Хирургия.-2006.-№3.-С.32-37

Эндотоксиновая агрессия в развитии нарушений гемостаза у детей с хирургическими заболеваниями

Кандидаты мед. наук М.В. МЕШКОВ, И.А. АНИХОВСКАЯ и Р.А. УPA3AEВ, акад. РАЕН М.Ю. ЯКОВЛЕВ

Endotoxin aggression in the development of hemostatic disorders in children with surgical diseases

M.V. MESHKOV. I.A. ANIKHOVSKAYA, R.A. URAZAEV, M.YU. YAKOVLEV

Институт обшей клинической патологии (дир. — акад. РАЕН М.Ю. Яковлев) Клинико-диагностического общества РАЕН, Московский государственный медико-стоматологический университет.  Измайловская детская городская клиническая больница, Москва

На примере 62 детей с инфекционными (ургентные абдоминальные операции) и неинфекционными (плановые операции) хирургическими заболеваниями показана роль эндотоксиновой агрессии в развитии нарушении регуляции гемостаза. Показано, что дооперационные показатели состояния эндотоксин-антиэндотоксиновой системы и гемостаза могут служить прогностическими критериями развития интра- и послеоперационных   осложнений.

The role of endotoxin aggression in the development of hemostatic disorders was analyzed in 62 children who had undergone urgent and elective surgeries. It is demonstrated that indices of endotoxin-antiendoloxin system and hemostasis before surgery may  be regarded as prognostic criteria for development of complications during and after surgery.


Хирургические заболевания инфекционной и неинфекционной этиологии в раннем послеопера­ционном периоде могут сопровождаться схожими по клинической картине осложнениями, в основе которых, если исключить чисто технические хирур­гические ошибки, лежат расстройства микроцир­куляции, связанные чаще всего с нарушениями в системе гемостаза.

С одной стороны, эти осложнения проявля­ются в виде нарушения функции органов, с другой — в виде геморрагического синдрома: повышенной кровоточивости тканей, кровотечения из мест инъ­екций, длительного поступлении геморрагического отделяемого по дренажам из брюшной полости, кро­вотечения из желудочно-кишечного тракта. Повышенная кровоточивость тканей во время операции, гипертермия, тошнота, рвота, длительный выход из постнаркозной депрессии наблюдались нами после плановых хирургических вмешательств, казалось бы, у здоровых детей, поступавших в стационар в удовлетворительном состоянии.

В связи с этим мы предположили возможность участия в патогенезе интра- и послеоперационных осложнений (независимо от вида хирургическою заболевания) единого фактора, которым может быть эндотоксин (ЭТ) грамотрицательных бактерий, с той лишь разницей, что при неинфекционных хирургических заболеваниях это липополисахарид (ЛПС) кишечной микрофлоры, а при инфекцион­ных — еще и ЭТ очага воспаления. При воспалении, обусловленном грамположительными микроорга­низмами, следует иметь в виду, что некоторые из их экзотоксинов могут потенцировать патологические свойства кишечного ЛПС [6]. Направленность био­логического действия ЭТ определяется его концен­трацией в общем кровотоке и активностью антиэндотоксинового иммунитета (АЭИ) [10, 17] В физиологических концентрациях (до 1 Еu/мл) ЛПС участвует в адаптации организма к изменяющимся условиям среды [11, 13], при более высоких — вызы­вает эндотоксиновую агрессию (ЭА), которая может быть причиной развития заболеваний и синдромов, в том числе полиорганной недостаточности (эндо­токсинового шока) [12]. Это касается и ДВС-синдрома, который был постулирован К. Раби [5] на одной из моделей экспериментальной ЭА. Игно­рирование «эндотоксинового фактора» патогенеза ургентных хирургических заболеваний, осложнен­ных геморрагическим синдромом и полиорганной недостаточностью, может быть одной из причин невысокой эффективности интенсивной заместительной терапии, направленной исключительно на нормализацию показателей ОЦК, КЩС и гемостаза [4].

С целью проверки нашего предположения об участии ЭА в развитии нарушений гемостаза при хирургических заболеваниях (как инфекционного, так и неинфекционного генеза) было проведено обследование детей с абдоминальными и хирургическими заболеваниями, госпитализированных для экстренных и плановых операций.

 

Материал и методы

Материалом для исследования послужила кровь 62 детей (в возрасте от 3 мес до 14 лет), госпитали­зированных в Измайловскую детскую городскую клиническую больницу: 19 с ургентными воспали­тельными заболеваниями органов брюшной поло­сти (гангренозный аппендицит, перфоративный дивертикул Меккеля, непроходимость желудочно-кишечного тракта, осложненные ограниченным или распространенным перитонитом), а также 43 детей, поступивших для планового хирургического лече­ния паховой или пупочной грыжи, водянки обо­лочек яичка и семенного канатика, крипторхизма, варикоцеле.

Кроме общепринятых исследований, проводили изучение динамики концентрации ЭТ при помощи ЛАЛ-теста, адаптированного к клинической прак­тике [1], и активности АЭИ: гуморального (при помощи резекции СОИС-ИФА [9], определяющей концентрацию антител к наиболее общим анти­генным детерминантам ЛПС) и гранулоцитарного (при помоши ЛПС-теста-ИФА [3], по результатам которого оценивали резервы связывания ЭТ лейко­цитами) звеньев. Для оценки состояния гемостаза использовали электрокоагулограф Н-334 (Россия). Предпочтение было отдано электрокоагулограмме (ЭкоГ), позволяющей проводить исследование в динамике у постели больного в любое время и в любом количестве с одновременной коррекцией показателей (см. рисунок). Кровь у всех детей брали по общепринятой методике натощак, перед опера­цией и после нее, на 3—5-е сутки после операции и при выписке пациентов (заболевания, связан­ные с повышенной кровоточивостью или тромбозом в анамнезе у обследуемых и их родителей, были исключены). Кроме того, иммуноферментным методом с использованием тест-системы фирмы «Хема» (Москва) определяли концентрацию кортизола как стабильного маркера стресс-реакции. Ста­тистическую обработку данных, представленных в таблицах, проводили при помощи компьютерной программы MS Excel (Ver. 5.0).

Схема нормальной электрокоагулораммы.

 

T1 — время, соответствующее первой фазе свертывания крови - времени образования тромбина; Т2 — время образования фибрина под воздействием тромбина (зависит от количества тромбоцитов и фибриногена); Т — время всех фаз свертывания крови — хронометрическая коагуляция: ТЗ — время ретракции сгустка и начала фибринолиза. Ам — максимальная амплитуда — показатель гематокрита; А0 — минимальная амплитуда — струк­турная коагуляции, характеризующая плотность сгустка, способ­ность его противостоять фибринолизу; A1— амплитуда через 10 мин от начала ретракции и фибринолиза: ФА — фибринолитическая активность, выраженная в процентах, ФА=А1·100%:Ам. но Л.Ф. Коблову [6]. Амплитуды соответствуют электропроводимости крови и представлены в условных единицах. Показатели времени свертывания крови представлены в секундах.

Результаты и обсуждение

Значительное (в 35 раз) повышение концен­трации ЭТ в сыворотке крови (до 3.8±1.0 EU/мл) у детей с хирургической инфекцией было обнаружено уже при поступлении и сопровождалось актива­цией гуморального звена АЭИ, которая проявля­лась выраженной тенденцией к повышению титров антигликолипидных [до 288±40 условных единиц оптической плотности (у.о.п.) при норме 200±10 у.е.о.п.] и антиэшерихиозных (до 431±29 у.о.п. при норме 400±20 у.е.о.п.) антител, лейкоцитозом [до (15,0±1,1)·109/л], увеличением СОЭ (до 17,1±3,9 мм/ч) и тенденцией к снижению количества тром­боцитов [до (2,8±0,27)·109/л], а также статистиче­ски достоверным повышением температуры (до 37,8±0,2°С). Показатели резервов связывания ЛПС гранулоцитами были резко снижены (0,7±0,3% при норме 4,9±0,2%). ЭкоГ при этом фиксировала субкомпенсированную хронометрическую и струк­турную гиперкоагуляцию (табл. 1; до операции). Повышение плотности образующегося сгустка и снижение фибринолиза достоверно отличались от показателей нормы.

После операции под воздействием операцион­ного стресса концентрация ЭТ в общем кровотоке возрастала до 4,4±0,9 EU/мл (в 20 раз выше нормы), сопровождаясь относительным снижением кон­центрации антиэндотоксиновых антител, обуслов­ленным, по-видимому, процессом зашиты и потре­бления. Этот же процесс, вероятно, затрагивал и другие системы. Отмечалась тенденция к снижению уровня лейкоцитов, тромбоцитов, СОЭ и увеличе­нию времени свертывания крови. В системе гемо­стаза потребление факторов выражаюсь в развитии субкомпенсированной хронометрической и струк­турной гипокоагуляции (табл. 1; после операции). Плотность сгустка крови по сравнению с дооперационным заболеванием снижалась в 5 раз. Резервы гранулоиитарного звена АЭИ отсутствовали. Сни­жение температуры, по-видимому, было связано с проведением инфузионной терапии и применением антипиретиков. Далее течение послеоперационного периода у 9 пациентов было сравнительно гладким, у 10 осложнилось развитием — отграниченного (абсцесс), ограниченного (чаше тазового) и рас­пространенного перитонита. Через 3—5 сут после операции на фоне интенсивной терапии при отсутствии осложнений концентрация ЭТ в системном кровотоке начинала снижаться, оставаясь тем не менее достоверно выше нормы — 2,3±0,3 EU/мл. Одновременно появлялась тенденция к повыше­нию концентрации антиэндотоксиновых антител в общем кровотоке, уменьшалось количество лейко­цитов, снижалась температура. Тенденция к улуч­шению появилась и в системе гемостаза. Несмотря на сохраняющуюся хронометрическую гипокоагуляцию (705и38 с), плотность образующегося при свертывании крови сгустка по сравнению с показа­телем предыдущего исследования достоверно повы­шалась до 0,2±0,02 усл. ед. на фоне активизировав­шегося фибринолиза (32±3,5%), что в целом можно было характеризовать как субкомпенсировапную структурную гиперкоагуляцию (табл. 1; 3—5-е сутки после операции). Картина в корне изменялась при развитии осложнения. Ухудшение общего состоя­ния пациентов сопровождалось резким увеличением концентрации ЛПС в общем кровотоке до 12,7±4,2 EU/мл на фоне снижения концентрации антиэндотоксиновых антител и тромбоцитов (табл. 1; осложне­ние). Температурная реакция соответствовала степени эндотоксинемии. То же наблюдалось и со сто­роны системы гемостаза. Ее чрезмерная активация и усиление процесса потребления факторов приво­дили к развитию хронометрической гиперкоагуля­ции (416±25 с) и некомпенсированной структурной гипокоагудяииио=0,5±0,2усл. ед.; ФА=27±2,4%). Такая разнонаправленность процессов характерна для ДВС-синдрома. Клинически это нередко сопро­вождалось повышенной кровоточивостью тканей, длительным поступлением геморрагического отде­ляемого из брюшной полости по дренажам. Таким образом, наблюдались все три признака, характеризующих ЭА: повышенная концентрация ЭТ в общем кровотоке, недостаточность АЭИ и наличие кли­нической манифестации [13]. Дренирование очага воспаления сопровождалось снижением активности ЛПС до 2,4±0,6 EU/мл, относительным повыше­нием концентрации антиэндотоксиновых антител (антигликолипидных — 260±53 у.о.п. и антиэшерихиозных — 508±78 у.е.о.п.), тенденцией к норма­лизации температуры, уровня лейкоцитов, тромбо­цитов, СОЭ и показателей гемостаза. Некомпенси­рованная гипокоагуляция сменялась субкомпенсированной гиперкоагуляцией (табл. 1; улучшение). Эта тенденция сохранялась и при выписке больных из стационара с одним весьма интересным фактом. Судя по удовлетворительному общему состоянию детей и данным рутинных методов исследования (показатели температуры, лейкоцитов, тромбоцитов и СОЭ были в пределах нормы), острый инфекцион­ный процесс был купирован. Дети были выписаны. Однако ЭТ был еще на довольно высоком уровне (1,9±0,3 EU/мл) при сохраняющемся относитель­ном снижении титров антигликолипидных (261±26 у.о.п.) и антиэшерихиозных (368±26 у.е.о.п.) анти­тел, система гемостаза характеризовалась субкомпенсированной хронометрической и структурной гиперкоагуляиией (табл. 1; выписка) — причиной и признаком нарушения микроциркуляпии в орга­нах и тканях. Таким образом, отсутствие клиниче­ской манифестации, очага воспаления и дисбаланс, наблюдаемый в эндотоксин-антиэндотоксиновой системе и системе гемостаза, по-видимому, можно рассматривать как подострую ЭА, обусловленную повышенным уровнем кишечного ЛПС в общем кровотоке в связи с сохраняющейся недостаточ­ностью функции ЭТ-связываюших и ЛПС-элиминирующих органов (кишечника, печени, легких, почек). Подтверждением могут служить повторные госпитализации детей. В связи с этим комплекс реа­билитационных мероприятий, по нашему мнению, должен включать терапию, направленную на кор­рекцию эндотоксин-антиэнлотоксиновой системы и системы гемостаза. Это задача наших дальнейших исследований и изучения данной проблемы.

Предположив, что в основе нарушений в системе гемостаза и послеоперационных осложнений при неинфекционных хирургических заболеваниях может лежать общий адаптационный синдром, опи­санный Г. Селье [7], мы решили, используя в каче­стве маркера кортизол сыворотки крови, уточнить, является ли страх, обусловленный предстоящей операцией, стрессором [16], способным вызвать ЭА и как следствие — нарушения в системе гемостаза. При этом предполагается, что ЛПС-индуцированная активация системы коагуляции (через факторы XII, X, VII, тромбин, цитокины, а также прямое воздействие на тромбоциты) приводит к микро-тромбозу и нарушению функции различных орга­нон [8, 10, 14, 15] и/или повышенной кровоточиво­сти тканей. Результаты анализа полученных данных представлены в табл. 2 в виде трех вариантов изуча­емых показателей.

У 20 детей (табл. 2; 1-я группа) интра- и после­операционный период протекал без особенностей, средняя концентрация ЛПС, титры антител к гликолипиду (ГЛП), резервы связывания ЭТ гранулоцитами, а также показатели ЭкоГ были в пределах нормы.

 

Наибольший интерес, по нашему мнению, представляли показатели во 2-й и 3-й группах, полученные при исследовании крови, взятой перед премедикацией, за 30 мин до оперативного вмеша­тельства, в момент наибольшей выраженности пред­операционного стресса, обусловленного страхом перед предстоящей операцией. Концентрация кортизола в сыворотке крови во 2-й группе, хотя зна­чимо не отличалась от нормы, обнаруживала слабо выраженную тенденцию к повышению — 308±42.8 нмоль/л. Это сочеталось с 7-кратным повышением концентрации ЭТ в общем кровотоке (1,4±0,2 EU/ мл), снижением в 2 раза концентрации антигликолипидных антител (116±2,3 у.о.п.) и резким угне­тением гранулоцитарного звена АЭИ. Резервы свя­зывания ЛПС фанулоцитами составили 0,75±0,2%. Таким образом, высокий уровень ЭТ в обшей гемоциркуляции, сопровождавшийся снижением инте­гральных показателей активности гуморального и гранулоцитарного звеньев АЭИ, купирующих пато­генные свойства ЛПС, свидетельствовал о наличии у детей хронической ЭА. При этом в системе гемо­стаза субкомпенсированная структурная гипер­коагуляцияо=0,2±0,03 усл. ед., ФА=16,3±2,6%) сочеталась с хронометрической гипокоагуляиией (648±32,4 с) — признак потребления факторов свертывания крови и антикоагулянтов (табл. 2; 2-я группа). Общее состояние пациентов при этом оста­валось удовлетворительным, температура была нор­мальной, результаты общих анализов крови и мочи не отличались от нормы. Таким образом, у детей этой группы, с одной стороны, имелись все лабора­торные признаки ЭА, с другой — отсутствовала ее клиническая манифестация (в частности, темпера­турная реакция), что свидетельствовало о наличии эндотоксиновой толерантности [7]. В той же фазе ЭА до оперативного вмешательства находились дети 3-й группы исследования (табл. 2; 3-я группа). Несмотря на значительно более высокую (в 1,7 раза по сравнению со 2-й и в 12 раз по сравнению с 1-й труппой) концентрацию ЛПС (средние показатели 2,4±0,3 EU/мл), у детей этой группы до операции также отсутствовали клинические проявления ЭА (в том числе температурная реакция). Принципиально важным представляется тот факт, что столь высокое содержание ЭТ в общем кровотоке констатирова­лось нами на фоне значительного увеличения кон­центрации кортизола, свидетельствовавшего об уча­стии симпатико-адреналовой системы в регуляции поступления кишечного ЛПС в гемоциркуляиию и ее роли в патогенезе интра- и послеоперационных осложнений, которые у детей 3-й группы проявля­лись повышенной кровоточивостью тканей вовремя операции (4, или 31%). повышением температуры тела, более длительной постнаркозной депрессией (сопровождавшейся тошнотой или рвотой), наблю­давшимися у всех пациентов в послеоперационном периоде. Подобное течение ЭА в дооперационном периоде, по-видимому, можно охарактеризовать как подострое состояние (это момент преодоле­ния толерантности, обусловленный предопераци­онным стрессом), но еще не острая ЭА, поскольку оно развивалось на фоне высоких титров антител к ГЛП (251 ±14,4 у.о.п.) и полного отсутствия резер­вов гранулоцитарного звена АЭИ. Признаки дли­тельной активации и потребления факторов, более выраженные, чем во 2-й группе, обнаруживались и в системе гемостаза в виде хронометрической и структурной гипокоагуляции (табл. 2; 3-я группа). Таким образом, у детей 2-й и 3-й групп имеет место хроническая ЭА (в фазе толерантности), которая. как и любой процесс обладает временной характе­ристикой (протяженностью). В 3-й группе хрониче­ская ЭА трансформировалась вострую. "Последней каплей", обусловливающей преодоление эндоток­синовой толерантности, являлся операционный стресс. Чем более он был выражен, чем ближе была толерантность к крайнему своему состоянию, тем более вероятно развитие ранних послеоперацион­ных осложнений.

Выводы

1. Эндотоксин грамотрицательных микроорга­низмов является облигатным фактором патогенеза ДВС-синдрома у детей с инфекционными (ургентными абдоминальными) хирургическими заболева­ниями, выраженность которых находится в прямой зависимости от концентрации липополисахарида в общем кровотоке.

2.     Дисбаланс в системе гемостаза, сохраняю­щийся при выписке у детей, перенесших острое хирургическое заболевание, обусловлен кишечным эндотоксином, концентрация которого может быть использована в качестве прогностического крите­рия периода реабилитации.

3.     Ранние послеоперационные осложнения и нарушения в системе гемостаза у 30% детей, пере­несших плановые операции, обусловлено главным образом имеющейся у них эндотоксиновой агрес­сией (в фазе эндотоксиновой толерантности).

4.     Предоперационный стресс, обусловленный, по-видимому, страхом перед предстоящим опера­тивным вмешательством, является причиной посту­пления в общий кровоток дополнительной порции кишечного липополисахарида, который способ­ствует преодолению эндотоксиновой толерантно­сти и развитию подострой эндотоксиновой агрес­сии. «Последней каплей» в этом процессе является операционный стресс, приводящий к острой эндо­токсиновой агрессии, сопровождающейся яркой клинической манифестацией как в интра-. так и послеоперационном периоде.

5.     Показатели состояния эндотоксин-антиэндотоксиновой системы и гемостаза перед оперативным вмешательством могут служить прогностическими критериями развития интра- и послеоперационных осложнений, а также основой для создания алго­ритма их профилактики и лечения.

 

ЛИТЕРАТУРА


1.            Зенкевич О.Л., Аниховская И.А., Яковлев М.Ю. и др. Патент РФ № 2093825 2002

2.            Коблов Л.Ф. Методы и приборы для исследования гемостаза. М: Медицина 1975; 271.

3.            Лиходед B.Г., Яковлев М.Ю.,  Аполлонин А.В. и др. Патент РФ №2088936 1997.

4.     Мешков М.В., Ерохич А.П., Якунина Л.И.. Наковкин ОМ. Состо­яние гемостаза у детей с ургентной хирургической патологией. Детская хирургия 2001; 1:40—44.

5.            Раби К. Локализованная и рассеянная внутрисосудистая коагу­ляция. М: Медицина 1974; 184.

6.     Рябиченко Е. В. Синергическое действие стафилококкового энтеротоксина типа А и липополисахарида грамотрицательных бак­терий; Автореф. лис.... канд. биол. наук. М 1991.

7.            Селье Г. Очерки об адаптационном синдроме. М: Медгиз I960.

8.            Степанов Э.А., Ширяев H.Д. Внутрисосудистое свертывание крови у детей. В кн.: Актуальные проблемы гемостазиологии (молекулярно-биологические и физиологические аспекты). Под ред. Б.В. Петровского, Е.И. Чазова, С.В. Андреева. М: Наука 1981:215-225.

9.     Уразаев Р.А.,  Яковлев М.Ю.,  Аниховская И.А. и др Патент РФ № 2011993 1994.

10.    Яковлев М.Ю. Роль кишечной микрофлоры и недостаточность барьерной функции печени в развитии эндотоксинемии и вос­паления. Казан мед журн 1988; 5: 353—358

11. Яковлев М.Ю. Системная эндотоксинемия физиология и пато­логия человека: Автореф. лис. ... л-ра мед. наук. М: НИИМЧ РАМН 1993.

12.    Яковлев М.Ю. «Эндотоксиновая агрессия» как предболезнь или универсальный фактор патогенеза заболеваний человека и животных. Успехи соврем биол 2003; 123: 1:31—40.

13.    Яковлев М.Ю. Элементы эндотоксиновой теории физиологии и патологии человека. Физиология человека 2003; 29:4: 154—164

14.    Alexander С, Rietschel E.Th. Bacterial lipopolisaccharides and innate immunity. J Endotoxin Research 2001; 7: 3: 167—200.

15.    Endotoxin in Health and Disease. Eds: Brade H., Opal S.M., Vogel S.S., Morrison D.C. New York-Basel 1999;950.

16.    Jeukendrup A.E., Vei-Joop K., Sturk A. et al. Clin Sci 2000; 98:47-55.

17. Yakovlev V.Yu. Endoioxin Res 2000;6: 2: 120.