CC BY
43
УДК 616-001-008.64-008.9
А. В. ИВАНОВ Ю. П. ОРЛОВ
Омский государственный медицинский университет
СВОБОДНОРАДИКАЛЬНОЕ ОКИСЛЕНИЕ
ПРИ ТРАВМАТИЧЕСКОЙ БОЛЕЗНИ: ЕСТЬ ЛИ ПУТИ КОРРЕКЦИИ?_
Изучен обмен железа и интенсивность процессов свободнорадикального окисления у 30 пациентов с травматической болезнью. Выявлено, что при травматической болезни нарушения обмена железа сопровождаются внутри- и внесосудистым гемолизом, избытком в организме восстановленного железа, которые катализируют реакции свободнорадикального окисления, обусловливают недостаточность антиоксидантной системы и вызывают нарушения в системе гемостаза. Изучено влияние десферала на обмен железа, эндотоксикоз, систему гемостаза и гемодинамику при травматической болезни.
Ключевые слова: травматическая болезнь, свободнорадикальное окисление, анти-оксидантная активность, десферал.
Как известно, критические состояния могут протекать в условиях активации процессов свободно-радикального окисления (СРО) и перекисного окисления липидов (ПОЛ) [1, 2]. При травматической болезни (ТБ) имеются множественные переломы длинных трубчатых костей, костей таза, что сопровождается излитием крови во внесосудистое пространство с формированием межтканевых, внутри-полостных (гемоторакс) и забрюшинных гематом, в которых эритроциты подвергаются гемолизу [3]. Освободившиеся ионы Ре2+ способны нарушать равновесие между прооксидантами и антиоксидан-тами, усугублять оксидативный стресс, увеличивать продукцию активных форм кислорода [3]. В результате гемолиза эритроцитов освобождается от 600 до 1000 мг железа, однако система транспорта и его утилизации может перенести только от 50,1 до 98,4 мг [3, 4]. Железо разрушенных эритроцитов длительное время остается в тканях и недоступно для трансфер-рина. Таким образом, при ТБ резко увеличивается концентрация ионов Бе2+ в циркуляции крови в результате всасывания их из гематом.
Цель исследования — определение патогенетической значимости ионов железа в активации процессов свободнорадикального окисления при травматической болезни и обоснование перспективности использования десферала.
Материал и методы исследования. Обследовано и пролечено 30 пациентов с ТБ (13 женщин и 17 мужчин) в возрасте 34,3±2,7 лет, поступавших с переломами бедра, костей таза и ребер, сопровождавшимися обширными межмышечными гематомами и гемопневмотораксом. Тяжесть общего состояния оценивали по шкале АРАСНЕ II. Пациенты были рандомизированы с учетом пола, возраста и тяжести травмы на две группы. Всем пациентам назначали базовый объем терапии, включавший инфузию кристаллоидов и коллоидов с учетом объема кровопотери, эритроцитарной массы или отмытых эритроцитов при наличии показаний, антибактериальную и симп-
томатическую терапию. В I группу (n=15) вошли пациенты c ТБ, которым проводилась интенсивная терапия в стандартном объеме. Во II группу (n=15) были включены пациенты, где в программу интенсивной терапии ТБ дополнительно был включен десферал, который вводился внутривенно в дозе 20 — 40 мг/кг 2 раза в сутки с интервалом в 12 часов. В группу контроля включено 10 здоровых лиц того же возраста.
При госпитализации, а также на 3-и и 5-е сутки исследовали концентрацию общего и свободного гемоглобина (СГ), количество эритроцитов, концентрацию сывороточного железа (СЖ) с помощью реактивов компании «ДИАСИС», трансферрина (Тф) на автоматическом анализаторе Копе1аЬ-20, билирубина, активность печеночных ферментов, общую антиоксидантную активность (ОАА) сыворотки крови с помощью реактивов фирмы ЗАО «БиоХимМак». Методом Ре2+-индуцированной хемилюминесценции (Бе2+-ХЛ) изучали интенсивность процессов СРО. Исследовали протромбиновый индекс (ПТИ), тром-биновое время (ТВ), АЧТВ по методу З. С. Баркагана [5], концентрацию фибриногена по Р. А. Рутбергу [6]. Параметры системной гемодинамики изучали посредством интегральной реовазографии, при этом определяли ударный объем сердца (УО), минутный объем кровообращения (МОК), ударный индекс (УИ), сердечный индекс (СИ), а также общее периферическое сосудистое сопротивление (ОПСС), объем циркулирующей крови (ОЦК) и объем внутриклеточной жидкости (V вн. ж). Исходя из того, что пациенты имели различную массу тела и рост, при расчетах V вн. ж за норму было взята масса тела 75±5 кг, рост 175±5 см при V вн. ж 10,5±1,5 л.
Статистическую обработку полученных данных проводили с использованием пакета прикладных статистических программ Biostat и MS Excel. Результаты представлены в виде среднего значения и среднего квадратичного отклонения (M±S). Для проверки гипотез использовали критерии Стьюден-
Показатели обмена железа и активности СРО при ТБ (M±5)
Показатели I группа (без десферала) II группа (с десфералом) Контроль
1-е сут. 3-и сут. 5-е сут. 1-е сут. 3-и сут. 5-е сут.
Общий гемоглобин, г/л 82,4±3,5k 72,3±5,3d 71,2±5,5k d 88,3±3,2k 94,8 ±5,3k 101,3±3,6k d 134,3±2,1
Свободный НЬ крови, г/л 0,7±0,08k 0,6±0,04 k 0,6±0,03k 0,42±0,11k 0,22 ±0,09k d m 0,15±0,03m 0,11 ±0,02
Свободный НЬ мочи, г/л 0,41 ±0,13 k 0,36±0,15k 0,33±0,31k 0,41 ±0,14k 0,35±0,06k m 0,14±0,02d m 0,14±0,04
Эритроциты, 1012/л 2,3±0,20k 2,1 ±0,08 k 1,9±0,09k 2,3±0,20k 3,1 ±0,08k d m 3,2±0,08k d m 4,4±0,2
Сывороточное железо, мкмоль/л 12,8±2,5k 7,1 ±0,3k d 11,2±0,9k d 8,11 ±2,19k 10,33±2,43k 13,74±1,13k 21,2±0,3
ОЖСС, мкмоль/л 53,74±7,23 58,29±8,61 57,83±10,81 50,74 ±3,92 53,13±6,16 57,34±2,32 52,11 ±7,13
Трансферрин, мг/дл 112,9±12,2k 56,5±4,8k d 68,8±5,7k d 172,2±14,8k 231,9±120,4k d 282,2±14,1 220,0±18,1
ОАА, мкмоль/л 275,3±11,2k 144,1 ±3,3k d 318,2±2,7d 252,67±18,74 328,21 ±16,3k d m 309,91 ±13,62 305,12±9,1
Вспышка, усл. ед. 1,67±0,14 k 2,02 ±0,37k 1,2±0,42 1,44±0,27k 1,42±0,37k m 1,2±0,42 1,2±0,08
Светосумма, усл. ед. 1,97±0,14 k 7,15±0,34k d 2,15±0,28k d 1,79±0,34k 3,15±0,34k| d m 1,45±0,11k d m 1,3±0,09
Максимальная светимость, у. е. 3,42±0,20 k 4,08±1,9k 2,69 ±0,29k 2,98 ±0,20k 2,46±0,83k| m 2,05±0,12k m 2,14±0,87
АРАСНЕ II, баллы 22,2±2,1 16,5±1,7 16,7±2,1 16,2±1,3 12,3±2,4 8,3±0,5 0,0
Примечание, здесь и далее. d — статистически значимо при р<0,05 относительно исходных данных;
k — при р<0,05 относительно данных контроля, m — статистически значимо при p<0,05 при сравнении между группами.
Таблица 2
Показатели гемостаза при ТБ (M±5)
Показатели I группа (без десферала) II группа (с десфералом) Контроль
1-е сут. 3-и сут. 5-е сут. 1-е сут. 3-и сут. 5-е сут.
ПТИ, % 96,3±2,51 81,22±2,3k d 86,2±1,2k d 98,2±3,7 98,7±3,0m 99,98±2,1m 94,8 ±2,1
АЧТВ, с 25,3±1,44k d 37,8±1,6 35,3±1,7 22,6±1,5k 34,5±2,6k d 32,1 ±3,2 33,4±2,1
Фибриноген, г/л 4,3 ±0,31k 1,8±0,2k d 1,9±0,2k d 4,7±0,2k 2,9±0,3k d m 3,2±0,1k d m 2,8 ±0,4
Тромбиновое время, с 21,8±1,1k 36,0±2,9k d 33,4±3,6k 22,2±1,4k 29,3±2,3d m 30,7±1,7m 28,4±1,3
Тромбоциты, 109/л 265±21k 440±27k d 385±12k 235±17k 320±25d m 368±27d m 340 ±25
та (1) и Манна —Уитни. Критический уровень значимости при проверке статистических гипотез р = 0,05.
Результаты и их обсуждение. К 3-м суткам посттравматического периода выявлялась постгеморрагическая анемия тяжелой степени, которая сохранялась до 5-х суток посттравматического периода (табл. 1). При этом отмечалось 7-кратное увеличение концентрации СГ в крови с одновременным снижением концентрации СЖ (до 60 % от данных контроля) и Тф (до 51 % от контрольного значения), которые уменьшались в динамике к 3-м суткам еще на 27 и 25 % соответственно. К 5-м суткам концентрация Тф несколько возрастала по сравнению с 3-ми сутками. ОАА исходно была ниже контрольных значений, но к 3-м и 5-м суткам отмечалось резкое уменьшение активности, вплоть до нулевого значения у некоторых пациентов. При этом наблюдалось увеличение всех параметров Ре2+-ХЛ, достигавшее максимума к 3-м суткам и снижение к 5-м суткам.
При использовании в комплексной терапии ТБ десферала, напротив, отмечалось увеличение концентрации гемоглобина на 7 %, обусловленное гемо-
трансфузиями, и уменьшение СГ на 100 % по сравнению с исходными данными. У всех пациентов выявлялось статистически значимое снижение интенсивности процессов СРО, что выражалось в уменьшении светосуммы более чем в 2 раза, а быстрой вспышки — на 25 %. При этом параллельно снижению концентрации СГ отмечалось и увеличение более чем на 25 % содержания Тф и на 24 % ОАА.
Поскольку железо в сыворотке крови присутствует и транспортируется в комплексе с Тф, то уменьшение концентрации СЖ при ТБ является вторичным по отношению к трансферрину. Нормальная ОЖСС указывает на отсутствие дефицита железа в организме (при его недостатке ОЖСС всегда повышена) [7], а источниками ионов Бе2+ могут быть гематомы в местах переломов, в тканях, при гемотораксе и внутрисосудистый гемолиз. Поскольку истинного дефицита железа при ТБ в организме нет, то патогенетически оправданной является терапия, эффект от которой выражается в снижении пула свободного железа в организме за счет связывания избытка фер-роионов и блокады активации процессов СРО [8—11].
Показатели центральной гемодинамики у пациентов при ТБ (M±5)
Показатели Сроки исследования, сутки Контроль
1-е 3-и 5-е
I группа II группа I группа II группа I группа II группа
АД ср., мм рт. ст. 64±5a k 72±4k 84±6 81 ±3 92±7k 89±6k a 84±12
ЧСС, мин-1 114±7k 112±7k 94 ±5k 94±3k 86±4k 82±4a k 76 ±8
ЦВД, см вод. ст. 1±0,5k 1±0,5k 5±2k 6±2k 8±2 7±2 8±2
ОЦК, л 3,1 ±0,2k 3,2±0,3k 4,6±0,2d| k 3,8±0,3k 4,3±0,3 4,2±0,2 4,2±0,3
МОК, л 3,3±0,2k 3,2±0,2k 4,2±0,2k 4,4±0,1 4,5±0,2 4,6±0,3 4,6±0,2
СИ, л/минхм2 2,6±0,2k 2,5±0,3k 4,1 ±0,2 3,9±0,2 4,4 ±0,3m, k 3,9±0,3 3,9±0,2
УИ, мл/м2 34,8±4,3k 32,7±3,9k 46,4±3,2 44,4±2,3 45,3±3,3 45,3±3,3 43,4±4,2
УО, мл 41,3±5,3k 41,3±5,3k 63,5±5,1 60,5±4,6 65,5±5,6 63,5±5,7 64,6±4,8
ОПСС, динхсхсм-5 1676±132k 1724±22k 1010±28d 1210±17k 1240 ±32k 1240±18k 1106±34
V вн. ж., мл/кг 78±4k 78±3k 102±16d k 112±8 144±7m k 114±7 119±10
Объем инфузии, мл/сут 4400 ±350 4800±250 4100±300 4300±210 3200 ±250 3100 ±280 —
Примечание. а — р<0,05 при сравнении между I и II группами в 1-е сутки; d — р<0,05 при сравнении между I и II группами на 3-и сутки; т — р<0,05 при сравнении между I и II группами на 5-е сутки.
Относительно показателей системы гемостаза (табл. 2) у пациентов I группы в течение первых суток выявлялись повышение уровня фибриногена на 35 %, укорочение ТВ на 24 %, а АЧТВ на 25 % против данных контроля.
К началу 3-х суток регистрировалась гипокоагу-ляция с повышенной кровоточивостью (наличие подострого течения ДВС-синдрома), сохранявшаяся до 5-6-х суток. Во II группе у всех пациентов в момент поступления имела место гиперкоагуляция, однако на фоне терапии десфералом к 3-м и 5-м суткам выявлялись параметры гемостаза, близкие к нормо-коагуляции.
Изменения, произошедшие в системе гемостаза, объясняются не столько улучшением микроциркуляции на фоне инфузионной терапии, сколько эффектом десферала (связыванием свободного железа и уменьшением катализаторов для реакции Фентона) [12]. Это подтверждается как нашими экспериментальными исследованиями на животных [9], в которых исследовалась вязкость крови у крыс, так и исследованиями по оценке влияния восстановленного железа на модификацию тромбина [11]. Как известно, одним из звеньев в патогенезе расстройств гемостаза является избыток СГ и травматическое воздействие Бе2+ на эндотелий, что в условиях гипоперфузии, артериальной гипотензии способствует повышенной адгезии тромбоцитов с тенденцией к относительному тромбоцитозу и активации сосудисто-тромбо-цитарного и плазменного звеньев гемостаза в ответ на травму с массивной кровопотерей [11, 13].
При анализе показателей центральной гемодинамики было выявлено формирование гипокинезии кровообращения в течение первых часов после поступления, что соответствует клинической картине сформировавшегося травматического шока (табл. 3).
Так, по данным интегральной реовазографии у пациентов I группы было выявлено снижение практически всех гемодинамических индексов. На фоне стандартной терапии выявленные изменения на 3-и сутки сменялись гиперволемией, что выражалось в возрастании ОЦК на 10 %. При этом ОПСС оставалось сниженным на 10 %, что к 5-м суткам способствовало экстравазации жидкости в «третье прост-
ранство» за счет синдрома «капиллярной утечки» и подтверждалось увеличением V вн. ж. в 1,21 раза.
При введении десферала на 3-и сутки сохранялась умеренно выраженная гиповолемия, но через 5 суток посттравматического периода регистрировались практически нормальные показатели всех гемодина-мических индексов. Выявленные положительные изменения параметров системной гемодинамики у пациентов II группы могут свидетельствовать о том, что исключение несвязанного железа из реакций СРО приводит к уменьшению повреждающего действия на биологические мембраны. Возможно, нарушения гемодинамики при травматической болезни обусловлены высокими концентрациями ферритина, обладающего вазодилатирующим действием, и избытком как пероксинитрита при воздействии супероксидных радикалов [1] на оксид азота (в условиях несостоятельности супероксиддисмутазы) [1, 7], так и свободного гемоглобина, потенцирующего спазм сосудов микроциркуляции [2]. Улучшение микроциркуляции у пациентов II группы косвенно можно подтвердить стабилизацией ОПСС (снижение с 1724±22 до 1210±17динхсхсм-5 к 3-м суткам), снижением объема внеклеточной жидкости (за счет менее выраженного синдрома «капиллярной утечки»), что, вероятно, связано со снижением отрицательного воздействия пероксинитрита и ферритина. Полученные результаты не противоречат данным, полученным другими авторами [13, 14], а, напротив, только подтверждают универсальную роль железа в развитии несостоятельности центральной гемодинамики при различных критических состояниях.
Заключение. Использование десферала как хела-тора комплексов железа (которое служит мощным прооксидантом, приводящим к образованию активных форм кислорода и инициации перекисного окисления липидов) в программе интенсивной терапии при травматической болезни является патогенетически обоснованным. Применение десферала способствует снижению уровня восстановленного железа, уменьшению интенсивности реакций свободно-радикального окисления, устранению расстройств как гемостаза, так и системной гемодинамики.
Библиографический список
1. Владимиров, Ю. А. Свободные радикалы и клеточная хемилюминесценция / Ю. А. Владимиров, Е. В. Проскурнина // Фак. фундамент. медицины МГУ им. М. В. Ломоносова. — М., 2009. — 220 с.
2. Симоненков, А. П. О генезе нарушений микроциркуляции при тканевой гипоксии, шоке и диссеминированном внутрисосудистом свертывании крови / А. П. Симоненков, В. Г. Фендоров // Анестезиология и реаниматология. — 1998. — № 3. — С. 32 — 35.
3. Соколов, В. А. Множественные и сочетанные травмы / В. А. Соколов. — М. : ГЭОТАР-Медиа, 2006. — С. 17—21.
4. Орлов, Ю. П. Вклад нарушенного обмена железа в развитие расстройств микроциркуляции и эндотоксемии при критических состояниях / Ю. П. Орлов, А. В. Иванов, В. Т. Долгих // Общая реаниматология. — 2011. — № 5. — С. 14—19.
5. Балуда, В. П. Лабораторные методы исследования системы гемостаза / В. П. Балуда, З. С. Баркаган, Е. Д. Гольдберг. — Томск : Медицина, 1980. — С. 26 — 29.
6. Рутберг, Р. А. Простой и быстрый метод определения содержания фибриногена плазмы / Р. А. Рутберг // Лабораторное дело. — 1961. — № 6. — С. 6 — 7.
7. Cadet, E. Donnes recentes sur metabolisme du fer: un etat de transition / E. Cadet, M. Gadenne, J. Rochette // La revue de medecine interne. — 2005. — № 26. — Р. 315—324.
8. Иванов, А. В. Дисбаланс в системе свободнорадикального окисления у пациентов с травматической болезнью // Омский научный вестник. Сер. Ресурсы земли. Человек. — 2013. — № 1 (118). — С. 33 — 36.
9. Иванов, А. В. Расстройства микроциркуляции и анти-оксидантного потенциала как следствие нарушенного обмена
железа при травматической болезни (клинико-эксперимен-тальное исследование) / А. В. Иванов, Ю. П. Орлов, В. Н. Лу-кач // Вестник травматологии и ортопедии им. Н. Н. Приорова. — 2012. - № 1. - С. 64-69.
10. Fantini, G. A. Deferoxamine prevents lipid peroxidation and attenuates reoxygenation injury in postischemic skeletal muscle / G. A. Fantini, T. Yoshioka // Am J Physiol Heart Circ Physiol. — 1993. - № 264. - P. 1953-1959.
11. Азизова, О. А. Влияние ионов железа на функциональную активность тромбина / О. А. Азизова, А. Г. Швачко, А. В. Асейчев // Бюллетень экстремальной биологии и медицины. - 2009. - № 11. - С. 529-532.
12. Проявления оксидантного стресса и его коррекция при травматическом шоке / И. Накашидзе [и др.] // Анестезиология и реаниматология. - 2003. - № 5. - С. 22-24.
13. Gordon, W. Simulated blood circulation during hemolysis / W. Gordon // Perfusion. - 2001. - № 16. - Р. 345-351.
14. Роль окислительного стресса в формировании респираторного дистресс-синдрома у хирургических больных в критических состояниях / И. Н. Пасечник [и др.] // Вестник интенсивной терапии. - 2008. - № 3. - С. 65-68.
ИВАНОВ Алексей Валерьевич, аспирант кафедры анестезиологии и реаниматологии. ОРЛОВ Юрий Петрович, доктор медицинских наук, профессор кафедры анестезиологии и реаниматологии.
Адрес для переписки: [email protected]
Статья поступила в редакцию 10.06.2015 г. © А. В. Иванов, Ю. П. Орлов
Книжная полка
Штульман, Д. Р. Неврология (справочник практического врача) / Д. Р. Штульман. - 9-е изд. -М. : МЕДпресс-информ, 2014. - 1024 с. - ISBN 978-5-00030-029-9.
Справочник содержит основные сведения о диагностике и лечении неврологических синдромов и заболеваний, часто встречающихся в клинической практике. Особое внимание уделено неотложным состояниям, неврологическим осложнениям соматических заболеваний, а также тактике ведения неврологических заболеваний при беременности. В 9-м издании расширен спектр рассматриваемых неврологических заболеваний, дополнены разделы, посвященные методам исследований, вегетативным нарушениям, болевым синдромам, когнитивным и экстрапирамидным расстройствам, вестибулопатиям. Сведения о тактике диагностических мероприятий и фармакотерапии при неврологических заболеваниях и синдромах скорректированы с учетом новейших данных. Доступность и четкость изложения, подробное обсуждение «пограничных» проблем делают справочник полезным не только для неврологов, но и для терапевтов, хирургов, гинекологов, психиатров, кардиологов, эндокринологов, гематологов, врачей других специальностей. Он может быть также использован при обучении студентов старших курсов медицинских институтов, интернов, клинических ординаторов.
Коржевский, Д. Э. Молекулярная морфология / Д. Э. Коржевский. - М. : СпецЛит, 2014. -111 с. - ISBN 978-5-299-00642-1.
В этой книге в краткой форме изложен материал, необходимый для освоения современных методов конфокальной лазерной микроскопии. Часть из описанных в тексте практических приемов разработана и усовершенствована авторами издания. Отличительной особенностью данной книги является сочетание ключевых моментов из теории современных методов микроскопии с примерами использования различных приемов конфокальной микроскопии и иммуноцитохимии на практике. В приложениях приводятся необходимые сведения о спектральных характеристиках флуорохромов и протоколы иммуноцитохимических реакций, использованных авторами для получения изображений препаратов и построения трехмерных реконструкций микроскопических объектов. Настоящее руководство может являться справочным пособием для специалистов, применяющих в своей работе флуоресцентные методы и конфокальную микроскопию, а также будет полезно для студентов биологических и медицинских факультетов, изучающих морфологические и нейробиологические дисциплины.
