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.

Пасечник И.Н.

ФГБУ ДПО «Центральная государственная медицинская академия» УД Президента РФ, Москва, Россия

Скобелев Е.И.

Учебно-научный медицинский центр Управления делами Президента РФ, Москва

Крылов В.В.

ФГБУ МРНЦ Минздрава России, Обнинск

Сальников П.С.

Центральная клиническая больница с поликлиникой Управления делами Президента РФ, Москва

Вершинина М.Г.

Центральная клиническая больница с поликлиникой Управления делами Президента РФ, Москва

Блохина Н.В.

Кафедра анестезиологии и реаниматологии Учебно-научного медицинского центра Управления делами Президента РФ, Москва

Мещеряков А.А.

Учебно-научный медицинский центр Управления делами Президента РФ, Москва

Абдоминальный сепсис и окислительный стресс

Авторы:

Пасечник И.Н., Скобелев Е.И., Крылов В.В., Сальников П.С., Вершинина М.Г., Блохина Н.В., Мещеряков А.А.

Подробнее об авторах

Журнал: Хирургия. Журнал им. Н.И. Пирогова. 2015;(12): 18‑23

Просмотров: 1112

Загрузок: 36

Как цитировать:

Пасечник И.Н., Скобелев Е.И., Крылов В.В., Сальников П.С., Вершинина М.Г., Блохина Н.В., Мещеряков А.А. Абдоминальный сепсис и окислительный стресс. Хирургия. Журнал им. Н.И. Пирогова. 2015;(12):18‑23.
Pasechnik IN, Skobelev EI, Krylov VV, Sal'nikov PS, Vershinina MG, Blokhina NV, Meshcheryakov AA. Abdominal sepsis and oxidative stress. Pirogov Russian Journal of Surgery = Khirurgiya. Zurnal im. N.I. Pirogova. 2015;(12):18‑23. (In Russ.).
https://doi.org/10.17116/hirurgia20151218-23

?>

Введение

Течение целого ряда хирургических заболеваний сопровождается возникновением инфекционных осложнений. В основе современных представлений об ответе организма больного на абдоминальную инфекцию лежит концепция сепсиса, которая подразумевает возникновение синдрома системной (генерализованной) воспалительной реакции — ССВР (Systemic Inflammatory Response Syndrome — SIRS) на инвазию микроорганизмов. Базис действующей концепции сепсиса был заложен в 90-х годах прошлого столетия. В 1992 г. на согласительной конференции Американского колледжа пульмонологов (АССР) и Общества специалистов критической медицины (SCCM) были выработаны рекомендации, определившие критерии диагностики, классификации и лечения сепсиса. В перечне согласованных определений, лежащих в основе классификации сепсиса, были выделены последовательные понятия: «синдром системной воспалительной реакции», «сепсис», «тяжелый сепсис» и «септический шок» — СШ (табл. 1) [5]. В 2002 г. создано международное движение за выживаемость при сепсисе — Surviving Sepsis Campaign (SSC), объединившее 15 известных международных ассоциаций, в том числе Общество критической медицины, Европейское общество интенсивной терапии, Общество хирургической инфекции и др. В 2012 г. были опубликованы новые рекомендации SSC, которые подтвердили действующую классификацию септического процесса и обновили алгоритмы лечения [6].

Таблица 1. Критерии диагностики ССВР и сепсиса [5]

ССВР, сепсис, тяжелый сепсис и СШ — это звенья одной цепи в реакции организма на воспаление вследствие микробной инфекции. Тяжелый сепсис и СШ являются важной частью ССВР и отражают прогрессирование системного воспаления с развитием нарушений органов и систем [4, 6].

В патогенезе ССВР и сепсиса большое значение придают молекулярным медиаторам, в том числе цитокинам, продуктам метаболизма арахидоновой кислоты и активированным формам кислорода (АФК). Среди множества метаболических нарушений особого внимания заслуживает окислительный стресс (ОС), участвующий в формировании аутоповреждения при ССВР. Для О.С. характерна неконтролируемая генерация АФК, способных повреждать целостность клеточных структур. При сепсисе создается комплекс предпосылок для возникновения ОС. В частности, происходит активация нейтрофильных лейкоцитов, макрофагов и других клеток, способных продуцировать АФК. Кроме того, важна постгипоксическая генерация АФК, возникающая при реперфузии ишемизированных тканей [3, 15, 16].

Основу повреждающего действия АФК составляет их способность нарушать нормальное функционирование важнейших клеточных структур. Уровень такого воздействия и его функциональные последствия зависят от природы АФК и места приложения. Генерация АФК может происходить как внутри клетки, так и за ее пределами. В зависимости от места образования АФК повреждают или внутриклеточные структуры (митохондрии, ДНК и т. д.), или мембраны клетки. При внутрисосудистом образовании АФК в первую очередь страдают все клетки крови, плазменные белки и эндотелий. Повреждение клеток из-за различной выраженности ОС может быть обратимым — с нарушением функции клетки или необратимым, что ведет к гибели клетки. Локализация повреждения клеток во многом определяет формирование того или иного синдрома сепсиса: острого респираторного дистресс-синдрома (ОРДС), синдрома нарушения транспорта кислорода, расстройства системы гемостаза, почечной недостаточности, печеночной недостаточности, что в конечном итоге и приводит к развитию полиорганной недостаточности (ПОН). В экспериментальных и клинических исследованиях было доказано, что назначение антиоксидантов уменьшает выраженность органной дисфункции при сепсисе [8, 13].

Мишенью для АФК являются полиненасыщенные жирные кислоты липидов клеток. Окислительному повреждению подвергаются и белки. Внимание к изучению взаимодействия АФК и протеинов вполне понятно в связи с исключительной ролью белков для организма человека. Известно, что все ферменты, обеспечивающие бесконечное многообразие метаболических и регуляторных процессов, являются белками. Кроме того, белки входят в структуру клеточных мембран, в значительной степени определяя их целостность [2, 10]. О выраженности ОС принято судить по результатам взаимодействия АФК и липидов — продуктам перекисного окисления липидов (ПОЛ) и белков [2, 3]. Оценить уровень окислительной модификации белков (ОМБ) довольно трудно, учитывая ограниченность методической базы и сложную структуру белка. В клинических условиях определение ОМБ осуществляется в плазме крови вследствие ее большей доступности для анализа. При измерении уровня ОМБ в крови мы определяем суммарный пул, состоящий из модифицированных белков крови и ОМБ клеток, попавших в циркуляцию при поражении различных органов.

В связи с изложенным выше представляется актуальным изучить выраженность ОС в зависимости от тяжести течения сепсиса и оценить его роль в возникновении ПОН.

Материал и методы

В процессе выполнения работы обследованы 96 больных с абдоминальным сепсисом, причиной которого были распространенный гнойный перитонит и деструктивный панкреатит. Санацию инфекционного очага в брюшной полости и забрюшинном пространстве проводили в соответствии с действующими хирургическими протоколами. Всех пациентов в зависимости от тяжести течения сепсиса разделили на три группы. В 1-ю группу (n=31) включили больных с сепсисом, во 2-ю группу (n=39) — пациентов с тяжелым сепсисом, в 3-ю группу (n=26)  — с септическим шоком. Тяжесть сепсиса определяли по критериям R. Bone [5]. Динамическое клинико-лабораторное наблюдение и интенсивную терапию проводили в условиях отделения реанимации и интенсивной терапии (ОРИТ). Дополнительно на основании данных осмотра и лабораторных показателей оценивали тяжесть состояния больного по системе балльной оценки APACHE II, выраженность ПОН по шкале SOFA.

Для оценки интенсивности процессов ПОЛ определяли уровень малонового диальдегида (МДА) по реакции с тиобарбитуровой кислотой [14]. Об окислительной модификации протеинов судили по двум параметрам — содержанию сульфгидрильных групп (SH-групп) и карбонилов в белках [7, 12]. Состояние антиоксидантной системы (АОС) определяли на основании активности в эритроцитах каталазы (КТ), пероксидазы (ПР), супероксиддисмутазы (СОД) и глутатионпероксидазы (ГП).

Пробы крови на анализы брали при верификации диагноза. Нормальные значения были установлены при обследовании 15 здоровых доноров, сопоставимых по возрасту с обследованными пациентами.

Полученные данные обработаны методами вариационной статистики. Для каждого вариационного ряда рассчитывали среднюю арифметическую (М), ошибку средней арифметической, стандартное отклонение (s), критерий Стьюдента (t). Для ряда показателей проводили корреляционный анализ с определением коэффициента корреляции (r). Статистическую обработку данных проводили с помощью стандартных статистических программ Microsoft Excel. Величины средних значений признаков указаны в границах М±s. Степень изменения признака считали достоверной при величине возможной ошибки (р) меньше 0,05.

Результаты и обсуждение

У больных с абдоминальным сепсисом без органной дисфункции (1-я группа) обнаружили признаки окислительного повреждения липидов и белков, о чем свидетельствовало достоверное увеличение уровня МДА до 2,4±0,5 мкмоль/л, содержания карбонилов в белках до 1,37±0,23 нмоль/мг и снижение содержания SH-групп в белках до 0,339±0,043 ммоль (табл. 2). Активность ферментов АОС не отличалась от нормальных значений. Доказано, что при развитии абдоминального сепсиса имеются причины для формирования ОС. У больных регистрируются уменьшение объема циркулирующей крови, нарушение микроциркуляции в органах и тканях со снижением доставки О2 и развитием гипоксических изменений, выброс эндотоксина из клеток патогенных бактерий, активация нейтрофильных лейкоцитов. Результатом продукции неконтролируемого образования АФК и объясняется окислительное повреждение белков и липидов. Вместе с тем показатели АОС не отличались от нормальных значений, что являлось следствием компенсаторной продукции антиоксидантных ферментов.

Таблица 2. Показатели окислительного стресса и антиоксидантной системы у больных с абдоминальным сепсисом Примечание. * — p<0,05 по сравнению с нормальными значениями; ** — p<0,05 по сравнению с больными 1-й группы; *** — p<0,05 по сравнению с больными 2-й группы.

Состояние пациентов и прогноз заболевания при абдоминальном сепсисе определяются не только хирургическим заболеванием, но и в значительной степени возникновением ПОН. Это подтверждает выполненное нами клинико-лабораторное обследование хирургических больных, которое свидетельствовало, что, несмотря на хирургическую санацию гнойного очага, у части пациентов сохранялась клинически выраженная интоксикация. Она сочеталась с возникновением дыхательной недостаточности, в ряде случаев требовавшей проведения искусственной вентиляции легких, печеночной, почечной недостаточности, энцефалопатии и т. д.

У больных с тяжелым сепсисом (2-я группа) мы наблюдали более выраженное окислительное повреждение белков и липидов, причем содержание МДА и карбонилов в белках было достоверно выше, а SH-групп протеинов — ниже, чем у больных 1-й группы. Одновременно регистрировали снижение активности АОС. Подобная динамика параметров, характеризующих ОС, свидетельствует об увеличении окислительного потенциала вследствие продукции АФК и истощении АОС. Ведущее значение в нарастании окислительного потенциала имеет прогрессирование основного заболевания.

Увеличение уровня карбонилов в белках согласуется с данными, приведенными в литературе. Так, у больных с политравмой и сепсисом на момент поступления в отделение реанимации отмечали увеличение концентрации карбонилов в белках [18]. Это свидетельствует об общей закономерности нарастания окислительного потенциала у больных с сепсисом.

У пациентов с СШ (3-я группа) уровень МДА, карбонилов и SH-групп в белках не отличался от такового у больных 2-й группы, однако активность ферментов АОС была достоверно ниже.

В полученных нами результатах обращает на себя внимание, что у больных с сепсисом на начальных стадиях заболевания происходит достоверное снижение содержания SH-групп и возрастание уровня МДА и карбонилов в белках. При тяжелом сепсисе выраженность ОС нарастает, кроме того, снижается активность АОС. При С.Ш. выявленные нарушения усугубляются.

В дальнейшем больные с тяжелым сепсисом и СШ ретроспективно были разделены на две подгруппы — выжившие и умершие. При анализе показателей, отражающих ОС у выживших и умерших больных, можно отметить, что на момент диагностики сепсиса существовало достоверное различие между ними по содержанию SH-групп в белках (рис. 1). У умерших больных концентрация SH-групп составила 0,182±0,068 ммоль, в то время как у выживших  — 0,324±0,071 ммоль (р<0,05). В обеих группах этот показатель был ниже нормы, но крайне низких значений он достигал только у больных с последующим летальным исходом.

Рис. 1. Различие между группами пациентов по содержанию SH-групп в белках. * — р<0,05 по сравнению с нормой; ** — p<0,05 по сравнению с нормой и группой выживших больных.

Значимость SH-групп для белков организма человека подтверждается данными литературы. Известно, что SH-группы содержатся в аминокислоте цистеине, они крайне чувствительны к модифицирующему действию АФК. Окисление SH-групп приводит к структурным изменениям в белковой молекуле и ее фрагментации. Кроме того, уменьшение содержания SH-групп влечет за собой изменение ионной проницаемости мембран и отек клетки. Важным также является наличие SH-групп в активном центре различных ферментов. При этом модифицирующее действие АФК касается в первую очередь именно этих функционально наиболее значимых центров и ведет к инактивации ферментов [1, 11].

Повышение степени ОМБ, обнаруженное нами в плазме крови, отражает общую направленность окислительных процессов в организме. Уровень ОМБ в плазме складывается из суммы окисленных белков плазмы крови и модифицированных белков органов и тканей, попадающих в кровоток при выполнении кровью транспортной функции. В связи с этим увеличение ОМБ отражает суммарное поражение белков организма больного. В свою очередь избыточные ПОЛ и ОМБ приводят к нарушению нормальной жизнедеятельности как отдельных клеток, так и организма в целом.

Параллельно с изучением лабораторных данных, характеризующих ОС, у больных 2-й и 3-й групп на момент поступления в ОРИТ мы проводили оценку тяжести состояния по шкале APACHE II, учитывающей комплекс физиологических переменных, возраст и сопутствующие заболевания. Во многих исследованиях доказана высокая прогностическая значимость этой шкалы. Приводятся данные о прямой зависимости между летальностью и тяжестью состояния, оцененной по шкале APACHE II в 1-е сутки после поступления больных в ОРИТ [9].

При ретроспективном анализе у выживших больных было 10,4±2,1 балла по шкале APACHE II, у погибших — 16,7±3,5 балла (р<0,05) (рис. 2).

Рис. 2. Различие между группами выживших и умерших по шкале APACHE II. * — р<0,05 по сравнению с выжившими пациентами.

У больных 2-й и 3-й групп также была исследована корреляционная взаимосвязь между основными показателями, характеризующими ОС, и тяжестью состояния, оцененной по шкале APACHE II. Между тяжестью состояния, с одной стороны, и содержанием в плазме МДА, карбонилов в белках и активностью ферментов АОС — с другой, значимой зависимости не выявили. При сравнении содержания SH-групп в белках и тяжести состояния отметили обратную корреляционную зависимость между ними (r= –0,71).

Таким образом, установили, что на момент диагностики сепсиса наблюдаются достоверное различие в содержании SH-групп в белках в зависимости от исхода болезни, а также отрицательная корреляционная зависимость между тяжестью состояния пациентов и уровнем SH-групп в белках. Следовательно, низкое содержание SH-групп в белках у больных с сепсисом является неблагоприятным прогностическим фактором.

При ОС происходит дисбаланс в системе оксиданты—антиоксиданты. Повышенная генерация АФК приводит к истощению АОС клетки и организма в целом, что сопровождается избыточным накоплением окисленных белков и продуктов ПОЛ. Результаты, полученные нами при обследовании больных с абдоминальным сепсисом, это подтверждают. Действительно, несмотря на возрастание продукции АФК и модификации белков и липидов, адекватной компенсаторной защиты со стороны АОС мы не наблюдали. Логично было бы ожидать в ответ на ОС мощной активации АОС, однако этого не происходит. По-видимому, эндогенное увеличение активности АОС в условиях ОС у больных с тяжелым сепсисом и СШ невозможно. Частично это объясняется невосполненностью белковых потерь у этих пациентов и снижением синтетической функции печени. Подтверждением этого может служить уменьшение ниже нормальных значений показателей общего белка и альбумина у наблюдавшихся нами пациентов. Важно заметить, что основные ферменты АОС содержатся в эритроцитах. Сокращение времени жизни эритроцитов и угнетение гемопоэза при сепсисе также способствуют уменьшению антиокислительной активности крови.

Итак, интенсивность окислительного повреждения белков и липидов резко возрастает при ОС. В процессе формирования сепсиса ОМБ наряду с ПОЛ становится важным фактором нарушения нормального функционирования отдельных клеток организма больного и органов в целом. Это в свою очередь может приводить к формированию ПОН.

Степень выраженности ПОН мы оценивали по шкале SOFA [17]. Считается, что это довольно простой и надежный способ характеристики ПОН у больных с сепсисом. Использование интегральной системы оценки тяжести ПОН позволяет более объективно описывать динамику дисфункции органов и систем, исследовать роль различных факторов в возникновении ПОН и оценивать результаты терапевтических мероприятий.

Мы установили, что формирование ПОН у обследованных больных с тяжелым сепсисом и СШ, как правило, начиналось с возникновения ОРДС. В дальнейшем присоединялись почечная и печеночная дисфункция и другие синдромы. Важно отметить, что возникновение ОРДС всегда усугубляло тяжесть состояния больных и ухудшало прогноз.

Для оценки роли ОС в развитии и течении сепсиса мы исследовали зависимость между тяжестью ПОН и основными показателями, характеризующими повреждение биоструктур.

Между степенью тяжести ПОН, концентрацией МДА, SH-групп в белках и ферментами АОС взаимосвязи не выявлено. В то же время между тяжестью ПОН и содержанием карбонилов в белках была выявлена положительная корреляционная зависимость (r=0,69). Это свидетельствует об участии ОМБ в формировании ПОН у больных с абдоминальным сепсисом. Повышение ОМБ у больных сепсисом происходит на общем фоне активации свободнорадикальных процессов и депрессии АОС, что подтверждается усилением процессов ПОЛ. В условиях ОС происходит модификация белков и липидов, ведущая к нарушению функционирования отдельных клеток и развитию ПОН.

Вопросы коррекции ОС у хирургических больных широко обсуждаются в научной литературе. Для ингибирования свободнорадикального окисления назначают антиоксиданты, однако спектр таких препаратов ограничен. У больных с острым абдоминальным заболеванием в периоперационном периоде мы использовали мексидол, который назначали внутривенно по 200 мг до операции и по 100 мг 3 раза в сутки в послеоперационном периоде [2]. Установили, что применение антиоксидантов сопровождалось уменьшением выраженности ОС, о чем свидетельствовали снижение уровня МДА и карбонилов в белках, увеличение концентрации SH-групп в протеинах. Одновременно увеличивалась активность ферментов АОС, прежде всего СОД и Г.П. Кроме того, у больных, получавших мексидол, наблюдались более быстрый регресс интоксикации, снижение количества лейкоцитов, уровня трансаминаз, креатинина и мочевины. В послеоперационном периоде инфекционные осложнения развивались достоверно реже у пациентов, которым назначали антиоксиданты. Наряду с применением антиоксидантов для нивелирования последствий ОС важны санация очага инфекции и лечение ПОН, что способствует уменьшению процессов свободнорадикального окисления.

Таким образом, формирование сепсиса у хирургических больных происходит в условиях окислительного стресса. Значительное снижение содержания сульфгидрильных групп в белках на момент диагностики сепсиса является неблагоприятным фактором исхода заболевания. Степень выраженности полиорганной недостаточности при абдоминальном сепсисе коррелирует с уровнем окислительного повреждения белковых структур организма больного. Ингибирование процессов свободнорадикального окисления у больных с хирургическим сепсисом позволит уменьшить выраженность окислительного повреждения белков и липидов, что в свою очередь положительно скажется на разрешении полиорганной недостаточности.

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