Сайт издательства «Медиа Сфера»
содержит материалы, предназначенные исключительно для работников здравоохранения. Закрывая это сообщение, Вы подтверждаете, что являетесь дипломированным медицинским работником или студентом медицинского образовательного учреждения.

Князькова Л.Г.

ННИИПК им. акад. Е.Н. Мешалкина Минздравсоцразвития России, Новосибирск

Ломиворотов В.В.

ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр им. академика Е.Н. Мешалкина» Минздрава России, 630055, Новосибирск, Россия

Сергеев С.А.

ННИИПК им. акад. Е.Н. Мешалкина Минздравсоцразвития России, Новосибирск

Могутнова Т.А.

ННИИПК им. акад. Е.Н. Мешалкина Минздравсоцразвития России, Новосибирск

Субботовская А.И.

ННИИПК им. акад. Е.Н. Мешалкина Минздравсоцразвития России, Новосибирск

Козырева В.С.

ННИИПК им. акад. Е.Н. Мешалкина Минздравсоцразвития России, Новосибирск

Протеазно-ингибиторный дисбаланс и маркеры воспаления при кардиохирургических вмешательствах в условиях искусственного кровообращения

Авторы:

Князькова Л.Г., Ломиворотов В.В., Сергеев С.А., Могутнова Т.А., Субботовская А.И., Козырева В.С.

Подробнее об авторах

Журнал: Кардиология и сердечно-сосудистая хирургия. 2012;5(1): 84‑87

Просмотров: 345

Загрузок: 5

Как цитировать:

Князькова Л.Г., Ломиворотов В.В., Сергеев С.А., Могутнова Т.А., Субботовская А.И., Козырева В.С. Протеазно-ингибиторный дисбаланс и маркеры воспаления при кардиохирургических вмешательствах в условиях искусственного кровообращения. Кардиология и сердечно-сосудистая хирургия. 2012;5(1):84‑87.
Kniaz'kova LG, Lomivorotov VV, Sergeev SA, Mogutnova TA, Subbotovskaia AI, Kozyreva VS. Protease-inhibitory imbalance and inflammatory markers in cardiac surgery under artificial circulation. Kardiologiya i Serdechno-Sosudistaya Khirurgiya. 2012;5(1):84‑87. (In Russ.).

?>

Воспалительная реакция на хирургическую травму, направленная на обеспечение «чистоты» внутренней среды организма, приобретает особый смысл при использовании во время кардиохирургических вмешательств искусственного кровообращения (ИК), приводящего к неизбежной травме форменных элементов крови в экстракорпоральном контуре. Исследование механизмов этих процессов и поиск способов ослабления патологических реакций при развитии воспалительного ответа на ИК остается актуальным в настоящее время [5, 6].

Известно, что в качестве модуляторов воспалительного процесса в организме и регуляторов функции основных клеток-эффекторов воспаления — нейтрофильных гранулоцитов выступают цитокины. Активированные лейкоциты наряду с продукцией свободных радикалов выделяют и другие медиаторы деструкции, такие как протеолитические ферменты. Существование в организме протеолитических ферментов с высокой физиологической активностью обусловливает необходимость тонкой регуляции их действия. Такую роль играют специфические белки-ингибиторы, обладающие способностью к образованию устойчивых комплексов с ферментами, в составе которых они теряют активность и таким образом организм становится защищенным от деструктивного действия избыточного протеолиза.

Физиологическая роль протеолиза обусловлена необходимостью деградации полипептидных цепей с измененной структурой. Между активностью протеаз и их ингибиторов в норме существует динамическое равновесие, однако избыточная активация и дисбаланс в протеазно-ингибиторной системе могут приводить к нарушению оксигенирующей функции и разрушению соединительнотканных структур легких, компонентов сосудистой стенки, развитию послеоперационной дисфункции миокарда и усилению воспалительной реакции [7, 10, 11].

Одним из наиболее агрессивных протеолитических ферментов, секретируемых при дегрануляции нейтрофилов, считается эластаза. Этот фермент, обладая способностью гидролизовать белки соединительной ткани, участвует в активации матриксных металлопротеиназ и выступает как медиатор деструкции внеклеточного матрикса [8]. Нарушение функционального баланса в эластазоингибиторной системе может быть одним из основных патогенетических звеньев затяжного воспаления и воспалительно-деструктивных изменений в альвеолах и интерстициальной ткани.

Цель настоящего исследования — оценка эластазоингибиторного баланса в условиях воспалительной реакции на хирургическую травму и ИК при коррекции врожденных пороков сердца.

Материал и методы

Исследование проведено на различных этапах 36 кардиохирургических операций по коррекции врожденных пороков сердца в условиях ИК. Основную группу больных составили пациенты с дефектами межжелудочковой и межпредсердной перегородок сердца, средний возраст больных — 10,6±0,6 года.

Накануне операции детям назначали премедикацию: реланиум в дозе 0,1—0,15 мг/кг внутримышечно, феназепам в дозе 0,25—0,5 мг внутрь, кроме того, за 60 мин до начала операции пациенты получали реланиум 0,1 мг/кг, супрастин 1 мг/кг (максимально 20 мг) внутримышечно. Введение в анестезию выполняли непосредственно в операционной, использовали пропофол в дозе 1 мг/кг, фентанил 4—6 мкг/кг внутривенно. В качестве миорелаксанта применяли пипекурония бромид (ардуан) в дозе 0,06—0,1 мг/кг.

Длительность ИК составила 99,2±8,2 мин. Температурный режим перфузии — 33,7±0,4 °С. В периферической крови исследовали содержание интерлейкина-6 (ИЛ-6), нейтрофильной эластазы, α1-антитрипсина, α2-макроглобулина и С-реактивного белка на следующих этапах: перед началом ИК, на 30-й минуте ИК, через 5 и 30 мин после окончания ИК, через 2 ч после операции, а также к концу первых суток после операции.

Статистический анализ полученных данных выполняли с помощью программы Statistica 6.0.

Результаты

К 30-й минуте ИК в периферической крови содержание провоспалительного ИЛ-6 характеризовалась лишь тенденцией к увеличению (табл. 1).

Через 5 мин после окончания перфузии концентрация ИЛ-6 в плазме увеличилась более чем в 25 раз (p<0,001) и продолжала нарастать на последующих этапах, достигая максимум через 2 ч после операции (p<0,001). К исходу первых суток после операции продукция ИЛ-6 значительно снизилась, но его уровень продолжал оставаться статистически значимо выше дооперационного. Исследование содержания С-реактивного белка в крови как маркера воспалительной реакции позволило выявить его статистически значимое увеличение к исходу первых суток после операции (p<0,001).

Развитие воспалительной реакции на хирургическую травму и ИК и увеличение продукции провоспалительного ИЛ-6 сопровождается активацией нейтрофилов и выходом в окружающую среду протеолитических ферментов, самым агрессивным из которых является нейтрофильная эластаза. Исследование динамики ее содержания показало увеличение концентрации к 30-й минуте ИК в 4 раза по сравнению с предоперационной. На последующих этапах отмечалось дальнейшее увеличение с максимальным уровнем через 30—120 мин после окончания перфузии (p<0,001). В первые сутки после операции зарегистрировано снижение концентрации этого фермента (p<0,001), однако она оставалась выше, чем до операции (p<0,001).

При исследовании динамики содержания ингибиторов эластазы (α1-антитрипсина, α2-макроглобулина) обнаружена противоположная направленность изменений по сравнению с эластазой. Уже на 30-й минуте перфузии содержание обоих белков-ингибиторов в крови снижалось (p<0,001) и еще 2 ч после ИК оставалось статистически значимо ниже, чем до операции (табл. 2)

К исходу первых суток после операции уровень α1-антитрипсина превышал исходный (p<0,001), в то время как уровень α2-макроглобулина оставался статистически значимо ниже. Применение расчетного коэффициента отношения концентрации ингибитора эластазы α1-антитрипсина к уровню эластазы позволило выявить статистически значимое снижение ингибиторного потенциала на этапах операции и спустя 2 ч после нее. К исходу первых суток после хирургического вмешательства протеазно-ингибиторный коэффициент увеличивался, но был статистически ниже, чем до операции.

Таким образом, развертывание воспалительного ответа на хирургическую травму и ИК сопровождается снижением протеазно-ингибиторного потенциала у оперированных больных.

Обсуждение

Среди медиаторов воспалительной реакции на хирургическую травму и ИК одним из провоспалительных цитокинов, секретируемых Т-хелперами 2-го типа, выступает ИЛ-6. Значительное увеличение уровня ИЛ-6 в системном кровотоке было выявлено через 5 мин после окончания ИК, в это же время отмечался высокий уровень кортизола. Биологический смысл увеличения концентрации глюкокортикостероидов, развивающегося на этапах операции, заключается в оптимизации защитных реакций, реализуемых иммунной системой.

Известно, что ИЛ-6 является мощным стимулятором продукции белков острой фазы клетками печени. Согласно полученным данным, содержание ИЛ-6 в циркулирующей крови продолжало увеличиваться в первые 2 ч после ИК и только к первым суткам снижалось, хотя относительно дооперационного его оставалось в 10 раз выше.

По нашим данным, запуск воспалительного каскада, о котором свидетельствовало увеличение продукции ИЛ-6, сопровождался выделением активированными лейкоцитами эластазы в результате их секреторной дегрануляции и снижением уровня белков-ингибиторов протеолитических ферментов. Считается, что протеолитические ферменты нейтрофилов не только сами повреждают ткань, но и активируют комплемент, который в свою очередь подключается к деструкции. Основные функции белков острой фазы, в первую очередь С-реактивного белка, связаны с их способностью взаимодействовать со всякого рода лигандами с образованием белково-лигандных комплексов. Повышение их уровня приводит к ингибированию активности протеиназ, нейтрализации токсичных молекул, ускорению выведения погибших клеток, увеличению общего фонда антиоксидантов.

Наиболее выраженные изменения в системе протеолиз—антипротеолиз нами были выявлены через 30 и 120 мин после окончания ИК; в это время повышенное содержание протеолитического фермента нейтрофильной эластазы не было скомпенсировано увеличением содержания ее ингибитора. Протеазно-ингибиторный коэффициент на этом этапе был самым низким за весь период исследования. Было показано, что именно нарушение баланса протеазы/антипротеазы является важной характеристикой деструктивных процессов в легочной ткани [3].

Поскольку активация нейтрофилов неизбежно сопровождается образованием свободных радикалов кислорода, их модифицирующее действие на белки приводит к резкому повышению чувствительности таких белков к протеолитической деградации [2], в том числе ингибиторов эластазы — α1-антитрипсина и α2-макроглобулина. Усиление свободнорадикального окисления, таким образом, вносит дополнительный вклад в развитие дисбаланса в системе протеолиз—антипротеолиз в сторону гиперпротеолиза.

Нельзя исключать и того, что каскадная активация протеолитических систем плазмы крови клинически наиболее часто проявляется сдвигами в свертывающей системе. Известно деструктирующее влияние лейкоцитарной эластазы на высокомолекулярный кининоген, контролирующий адгезию и активность тромбоцитов. В эксперименте выявлена способность нейтрофильной эластазы расщеплять высокомолекулярный кининоген даже в присутствии α1-антитрипсина, причем как в эквимолярной, так и в 3—5 раз превышающей ее концентрации, что свидетельствует о патогенетической роли лейкоцитарной эластазы в развитии тромбо-геморрагических осложнений [1].

Можно полагать, что выявленное нами значительное увеличение уровня ингибитора эластазы α1-антитрипсина в послеоперационном периоде может оказывать ингибирующее действие на протеиназы, тем самым защищая от деструкции высокомолекулярный кининоген.

Известно, что α2-макроглобулин не подавляет полностью каталитическое действие протеиназ, а лишь сужает их субстратную специфичность и поэтому его можно считать только ограничителем ферментативных функций протеолитических ферментов, хотя показано, что нейтрофильная эластаза при связи с α2-макроглобулином лишается протеолитической активности [4].

Поскольку клиническими последствиями дисбаланса в эластазоингибиторной системе после операций на открытом сердце в условиях ИК являются изменения в интерстициальных структурах соединительной ткани легких, поиск фармакологических препаратов, способных ингибировать гиперпротеолиз, остается актуальной проблемой анестезиологического обеспечения кардиохирургических вмешательств.

Таким образом, коррекция врожденных пороков сердца в условиях ИК сопровождается снижением содержания антипротеазных регуляторных белков на фоне возрастания уровня протеолитического фермента нейтрофилов — эластазы. Наиболее выраженные нарушения равновесия в системе эластаза—ингибитор отмечены к окончанию операции и в первые 2 ч после нее, свидетельствуя об истощении эластазоингибиторного звена системы. Возрастание антипротеолитического потенциала у пациентов с врожденными пороками сердца, оперированных в условиях ИК, к исходу первых суток не компенсировало высокого уровня эластазы, и эластазоингибиторный коэффициент на фоне увеличения концентрации маркеров воспаления оставался практически в 3 раза ниже дооперационного. Дисбаланс в протеазно-ингибиторной системе является фактором риска развития осложнений в послеоперационном периоде и свидетельствует о необходимости определения тактики его коррекции.

Подтверждение e-mail

На test@yandex.ru отправлено письмо с ссылкой для подтверждения e-mail. Перейдите по ссылке из письма, чтобы завершить регистрацию на сайте.

Подтверждение e-mail