CC BY
58
КЛИНИЧЕСКАЯ ЛАБОРАТОРНАЯ ДИАГНОСТИКА, № 2, 2012
© КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 2012
УДК 616.728.2-089.28-06:616-005.755]-07
Г. В. Коршунов, Д. М. Пучиньян, С. Г. Шахмартова
МОЛЕКУЛЯРНЫЕ МАРКЕРЫ СИСТЕМНОГО ВОСПАЛИТЕЛЬНОГО ОТВЕТА И
гемокоагуляции при эндопротезировании тазобедренного сустава
ФГУ Саратовский НИИ трвматологии и ортопедии
По уровню содержания sICAM-1 и неоптерина выделяют группы с "компенсированным" и "декомпенсированным" состоянием организма. Операция эндопротезирования приводит к развитию синдрома системного воспалительного ответа (гемостатическая и адгезионная дисфункции эндотелия, проявления которых зависят от дооперационного состояния сосудистой стенки). Для прогнозирования риска развития послеоперационных тромбоэмболических и воспалительных осложнений целесообразно исследовать в дооперационном периоде содержание ICAM-1 и неоптерина.
Ключевые слова: системный воспалительный ответ, sICAM-1, неоптерин, D-димер
G.VKorshunov, D.M. Putchinyan, S.G. Shakhmartova
THE MOLECULAR MARKERS OF SYSTEMIC INFLAMMATION RESPONSE AND HEMOCOAGULATION
in case of endoprosthesis replacement of articulation of hip
The groups with "compensated» and "decompensated» conditions of organism are marked out according the level of sICAM-1 and neopterin. The surgery of endoprosthesis replacement results in the development of systemic inflammation response syndrome (manifestation of hemostatic and adhesional dysfunctions of endothelium depends on pre-surgery condition ofvessel wall). To forecast the risk of development of post-surgery thromboembolic and inflammatory complications it is appropriate to study the content of sICAM-1 and neopterin in pre-surgery period.
key words: systemic inflammatory response, sICAM-1, neopterin, В-dimer
Синдром системного воспалительного ответа (ССВО) - ключевое патогенетическое звено критических состояний, вызванных гиперпродукцией и несбалансированным взаимодействием про- и противовоспалительных медиаторов, среди которых основную роль играют цитокины, оказывающие альтерирующее действие на эндотелий [3, 8].
Повреждение эндотелия приводит к его дисфункции. Различают вазомоторную (нарушение образования вазомоторных веществ), гемостатическую (изменение образования тромбогенных и атромбогенных факторов), адгезионную (изменение содержания и активности эндотелиальных молекул адгезии), ангиогенную (избыточное образование ангиогенных факторов) формы дисфункции эндотелия [5].
При гемостатической форме эндотелиальной дисфункции одним из чувствительных маркеров является D-димер, повышенный уровень которого в крови свидетельствует об активации фибринолиза, чему предшествуют тромбинемия и усиленное образование нерастворимого фибрина [4, 9].
Адгезионная форма дисфункции эндотелия проявляется нарушением межклеточных взаимодействий, опосредуемых адгезивными молекулами. Повышение адгезивности эндотелия и неконтролируемая адгезия лейкоцитов имеют большое значение в патогенезе воспаления и иммунологических расстройств [9].
По результатам изучения клеточного и гуморального иммунитета у больных остеоартрозом [2] до и после эндопротезирования тазобедренного сустава были выделены 2 группы пациентов - с "компенсированным" и
Для корреспонденции:
Коршунов Геннадий Васильевич, д-р мед. наук, проф., гл. науч. сотр. отд. клин. и функц. диагн.
Адрес: 419992, Саратов, ул. Чернышевского, 148 Телефон: 8 (8452) 23-58-04 E-mail:[email protected]
"субкомпенсированным" иммунодефицитными состояниями.
В качестве интегрального маркера активации клеточного иммунитета рассматривают неоптерин, экскреция которого является результатом комплексного взаимодействия клеток (Т-лимфоцитов, макрофагов/моноцитов). Биологической функцией неоптерина является защита липидов и белков клеточной мембраны моноцитов/ма-крофагов от повреждающего действия активных радикалов кислорода. При патологических состояниях, сопровождающихся активацией клеточного иммунитета, повышение продукции неоптерина сопряжено с "окси-дативным взрывом" моноцитов/макрофагов. Неопте-рин регулирует степень "оксидативного взрыва" за счет способности ингибировать активность макрофагальных ферментов, генерирующих активные формы кислорода, и в то же время оказывать прооксидантное действие, индуцируя экспрессию генов, вовлеченных в реакции клеточного иммунитета (цитокинов, молекул адгезии) [6-8].
Цель настоящего исследования - оценить риск тромбофилии до и после операции эндопротезирования тазобедренного сустава у больных коксартрозом по изменениям гемостатической и адгезионной дисфункций эндотелия.
Материалы и методы. У 70 больных с посттравматическим, диспластическим и идиопатическим коксартрозом III стадии по Н. С. Косинской (32 мужчины и 38 женщин) в возрасте 40-55 лет (средний возраст 48,3 ± 2,73 года) проведено исследование в динамике (до и через 5-7 сут после операции эндопротезирования те-зобедренного сустава) коагуляционных свойств крови с помощью гемокоагулометра Thrombotimer 4 (Германия) и тромбоэластографа TEG 5000 (США). Определяли активированное частичное тромбопластиновое время (АЧТВ), протромбиновое время (ПВ) по Квику, тромбиновое время (ТВ), уровень фибриногена (Ф), активность XIIa-зависимого фибринолиза, содержание раствори-
50
КОАГУЛОЛОГИЯ
мых фибрин-мономерных комплексов (РФМК), уровень D-димера и показатели тромбоэластограммы (ТЭГ): максимальную амплитуду (МА), время образования сгустка фиксированной прочности (К), скорость роста сгустка (угол а), величину коагуляционного индекса (CI), состояние фибринолитической активности на 30-й минуте регистрации тромбоэластограммы (показатель LY30). В работе использовали наборы фирм "Ренам" (Москва) и "РОШ-диагностика". У 24 пациентов (основная группа) и 12 практически здоровых лиц в возрасте от 40 до 52 лет (группа сравнения) оценивали функциональную способность эндотелиоцитов по содержанию межклеточных молекул адгезии (sICAM-1) в сыворотке крови и определяли уровень неоптерина в ней в те же сроки. Содержание sICAM-1 и уровень неоптерина в сыворотке крови определяли методом конкурентного иммуноферментного анализа с использованием ридера Anthos 2о2о (Австрия) и наборов фирмы "Bender Med Systems" (Австрия) и IBL (Германия).
Результаты исследований обработаны статистически методом сравнения совокупностей с попарно связанными вариантами с расчетом /-критерия Стьюдента.
Результаты и обсуждение. Среди больных остеоартрозом тазобедренного сустава до операции были выделены 2 группы больных, различающиеся уровнем изучаемых параметров. В 1-й группе пациентов содержание межклеточных молекул адгезии и неоптерина было в пределах нормы. Из всех показателей гемостаза увеличено было только содержание РФМК (см. таблицу).
У пациентов 2-й группы были повышены уровни sI-
CAM-1 и неоптерина, из показателей гемостаза - РФМК. Параметры ТЭГ К и МА были значимо выше референтных значений, а угол а - меньше.
Выявленные различия между значениями показателей ТЭГ (К, угол а) указывают на то, что у больных 2-й группы образование тромбоцитарно-фибриновой структуры протекает медленнее, чем у больных 1-й группы. Уровень D-димеров до операции достоверно не различался между группами (см. таблицу).
На 5-7-е сутки после операции эндопротезирования тазобедренного сустава о повышении тромбогенного потенциала крови можно было судить по повышению уровня Ф (р < 0,001), угнетению активности XIIa-зависимого фибринолиза (р < 0,001), увеличению содержания РФМК (р < 0,001), увеличению МА и угла а (р < 0,001), укорочению К (р < 0,001), снижению показателя LY (р < 0,05).
У больных 1-й группы на 5-7-е сутки после эндопротезирования отмечали повышение содержания sIcAM-1 и неоптерина (соответственно 312,2 ± 16,6 нг/мл и 9,6 ± 1,07 нмоль/л). У пациентов 2-й группы изменения уровней sICAM-1 и неоптерина после операции не обнаружены. Однако высокое содержание D-димеров в 1-й группе было выявлено у 33% пациентов, а во 2-й - у 90% (р < 0,05).
В 1-й группе больных коксартрозом, если есть референтные значения sICAM-1 и неоптерина, до оперции отсутствовали признаки активации эндотелия и стимуляции клеточного иммунитета. Повышение содержания sICAM-1 и неоптерина после операции оценивали
Показатели коагулограммы и тромбоэластограммы, уровней неоптерина и sICAM-1 до и после операции эндопротезирования тазобедренного сустава (X ± m )
Группа пациентов
Параметры Группа сравнения (п = 12) 1-я группа (п = 14) 2-я группа (п = 10)
до операции после операции до операции после операции
Маркеры:
sICAM-1, нг/мл 254,5 ± 12,4 258,7 ± 12,4 312,2 ± 16,6 р2 < 0,001 359,0 ± 11,3 р: < 0,001 340,3 ± 27,7
неоптерин, нмоль/л 5,9 ± 1,2 6,1 ± 0,6 9,6 ± 1,07 р2 < 0,001 8,5 ± 0,9 р: < 0,001 11,9 ± 5,2
Тромбоэластограммы:
МА, мм 58 ± 0,8 65,6 ± 0,8 р < 0,05 75,6 ± 2,5 р2 < 0,001 64,3 ± 1,6 р < 0,05 78,3 ± 1,3 р2 < 0,001
К, мин 1,6 ± 0,1 1,9 ± 0,1 1,6 ± 0,2 2,3 ± 0,1 р1 < 0,05 1,4 ± 0,1 р2 < 0,05
Угол а 64,1 ± 1,5 62,6 ± 1,2 67,9 ± 1,8 57,9 ± 1,5 71,4 ± 1, р2 < 0,001
^ % 1,3 ± 0,3 1,5 ± 0,4 0,7 ± 0,2 р2 < 0,05 1,1 ± 0,5 0,9 ± 0,2
Коагулограммы:
фибриноген, г/л 3,4 ± 0,3 3,2 ± 0,3 5,4 ± 0,6 р2 < 0,05 2,9 ± 0,2 6,3 ± 0,6 р2 < 0,05
XIIa-зависимый фибринолиз, мин 5,4 ± 0,6 5,5 ± 0,7 26,5 ± 2,5 р2 < 0,001 6,1 ± 1,7 26,6 ± 1,6 р2 < 0,001
РФМК, г/л • 10-2 4,0 ± 1,9 9,9 ± 1,9 р < 0,05 22,8 ± 1,3 р2 < 0,001 9,4 ± 2,9 р < 0,05 24,0 ± 0,9 р2 < 0,001
частота резко повышенного уровня D-димера (выше 3 мкг/мл), % 0 8,3 ± 3,2 33 ± 5,0 11,0 ± 2,5 90 ± 5,0 р2 < 0,001 р3 < 0,01
Примечание. р - достоверность различий между группой сравнения и опытными группами; р1 - достоверность различий между 1-й и 2-й группами до операции; р2 - достоверность различий между данными внутри групп до и после операции; р3 - достоверность различий между 1-й и 2-й группами после операции.
51
КЛИНИЧЕСКАЯ ЛАБОРАТОРНАЯ ДИАГНОСТИКА, № 11, 2011
как адекватную реакцию эндотелиальной выстилки на операционную агрессию с формированием системного воспалительного ответа, одним из проявлений которого является гиперкоагуляционная реакция.
Во 2-й группе больных остеоартрозом тазобедренного сустава до операции активация эндотелиоцитов, проявляющаяся повышенным уровнем sicAM-1 и не-оптерина в сыворотке крови, что свидетельствовало о наличии ССВО у пациентов этой группы уже в дооперационном уровне. Послеоперационное снижение содержания молекул адгезии у этих больных на фоне тромбо-филического состояния, по нашему мнению, может быть связано с повреждением эндотелиоцитов вследствие активации апоптоза, стимулированного неоптерином, или с истощением адаптационно-компенсаторных механизмов эндотелиальной выстилки.
У больных, подвергшихся эндопротезированию тазобедренного сустава, в системе гемокоагуляции происходит формирование тромбофилического состояния за счет массивного поступления в кровяное русло прокоагулянтного клеточного детрита, способствующего образованию большого количества тромбина и запуску процесса внутрисосудистого свертывания крови [1].
Процессы коагуляции и воспаления взаимосвязаны и направлены на ограничение участка повреждения тканей для предупреждения распространения патологического очага в организме, при этом активация процесса гемокоагуляции сопровождается усилением функциональной способности тромбоцитов, лейкоцитов и эн-дотелиоцитов [4]. Активные лейкоциты высвобождают собственный тканевый фактор, а также цитокины, являющиеся модуляторами воспалительного ответа. В частности, интерлейкин-1, фактор некроза опухоли а, у-интерферон активируют ICAM-1 на фибробластах, эндотелиальных клетках, лейкоцитах. ICAM-1 участвует в лимфоцитарно-тромбоцитарном контакте, в результате чего усиливается генерация тромбина. Выделяемые лейкоцитами протеазы и оксиданты, а также тромбин в больших количествах альтерируют эндотелий. Стимуляция у-интерфероном макрофагов и моноцитов вызывает синтез неоптерина, который служит непрямым маркером развития в организме оксидативного стресса при воспалении. Помимо этого, неоптерин способен усиливать клеточную цитотоксичность, что приводит к повреждению эндотелиальных клеток посредством индукции их апоптоза, чем, по нашему мнению, можно объяснить снижение содержания эндотелиальных молекул адгезии после операции у пациентов 2-й группы. При воспалении также происходит изменение адгезивных свойств эндотелия.
Таким образом, операция эндопротезирования приводит к развитию гемостатической и адгезионной форм дисфункции эндотелия, проявления которых зависят от дооперационного состояния эндотелия и иммунологического статуса. Поэтому исследование содержания ICAM-1 и неоптерина в дооперационном периоде представляет определенную ценность для прогнозирования риска развития послеоперационных тромбоэмболических и гнойных осложнений.
Итак, результаты наших исследований подтверждают факт наличия пациентов, страдающих остеоартро-
зом тазобедренного сустава, с "компенсированным" и ''декомпенсированным'' состояниями организма [2], что дает возможность прогнозировать риск развития послеоперационных осложнений воспалительного и тромбо-филического характера.
Выводы. 1. Пациенты с деформирующим коксартрозом имеют различия в иммунологическом статусе и функциональном состоянии системы гемостаза (по данным тромбоэластограммы), что позволяет выделить группы с "компенсированным" и "декомпенсированным" состояниями организма по уровню содержания sICAM-1 и неоптерина.
2. У больных с "компенсированным" состоянием (без признаков активации эндотелия и клеточного иммунитета) операция эндопротезирования вызывает активацию эндотелиоцитов и клеточного иммунитета с экспрессией клеточных молекул адгезии (sICAM-1) и повышением содержания неоптерина, а также гиперкоагуляцией с нечастой встречаемостью высокого уровня D-димера.
3. У пациентов с "декомпенсированным" состоянием (с активацией функции эндотелия и повышенным уровнем неоптерина) оперативное вмешательство ведет к снижению содержания молекул адгезии в крови и увеличению уровня неоптерина при одновременном значительном увеличении частоты встречаемости высокого уровня D-димера, что свидетельствует о срыве адаптационно-компенсаторных возможностей защитных систем крови.
4. Операция эндопротезирования приводит к развитию ССВО, о чем свидетельствуют гемостатическая и адгезионная дисфункция эндотелия. Однако выраженность проявлений указанных форм эндотелиальной дисфункции зависит от дооперационного состояния эндотелия и иммунологического статуса организма. Поэтому для прогнозирования риска развития послеоперационных тромбоэмболических и воспалительных осложнений целесообразно исследовать содержания ICAM-1 и неоптерина до операции.
ЛИТЕРАТУРА
1. Бернакевич А. И., Нуждин В. И., Троценко В. В. и др. // Вестн. травматол. и ортопед. - 2005. - № 3. - С. 29-35.
2. Дмитриева Л. А., Кошкарев З. В., Малышев В. В. Иммунологическая реактивность организма больных диспластическим коксартрозом при эндопротезировании тазобедренных суставов. - Иркутск, 2008.
3. Макацария А. Д., Бицадзе В. О., Акиньшина С. В. Синдром системного воспалительного ответа в акушерстве. - М., 2006.
4. Папаян Л. П., Князева Е. С. D-димер в клинической практике: Пособие для врачей. - М., 2002.
5. Петрищев Н. Н., Васина Л. В., Власов Т. Д. // Клин.-лаб. консилиум. - 2007. - № 18. - С. 31-36.
6. Свиридов Е. А., Телегина Т. А. // Успехи биол. химии. - 2005. - Т. 45. - С. 355-390.
7. Шевченко О. П., Олефриенко Г. А., Орлова О. В. Неоптерин. -М., 2003.
8. Hoffmann G., WirleitnerB., FuchsD. // Inflamm. Res. - 2003. - Vol. 52. - P. 313-321.
9. Righini M., Perrier A., De Moerloose P., Bounameaux H. // J. Thromb. Haemost. - 2008. - N 6. - P. 1059-1071.
Поступила 01.11.10
52
