CC BY
29
поверхностей, что обусловливает прогрессирующее течение ДКА с неизбежным исходом в анкилоз или неоартроз, а также различные варианты анатомической деформации сустава: с преобладанием первоначальной дисплазии вертлужного или бедренного компонента ТБС или ротационного изменения пространственного расположения структур сустава [8, 9].
«Золотым стандартом» и единственным методом лечения больных с ДКА, способствующим улучшению качества жизни, позволяющим восстановить опороспо-собность конечности, добиться достаточного объема движений, избавить пациента от хромоты, изматывающей боли, укорочения конечности, является тотальное эндопротезирование [9, 11]. Несмотря на использование новейших технологий и современных имплантатов, ТЭП остается сложной операцией, которая требует индивидуального тактического подхода, где важнейшим моментом является персонифицированный, адекватный выбор техники операции и оптимальной конструкции эндопротеза для каждого пациента [11].
Заключение. Таким образом, при дКа размеры и форма костных структур ТБС зависят от степени выраженности диспластических проявлений. При выборе компонентов эндопротеза при ТЭП ТБС необходимо учитывать морфометрические параметры ВВ и проксимального метаэпифиза БК и, в зависимости от степени диспластических изменений сустава, планировать тактику ТЭП.
Конфликт интересов. Работа выполнена в рамках диссертационного исследования.
References (Литература)
1. Plyushchev AL Dysplastic coxarthrosis: Theory and practice. M.: Letoprint, 2007; 495 p. Russian (Плющев А. Л. Дис-пластический коксартроз: теория и практика. М.: Летопринт, 2007: 495 с.)
2. Anisimova EA, Yusupov KS, Anisimov DI, Bondareva EV. Morphology of bone structures of the hip joint in norm and at the dysplastic coxarthrosis. Saratov Journal of Medical Scientific Research 2014; 10 (1): 32-38. Russian (Анисимова Е. А., Юсупов К. С., Анисимов Д. И. Морфология костных структур тазобедренного сустава в норме и при диспластическом коксартрозе. Саратовский научно-медицинский журнал 2014; 10 (3): 373-377)
3. Volokitina EA, Zaitseva OP, Kolotygin DA, Vishniakov AA. Local intraoperative and early postoperative complications after endoprosthetics of the hip. Genij Ortopedii 2009; (3): 71-77. Russian (Волокитина Е. А., Зайцева О. П., Колотыгин Д. А., Вишняков А. А. Локальные интраоперационные и ранние
послеоперационные осложнения эндопротезирования тазобедренного сустава. Гений ортопедии 2009; (3): 71-77)
4. Yusupov kS, Anisimova eA, Anisimov DI. Indicators of mineral density of bone tissue and electroneuromyografic activity at patients with the dysplastic coxarthrosis various degree of expressiveness. Bulletin of Medical Internet conferences 2014; 4 (6): 928-933. Russian (Юсупов К. С., Анисимова Е. А., Анисимов Д. И. Показатели минеральной плотности костной ткани и электронейромиографической активности у пациентов с диспластическим коксартрозом различной степени выраженности. Бюллетень медицинских Интернет-конференций 2014; 4 (6): 928-933)
5. Loskutov AE, Zub TA, Loskutov OA. On the classification of a dysplastic coxarthrosis at adults Orthopaedics, Traumatology and Prosthetics: scientific and practical journal 2010; 2: 83-87. Russian (Лоскутов А. Е., Зуб Т. А., Лоскутов О. А. О классификации диспластического коксартроза у взрослых. Ортопедия, травматология и протезирование: научно-практический журнал 2010; (2): 83-87)
6. Brunner A, Ulmar B, Reichel H, Decking R. The Eftekhar and Kerboulclassifcation in assessment of developmental dys-plasia of the hip in adult patients. Measurement of inter- and in-traobserved reliability. HSSJ 2008; (4): 25-31.
7. Crowe JF, Mani VJ, Ranawat Cs, et al. Total hip replacement in congenital dislocation and dysplasia of the hip. J Bone Joint Surg Amer 1979; (61); 15-23.
8. Harris-Hayes M, Royer NK. Relationship of Acetabular Dysplasia and Femoroacetabular Impingement to Hip Osteoarthritis: A Focused Review / Journal American Academy of Physical Medicine and Rehabilitation 2011; (3): 1055-1067.
9. Yang S, Cui Q. Total hip arthroplasty in developmental dysplasia of the hip: Review of anatomy, techniques and outcomes. World Journal of orthopedics 2012; (18); 3 (5): 42-48.
10. Anisimova Ea, Yusupov KS, Anisimov DI, Bondareva EV. Morphology of bone structures of acetabulum and femoral component of hip joint. Saratov Journal of Medical Scientific Research 2014; 10 (1): 32-38. Russian (Анисимова Е. А., Юсупов К. С., Анисимов Д. И., Бондарева Е. В. Морфология костных структур вертлужной впадины и бедренного компонента тазобедренного сустава. Саратовский научно-медицинский журнал 2014; 10 (1): 32-38)
11. Yusupov KS, Anisimova EA, Voskresensky OY, et al. Total hip arthroplasty in combination with a double V-shaped subtrochanteric shortening osteotomy of hip in patients with dysplastic coxarthritis type Crowe IV. Tambov University Reports. Series: Natural and Technical sciences 2014; 19 (3): 970-976. Russian (Юсупов К. С., Анисимова Е. А., Воскресенский О. Ю. и др. Тотальное эндопротезирование тазобедренного сустава в сочетании с двойной V-образной укорачивающей подвертельной остеотомией бедра у пациентов с диспластическим коксартрозом типа Crowe IV. Вестник Тамбовского университета. Сер.: Естественные и технические науки 2014; 19 (3): 970-976)
УДК: 616-092.6:616-001.3 Оригинальная статья
ПАТОФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ ЛОКАЛЬНОЙ (ЛЕГОЧНОЙ) ВОСПАЛИТЕЛЬНОЙ РЕАКЦИИ ПРИ ТРАВМАТИЧЕСКОЙ БОЛЕЗНИ СПИННОГО МОЗГА
В. Ю. Ульянов — ФГБУ «Саратовский НИИТО» Минздрава России, отдел инновационных проектов в нейрохирургии и вертебрологии, старший научный сотрудник, кандидат медицинских наук; Г. А. Дроздова — ФГАОУ ВО «Российский университет дружбы народов», медицинский институт, кафедра общей патологии и патологической физиологии, профессор, доктор медицинских наук; Е. А. Конюченко — ФГБУ «Саратовский НИИТО» Минздрава России, отдел фундаментальных и клинико-экспериментальных исследований, младший научный сотрудник, кандидат биологических наук; С. В. Определенцева — ФГБУ «Саратовский НИИТО» Минздрава России, отделение клинической лабораторной диагностики, врач-бактериолог; В. В. Щуковский — ФГБУ «Саратовский НИИТО» Минздрава России, отдел инновационных проектов в нейрохирургии и вертебрологии, главный научный сотрудник, профессор, доктор медицинских наук; И. А. Нор-кин — ФГБУ «Саратовский НИИТО» Минздрава России, директор, профессор, доктор медицинских наук.
PATHOPHYSIOLOGICAL MECHANISMS OF LOCAL (PULMONARY) INFLAMMATORY REACTION AT THE TRAUMATIC DISEASE OF THE SPINAL CORD
V. Yu. Uljanov — Saratov Scientific Research Institute of Traumatology and Orthopedic, Department of innovative projects in Neurosurgery and Vertebrology, Senior Research Assistant, Candidate of Medical Science; G. A. Drozdova — Peoples' Friendship University of Russia, Institute of Medicine, Department of General Pathology and Pathophysiology, Professor, Doctor of Medical Sciencе;
E. A. Konjuchenko — Saratov Scientific Research Institute of Traumatology and Orthopedic, Department of Fundamental and clinical studies of experimental, Junior Research Assistant, Candidate of Biological Science; S. V. Opredelentseva — Saratov Scientific Research Institute of Traumatology and Orthopedic, office of clinical laboratory diagnostics, bacteriologist; V. V. Shchukovsky — Saratov Scientific Research Institute of Traumatology and Orthopedic, Department of innovative projects in Neurosurgery and Vertebrology, Chief Researcher, Professor, Doctor of Medical Science; I. A. Norkin — Saratov Scientific Research Institute of Traumatology and Orthopedic, Director, Professor, Doctor of Medical Science.
Дата поступления — 9.02.2015 г Дата принятия в печать — 4.06.2015 г.
Ульянов В.Ю., Дроздова Г. А., Конюченко Е. А., Определенцева С. В., Щуковский В. В., Норкин И. А. Патофизиологические механизмы локальной (легочной) воспалительной реакции при травматической болезни спинного мозга. Саратовский научно-медицинский журнал 2015; 11 (2): 186-192.
Цель: изучить патофизиологические механизмы локальной (легочной) воспалительной реакции в остром и раннем периодах травматической болезни спинного мозга на основании комплексной оценки динамических изменений клеточного состава бронхиального секрета, альвеолярного эпителия и микробного пейзажа тра-хеобронхиального дерева у больных с осложненными повреждениями шейного отдела позвоночника. Материал и методы. Методами цитологического, иммуноферментного и бактериологического исследований у 40 пациентов с осложненными повреждениями шейного отдела позвоночника в динамике изучены содержание нейтрофильных лейкоцитов и альвеолярных макрофагов в бронхиальном секрете, муцинового антигена 3GE5 и сурфактантного белка D в сыворотке крови, характер микробной флоры трахеобронхиального дерева и некоторых ее биологических свойств. Результаты. Активация локальной (легочной) воспалительной реакции в остром и раннем периодах травматической болезни спинного мозга характеризуется повышением содержания нейтрофильных лейкоцитов в бронхиальном секрете на 7-14-е сутки, лимфоцитов — на 1-14-е сутки, муцинового антигена 3GE5 на 14-е сутки и сурфактантного белка D — на 1-14-е сутки, выделением из респираторных субстратов условно-патогенных микроорганизмов в клинически значимых концентрациях; редукция — повышением количества альвеолярных макрофагов, снижением содержания муцинового антигена 3GE5 и SP-D на 21-30-е сутки и санацией локуса инфекции в трахеобронхиальном дереве. Заключение. Патофизиологические механизмы, определяющие изменения клеточного состава бронхиального секрета, альвеолярного эпителия и микробного пейзажа трахеобронхиального дерева в остром и раннем периодах травматической болезни спинного мозга играют важную роль в развитии органной (легочной) воспалительной реакции.
Ключевые слова: патологическая физиология, локальная (легочная) воспалительная реакция, повреждения шейного отдела позвоночника, спинной мозг, травматическая болезнь.
Uljanov VYu, Drozdova GA, Konjuchenko EA, Opredelentseva SV, Shchukovsky VV, Norkin IA. Pathophysiological mechanisms of local (pulmonary) inflammatory reaction at the traumatic disease of the spinal cord. Saratov Journal of Medical Scientific Research 2015; 11 (2): 186-192.
Objective: to study pathophysiological mechanisms of local (pulmonary) inflammatory reaction in the sharp and early periods of a traumatic disease of a spinal cord on the basis of an assessment of dynamic changes of cellular structure of a bronchial secret, an alveolar epithelium and a microbic landscape of a tracheobronchial tree at patients with the complicated damages of cervical department of a backbone. Materials and methods. Methods of cytologic, immunofermental and bacteriological researches at 40 patients with the complicated damages of cervical department of a backbone to dynamics studied the contents the neutrofil of leukocytes and alveolar macrophages in a bronchial secret, a mutsin antigene 3GE5 and surfaktant protein D in serum of blood, character of microbic flora of a tracheobronchial tree and its some biological properties. Results. Activation of local (pulmonary) inflammatory reaction in the sharp and early periods of a traumatic disease of a spinal cord is characterized by increase of the contents the neutrofil of leukocytes in a bronchial secret for the 7-14th days, lymphocyts — for the 1-14th days increase in the maintenance of a mutsin antigene 3GE5 for the 14th days and SP-D — for the 1-14th days, allocation from respiratory substrata of opportunistic microorganisms in clinically significant concentration; knocking over — increase of quantity of alveolar macrophages, decrease in the maintenance of a mutsin antigene 3GE5 and SP-D for the 21-30th days and sanitation of a locus of an infection in a tracheobronchial tree. Conclusion. The pathophysiological mechanisms defining changes of cellular structure of a bronchial secret, an alveolar epithelium and a microbic landscape of a tracheobronchial tree in the sharp and early periods of a traumatic disease of a spinal cord play an important role in development of organ (pulmonary) inflammatory reaction.
Key words: pathological physiology, local (pulmonary) inflammatory reaction, damages of cervical department of a backbone, spinal cord, traumatic disease.
Введение. Локальная (легочная) воспалительная реакция в остром и раннем периодах травматической болезни спинного мозга развивается в первые часы с момента получения травмы в результате инициации синтеза нейтрофильными лейкоцитами интерлейкина-1р (^-1р), попадающего в системный кровоток и вызывающего активацию воспалительного процесса в легочной паренхиме. Наряду с этим, легкими осуществляется локальная продукция собственных (эндогенных) медиаторов, участвующих в реализации провоспалительных механизмов травматической болезни, а именно фактора некроза опу-холи-альфа (TNFa) и интерлейкина-6 (^-6), которые стимулируют локальную миграцию нейтрофильных лейкоцитов в легкие, активируют эндотелий легоч-
Ответственный автор — Ульянов Владимир Юрьевич Тел./факс: 8 (8452) — 39-31-91 е-mail: [email protected].
ных сосудов и выработку им других медиаторов воспаления (лактат, кинины, простагландины, токсичные активные метаболиты кислорода, протеолитические ферменты) [1-3].
Эти биологически активные метаболиты, попадая во внеклеточную среду и системный кровоток, оказывают влияние на клеточные мембраны нейтро-фильных лейкоцитов и эндотелий легочных сосудов, приводя к усилению продукции эйкосаноидов, вызывающих бронхоконстрикцию, повышение сосудистой проницаемости капиллярного русла, легочную гипер-тензию и гипоксию паренхимы легких. Инфильтрация нейтрофильными лейкоцитами альвеолярного и интерстициального пространств легких приводит к разрушению сурфактанта и составляющих его протеинов. Утрата липидной части сурфактанта, обусловленная интенсификацией процессов перекисно-го окисления липидов, а также основных клеточных легочных пулов в результате активации апоптоза,
способствуют потере защитных свойств легочного барьера, угнетению пролиферации альвеолярных макрофагов, нарушениям легочной перфузии и альвеолярной вентиляции [4, 5].
Медиаторы воспаления также оказывают ингиби-торное влияние на цилиарное звено мукоцилиарной системы, вызывая гиперпродукцию бронхиальной слизи, уменьшение толщины перицилиарного слоя, снижение мукоцилиарного клиренса и стаз слизи [6]. Эти факторы способствуют колонизации дыхательных путей условно-патогенными микроорганизмами, что, в условиях вторичного иммунодефицитного состояния, нейрогенной дыхательной недостаточности, гипостатических изменений, аспирационного синдрома и транслокации микробной флоры из желудочно-кишечного тракта, приводит к формированию локуса инфекции в трахеобронхиальном дереве [7, 8]. Активация условно-патогенной микрофлоры в локусе инфекции определяется хемотаксисом и жгутиковой активностью планктонных форм микроорганизмов, их неспецифической и специфической адгезией на поверхности респираторного тракта, формированием биопленок [9, 10].
Учитывая отсутствие систематизированных литературных данных о патофизиологических механизмах формирования органной (легочной) воспалительной реакции при травматической болезни спинного мозга, считаем актуальным исследование данного вопроса.
Цель: изучить патофизиологические механизмы локальной (легочной) воспалительной реакции в остром и раннем периодах травматической болезни спинного мозга на основании комплексной оценки динамических изменений клеточного состава бронхиального секрета, альвеолярного эпителия и микробного пейзажа трахеобронхиального дерева у больных с осложненными повреждениями шейного отдела позвоночника.
Материал и методы. Объектом исследования явились 40 пострадавших обоего пола (средний возраст 28,5±8,9 года) с осложненными травматическими повреждениями шейного отдела позвоночника, находившихся в клинике нейрохирургии ФГБУ «Сар-НИИТО» Минздрава России в период с 2011 по 2013 г (основная группа). Все пациенты поступили в стационар в течение 1-4-х суток с момента получения травмы и были сопоставимы по возрасту, механизму повреждений и степени выраженности неврологического дефицита (классы А, В по шкале Frankel).
Материалом для исследования служили образцы сыворотки крови и бронхиального секрета, полученные в основной группе на 1-4-е, 7-е, 14-е, 21-е и 30-е сутки с момента получения травмы, в контрольной группе — однократно.
Взятие периферической крови осуществляли с помощью вакуумной технологии из кубитальной вены в объеме 9 мл в специальные пробирки, содержащие 1 мл 3,8% раствора лимoннокислого трехзамещен-ного натрия. Кровь без вспенивания перемешивали и через 10-15 мин производили центрифугирование при 3000 об/мин для получения плазмы. Содержание муцинового антигена 3EG5 (Ед/мл, оптическая плотность 450 нм), ООО «ХЕМА» и сурфактантного белка D (нг/мл, оптическая плотность 450 нм), Bio-Vendor Laboratory Medicine, Inc определяли с помощью моноклональных антител к альвеoмуцину и сур-фактантному белку D. Концентрацию их оценивали по калибровочному графику зависимости оптической
плотности от содержания исследуемых маркеров в калибровочных пробах.
Получение эксфолиативного материала осуществляли при проведении санационной фибробронхо-скопии в объеме 50 мл. Полученный биологический материал центрифугировали в течение 10 мин при 2000 об/мин. Осадок разделяли на порции, каждую из которых переносили на предметное стекло. Фиксацию и окрашивание мазков производили с помощью набора фиксатора и красителей «Лейкодиф 200». Просмотр цитологических препаратов проводили сначала под малым увеличением (10Ч), затем пoд иммерсионной системой (100Ч). Мазок исследовали методом «систематического перекрестного двухразового шага». При изучении цитологических препаратов учитывали количественный состав эндо-пульмональных цитограмм.
Контрольную группу при выполнении цитологического и иммуноферментного исследований составили образцы сыворотки крови и бронхиального секрета, полученные у 40 условно здоровых лиц.
В ходе бактериологического исследования были изучены 30 клинических штаммов микроорганизмов (15 St. aureus, 15 Ps. aeruginosa), выделенных из бронхиального секрета пациентов основной группы, у которых в посттравматическом периоде развились бронхолегочные осложнения. Контрольную группу составили референс-штаммы St. aureus (АТСС 25923) и Ps. aeruginosa (АТСС 27853).
Посев биологического материала oсуществляли на 5%-ный агар путем равномерного распределения по пoверхности питательной среды с пoследующей инкубацией в суховоздушном термостате ТС-1/80 СПУ в течение 24 ча^в при 37°С. Из материала изолированных колоний, отобранных по культу-рально-морфологическим признакам, выделяли чистые культуры. Биoхимическую идентификацию штаммов осуществляли на микробиoлогическом анализаторе BD BBL Crystal (США) и Multiscan FC (Германия). Для кoличественного учета интенсивности пленгаобразования из суточных культур исследуемых штаммов в стерильном 0,9%-ном растворе натрия хлорида готовили суспензии с оптической плoтностью 0,5 по МакФарланду (Densi-La-Meter, Lachema, Чехия). Внoсили по 100 мкл бактериальной суспензии с начальной концентрацией бактерий 105 КОЕ/мл в ячейки плoскодонных стерильных культу-ральных пoлистирольных планшетов с 96 лунками, содержащие в каждом ряду 100 мкл питательного бульoна для культивирования микроорганизмов (ОАО «Биомед» им. И. И. Мечникова, Россия). Бактериальную суспензию St. aureus, Ps. aeruginosa инкубировали в сухoвоздушном термостате (статические условия) при 37°С в течение 24, 48, 72 и 96 часов. Планктонные бактерии удаляли аспирацией, ячейки планшетов осторожно прoмывали с помощью автоматического многофункционального прoмывателя для микропланшет, добавляли соответствующий объем 1%-ного вoдного раствора красителя кристаллического фиолетового, экспонировали при юэмнатной температуре 10 мин, удаляли раствор и осторожно троекратно прoмывали планшеты водой. Связавшийся с биопленками краситель раствoряли в 200 мкл смеси ацетон: этанол (20 мл: 80 мл) и определяли на спектрoфотометре оптическую плотность при длине волны 420 нм. Для построения калибровочной кривой готовили контрольные образцы (200 мкл смеси ацетон: этанол (20 мл: 80 мл) с оптической плотно-
Динамика показателей эндопульмональных цитограмм при развитии органной (легочной) воспалительной реакции в остром и раннем периодах травматической болезни спинного мозга (на 100 клеток)
Осложненная травма шейного отдела позвоночника, n=40
Клеточный состав, абс Контроль, n=40 Сутки
1-4-е 7-е 14-е 21-е 30-е
Нейтрофильные лейкоциты 1,0 (0,25; 2,0) 46,0 (43,0; 51,0) р<0,001 61,0 (55,25; 65,0) р<0,001 р1<0,001 56,5 (25,25; 62,75) р<0,001 р2<0,05 46,0 (44,0; 48,0) р<0,001 р3>0,05 23 (18,25; 26,75) р<0,001 р4<0,001
Лимфоциты 7,0 (6,0; 8,0) 24,0 (20,0; 27,5) р<0,001 24,0 (19,25; 28,0) р<0,001 р1>0,05 21,0 (17,0; 24,0) р<0,001 р2>0,05 12,0 (9,25; 15,75) р<0,001 р3<0,001 10,0 (9,0; 11,0) р<0,001 р4<0,001
Альвеолярные макрофаги 90,0 (88,0; 92,0) 8,0 (6,0; 9,75) р<0,001 4,0 (2,0; 9,0) р<0,001 р1>0,05 10,5 (7,0; 48,75) р<0,001 р2<0,001 37,5 (35,0; 40,75) р<0,001 р3<0,001 54,0 (46,0; 59,75) р<0,001 р4<0,001
Эозинофилы 0 (0; 1,0) 1,0 (0; 1,0) р>0,05 0 (0; 1,0) р>0,05 р1>0,05 1,0 (0; 1,0) р>0,05 р2>0,05 1,0 (0; 1,0) р>0,05 р3>0,05 1,0 (0; 1,0) р>0,05 р4>0,05
Эпителиальные клетки 3,0 (3,0; 4,0) 5,0 (4,0; 6,75) р<0,001 6,0 (3,0; 9,75) р<0,001 р1<0,001 6,0 (4,0; 10,0) р<0,001 р2<0,05 5,0 (3,0; 6,0) р<0,001 р3>0,05 4,5 (3,0; 6,75) р<0,001 р4>0,05
Примечания: 1 медиана (Ме), нижний (25%) и верхний (75%) квартили; 2 р — показатель достоверности по сравнению с контролем; 3 р1 — показатель достоверности по сравнению с 1-4-и сутками; 4 р2 — показатель достоверности по сравнению с 7-и сутками; 5 р3 — показатель достоверности по сравнению с 14-и сутками; 6 р4 — показатель достоверности по сравнению с 21-и сутками.
стью 0,1 по МакФарланду (Densi-La-Meter, Lachema, Чехия).
Статистическую обработку полученных данных осуществляли при помощи пакета программ Statistical Package for the Social Science (IBM SPSS 20 Statistics). Проверяли гипотезы о виде распределений (критерий Шапиро — Уилкса). Большинство полученных данных не соответствовало закону нормального распределения, поэтому для сравнения значений использовали непараметрический U-критерий Манна — Уитни и показатель достоверности (р). Результаты считали статистически достоверными при р<0,05, что соответствует требованиям, предъявляемым к медико-биологическим исследованиям.
Результаты. Клеточная реактивность слизистой оболочки трахеобронхиального дерева в условиях локальной (легочной) воспалительной реакции в остром и раннем периодах травматической болезни спинного мозга характеризовалась количественными изменениями клеточного состава эндопульмональ-ных цитограмм (табл. 1).
Изучение динамики содержания нейтрофильных лейкоцитов в основной группе свидетельствовало об увеличении их количества на 45,0 клеток на 1-4-е сутки с момента получения травмы относительно контрольного значения (р<0,001). На 7-е сутки после травмы происходило дальнейшее увеличение содержания нейтрофильных лейкоцитов еще на 15,0 клеток по сравнению с предыдущими сутками исследования (р1<0,001). Затем фиксировали последовательное уменьшение числа нейтрофильных лейкоцитов на 14-30-е сутки с момента травмы на 4,5 (р2<0,05), 10,5 (р3<0,05) и 23,0 клеток (р4<0,001) по сравнению с предыдущими сроками наблюдения. Следует отметить, что количество нейтрофильных лейкоцитов в эндопульмональных цитограммах ос-
новной группы достоверно превышало контрольное значение во все сроки исследования.
Изучение количества лимфоцитов в основной группе свидетельствовало об их увеличении на 1-4-е сутки на 17,0 клеток по сравнению с контролем (р<0,001). На 7-е и 14-е сутки после травмы достоверных изменений содержания лимфоцитов обнаружено не было. На 21-е и 30-е сутки происходило уменьшение количества лимфоцитов на 9,0 (р3<0,001) и 11,0 клеток (р4<0,001) соответственно. Во все сроки наблюдения количество лимфоцитов также достоверно превышало данные контроля.
Оценка количественных изменений альвеолярных макрофагов в основной группе указывала на значительное их уменьшение на 1-4-е сутки с момента получения травмы на 82,0 клетки относительно контроля (р<0,001). На 7-е сутки достоверных изменений содержания исследуемых клеток не обнаруживали. На 14-е, 21-е и 30-е сутки фиксировали увеличение количества альвеолярных макрофагов на 6,5 (р2<0,001), 27,5 (р3<0,001) и 16,5 клеток (р4<0,001) по сравнению с каждым предыдущим сроком исследования, при этом полученные значения оставались ниже контрольного.
Анализ содержания эозинофилов и эпителиальных клеток в основной и контрольной группах не выявил статистически достоверных различий.
Локальная (легочная) воспалительная реакция в остром и раннем периодах травматической болезни спинного мозга сопровождалась динамическими изменениями иммунологических маркеров состояния альвеолярного эпителия: муцинового антигена 3EG5 и сурфактантного белка D (табл. 2).
Изучение содержания муцинового антигена 3EG5 у пациентов основной группы свидетельствовало о статистически значимом пиковом увеличении последнего на 14-е сутки с момента получения травмы
Динамика содержания муцинoвого антигена 3EG5 и сурфактантного белка й в остром и раннем периодах травматической болезни спинного мозга
Осложненная травма шейного отдела позвоночника, n=40
Контроль, n=40 Сутки
1-4-е 7-е 14-е 21-е 30-е
Муциновый антиген 3EG5 23 9 (20,81; 26,10) 22,54 (18,5; 26,61) р>0,05 22,92 (19,59; 25,27) р>0,05 р1>0,05 48,46 (38,76; 61,89) р<0,001 р2<0,001 22,46 (20,25; 24,53) р>0,05 р3<0,001 22,54 (19,65; 24,10) р>0,05 р4>0,05
Сурфактантный белок D 7,77 (6,78; 8,89) 14,29 (12,43; 16,73) р<0,001 15,84 (12,783; 20,67) р<0,001 р1<0,05 26,82 (17,34; 40,47) р<0,001 р2<0,001 20,93 (15,88; 25,74) р<0,001 р3<0,01 8,19 (6,47; 9,85) р>0,05 р4<0,001
Примечания: 1 медиана (Ме), нижний (25%) и верхний (75%) квартили; 2 р — показатель достоверности по сравнению с контролем; 3 р, — показатель достоверности по сравнению с 1-4-и сутками; 4 р2 — показатель достоверности по сравнению с 7-и сутками; 5 р3 — показатель достоверности по сравнению с 14-и сутками; 6 р4 — показатель достоверности по сравнению с 21-и сутками.
в 2,02 раза (р2<0,001) с последующим снижением на 21-е сутки в 2,15 раза (р3<0,001) по сравнению с предыдущим сроком наблюдения.
Исследование концентрации сурфактантного белка D в основной группе демонстрировало постепенное ее увеличение по сравнению с контролем и предыдущими периодами исследования на 1-4-е, 7-е и 14-е сутки после получения травмы в 1,83 (р<0,001) — 1,69 раза (р2<0,001) соответственно. На 21-е и 30-е сутки посттравматического периода происходило уменьшение содержания исследуемого показателя в 1,28 (р3<0,001) и 2,55 раза (р4<0,001).
Локальная (легочная) воспалительная реакция в остром и раннем периодах травматической болезни спинного мозга сопровождалась активацией собственной условно-патогенной микрофлоры. Наиболее распространенными и этиологически значимыми возбудителями инфекционно-воспалительных осложнений в трахеобронхиальном дереве явились клинические штаммы St. aureus в 22 (73,3%) наблюдении и Ps. aeruginosa в 8 (26,7%). В условиях in vitro нами была оценена способность указанных клинических штаммов к пленкообразованию (табл. 3).
При изучении интенсивности пленкообразования референсных штаммов St. aureus в полистирольных плоскодонных микропланшетах для культивирования был отмечен статистически значимый прирост микробной биомассы на 1-е сутки в 3,65 раза по сравнению с контролем (р<0,05) и на 3-и сутки — в 2,53 раза (р2<0,05) по сравнению с предыдущим сроком. На 4-е сутки фиксировали угнетение роста биопленки в 5,06 раза (р3<0,01) по сравнению с предыдущим периодом наблюдения. Следует отметить, что значения, полученные во все периоды исследования, достоверно превышали контрольное (р<0,05).
Изучение интенсивности образования биопленки клиническими штаммами St. aureus также достоверно демонстрировало прирост микробной биомассы на 1-е сутки культивирования в 6,15 раз по сравнению с контролем (р<0,001), на 2-е сутки в 1,94 раз (р1<0,001) и 3-и сутки в 2,61 раза (р2<0,001) по сравнению с предыдущими сроками. Затем на 4-е сутки культивирования отмечалось угнетение роста биопленки в 3,18 раза по сравнению с 3-ми (р3<0,001). Во все сроки наблюдения количественные значения роста биопленки также превышали контрольное значение.
Изучение динамики роста биопленки, образуемой референсными штаммами Ps. aeruginosa,
свидетельствовало об увеличении ее роста на 1-е сутки в 8,97 раз по сравнению с контролем (р<0,05) и на 3-и сутки в 15,02 раз по сравнению с предыдущими (р2<0,001). На 4-е сутки культивирования отмечали угнетение роста биопленки в 5,85 раз по сравнению с предыдущим периодом (р3<0,01).
Интенсивность пленкообразования среди клинических штаммов Ps. aeruginosa была менее выраженной. Так, на 1-е сутки культивирования отмечалось увеличение прироста биомассы в 9,55 раз по сравнению с контролем (р<0,05) и на 3-и сутки в 2,28 раза (р2<0,001) по сравнению с 2-ми. Затем к 4-м суткам культивирования фиксировали угнетение роста биопленки в 2,12 раза по сравнению с предыдущим сроком (р3<0,001).
Обсуждение. Согласно литературным данным, органная (легочная) воспалительная реакция характеризуется динамическими изменениями цитологических, иммунологических и бактериологических маркеров, тестируемых в биологических субстратах. Описываемые отдельными авторами сведения о некоторых из них носят противоречивый характер [2, 4]. В связи с этим в остром и раннем периодах травматической болезни спинного мозга нами был осуществлен комплексный анализ изменений количественного состава эндопульмональных цитограмм, иммунологических маркеров состояния альвеолярного эпителия и микробного пейзажа, выделенного из трахеобронхиального дерева пациентов.
Изменения, выявленные нами в эндопульмональных цитограммах, характеризовались последовательным увеличением нейтрофильных лейкоцитов на 1-4-е и 7-е сутки после травмы, что, вероятно, было связано с активацией их миграции в бронхиальный секрет и ткани легкого под влиянием ги-перцитокинемии, обусловленной травмой спинного мозга и окружающих его тканей, а также эндогенной продукцией легкими TNFa, IL-1ß, IL-6. Затем под влиянием противовоспалительных IL-4, 10 и других медиаторов происходила мобилизация саногенетических механизмов, приводящая к отсроченной миграции альвеолярных макрофагов в бронхиальный секрет, в котором количество последних начинало резко возрастать.
Наряду с изменениями клеточной реактивности трахеобронхиального дерева, органная (легочная) воспалительная реакция сопровождалась изменениями состояния альвеолярного эпителия. Эти из-
Динамика величин связывания кристаллического фиолетового микробными биопленками, образованными референсными и клиническими штаммами St. aureus и Ps. aeruginosa
Наименование штамма Динамика величин связывания кристаллического фиолетового микробными биопленками, единицы оптической плотности
Контроль Сутки
1-е 2-е 3-и 4-е
St.aureus, рефе-ренсный АТСС — 25923 0,038 (0,037; 0,039) 0,139 (0,125; 0,153) р<0,05 0,210 (0,160; 0,260) р<0,05 р1>0,05 0,532±0,239 (0,293; 0,771) р<0,001 р2<0,05 0,105 (0,099; 0,111) р<0,01 р3<0,05
St.aureus, клинический n=15 0,038 (0,037; 0,039) 0,234 (0,211; 0,257) р<0,05 0,454 (0,413; 0,495) р<0,01 р1<0,001 1,189±0,105 р<0,001 р2<0,001 0,373 (0,348; 0,398) р<0,001 р3<0,001
Ps. aeruginosa, референсный АТСС 27853 0,038 (0,037; 0,039) 0,341 (0,056; 0,626) р<0,05 0,102 (0,083; 0,121) р>0,05 р1>0,05 1,533 (1,180; 1,886) р<0,001 р2<0,001 0,262 (0,055; 0,469) р<0,001 р3<0,01
Ps. aeruginosa, клинический n=15 0,038 (0,037; 0,039) 0,363±0,055 (0,308; 0,418) р<0,05 0,338 (0,283; 0,393) р>0,05 р1>0,05 0,772 (0,696; 0,848) р<0,05 р2<0,001 0,364 (0,338; 0,390) р<0,05 р3<0,001
Примечания: 1 медиана (Ме), нижний (25%) и верхний (75%) квартили; 2 р — по сравнению с контролем; 3 р1 — по сравнению с 1-ми сутками; 4 р2 — по сравнению с 2-ми сутками; 5 р3 — по сравнению с 3-ми сутками.
менения в литературе описываются как дефицит эпителиальной поверхности легочных альвеол [7], возникающий вследствие потери альвеолоцитов 1-го типа, обусловленной их некрозом и апоптозом. Последние компенсаторно замещаются альвеоло-цитами 2-го типа, однако этот путь реэпителизации не является совершенным и характеризуется извращением синтеза сурфактанта, приводящего к коллапсу альвеол и нарушению газообмена. Доминирование альвеолоцитов 2-го типа сопровождается усиленной экспрессией муцинового антигена 3EG5 и сурфактантного белка D, содержание которых возрастает в биологических субстратах при развитии бронхолегочных осложнений [9].
По нашим данным, увеличение концентрации муцинового антигена 3EG5 достигало максимальных значений на 14-е сутки после травмы, что совпадало с манифестацией бронхолегочных осложнений и, вероятно, было обусловлено дополнительной ци-токин-опосредованной стимуляцией пролиферации альвеолоцитов 2-го типа для последующей реэпите-лизации альвеол.
Увеличение содержания сурфактантного белка D начиная уже с 1-4-х суток также связано с усиленной пролиферацией альвеолоцитов 2-го типа, синтезирующих данный белок. Последующее увеличение концентрации сурфактантного белка D к 7-м суткам, вероятно, было связано с возникновением инфекци-онно-зависимого репрограммирования воспалительного ответа альвеолярными макрофагами. Максимум концентраций исследуемого показателя, выявляемый на 14-е сутки посттравматического периода, был обусловлен массивной альтерацией альвеолярного эпителия на фоне манифестации бронхолегочных осложнений. Дальнейшее снижение уровня сурфактантного белка D объяснялось нами усилением ци-токин-опосредованной пролиферации альвеолярных макрофагов, которые фагоцитировали этот белок.
Нарушения стерильности респираторного тракта при органной (легочной) воспалительной реакции приводили к возникновению локуса инфекции в тра-хеобронхиальном дереве в результате перехода от
планктонного фенотипа существования микроорганизмов к формированию биопленки, что было отмечено у 30 пациентов основной группы. Наиболее типичными возбудителями бронхолегочных осложнений, по нашим данным, были St. aureus и Ps. aeruginosa, что соответствует существующим данным литературы [10]. Во всех случаях культивируемые микроорганизмы образовывали на абиотических поверхностях биопленки. Нами было выявлено, что формирование микробных биопленок клиническими штаммами St.aureus характеризовалось приростом биомассы в течение первых трех суток культивирования с последующим его снижением к 4-м суткам. Жизненый цикл биопленки, образуемой клиническими штаммами Ps. aeruginosa, характеризовался пролонгацией фазы дифференцировки до двух суток культивирования с последующим ростом биомассы к 3-м суткам и снижением к 4-м. По нашему мнению, пролонгация фазы дифференцировки биопленки была обусловлена замедленным метаболизмом, а также несоответствием метаболических потребностей растущей биопленки содержанию микронутриентов в питательной среде. Это соответствует приводимым в литературе данным о продолжительности жизненного цикла биопленок, образованных St. aureus и Ps. aeruginosa [10].
Таким образом, органная (легочная) воспалительная реакция, развивающаяся в остром и раннем периодах травматической болезни спинного мозга, характеризуется комплексом изменений, происходящих как в трахеобронхиальном дереве, так и в легочной паренхиме.
Выводы:
1. Патофизиологические механизмы, определяющие динамические изменения клеточного состава бронхиального секрета, маркеров состояния альвеолярного эпителия и активацию инфекционного процесса в остром и раннем периодах травматической болезни спинного мозга, играют важную роль в развитии органной (легочной) воспалительной реакции.
2. Возникновение органной (легочной) воспалительной реакции характеризуется увеличением содержания в бронхиальном секрете нейтрофиль-
ных лейкоцитов на 7-14-е сутки, лимфоцитов — на 1-14-е сутки; в сыворотке крови — муцинового антигена 3GE5 на 14-е сутки и сурфактантного белка D — на 1-14-е сутки, а также выделением из посевов респираторных субстратов условно-патогенных микроорганизмов, образующих биопленки.
3. Редукция органной (легочной) воспалительной реакции сопровождается повышением содержания в бронхиальном секрете альвеолярных макрофагов, снижением содержания в нем лимфоцитов на 2130-е сутки; в сыворотке крови — муцинового антигена 3GE5 и сурфактантного белка D на 21-30-е сутки, а также санацией локуса инфекции в трахеобронхи-альном дереве.
Конфликт интересов. Работа выполнена в рамках НИР ФГБУ «СарНИИТО» Минздрава России «Вер-тебрология. Разработка методов профилактики, диагностики, лечения травм и заболеваний позвоночника, спинного мозга, периферической нервной системы». Номер государственной регистрации 01201168616. Цитологические, иммуноферментные и бактериологические исследования осуществлены сотрудниками отдела фундаментальных и клинико-эксперименталь-ных исследований ФГБУ «СарНИИТО» Минздрава России (рук. — к.б.н. Е. В. Гладкова).
References (Литература)
1. Grippy MA. Pathophysiology of lungs. М-SPb: BINOM — Nevsky dialect, 2001; 318 р. Russian (Гриппи М. А. Патофизиология легких. М.-СПб.: БИНОМ-Невский диалект, 2001; 318 с).
2. Ulyanov VYu, Karyakina EV, Konyuchenko EA. Morphological criteries of inflammatory reaction at pulmonary complications of a vertebral and spinal trauma. Мorfologiya 2009; 4: 140-141. Russian (Ульянов В. Ю., Карякина Е. В., Конюченко Е. А. Морфологические критерии воспалительной реакции при легочных осложнениях позвоночно-спинномозговой травмы. Морфология 2009; 4: 140-141).
3. Konyuchenko EA, Ulyanov VYu, Puchinyan DM, Norkin IA, Gladkova EV. Cytomorphological assessment and forecast-
ing cf develcpment the ЬгопсЬюри1топагу cf ccmplicaticns in the sharp and early perbds cf a vertebral and spinal trauma. Saratovskiy nauchnc-meditsinskiy zhurnal 2009; 3: 370-375. Russian (Конюченко Е. А., Ульянов В. Ю., Пучиньян Д. М., Норкин И. А., Гладкова Е. В. Цитоморфологическая оценка и прогнозирование развития бронхолегочных осложнений в остром и раннем периодах позвоночно-спинномозговой травмы. Саратовский научно-медицинский журнал 2009; 3: 370-375).
4. Belctsky SM, Avtalicn RR. Inflammaticn: Mcbilizaticn cf cages and clinical effects. М.: BINOM, 2008; 240 р. Russian (Белоцкий С. М., Авталион Р. Р. Воспаление: Мобилизация клеток и клинические эффекты. М.: БИНОМ, 2008; 240 с).
5. Shevchenkc YuL. Hypcxia: Adaptaticn, pangenesis, clinic. SPb.: ELBI-SPb, 2000; 384 р. Russian (Шевченко Ю. Л. Гипоксия: Адаптация, патогенез, клиника. СПб.: ЭЛБИ-СПб, 2000; 384 с).
6. Mukhetdincva GA., Mavzyutov GA, Kuzcvkin OZ. The diagncstic impcrtance cf definiticn cf a serumal alvecmutsin at diseases with damage cf lungs. Klinicheskaya labcratornaya diagncstika 2012; 11: 23-24. Russian (Мухетдинова Г. А., Мавзютова Г. А., Кузовкина О. З. Диагностическая значимость определения сывороточного альвеомуцина при заболеваниях с поражением легких. Клиническая лабораторная диагностика 2012; 11: 23-24).
7. Kcbylyansky VI. Mukctsiliar system: Fundamental and applied aspects. М.: BINOM, 2008; 416 р. Russian (Кобылян ский В. И. Мукоцилиарная система: Фундаментальные и прикладные аспекты. М.: БИНОМ, 2008; 416 с).
8. Kirichuk VF, Rebrov AP, Rcsscshanskaya SI. Functbns endcteliya cf a vascular wall (review cf literature). Trombcz, gemcstaz i redcgiya 2005; 2: 23-29. Russian (Киричук В. Ф., Ребров А. П., Россошанская С. И. Функции эндотелия сосудистой стенки (обзор литературы). Тромбоз, гемостаз и реология 2005; 2: 23-29).
9. Belcbcrodcva NV. Clinical value cf microbic Ыо-films. Rcssiyskie meditsinskie vesti 2010; 4: 1-5. Russian (Белобородова Н. В. Клиническое значение микробных биопленок 2010; 4: 1-5).
10. Ulyancv VYu. Ability cf hcspital strains cf Ps. aerugincsa tc film formaticn. Klinicheskaya mikrobiclcgiya i antimikrobnaya khi-micterapiya 2012; 2: 52. Russian (Ульянов В. Ю. Способность госпитальных штаммов Ps. aerugincsa к пленкообразованию. Клиническая микробиология и антимикробная химиотерапия 2012; 2: 52).
