MARKERS OF ENDOTOXICOSE: RESEARCH OF STRUCTURAL PROPERTIES OF ERYTHROCYTES

Full Text

Актуальность. Синдром эндогенной интоксикации (СЭИ) остается одной из наиболее актуальных проблем в структуре современной соматической патологии. В ряде клинических ситуаций эндотоксикоз выполняет собственную, зачастую ведущую, роль в патогенезе и, таким образом, значительно осложняет прогноз и течение заболевания. До настоящего времени имеет место неудовлетворенность клиницистов традиционными диагностическими критериями эндотоксикоза, что предрасполагает к дальнейшему поиску его маркеров. Клиническая картина эндотоксикоза обусловлена появлением в циркуляторных системах патологических концентраций химических соединений - эндогенных токсикантов. Все эндотоксины, несмотря на различия химической структуры, обладают рядом универсальных свойств. Многими исследователями установлено, что основным универсальным свойством эндогенных токсикантов является мембранотоксичность. Эндогенная химическая модификация (токсическое повреждение) мембранных структур организма является важнейшим звеном и механизмом СЭИ. Учитывая то, что мембраны всех клеток организма имеют сходные структурные характеристики и что главным патогенетическим звеном СЭИ является появление эндотоксинов в системе гемоциркуляции, вполне обосновано исследование структурных повреждений мембран клеток крови, как универсальных диагностических маркеров эндотоксикоза. Учитывая, что большую часть объема циркулирующей крови составляют эритроциты, изучение структурных свойств именно этих форменных элементов с целью адекватной диагностики СЭИ представляется наиболее перспективным. Цель исследования - применение анализа сорбционных и гемолитических свойств мембран циркулирующих эритроцитов в качестве диагностических маркеров эндотоксикоза. Материал и методы исследования. Ислледованы данные 120 пациентов, имеющих клинические признаки СЭИ. Исследуемый контингент представлен следующими группами. Группа 1 - 50 пациентов отделения реанимации и интенсивной терапии №2 ГУЗ ВОКБ №1, обследованных однократно в скрининговом режиме с целью выявления зависимости структурных свойств Э от степени тяжести эндотоксикоза. В нозологическом отношении группа представлена гнойно-септическими состояниями (гнойная инфекция мягких тканей, деструктивные формы панкреатита, перитонит, сепсис). Обследование группы 1 позволило получить общие представления о структурном состоянии Э у пациентов с СЭИ. Группа 2 - 70 пациентов интенсивного блока нейрохирургического отделения, обследованных пятикратно в динамическом режиме с целью анализа зависимости структурных свойств Э от клинико-патогенетической стадии и характера течения эндотоксикоза (острого, подострого). В нозологическом отношении группа представлена пациентами с тяжелым течением послеоперационного периода после вмешательств по поводу объемных образований головного мозга (гематом и опухолей) и спинальных травм. В зависимости от течения СЭИ в группе были выделены 2 подгруппы: - подгруппа 2.1. - 35 пациентов с течением послеоперационного периода без гнойно-септических осложнений. В большей степени для данных больных характерно подострое течение эндотоксикоза, I или II степень СЭИ, среднетяжелое или тяжелое общее состояние. - подгруппа 2.2. - 35 пациентов с течением послеоперационного периода с присоединением гнойно-септических осложнений (вторичная гипостатическая пневмония, гнойный трахеобронхит, пролежни и очаги асептического некроза). В большей степени для данных больных характерно острое течение эндотоксикоза, II или III степень СЭИ, тяжелое или крайне тяжелое общее состояние. Пациенты подгруппы 2.2. находились в клинически более тяжелом состоянии. Патогенетически это обусловлено тем, что пациенты подгруппы 2.1. имели только один источник поступления эндотоксинов - ткани, поврежденные объемным процессом и оперативным вмешательством. Очевидно, что образование при этом деструктивного материала явилось причиной развития СЭИ. Пациенты подгруппы 2.2. имели 2 источника поступления эндотоксинов, т.к. имеющиеся очаги гнойной инфекции или асептического некроза являются дополнительным местом их продукции и последующей резорбции. Обследование пациентов группы 2 позволило выявить динамические изменения структурных свойств эритроцитов на фоне течения СЭИ. Группа 3 (контрольная) - 30 соматически здоровых лиц, на образцах крови которых были стандартизированы используемые методы исследования структурных свойств Эритроцитов, в частности: оценка степени тяжести общего состояния пациентов; оценка степени тяжести эндогенной интоксикации по модифицированной нами классификации В.К. Гостищева (1987) (рационализаторское предложение № 2723 от 27.01.2005 г.); исследование сорбционной способности эритроцитов фотометрическим способом по модифицированной нами методике А.А. Тогайбаева с соавт. (1988); исследование осмотической резистентности эритроцитов (степени и скорости гипоосмотического гемолиза) фотометрическим способом по методике И.И. Гительзона и И.А. Терскова (1958) в модификации С.Г. Резвана (2001). Изучение гемолитической резистентности эритроцитов (ГРЭ) производилось с помощью построения кинетических кривых гипоосмотического гемолиза (т.н. эритрограмм). Эритрограмма представляет собой графическое отображение последовательного вовлечения эритроцитов различной стойкости в процесс гемолитической трансформации. Вступление эритроцитов в процесс гемолиза представляет функциональную зависимость вида G = f (t), где G - количество гемолизированных Э в %, т.е. степень гемолиза; t - время, с. Используемая концентрация гипотонического раствора хлорида натрия 0,55 % является нижней границей осмотической резистентности Э здоровых людей, т.е. пределом, после которого начинается гемолиз. Т.о., в норме при данных условиях эритроциты не гемолизируют (степень гемолиза G = 0 %) и эритрограмма представляет собой прямую линию, совпадающую с осью абсцисс. При эндотоксикозе эритроциты с поврежденными мембранами вовлекаются в процесс гемолиза уже при данной концентрации хлорида натрия (степень гемолиза G > 0 %) и эритрограммы представляют собой кривые различной конфигурации. Для детального анализа структурных свойств Э в норме и при СЭИ использовались 2 типа кинетических гемолитических кривых: интегральная эритрограмма - отображает изменение количества гемолизируемых клеток в единицу времени (G = f (t), %); дифференциальная эритрограмма - отображает изменение скорости гемолитического процесса в единицу времени (V= f(t), %/с). Расчетными параметрами эритрограмм являются время сферуляции (латентной = предгемолитической фазы), степень гемолиза (% лизированных клеток) в течение 2 минут, максимальная степень гемолиза (% лизированных клеток в течение 30 минут) и скорость гемолиза (% лизиса клеток в секунду). Основой данного исследования является анализ клинических проявлений с одновременной верификацией их эндотоксического генеза на основе оценки степени повреждения мембран эритроцитов. Также была произведена сравнительная оценка диагностической эффективности предлагаемых нами и традиционных маркеров эндотоксикоза (лейкоцитоза, гипопротеинемии, уровня среднемолекулярных пептидов плазмы). Оценка достоверности различий полученных числовых данных производилась с использованием критерия Стьюдента. Различия сравниваемых значений показателей считались достоверными при степени вероятности безошибочного прогноза 95 % и более (p ≤ 0,05). Полученные результаты и их обсуждение. Результаты клинических наблюдений и лабораторных экспериментов in vitro показали, что изменение структурных свойств эритроцитов специфично для эндотоксикоза. Это согласуется с представлениями об универсальности мембранотропного действия эндотоксинов. Другой закономерностью, обращающей на себя внимание, была зависимость ССЭ и ГРЭ от степени тяжести, характера течения и клинико-патогенетической стадии СЭИ. При исследовании ССЭ в норме и при СЭИ выявлены значительные различия данного параметра. Так, в условиях физиологической нормы показатель ССЭ находится в узком интервале значений 30-40%. Ее изменения в условиях СЭИ систематизированы в таблице 1. Таблица 1 Сорбционная способность эритроцитов при остром эндотоксикозе Степень СЭИ Всего обследовано Значение ССЭ, % минимальное максимальное среднее норма 30 30,0 40,0 35,0 I ст. 20 5,7 58,1 31,9 II ст. 15 2,4 60 31,2 III ст. 15 5 7,5 6,25 все больные 50 2,4 60 31,2 При исследовании ГРЭ также установлены значительные различия в условиях физиологической нормы и СЭИ. Так, в физиологических условиях ГРЭ составляет 0% (т.е. гемолиза не происходит). В условиях эндотоксикоза возникает значительное повышение степени и скорости гемолиза, отличное от 0% и находящееся в определенной зависимости от степени СЭИ. На основании полученных результатов сформулированы диагностические критерии степени тяжести СЭИ. Диагностическими критериями для СЭИ I степени являются: изменение ССЭ преимущественно в сторону снижения до 20-10% (в 85% случаев); гемолиз в 50% случаев при инкубации в течение 2 минут; гемолиз в 90% случаев при инкубации в течение 30 минут; степень гемолиза 1,3-53%; скорость гемолиза 1-18 % / с.; латентная фаза гемолиза 40-10 с.. Диагностические критерии СЭИ II степени: изменение ССЭ в 70% случаев преимущественно в сторону повышения до 51-60%; гемолиз в 100% случаев при инкубации в течение 2 минут; степень гемолиза 5-73,8%; скорость гемолиза 10-20 % / с.; латентная фаза гемолиза 50-0 с. Диагностические критерии СЭИ III степени: изменение ССЭ в 100% случаев в сторону снижения до 7-5%; гемолиз в 80% случаев при любом режиме инкубации; степень гемолиза 7-12%; скорость гемолиза 5-20 % / с.; латентная фаза гемолиза 20-0 с.. При анализе зависимости структурных свойств Э от характера течения эндотоксикоза также выявлен ряд закономерностей. В случае подострого течения эндотоксикоза с положительной динамикой клинической картины наблюдается: повышение значений ССЭ до области нормальных значений; снижение степени и скорости гипоосмотического гемолиза. При развитии острого течения эндотоксикоза совместно с прогрессированием симптоматики наблюдается: смещение ССЭ в область пониженных значений; повышение степени и скорости гипоосмотического гемолиза. Для СЭИ I стадии (клинические признаки «общей интоксикации организма») характерным является: ССЭ 10-29%; степень гемолиза 0,5-10%; скорость гемолиза 0,5-2 % / с.. Для СЭИ II стадии (вторичная органная дисфункция) характерно: ССЭ 51-60%; степень гемолиза 5-35%; скорость гемолиза 2-7 % / с. Для СЭИ III стадии (критическое состояние) характерно: ССЭ 1-10%; степень гемолиза 0,5-73%. Также следует учитывать, что исследование структурных свойств эритроцитов необходимо проводить одновременно с оценкой клинических данных. Проведенными исследованиями подтверждено, что степень тяжести СЭИ и его клинико-патогенетическая стадия далеко не во всех случаях находятся в прямой зависимости друг от друга, что необходимо учитывать при анализе клинической картины и планировании лечебных мероприятий. Таким образом, диагностическими маркерами СЭИ наряду с клиническими данными следует считать: повышение или снижение СЭИ относительно физиологических значений (т.е., менее 30, более 40%); появление признаков гипоосмотического гемолиза более 0-1% Э. Критериями прогрессирования (или обострения) эндотоксикоза в динамике наблюдений являются: снижение СЭИ до 10-1% или повышение до 50-60%; повышение степени гемолиза; повышение скорости гемолиза; уменьшение латентной фазы гемолиза; преимущественный гемолиз эритроцитов в первые 2 минуты инкубации (преобладание выраженно поврежденных низкорезистентных субпопуляций). Сравнительная оценка диагностической эффективности маркеров эндотоксикоза у пациентов, 100% которых имели клинические признаки интоксикации, говорит о высокой специфичности показателей ССЭ и ГРЭ (таб. 2). Таблица 2 Диагностическая значимость маркеров эндогенной интоксикации (% случаев отклонения от нормы) показатель % случаев отклонения от нормы клинические признаки интоксикации (2 и более) 100 гипопротеинемия (общий белок ‹ 65 г/л) 68 токсемия (СМП › 0,24 у.е.) 80 лейкоцитарная реакция (› 9,0; ‹4,9 ∙ 1012 / л) 34 ССЭ (‹ 30, › 40%) 72 ГРЭ (лизис более 2% эритроцитов in vitro) 88 Значимость исследования структурных свойств эритроцитов превышает таковую при использовании традиционных маркеров эндогенной интоксикации. Выводы. Полученные данные позволяют рекомендовать показатели сорбционной способности и гемолитической резистентности эритроцитов в качестве патогенетически обоснованных маркеров эндотоксикоза.

About the authors

A A Lavrentiev

Voronezh State Medical Academy

P A Popov

Voronezh State Medical Academy

L L Beloborodova

Voronezh State Medical Academy

L V Brodskaya

Voronezh State Medical Academy

S V Chernykh

Voronezh State Medical Academy

S V Bykova

Voronezh State Medical Academy

References