Коррекция свободнорадикальных процессов и эндотоксемии у больных панкреонекрозом

Критические состояния у хирургических больных, как правило, сопровождаются развитием синдрома полиорганной недостаточности (ПОН), от успешного лечения которого во многом зависит исход основного заболевания [5, 8]. В последние годы появились публикации, определяющие роль «окислительного стресса» в патогенезе различных синдромов, в частности, синдрома ПОН. По мнению авторов, ведущим патогенетическим фактором «окислительного стресса» является неконтролируемая и неуправляемая генерация активных форм кислорода в условиях гипоксии, ишемии/реперфузии и последующей реоксигенации [2, 10, 15]. Однако процессы гипероксидации тесно связаны с участием ионизированного железа (Fe²⁺) в образовании наиболее токсичных по отношению к большинству клеток и тканей радикалов кислорода [4, 11]. Более того, ионы Fe²⁺ обладают цитотоксической активностью и, возможно, влияют как на тяжесть эндотоксемии, так и на развитие синдрома ПОН у пациентов в критическом состоянии [13, 16]. Результаты собственного экспериментального исследования выявили активное участие ионов Fe²⁺ в инициации процессов свободнорадикального окисления (СРО) и эндотоксемии при экспериментальном панкреонекрозе [13]. Предварительное введение экспериментальным животным десферала в дозе 80 мг/кг позволило избежать потенцирования процессов СРО, существенно уменьшало степень эндотоксемии. Данные эксперимента послужили основанием для использования в клинической практике десферала как патогенетически обоснованного препарата с целью «обрывающей терапии» окислительного стресса — одного из патогенетических факторов при трансформации острого панкреатита в панкреонекроз [7].

Исследование проведено у 63 пациентов с острым тяжелым панкреатитом и панкреонекрозом. Тяжесть панкреатита классифицировали по шкале, предложенной Санкт-Петербургским НИИ скорой помощи им. И.И. Джанелидзе [10], диагностику панкреонекроза осуществляли лапароскопически и с помощью магнитно-резонансной томографии.

Тяжесть общего состояния, оцениваемая по шкале APACHE II, составляла 18,2±2,3 балла. Пациенты были разделены на две группы, сопоставимые по возрасту (34,1±2,7 года), полу, срокам госпитализации (от начала заболевания не ранее 48 ч и не позднее 72 ч) и исходной тяжести общего состояния. В исследование включали пациентов с алкогольным индуцированным острым тяжелым панкреатитом без признаков желчнокаменной болезни и хронического гепатита. В фазу панкреатогенной эндотоксемии 31 пациенту 1-й группы (18 больных с мелкоочаговым панкреонекрозом и 13 больных с крупноочаговым поражением поджелудочной железы) осуществляли терапию, адаптированную по J. Toouli и соавт. [28] (инфузионная терапия с общим объемом инфузированных растворов в первые сутки составляла от 3500 до 5500 мл, введение вазопрессоров при симптомах недостаточности кровообращения, многокомпонентная антисекреторная терапия с включением октреотида, М-холинолитиков, H2— и β-блокаторов, обезболивание наркотическими анальгетиками и экстракорпоральные методы детоксикации). Во 2-й группе 32 пациентам (14 больных с мелкоочаговым и 18 больных с крупноочаговым поражением поджелудочной железы) проводили аналогичную по объему и составу терапию, но в программу интенсивной терапии был включен десферал (дефероксамин) в дозе 6—12 мг/кг в сутки (патент РФ на изобретение № 2348404) и (что являлось принципиальным) исключен октреотид. Десферал вводили пациентам в течение 2—3 сут. Критериями отмены десферала являлось отсутствие болевого синдрома, снижение выраженности эндотоксемии, нормализация уровня сывороточного железа и ферритина, положительная картина магнитно-резонансной томографии. Забор крови для исследования проводили в 1, 3, 5-е сутки от момента поступления. Определяли содержание сывороточного железа (СЖ) с помощью реактивов компании ДИАСИС (Германия) на биохимическом анализаторе «Марс», ферритина с помощью иммуноферментного теста UBI MAGIWEL Ferritin (Франция), свободного гемоглобина в крови и моче (СГ) гемоглобинцианидным методом. В лизате эритроцитов определяли активность супероксиддисмутазы (СОД) с помощью реагентов фирмы «Randox» (Франция), каталазы (М.А. Королюк, 1988 г.) и уровень глутатиона (J. Sedlac и R. Lindsey, 1968 г.), отражающих мощность системы антиоксидантной защиты. Тяжесть общего состояния оценивали по шкале APACHE II, a эндотоксемии — с учетом количества лейкоцитов, данных определения лейкоцитарного индекса интоксикации (ЛИИ) и уровня веществ низкой и средней молекулярной массы — ВНСММ (по методу М.Я. Малахова, 1995 г.), олигопептидов (по Лоури, 1951 г.). Об интенсивности CРО судили на основании показателей Fe²⁺-индуцированной хемилюминесценции (модификация Р.Р. Фархутдинова, 1995 г.). Контролем служили аналогичные показатели у 25 здоровых лиц того же возраста (30,1±2,2 года). Изучаемые показатели обработаны с помощью парного критерия Стьюдента (t), коэффициента Спирмена (r), показателей статистической достоверности (p) и отношения шансов — ОШ (для оценки влияния введения десферала на формирование осложнений при панкреонекрозе) с использованием пакета программ Excel-7, BIOSTAT.

Причиной исключения октреотида послужил тот факт, что сведения о его эффективности имеют противоречивый характер. Улучшение ряда исследуемых параметров — снижение в плазме концентрации ферментов и воспалительных маркеров вплоть до гистологически доказанной пользы — основано на данных экспериментальных исследований [22, 24, 26, 31]. Имеются также материалы других исследований, в которых отрицается положительный эффект при лечении острого панкреатита и особенно его тяжелых форм [21, 29]. Основной эффект октреотида — уменьшение спланхнического кровотока [9]. Для побочного действия октреотида характерны развитие абдоминальной боли спастического характера, метеоризма, диареи, острого гепатита без холестаза, гипербилирубинемии, повышение активности «печеночных» трансаминаз и острый панкреатит (в первые часы или дни после введения препарата), холелитиаз и реактивный панкреатит [9]. Способность октреотида повышать тонус сфинктера Одди для уменьшения рефлюкса дуоденального содержимого в проток поджелудочной железы с успехом используется в профилактике и лечении панкреатита после ЭРХПГ [30]. Предлагаемый механизм действия октреотида в виде ингибирования базальной и стимуляции экзокринной панкреатической секреции сегодня пересмотрен в клинических и экспериментальных работах [12, 23]. Исследование результатов его использования при лечении 302 пациентов с умеренной и тяжелой формой острого панкреатита не показало каких-либо клинических эффектов, снижения частоты панкреатогенного сепсиса, летальных исходов или осложнений [17, 18]. Многие авторы отмечают, что выгоды от использования октреотида при легких формах течения острого панкреатита нет, а преимущества при тяжелом остром панкреатите являются сегодня неопределенными [18], поэтому октреотид в настоящее время не рекомендуется в клинической практике [27].

У всех пациентов имело место увеличение концентрации железа в сыворотке крови, что связано с наличием внутрисосудистого гемолиза, так как уровень СГ на момент поступления (табл. 1) в обеих группах достоверно превышал контрольные значения в крови в 3 раза, а в моче в десятки раз. Обращал на себя внимание и факт высокого насыщения трансферрина железом, превышавшего контрольные значения в несколько раз как в 1-й, так и во 2-й группе. Выявление высоких концентраций СГ в моче указывало на явную «перегрузку» трансферрина, невозможность связывать и транспортировать освободившееся железо, концентрация которого в крови существенно превышала его пороговое значение [6]. Концентрация ферритина на момент поступления пациентов также превышала контрольные значения в несколько раз, что, по-видимому, связано с компенсаторным выходом депонированного ферритина из печени и кишечника на фоне гипоперфузии и пареза кишечника [6], имевших место у всех пациентов.

Однако на фоне десферала (2-я группа), вводимого пациентам с момента диагностики острого панкреатита и в последующие сутки, отмечалась достоверная положительная динамика снижения содержания СЖ в крови. Уровень ферритина к 3-м суткам уменьшился более чем в 4 раза, при этом отсутствовала анемия, а концентрация СГ в крови не отличалась от данных контроля, и он не выявлялся в моче. У пациентов 1-й группы, напротив, сохранялась высокая концентрация всех параметров обмена железа (кроме насыщения трансферрина железом): рост концентрации ферритина, СГ в крови и моче, что было обусловлено синдромом реперфузии и сохраняющимся внутрисосудистым гемолизом.

Уменьшение циркуляции в плазме крови несвязанного железа, являющегося основным активатором в синтезе гидроксильного и липидного радикалов [4, 13, 15], положительно влияло на активность процессов СРО у пациентов 2-й группы (табл. 2).

Снижение активности процессов СРО отчетливо регистрировалось на фоне терапии десфералом у пациентов 2-й группы, в которой выявлялось уменьшение всех изучаемых параметров: светосумма уменьшалась в 5 раз по сравнению с исходными данными, а латентный период, отражающий соотношение прооксидантов и антиоксидантов, уменьшился к 5-м суткам лечения почти в 6 раз. В противоположность этому у пациентов 1-й группы высокая активность СРО сохранялась до 5-х суток заболевания. Латентный период превышал контрольные значения в 4 раза, что указывало в свою очередь на высокое содержание в плазме крови прооксидантов (ионов Fe²⁺, супероксидного радикала и перекиси водорода, гидроперекисей липидов [1, 19]); это требовало высокого напряжения системы антиоксидантной защиты и подтверждалось высокой активностью каталазы, супероксиддисмутазы и увеличением концентрации глутатиона (табл. 3).

Как видно из табл. 3, у пациентов 2-й группы на фоне снижения напряженности СРО отмечалось снижение активности всех ферментов антиоксидантной системы до 50% исходных данных, а концентрация глутатиона уменьшалась к 5-м суткам практически до уровня контроля. В 1-й группе, напротив, выявлялось увеличение активности всех ферментов к 3-м суткам и высокое напряжение антиоксидантной системы к 5-м суткам. Это, в совокупности с данными обмена железа, указывает на сохранение активности процессов СРО (см. табл. 2) и может свидетельствовать о повреждении радикалами определенной массы панкреоцитов, что на фоне гипоксии способствует прогрессированию отека и ишемии стромы железы.

Этот вывод согласуется с данными других аналогичных исследований [1, 19]. На наш взгляд, источником высвобождения Fe²⁺ являются, по-видимому, разрушенные в условиях ацидоза мембраны митохондрий панкреоцитов и выход ферритина, депонированного в слизистой оболочке кишечника на фоне его пареза. Вероятно, устранение ионизированного железа за счет его хелатирования десфералом позволяет собственной системе антиоксидантной защиты (СОД, каталаза, глутатион) справляться с избыточным количеством супероксидного радикала и перекиси водорода и не допускать продукции более активного гидроксильного радикала.

Как известно, активация процессов перекисного окисления липидов (ПОЛ) сопровождается накоплением недоокисленных продуктов метаболизма, закислением внутри- и внеклеточной среды за счет избытка перекиси и лактата на фоне внутриорганной активности протео- и липолитических ферментов [4, 13, 16]. В данном случае создаются условия для развития тяжелой эндотоксемии и синдрома ПОН, который и является причиной высокой летальности при указанном заболевании [5, 8, 25]. Из данных, представленных в табл. 4, видно, что практически при одинаковой исходной концентрации олигопептидов, ВНСММ в плазме крови и на эритроцитах, а также количества лейкоцитов в периферической крови и значений ЛИИ, у пациентов 2-й группы на фоне введения десферала отмечалась положительная динамика показателей купирования симптомов эндотоксемии к 3-м суткам. В 1-й группе на фоне стандартной терапии показатели эндотоксемии оставались довольно высокими вплоть до 5-х суток, а некоторые (например, ВНСММ на эритроцитах) проявляли тенденцию к повышению.

Увеличение выраженности эндотоксемии является неблагоприятным фактором в плане дальнейшего потенцирования процессов CPO, накопления продуктов ПОЛ и способствует трансформации панкреатита в стерильный панкреонекроз, в дальнейшем приводит к инфицированию поджелудочной железы. Это подтверждается данными других исследователей о значимой роли ионизированного железа в манифестации сепсиса при критических состояниях различной этиологии [3].

Как известно, одним из критериев восстановления функции поджелудочной железы является нормализация уровня глюкозы, ферментов, что отражает ее секреторную способность [10, 15]. Как видно из табл. 5, у пациентов 2-й группы на фоне вводимого десферала довольно быстро купируется гипергликемия, нормализуется активность амилазы в крови и в моче, а также снижается уровень билирубина параллельно снижению активности печеночных трансаминаз, отражающих функционирование гепатоцитов. Иные изменения изучаемых показателей в аналогические сроки выявлялись в 1-й группе. Гипергликемия, гиперферментемия, высокий уровень билирубина и активность трансаминаз сохранялись в 1-й группе вплоть до 5-х суток интенсивной терапии.

Поджелудочная железа «сбрасывает» фермент в кровоток, поэтому уменьшать ее секрецию нет необходимости, так как, находясь в сосудистом русле, он не представляет опасности; наверное, по этой причине ни один из ферментов до сих пор не введен в шкалы оценки тяжести острого панкреатита.

Наличие положительной динамики на фоне терапии десфералом у пациентов 2-й группы с острым панкреатитом и отсутствие его трансформации в панкреонекроз можно объяснить несколькими факторами.

Во-первых, отсутствие анемии по уровню общего гемоглобина на фоне явной гипоферремии (11,4±3,5 мкмоль/л) у пациентов 2-й группы указывает на приоритет для организма в условиях критического состояния именно кислородтранспортной функции гемоглобина. Это приводит к появлению молодых, но обеспеченных гемоглобином и железом ретикулоцитов взамен разрушенных эритроцитов для связывания и транспортировки кислорода, чем решается проблема «кислородного парадокса» реперфузии, тем более что в период реперфузии много кислорода тканям не нужно [4].

Во-вторых, гипоферремия в данном случае является компенсаторным механизмом [16] и введение десферала только его потенцирует, снижая при этом концентрацию железа в тканях, что способствует «отъему» железа у бактерий [3]. При этом микрофлора лишается способности к размножению, что так или иначе приводит к снижению тяжести эндотоксемии и манифестации септического процесса. Известно, что для роста бактериальных клеток требуется концентрация железа в среде от 0,4 до 4 мкмоль, а константа связывания железа трансферрином составляет 10³⁰, при том что количество свободного железа в равновесии с трансферрином составляет 6·10^–9 мкмоль. Это в 108 раз меньше, чем требуется для роста бактерий [14].

Именно этих условий не хватает пациентам 1-й группы, в которой эндотоксемия сохраняется вплоть до 5-х суток на фоне адекватной антибактериальной терапии, что обусловливает различные варианты течения и исхода острого панкреатита (табл. 6). По-видимому, этим же объясняются большая частота и длительность органных дисфункций, гнойно-септических осложнений, оперативных вмешательств и, как следствие, высокая летальность в 1-й группе. Расчет рисков (ОШ) показал, что использование десферала существенно снижает формирование широкого спектра синдромов и осложнений у больных острым панкреатитом.

В-третьих, связывание десфералом железа в тканях, куда оно уходит при «недостаточности» трансферрина в крови, лишает реакции Фентона, Хабера—Вайса и Осипова основного субстрата для образования гидроксильного радикала [4, 13]. Это способствует ингибированию эндотоксемии за счет уменьшения активности процессов СРО и деструктивного воздействия активных радикалов на клеточные мембраны как поджелудочной железы, так и других органов. В этом контексте следует отметить, что в настоящее время проводится поиск путей «обрывающей терапии», позволившей избежать перехода панкреатита в панкреонекроз, при котором летальность остается очень высокой [5, 8]. Результаты экспериментального исследования и собственные клинические наблюдения дают достаточные основания для включения в программу «обрывающей терапии» при остром панкреатите десферала как фармакологического средства, обоснованного с учетом патогенеза заболевания.

Представленная схема объясняет, почему устранение болевого синдрома и гиповолемии как основополагающих факторов в развитии острого панкреатита не решает проблему в целом. Восполнение объема циркулирующей крови способствует реперфузии и потенцирует активность СРО и ПОЛ с развитием ПОН и манифестацией сепсиса, в условиях которого увеличивается потребность микрофлоры в железе [3]. К концу 1-х суток реперфузия мезентериального кровотока за счет купирования гиповолемии приводит к циркуляции в плазме крови большого количества свободного железа и его поступлению в систему воротной вены. Однако за сутки система транспорта и депонирования железа может перенести и депонировать только от 50 до 98 мг железа [6]. Количество же разрушенных эритроцитов можно представить, если учесть интенсивность кровообращения в кишечнике, протяженность его капиллярного русла и постоянное наличие в капилляре как минимум 30—40 эритроцитов [2]. Выход большого количества свободного железа (свободный гемоглобин в условиях ацидоза быстро окисляется до конечного этапа — Fe²⁺) происходит при отсутствии должного кровотока и должного количества железосвязывающих и железотранспортирующих белков в локальном участке (поджелудочная железа, печень) мезентериального кровообращения. Печень также страдает при мезентериальной гипоперфузии и является первым органом, страдающим при гиперферремии [19]. Таким образом, высказывание J. Marschall и соавт. [20] о том, что «кишечник в данных условиях представляет собой некупируемый очаг полиорганной недостаточности», более чем красноречиво.

Острый панкреатит — это, без сомнения, многофакторное заболевание. Но классический взгляд на воспаление как на типовой патологический процесс подразумевает наличие отека, вазоспазма, расстройств микроциркуляции в органе, которые еще больше усугубляются отеком, приводя к полной ишемии и развитию некроза под влиянием уже других механизмов, связанных с гипоксией и цитокиновым хаосом [15]. Существенную роль играют и сгущение крови, и повышение ее вязкости [5, 8], обусловливающие возникновение гиперкоагуляции и тромбофилии на фоне некроза панкреоцитов, что является ведущим патогенетическим фактором развития синдрома диссеминированного внутрисосудистого свертывания, но это уже следствие, а не причина.

Таким образом, экспериментальными и клиническими исследованиями установлено активное участие ионов Fe²⁺ в инициации процессов свободнорадикального окисления, в увеличении длительности и выраженности эндотоксемии, в формировании функциональной недостаточности поджелудочной железы, развитии острого панкреатита и его трансформации в короткие сроки в панкреонекроз. Включение в программу интенсивной терапии десферала, вводимого внутримышечно в дозе 6—12 мг/кг в сутки, позволяет предотвратить названные выше осложнения за счет хелатирования ионов Fe²⁺ и активации собственной антиоксидантной системы, блокирующей развитие окислительного стресса и эндотоксемии, способствует сокращению длительности пребывания пациентов в отделении интенсивной терапии, общего количества койко-дней и снижению летальности при тяжелом остром панкреатите и панкреонекрозе.