Научный журнал

Фундаментальные исследования

ISSN 1812-7339

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 1,674

• Авторы
• Резюме
• Файлы
• Ключевые слова
• Литература

Понасенко А.В. 1 Хуторная М.В. 1 Антонова Л.В. 1 Кондюкова Н.В. 1 Головкин А.С. 1 Григорьев Е.В. 1

---

1 ФГБУ «Научно-исследовательский институт комплексных проблем сердечно-сосудистых заболеваний» Сибирского отделения Российской академии медицинских наук

Клиническое выражение системного воспалительного ответа после кардиохирургических операций в определённой степени обусловлено ишемией и последующей реперфузией тканей вследствие использования искусственного кровообращения. В исследовании представлены данные о динамике молекул адгезии, отражающие активность эндотелия до и после операций по протезированию клапанов сердца у пациентов с инфекционным эндокардитом. Концентрации селектинов определяли методом твердофазного иммуноферментного анализа трёхкратно. Определено, что у всех пациентов концентрации Р-селектина были высокими. До операции в группе без осложнений количество Р-селектина равнялось 213,00 (88,23; 458,00) нг/мл, во 2-й – 259,70 (66,35; 486,00) и 342,60 (70,34; 453,00) нг/мл в 3-й группе. В 1-е сутки концентрации составляли 356,15 (73,69; 414,00) нг/мл, 366,75 (78,88; 453,40) нг/мл и 266,10 (76,96; 420,90) нг/мл соответственно. Концентрации Е-селектина у пациентов всех групп увеличивались в 1-е и снижались к 7-м суткам. В группе СВО с ПОН Е-селектин имел самые высокие уровни (137,75 (62,00;176,15) нг/мл, 153,60 (89,86; 188,60) и 87,6 (45,10; 120,20) нг/мл соответственно трём временным точкам, р < 0,01). Концентрации L-селектина в группе без осложнений были самыми низкими (3,41 (2,81;3,45) нг/мл) против 3,5 (3,23;404) нг/мл 2-й и 4,23 (3,65;4,83) нг/мл 3-й группах. В дальнейшем динамика L-селектина в группе без осложнений и группе СВО с ПОН характеризовалась снижением уровней в 1-е сутки и возвращением к исходным на 7-е. В группе осложненного СВО динамических изменений зарегистрировано не было. Таким образом, концентрации молекул адгезии отражают эндотелиальную дисфункцию и имеют взаимосвязь с вариантами течения системного воспаления после операций по коррекции приобретённых пороков сердца.

Статья в формате PDF

377 KB

молекулы межклеточной адгезии

селектины

системный воспалительный ответ

инфекционный эндокардит

приобретённые пороки сердца

1. Витковский Ю.А., Кузник Б.И., Солпов А.В. Взаимодействие лейкоцитов и тромбоцитов с эндотелием и ДВС-синдром // Тромбоз, гемостаз и реология. – 2006. – № 1(25). – С. 15–28.

2. Литвицкий П.Ф., Синельникова Т.Г. Врожденный иммунитет: механизмы реализации и патологические синдромы // Вопросы современной педиатрии. – 2009. – Т.8. – № .4. – С. 95–101.

3. Шевченко Ю.Л. Молекулярные механизмы развития системного воспаления при кардиохирургических операциях / Ю.Л. Шевченко, О.А. Азизова, Ю.И. Гороховатский, М.Н. Замятин // Вестник Национального медико-хирургического Центра им. Н.И. Пирогова. – 2007. – № 1(2). – C. 70–74.

4. Adams A. J. Targeting the Endothelium // Signa Vitae. – 2010. – № 5 (1). – Р. 17–23.

5. Gando S. Systemic inflammatory response syndrome (SIRS) and endothelial cell injury // Nihon Rinsho. – 2004. – № 62(12). – Р. 2244–2250.

6. Meisner M. Comparison of procalcitonin (PCT) and C-reactive protein (CRP) plasma сoncentrations at different SOFA scores during the course of sepsis and MODS / M. Meisner, K. Tschaikowsky, T. Palmaers, J. Schmidt // Critical Care. – 1999. – № 3. – Р. 45–55.

7. Spertini O. ELISA for quantitation of L-selectin shed from leukocytes in vivo / O. Spertini, B. Shcleiffenbaum, C. White-Owen, P.Jr. Ruiz, T.F. Tedder // J. Immunol. Metods. – 1993. – № 156. – Р. 115–123.

8. Ushiyama S. Structural and functional characterization of monomeric soluble P-selectin and comparison with membrane P-selectin / S. Ushiyama, T.M. Laue, K.L. Moore, H.P. Erickson, A. McEver // J. Biol. Chem. – 1992. – № 268. – Р. 15229–15232.

9. Vestweber D. Adhesion and signaling molekules controlling the transmigration of leukocytes through endothelium // Immunol. Rev. – 2007. – Vol. 218. – Р. 178–196.

В процессе проведения протезирования клапанов аппарата сердца используется аппаратное экстракорпоральное (искусственное) кровообращение (ИК). Применение ИК позволяет осуществлять операции на открытом сердце, однако сопровождается длительной ишемией тканей. Последующая реперфузия вызывает изменения в активности эндотелиальных клеток и интенсивности миграции лейкоцитов к очагу поражения. Воспалительный и окислительный каскады, опосредованные ишемией и реперфузией, проявляют наиболее выраженные эффекты в отношении травмы эндотелия на микроциркуляторном уровне. [6]. Одновременно активация эндотелия и лейкоцитов в процессе реперфузии оказывает неконтролируемый прокоагулянтный и провоспалительный эффект, который в конечном итоге приводит к нарушениям функций эндотелия, микротромбообразованию и неспособности регулирования местного кровотока в жизненно важных органах [4], итогом является последующее формирование органных дисфункций [5].

Здоровый эндотелий представляет собой неадгезивную поверхность. Первичные контакты клеточных элементов с сосудистой стенкой выражаются в эффекте скольжения лимфоцитарной клетки вдоль эндотелия. В категории молекул, стимулирующих неактивированные полиморфноядерные лимфоциты к созданию первичных контактов с эндотелиальным слоем, наиболее активным семейством являются селектины. [9]. Р-селектин, Е-селектин и L-селектин являются основными молекулами адгезии, обеспечивающими контакт с эндотелием и миграцию лейкоцитов. Селектины обеспечивают «прилипание» лейкоцитов к эндотелию, их проникновение через стенки сосуда и трасэндотелиальную миграцию в ткани [3]. В результате усиления адгезионной активности процесс «скольжения» замедляется, увеличивается время контакта лейкоцитов с эндотелием и медиаторами воспаления. Регистрируемый избыток адгезивных молекул свидетельствует о нарушении механизмов регуляции воспаления [2]. Однако имеющиеся публикации, посвящённые этой проблеме, не отражают значения динамических изменений молекул адгезии для развития системного воспаления в раннем послеоперационном периоде у данной категории пациентов.

Цель ‒ изучить динамику Р-, Е- и L-селектинов при различных вариантах системного воспалительного ответа у пациентов с приобретёнными пороками сердца после оперативной коррекции клапанного порока в условиях искусственного кровообращения.

Материалы и методы исследования

Исследование являлось когортным ретроспективным. В качестве модели выбран инфекционный эндокардит как один из этиологических факторов приобретённых пороков сердца. В исследование включено 110 пациентов (71 мужчина (64,5 %) и 39 женщин (35,5 %) в возрасте 50 (36; 58) лет с верифицированным диагнозом инфекционный эндокардит, подвергшихся оперативному вмешательству на открытом сердце в условиях искусственного кровообращения в объёме клапанного протезирования на базе ФГБУ «НИИ КПССЗ» СО РАМН г. Кемерово, Россия, с 2010 по 2013 годы.

Критериями включения в группу исследования являлись установленный клинически и инструментально диагноз инфекционного эндокардита, возраст не менее 20 и не более 70 лет, подписанное информированное согласие на участие в исследовании; критериями исключения служили: смена диагноза по результатам морфологического исследования удаленных тканей, сочетанные операции, наличие в анамнезе злокачественных новообразований, отказ от участия в исследовании, развитие в послеоперационном госпитальном периоде (до момента выписки) осложнений инфекционного генеза (сепсис и другие похожие состояния).

Диагноз инфекционного эндокардита установлен на основании клинической картины, анамнестических данных и клинико-лабораторных методов исследования (трехкратные бактериологические исследования посевов крови, данные ЭХО-кардиографии, результаты гистологического исследования удалённых во время операции клапанов сердца).

Все пациенты прошли предоперационную подготовку (в том числе курс антибиотикотерапии), находились в «холодном периоде» основного заболевания (степень активности инфекционного эндокардита на момент операции минимальна), были компенсированы по степени ХСН (не более IIБ стадии по Василенко ‒ Стражеско, ФК ХСН от II до III), и подверглись оперативному вмешательству в объёме протезирования клапана сердца в условиях ИК. Длительность ИК при проведении операции составила 115 (85; 150) минут, а время пережатия аорты 81 (60; 109) минут.

Летальность во всей анализируемой группе составила 2,72 % (3 человека). Летальные исходы являлись результатом прогрессирования осложнений синдрома системного воспалительного ответа, развития необратимых вариантов полиорганной недостаточности и зарегистрированы на 13, 15 и 21 сутки после операции.

По характеру течения раннего послеоперационного периода пациенты были разделены на три группы. Наличие СВО в послеоперационном периоде оценивали по критериям R. Bone (Bone R.C. 1992), степень тяжести состояния пациента – по шкале APACHE II (Acute Physiology And Chronic Helth Evalution) (Knaus W.A., 1985), степень полиорганной недостаточности (ПОН) по шкале SOFA (Sepsis-Related Organ Failure Assessment) (J.-L. Vincent et al., 1996).

В 1-ю группу (без осложнений) вошли 38 (34,6 %) пациентов – не более 2-х признаков СВО по R. Bone, APACHE II 0–1 балл, SOFA – 0–1 балл. Во 2-ю группу (осложненный СВО) вошли 47 (42,7 %) пациентов – 3 и более критерия по R. Bone, APACHE II 2–3 балла SOFA – 1–2 балла в 1-е сутки. И 25 человек (22,7 %) (включая 3-х пациентов с летальным исходом) составили 3-ю группу (СВО с ПОН) – 3 и более признака СВО по R. Bone, APACHE II 3–4 балла и более 3 баллов по шкале SOFA.

Кровь забирали из центральной локтевой вены в вакуумные коммерческие пробирки с активатором свёртывания. Кровь центрифугировали, сыворотку аликвотировали, хранили при –70 °C. Концентрацию селектинов в сыворотке крови определяли методом твердофазного иммуноферментного анализа с использованием коммерческих наборов «Human-sL selectin», «Human-sE selectin» и «Human-sP selectin» BenderMed Systems (USA), предназначенных для научных исследований. Концентрации определялись до операции, в 1-е и на 7-е сутки после операции. Использовали пакет программного обеспечения Statistica 6.0. (StatSoftInc., США Серийный номер: AXXR003E608729FAN10). Статистический анализ проводили непараметрическими методами. Результаты выражали в виде медианы (МЕ) и 25 и 75 % межквартильных отклонений (25Q; 75Q). Различия считали значимыми при уровне р < 0,01.

Результаты исследования и их обсуждение

Определили, что на всем протяжении наблюдения в концентрации P-селектина между группами не имелось достоверных различий (Н = 3,23, р = 0,19 до операции, Н = 3,05, р = 0,22 в 1-е сутки и Н = 5,54, р = 0,06 на 7-е) (таблица). Известно, что высокие сывороточные концентрации Р-селектина определяются в острую фазу воспаления, являясь одним из звеньев патогенеза воспалительного процесса [8]. Р-селектин опосредует адгезию моноцитов к эндотелию посткапиллярных венул и связан с формированием синдрома диссеминированного сосудистого свёртывания [1].

Концентрации P-селектина у пациентов с инфекционным эндокардитом после хирургической коррекции порока клапана сердца, нг/мл

Соответственно, одинаковый уровень Р-селектина во всех группах связан с ранее сформированным, в результате развития основного заболевания, нарушением реологии крови. Отсутствие значимых изменений в концентрациях указывает на продолжающуюся в течение всего периода наблюдения дискоординацию адгезии иммунокомпетентных клеток к эндотелию, не имеющую разрешения к 7-м суткам ни в одной из изучаемых групп.

Значимые отличия между анализируемыми группами были выявлены в ходе анализа динамики Е-селектина. Так, на дооперационном этапе концентрации в группе СВО и ПОН находились на уровне (137,75 (62,00;176,15) пг/мл) и превышали таковой как 1-й (50,38 (34,42; 59,05) пг/мл, р < 0,00001), так и 2-й группы (55,55 (42,70; 77,75) пг/мл, р = 0,00003). Между уровнями первых двух групп значимые отличия отсутствовали (р = 0,13) (рисунок).

 sE-селектин  sL-селектин

– 1-я группа; – 2-я группа; – 3-я группа

* – р < 0,01 по отношению к группе без осложнений в данное время

** – р < 0,01 по отношению к группе с осложнённым СВО в данное время

*** – р < 0,01 по отношению к дооперационному уровню

*** – р < 0,01 по отношению к 1-м суткам

**** ‒ р < 0,01 по отношению к 1-м суткам после операции

Динамика молекул адгезии в течение периода наблюдения у пациентов с инфекционным эндокардитом, оперированных по поводу клапанного порока

Количество Е-селектина в 1-е сутки увеличилось до 153,60 (89,86; 188,60) пг/мл в группе СВО с ПОН, против 44,92 (32,32; 55,90) пг/мл в 1-й группе и 53,24 (41,10; 86,45) пг/мл во 2-й группе. Одновременно определялись достоверные отличия в уровнях между 1-й и 3-й (р = 0,003) и между 2-й и 3-й (р = 0,005) группами. А также регистрировались значимые отличия в уровнях между 1-й и 2-й группами (в последней количество Е-селектина в это время выше), однако установленный порог значимости не был достигнут (р = 0,03).

К 7-м суткам в 1-й группе изменений в уровнях Е-селектина не произошло (38,81 (29,66; 56,15) пг/мл, р ˃ 0,01). При том, что после подъёма в 1-е сутки в двух группах с осложнениями к 7-м наблюдается значимое их снижение (р = 0,003 для 2-й и р = 0,002 для 3-й). Но если у 2-й группы Е-селектин на 7-е сутки определялся на дооперационном уровне (43,26 (35,91; 73,65) пг/мл, р = 0,12), то в 3-й группе они опускались ниже дооперационных (87,67 (45,10; 120,20) пг/мл, р = 0,003). Одновременно количество Е-селектина у пациентов 3-й группы превышало таковое и 1-й (р = 0,0002) и у 2-й (р = 0,0009) групп.

Избыточная экспрессия молекул адгезии, как и повышенное «слущивание» их с поверхности клеток, свидетельствует о нарушении механизмов регуляции воспаления [2]. Опосредованное через Е-селектин повышение инициализации «прилипания» к эндотелию, усиление миграционной активности лейкоцитов приводит к микротромбообразованию, что находит отражение в клиническом проявлении органных дисфункций у группы СВО с ПОН.

В отношении L-селектина были выявлены некоторые особенности динамики в зависимости от варианта течения СВО. Так, до операции в группе без осложнений определялись самые низкие концентрации (3,41 (2,81;3,45) нг/мл против 3,5 (3,23;404) нг/мл 2-й и 4,23 (3,65;4,83) нг/мл 3-й групп) из всех трёх групп наблюдения (рисунок). При этом регистрировались значимые отличия между концентрациями группы СВО с ПОН по отношению к 1-й (р = 0,00007) и 2-й (р = 0,004) группам. В дальнейшем количество L-селектина группы без осложнений снижалось в 1-е сутки (2,9 (2,67;3,36) нг/мл, р = 0,0009) и возвращалось к исходному на 7-е (3,21(2,84;3,47) нг/мл), р = 0,35). В группе осложнённого СВО значимой динамики концентраций L-селектина на протяжении всего времени наблюдения не было (3,37 (3,25;3,57) нг/мл и 3,5 (3,07;4,10) нг/мл соответственно в 1-е и 7-е сутки, χ2 = 3,32, р = 0,19). А в группе СВО с ПОН изменения были сходными с динамикой 1-й группы – снижение в 1-е сутки (3,4 (3,17;4,17) нг/мл, р = 0,01) и возвращение к исходным на 7-е (4,01 (3,21; 4,46) нг/мл, р = 0,08). Однако количество L-селектина у группы СВО с ПОН было выше, чем у группы без осложнений (р = 0,005 в 1-е и р = 0,0006 на 7-е сутки), тогда как достоверных отличий от 2-й группы не было (р = 0,44 и р = 0,06 соответственно).

Высокие концентрации функциональноактивного L-селектина в циркулирующем кровотоке могут приводить к повреждению эндотелия мелких сосудов за счёт увеличения адгезии полиморфноядерных нейтрофилов, последующего выхода лейкоцитарных ферментов и развитию воспаления в микрокапиллярах различных тканей и органов. Также, по литературным данным [7], в патогенезе органной недостаточности играет роль усиление тромбообразования и капиллярное постоперационное кровотечение. Высокие уровни L-селектина во всех группах исследования свидетельствуют об активности лейкоцитов на всем протяжении наблюдения, у группы СВО с ПОН степень активации выше, чем в двух первых группах. Состояние активности лейкоцитов ещё до операции, демонстрируемое количеством L-селектина, по-видимому, сформировано за счёт реализации воспаления в патогенезе основного заболевания. Следствием дисфункции в регулировании активности лейкоцитов является проявление недостаточности органов, имеющее наибольшие клинические проявления у пациентов группы СВО с ПОН.

Выводы

У пациентов с инфекционным эндокардитом до операции имеется повышенная активность лейкоцитов и эндотелия, характеризующаяся высокими уровнями L- и Р-селектинов. В группе пациентов, у которых после оперативного лечения наблюдали осложнения системного воспалительного ответа с полиорганной недостаточностью, дисфункция дополняется высокими концентрациями Е-селектина. В дальнейшем наиболее выраженные изменения касаются увеличения количества Е-селектина в группе СВО с ПОН, которое значимо (р < 0,01) превышали значения таковых у пациентов двух других групп в 1-е сутки после операции. Проведённое исследование показало, что у данной категории пациентов дисфункция механизмов активации эндотелия формируется на этапе основного заболевания, а развитие системного воспалительного ответа, индуцированного оперативным вмешательством в условиях искусственного кровообращения, является дополнительным стимулирующим фактором.

Ограничение исследования: полученные данные характеризуют группу лиц, имеющих диагноз «инфекционный эндокардит», и их следует с осторожностью интерпретировать для других категорий пациентов.

Рецензенты:

Лисаченко Г.В., д.м.н., профессор кафедры патологической физиологии, ГОУ ВПО «Кемеровская государственная медицинская академия» Минздрава Российской Федерации, г. Кемерово;

Коростелёв А.А., д.м.н., профессор кафедры оториноларингологии и клинической иммунологии, ГОУ ВПО «Кемеровская государственная медицинская академия» Минздрава Российской Федерации, г. Кемерово.

Работа поступила в редакцию 04.06.2014.

Библиографическая ссылка