баланса были более выраженными (рис.2).

4 7 14 21 30

Сутки исследования

= Норма, принятая за 100 Я - 1ВДА я СОД * ЦП

Рис. 1. Мониторинг концентрации матонового диальдегида, супероксид-дисмутазы и церулоплазмина в сыворотке крови больных с осложнённой травмой ШОП при отсутствии бронхолёгочных осложнений

Рис. 2. Мониторинг концентрации малонового диальдегида, супероксид-дисмутазы и церулоплазмина в сыворотке крови больных с осложнённой травмой ШОП при наличии бронхолёгочных осложнений

Причём при сравнительной оценке характера метаболических изменений продемонстрированы существенные различия степени их выраженности в зависимости от особенностей протекания ТБ (благоприятного и неблагоприятного). Так, в первой группе концентрация МДА резко возрастала в 5,29 раз (р=0,000001) уже на 1-4-е сутки с момента травмы, а затем статистически достоверно снижалась к 30-м суткам (р=0,000001) по сравнению с контрольными показателями.

У больных второй группы было отмечено резкое возрастание показателя в 5,027 раз (р=0,000001) также на 1-4 сутки ТБ по сравнению с практически здоровыми лицами. В дальнейшем наблюдалось увеличение уровня МДА к 7-м суткам и еще более выраженное увеличение к 14-м суткам (р=0,000001), когда отмечалось максимально высокое значение показателя -8,95 мкмоль/л и только на 30-е сутки отмечалось снижение уровня МДА, но он оставался статистически достоверно высоким по сравнению с контрольными показателями (рис.3).

Контрольная группа Супа исследования

-♦-Группа больных без бронхолегочныхосложнемш -•"Группа больных с бронхолегочными осложнениями

Рис. 3. Изменение концентрации малонового диальдегида (мкмоль/л) в сыворотке крови больных с осложнённой травмой ШОП в зависимости от наличия бронхолёгочных осложнений (* - различия статистически значимые по сравнению с контрольной группой, р<0,05; ** - различия статистически значимые между группами больных, р<0,05).

Исходя из полученных нами данных, у больных первой группы концентрация СОД во все сроки ТБ, начиная с 1-4-х суток (р=0,000001), была статистически достоверно выше показателей у практически здоровых лиц мужского пола вплоть до 21-х суток (р=0,000001). К 30-м суткам абсолютные значения показателя соответствовали показателям практически здоровых лиц мужского пола.

Во второй группе больных при динамическом изучении содержания СОД в сыворотке крови отмечалось существенное увеличение уровня фермента в 8,68 раз (р=0,000001) по сравнению с показателем практически здо-

ровых лиц мужского пола на 1-4-е сутки ТБ. Повторный подъём уровня СОД в 4,64 раза (р=0,000001) наблюдался к 14-м суткам ТБ по сравнению с нормальным значением. На 30-е сутки концентрация СОД не отличалась статистически достоверно от показателей практически здоровых лиц мужского пола (рис.4).

Сутки исследования

^»"Контрольная группа

I Груша больных без бронхолегочных осложнений "••Группа больных с бронхолегочнымп осложнениями

Рис. 4. Изменение концентрации супероксидцисмутазы (нг/мл) в сыворотке крови больных с осложнённой травмой ШОП в зависимости от наличия бронхолёгочных осложнений (* - различия статистически значимые по сравнению с контрольной группой, р<0,05; ** - различия статистически значимые между группами больных, р<0,05)

Результаты исследования показали, что в первой группе больных максимальное значение концентрации ЦП отмечалось уже на 1-4-е сутки ТБ (р=0,000001) по сравнению с показателями практически здоровых лиц, к 30-м суткам показатель снижался практически до нормальных значений в обеих группах.

При мониторинге содержания ЦП во второй группе больных отмечалось достоверное повышение концентрации данного показателя во все сроки наблюдения с максимальным его повышением к 21-м суткам в 1,96 раз по сравнению с контрольными показателями (р=0,000001) (рис.5).

Сутки исследования

—Контрольная группа

—Группа больных без бронхол егачных осложнений и-Группа больных с бронхолегочнымп осложнениями

Рис. 5. Изменение концентрации церулоплазмина (мг/дл) в сыворотке крови больных с осложнённой травмой ШОП в зависимости от наличия бронхолёгочных осложнений (* - различия статистически значимые по сравнению с контрольной группой, р<0,05; ** - различия статистически значимые между группами больных, р<0,05) Подобно другим авторам, изучавшим ТБ, нами обнаружено повышение уровня МДА у всех обследованных больных с осложнённой травмой ШОП по сравнению с практически здоровыми лицами во все сроки наблюдения, что свидетельствует об активации процессов липопероксидации.

Исходя из полученных нами данных, у больных первой группы концентрация СОД во все сроки ТБ была статистически достоверно выше, чем у практически здоровых лиц мужского пола, за исключением 30-х суток, а концентрация ЦП во все сроки ТБ также была статистически достоверно выше, чем у практически здоровых лиц мужского пола.

Наши результаты согласуются с литературными данными о том, что в ответ на травму происходит изменение защитных механизмов, направленных на связывание и выведение токсических метаболитов и активацию ПОЛ, сопровождающуюся повышением уровня МДА в сыворотке крови и, соответственно, изменением АОЗ (Харьков А.Л., 2006; Абрамова Т.А., 2004; Крюк Ю.А. и соавт., 2010; Zhu Shuang-luo et al., 2004).

По нашим данным присоединение бронхолёгочных осложнений (вторая группа больных) приводит к более выраженной активации процессов ПОЛ по сравнению с неосложнённым течением травмы ШОП (первая группа больных). Во второй группе больных повышение уровня МДА и СОД в сыворотке крови на 14-е сутки травматической болезни спинного мозга, а ЦП на 21-е сутки отражает напряженность адаптационно-компенсаторных механизмов (Климова Л.В. и соавт., 1999; Шевченко О.П. и соавт., 2005; Карякина Е.В. и соавт., 2006; Попов Р.В., 2006; Аль-Алавни C.B., 2008; Bielli P., Cala-brese L., 2002; Zhu Shuang-luo et al„ 2004; Мак C.M., Lam C.W., 2008 и др.).

В остром и раннем периоде осложнённой травмы шейного отдела позвоночника развивается перекисно-антиоксидантный дисбаланс (ПАД) с относительной недостаточностью ферментного звена АОС, что проявляется увели-

чением содержания МДА, несмотря на повышение СОД и ЦП. Развитие бронхолёгочных осложнений сопровождается более выраженным ПАД по сравнению с благоприятным течением острого и раннего периода осложнённой травмы ШОП.

Динамика показателей цитокинового профиля сыворотки крови в остром и раннем периоде осложнённой травмы ШОП

Результаты нашего исследования показали, что в двух группах больных с осложнённой травмой ШОП наблюдалось нарушение соотношения уровней про- и противовоспалительных цитокинов, а именно: повышение про- (ФНО-а, ИЛ-1В, ИЛ-6) и противовоспалительных (ИЛ-4 и ИЛ-10) цитокинов в сыворотке крови во все сроки исследования.

В первой группе больных концентрация провоспалительных цитокинов (ФНО-а, ИЛ-1В, ИЛ-6) резко возрастала в 8,9, 5,26 и в 2,2 раза (р=0,000003) на 1-4-е сутки ТБ по сравнению с практически здоровыми лицами мужского пола и оставалась повышенной вплоть до 21-х суток, кроме ИЛ-1В. Во все сроки наблюдения имелось прогрессивное статистически достоверное снижение показателей. К 21-м суткам уровень ИЛ-1В не отличался от нормального уровня (рис.6, рис.7, рис.8).

Во второй группе больных нами во все сроки исследования обнаружено существенное увеличение уровня ФНО-а, ИЛ-1В, ИЛ-6, причем резкое возрастание показателей в 9; 5,51 и 12,8 раз (р=0,000003) соответственно по сравнению с практически здоровыми лицами мужского пола было отмечено уже в 14-е сутки с момента травмы.

В дальнейшем наблюдалось статистически достоверное снижение показателей к 7-м суткам по сравнению с 1-4-и сутками (в 1,65, в 1,97 раз ив 1,36 раз соответственно). К 14-м суткам наблюдалось статистически достоверное увеличение уровней провоспалительных цитокинов (р=0,000004; р=0,000003; р=0,000003) по сравнению с нормальными показателями.

К 21-м суткам ТБ уровни ФНО-а, ИЛ-1В, ИЛ-6 снижались, однако концентрация ФНО-а, ИЛ-6 была статистически достоверно высокой по сравнению с контрольными показателями, а концентрация ИЛ-1В на отличалась от нормального уровня (рис.6, рис.7, рис.8).

Рис. 6. Изменение концентрации ФНО-а (пг/мл) в сыворотке крови больных с осложнённой травмой ШОП в зависимости от наличия бронхолё-гочных осложнений (* - различия статистически значимые по сравнению с контрольной группой, р<0,05; ** - различия статистически значимые между группами больных, р<0,05)

Рис. 7. Изменение концентрации ИЛ-1Р (пг/мл) в сыворотке крови больных с осложнённой травмой ШОП в зависимости от наличия бронхолёгоч-ных осложнений (* - различия статистически значимые по сравнению с контрольной группой, р<0,05; ** - различия статистически значимые между группами больных, р<0,05)

Сутки исследования

—*— Контрольная группа

-♦-Группа больных без бронхолегочных осложнений -•-Группа больныхс бронхолегочнымн осложнениями

Рис. 8. Изменение концентрации ИЛ-6 (пг/мл) в сыворотке крови больных с осложнённой травмой ШОП в зависимости от наличия бронхолёгоч-ных осложнений (* - различия статистически значимые по сравнению с контрольной группой, р<0,05; ** - различия статистически значимые между группами больных, р<0,05)

В первой группе больных в соответствии с полученными нами данными произошло значительное повышение концентрации ИЛ-4 в 1,79 раз и ИЛ-10 в 2,1 раза (р=0,000003) в сыворотке крови по сравнению с практически здоровыми лицами мужского пола уже на 1-4-е сутки ТБ и оставалась высокой на протяжении всего периода наблюдения. Однако, следует отметить, что концентрация ИЛ-4 была максимально высокой к 21-м суткам с момента травмы по сравнению с контрольными значениями (р=0,000003) (рис.9, рис.10).

Полученные результаты показали, что во второй группе больных во все сроки наблюдения с 1-4-х по 21-е сутки ТБ отмечалось статистически достоверное повышение концентрации противовоспалительных цитокинов (ИЛ-4, ИЛ-10) (р=0,000003) по сравнению с показателями у практически здоровых лиц мужского пола. Наибольшая концентрация ИЛ-4 отмечалась на 21-е сутки с момента получения травмы: уровень ИЛ-4 был в 2,54 раз выше, чем в группе контроля (р=0,000003) ив 1,83 раз выше по сравнению с 14-и сутками после травмы (р=0,000003). Также следует отметить, что максимальное содержание ИЛ-10 зафиксировано на 1-4-е сутки после травмы: уровень ИЛ-10 был в 5,39 раз выше по сравнению с группой контроля (р=0,000003), а минимальное на 14-е сутки после травмы по сравнению с нормальными показателями: уровень ИЛ-10 был в 1,44 раз выше по сравнению с контрольными показателями (рис.9, рис.10).

Сутки исследования

-Контрольная группа

—Группа больных без бронхолегочкыхосложнештА ^Группа больныхс бронхолегочнымиосложнениямп

Рис. 9. Изменение концентрации ИЛ-4 (пг/мл) в сыворотке крови больных с осложнённой травмой ШОП в зависимости от наличия бронхолёгоч-ных осложнений (* - различия статистически значимые по сравнению с контрольной группой, р<0,05; ** - различия статистически значимые между группами больных, р<0,05)

Сутки исследования

—Контрольная группа

-Группа больных без бронхолегочных осложнении »-Группа больных с бронхолегочными осложнениями

Рис. 10. Изменение концентрации ИЛ-10 (пг/мл) в сыворотке крови больных с осложнённой травмой ШОП в зависимости от наличия бронхолё-гочных осложнений (* - различия статистически значимые по сравнению с контрольной группой, р<0,05; ** - различия статистически значимые между группами больных, р<0,05)

Подобно другим авторам, нами обнаружено повышение уровней как про- (ФНО-а, ИЛ-1Р, ИЛ-6), так и противовоспалительных цитокинов (ИЛ-4, ИЛ-10) в системной циркуляции у всех обследованных больных уже в 1-4-е сутки посттравматического периода по сравнению с контрольными показателями. Эти изменения цитокинового профиля расцениваются как следствие «окислительного стресса», вызванного травмой и приводящего к стимуляции выброса провоспалительных цитокинов и изменению характера иммунных реакций (Котельников Г.П., Чеснокова И.Г., 2002, Кудлай Д.А. и соавт., 2007).

15

В первой группе больных, начиная с 7-х суток и на протяжении всего периода наблюдения вплоть до 21-х суток, уровень провоспапительных ци-токинов неуклонно и прогрессивно снижался. Уровень ИЛ-4 характеризовался повышением к 21-м суткам как по сравнению с 14-и сутками, так и с контрольными значениями. Уровень ИЛ-10 характеризовался определенной монотонностью с небольшим подъемом значений, в основном, к 21-м суткам, по сравнению с показателями группы контроля, что очевидно укладывается в одно из положений концепции иммунодепрессии, предложенной В.С.Савельевым (2011) об анергии, то есть отсутствия увеличения выработки противовоспалительных цитокинов Т-хелперами. Исходя из полученных нами данных, можно сделать заключение, что возник определенный дисбаланс про- и противовоспалительных цитокинов, что согласуется с данными В.В. Агаджаняна и соавт. (2003).

Во второй группе на 14-е сутки от момента травмы уровень провоспапительных цитокинов вновь становился максимально высоким. Очевидно, это связано с возникновением бронхолёгочных осложнений, при котором экзо- и эндотоксины микроорганизмов являются основным типом субстанции биологического происхождения, способным индуцировать активацию провоспа-лительного звена цитокинового каскада.

К 21-м суткам посттравматического периода во второй группе больных происходило снижение уровней провоспалительных цитокинов, которое, в некоторых случаях, достигало контрольных показателей. Вероятно, это можно объяснить тем, что вновь происходит снижение способности мононукле-арными клетками их продукции. Это в определенной мере согласуется с литературными данными, что происходит нормализация состояния провоспалительных цитокинов в период реконвалисценции (Нагоев Б.С. и соавт., 2009). Кроме того, происходит повышение уровня противовоспалительных цитокинов на фоне анергии мононуклеарных клеток.

Нами установлено, что осложнённая травма шейного отдела позвоночника характеризуется цитокиновым дисбалансом, с преобладанием провоспалительных цитокинов, причем степень изменения цитокинового профиля сыворотки крови по сравнению со здоровыми лицами мужского пола более выражена при наличии бронхолёгочных осложнений. Развитие бронхолёгочных осложнений сопровождалось более выраженным дисбалансом про- и противовоспалительных цитокинов крови по сравнению с благоприятным течением острого и раннего периода ТБ спинного мозга.

Мониторинг содержания иммуноглобулинов сыворотки крови в остром и раннем периоде осложнённой травмы ШОП

По нашим данным у больных обеих групп при исследовании классов циркулирующих иммуноглобулинов классов А, М, в в сыворотке крови обнаружена дисиммуноглобулинемия на протяжении всего изучаемого периода. В первой группе больных концентрация ^ класса А статистически досто-

верно снижалась во все сроки исследования в 1,7 раз (р=0,004210) уже в 1-4-е сутки по сравнению с практически здоровыми лицами мужского пола.

Во второй группе во все сроки исследования наблюдалось более низкое абсолютное значение А, чем у практически здоровых лиц мужского пола. Резкое статистически достоверное падение уровня ^ А в 10,83 раз (р=0,000028) зафиксировано на 21-е сутки ТБ (минимальное значение показателя) по сравнению с контрольными показателями (рис.11).

4 7 14 21 30

Сутки исследования

* Контрольная группа

« Группа больных без бронхолегочных осложнений Группа больных с бронхолегочнымн осложнениями

Рис. 11. Изменение концентрации ^ А (мг/мл) в сыворотке крови больных с осложнённой травмой ШОП в зависимости от наличия бронхолегочных осложнений (* - различия статистически значимые по сравнению с контрольной группой, р<0,05; ** - различия статистически значимые между группами больных, р<0,05)

В первой группе больных происходило некоторое увеличение абсолютных значений ^ М во все сроки наблюдения по сравнению с нормальными показателями.

В результате изучения динамики изменения концентрация 1§ М во второй группе больных отмечалось статистически достоверное значительное снижение показателя в 4,8 раз (р=0,000022) по сравнению с практически здоровыми лицами мужского пола уже на 1-4-е сутки после травмы. В дальнейшем сохранялось низкое содержание ^Му больных на протяжении всего периода наблюдения. Однако, следует отметить, что наименьшая концентрация ^ М отмечалась на 14-е сутки после травмы: уровень М был в 6,8 раз ниже (р=0,000038), чем в группе контроля (рис.12).

Сутки исследования

& Контрольная группа

'' Группа больных без бронхолегочных осложнений Группа больных с бронхолегочными осложнениями (***)

Рис. 12. Изменение концентрации М (мг/мл) в сыворотке крови больных с осложнённой травмой ШОП в зависимости от наличия бронхолёгоч-ных осложнений (* - различия статистически значимые по сравнению с контрольной группой, р<0,05; ** - различия статистически значимые между группами больных, р<0,05)

В первой группе больных концентрация 1§ в резко статистически достоверно снижалась в 2,62 раза (р=0,000005) уже на 1-4-е сутки ТБ по сравнению с практически здоровыми лицами мужского пола и оставалась сниженной вплоть до 30-х суток изучаемого периода. Минимальное значение показателя зафиксировано на 1-4-е сутки после травмы.

Содержание ^ в во второй группе больных было статистически достоверно ниже уже на 1 -4-е сутки посттравматического периода по сравнению с контрольной группой и в дальнейшем сохранялось его низкое содержание до 30-х суток изучаемого периода. Следует отметить, что резкое падение уровня 1§ О отмечалась на 14-е сутки после травмы: уровень ^ в был в 9,68 раз ниже, чем в группе контроля (р=0,000003) и в 6,05 раз по сравнению с показателем на 7-е сутки (р=0,000026) (рис.13).

А 7 14 21 ЗО

Сутки исследования

'л Ко1гтроль аая группа

-* Группа больных без бронхолегочпых осложнений

« Группа больных с бронхолегочнымн осложнениями

Рис.13. Изменение концентрации ^ О (мг/мл) в сыворотке крови больных с осложнённой травмой ШОП в зависимости от наличия бронхолёгоч-ных осложнений (* - различия статистически значимые по сравнению с контрольной группой, р<0,05; ** - различия статистически значимые между группами больных, р<0,05)

Наши данные согласуются с литературными сведениями о наличии длительного иммунодефицита на фоне хронической недостаточности анти-оксидантной защиты организма при интенсификации процессов ПОЛ при ТБ (Афонина Г.Б., Бордонос В.Г.; 1990; Чайсов В.Н. и соавт., 1999).

При исследовании динамических особенностей изменения уровней исследованных иммуноглобулинов в сыворотке крови при развитии бронхолегочных осложнений и их отсутствии при осложнённой травме ШОП нами обнаружено снижение уровней изученных классов иммуноглобулинов сыворотки крови по сравнению со значениями практически здоровых лиц мужского пола.

В первой группе больных уровень А, начиная с 1-4-х суток и, в последующем, на протяжении всего периода наблюдения вплоть до 30-х суток, был статистически достоверно ниже контрольных значений. Это в определённой мере согласуется с литературными данными о том, что реакцией на травму является развитие иммунной недостаточности (Чеснокова И.Г., 2002; Калинина Н.М. и соавт., 2005; Котельников Г.П., Козлов В.К., 2008). Однако, во второй группе, начиная с 21-х суток, его уровень резко падал до 30-х суток. Этот факт является отражением несостоятельности секреторного А в осуществлении местного гуморального иммунитета.

Уровень М во второй группе больных был снижен на протяжении всего периода исследования. Это подтверждается литературными данными, что у больных с неблагоприятным течением заболевания отмечается снижение содержания М (Георгиева С.А. и соавт., 1993).

Уровень ^ О был снижен уже в 1-4-е сутки посттравматического периода как в первой, так и во второй группах и еще более значительное его снижение было зафиксировано во второй группе на 14-е сутки посттравматического периода, то есть двухмоментное снижение уровня, что совпадает с клинической манифестацией бронхолёгочных осложнений. Согласно литературным данным, это вероятно, связано с усиленным потреблением гуморальных факторов иммунитета в ответ на бактериальную агрессию.

Таким образом, у больных обеих групп при исследовании иммуноглобулинов классов А, М, в в сыворотке крови обнаружена дисиммуноглобулине-мия на протяжении всего изучаемого периода. Степень изменений всех изученных показателей была более значительна при наличии бронхолёгочных осложнений, манифестация которых сопровождалась достоверным снижением содержания иммуноглобулинов класса О, что свидетельствовало о снижении выраженности антиинфекционной защиты.

Сопоставительный анализ изменения перекисно-антиоксидантного и иммунного статуса в остром и раннем периоде осложнённой травмы шейного отдела позвоночника

При проведении корреляционного анализа обнаружено, что благоприятное течение острого и раннего периода осложнённой травмы ШОП сопровождалось положительной статистически достоверно сильной корреляционной взаимосвязью уровня МДА с концентрацией ФНО-а (11=0,92) и ИЛ-6 (11=0,91), а также отрицательной средней силы с ИЛ-4 (Я—0,51) и ^ О (11=-0,41) (табл.1.).

Таблица 1

Корреляция показателей перекисно-антиоксидантного и иммунного статуса у больных в остром и раннем периоде осложнённой травмы ШОП без бронхолёгочных осложнений

ФНО-а ИЛ-6 ИЛ-4 1яс

МДА Я=0,92; р=0,000001 11=0,91; р=0,000001 Я=-0,51; р=0,000023 К=-0,41; р=0,001069

Примечание:

- Я - коэффициент корреляции рангов Спирмена,

- р - показатель достоверности

Присоединение инфекционных (бронхолёгочных) осложнений приводило к возникновению новых достоверных отрицательных корреляционных взаимосвязей средней силы: уровня ЦП и МДА (11=-0,64), а также ЦП и ФНО-а (11=-0,40) и ИЛ-6 (Я=-0,41); а также положительных корреляционных взаимосвязей средней силы: ЦП и ИЛ-4 (11=0,68). Кроме того, усиливалась отрицательная связь МДА с ИЛ-4 (Я=-0,87) и несколько ослабевала связь МДА с^в (Я=-0,27) (табл.2).

Таблица 2

Корреляция показателей перекисно-аптиоксидантпого и иммунного статуса у больных в остром и раннем периоде осложнённой травмы с бронхолё-гочными осложнениями

МДА цп ФНО-а ИЛ-6 ИЛ-4 1йО

МДА Я=-0,64 р=0,000001 Я—О,87 р=0,000001 Я—0,27 р=0,033858

цп Я=-0,64 р=0,000001 Я=-0,40 р=0,001458 Я=-0,41 р=0,001180 ЯН),68 р=0,000001

Примечание:

-Я - коэффициент корреляции рангов Спирмена, - р - показатель достоверности

Нами обнаружена достоверная связь между изменением состояния ПАБ и иммунного статуса при осложнённой травме ШОП, в том числе балансом про- и противовоспалительных цитокинов и иммуноглобулинов сыворотки крови. Степень выраженности вышеописанных изменений связана с особенностями течения острого и раннего периода осложнённой травмы ШОП. Неблагоприятному течению посттравматического периода соответствует более выраженное нарушение ПАБ и иммунного статуса.

Таким образом, можно предположить, что нарушение перекисно-антиоксидаптного и цитокинового баланса, а также изменение содержания циркулирующих иммуноглобулинов классов А, М, О в сыворотке крови имеет существенное патогенетическое значение в развитии бронхолёгочных осложнений у больных в остром и раннем периоде осложнённой травмы ШОП.

Особенности течения травматической болезни связаны с отсутствием или наличием бронхолёгочных осложнений, которые усугубляют степень метаболических нарушений у больных с осложнённой травмой ШОП. Одним из способов прогнозирования возникновения бронхолёгочных осложнений является мониторинг маркёров перекисно-антиоксидантного баланса в остром и раннем периоде осложнённой травмы ШОП.

ВЫВОДЫ

1. У обследованных практически здоровых лиц мужского пола трудоспособного возраста состояние процессов липопероксидации и антиоксиданг-ной защиты, а также содержание про- и противовоспалительных цитокинов характеризовалось сбалансированностью; уровни иммуноглобулинов А, ^ М, ^ в) в сыворотке крови находились в пределах референтных величин.

2. У больных в остром и раннем периоде осложнённой травмы шейного отдела позвоночника наблюдалось нарушение перекисно-антиоксидантного баланса с относительной недостаточностью ферментного

звена антиокендантной системы, что проявлялось значительным увеличением содержания малонового диальдегида, несмотря на повышение уровня су-пероксиддисмугазы и церулоплазмина, свидетельствуя о развитии окислительного стресса. У больных с бронхолёгочными осложнениями (эндоброн-хит и пневмония) окислительный стресс был более выражен.

3. В остром и раннем периоде осложнённой травмы шейного отдела позвоночника наблюдается повышение содержания как про-, так и противовоспалительных цитокинов крови, причём повышение уровня провоспали-тельных цитокинов значительно более выражено, чем повышение противовоспалительных цитокинов. Присоединение бронхолёгочных осложнений сопровождается более выраженным дисбалансом про- и противовоспалительных цитокинов крови по сравнению с благоприятным течением острого и раннего периода осложнённой травмы шейного отдела позвоночника.

4. При мониторинге содержания циркулирующих иммуноглобулинов в периферической крови обнаружено достоверное снижение уровня ^ в во все сроки наблюдения, приводящее к снижению антиинфекционной защиты организма больных в остром и раннем периоде осложнённой травмы шейного отдела позвоночника, а также достоверное снижение ^Ав отдельные сроки наблюдения. Не обнаружено достоверного снижения уровня ^ М при отсутствии бронхолёгочных осложнений. Присоединение бронхолёгочных осложнений характеризуется достоверным снижением уровня ^ М в отдельные сроки наблюдения. Выраженность изменений содержания ^Аи ^ в была существенно выше при наличии бронхолёгочных осложнений.

5. У больных при отсутствии бронхолёгочных осложнений в остром и раннем периоде осложнённой травмы шейного отдела позвоночника обнаружена сильная положительная взаимосвязь между содержанием малонового диальдегида и концентрацией провоспалительных цитокинов (ФНО-а - 11=0,92 и ИЛ-6 - 11=0,91) , а также средняя отрицательная взаимосвязь между уровнем малонового диальдегида и содержанием противовоспалительного цитокина (ИЛ-4 - Я=-0,51) и ^ в (Л=-0,41).

6. Присоединение бронхолёгочных осложнений в остром и раннем периоде осложнённой травмы шейного отдела позвоночника характеризуется усугублением окислительного стресса и цитокинового дисбаланса "на фоне дисиммуноглобулинемии, что проявляется возникновением дополнительных отрицательных корреляционных взаимосвязей церулоплазмина с малоновым диальдегидом (Я—0,64), церулоплазмина с провоспалительными цитокинами (ФНО-а - Я=-0,40 и ИЛ-6 - К=-0,41) средней силы и возникновением новой средней положительной взаимосвязи церулоплазмина с ИЛ-4 (11=0,68).

7. Усугубление дисбаланса между про- и антиоксидантными системами и развитие окислительного стресса, а также нарушение взаимоотношений между про- и противовоспалительными цитокинами на фоне подавления гуморального иммунитета может играть важную патогенетическую роль в возникновении бронхолёгочных осложнений у больных в остром и раннем периоде осложненной травмы шейного отдела позвоночника.

8. Обнаруженные в работе нарушения перекисно-антиоксидантного баланса, сопровождающиеся окислительным стрессом, могут играть важную роль в прогнозировании возникновения бронхолегочных осложнений у больных с осложнённой травмой шейного отдела позвоночника.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Динамика концентраций иммуноглобулинов классов А, М, G в сыворотке крови у пациентов с бронхолегочными осложнениями в остром и раннем периодах позвоночно-спииномозговой травмы / Е.А. Конюченко, В.Ю. Ульянов, Д.М. Пучиньян, Е.В. Карякииа //Саратовский научно-медицинский журнал. 2010. Тб. №4. С. 841-844.

2. Ульянов В.Ю., Карякииа Е.В., Конюченко Е.А. Морфологические критерии воспалительного ответа при легочных осложнениях позвоноч-но-спинномозговой травмы // Морфология. 2009. №4. С. 140-141.

3. Сравнительная оценка цитокинового профиля крови в условиях физиологической нормы и травматической болезни спинного мозга / Е.А. Конюченко, Е.В. Карякииа, Д.М. Пучиньян, В.Ю. Ульянов, ДЛ. Теплый // Естественные науки. 2011. №2 (35) С. 133-140.

4. Ульянов В.Ю., Конюченко ЕА. Содержание церулоплазмина и его динамика в остром и раннем периодах травматической болезни спинного мозга // Илизаровские чтения: сб. материалов науч.-практ. конф. с междунар. участ., поев. 90-летию со дня рожд. акад. Г. А. Илизарова. Курган, 2011. С. 450-451.

5. Ульянов В.Ю., Конюченко Е.А. Изменения цитокинового профиля при развитии инфекционно-воспалительных осложнений травматической болезни спинного мозга // Актуальные проблемы патофизиологии: сб. науч. тр. Спб., 2011. С. 173-174.

6. Характеристика цитокинового профиля в остром и раннем периодах травматической болезни спинного мозга / В.Ю. Ульянов, H.A. Норкин В.В. Щуковский Д.М. Пучиньян, Е.А. Конюченко // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Медицинские науки. 2011. №3 (19). С. 114-122.

7. Особенности перекисно-антиоксидантного баланса в условиях физиологической нормы и его изменения при развитии травматической болезни спинного мозга / Е.А. Конюченко, В.Ю. Ульянов, С.П. Бажанов, Е.В.Карякина, ДЛ. Теплый // Фундаментальные исследования. 2012. №4 (2). С. 291-294.

8. Состояние процессов липопероксидации и антиоксидантной защиты в остром и раннем периоде осложненной травмы шейного отдела позвоночника / Е.В. Карякина, Е.А. Конюченко, В.Ю. Ульянов, Е.В. Гладкова //Илизаровские чтения: Курган, 2012. С. 126.

9. Способ прогнозирования развития бронхолегочных осложнений при шейно-спинальной травме: пат. 2456609 Рос. Федерация. № 2011131643; за-явл. 27.07.2011; опубл. 20.07.12, Бюл. № 20.6 с.

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

АОЗ — антиоксидантная защита АОС — антиоксидантная система IgA — иммуноглобулин А иммуноглобулин М - иммуноглобулин О ИЛ-1Р - интерлейкин ф ИЛ-4 — интерлейкин 4 ИЛ-6 — интерлейкин 6 ИЛ-10 - интерлейкин 10 МДА — малоновый диапьдегид ПАБ — перекисно-антиоксидантный баланс ПАД — перекисно-антиоксидантный дисбаланс ПОЛ — перекисное окисление липидов СОД — супероксиддисмутаза ТБ — травматическая болезнь ФНО-а - фактор некроза опухоли ЦП - церулоплазмин ШОП - шейный отдел позвоночника

Конюченко Е.А.

Состояние перекисно-антиоксидантного баланса и гуморального иммунитета при осложненной травме шейного отдела позвоночника

Диссертационная работа посвящена изучению механизмов осложненной травмы ШОП при различном характере ее течения: благоприятном (отсутствие бронхолегочных осложнений) и неблагоприятном (развитие бронхоле-гочных осложнений) в остром и раннем периоде.

Существенными взаимосвязанными механизмами осложненной травмы ШОП являются нарушения перекисно-антиоксидантного и цитокинового баланса, а также содержания циркулирующих иммуноглобулинов классов А, М, G в сыворотке крови. В основу работы положены динамическое определение уровня МДА, как показателя процессов липопероксидации; содержания супероксидцисмутазы и церулоплазмина в сыворотке крови в качестве основных антиоксидантных ферментов, а также проведен мониторинг содержания провоспалительных (ФНО-а, ИЛ-ip, ИЛ-6), противовоспалительных (ИЛ-4, ИЛ-10) цитокинов и уровней циркулирующих иммуноглобулинов классов А, М и G в сыворотке крови. На основании проведенного мониторинга лабораторных показателей предложен способ прогнозирования развития бронхолегочных осложнений при шейно-спинальной травме.

Konyuchenko Е.А.

State of Peroxidant Antioxidant Balance and Humoral Immunity

in Cases with a Complicated Trauma of the Cervical Part of the Spine

The thesis covers the study of mechanisms of the complicated trauma of the cervical part of the spine in different severity rates of its clinical course: a favourable clinical course (absence of bronchopulmonary complications) and an unfavorable one (progression of bronchopulmonary complications) in the acute and early period.

Considerable interrelated mechanisms of the complicated trauma of the cervical part of the spine are derangements of peroxidant antioxidant and cytokine balance as well as abnormalities of the content of circulating immunoglobulins of classes A, M, G in blood serum. Dynamic estimation of MDA-level as an index of lipoperoxidation processes; content of superoxide dismutases and ceruloplasmin in blood serum as the principal antioxidant enzymes are assumed as a basis of the research work. The monitoring of content of pro-inflammatory (TNF-a, IL-lp, IL-6), anti-inflammatory (IL-4, IL-10) cytokines and levels of circulating immunoglobulins of classes A, M, G in blood serum was carried out. On the basis of the conducted monitoring of the laboratory indices a method for predicting progression of bronchopulmonary complications in cases with a spinal injury in the cervical part was applied.

Подписано в печать 28.09.2012. Формат 60x84 1/16. Бумага офсетная. Гарнитура Times New Roman. Печать RISO. Объем 1,0 печ. л. Тираж 100 экз.

Заказ № 193.

Отпечатано с готового оригинал-макета Центр полиграфических и копировальных услуг Предприниматель Серман Ю.Б. Свидетельство № 3117 410600, Саратов, ул. Московская, д.152, офис 19, тел. 26-18-19, 51-16-28

Актуальность исследования. Свободнорадикальные реакции являются одним из важных физиологических механизмов нормального функционирования клетки, которое осуществляется благодаря постоянно поддерживаемому балансу про- и антиоксидантной систем (Маянский М.Д., 1991; Зенков Н.К. и соавт., 2003).

Как известно, общебиологическим действием всех радикальных форм кислорода является индукция процессов перекисного окисления липидов (ПОЛ), хотя отдельные свободные кислородные радикалы обладают некоторыми особенностями (Зенков Н.К. и соавт., 2003).

Общепринятым маркером липидного окисления, определение которого широко используется в экспериментальной и клинической лабораторной практике, является малоновый диальдегид (МДА). МДА образуется при полном окислении липидов и при синтезе побочных продуктов простогландинов и тромбоксанов.

Защита клеток от процессов свободнорадикального окисления осуществляется антиоксидантной системой (АОС), которая в физиологических условиях поддерживает равновесие между продукцией необходимых для нормального метаболизма активных форм кислорода и их разрушением, деток-сикацией (Зборовская И.А., Банникова М.В., 1995; Горожанская Э.Г., 2010). Доминирующую роль в системе антиоксидантной защиты (АОЗ) играет пул ферментов-антиоксидантов, локализующихся как внутри, так и вне клетки, в частности, таких как супероксиддисмутаза (СОД) и церулоплазмин (ЦП) (Е1сЬип 8. ег а1., 2005).

СОД вместе с другими антиоксидантными ферментами защищает организм человека от постоянно образующихся высокотоксичных кислородных радикалов (Реэклп А.У. а1., 2007; Сатрапа Б., 2004). Усиленно изучается ее роль как первичного антиоксиданта плазмы крови и эритроцитов, активно реагирующего на интенсификацию процессов перекисного окисления липидов (ПОЛ) в организме (Гасангаджиева А.Г., 1997; Горожанская Э.Г., 2010), в том числе у пострадавших с тяжелой черепно-мозговой травмой (ЧМТ) (Климова Л.В.и соавт., 1999; Попов Р.В., 2006).

Не менее важным компонентом АОС также является ЦП - основной неклеточный антиоксидантный фермент, во многом определяющий антиок-сидантные свойства крови (Шевченко О.П. и соавт., 2005; Белова C.B., Каря-кина Е.В., 2010). ЦП играет роль ингибитора на ряде этапов образования активированных кислородных метаболитов, принимая участие в удалении токсичных свободных радикалов супероксиданиона; ингибируя образование стабильной перекиси водорода, не инактивируемой основным клеточным ан-тиоксидантным ферментом - СОД (Меныцикова Е.Б., Зенков Н.К., 1993; Pulatova М.К. et al., 2004).

Состояние метаболического гомеостаза поддерживается в определенной степени благодаря действию факторов гуморального иммунитета, в том числе сбалансированности цитокинового профиля и циркулирующих иммуноглобулинов трех основных классов A, M, G в периферической крови.

Цитокины являются важнейшими медиаторами воспалительного ответа, мощными иммунорегуляторными агентами (Wojciech В. et al., 1999). Цитокины стимулируют образование и высвобождение множества других вторичных медиаторов, таких как свободнорадикальные молекулы (Борщикова Т.П. и соавт., 2011).

В нормальных физиологических условиях баланс провоспалительных и противоспалительных цитокинов имеет существенное значение для обеспечения полноценной регуляции защитно-приспособительных механизмов (Дутчин И.В. и соавт., 2009).

По своим биологическим функциям иммуноглобулины сыворотки крови разделяются на 5 основных классов: иммуноглобулин M (Ig M), иммуноглобулин G (Ig G), иммуноглобулин A (Ig A), иммуноглобулин D (Ig D), иммуноглобулин E (Ig E). Иммуноглобулинам каждого отдельного класса присущи специфические физико-химические и биологические свойства. Наиболее изучены три основных класса.

Главная роль Ig А - это защита дыхательных путей от инфекций. Ig М обладает высокой бактерицидной активностью. Иммуноглобулин A (Ig А) циркулирует в сыворотке крови (составляет 15-20% от всех Ig), а также сек-ретируются на поверхность эпителия (Георгиева С.А. и соавт., 1993).

Система Ig М наиболее ранняя как в филогенетическом, так и в онтогенетическом отношении. Ig М обладает высокой бактерицидной активностью. Молекулярный вес Ig М 900000, его молекула включает пять субъединиц.

Ig G является основным классом иммуноглобулинов сыворотки крови, составляет 85% (в то время как Ig А - 10%, a Ig М - 5%). В значительном количестве Ig G синтезируется в ответ на вторичный антигенный стимул и обладает способностью нейтрализовать вирусы, бактерии, токсины, оказывает опсонирующее действие на бактерии (Георгиева С.А. и соавт., 1993).

В настоящее время не вызывает сомнения тот факт, что функционирование иммунной системы находится в тесной взаимосвязи с состоянием процессов ПОЛ и АОЗ (Чагина Е.А., 2006; Садова В.А., 2008 и др.). Активация ПОЛ оказывает неблагоприятное действие на структурно-функциональное состояние всех клеток организма, в том числе и иммунной системы.

Одним из существенных факторов инволюции организма, влияющим на возрастные изменения иммунного статуса, очевидно, является гиперпродукция активных кислородных радикалов (АКР), инициирующих процессы липопероксидации, а также снижение АОЗ, что приводит к дисбалансу про- и противовоспалительных цитокинов и иммуноглобулинов сыворотки крови (Зенков Н.К.и соавт., 2003; Анисимов В.Н., 2008; Хавинсон В.Х., Малинин В.В., 2008; Kappus Н., 1987; Pinero R.M. et al., 1997; Finkel Т., Holbrook N.J., 2000; Heaton P.R. et al., 2002).

Неспецифическая защитно-приспособительная перестройка, происходящая в организме при любой травме, в том числе спинальной, приводит к возникновению нового метаболического состояния. В конечном итоге адаптивные реакции направлены на обеспечение жизнедеятельности организма в новых метаболических условиях с последующим восстановлением нарушенных морфо-функциональных структур. Характер течения острого периода травматической болезни (ТБ) во многом определяется особенностями перестройки системы антиинфекционной защиты организма, что в более поздние сроки после травмы может привести к развитию осложнений, среди которых большой удельный вес имеют инфекционные осложнения. Последние зачастую определяют и исход ТБ (Козлов В.К., 2008).

При ТБ (вне зависимости от локализации очага поражения) защитные механизмы, направленные на связывание и выведение токсических метаболитов, снижены, а свободнорадикальные процессы протекают наиболее интенсивно (Агаджанян В.В. и соавт., 2003; Харьков А.Л., 2006; Крюк Ю.А. и соавт., 2010).

Значительное количество работ клинического и экспериментального плана посвящено изучению метаболического гомеостаза, в частности, особенностям состояния свободнорадикальных процессов и АОЗ при черепно-мозговой травме (ЧМТ) различной степени тяжести (патент РФ № 2178179, 2002; УвароваА.Г., 2004; Кучин Д.Г., 2005), значительно меньшее количество работ посвящено спинальной травме.

Известно, что дисбаланс в системе процессов липопероксидации - АОС способен вызвать повреждение легочных структур, активация ПОЛ биологических мембран приводит к развитию окислительного стресса и как следствие нарушение структурной целостности и функции клеток, а затем их разрушению и гибели, и нередко является ведущим звеном при заболеваниях и повреждении легких. Развитие бронхолегочных осложнений в условиях осложненной травмы шейного отдела позвоночника (ШОП) резко отягощает состояние пациента и ухудшает прогноз (Короткевич А.Г., 2001; Креймер В.Д., 2006; Cotton В.А., 2005).

Травма вызывает ряд изменений в иммунном статусе, в целом оцениваемых как тотальная иммуносупрессия (Делевский Ю.П., 1996; Уварова А.Г., 2004). ТБ спинного мозга также сопровождается структурно-метаболическими нарушениями и запуском каскада реакций на клеточном и молекулярном уровнях, а также активацией цитокинового профиля (Зяблицев C.B., 1992). Известна работа, посвященная исследованию показателей провоспалительных (TNF-a, IL-1(3, IL-6) и противовоспалительных (IL-4, IL-10) цитокинов периферической крови в остром периоде ЧМТ (Абу Салех Аммар Ибрахим, 2007).

Согласно литературным данным, наиболее изучены сдвиги в содержании циркулирующих иммуноглобулинов трех основных классов A, M, G у больных в позднем периоде ТБ спинного мозга (Георгиева С.А. и соавт., 1993). Резкое снижение естественной неспецифической резистентности организма в остром и раннем периоде ТБ может привести к присоединению бактериальной инфекции, проявляющейся, в частности, бронхолегочными осложнениями (Короткевич А.Г., 2001; Креймер В.Д., 2006; Свирская JI.M. и соавт., 2008; Cotton В.А., 2005). Бактериальными токсинами активируются моноциты, макрофаги, что влечет за собой выброс большого количества медиаторов воспаления, в первую очередь, цитокинов (Чагина Е.А., 2006).

До настоящего момента не проводилось детального мониторинга показателей перекисно-антиоксидантного баланса (ПАБ) и гуморального иммунитета при осложненной травме ШОП, в том числе при благоприятном (без инфекционных осложнений) и неблагоприятном (при наличии инфекционных осложнений) течении острого и раннего посттравматического периода.

Цель исследования - изучить патогенетическое значение динамических изменений и взаимосвязь перекисно-антиоксидантного баланса и некоторых показателей гуморального иммунитета в оценке течения острого и раннего периода осложненной травмы шейного отдела позвоночника.

Задачи исследования:

1. Изучить состояние перекисно-антиоксидантного баланса, содержания про- и противовоспалительных цитокинов и циркулирующих иммуноглобулинов в периферической крови у практически здоровых лиц мужского пола трудоспособного возраста.

2. Провести мониторинг перекисно-антиоксидантного баланса у больных при благоприятном (без инфекционных осложнений) и неблагоприятном (с инфекционными осложнениями) течении острого и раннего периода осложненной травмы шейного отдела позвоночника.

3. Провести мониторинг содержания про- и противовоспалительных цитокинов периферической крови у больных при благоприятном (без инфекционных осложнений) и неблагоприятном (с инфекционными осложнениями) течении острого и раннего периода осложненной травмы шейного отдела позвоночника.

4. Изучить в динамике изменения концентрации иммуноглобулинов классов А, М, й в периферической крови при благоприятном (без инфекционных осложнений) и неблагоприятном (с инфекционными осложнениями) течении острого и раннего периода осложненной травмы шейного отдела позвоночника.

5. Исследовать взаимосвязь показателей перекисно-антиоксидантного и иммунного статуса у больных при благоприятном (без инфекционных осложнений) и неблагоприятном (с инфекционными осложнениями) течении острого и раннего периода осложненной травмы шейного отдела позвоночника.

Научная новизна

Впервые выявлено наличие зависимости между показателями перекис-ного окисления липидов, антиоксидантной системы и параметрами гуморального иммунитета (цитокиновый и иммуноглобулиновый профили сыворотки крови). Показано, что развитие травматической болезни при осложненной травме шейного отдела позвоночника сопровождается выраженным перекисно-антиоксидантный дисбалансом, относительной недостаточностью антиоксидантной защиты, гиперпродукцией провоспалительных цитокинов, а также дисиммуноглобулинемией.

Чрезмерная выраженность перекисно-антиоксидантного и цитокиново-го дисбаланса и подавление гуморального звена иммунитета ассоциируется с возникновением бронхолёгочных осложнений, определяющих особенности течения травматической болезни в остром и раннем периоде осложнённой травмы шейного отдела позвоночника.

Практическая значимость

Мониторинг показателей перекисно-антиоксидантного баланса, цито-кинового профиля и уровней иммуноглобулинов в сыворотке крови при осложнённой травме шейного отдела позвоночника позволяет прогнозировать особенности течения острого и раннего периода осложнённой травмы шейного отдела позвоночника.

Разработан «Способ прогнозирования развития бронхолёгочных осложнений при шейно-спинальной травме» (патент РФ на изобретение № 2456609, МПК вОШ 33/48 по заявке № 2011131643, приор, от 27.07.2011 г., опубл. 20.07.2012 г., Бюл. № 20).

Полученные в работе данные могут иметь значение для обоснования необходимости исследования параметров ПОЛ-АОС и иммунного статуса у больных с осложнённой травмой шейного отдела позвоночника.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. В остром и раннем периоде осложненной травмы шейного отдела позвоночника одним из важных факторов, определяющих развитие бронхолёгочных осложнений, является перекисно-антиоксидантный дисбаланс с относительной недостаточностью ферментного звена антиоксидантной системы.

2. Существенными патогенетическими механизмами острого и раннего периода осложненной травмы шейного отдела позвоночника являются иммунологические нарушения, характеризующиеся дисбалансом про- и противовоспалительных цитокинов и дисиммуноглобулинемией, степень выраженности которых зависит от особенностей течения травматической болезни.

3. Нарушение взаимосвязи между процессами липопероксидации и ан-тиоксидантной защиты, с одной стороны, и цитокинового баланса и выраженности дисиммуноглобулинемии - с другой, играет важную роль в патогенезе острого и раннего периода осложненной травмы шейного отдела позвоночника.

Личный вклад автора в результаты исследования

Автор принимал непосредственное участие в лабораторном обследовании всех практически здоровых лиц мужского пола и больных с осложненной травмой ШОП (определение ПАБ, оценка цитокинового и иммуноглобу-линового профилей сыворотки крови).

Апробация работы

Материалы диссертации доложены на заседаниях VI Всероссийского съезда научно-медицинского общества анатомов, гистологов и эмбриологов (Саратов 2009); на научно-практической конференции молодых учёных «Актуальные вопросы травматологии, ортопедии и вертебрологии (Саратов, 2009); представлены в материалах научно-практической конференции молодых учёных «Современные аспекты травматологии, ортопедии и вертебрологии (Саратов, 2010); на заседании научного общества «Ассоциации травматологов и ортопедов» (Саратов, 2012).

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 149 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, главы «Материал и методы исследования» и трёх глав собственных наблюдений, главы обсуждения результатов исследования, выводов и списка использованных источников литературы, включающего 205 источников, из них

выводы

1. У обследованных практически здоровых лиц мужского пола трудоспособного возраста состояние процессов липопероксидации и антиокси-дантной защиты, а также содержание про- и противовоспалительных цитокинов характеризовалось сбалансированностью; уровни иммуноглобулинов

А, ^ М, ^ в) в сыворотке крови находились в пределах нормы.

2. У больных в остром и раннем периоде осложнённой травмы шейного отдела позвоночника наблюдалось нарушение перекисно-антиоксидантного баланса с относительной недостаточностью ферментного звена антиокси-дантной системы, что проявлялось значительным увеличением содержания малонового диальдегида, несмотря на повышение уровня супероксиддисму-тазы и церулоплазмина, что свидетельствовало о развитии окислительного стресса. У больных с бронхолёгочными осложнениями (эндобронхит и пневмония) окислительный стресс был более выражен.

3. В остром и раннем периоде осложнённой травмы шейного отдела позвоночника у больных наблюдается повышение содержание как про-, так и противовоспалительных цитокинов крови, причём повышение уровня про-воспалительных цитокинов значительно более выражено, чем повышение противовоспалительных цитокинов. Присоединение бронхолёгочных слож-нений сопровождается более выраженным дисбалансом про- и противовоспалительных цитокинов крови по сравнению с благоприятным течением острого и раннего периода осложнённой травмы шейного отдела позвоночника.

4. При мониторинге содержания циркулирующих иммуноглобулинов в периферической крови обнаружено достоверное снижение уровня ^ в во все сроки наблюдения вследствие уменьшения антиинфекционной защиты организма больных в остром и раннем периоде осложнённой травмы шейного отдела позвоночника, а также достоверное снижение А в отдельные сроки наблюдения. Не обнаружено достоверного снижения уровня ^М у больных в остром и раннем периоде осложнённой травмы шейного отдела позвоночника при отсутствии бронхолёгочных осложнений. Присоединение бронхолёгочных осложнений характеризуется достоверным снижением уровня ^ М в отдельные сроки наблюдения. Выраженность изменений содержания ^ А и в была существенно выше при наличии бронхолёгочных осложнений.

5. У больных при отсутствии бронхолёгочных осложнений в остром и раннем периоде осложнённой травмы шейного отдела позвоночника обнаружена сильная положительная взаимосвязь между содержанием малонового диальдегида и концентрацией провоспалительных цитокинов (ФНО-а - 11=0,92 и ИЛ-6 - 11=0,91), а также средняя отрицательная взаимосвязь между уровнем малонового диальдегида и содержанием противовоспалительного цитокина (ИЛ-4 - Я=-0,51) и ^ в (Я=-0,41).

6. Присоединение бронхолёгочных осложнений в остром и раннем периоде осложнённой травмы шейного отдела позвоночника характеризуется усугублением окислительного стресса и цитокинового дисбаланса на фоне дисиммуноглобулинемии, что проявляется возникновением дополнительных отрицательных корреляционных взаимосвязей церулоплазмина с малоновым диальдегидом (Я=-0,64), церулоплазмина с провоспалительными цитокинами (ФНО-а - Я=-0,40 и ИЛ-6 - Я=-0,41) средней силы и возникновением новой средней положительной взаимосвязи церулоплазмина с ИЛ-4 (Я=0,68).

7. Усугубление дисбаланса между про- и антиоксидантными системами и развитие окислительного стресса, а также нарушение взаимоотношений между про- и противовоспалительными цитокинами на фоне подавления гуморального иммунитета может играть важную патогенетическую роль в возникновении бронхолёгочных осложнений у больных в остром и раннем периоде осложненной травмы шейного отдела позвоночника.

8. Обнаруженные в работе нарушения перекисно-антиоксидантного баланса, сопровождающиеся окислительным стрессом, могут играть важную роль в прогнозировании возникновения бронхолёгочных осложнений у больных с осложнённой травмой шейного отдела позвоночника.