Автореферат и диссертация по медицине (14.03.03) на тему:Врождённый иммунитет и неспецифическая резистентность в системном воспалении после протезирования клапанов сердца у пациентов с инфекционным эндокардитом

На правах ру^Ьписи

кл

Понасенко Анастасия Валериевна

ВРОЖДЁННЫЙ ИММУНИТЕТ И НЕСПЕЦИФИЧЕСКАЯ РЕЗИСТЕНТНОСТЬ В СИСТЕМНОМ ВОСПАЛЕНИИ ПОСЛЕ ПРОТЕЗИРОВАНИЯ КЛАПАНОВ СЕРДЦА У ПАЦИЕНТОВ С ИНФЕКЦИОННЫМ ЭНДОКАРДИТОМ

14.03.03 - патологическая физиология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

3 О ОКТ 2014

Кемерово-2014

005554050

005554050

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном учреждении «Научно - исследовательский инсппут комплексных проблем сердечно - сосудистых заболеваний» Сибирского отделения Российской академии медицинских наук

Научный руководитель: доктор медицинских наук, профессор Григорьев Евгений Валерьевич

Официальные оппоненты: Салмина Алла Борисовна — доктор медицинских наук, профессор, Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Красноярский государственный медицинский университет имени профессора В. Ф. Войно-Ясенецкого» Министерства здравоохранения Российской Федерации, проректор по инновационному развитию и международной деятельности

Долгих Владимир Терентьевич - доктор медицинских наук, профессор, Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Омская государственная медицинская академия» Минздрава России, заведующий кафедрой патологической физиологии с курсом клинической патофизиологии

Ведущая организация: Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Сибирский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации

Защита состоится «_» _2014 г. в _часов на

заседании диссертационного совета Д 208.035.02 при ГБОУ ВПО КемГМА Минздрава России по адресу: 650029, г. Кемерово, ул. Ворошилова, 22а.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГБОУ ВПО КемГМА Минздрава России и на сайте www.kemsma.ru

Автореферат разослан «_»_2014 г.

Учёный секретарь диссертационного совета

доктор медицинских наук,

профессор

Разумов Александр Сергеевич

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования

Инфекционные эндокардиты занимают второе место среди причин приобретённых пороков сердца (Тюрин В. П., 2013). Эффективное лечение инфекционных эндокардитов невозможно без хирургической коррекции порока клапана сердца (Шевченко Ю. Л. с соавт., 2003; Николаевский Е. Н., Хубулава Г. Г., 2006). Тем не менее, операции на открытом сердце связаны с высоким риском осложнений в послеоперационном периоде (Шевченко Ю. Л. с соавт., 2007). Хирургическая травма и сопровождающие её управляемая гипотермия, наркоз, искусственное кровообращение, интенсивная терапия, с использованием широкого спектра лекарственных препаратов, влекут за собой системную реакцию организма (Зотова Н. В. с соавт., 2008). Системное воспаление в послеоперационном периоде является компенсаторным и направлено на восстановление гемостаза (Кузник Б. И.,

2012). Но в некоторых случаях течение системного воспаления (или системного воспалительного ответа) принимает характер осложнённого (Marik Р. Е. с соавт.,

2013), что увеличивает вероятность развития полиорганной недостаточности (Непомнящих В. А. с соавт., 2011), и, в свою очередь, повышает риск летальных исходов после протезирования клапанов сердца (Зотова Н. В. с соавт., 2006). Факторы врождённого иммунного ответа и неспецифической резистентности активируются в ближайшие часы после хирургической травмы и являются решающими в патогенезе системного воспалительного ответа (Литвицкий П. Ф., Синельникова Т. Г., 2009). Однако, вопрос о патогенезе системного воспаления после кардиохирургических операций у иммунокомпрометированных пациентов, которыми являются больные инфекционным эндокардитом, остаётся недостаточно изученным (Абакумов М. М. с соавт., 2007). Также остаются разрозненными данные о ключевых для патогенеза системного воспалительного ответа компонентах врождённого иммунного ответа и факторах неспецифической резистентности (Gentile L. F. с соавт., 2012; Fry D. Е., 2012; Межирова Н. М. с соавт, 2011; Werdan К. С. с соавт., 2009 и др.). При этом недостаток знаний иммунопатогенеза системного воспалительного ответа после протезирования клапанов сердца препятствует разработке новых подходов к терапии и профилактике осложнений у пациентов с инфекционным эндокардитом.

Степень научной разработанности темы

Значительный вклад в изучение патогенеза системного воспаления при различных заболеваниях и неотложных состояниях внесли Bone R. С., Vincent J.—L., Черешнев В. А., Гусев В. Ю., Кузник Б. И., Шевченко Ю. Л. Этими исследователями были представлены данные, указывающие на ключевое значение факторов врождённого иммунитета и дисбаланса цитокинов при развитии неотложных состояний. Лейдерман И. Н., Кирсанова А. К. в своих работах показывают важность генерализованной активации эндотелия в патогенезе развития системного воспалительного ответа. Однако большинство исследовательских работ посвящено изучению факторов патогенеза системного воспалительного ответа инфекционного генеза. Тем не менее, в практике врача отделения интенсивной терапии достаточно часто встречаются осложнения системного воспаления, не имеющие лабораторного подтверждения инфекционной этиологии. Следует отметить, что механизмы развития системного воспалительного ответа после протезирования клапанов сердца у пациентов с инфекционным эндокардитом как самостоятельная тема ранее не рассматривалась. Соответственно, нет данных о роли в патогенезе системного воспалительного ответа после протезирования клапанов сердца у пациентов с инфекционным эндокардитом отдельных факторов врождённого иммунитета, цитокинов, молекул межклеточной адгезии и функции эндотелия, оценки их клинико-прогностической и клинико-диагностической значимости.

Цель исследования

Установить клинико-патогенетическую и клинико-прогностическую значимость активности путей комплемента, некоторых провоспалительных и противовоспалительных цитокинов, молекул межклеточной адгезии и маркеров функции эндотелия в формировании системного воспалительного ответа после протезирования клапанов сердца у пациентов с инфекционным эндокардитом.

Задачи исследования

1. Сравнить содержание IFNy, TNF a, ILlß, IL4, IL6, IL8, ILIO, IL12p70 в сыворотке крови пациентов с инфекционным эндокардитом в периоперационном периоде протезирования клапанов сердца и сопоставить динамику их концентраций с следующими клинико-лабораторными вариантами системного воспалительного ответа: без осложнений, осложнённый системный воспалительный ответ и системный воспалительный ответ с полиорганной недостаточностью.

2. Изучить в сравнительном аспекте динамику активации путей комплемента и С5а субъединицы комплемента при разных клинико-лабораторных вариантах системного воспалительного ответа у пациентов с инфекционным эндокардитом в периоперационном периоде протезирования клапанов сердца.

3. Изучить динамику концентраций растворимых молекул межклеточной адгезии (селектинов), маркеров эндотелиальной дисфункции (эндотелина и фактора фон Виллебранда) в периоперационном периоде протезирования клапанов сердца пациентов с инфекционным эндокардитом и сопоставить с кгшнико-лабораторными вариантами системного воспаштгельного ответа.

4. Определить клинико-патогенетическое и клинико-прогностическое значение количественного содержания в сыворотке крови цитокинов, молекул межклеточной адгезии и функции эндотелия, активности путей комплемента у пациентов с инфекционным эндокардитом.

5. Разработать принципиальную схему патогенеза системного воспалительного ответа после протезирования клапанов сердца у пациентов с инфекционным эндокардитом, включающую в себя систему комплемента, факторы функции эндотелия, цитокины.

Научная новизна исследования

Впервые установлено, что исходное содержание в сыворотке крови пациентов с инфекционным эндокардитом 1ЫР в количестве <5 пг/мл, ТТчТа >15,00 пг/мл, а 11А <0,35 пг/мл характерно для неосложнённого течения системного воспалительного ответа в послеоперационном периоде протезирования клапанов сердца. Базовые концентрации 1Ы|3 >5 пг/мл, ТОТа <15,00 пг/мл и 1Ь4 >0,35 пг/мл связаны с осложнённым системным воспалительным ответом. Исходные концентрации 1Ыр >5,00 пг/мл, ТТчТа <15,00 пг/мл и 1Ь4 >1,00 пг/мл у пациентов с инфекционным эндокардитом соответствуют клинико-лабораторному варианту послеоперационного системного воспалительного ответа с полиорганной недостаточностью.

Впервые определено, что смещение баланса цитокинов с преобладанием в сыворотке крови в 1-е сутки после протезирования клапанов сердца пациентов с инфекционным эндокардитом интерлейкинов с провоспалительной активностью (соотношение 1Ь6ЛЫ0 >1,00) определяет течение системного воспалительного ответа без осложнений. Смещение баланса в сторону цитокинов с

противовоспалительной активностью связано с развитием осложнённого системного воспалительного ответа (1Ь6/1Ы0 <1,0 но >0,4) и системным воспалительным ответом с полиорганной недостаточностью (1Ь6/1Ы0 <0,4).

Впервые показана связь активности комплемента и формирования системного воспалительного ответа в послеоперационном периоде пациентов с инфекционным эндокардитом. Установлена последовательность активации путей комплемента и значение уровня активности каждого из путей комплемента в соответствующие моменты времени в формировании системного воспалительного ответа после протезирования клапанов сердца у пациентов с инфекционным эндокардитом. Показано ключевое значение классического пути активации комплемента в патогенезе системного воспалительного ответа раннего послеоперационного периода, тогда как альтернативный и лектиновый в это время не оказывают системного влияния. Альтернативный путь активации комплемента является определяющим в позднем послеоперационном периоде при отсутствии влияния классического и лектинового путей комплемента.

Показано клинико-патогенетическое значение в формировании системного воспалительного ответа с полиорганной недостаточностью у пациентов с инфекционным эндокардитом увеличения в послеоперационном периоде протезирования клапанов сердца концентраций в сыворотке крови С5а субъединицы комплемента. Определено, что при системном воспалительном ответе с полиорганной недостаточностью к 7-м суткам количество С5а субъединицы равно 18,00 пг/мл. При системном воспалительном ответе без осложнений концентрации С5а субъединицы к 7-м суткам после операции не изменяются, увеличение ее количества до 9,00 пг/мл связано с формированием осложнённого системного воспалительного ответа.

Определена клинико-патогенетическая роль Е-селектина, эндотелина и фактора фон Виллебранда при системном воспалительном ответе после протезирования клапанов сердца у пациентов с инфекционным эндокардитом. Системному воспалительному ответу без осложнений соответствует усиление активности фактора фон Виллебранда в 1-е сутки, количество Е-селектина и эндотелина в сыворотке крови соответствует исходному. Усиление активности фактора фон Виллебранда и увеличение Е-селектина до 90 пг/мл связано с осложнённым системным воспалительным ответом. Концентрации Е-селектина

более 90 пг/мл, эндотелина >150 пг/мл и активность фактора фон Виллебранда >150 у.е. определяются при варианте системного воспалительного ответа с полиорганной недостаточностью.

Впервые установлена клинико-прогносгическая и клинико-диагностическая значимость факторов врожденного иммунитета и неспецифической резистентности в системном воспалительном ответе после протезирования клапанов сердца у пациентов с инфекционным эндокардитом. Клинико -прогностическая роль отводится исходным концентрациям IL Iß, IL4, ILIO, определяемым в сыворотке крови. Клинико - диагностическое значение для стратификации риска развития осложнений системного воспалительного ответа в раннем послеоперационном периоде имеют ILIO, Е-селектин и эндотелии.

Впервые разработана принципиальная схема патогенеза системного воспалительного ответа после протезирования клапанов сердца у пациентов с инфекционным эндокардитом, включающая в себя дисфункцию эндотелия, цитокиновый дисбаланс, систему комплемента. Составленная схема использована при разработке и внедрении в практику метода прогнозирования риска осложнений системного воспалительного ответа поете протезирования клапанов сердца. Данная схема перспективна в отношении разработки других патогенетически обоснованных алгоритмов профилактики и диагностики осложнений после кардиохирургических операций у пациентов с инфекционным эндокардитом.

Теоретическая значимость

Получены знания о патогенетическом значении цитокинового дисбаланса, активации комплемента и образования его С5а субъединицы, дисфункции эндотелия в формировании системного воспалительного ответа после протезирования клапанов сердца. Полученные знания позволили составить принципиальную схему патогенеза системного воспалительного ответа у пациентов с инфекционным эндокардитом. Разработанная схема повышает информативность и объективность клинико-прогностических и клинико-диагностических алгоритмов определения риска развития осложнений операций по протезированию клапанов сердца у пациентов с инфекционным эндокардитом.

Практическая значимость

Разработан и клинически апробирован патогенетически обоснованный способ прогнозирования, позволяющий на основании исходного количества IL lß,

IL4 и ILIO в сыворотке крови с высокой степенью точности предсказать клинико-лабораторный вариант системного воспалительного ответа в послеоперационном периоде протезирования клапанов сердца у пациентов с инфекционным эндокардитом.

Патогенетически обоснован способ ранней верификации осложнений системного воспалительного ответа после протезирования клапанов сердца на основании определения концентраций IL4, Е-селектина и эндотелина в сыворотке крови пациентов с инфекционным эндокардитом.

Методология и методы исследования

Объектом исследования явилось изучение роли компонентов врожденного иммунитета и факторов неспецифической резистентности в развитии системного воспаления после протезирования клапанов сердца у пациентов с инфекционным эндокардитом. Предмет исследования - пациенты с инфекционным эндокардитом в периоперационном периоде протезирования клапанов сердца. Была выдвинута гипотеза о развитии у пациентов с инфекционным эндокардитом после операций по протезированию клапанов сердца системного воспалительного ответа, имеющего разные клинико-лабораторные признаки, которые определяют вариант его течения. Предположили, что клинико-лабораторные признаки варианта системного воспалительного ответа обусловлены вовлечением в его патогенез некоторых компонентов врожденного иммунитета и отдельных факторов неспецифической резистентности. Различия в интенсивности и времени вовлечения компонентов врожденного иммунитета и факторов неспецифической резистентности у пациентов с инфекционным эндокардитом могут быть определены инструментальными и лабораторными методами исследования, что позволило выделить в послеоперационном периоде протезирования клапанов сердца три клинико-лабораторных варианта системного воспалительного ответа: без осложнений, осложненный системный воспалительный ответ и системный воспалительный ответ с полиорганной недостаточностью.

Клиническая часть работы выполнена при обследовании в периоперационном периоде протезирования клапанов сердца пациентов с инфекционным эндокардитом. Измерение концентраций IFNy, TNFa, ILlß, IL4, IL6, IL8, ILIO, IL12p70, E-, L-, Р-селектинов, эндотелина, С5а субъединицы

комплемента, активности путей комплемента и фактора фон Виллебранда осуществлялось в три точки времени: до операции, в первые (1-е сутки) и седьмые (7-е сутки) сутки после операции. Иммуноферментный анализ являлся основным используемым методом лабораторных исследований.

Основные положения, выносимые на защиту

1. Протезирование клапанов сердца у пациентов с инфекционным эндокардитом сопровождается развитием в раннем послеоперационном периоде системного воспалительного ответа, который имеет три клинико-лабораторных варианта: без осложнений, осложнённый системный воспалительный ответ и системный воспалительный ответ с полиорганной недостаточностью. Каждый из клинико-лабораторных вариантов имеет патогенетические особенности, проявляющиеся в различиях вовлечения в системное воспаление компонентов врожденного иммунитета и факторов неспецифической резистентности. Увеличение концентраций TNFa, IL6, IL8, ILIO в сыворотке крови регистрируется в 1-е сутки после операции у всех пациентов независимо от варианта системного воспалительного ответа. Цитокиновый статус пациентов без осложнений дополняется снижением концентраций IFNy, IL12p70 с одновременным увеличением количества ILlß, IL4. В случае осложнённого системного воспалительного ответа изменения в количестве IFNy, ILlß, IL4, IL12p70 отсутствуют. Увеличение IL12p70 и одновременное снижение IL4 связано с системным воспалительным ответом с полиорганной недостаточностью.

2. В раннем послеоперационном периоде протезирования клапанов сердца у пациентов с инфекционным эндокардитом из факторов неспецифической резистентности ключевое значение в патогенезе системного воспалительного ответа имеют Е-селектин, эндотелии и активность фактора фон Виллебранда. Варианту системного воспалительного ответа без осложнений соответствует усиление активности фактора фон Виллебранда в сыворотке крови, а вариант осложнённого системного воспалительного ответа сопровождается усилением активности фактора фон Виллебранда и увеличением концентраций Е-селектина. Системный воспалительный ответ с полиорганной недостаточностью отличается одновременным усилением активности фактора фон Виллебранда (в 7 раз), увеличением концентраций Е-селектина (в 5 раз) и эндотелина (в 15 раз).

Усиление активности альтернативного пути комплемента в 1-е сутки после операции более чем в пять раз связано с развитием системного воспалительного ответа с полиорганной недостаточностью.

3. Ведущими патогенетическими звеньями системного воспалительного ответа у пациентов с инфекционным эндокардитом после протезирования клапанов сердца являются цитокиновый дисбаланс со смещением в сторону противовоспалительной активности, дисфункция эндотелия с увеличением концентраций Е-селектина и эндотелина, нарушение контроля активации комплемента по альтернативному пути.

Степень достоверности результатов проведённого исследования

Свидетельством достоверности результатов диссертационного исследования является достаточно представительная выборка пациентов (110 чел.), непосредственное участие соискателя в получении исходных данных, проведение лабораторных исследований с использованием реагентов «для научных исследований» от ведущих производителей (США, Швеция, Австрия), оборудования, прошедшего государственную регистрацию в Минздраве России, использование в лабораторных исследованиях контрольных образцов, математическая обработка полученных данных современными и адекватными статистическими методами при помощи лицензированного компьютерного программного обеспечения статистики (Statistica® for Windows 6,0).

Апробация материалов диссертации

Материалы диссертации доложены и обсуждены на XVII Всероссийском съезде сердечно-сосудистых хирургов России (Москва, 2011), V Ежегодном Всероссийском конгрессе по инфекционным болезням (Москва, 2013); Объединённом иммунологическом форуме (Нижний Новгород, 2013).

Публикации

По теме диссертационной работы опубликовано 12 работ в журналах, материалах научных съездов и конференций. Из mix четыре работы представлены в журналах рекомендованных ВАК для публикации результатов диссертационных исследований, одна монография. Получен один патент РФ на изобретение.

Структура и объём диссертации

Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы,

главы описания использованных в работе материалов и методов, четырех глав с собственными результатами и их обсуждением, заключения, выводов, списка сокращений, списка использованных терминов. Диссертация изложена на 185 страницах машинописного текста. Диссертация содержит 24 таблицы, 10 рисунков. Список литературы включает 296 работ (из них 160 — зарубежные).

Личный вклад автора

Разработка дизайна и определение методологии исследования, сбор и анализ литературных данных по теме диссертации, выполнение лабораторных исследований, работа с учетной медицинской документацией; систематизация, статистическая обработка данных и анализ полученных результатов, написание научных статей и диссертации выполнено лично автором.

Внедрение результатов работы

Основные результаты исследования внедрены в клиническую практику отделения анестезиологии и реанимации ФГБУ «НИИ комплексных проблем сердечно - сосудистых заболеваний» СО РАМН, отделения реанимации и интенсивной терапии МГБУ «Кемеровский кардиологический диспансер» и в учебный процесс Научно-образовательного центра «Молекулярная и клиническая медицина при сердечно сосудистой патологии» ФГБУ «НИИ КПССЗ» СО РАМН.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Материалы и методы исследования

Было проведено ретроспективное когортное исследование по принципу случай — контроль. В исследование включены 110 пациентов после протезирования клапанов сердца с диагнозом «инфекционный эндокардит». Материал для исследования собирали в ФГБУ «НИИ КПССЗ» СО РАМН с 2010 по 2013 г.

Ретроспективно, на основании клинико-лабораторных признаков системного воспалительного ответа (классифицированных по шкале оценки состояния органной недостаточности (SOFA), системе классификации острых функциональных и хронических изменений в состоянии здоровья II (APACHE II) - Acute Physiology and Chronic Health Evaluation II и критериев синдрома

системного воспалительного ответа по R. С. Вопе), описанных в первичной медицинской документации (медицинских картах, листах интенсивного наблюдения), было проведено деление пациентов на группы: 1-я — пациенты с послеоперационным периодом без осложнений (СВО без осложнений), 36 чел.; 2-я - пациенты, имеющие в послеоперационном периоде осложнения системного воспалительного ответа (осложнённый СВО), 49 чел.; 3-я -пациенты с системным воспалительным ответом с полиорганной недостаточностью (СВО с ПОН), 25 чел.

Кровь для исследования собирали из подключичного катетера до операции, утром в 1-е сутки и утром седьмого дня после операции. Методом твердофазного иммуноферментного анализа с использованием коммерческих наборов определяли в сыворотке крови интерферон у, цитокины (TNFa, IL1, IL4, IL6, IL8, IL10, IL12p70 (Bender MedSystems, Австрия), С-реактивный белок, комплемент (Euro Diagnostica Headquarters, Швеция), С5а субкомпонент комплемента (Hycult Biotech, Нидерланды), факторы межклеточной адгезии (Р-, L-, Е-селектины (Bender MedSystems, Австрия), эндотелии (Biomedica, США) и фактор фон Виллебранда (American Diagnostica, США). Регистрация на спектрофотометре АИФР-1 «Пикон», Россия.

Исходно хроническая сердечная недостаточность у пациентов была в стадии IIA - НБ (по классификации В.Х. Василенко и Н.Д. Стражеско, 1935), функциональный класс хронической сердечной недостаточности по международной классификации NYHA (New York Heart Association - Нью-Йоркская Ассоциация кардиологов, 1994) варьировал от II до III.

На момент операции все пациенты были компенсированы по степени сердечной недостаточности, имели минимальную активность инфекционного эндокардита. Все операции по протезированию клапанов сердца проводились в условиях искусственного кровообращения. Длительность искусственного кровообращения была 115 (85; 150) мин, время пережатия аорты 81 (60; 109) мин.

Статистическая обработка проводилось с использованием лицензионного программного обеспечения Statistica® 6,0 StatSoftínc, США). Тип распределения

количественных данных оценивали в тесте Шапиро - Уилкса. Использовали методы непараметрической статистики. Центральную тенденцию выражали в виде медианы (Ме), рассеяние описывали в виде 25-го и 75-го интерквантильных интервалов. Информативность показателей оценена методом линейного дискриминантного анализа Фишера. Различия считались значимыми при р <0,01.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Установлено, что исходно количество 1РКу в сыворотке крови у пациентов 1-й группы значимо выше аналогичного у пациентов с осложнённым СВО (р <0,0001) и СВО с ГТОН (р <0,0001) (таблица 1). Затем в первом случае количество 1РИу к 7-м суткам снижается, а при 2-м и 3-м вариантах в это время его концентрации увеличиваются и возвращаются к исходным на 7-е сутки. Отличий между концентрациями 1РКу в разных группах в это время нет (р >0,01).

Исходя из таблицы 1, до операции 1Ыр в сыворотке крови пациентов 1-й группы определяется в незначительных количествах, тогда как во 2-й и 3-й его концентрации превышают 5 пг/мл. В 1-е сутки у пациентов группы без осложнений концентрации 1Ыр увеличиваются (р <0,01) с возвращением к исходным на 7-е (р =0,32). При 2-м варианте динамических изменений 1Ь1р нет (х2 =3,59, р =0,16). При СВО с ПОН концентрация 1ЫР увеличивается в три раза на 7-е сутки и в это время его количество больше, чем у пациентов первых двух групп (р <0,0001).

В таблице 1 указано, что исходно у всех пациентов количество ТЫРа одинаково (Н =7,1, р =0,026). В 1-е сутки его количество увеличивается при 1-м варианте системного воспаления в 10 раз, в 12,5 при 2-м, а при 3-м - в 29 раз, что превышает его концентрации у пациентов двух предыдущих групп (р <0,0001).

До операции концентрации 1Ь6 у пациентов группы СВО с ПОН ниже, чем у пациентов первых двух групп (1,86 (1,27; 3,44) против 4,53 (3,56; 8,41) и 5,36 (4,04; 10,32) пг/мл, р <0,0001). Далее динамические изменения 1Ь6 однотипны во всех группах и характеризуются увеличением его количества в 1-е сутки с возвращением к исходным на 7-е. На всем протяжении наблюдения самые низкие концентрации 1Ь6 определяются при варианте СВО с ПОН (р <0,0001) (рисунок 1).

Таблица 1- Концентрации №N7,1Ыр и Т№а у пациентов с инфекционным эндокардитом в периоперационном периоде протезирования клапанов сердца

Сроки исследования Клинико-лабораторный вариант системного воспалительного ответа

СВО без осложнений Осложнённый СВО СВО с ПОН

№N7

До операции 23,30(13,46:32,48) 8,38 (6,52; 12,19)* 5,96 (3,39; 7,44) *

1-е сутки 9,57 (6,83; 14,54)** 11,96(6,41; 16,70)** 8,00 (4,77; 14,68)**

7-е сутки 5,57 (3,90; 8,65) ** 6,77 (4,14; 9,20) 4,23 (3,24; 6,17)

илр

До операции 1,86(1,42; 2,90) 5,18(3,98; 5,68)* 5,90 (4,94; 8,98) *

1-е сутки 4,18(2,67; 7,52)** 5,63 (4,87; 6,24) 6,12 (5,67; 9,08)

7-е сутки 2,23 (1,41; 3,62) 5,00 (2,44; 5,98) * 15,96 (12,45; 18,98) */**

ТОТа

До операции 15,00 (12,20; 17,52) 12,70 (7,50; 15,36) 11,00 (6,69; 15,43)

1-е сутки 150,00 (115,48; 238,80)** 157,21 (103,03;350,45) ** 318,40 (160,88; 420,70)*/**

7-е сутки 13,37(10,36; 19,40) 15,69 (11,71; 24,03) 11,81 (8,40; 17,17)

Примечания: *- р <0,01 по отношению к группе без осложнений в данное время; ** - р <0,01 по отношению к уровню до операции в группе

До операции 1-е сутки IL6, пг/мл

7-е сутки

пг/мл 600 -|

500 -

400 -

300 -

200 -

100 ■

0

- А

пг/мл 300

До операции 1-е сутки IL8, пг/мл

7-е сутки

СВО без осложнений Осложненный СВО СВО с ПОН

До операции 1 -е сутки 7-е сутки IL12p70, пг/мл

Рисунок 1 - Динамика сывороточного содержания IL6, IL8, IL12p70 в периоперационном периоде пациентов с инфекционным эндокардитом

На рисунке показано, что относительно исходного уровня в 1-е сутки происходит подъём IL8, однако, увеличение концентраций в разных группах неодинаково. Самые высокий подъем IL8 регистрируется у 1-й группы пациентов (с 48,96 (23,28; 85,32) до 268,75 (181,88; 450,59) пг/мл), тогда как во 2-й и 3-й группах его уровни ниже (р <0,01, от 25,34 (14,79; 53,84) и 33,87 (21,15; 40,42) пг/мл до 114,3 (25,74; 185,25) и 126,65 (110,20; 139,66) пг/мл). Но к 7-м суткам количество IL8 возвращается к первоначальным уровням у всех пациентов (р =0,05).

На рисунке 1 продемонстрировано снижение концентраций IL12p70 у пациентов с СВО без осложнений как в 1-е сутки после операции с 454,8 (330,05; 526,45) до 250,95 (196,50; 277,15) пг/мл, так и на 7-е (до 234,85 (143,93; 312,85) пг/мл). В течение периоперационного у пациентов с осложнённым СВО динамических изменений IL12p70 нет =5,16, р =0,06). Увеличение количества

IL 12p70 при СВО с ПОН происходит к 7-м суткам (с 140,6 (125,70; 204,50) до 504,20 (411,90; 567,10) пг/мл, р =0,008). Разница между уровнями IL12p70 у пациентов разных групп определяется до операции (р <0,01) и на 7-е сутки (р <0,01).

Установлено, что при 1-м варианте системного воспалительного ответа концентрации IL4 в сыворотке крови увеличиваются в 1-е сутки (р =0,01), тогда как нет значимых изменений количества ILIO (х2=2,38, р=0,30) (таблица 2).

Таблица 2 - Динамика концентраций противовоспалительных цитокинов

Сроки исследования Клинико-лабораторный вариант

СВО без осложнений Осложнённый СВО СВО с ПОН

IL4

До операции 0,23(0,12; 0,33) 0,52 (0,35; 1,10) 1,23 (0,97; 1,41)

1 -е сутки 2,06(1,45; 2,45) 0,44 (0,34; 0,80) 0,89 (0,87; 1,04)

7-е сутки 0,13 (0,01; 0,23) 0,51 (0,29; 0,62) 0,44 (0,41; 0,58)

ILIO

До операции 25,72 (5,96; 39,64) 10,89 (4,91; 21,52) 13,97 (2,61; 33,94)

1-е сутки 27,20 (16,16; 37,66) 54,78 (18,11; 74,74) 140,29(94,74; 167,52)

7-е сутки 11,49 (7,03; 29,74) 9,30 (5,66; 13,38) 5,48 (2,70; 13,76)

В таблице отражено, что при осложнённом СВО в 1-е сутки нет изменений в количестве IL4 (%2 =0,23, р =0,89), тогда как концентрации ILIO увеличиваются (р =0,0004). При варианте СВО с ПОН исходные концентрации IL4 высокие. Превышают таковые при 1-м и 2-м вариантах системного воспалительного ответа (р <0,001). При СВО с ПОН в 1-е сутки увеличивается количество ILIO (р =0,005), и превышает аналогичное при 1-м (р =0,0001) и 3-м (р =0,002) вариантах.

Регуляторный индекс (РИ = отношение концентрации IL6 к количеству ILIO в сыворотке крови в определенный момент времени) при варианте системного воспалительного ответа без осложнений в 1-е сутки соответствует положительной провоспалительной активности цитокинов (РИ =1,88 (0,87; 2,52) у.е.). При 2-м и 3-м вариантах преобладает активность цитокинов с противовоспалительной функцией (РИ =0,47 (0,37; 0,87) и РИ =0,04 (0,02; 0,05) у.е. соответственно).

Выявлена связь избыточности активации в 1-е сутки комплемента по классическому пути с развитием осложнённого СВО и СВО с ПОН (рисунок 2).

□ СВО без осложнений

■ Осложнённый СВО

■ СВОсПОН

До операции 1-е сутки 7-е сутки

* — р <0,01 по отношению к группе без осложнений в данное время ** — р <0,01 по отношению к уровню до операции в группе Рисунок 2 — Динамика активности классического пути комплемента в периоперационном периоде протезирования клапанов сердца

Рисунок 3 показывает, что активность альтернативного пути в 1-е сутки усиливается и продолжает нарастать к 7-м, не зависимо от течения послеоперационного периода. На 7-е сутки активность альтернативного пути у пациентов с СВО без осложнений выше дооперационной в 3,5 раза, но ниже

аналогичной при осложнённом СВО (в 1,5 раза) и СВО с ПОН (в 2,0 раза).

*/**

*/** 149,40 110,94

Ш СВО без осложнений Осложнённый СВО СВО с ПОН

До операции 1-е сутки 7-е сутки

* - р <0,01 по отношению к группе без осложнений в данное время ** - р <0,01 по отношению к уровню до операции в группе Рисунок 3 - Динамика активности альтернативного пути комплемента в периоперационном периоде протезирования клапанов сердца

Одновременно с активацией альтернативного пути у всех обследованных пациентов происходит увеличение (р <0,01) количества С5а субъединицы

комплемента. На рисунке 4 отражено, что на всем протяжении наблюдения концентрация С5а субъединицы при варианте СВО и ПОН находится на уровне выше, чем при 1-м и 2-м вариантах.

□ СВО без осложнений В Осложнённый СВО Я СВО с ПОН

До операции 1-е сутки 7-е сутки

* - р <0,01 по отношению к группе без осложнений в данное время ** - р <0,01 по отношению к уровню до операции в группе Рисунок 4 - Динамика концентраций С5а субъединицы комплемента в периоперационном периоде протезирования клапанов сердца

Установлена связь увеличения количества эндотелина до 13,43 (11,61; 15,98)

fmol/мл (р <0,01) в 1-е сутки после операции с вариантом СВО с ПОН (рисунок 5).

*/**

13,43

О СВО без осложнений Ш Осложнённый СВО Ü СВО с ПОН

До операции

1-е сутки

7-е сутки

* - р <0,01 по отношению к группе без осложнений в данное время ** - р <0,01 по отношению к уровню до операции в группе Рисунок 5 - Динамика концентраций эндотелина в периоперационном периоде протезирования клапанов сердца

Установили, что при системном воспалительном ответе без осложнений количество Е-селектина в сыворотке крови стабильно на всем протяжении

периоперационного периода. При 2-м и 3-м вариантах концентрации Е-селектина возрастают в 1-е сутки с последующим снижением к 7-м (таблица 3).

Таблица 3 — Динамика концентраций Е-селектина и активности фактора фон Виллебранда у пациентов с инфекционным эндокардитом

Сроки исследования Клинико-лабораторный вариант

СВО без осложнений Осложнённый СВО СВО с ПОН

Е-селектин, пг/мл

До операции 50,38 (34,42; 59,05) 55,55 (42,70; 77,75) 137,75 (62,00; 176,15)

1-е сутки 44,92 (32,32; 55,90) 53,24 (41,10; 86,42) 153,60 (89,86; 188,60)

7-е сутки 38,81 (29,66; 56,15) 43,26 (7,34; 73,65) 87,67 (45,10; 120,20)

Фактор фон Виллебранда, ед/мл

До операции 35,75 (17,33; 67,60) 55,61 (35,85; 102,60) 92,8 (79,69; 97,02)

1-е сутки 118,40 (94,90; 157,20) 156,90 (116,75; 213,00) 147,80 (113,00; 206,90)

7-е сутки 89,64 (69,52; 130,30) 166,15(110,70; 201,30) 132,45(88,88; 145,91)

В таблице показано, что при СВО с ПОН активность фактора фон Виллебранда высокая и исходно превышает (р <0,01) таковую при СВО без осложнений и осложненном СВО. Развитие системного воспаления по 2-му и 3-му вариантам связано с дальнейшим усилением его активности. Для 1-го варианта характерно усиление активности этого аналита в 1-е сутки и снижение к 7-м.

В математической модели пошагового включения дискриминирующих маркеров определили, что в 1-е сутки после операции по протезированию клапанов сердца у пациентов с инфекционным эндокардитом значимыми для разделения являются эндотелии, ILIO, Е-селектин и IL6 (Лямбда Уилкса =0,21, F(6,21) =11,24, специфичность =82,73 %, р <0,001). Соответствие признакам классификации в этой модели позволяет с вероятностью 97,96 % определить развитие системного воспаления по осложнённому варианту.

Основные патогенетические звенья системного воспалительного ответа после протезирования клапанов сердца у пациентов с инфекционным эндокардитом представлены на схеме (рисунок 6).

дддамрди?

Антибактериальная теоапня

•Г

Эндоггслияльная дисфункция

Хрогогческня инфекция

Протезирование

К1МШШМ сердт

Недостаточность |)Ляшич«сим иитоовршкшя I тканей н клеток

±

Иммунная шнпроштфомшюсп.

>1

Интенсивная теоапня

Искусственное кровооОршцате

]

Нарушение мнкроцнркуггяцин. пкшьшия клеточного иммунитет»

X

СИСТЕМНЫЙ ВОСПАЛИТЕЛЬНЫЙ ОТВЕТ

Нарушению мнкрацнр)

куляцнн|

Дисфункция эндотелия

к__^

Транспокацкя кишечной миквоЛиюоы

Г Вторичная альтерация

1

Цнтокнноаый дисбаланс

Акпвшя шнппшнп

по лскхнновоыу пути

Активация кашшенвпа го альтернативному пути

)

Образование С5а субкомпонента

ю о

Рисунок 6 - Принципиальная схема развития системного воспалительного ответа в периоперационном периоде протезирования клапанов сердца у пациентов с инфекционным эндокардитом

ВЫВОДЫ

1. Системный воспалительный ответ у пациентов с инфекционным эндокардитом после протезирования клапанов сердца имеет общие для всех клинико-лабораторных вариантов (системный воспалительный ответ без осложнений, осложнённый системный воспалительный ответ, системный воспалительный ответ с полиорганной недостаточностью) закономерности, заключающиеся в увеличении в 1-е сутки после операции содержания в сыворотке крови TNFa, IL6, IL8, ILIO. Дополнительно в это время при варианте системного воспалительного ответа без осложнений уменьшается количество IFNy, IL12p70 при увеличении IL lß, IL4. Нет значимой динамики IFNy, IL Iß, IL12p70 и IL4 при осложненном системном воспалительном ответе. Системный воспалительный ответ с полиорганной недостаточностью связан с увеличением количества IL12p70 при одновременном снижении IL4.

2. Активация комплемента по альтернативному пути является ключевым фактором в патогенезе осложнений системного воспалительного ответа после протезирования клапанов сердца у пациентов с инфекционным эндокардитом. Для формирования системного воспалительного ответа с полиорганной недостаточностью характерно многократное увеличение концентраций С5а субъединицы комплемента в послеоперационном периоде.

3. Системный воспалительный ответ без осложнений характеризуется повышением активности фактора фон Виллебранда, а одновременная активация фактора фон Виллебранда и увеличение концентраций Е-селектина связаны с вариантом осложнённого системного воспалительного ответа. При системном воспалительном ответе с полиорганной недостаточностью после протезирования клапанов сердца у пациентов с инфекционным эндокардитом в это время наряду с усилением активности фактора фон Виллебранда увеличиваются концентрации Е-селектина, эндотелина.

4. Определяющими для патогенеза системного воспалительного ответа после протезирования клапанов сердца у пациентов с инфекционным эндокардитом в раннем послеоперационном периоде являются IL6, ILIO, Е-селектин и эндотелии. Системному воспалительному ответу без осложнений соответствует увеличение в 1-е сутки после операции концентраций IL6 и сохранение исходных количеств ILIO, Е-селектина и эндотелина. Осложнённый системный воспалительный ответ связан с увеличением количества IL6, ILIO, Е-селектина при неизменных

концентрациях эндотелина. При системном воспалительном ответе с полиорганной недостаточностью значительно увеличиваются концентрации ILIO, Е-селекгана, эндотелина, в то время как количество IL6 не отличается от исходного.

5. Разработана принципиальная схема патогенеза системного воспалительного ответа после протезирования клапанов сердца у пациентов с инфекционным эндокардитом, включающая в себя параметры врождённого иммунитета (система комплемента) и факторы неспецифической резистентности (цитокины, факторы функции эндотелия). Основу схемы составили литературные данные и результаты собственного исследования. Данная схема является теоретической основой для разработки патогенетически обоснованных способов определения риска осложнений после протезирования клапанов сердца у пациентов с инфекционным эндокардитом.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Прогнозирование варианта системного воспалительного ответа после протезирования клапанов сердца у пациентов с инфекционным эндокардитом до операции осуществляется по содержанию ILlß, IL4, ILIO в сыворотке крови. При концентрациях ILlß >2,00 пг/мл, IL4 <0,5 пг/мл и ILIO <25 пг/мл прогнозируется осложнённый вариант развития системного воспалительного ответа.

2. Ранняя диагностика осложнений системного воспалительного ответа в 1-е сутки после операции основана на определении в сыворотке крови количества Е-селектина и эндотелина. При концентрациях Е-селектина >80,00 нг/мл и эндотелина >4,00 fmol/мл диагностируется осложнённое течение системного воспалительного ответа с высоким риском развития полиорганной недостаточности.

СПИСОК ПЕЧАТНЫХ РАБОТ ИО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ Статьи, опубликованные в журналах, рекомендованных ВАК

1.Понасенко, А. В. Значение То11-подобных рецепторов в патогенезе инфекционного эндокардита / А. В. Понасенко, А. С. Головкин, Е. В. Григорьев // Кардиология и сердечно - сосудистая хирургия. - 2012. - Т. 5. - № 6. - С. 87 - 90.

2. Прокальцитонин и интерлейкин lß как маркеры течения послеоперационного периода у пациентов с протезированными клапанами сердца / А. В. Понасенко, М. В. Хуторная, А. С. Головкин и др. II Фундаментальные исследования. - 2014. -№ 4 (3). - С. 589 - 592.

3. Динамика концентраций молекул клеточной адгезии при формировании системного воспалительного ответа после оперативного лечения приобретённых пороков сердца / А. В. Понасенко, М. В. Хуторная, JI. В. Антонова и др. //

■ Фундаментальные исследования. — 2014. - № 7 (3). - С. 549 - 553.

4. Понасенко, А. В. Значение системы комплемента и С5а субъединицы при формировании системного воспалительного ответа в послеоперационном периоде протезирования клапанов сердца пациентов с инфекционным эндокардитом / А. В. Понасенко, А. С. Головкин, Е. В. Григорьев // Фундаментальные исследования. -2014.-№ 10(3).-С. 141-146.

Патент

5. Способ прогнозирования развития системного воспалительного ответа у пациентов с инфекционным эндокардитом: пат.(19) RU (п)2520753 (13) С1 (51) МПК G01N 33/53 (2006.01) / А. С. Головкин, А. В. Понасенко, Е. В. Григорьев и др.; заявитель и патентообладатель Федеральное государственное бюджетное учреждение «Научно — исследовательский институт комплексных проблем сердечно - сосудистых заболеваний» СО РАМН. - № RU 2520753 С1; заявл. 17.02.2013; опубл. 27.06.2014, Бюл. №18.

Статьи опубликованные в рецензируемых журналах

6. Вклад провоспалительных цитокинов в формирование системного воспалительного ответа после операций протезирования клапанов сердца / А. В. Понасенко, М. В. Хуторная, А. С. Головкин и др. // Комплексные проблемы сердечно -сосудистых заболеваний. -2013. —№ 4. - С. 71 - 76.

7. Понасенко, А. В. Роль провоспалительных цитокинов в формировании системного воспалительного ответа после операций по протезированию клапанов / А. В. Понасенко, М. В. Хуторная, А. С. Головкин // Research Journal of International Studies. - 2014. - № 2 (21/3). - С. 90 - 91.

Монография

8. Системный воспалительный ответ в кардиохирургии / Е. А. Великанова, А. С. Головкин, В. Г. Матвеева, Г. П. Плотников, А. В. Понасенко и др.; под ред. JI. С. Барбараша, Е. В. Григорьева.-Кемерово: Кузбассвузиздат, 2013. -149 с. (9,5 п. л).

Материалы конференций

9. Маркёры эндотелиальной дисфункции в периоперационном периоде у пациентов с приобретёнными пороками сердца / А. В. Понасенко, Н. В. Рутковская, Ю. Ю. Савостьянова и др. II Бюллетень НЦССХ им. А. Н. Бакулева. Сердечно -сосудистые заболевания. - 2011. - Т. 12, № 6 - С. 49 (0,3 п. л).

10. Системная воспалительная реакция неинфекционного генеза: механизмы, способы диагностики, варианты коррекции / Е. В. Григорьев, А. С. Головкин, Д. Л. Шукевич, Г. П. Плотников, В. Г. Матвеева, Р. Ю. Звягин, А. В. Понасенко // Материалы IX межрегиональной научно-практической конференции «Современные аспекты анестезиологии и интенсивной терапии». - Новосибирск, 2012.-С. 89-97 (0,1 п. л).

11. Цитокиновый дисбаланс как фактор прогноза послеоперационных осложнений у больных инфекционным эндокардитом / А. С. Головкин, А. В. Понасенко, и др. // Материалы V Ежегодного Всероссийского Конгресса по инфекционным болезням.

-М., 2013.-С. 104 (0,5 п. л).

12. Гуморальные факторы иммунного ответа при синдроме системного воспалительного ответа в послеоперационном периоде пациентов с инфекционным эндокардитом / А. В. Понасенко, М. В, Хуторная, Ю. Ю. Савостьянова // Российский иммунологический журнал.-2013.-Т. 7 (16).-№2-3.-С. 252(0,5 п. л).

Подписано в печать 29.09.2014. Формат 60х84'Лб. Бумага офсетная № 1. Печать офсетная. Усл. печ. л. 1,5. Тираж 100 экз. Заказ № 275

Издательство «Кузбассвузиздат». 650043, г. Кемерово, у. Ермака, 7. Тел. 58-29-34