Введение

В 2010 г. сформирована Хельсинкская декларация по безопасности в анестезиологии, созданная с целью внедрения стандартов и требований, регулирующих деятельность практикующих специалистов и позволяющая существенно снизить смертность пациентов, связанную с анестезией [1]. Безопасность пациента в анестезиологии — это минимизация ятрогенных осложнений (ранних и отсроченных) с помощью грамотного использования протоколов, технологических решений, систем контроля и анализа качества оказания медицинской помощи, поиски решения нерешенных вопросов безопасности. Позитивные сдвиги стали возможными с помощью фармакологии, технологического прогресса в виде улучшения и создания новой наркозно-дыхательной аппаратуры, различных приборов мониторинга, продвижения научных идей [2]. В клинической практике, как правило, наблюдают ранние послеоперационные изменения и осложнения, так как по разным причинам отследить отсроченные результаты не представляется возможным.

Стремление к активному и здоровому долголетию открывает возможности для изучения генетики, взаимосвязей между эпигенетическими и генетическими факторами. Многие исследования ограничиваются изучением однократной анестезии, однако на современном этапе все чаще пациенты подвержены многократным анестезиям.

Осложнения, связанные с анестезией, требуют детального понимания и изучения причинно-следственной связи, в том числе патофизиологической, химической и генетической. Например, одно из осложнений, такое как злокачественная гипертермия, напрямую связано с генетическим дефектом у пациента и введенными препаратами, используемыми в анестезиологии (галогенсодержащими анестетиками, сукцинилхолином и др.). Несмотря на предоперационную подготовку пациента (сбор анамнеза, жалоб, аллергического статуса, расчет шкал и прочее) и существование антидота, смертность остается высокой [3]. С развитием науки таких взаимосвязей становится больше.

Поиски механизмов защиты ДНК осуществляют на протяжении длительного времени. Относительно новое направление в эпигенетике — изучение теломер. В 1938 г. доктор H.J. Muller впервые описал теломеры, началась новая эпоха в изучении старения и долголетия. Теломеры — концевые участки ДНК, защищающие клетку от гибели. Эти особые участки сокращаются при каждом делении клетки и в какой-то момент уменьшаются настолько, что клетка гибнет [4]. Длина теломер лейкоцитов признана мощным биологическим маркером истощения и старения организма. Доказана корреляция длины теломер с хронологическим возрастом, а также отмечена связь со многими заболеваниями [4—10].

В зарубежной литературе описано несколько исследований, в которых изучают вопрос влияния анестетиков на наследственный материал человека. Китайские ученые в 2023 г. опубликовали революционную статью, посвященную подбору дозы пропофола в зависимости от длины теломер пациента [11]. В исследование вошли 100 пациентов от 18 до 80 лет, которым планировали провести плановое оперативное вмешательство. Состояние всех исследуемых соответствовало I—II функциональному классу по ASA. Измерение длины теломер производили до операции. Ученые показали, что людям с более короткими теломерами была необходима меньшая доза пропофола (p<0,0001).

Индонезийские исследователи изучали влияние отработанных анестезирующих газов на сотрудников операционной. Доказано, что анестезирующие газы (изофлуран, десфлуран, севофлуран) повреждают ДНК, наиболее выраженные изменения регистрировали у лиц, подвергающихся воздействию от 3 до 9 лет [12]. В одном из исследований изучали количество хромосомных аберраций, уровень образования микроядер, степень повреждения ДНК методом «ДНК-комет». Данные показатели отражают накопление ДНК-повреждений, а повреждение ДНК в клетке всегда сопровождается укорочением длины теломер лейкоцитов [13].

Качество (адекватность, контроль болевого синдрома, минимальное действие на гомеостаз/высшую нервную деятельность/старение) проведенной анестезии имеет большое значение. В том числе представляет интерес влияние на качество жизни в раннем и позднем послеоперационном периоде, особенно при многократных анестезиях. Эпигенетические аспекты в анестезиологии изучены мало, что и предопределило наше исследование.

Цель исследования — изучить длину теломер лейкоцитов у пациентов с тяжелой сочетанной травмой при многократных анестезиях.

Материал и методы

Проспективное рандомизированное когортное исследование проведено на базе ФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный университет» Правительства Российской Федерации после получения разрешения независимого этического комитета данного учреждения (протокол №275 от 27.02.2023).

Количество участников исследования — 41 человек.

Критерии включения: информированное добровольное согласие на участие в исследовании; ранения и тяжелая сочетанная травма (по шкале оценки тяжести травмы Injury Severity Score (ISS) от 9 до 15 баллов) с вовлечением нижних конечностей; непроникающие ранения органов грудной и/или брюшной полости; уровень сознания по шкале комы Глазго (ШКГ) 15 баллов; возраст от 18 до 44 лет; отсутствие хронических заболеваний в стадии декомпенсации; оперативные вмешательства на нижних конечностях в объеме ампутации/реампутации конечности, вторичная хирургическая обработка ран, монтаж/перемонтаж аппарата внешней фиксации, металлоостеосинтез переломов костей.

Критерии невключения: травма головы, позвоночника, проникающие ранения органов грудной и/или брюшной полости или таза; оценка по шкале ISS <9 или >15 баллов.

Критерии исключения: отказ пациента в процессе исследования; развитие осложнений (венозных тромбоэмболических осложнений, полиорганной недостаточности, шока); уровень сознания по ШКГ <15 баллов; менее трех оперативных вмешательств; перевод пациента на этапное лечение в другое многопрофильное лечебное учреждение.

В исследование вошли мужчины молодого возраста (18—44 лет), всего 41 человек, не различавшиеся по антропометрическим данным, сопутствующей патологии, оцененные по шкале анестезиологического риска ASA, шкале органной дисфункции SOFA, шкале оценки тяжести повреждения ISS. Проанализированы количество и продолжительность оперативных вмешательств у пациентов обеих групп за 4 нед лечения. Данные представлены в табл. 1.

Таблица 1. Общая характеристика пациентов при поступлении

Рандомизацию пациентов осуществляли с помощью метода случайной выборки. Пациентам 1-й группы выполняли регионарную анестезию (n=23), пациентам 2-й группы — общую комбинированную анестезию (n=18). Исключены 11 пациентов в связи с переводом в другой стационар. Дизайн исследования представлен на рисунке.

Дизайн исследования.

РА — регионарная анестезия; ОКА — общая комбинированная анестезия.

Пациентам 1-й группы выполняли проводниковую анестезию (блокада бедренного/седалищного нервов или блокада бедренного/латерального кожного нерва бедра) 0,75% раствором ропивакаина в дозе 225 мг с помощью ультразвукового сопровождения. Для седации использовали 1% раствор пропофола в дозе 350—500 мг/ч инфузоматом.

Пациентам 2-й группы выполняли общую комбинированную анестезию. Для индукции применяли пропофол 1,5—2,0 мг на 1 кг массы тела, фентанил 3—5 мкг на 1 кг массы тела, рокурония бромид 0,6 мг на 1 кг массы тела. Поддержание анестезии осуществляли ингаляцией севофлурана в концентрации до 2—2,5 об.%, добиваясь 0,9—1,1 МАК при газотоке 1 л/мин и фракции кислорода 30—35%; выдыхаемый CO₂ регистрировали на уровне 35—45 мм рт.ст., фентанил 0,1 мг каждые 30—40 мин. Поддержание миоплегии достигали дополнительным введением рокурония бромида в дозе 0,15 мг на 1 кг массы тела, для инфузионной терапии применяли 1000—1500 мл сбалансированных кристаллоидных растворов.

Исследование теломер проводили в момент поступления в стационар, затем через 4 нед. На первом этапе забирали кровь из периферической вены, замораживали, затем доставляли в молекулярно-генетическую лабораторию научно-исследовательского центра Военно-медицинской академии им. С.М. Кирова. Вторым этапом лабораторной диагностики являлось выделение ДНК. Процедуру проводили в ламинарном боксе II класса биологической защиты CytoFast Elite 215. После выделения ДНК ее концентрацию измеряли на приборе NanoDrop One (Thermo Fisher Scientific Inc., США), после чего материал помещали в холодильник при температуре –20°C на хранение. Применительно к данной работе опробованы несколько вариантов количественной полимеразной цепной реакции в реальном времени для измерения абсолютной длины теломерной ДНК периферической крови пациентов [14—16].

Статистическую обработку данных проводили в программе Statistica 10. Начальные табличные данные формировали в среде Microsoft Excel 2019. Нормальность распределения значений проверена с помощью тестов Колмогорова—Смирнова и Шапиро—Уилка. Количественные данные, для которых нормальность распределения не доказана, представлены в виде медианы, 25-го и 75-го перцентилей — Me (Q₁; Q₃). Межгрупповые сравнения количественных величин проводили с помощью U-теста Манна—Уитни, внутригрупповые сравнения — с применением критерия Уилкоксона. Статистически значимыми различия считали при p<0,05.

Результаты

В периоперационном периоде проведена оценка лабораторных и инструментальных показателей, таких как клинический и биохимический анализ крови, коагулограмма, электрокардиограмма, рентгенография органов грудной полости, ультразвуковое исследование сосудов нижних конечностей. У всех пациентов выявлена анемия легкой или средней степени тяжести (82,5 (87,5; 110,5) г/л), нормокоагуляция по результатам гемостазиограммы. По данным рентгенографии и ультразвукового исследования сосудов нижних конечностей, ни у кого из пациентов не было патологии.

У всех пациентов течение анестезии было стандартным и неосложненным. Интраоперационно всем пациентам проводили стандартный мониторинг: это контроль оксигенации (пульсоксиметрия, анализ содержания кислорода и ингаляционных анестетиков во вдыхаемой газовой смеси), мониторинг вентиляции (капнометрия, сигнализация разгерметизации дыхательного контура), контроль кровообращения (неинвазивное измерение уровня артериального давления и частоты сердечных сокращений 1 раз в 5 мин, электрокардиография), термометрия. У всех пациентов отмечали показатели SpO₂ в пределах 95—100%, нормотермию и по данным электрокардиомонитора синусовый ритм. Ни у одного из пациентов не было критических инцидентов во время проведения анестезии, таких как разгерметизация дыхательного контура искусственной вентиляции легких, ошибочное введение препаратов, непредвиденная/преждевременная экстубация, технические ошибки при контроле дыхательного контура и потока газовоздушной смеси, передозировка или ошибочное назначение лекарственных препаратов. После операции у всех пациентов контролировали вероятность анемии. Никому из пострадавших не требовалась инфузия кровезамещающих препаратов.

У пациентов обеих групп не было различий по количеству анестезий и их продолжительности за 4 нед. Данные представлены в табл. 2.

Таблица 2. Характеристика продолжительности и кратности анестезий

У здоровых людей нормальная длина теломер составляет от 6 до 12 килобаз (кб/оснований/нуклеотидов). У всех пациентов двух групп длина теломер лейкоцитов при поступлении составила 8,575 кб (8,25; 8,9), через 4 нед — 8,108 (7,866; 8,5) кб. Между группами не было различий ни на 1-м (p=0,0507), ни на 2-м (p=0,933) этапах исследования. При статистическом анализе полученных данных абсолютных длин теломер лейкоцитов получены данные, представленные в табл. 3.

Таблица 3. Уровень абсолютной длины теломер лейкоцитов у пациентов исследуемых групп

Внутри групп наблюдали различия. У пациентов 1-й группы регистрировали укорочение теломер через 4 нед с момента поступления, но значения длины теломер оставались в пределах нормальных референсных значений, не доходя до критического уровня (4—5 кб). У пациентов 2-й группы статистически значимых различий по изменению длины теломер не отмечали.

Сделано важное наблюдение в ходе исследования. У 3 (18,7%) пациентов 1-й группы, которым выполнена регионарная анестезия, и у 3 (21,4%) пациентов 2-й группы, которым выполнена общая комбинированная анестезия, отмечали увеличение абсолютных длин теломер лейкоцитов через 4 нед по сравнению с длиной, регистрируемой при поступлении в стационар. Вероятно, это связано с активностью теломеразы в ответ на стресс [5, 10]. Данная реакция в виде увеличения длины теломер лейкоцитов не до конца ясна, что означает необходимость дополнительных исследований.

Обсуждение

Влияние анестезии на организм в целом должно быть минимизировано. Этому способствуют индивидуальный подход к пациенту, выбор метода анестезии, исходя из всех параметров, учет ранних и отсроченных послеоперационных осложнений.

Исследования, посвященные генотоксичности анестетиков, на данный момент малочисленны, а их результаты противоречивы [12, 17]. Общие анестетики могут изменять экспрессию различных ферментов, что в конечном результате приводит к метилированию гистонов в белках и генах, например таких как нейтротрофический фактор (BDNF) [18]. Лабораторная диагностика в подобных исследованиях, как правило, заключается в изучении микроядер, кометном анализе, исследовании хромосомных аберраций и иных молекулярно-генетических коррелятов. Все повреждения ДНК сопровождаются укорочением теломер [13].

M. Kucharova и соавт. доказали, что общая анестезия приводит к повреждению ДНК, в то время как при применении нейроаксиальных методов анестезиологического обеспечения операций такие данные не получены [19]. В исследовании использовали лабораторный метод кометного анализа. В группы включены пациенты, существенно различавшиеся по возрасту и антропометрическим данным, характеру операции и ее продолжительности. Всем предстояло перенести одно оперативное вмешательство. В группе общей анестезии результаты показали статистически значимые различия между образцами крови до и после анестезии по всем изучаемым параметрам (процент ДНК в конце кометы, p<0,0001; окисленные пиримидиновые основания, p<0,0001; окисленные пуриновые основания, p<0,0001). В группе регионарной анестезии статистически значимых различий по уровню повреждений ДНК после анестезии не было (процент ДНК в конце кометы, p=0,97; окисленные пиримидиновые основания, p=0,29; окисленные пуриновые основания, p=0,41).

На данный момент активно изучается вопрос теломерной теории старения, появляются новые исследования, описывающие влияние общего статуса, состояния или заболевания на длину теломер лейкоцитов. Более 3700 статей в течение последних 5 лет представлено в поисковой системе PubMed по данной теме. Большинство работ посвящены изучению корреляции между длиной теломер лейкоцитов и психическими заболеваниями [20, 21]. Многими исследователями доказано, что посттравматическое стрессовое расстройство приводит к укорочению теломер лейкоцитов [22, 23].

По результатам нашего исследования не выявлено влияние анестезии на геном человека. Учитывая особенности исследуемой когорты (тяжелая сочетанная травма, многократные анестезии, этапное хирургическое лечение), следует отметить, что лекарственные препараты являются одним из составляющих факторов влияния на длину теломер лейкоцитов. Общие анестетики не меняют длину теломер лейкоцитов. Местные анестетики (ропивакаин) в комбинации с пропофолом приводят к укорочению теломер лейкоцитов. Однако абсолютная длина теломер лейкоцитов при этом остается в пределах нормальных значений. Вероятно, это может быть связано с преаналитическим этапом лабораторной диагностики или с «эффектом присутствия» пациента на собственной операции. На данный момент объяснить причину данного укорочения однозначно нельзя.

Заключение

Необходимо более детальное изучение механизма влияния местных и общих анестетиков на изменение длины теломер. Имеет значение исходный генетический фон, влияющий на полученные результаты. Однако целью данного исследования не было изучение всех генов, что влечет за собой необходимость в дополнительных исследованиях.

Участие авторов:

Концепция и дизайн исследования — Кучина С.Н., Щеголев А.В., Спивак И.М.

Сбор и обработка материала — Кучина С.Н., Мякошина Л.А., Хачиян В.Ш.

Статистический анализ данных — Кучина С.Н., Мякошина Л.А., Хачиян В.Ш.

Написание текста — Кучина С.Н.

Редактирование — Щеголев А.В., Спивак И.М.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.