CC BY
31
© Коллектив авторов, 2007
Г.Н. Кузьменко, В.В. Чемоданов, С.Б. Назаров
КЛИНИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ НАРУШЕНИЙ РЕГУЛЯЦИИ ФУНКЦИИ ЭНДОТЕЛИЯ В РАЗВИТИИ РЕСПИРАТОРНОГО ДИСТРЕСС-СИНДРОМА У НЕДОНОШЕННЫХ НОВОРОЖДЕННЫХ
ФГУ «НИИ материнства и детства им. В.Н. Городкова Росмедтехнологий», ГОУ ВПО «ИвГМА Росздрава», г. Иваново, РФ
Авторы изучали особенности нарушения функционального состояния эндотелия у 550 недоношенных новорожденных, среди которых 159 детей с легким, 284 — со среднетяжелым и 107 — с тяжелым вариантом респираторного дистресс-синдрома (РДС). Развитие ангиопатии у недоношенных новорожденных с РДС определялось нарушением гемостатических свойств эндотелия и повышением его прокоагулянтного статуса, дисбалансом вазоактивных продуктов и ангиогенных факторов, а также изменением баланса факторов, регулирующих проницаемость эндотелия. Выраженность ангиопатии, формирующейся у недоношенных новорожденных с РДС, зависела от тяжести и характера течения заболевания, а также от тяжести неврологических нарушений и определяла развитие осложнений и исходы РДС.
Authors studied disorders of endothelium functional state in 550 premature born neonates with respiratory distress syndrome (RDS), including 159 with mild, 284 with moderate and 107 with severe RDS. Angiopathy development in premature born neonates was determined by disorders of hemostatic endothelium capacity, by increasing of its pro-coagulant properties, by imbalance of vasoactive products and angiogenic factors and also by imbalance of factors regulated endothelium permeability. Severity of angiopathy developed by neonates with RDS depended on its severity, of character of disease presentations and also on severity of neurological disorders and determined development of complications and RDS outcome.
Респираторный дистресс-синдром (РДС) является одной из ведущих причин неонатальной заболеваемости и смертности [1, 2]. Вопросы этиопато-генеза РДС в настоящее время достаточно изучены [2, 3]. Тактика ведения детей с РДС достаточно эффективна, что позволяет достигать хороших результатов лечения [2-6]. Вместе с тем в ряду основных остаются вопросы ранней диагностики и коррекции гемостатических расстройств, определяющих неблагоприятные исходы РДС [7-9]. Принято считать, что нарушение вентиляционно-пер-фузионных отношений в легких при РДС обусловливает развитие гипоксемии и гиперкапнии, метаболического и респираторного ацидоза, что индуцирует отек и повреждение интимы легочных ар-териол и капилляров. Иными словами, РДС сопровождается эндотелиальными нарушениями. Однако клиническое значение изменения показателей, характеризующих функцию эндотелия, остается мало изученным в неонатологии, отсутствуют наиболее значимые маркеры ее повреждения при РДС в целом и в зависимости от его тяжести, а также при сопутствующей патологии в виде церебральной ишемии (ЦИ) и иных осложнений.
Трудности диагностики нарушений эндотелия и их регуляции у недоношенных новорожденных связаны с особенностями становления функциональной активности этой системы в период ранней постнатальной адаптации на фоне недоношеннос-
ти. В связи с чем целью наших исследований явилось определение клинического значения показателей эндотелиальной дисфункции в формировании тяжести респираторных нарушений, развитии осложнений, а также гипоксических поражений ЦНС при РДС.
Материалы и методы исследования
Клинические проявления РДС изучены у 550 недоношенных новорожденных. Для суждения о степени тяжести РДС мы использовали данные И.И. Рюминой (1966), шкалу Downes, согласно которым выделили РДС легкой, среднетяжелой и тяжелой степени. В зависимости от формы дыхательных нарушений выделены 3 группы наблюдения. 1-ю группу составили 159 (28,9%) недоношенных новорожденных детей с легкой степенью респираторных нарушений (РДС I), 2-ю группу - 284 (51,6%) ребенка со средней тяжестью (РДС II), 3-ю группу - 107 (19,5%) детей с тяжелой степенью (РДС III). Средние показатели массы тела у новорожденных с РДС I составили 2310,9±39,46 г (срок гестации 34,9±0,12 нед); у детей с РДС II -1827,1±31,6 г (срок гестации 32,5±0,14 нед); у детей с РДС III - 1611,8±62,50 г (срок гестации 30,6±0,31 нед). Контрольную группу представляли 89 недоношенных новорожденных со средним сроком гестации 35,6±0,42 нед и средней массой тела 2493±29,1 г, которые не нуждались в проведении
лечебных мероприятий, а течение раннего неона-тального периода у них проходило без осложнений.
Дети обследованы клиническими и лабораторными методами на 1-3-й и 5-8-й дни жизни. Оценку состояния проводили по шкале Downes, осуществляли клиническое наблюдение за течением РДС в динамике раннего неона-тального периода. Проводили суммарную оценку нарушений дыхательной системы, включавшую клинические признаки, выраженные в баллах (учитывали наличие цианоза, признаков ригидности грудной клетки, изменение характера дыхания, его частоты и ритма, кислородо-зависимость, втяжение уступчивых мест грудной клетки и участие в акте дыхания вспомогательной мускулатуры, данные перкуторного и аускультативного исследования, а также распространенность ателектазов). Признаки нарушений функции ЦНС составили суммарную оценку неврологического статуса в баллах (состояние сознания, двигательная активность, мышечный тонус, выраженность безусловных рефлексов, симптомы поражения черепно-мозговых нервов, наличие судорог и признаков внутричерепной гипертензии). Кроме того, учитывали суммарную оценку выраженности геморрагического синдрома (петехии, экхимозы, гематомы, легочные, желудочно-кишечные кровотечения и другие висцеральные геморрагии, кровотечения из мест инъекций).
Исследовали показатели, характеризующие состояние эндотелия: антитромбин III (АТ-III) и протеин С (ПС) определяли амидолитическими методами с использованием хромогенных субстратов на приборе «STA Compakt» фирмы «Diagnostika Stago»; исследования фактора Виллебранда (ФВ) выполняли на анализаторе наборами «vWF STA LIATEST»; метаболиты оксида азота (NO) определяли с использованием реактива Грисса; уровни васкуло-эндотелиального фактора роста (VEGF) оценивали, используя наборы фирмы «Citimmun inc». Полученные данные обработаны методами вариационного и корреляционного анализа с использованием t критерия Стьюдента.
Результаты и их обсуждение
Роль NO, образующегося в системе органов дыхания (на органном уровне), достаточно хорошо
определена, в последние годы N0 применяется для лечения новорожденных с РДС [10]. Однако между уровнями выдыхаемого N0 и нитритами плазмы при рождении детей не выявлено корреляционной взаимосвязи [11]. По нашим данным, у детей первых 3 дней жизни уровень нитритов в системе циркуляции повышается соответственно тяжести РДС с достоверными различиями между анализируемыми группами (рис. 1). Тяжелая респираторная недостаточность сопровождается двукратным увеличением метаболитов N0 в сыворотке по сравнению с контрольной группой. В динамике заболевания уровни нитритов были достоверно выше в основных группах наблюдения по сравнению с контрольной группой. Обнаружена тесная сопряженность между уровнями нитритов в крови и клиническими признаками заболевания в остром периоде, отражающая ведущую роль повреждений эндотелия при РДС. При тяжелых вариантах РДС отмечена наибольшая продукция нитритов в сыворотке, что является неблагоприятным фактором, способствующим нарушениям микроциркуляции и гипотонии.
Неоднородность нитритообразующих процессов в организме недоношенных новорожденных прослеживается и при развитии осложнений РДС в виде пневмонии, что сопровождается увеличением их интенсивности в сравнении с показателями детей, имевших неосложненное течение РДС (17,6±0,6 и 14,0±0,43 мкмоль/л, р<0,05). Прослежена корреляционная взаимосвязь между уровнями нитритов и выраженностью отечного синдрома (г=0,36; р<0,05). Индивидуальный анализ клинической картины заболевания в сопоставлении с показателями нитритов показал, что их уровни выше 17 мкмоль/мл отмечены у 72,3% новорожденных с признаками отечно-геморрагического синдрома, у 77,8% детей с осложнениями искусственной вентиляции легких (ИВЛ). Можно полагать, что взаимообусловленные нарушения микроциркуляции и гиповолемия, а также повышение продукции N0, приводят к более тяжелому те-
O N
25" 201510. 5
3
4
Рис. 1. Уровни нитритов у недоношенных новорожденных в зависимости от тяжести РДС в динамике заболевания.
Здесь и на рис. 2-5: 1-й столбик - 1-3-й день жизни, 2-й столбик - 5-8-й день жизни; 1 - контрольная группа, 2 - РДС I, 3 - РДС II, 4 - РДС III.
чению острого периода РДС. Чрезмерная продукция N0 через оказываемый антиагрегантный эффект и влияние на процессы клеточной рецепции может инициировать нарушения гемостаза и развитие геморрагий. Мы исследовали взаимосвязи уровней нитритов с выраженностью геморрагических проявлений, установив между ними прямую взаимосвязь (г=+0,474; р<0,05 - в 1-3-й день и г=+0,42; р<0,05 - на 5-8-й день жизни). Оказалось, что у 71,4% детей с клинической манифестацией тромбо-геморрагического синдрома уровни нитритов были выше 17 мкмоль/л. В отношении процессов свертывания и тромбинообразования действие N0 является защитным фактором, поскольку он блокирует эффекты брадикинина и чрезмерную экспрессию тканевого фактора, препятствуя, таким образом, возникновению вазоко-нстрикции и дисфункции органов при ДВС [12, 13]. Однако при чрезмерной продукции N0 этот защитный механизм превращается в патологический, вызывая выраженные нарушения микроциркуляции, а через антиагрегантный эффект на тромбоциты - склонность к геморрагиям и нарушениям процессов клеточной рецепции. Очевидно, существует связь между активацией свертывания и гиперпродукцией N0, а N0-зависимый метаболит - пероксинитрит влияет на внутрисосу-дистое свертывание и синтез тканевого фактора [14, 15]. Учитывая данные о существовании положительной корреляционной взаимосвязи между уровнями продуктов N0 и ФВ (г=+0,41; р<0,05), можно предположить, что антиагрегантный эффект N0 предупреждает чрезмерную активацию гемостаза до того момента, когда избыток нитри-тообразования способствует развитию окислительного стресса, активации свертывания и мик-роциркуляторным нарушениям.
Клинические признаки неврологических нарушений также характерны для недоношенных новорожденных с РДС, поскольку он сопровождается ЦИ и развитием внутричерепных кровоизлияний. При оценке корреляций нитритов и суммарной оценки неврологического статуса выявлены многочисленные взаимосвязи, отражающие роль основного регулятора функции эндотелия - N0 - в развитии клинических признаков повреждения ЦНС (г=+0,52; р<0,05 - в 1-3-й день; г=+0,27; р<0,05 на 5-8-й день жизни). Корреляционные коэффициенты между уровнями нитритов и тяжестью ЦИ составили в 1-3-й дни жизни г=+0,48 (р<0,05), на 5-8-й день - г=+0,41 (р<0,05), а с выраженностью внутрижелудочковых кровоизлияний (ВЖК) -г=+0,52 (р<0,05) и г=+0,37 (р<0,05) соответственно. Однако, если у детей с легкими ВЖК высокие уровни нитритов (выше 17 мкмоль/л) отмечены только в 20% случаев, то у детей с тяжелыми ВЖК - в 64,3% наблюдений (в 3 раза чаще).
Роль VEGF, который участвует в регуляции ангиогенеза, регулирует рост, созревание, вазоди-
латацию и проницаемость сосудов, достаточно подробно изучена [16]. Нами отмечено достоверное снижение уровней VEGF у наблюдаемой категории пациентов со среднетяжелыми и тяжелыми вариантами РДС в первые 3 дня постнатальной жизни. В частности, показано, что уровни цитоки-на снижались в 2,6 раза при развитии тяжелого РДС, что приводило к затруднению альвеоляриза-ции и васкуляризации тканей в условиях гипоксии и реоксигенации (рис. 2). При РДС динамика фактора на 5-8-й день жизни ни в одной группе недоношенных новорожденных не проявляла тенденции к повышению. При развитии в раннем нео-натальном периоде легочного кровотечения уровень VEGF был в 2 раза ниже, чем у новорожденных без такового (156,6±62,5 и 302,9±22,6 pg/ml соответственно), а на 5-8-й день - в 3 раза ниже (78,8±33,7 и 243,4±22,5 pg/ml соответственно). У недоношенных новорожденных с манифестацией тромбо-геморрагического синдрома в первые 3 дня жизни уровни VEGF были достоверно ниже, чем у детей без ДВС-синдрома (121,4±39,3 и 315,4±22,5 pg/ml соответственно). Кроме того, нами выявлены достоверные различия между уровнями VEGF у детей с РДС в зависимости от наличия или отсутствия функционально значимых фетальных коммуникаций (171,3±38,6 и 320,9±23,5 pg/ml соответственно). Полученные данные могут свидетельствовать о причинно-следственной связи между дефицитом VEGF и развитием грубых структурно-функциональных поражений сосудистой стенки.
Корреляция VEGF с суммарной оценкой респираторных нарушений в первые 3 дня жизни составила г=-0,25 (р<0,05), с выраженностью геморрагического синдрома - г=-0,21 (р<0,05), с развитием ДВС-синдрома - г=-0,36 (р<0,05), открытыми фетальными коммуникациями - г=-0,35 (р<0,05). Установлено, что недостаточность гепа-ран-зависимой изоформы VEGF-165 связана не только с тяжестью РДС, но и с клинической манифестацией ДВС-синдрома, геморрагическими проявлениями у недоношенных новорожденных, а также с функционально значимыми фетальными коммуникациями.
Эндотелий, обладая плюрипотентной функцией, проявляет как анти-, так и прокоагулянтные свойства. Последние обусловлены ФВ, который выполняет функцию белка-переносчика VIII фактора свертывания крови и играет роль молекулярного моста между тромбоцитами и субэндотелиаль-ной выстилкой в местах повреждения сосудистой стенки или оголения базальной мембраны капилляра. При развитии среднетяжелого и тяжелого вариантов РДС у недоношенных новорожденных в первые 3 дня жизни отмечено достоверное увеличение уровней ФВ в сравнении с контрольной группой в 2 раза (рис. 3). В динамике раннего неона-тального периода регистрировали повышение уровней ФВ соответственно тяжести РДС с досто-
ад
а &
О
н
>
Рис. 2. Уровни VEDF у недоношенных новорожденных в зависимости от тяжести РДС в динамике заболевания.
М
е
350 300 250 200 150 100 50
т т
т
—1— т
3
4
Рис. 3. Уровни ФВ у недоношенных новорожденных в зависимости от тяжести РДС в динамике заболевания.
верными различиями показателей между всеми исследуемыми группами. У детей с тяжелым вариантом РДС на 5-8-й день отмечено 3-кратное повышение уровней ФВ по сравнению с контрольной группой, что связано с увеличением прокоагу-лянтных свойств эндотелия. Обнаружены корреляционные взаимосвязи уровней ФВ с выраженностью неврологической симптоматики с широкой вариабельностью неврологических расстройств: от тяжелых (кома или судороги) до минимальных (гипервозбудимость, тремор). В частности, корреляционные коэффициенты в первые дни жизни и на 5-8-й день жизни составили г=+0,37 (р<0,05) и г=+0,45 (р<0,05) соответственно. Данные показатели иллюстрируют роль повышения прокоагулянт-ного статуса эндотелия в развитии клинических признаков повреждения ЦНС. Уровни ФВ были взаимосвязаны с тяжестью ЦИ (в первые дни жизни г=+0,32 (р<0,05); на 5-8-й день - г=+0,35 (р<0,05). Величины ФВ находились во взаимосвязи с тяжестью ВЖК (г=+0,26; р<0,05 - в первые дни и г=+0,30; р<0,05 - на 5-8-й день). Усиление прокоагулянтного статуса эндотелия в виде повышения уровней ФВ было взаимосвязано с выраженностью клинических проявлений РДС, при этом корреляционные коэффициенты составили в
первые дни г=+0,37 (р<0,05) и г=+0,53 (р<0,05) -на 5-8-й день жизни. Выявленные тенденции указывают на ведущую роль повышения прокоагулянт-ного статуса эндотелия в развитии РДС.
Повышение фракции кислорода во вдыхаемом воздухе ^Ю), используемой при ИВЛ, увеличивает прокоагулянтный статус эндотелия. Между уровнями ФВ и FiО корреляция составила г=+0,42 (р<0,05). С другой стороны, при увеличении фракции кислорода во вдыхаемом воздухе снижался также эндотелиальный антикоагулянт-ный потенциал (корреляционные коэффициенты между уровнями ПС и FiО составили г=-0,38, р<0,05, а между уровнями АТ III и FiО - г=-0,26, р<0,05. Подобные изменения, на наш взгляд, отражают роль процессов гипоксии и реоксигенации в повреждении эндотелия.
Антитромботическая функция эндотелия связана с гепарансульфатами и инактивацией тромбина АТ III. Показатели, характеризующие анти-коагулянтный статус эндотелия, имели у детей с РДС иную направленность (рис. 4). Гепарин-ко-факторная активность АТ III была достоверно снижена у новорожденных со среднетяжелым и тяжелым РДС в течение всего раннего неонатально-го периода. Если у детей с РДС I и РДС II в динами-
90-1
80-
70-
60
50
II
II 40
Т
А 30
20
10
3
4
Рис. 4. Показатели АТ III у недоношенных новорожденных в зависимости от тяжести РДС в динамике заболевания.
ке на 5-8-й день жизни отмечено достоверное повышение антикоагулянтной функции эндотелия, то у новорожденных с РДС III оно отсутствовало, что указывает на тяжесть эндотелиальных нарушений. Корреляции тяжести ВЖК и АТ III составили г=-0,32, (р<0,05) в первые дни жизни и г=-0,27, (р<0,05) - на 5-8-й день жизни.
Другая антикоагулянтная система - ПС - у новорожденных с РДС ингибировалась с первых дней жизни соответственно тяжести заболевания, когда образование активного ПС уменьшалось в связи со снижением его функциональной активности (рис. 5). Причиной изменения фенотипа эндотелия из тромборезистентного в прокоагулянт-ный может быть также инактивация рецепторов ПС, которые идентифицированы на клетках эндотелия, а также усиленное потребление антикоагулянта при активации свертывающей системы. Снижение уровней ПС наряду с уменьшением функциональной активности АТ III свидетельствует о снижении антикоагулянтного потенциала эндотелиальных клеток при развитии РДС. Следует заметить, что уровни ПС в большей степени взаимосвязаны с развитием нарушений дыхания (г=-0,40; р<0,05), чем с неврологическими расстройствами (г=-0,28; р<0,05). При анализе корреляционных зависимостей выявлены меж-
системные взаимосвязи между степенью дисфункции эндотелия и тяжестью РДС у недоношенных новорожденных, а также выраженностью гипоксии. Корреляционные взаимосвязи между индексом оксигенации и эндотелиальными параметрами представлены на рис. 6.
Как видим, все показатели, характеризующие функцию эндотелия, взаимосвязаны с тяжестью РДС, что отражает его превалирующую роль в развитии патогенетического каскада нарушений при данном заболевании у недоношенных новорожденных. Следует отметить, что неблагоприятные исходы также зависят от эндотелиальных факторов. У недоношенных новорожденных с неблагоприятным исходом заболевания уровни ФВ были достоверно выше (233,1±18,9%), чем у детей с благоприятным исходом заболевания (193,0±10,0%), уровни нитритов - выше (19,9±0,91 и 15,6±0,4 мкмоль/л соответственно), а уровни АТ III снижены (46,2±2,0% и 53,6±1,6% соответственно).
Заключение
Обобщая результаты исследований по интегральной оценке функции эндотелия, необходимо отметить, что развитие ангиопатии у недоношенных новорожденных с РДС связано с нарушением гемостатических свойств эндотелия и повышени-
С П
Рис. 5. Показатели ПС у недоношенных новорожденных в зависимости от тяжести РДС в динамике заболевания.
Нитриты
VEGF
nC
ФB
ATIII
-0,4 -0,2 0 0,2 0,4
Коэффициент корреляции
Pm. 6. Корреляционные взаимосвязи между индексом оксигенации и эндотелиальными показателями.
ем его прокоагулянтного статуса, дисбалансом ва-зоактивных продуктов и ангиогенных факторов, а также изменением соотношения факторов, регулирующих проницаемость эндотелия. Тяжесть РДС у недоношенных новорожденных взаимосвязана с изменением фенотипа эндотелия, который
определяется дисбалансом между экспрессией прокоагулянтных и супрессией антикоагулянт-ных и ангиогенных факторов. Выраженность ан-гиопатии взаимосвязана с течением заболевания, тяжестью неврологических нарушений, определяя развитие осложнений и исходов РДС.
ЛИTEPATУPA
1. Дементьева Г.М., Рюмина И.И., Фролова М.И. Выхаживание глубоконедоношенных детей: современное состояние проблемы. Педиатрия. 2004; 3: 60-66.
2. Гребенников ВА., Миленин О.Б., Рюмина И.И. Респираторный дистресс-синдром у новорожденных. М.: Вест. медицины, 1995.
3. Володин Н.Н., Ефимов М.С., Дегтярев Д.Н., Милени О.Б. Принципы лечения новорожденных с респираторным дистресс-синдромом. Педиатрия. 1998; 1: 26-32.
4. Ainsworth S.B., Milligan D.W. Surfactant therapy for respiratory distress syndrome in premature neonates: a comparative review. Am. J. Respir. Med. 2002; 1(6): 417-433.
5. Романенко К.В., Аверин А.П., Богачев Н.Ю. и др. Оценка эффективности отечественного сурфактанта в комплексном лечении дыхательной недостаточности у новорожденных. Рос. вест. перинатологии и педиатрии. 2001; 1: 22-25.
6. Kumar P., Kiran P.S. Changing trends in the management of respiratory distress syndrome (RDS). Indian J. Pediatr. 2004; 71(1): 49-54.
7. Heljic S., Maksic H, Buljina A. Hemorrhagic and hypoxic-ischemic brain lesions in premature infants on artificial ventilation. Med. Arh. 2000; 54 (5-6): 265-267.
8. Lin T.W., Su B.H., Lin H.C. Risk factors of pulmonary hemorrhage in very-lowbirth-weight infants: a two-year retrospective study. Acta Paediatr. Taiwan. 2000; 41(5): 255-258.
9. Шалина Р.И., Выхристюк Ю.В., Кривоножко С.В. Перинатальные исходы у недоношенных новорожденных с экстремально низкой и низкой массой тела при рождении.
Вопр. гинекологии, акушерства и перинатологии. 2004; 3(4): 57-63.
10. Мостовой А.В. Оксид азота в терапии состояний, сопровождающихся стойкой легочной гипертензией у новорожденных. Опыт лечения в многопрофильной детской больнице. СПб., 2002: 44-49.
11. Biban P., Zangardi T., Baraldi E. et al. Mixed exhaled nitric oxide and plasma nitrites and nitrates in newborn infants. Life Sci. 2001; 68(25): 2789-2797.
12. Hartman J. The Role of Bradykinin and Nitric Oxide in the Cardioprotective Action of ACE. Thorac. Surg. 1995; 60: 789-792.
13. Hornig B, Kohler C., Drexler H. The Role of Bradykinin in Mediating Vascular Effects of Angiotensin-Converting Enzyme Inhibitors in Humans. Circulation. 1997; 95: 1115-1118.
14. Papapetropoulos A., Piccardoni P., Cirino G. et al. Hypotension and inflammatory cytokine gene expression triggered by factor Xa-nitric oxide signalin. Proc. Nat. Acad. Sci. USA. 1998; 95(8): 4738-4742.
15. Adam J.M., Ettelaie C., Naseem K.M. et al. Modification of tissue factor by peroxynitrite influences its procoagulant activity. FEBS Lett. 1998; 429(3): 347-350.
16. Segura I., Serrano A., De Buitrago G.G. et al. Inhibition of programmed cell death impairs in vitro vascular-like structure formation and reduces in vivo angiogenesis. FASEB J. 2002; 16(8): 833-841.
