ДИНАМИКА ПОКАЗАТЕЛЕЙ ОКИСЛИТЕЛЬНОГО СТРЕССА И АПОПТОЗА У ПОСТРАДАВШИХ С ТЯЖЕЛОЙ СОЧЕТАННОЙ ТРАВМОЙ

Шабанов А.К., Евсеев А.К., Горончаровская И.В., Бадыгов С.А., Черпаков Р.А., Кулабухов В.В., Клычникова Е.В., Боровкова Н.В., Гребенчиков О.А., Петриков С.С.

ГБУЗ «НИИ СП им. Н.В. Склифосовского ДЗМ», ФГБНОУ «Федеральный научно-клинический центр реаниматологии и реабилитологии»,
г. Москва, Россия

ДИНАМИКА ПОКАЗАТЕЛЕЙ ОКИСЛИТЕЛЬНОГО СТРЕССА И АПОПТОЗА У ПОСТРАДАВШИХ С ТЯЖЕЛОЙ СОЧЕТАННОЙ ТРАВМОЙ

В структуре причин смертности на сегодняшний день травма занимается прочное третье место, уступая только сердечно-сосудистым заболеваниям и онкологии, что делает ее не менее значимой социально-экономической проблемой [1, 2]. Особую настороженность вызывает тот факт, что именно среди лиц наиболее трудоспособного возраста (до 45 лет) травма является лидирующей причиной потери потенциала работоспособности [2]. Наибольшее участие в процессе лечения данной категории пациентов, помимо специалистов хирургического профиля, принимают анестезиологи-реаниматологи [3].
В отличие от ряда заболеваний, которые на сегодняшний день представляют больше исторический интерес в силу развития научно-технического прогресса, частота встречаемости сочетанной травмы неуклонно растет на фоне эскалации вооруженных конфликтов, техногенных катастроф и общего технического вектора развития цивилизации [4].
В ответ на тяжелую травму и ее последствия организм пострадавшего человека экстренно реализует генетически сформированную защитную программу, направленную на сохранение функциональной активности жизненно важных органов [3]. Клинически это проявляется в виде шока и сопровождается централизацией кровообращения.
Афферентная импульсации, возникающая в результате травмы, а в особенности ее интенсивность, напрямую связанная с тяжестью повреждения, во много определяет тяжесть состояния пациента. На фоне развития и прогрессирования данного процесса происходит запуск ряда факторов, определяющих тяжесть и выраженность формирующегося воспалительного ответа. К ним можно отнести увеличение продуктов секреции тучных клеток в результате их активации, а именно гистамина и ионов калия и водорода, повышение уровня серотонина и аденозиндифосфата (АДФ) в результате вовлечения в процесс тромбоцитов, эскалацию интерлейкинов, продуцируемых макрофагами, а также TNF-α, интерферона-γ и серотонина. Специфическим при вовлечении в процесс сосудистого эндотелия является изменение уровня фактора некроза опухоли (ФНО), однако также происходит изменение плазменной концентрации специфических интерлейкинов, эндотелинов и простагландинов. Наибольшее влияние на такой важный параметр системы гомеостаза, как сосудистый тонус, оказывает уровень катехоламинов и глюкокортикоидов, чей уровень также напрямую зависит от тяжести перенесенной травмы. При сочетанной травме многие указанные вещества рассматриваются как дезрегулирующие и патогенные. Однако истинная их роль остается неясной, более того, в отсутствие критического состояния укладывается в рамках физиологических регуляторных проявлений [5].
С целью расширения представления о функционировании тех или иных систем организма в критическом состоянии ведется постоянный поиск новых маркеров. В раннем посттравматическом периоде дефицит ферментативной и неферментативной антиоксидантных систем организма на фоне роста продукции активных радикалов (кислорода, азота, хлора и т.д.) приводит к развитию окислительного стресса [6], являющегося, наряду с гипоксией, триггером запуска апоптоза [7-9]. Дисбаланс оксидантно-антиоксидантной системы организма, нарушение функционирования иммунной системы, повреждение клеток различных органов под влиянием факторов эндогенной и экзогенной природы и другие процессы приводят к таким тяжелым последствиям, как острый респираторный дистресс-синдром, полиорганная недостаточность, сепсис и летальный исход.
На интерес к изучению окислительного стресса и апоптоза у пострадавших с травмой указывает практически трехкратное увеличение публикаций в этой области за последнее десятилетие, по данным PubMed. В связи с этим представляется актуальным исследование маркеров окислительного стресса и апоптоза в раннем посттравматическом периоде у пациентов, перенесших тяжелую сочетанную травму.
Цель работы — исследование маркеров окислительного стресса и апоптоза в зависимости от исхода у пациентов, перенесших сочетанную травму тяжелой степени в раннем посттравматическом периоде.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

В исследование было включено 66 пациентов (44 мужчины, 22 женщины, медиана возраста 39,5 (28,25; 46) года) с тяжелой сочетанной травмой, проходивших лечение в отделении реанимации и интенсивной терапии ГБУЗ «НИИ СП им. Н.В. Склифосовского ДЗМ» в период 2018-2021 гг. На основании исхода были сформированы две группы: с благоприятным исходом (49 пациентов) и летальным исходом (17 пациентов).
Для определения тяжести состояния использовались шкалы: ISS, APACHE-II, SOFA. Средний балл оценки тяжести повреждений по шкале ISS составил 30,0 ± 8,0, APACHE II – 17,9 ± 8,4 и SOFA – 4,1 ± 2,8.
Критериями включения являлись: 1) возраст от 18 до 75 лет; 2) тяжесть повреждений по шкале ISS от 18 до 50 баллов. Критериями исключения являлись: 1) пострадавшие, переведенные из других стационаров через 24 и более часов после сочетанной травмы; 2) морбидное ожирение с индексом массы тела более 35 кг/м2; 3) почечная недостаточность в анамнезе; 4) отягощенный аллергологический анамнез; 5) онкологический процесс.
Анализ маркеров окислительного стресса и апоптоза проводили в трех временных периодах на: 1-3-е, 4-7-е и 8-14-е сутки после травмы.
Цельная кровь была получена с помощью вакуумной системы для забора крови; с целью дальнейшего анализа были использованы пробирки Vacutainer® SSTTM II Advance и Vacutainer® EDTA (BD, Великобритания). Плазму и сыворотку крови получали центрифугированием цельной крови при 1500 g в течение 15 минут.
При определении выраженности оксидантного стресса у пациентов, перенесших тяжелую сочетанную травму, нами оценивался уровень малонового диальдегида (МДА), статус антиоксидантной системы организма, а также уровень потенциала платинового электрода при разомкнутой цепи (ПРЦ).
Определения уровня малонового диальдегида в сыворотке пациентов проводили с использованием тиобарбитуровой кислоты. Состояние антиоксидантной системы оценивали по показателю общей антиокислительной активности (ОАА) сыворотки крови, которую измеряли спектрофотометрическим методом на биохимическом анализаторе Olympus AU2700 (Beckman Coulter, США) с использованием набора реактивов TAS kit (Randox, Великобритания), а также по величине суммарного количества электричества (Q), затраченного на окисление всех низкомолекулярных антиоксидантов [10]. Измерение ПРЦ платинового электрода в плазме крови проводили на потенциостате IPC Compact (ООО «НТФ «Вольта», Россия). Нарушение эндогенной сосудистой регуляции оценивали по содержанию в сыворотке стабильных метаболитов оксида азота нитрита/нитрата (NOx). Концентрацию ангиотензинпревращающего фермента (АПФ) оценивали фотометрическим методом на биохимическом анализаторе Olympus AU 2700 (Beckman Coulter, США) с использованием набора для определения АПФ (Audit Diagnostics, Ирландия).
Исследование апоптоза и подсчет погибших лейкоцитов крови выполнялись с помощью проточной цитометрии на приборе CYTOMIC FC500 (Beckman Coulter, США). На гематологическом анализаторе AcT diff2 (Beckman Coulter, США) производился расчет общего числа лейкоцитов в крови (109/л). Количество лимфоцитов, готовых к вступлению в апоптоз, определялось по экспрессии Fas-рецептора, с использованием моноклональных антител CD95+ и было представлено в виде процентов по отношению к общей популяции лимфоцитов. При определении в венозной крови относительного количества лимфоцитов на разных стадиях апоптоза использовался набор eBioscience Hu AnnexinV-FITC Recomb Protein (Thermo Fisher Scientific, Invitrogen). На ранней стадии апоптоза целостность клеточной мембраны сохраняется, однако происходит перестройка ее фосфолипидных компонентов, и на поверхности клетки появляется фосфатидилсерин. Аннексин V способен связываться с фосфотидилсерином в присутствии кальция. Одновременное окрашивание клеток витальным ДНК-специфичным красителем 7 амино-актиномицина D (7AAD) позволяло дифференцировать клетки на ранних стадиях апоптоза (Annexin V+/ 7AAD–, ранний апоптоз) от клеток, уже погибших в результате апоптоза (Annexin V+/ 7AAD+, поздний апоптоз). Количество лимфоцитов на разных стадиях апоптоза было представлено в виде процентов по отношению к общей популяции лимфоцитов. Оценивали число антигенпрезентирующих моноцитов с фенотипом CD14+HLA-DR+.
Референсные значения исследуемых показателей были рассчитаны на основании данных практически здоровых людей (n = 50).
Статистический анализ данных проводили с помощью пакета программы Statistica 10 (Stat Soft Inc., США). Описательную статистику количественных признаков представили в виде Me (Q25; Q75), где Ме – медиана, (Q25; Q75) – нижний (25 %) и верхний (75 %) квартили. Гипотезу о соответствии распределения количественных признаков нормальному распределению оценивали с помощью критерия Шапиро-Уилка. Вследствие отклонения данной гипотезы по исследуемым параметрам группы сравнивали при помощи непараметрического критерия U-критерия Манна-Уитни. Внутригрупповое сравнение проводили с использованием критерия Вилкоксона. Статистически значимыми считали различия при значениях р < 0,05. В случае множественных сравнений с учетом поправки Бонферрони статистически значимыми считали различия при значениях р < 0,025.
гласно принципам Хельсинкской декларации Всемирной медицинской ассоциации «Этические принципы проведения научных медицинских исследований с участием человека» (2013 г.) и «Правилам клинической практики в Российской Федерации» (от 19.06.2003 г. № 266). На проведение данного исследования получено согласие этического комитета ГБУЗ «НИИ СП им. Н.В. Склифосовского ДЗМ».

РЕЗУЛЬТАТЫ

Распределение по механизму получения травмы и по анатомическим областям у пациентов представлено в таблице 1. В общей структуре механизмов травмы превалирующее место занимают падения с высоты (41,0 %), на втором месте дорожно-транспортные происшествия (38,0 %) (табл. 1). При этом наиболее часто в структуре распределения травмы по анатомическим областям (табл. 1) встречается сочетание повреждений головы и груди (70,0 %), травма конечностей была у 57,5 % пострадавших. Менее чем у 30 % пациентов наблюдали сочетание повреждений головы и живота (28,8 %), таза (22,4 %) и позвоночника (18,8 %). При этом следует отметить, что у 21 пострадавшего отмечалась травма 3-х анатомических областей (33,4 %), а у 17 — травма 4-х областей (25,75 %).

Таблица 1. Распределение по механизму получения травмы и по анатомическим областям у пациентов

Механизм травмы

Число пациентов (%)

Падение с высоты

41.0

Дорожно-транспортное происшествие

38.0

Производственная травма

6.0

Иное

15.0

Повреждения по анатомическим областям

Конечности

57.5

Таз

22.4

Позвоночник

18.8

Голова + грудь

70.0

Голова + живот

28.8


Основные причины и сроки летальных исходов у пострадавших с тяжелой сочетанной травмой представлены в таблице 2. Наиболее частыми причинами летальных исходов у пострадавших с тяжелой сочетанной травмой являлись шок и массивная кровопотеря на 1-3-и сутки (37,5 %) и гнойно-септические осложнения на 8-14-е сутки (37,5 %) от момента травмы (табл. 2). Кроме того, у 11,8 % больных летальные исходы были связаны с отеком и дислокацией головного мозга.

Таблица 2. Основные причины и сроки летальных исходов у пострадавших с тяжелой сочетанной травмой

Причины летального исхода

Сроки развития летального исхода от момента травмы

Итого

1-3-и сутки

4-7-е сутки

8-14-е сутки

Массивная кровопотеря и шок

n = 6

n = 0

n = 1

7

Отек и дислокация головного мозга

n = 1

n = 1

n = 0

2

Гнойно-септические осложнения

n = 0

n = 1

n = 6

7

Прочие

n = 0

n = 0

n = 1

1

Примечание: n – количество пострадавших, абс.

Результаты исследования динамики маркеров окислительного стресса и апоптоза представлены в таблицах 3 и 4.

Таблица 3. Динамика маркеров окислительного стресса у пострадавших с тяжелой сочетанной травмой

Показатель

Норма

Благоприятный исход

Летальный исход

1-3-и сутки

4-7-е сутки

8-14-е сутки

1-3-и сутки

4-7-е сутки

8-14-е сутки

МДА, мкмоль/л

2.27
(2.11; 2.47)

4.12 (3.46; 4.69)

4.90 (4.42; 5.65)

5.14 (4.67; 5.98)

3.61 (3.20; 4.85)

4.57 (4.02; 5.10)

4.44 (4.21; 7.69)

p1 < 0.000000*

p1 < 0.000000*

p1 < 0.000000*

p1 = 0.000001*

p1 = 0.000001*

p1 < 0.000000*

p3 = 0.000164*

p4 = 0.015208*

p2 = 0.511781

p2 = 0.480882

p2 = 0.361358

p3 = 0.020796*

p4 = 0.040861

ОАА, ммоль/л

1.61
(1.56; 1.68)

1.33 (1.20; 1.54)

1.20 (1.13; 1.34)

1.23 (1.09; 1.34)

1.47 (1.34; 1.78)

1.54 (1.35; 1.76)

1.27 (1.23; 1.45)

p1 = 0.000022*

p1 < 0.000000*

p1 = 0.000003*

p1 = 0.176269

p1 = 0.266482

p1 = 0.000914*

p3 = 0.010944*

p4 = 0.622424

p2 = 0.069498

p2 = 0.007765*

p2 = 0.289624

p3 = 0.858955

p4 = 0.213525

NOx, мкмоль/л

18.61 (17.70; 23.62)

17.32 (13.68; 21.96)

15.33 (11.85; 20.85)

14.12 (11.15; 17.02)

26.50 (18.20; 36.85)

25.24 (20.71; 35.33)

15.19 (12.06; 50.50)

p1 = 0.027314*

p1 = 0.002808*

p1 = 0.000037*

p1 = 0.126792

p1 = 0.062111

p1 = 0.427279

p3 = 0.241491

p4 = 0.204399

p2 = 0.019319*

p2 = 0.013516*

p2 = 0.188899

p3 = 0.929153

p4 = 0.040861

АПФ, ммоль/л

45.00 (36.45; 55.15)

27.10 (20.97; 34.3)

30.10 (22.05; 36.81)

35.37 (26.20; 46.03)

26.65 (24.79; 32.63)

28.72 (23.55; 30.63)

41.09 (33.87; 47.75)

p1 = 0.000001*

p1 = 0.000002*

p1 = 0.00279*

p1 = 0.00052*

p1 = 0.00011*

p1 = 0.297383

p3 = 0.842078

p4 = 0.067347

p2 = 0.64359

p2 = 0.531857

p2 = 0.149126

p3 = 0.33288

p4 = 0.016605*

ПРЦ, мВ

-39.26 (-18.97; -49.04)

14.18 (-6.68; 28.67)

30.89 (10.32; 43.05)

35.90 (17.51; 52.91)

15.63 (-5.60; 33.15)

34.22 (24.97; 43.92)

44.12 (33.20; 54.07)

p1 < 0.000000*

p1 < 0.000000*

p1 < 0.000000*

p1 < 0.000000*

p1 < 0.000000*

p1 < 0.000000*

p3 = 0.000030*

p4 = 0.007790*

p2 = 0.818553

p2 = 0.317774

p2 = 0.039869*

p3 = 0.002401*

p4 = 0.026156

Q, мкКл

21.76 (18.97; 24.92)

14.43 (10.07; 19.27)

11.48 (8.81; 13.04)

11.13 (9.68; 13.49)

18.76 (13.35; 24.91)

13.00 (9.61; 15.12)

10.25 (8.02; 15.81)

p1 < 0.000000*

p1 < 0.000000*

p1 < 0.000000*

p1 = 0.108071

p1 < 0.000000*

p1 < 0.000000*

p3 = 0.000066*

p4 = 0.155472

p2 = 0.017968*

p2 = 0.146624

p2 = 0.400793

p3 = 0.008147*

p4 = 0.637818

Примечание: уровень значимости различий (p): 1 – между контрольными значениями и значениями величин у пациентов (U критерий Манна-Уитни, p < 0,05), 2 – между значениями величин у пациентов с благоприятным и летальным исходом (U критерий Манна-Уитни, p < 0,05), 3 – между значениями на 1-3-и и 4-7-е сутки (критерий Вилкоксона, p < 0,025 с учетом поправки на множественные сравнения), 4 – между значениями на 4-7-е и 8-14-е сутки (критерий Вилкоксона, p < 0,025 с учетом поправки на множественные сравнения), * – различия статистически достоверны.


Таблица 4. Динамика маркеров апоптоза у пострадавших с тяжелой сочетанной травмой 

Показатель

Норма

Благоприятный исход

Летальный исход

1-3 сутки

4-7 сутки

8-14 сутки

1-3 сутки

4-7 сутки

8-14 сутки

Лейкоциты, ×109 кл/л

6.3
(5.1; 5.9)

6.8
(5.6; 13.3)

9.2
(6.7; 15.5)

9.4
(5.6; 13.9)

8.2
(7.0; 15.8)

17.2
(13.9; 18.5)

11.0
(9.3; 13.3)

p1 = 0.018534*

p1 = 0.000055*

p1 = 0.000023*

p1 = 0.002642*

p1 = 0.000501*

p1 = 0.000013*

p3 = 0.247777

p4 = 0.55312

p2 = 0.334161

p2 = 0.026457*

p2 = 0.627569

p3 = 0.500185

p4 = 0.079617

Мертвые клетки (DC), %

0.75 (0.56; 1.14)

0.80
(0.70; 1.12)

1.10
(0.90; 1.32)

1.30
(1.08; 1.46)

1.05
(0.80; 1.27)

1.44
(1.15; 1.74)

1.44
(1.08; 1.65)

p1 = 0.343534

p1 = 0.22704

p1 = 0.024002*

p1 = 0.049459*

p1 = 0.014671*

p1 = 0.003016*

p3 = 0.57482

p4 = 0.186377

p2 = 0.09527

p2 = 0.035431*

p2 = 0.203419

p3 = 0.172956

p4 = 0.224917

Мертвые клетки (DC), ×106 кл/л

45.4 (28.5; 72.0)

68.0
(35.8; 123.0)

138.0
(83.6; 174.4)

101.8
(72.3; 183.0)

84.2
(61.3; 147.0)

203.5
(197.6; 222.4)

136.2
(115.2; 171.7)

p1 = 0.046038*

p1 = 0.003554*

p1 = 0.000039*

p1 = 0.000993*

p1 = 0.000583*

p1 = 0.000043*

p3 = 0.235551

p4 = 0.411531

p2 = 0.147502

p2 = 0.013918*

p2 = 0.363082

p3 = 0.685831

p4 = 0.043115

Ранний апоптоз, %

2.50 (1.60; 3.73)

5.83
(3.40; 7.34)

4.77
(2.78; 6.76)

5.70
(4.90; 6.70)

4.13
(2.85; 8.08)

1.99
(1.77; 3.58)

1.65
(1.37; 3.90)

p1 = 0.000092*

p1 = 0.006677*

p1 < 0.000000*

p1 = 0.008265*

p1 = 0.788808

p1 = 0.529078

p3 = 0.076813

p4 = 0.052957

p2 = 0.72343

p2 = 0.03551*

p2 = 0.001631*

p3 = 0.248865

p4 = 0.753153

Поздний апоптоз, %

0.05 (0.04; 0.12)

0.08
(0.03; 0.14)

0.10
(0.06; 0.12)

0.06
(0.03; 0.10)

0.08
(0.04; 0.10)

0.05
(0.02; 0.24)

0.03
(0.01; 0.07)

p1 = 0.887086

p1 = 0.994745

p1 = 0.699641

p1 = 0.845586

p1 = 0.901196

p1 = 0.123035

p3 = 0.648657

p4 = 0.569163

p2 = 0.955291

p2 = 0.8195

p2 = 0.093868

p3 = 0.892738

p4 = 1.000000

CD95+, %

41.6 (39.05; 50.45)

51.13
(37.83; 59.40)

49.00
(45.80; 66.43)

65.63
(53.87; 71.03)

43.60
(28.15; 66.87)

33.70
(32.54; 34.42)

30.68
(27.39; 39.07)

p1 = 0.896026

p1 = 0.02048*

p1 = 0.056934

p1 = 0.891086

p1 = 0.006323*

p1 = 0.001288*

p3 = 0.120446

p4 = 0.340883

p2 = 0.735581

p2 = 0.001165*

p2 = 0.00189*

p3 = 0.027709

p4 = 0.753153

CD14+HLA-DR+, %

84.7 (73.15; 87.45)

53.50
(44.59; 65.45)

40.40
(36.67; 57.20)

83.44
(59.18; 90.35)

35.57
(23.13; 43.20)

22.91
(15.81; 32.39)

28.32
(19.29; 45.54)

p1 < 0.000000*

p1 < 0.000000*

p1 = 0.107695

p1 = 0.000105*

p1 = 0.000324*

p1 = 0.000015*

p3 = 0.289959

p4 = 0.052024

p2 = 0.015377*

p2 = 0.00614*

p2 = 0.002362*

p3 = 0.463072

p4 = 0.345448

Примечание: уровень значимости различий (p): 1 – между контрольными значениями и значениями величин у пациентов (U критерий Манна-Уитни, p < 0,05), 2 – между значениями величин у пациентов с благоприятным и летальным исходом (U критерий Манна-Уитни, p < 0,05), 3 – между значениями на 1-3-и и 4-7-е сутки (критерий Вилкоксона, p < 0,025 с учетом поправки на множественные сравнения), 4 – между значениями на 4-7-е и 8-14-е сутки (критерий Вилкоксона, p < 0,025 с учетом поправки на множественные сравнения), * – различия статистически достоверны.


ОБСУЖДЕНИЕ

Полученные нами данные в целом совпадают с другими исследованиями основных причин летальных исходов у пациентов с тяжелой сочетанной травмой [11], среди которых можно выделить три основные: массивная кровопотеря и развившийся в результате этого шок, отек и дислокация головного мозга, а также развитие инфекционных осложнений. Массивная кровопотеря и шок являлись основной причиной летальности в первые сутки от момента получения травмы. Это же относилось и к отеку головного мозга с его последующей дислокацией. На более поздних этапах преобладающей причиной летальности являлись гнойно-септические осложнения. Следует отметить, что, несмотря на все противоэпидемические мероприятия и строгий инфекционный контроль, при проведении пациентам искусственной вентиляции легких более 3 суток не менее чем у 70 % пострадавших развивается вентилятор-ассоциированная пневмония [12].
В ответ на травматическое воздействие организм запускает ряд системных реакций, направленных на сохранение его жизнедеятельности. Зачастую посттравматический период сопровождается развитием гипоксии и шока, приводящего к нарушению микроциркуляции, снижению перфузии органов и тканей.
Вазоконстрикция, вызванная адреналином, поддерживает локальную гипоксию и ограничивает тканевой обмен при шоке. Недостаток кислорода является одним из факторов развития синдрома системного воспалительного ответа (ССВО) и синдрома полиорганной недостаточности (СПОН). В основе патогенеза данного состояния лежит преобладание анаэробного гликолиза, в результате которого в клетке происходит накопление лактата и ионов водорода, что, в свою очередь, является индуктором закрытия митохондриальной поры (mPTP). Данный процесс опосредует накопление ионов Na+ и Ca2+ внутри митохондрии, что способствует усилению продукции свободных радикалов через фактор, индуцируемый гипоксией 1-альфа (HIF-1α). Данный процесс в условиях нарушения поступления в митохондрии компонентов системы антиоксидантной защиты вызывает накопление активных радикалов, усиление процессов перекисного окисления липидов, повреждения функциональных структур в митохондриях [13]. При этом коагулопатия, воспаление, анаэробный метаболизм и окисление способствуют развитию эндотелиопатии [14]. В этом случае в эндотелии артериол развивается дисфункция релаксации, которая связана с локальной гиперпродукцией активных форм кислорода (АФК) CD11/CD18+-клетками. В капиллярах наблюдается адгезия активированных лейкоцитов к поврежденным эндотелиальным клеткам.
Эндотелий посткапиллярных венул играет ключевую роль в возникновении вторичных осложнений при тяжелой сочетанной травме. Во-первых, АФК вызывают активацию комплемента (С5) и продукцию ряда факторов, например лейкотриена В4, который способен индуцировать адгезию и активацию лейкоцитов на эндотелии. АФК также индуцируют высвобождение телец Вейбеля-Палада, которые представляют собой большие эндотелиальные везикулы, содержащие фактор фон Виллебранда (vWF) и P-селектин. Эти соединения обеспечивают адгезию и проникновение CD11/CD18+ активированных клеток, таких как нейтрофилы и тромбоциты. Воспалительный ответ усиливается тучными клетками и макрофагами, которые высвобождают медиаторы воспаления, такие как TNF-α, оксид азота (NO), гистамин. Кроме того, ишемия и воспаление часто приводят к нарушению эндотелиальных плотных контактов, спаек и компонентов гликокаликса. Активированные нейтрофилы вызывают разрушение гликокаликса во время травмы, поскольку они высвобождают протеолитические ферменты, такие как эластаза нейтрофилов, что способствует синтезу локальной индуцибельной синтазы оксида азота (iNOS) и АФК. Все это способствует нарушению целостности соединения эндотелиальных клеток и проницаемости эндотелиального барьера, что приводит к изменению вазотонической и гемостатической функции эндотелия [15].
Однако бόльшую опасность представляет стадия реперфузии, возникающая в условиях проведения интенсивной терапии. При переходе с анаэробного гликолиза обратно на окислительное фосфорилирования запускается синтез аденозинтрифосфата (АТФ) митохондриями, но при этом в результате повреждения митохондриальных структур происходит еще большая продукция активных радикалов. Данный процесс вызывает необратимые повреждения, включая такие важные структуры, как митохондриальной ДНК (мтДНК) с одновременным замедлением синтеза АТФ. Восстановление внутриклеточного рН до физиологического уровня активирует открытие митохондриальной поры, приводя к перенасыщению митохондрии Сa2+ и активацией калпаина. С другой стороны, происходит высвобождение активных радикалов, а также других соединений, включая цитохрома С (cyt C), которые и вызывают активацию каспаз [13].
Именно данный каскад – активация лейкоцитов и нейтрофилов, а также экспрессия цитокинов и молекул адгезии – приводит к клеточной гибели вследствие апоптоза. Кроме того, высока вероятность развития тромбозов с дальнейшим поражением микроциркуляторного русла в результате активации системы комплемента и коагуляционного каскада.
В понимании фундаментальных молекулярных механизмов многих физиологических и патофизиологических процессов достаточно важная роль отводится основному фактору вазодилатации – NO, который может оказывать разнонаправленное действие при определенных состояниях. В эссенциальной гипертензии он оказывает нормализующий эффект на гемодинамику, однако при геморрагическом или травматическом шоке – наоборот, дестабилизируя ее, снижая уровень артериального давления за счет гиперактивации индуцибельной синтазы оксида азота. Поскольку NO является активной формой кислорода, легко взаимодействующей с супероксидным анион-радикалом (O2−) с образованием пероксинитрита (ONOO−) в условиях угнетения активности супероксиддисмутазы, то изучение генерации NO при окислительном стрессе, характерном для сочетанной травмы, представляется весьма важным [5].
Описанные механизмы развития окислительного стресса и апоптоза в целом соответствуют полученным нами данным. В первые сутки на фоне последствий ишемически-реперфузионного синдрома отмечается смещение практически всех анализируемых показателей от их нормальных значений. Среди маркеров окислительного стресса особенно заметная разница с контрольными значениями наблюдается для МДА, АПФ, ПРЦ (p < 0,0001) (табл. 2). Отдельного внимания в данный период заслуживает состояние системы антиоксидатной защиты организма. В отличие от пациентов с благоприятными исходами, когда в первые сутки отмечали вполне закономерное заметное снижение активности антиоксидатной системы [16], у пациентов с летальными исходами снижение активности данной системы не было таким выраженным. Данное обстоятельство может быть связано как с усилением продуцирования антиоксидантов в ответ на повышающийся окислительный стресс [17], так и с торможением свободно-радикальных процессов на фоне гипоксии [18] в первые сутки с момента получения травмы.
Такая картина изменения показателей сохраняется примерно до 7-х суток и может характеризовать стадию острого окислительного стресса [19]. Совокупность процессов, протекающих в данный период, определяет дальнейшую динамику состояния пациента, поскольку в дальнейшем наблюдаются значительные отличия. У пациентов с благоприятным исходом после 7-х суток отмечают более резкое снижение интенсивности изменения показателей окислительного стресса (ОАА, ПРЦ, Q), что может свидетельствовать о достижении так называемого «квази-стационарного» уровня активных радикалов [19], характеризующего состояние хронического окислительного стресса. В то же время у пациентов с летальным исходом в данный период наблюдается дальнейшее снижение активности антиоксидантной системы на фоне роста окислительных процессов, т. е. переход окислительного стресса в неконтролируемую стадию.
Уровень стабильных метаболитов оксида азота статистически значимо снижен относительно нормальных значений вплоть до 14-х суток наблюдения в группе с благоприятным исходом (табл. 2). В группе с летальным исходом показатель NOx статистически значимо не отличается от значений нормы во все сроки исследования и статистически значимо был выше на 7-е сутки по сравнению с группой с благоприятным исходом (p = 0,014) (табл. 2). Однако необходимо отметить, что в группе с летальным исходом особенно на 14-е сутки у ряда пациентов отмечали весьма высокий уровень NOx. Увеличение уровня NOx, по-видимому, обусловлено септическим статусом, так как в группе с летальным исходом уровень лейкоцитов в эти сроки также статистически значимо отличался от группы с благоприятным исходом. Известно, что уровень NO повышается при сепсисе и септическом шоке, поскольку при инфекции активируется iNOS, которая и генерирует гиперпродукцию NO. Взаимодействие NO и АПФ осуществляет разнонаправленное регулирование уровня артериального давления как при физиологических, так и при патофизиологических условиях. АПФ обладает вазопрессорным эффектом, превращая ангиотензин I в ангиотензин II, мощнейший вазопрессор, эффект которого в 50 раз выше эффекта адреналина. Уровень АПФ статистически значимо снижается в группе с благоприятным исходом относительно нормы во все сроки наблюдения (p < 0,005) (табл. 2), что свидетельствует о сопряженности в сосудистой регуляции эндотелием. В то время как в группе с летальным исходом такая сбалансированность не наблюдалась, уровень АПФ статистически значимо был ниже нормы на фоне нормальных значений NOx, а к 14-м суткам не отличался от нормы на фоне снижения NOx (табл. 2).
Содержание лейкоцитов в венозной крови пострадавших увеличивалось уже с первых суток после травмы и достигало максимальных значений к 4-7-м суткам как у выживших, так и у умерших (табл. 3). При этом на 4-7-е сутки количество лейкоцитов в крови умерших пациентов было в 1,72 раза выше, чем у пострадавших с благоприятным исходом тяжелой сочетанной травмы. Также отмечали увеличение концентрации погибших лейкоцитов крови, наиболее выраженное у пациентов с неблагоприятным исходом травмы. Лейкоцитоз и увеличение погибших лейкоцитов в венозной крови обусловлены развитием эндотоксемии у пациентов с тяжелой сочетанной травмой, обусловленной гипоксией, массивом поврежденных тканей и присоединившейся инфекцией. Инфекционные осложнение у пострадавших с тяжелой сочетанной травмой зачастую развиваются на фоне дисфункции иммунной системы. Так, уже с первых суток после тяжелой сочетанной травмы у пациентов отмечено снижение популяции моноцитов с фенотипом CD14+HLA-DR+, осуществляющих презентацию антигена Т-лимфоцитам. Минимальное содержание в крови CD14+HLA-DR+ моноцитов отмечено на 4-7-е сутки после травмы, при этом у умерших пациентов концентрация антигенпрезентирующих моноцитов в крови была достоверно ниже, чем в группе выживших на всех сроках наблюдения (табл. 3).
Концентрация лимфоцитов, экспрессирующих на своей поверхности Fas-рецептор (CD95+), в крови пострадавших на 1-3-и сутки после травмы значимо не отличалась в сравниваемых группах и регистрировалась в пределах верхних границ физиологической нормы. На 4-7-е сутки у умерших пациентов отмечали значимое снижение CD95 позитивных лимфоцитов в венозной крови. Известно, что Fas опосредует также передачу неапоптотических сигналов в лимфоцитах, в том числе способствуя их дифференцировке при развитии иммунного ответа [20]. Таким образом, низкое содержание CD95+ лимфоцитов в периферической крови пациентов с неблагоприятным исходом тяжелой сочетанной травмы обуславливает также нарушение процессов активации иммунной системы. Низкая концентрация CD95+ лимфоцитов у умерших пациентов сопровождалась также значимым снижением апоптотических лимфоцитов в крови, регистрируемым у умерших пациентов на 4-7-е и 8-14-е сутки после травмы. Отметим, что у пострадавших с благоприятным исходом травмы концентрация апоптотических лимфоцитов была несколько выше нормы на протяжении всего периода наблюдения.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, полученные нами данные свидетельствуют о различии в динамике изменения маркеров окислительного стресса и апоптоза. Это выражается в более резком снижении интенсивности изменения показателей окислительного стресса (ОАА, ПРЦ, Q) у пациентов с благоприятным исходом к 7-м суткам после травмы, что может свидетельствовать о достижении так называемого «квази-стационарного» уровня активных радикалов, характеризующего состояние хронического окислительного стресса. В то же время у пациентов с летальным исходом наблюдается постоянное снижение активности антиоксидантной системы на фоне роста окислительных процессов в течение всего периода наблюдения, т. е. переход окислительного стресса в неконтролируемую стадию. Кроме того, данные по динамике уровня NOx и АПФ свидетельствуют о развитии у пациентов с летальным исходом эндотелиопатии, которая, в частности, проявляется нарушением сосудистой регуляции. Анализ динамики маркеров апоптоза (количество лейкоцитов в венозной крови, CD95+ лимфоцитов, CD14+HLA-DR+ моноцитов) крови выявил существенное нарушение процессов активации иммунной системы, что приводит к развитию инфекционных осложнений у пострадавших с тяжелой сочетанной травмой.

Информация о финансировании и конфликте интересов

Исследование не имело спонсорской поддержки.
Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтных интересов, связанных с публикацией данной статьи.

ЛИТЕРАТУРА:

1.      Agadzhanyan VV, Kravtsov SA. Polytrauma, the ways of development. Polytrauma. 2015; (2): 6-13. Russian (Агаджанян В.В., Кравцов С.А. Политравма, пути развития (терминология) //Политравма. 2015. № 2. С. 6-13)
2.      Khubutia MS, Shabanov AK., Bulava GV, Dorfman AG, Zainudinov ZM, Skulachev MV, et al. Oxidative distress in patients with polytrauma. General Reanimatology. 2014; 10(2): 23-30. Russian (Хубутия М.Ш., Шабанов А.К., Булава Г.В., Дорфман А.Г., Зайнудинов З.М., Скулачев М.В. и др. Окислительный дистресс у пострадавших с тяжелой сочетанной травмой //Общая реаниматология. 2014. Т. 10, № 2. С. 23-30.) doi: 10.15360/1813-9779-2014-2-23-30
3.      Gumanenko EK, Zavrazhnov AA, Suprun AYu, Khromov AA. Severe combined trauma and polytrauma: definition, classification, clinical characteristics, treatment outcomes. Polytrauma. 2021; (4): 6-17. Russian (Гуманенко Е.К., Завражнов А.А., Супрун А.Ю., Хромов А.А. Тяжелая сочетанная травма и политравма: определение, классификация, клиническая характеристика, исходы лечения //Политравма. 2021. № 4. С. 6-17.) doi: 10.24412/1819-1495-2021-4-6-17
4.      van Breugel JMM, Niemeyer MJS, Houwert RM, Groenwold RHH, Leenen LPH, van Wessem KJP. Global changes in mortality rates in polytrauma patients admitted to the ICU – a systematic review. World Journal of Emergency Surgery. 2020; 15: Article 55. doi: 10.1186/s13017-020-00330-3
5.      Lugrin J, Rosenblatt-Velin N, Parapanov R, Liaudet L. The role of oxidative stress during inflammatory processes. Biological Chemistry. 2014; 395(2): 203-230. doi: 10.1515/hsz-2013-0241
6.      Servia L, Serrano JCE, Pamplona R, Badia M, Montserrat N, Portero-Otin M, et al. Location-dependent effects of trauma on oxidative stress in humans. PLoS ONE. 2018; 13(10): Article e0205519. doi: 10.1371/journal.pone.0205519
7.      Gusev EYu, Zotova NV. Pathogenesis and prediction of critical complications of polytrauma from the position of common pathological processes. Polytrauma. 2021; (1): 97-116. Russian (Гусев Е.Ю., Зотова Н.В. Патогенез и прогноз критических осложнений политравмы с позиции общепатологических процессов //Политравма. 2021. № 1. С. 97-116.) doi: 10.24411/1819-1495-2021-10013
8.      Huber-Lang M, Lambris JD, Ward PA. Innate immune responses to trauma. Nature immunology. 2018; 19(4): 327-341. doi: 10.1038/s41590-018-0064-8
9.      Mortaz E, Zadian SS, Shahir M, Folkerts G, Garssen J, Mumby S, et al. Does neutrophil phenotype predict the survival of trauma patients? Frontiers in Immunology. 2019; 10: Article 2122. doi: 10.3389/fimmu.2019.02122
10.    Goroncharovskaya IV, Evseev AK, Shabanov AK, Denisenko O, Kuzovlev AN, KlychnikovaEV, et al. Electrochemical methods for assessment of polytrauma outcomes. Electroanalysis. 2021; 31(2): 550-557. doi: 10.1002/elan.202060356
11.    Shabanov AK, Kartavenko VI, Petrikov SS, Marutyan ZG, Rozumny PA, Chernenkaya TV, et al. Severe multisystem craniocerebral injury: features of the clinical course and outcomes. Russian Sklifosovsky Journal «Emergency Medical Care». 2017; 6(4): 324-330. Russian (Шабанов А.К., Картавенко В.И., Петриков С.С., Марутян З.Г., Розумный П.А., Черненькая Т.В. и др. Тяжелая сочетанная черепно-мозговая травма: особенности клинического течения и исходы //Журнал им. Н.В. Склифосовского «Неотложная медицинская помощь». 2017. Т. 6, № 4. С. 324-330. doi: 10.23934/2223-9022-2017-6-4-324-330
12.    Korobushkin GV, Shigeev SV, Zhukov AI. Analysis of causes of death in a sample of patients with polytrauma in Moscow. Polytrauma. 2020; (2): 47-53. Russian (Коробушкин Г.В., Шигеев С.В., Жуков А.И. Анализ причин смерти в выборке пациентов с политравмой в Москве //Политравма. 2020. № 2. С. 47-53.) doi: 10.24411/1819-1495-2020-10019
13.    Levina OA, Evseev AK, Khubutiya MS, Babkina AV, Shabanov AK. Hyperbaric oxygenation in transplantology. Transplantologiya. The Russian Journal of Transplantation. 2020; 12(1): 28-41. Russian (Левина О.А., Евсеев А.К., Хубутия М.Ш., Бабкина А.В., Шабанов А.К. Гипербарическая оксигенация в трансплантологии //Трансплантология. 2020. Т. 12, № 1. С. 28-41.) doi: 10.23873/2074-0506-2020-12-1-28-41
14.    White NJ, Ward KR, Pati S, Strandenes G, Cap AP. Hemorrhagic blood failure: oxygen debt, coagulopathy, and endothelial damage. The journal of trauma and acute care surgery. 2017; 82(6): S41–S49. doi: 10.1097/TA.0000000000001436
15.    Alves NG, Motawe ZY, Yuan SY, Breslin JW. Endothelial protrusions in junctional integrity and barrier function. Current Topic in Membranes. 2018; 82: 93-140. doi: 10.1016/bs.ctm.2018.08.006
16.    Săndesc D. Oxidative stress in the critically ill polytrauma patient. The Journal of Critical Care Medicine. 2015; 1: 81-82. doi: 10.1515/jccm-2015-0013
17.    Lorente L, Martin MM, Almeida T, Abreu-Gonzalez P, Ferreres J, Sole-Violan J, et al. Association between serum total antioxidant capacity and mortality in severe septic patients. Journal of Critical Care. 2015; 30(1): 217. e7-217.e12. doi: 10.1016/j.jcrc.2014.09.012
18.    Bell EL, Klimova TA, Eisenbart J, Schumacker PT, Chandel NS. Mitochondrial Reactive oxygen species trigger hypoxia-inducible factor-dependent extension of the replicative life span during hypoxia. Molecular and Cellular Biology. 2007; 27(16): 5737-5745. doi: 10.1128/MCB.02265-06
19.    Lushchak VI, Storey KB. Oxidative stress concept updated: definitions, classifications and regulatory pathways implicated. EXCLI Journal. 2021; 20: 956-967. doi: 10.17179/excli2021-3596
20.    Klebanoff CA, Scott CD, Leonardi AJ, Yamamoto TN, Cruz AC, Ouyang C et al. Memory T cell-driven differentiation of naive cells impairs adoptive immunotherapy. The Journal of Clinical Investigation. 2016; 126(1): 318-334. doi: 10.1172/JCI81217

Статистика просмотров

Загрузка метрик ...

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.