Реферат: Особливості патогенезу гіперметаболізму у системній запальній відповіді організму при тяжкій механічній травмі

Результати власних досліджень та їх обговорення. Встановлено, що після нанесення важкої стандартної травми, розвиваються три типи посттравматичної реакції, названі С. Є. Золотухіним (Золотухин С. Е., 1998): “шоковим смертельним” (з тривалістю життя 18,2±2,5 години), “шоковим несмертельним” (з тривалістю життя 61,3±4,8 години) та “нешоковим” (з тривалістю життя 100,1±7,5 години). Відповідно, їх частота реєстрації знаходилася в співвідношенні (%): 38:31:31.

Для виявлення особливостей порушення метаболізму при важкій механічній травмі, що протікає у тварин з різними типами посттравматичної реакції, були визначені біохімічні показники крові у 40 експериментальних тварин. 10 щурів були в групі контролю (інтактні).

Особливості зміни показників, що характеризують електролітний, вуглеводний і білковий обмін у контрольних і тварин з I-III типами посттравматичної реакції містяться в таблиці 1.

У тварин з травмою показники калія, кальцію, сечовини і МСМ у сироватці крові змінювалися більшою мірою, чим показники натрію, креатиніну, СК, загального білка і його фракцій. Найбільших значень при шоковому смертельному типі досягали показники МСМ і сечовини. Вони, відповідно, на 129% і 108% перевищували рівень контролю. Найменших значень при шоковому смертельному типі посттравматичної реакції досягали показники кальцію. Вони знижувалися на 52% в порівнянні з даними контролю.

У тварин з травмою показники КФК, ЛДГ, АсАТ, АлАТ змінювалися сильніше, ніж б-амілаза, ГГТ, ЛФ- і КФ-аз. Ці показники мали менші відхилення від показників норми при не шоковому типі і великі – при шоковому смертельному. Зокрема, при шоковому смертельному типі посттравматичної реакції активність АсАТ, АлАТ, КФК і ЛДГ перевищувала рівень контролю більш, ніж в 6 разів.

Таблиця 1. Біохімічні показники сироватки крові, що характеризують електролітний, вуглеводний і білковий обмін у контрольних і тварин з I-III типами посттравматичної реакції (M±m)

Біохімічні показники, од	Контроль (n=10)	Типи посттравматичної реакції
		нешоковий (III) (n=10)	шоковий несмертельний (II) (n=10)	шоковий смертельний (I) (n=10)
К+, ммоль/л	4,1±0,15	4,95±0,181)	5,33±0,151)	5,97±0,251,2,3)
Na+, ммоль/л	147,0±8,7	141,4±9,5	150,3±10,3	160,2±10,72)
Ca++, ммоль/л	2,55±0,21	1,63±0,101)	1,34±0,121)	1,22±0,091,2)
Креатинін, мкмоль/л	89,4±5,1	112,7±7,11)	129,3±10,71)	155,4±4,31,2,3)
Сечовина, ммоль/л	7,5±0,49	8,6±0,59	10,7±1,21)	15,6±1,11,2,3)
МК, мкмоль/л	210,0±14,1	295,0±17,71)	351,5±17,61)	372,3±18,21,2)
Глюкоза, ммоль/л	4,77±0,35	6,9±0,321)	6,7±0,221)	4,5±0,221,2,3)
Загальний| білок, г/л	65,2±2,3	60,0±4,2	60,2±4,2	52,3±2,71)
Альбуміни,%	51,8±0,75	48,7±1,6	48,7±3,1	45,2±2,41)
Глобуліни,%	48,2±1,1	50,8±2,3	51,4±2,2	54,7±2,4
б1 -глобуліни,%	5,01±0,43	5,41±0,28	6,11±0,551)	6,6±0,521)
б2 -глобуліни,%	13,7±1,1	10,7±0,59	9,9±0,41)	7,5±0,431,2,3)
в-глобуліни,%	16,4±1,2	12,1±0,28	14,2±0,71	13,1±1,01)
г-глобуліни,%	20,4±1,5	24,1±0,47	23,5±1,3	25,5±1,41)
МСМ 254 нм, Е/мл	0,232±0,022	0,351±0,0421)	0,363±0,032	0,531±0,0411,2,3)

Примітки:

1. ¹ – відмінності статистично достовірні в порівнянні з контрольною групою (p<0,05);

2. ² – відмінності статистично достовірні в порівнянні з не шоковим типом посттравматичної реакції (p<0,05);

3. ³ – відмінності статистично достовірні в порівнянні з шоковим несмертельним типом посттравматичної реакції (p<0,05).

У тварин з травмою показники загального білірубіну, ДК, тригліцеридів змінювалися сильніше, ніж МДА, холестерину і фракцій ліпопротеїдів. Ці показники мали менші відхилення від показників контролю при не шоковому типі і великі – при шоковому смертельному типі посттравматичної реакції. При шоковому смертельному типі найбільш високих значень досягали показники білірубіну і ДК, що перевищували відповідно на 182% і 119% значення контролю.

Для виявлення ролі гіперметаболізму в патогенезі і для розробки прогностичних критеріїв тяжкості перебігу посттравматичної реакції у тварин в експерименті, нами були відібрані зі всіх вивчених біохімічних показників 11. Ці показники з різних сторін характеризували гіперметаболізм. Ось ці показники: “креатинін”, “сечовина”, “СК”, “глюкоза”, “загальний|спільний| білок”, “МСМ”, “холестерин”, “тригліцеріди|”, “МДА”, “ДК”, “білірубін”.

Для приведення значень цих показників до єдиної шкали змін щодо рівня контролю (показників інтактних тварин) нами обрані величини відносних коефіцієнтів “К_i ”, які визначали за формулою:

,

де: - середнє арифметичне значення величини одного з одинадцяти згаданих біохімічних показників при важкій механічній травмі; - середнє значення однойменного біохімічного показника, шо визначався в контрольній групі тварин. У чисельнику представлена різниця значень біохімічних показників, узята по абсолютній величині.

З урахуванням того, що величини відносних показників “К_i ” відображали ступінь виразності гіперметаболізму, показник “К_i ” був названий нами “гіперметаболічним показником”.

Значення показників гіперметаболзму при трьох типах перебігу посттравматичної реації зазначені в таблиці 2. Найбільшими гіперметаболічними показниками були показники білірубіну, МСМ, ДК, сечовини, найменшими – глюкози, МДА, загального білка. При шоковому смертельному типі посттравматичної реакції високий рівень білірубіну, МСМ, ДК і сечовини свідчив про те, що на цьому етапі дослідження, коли були визначені ці однойменні біохімічні показники у тварин, в патогенезі посттравматичної реакції відбувалися зміни, які можна було описати за допомогою концепції “лімітуючих ланок” (Селезнев С. А., 1984). Зростання білірубіну в сироватці крові відображало порушення проникності клітинних мембран гепатоцитов і накопичення в печінці продуктів руйнування міоглобіну, що поступали із зруйнованих м'язових тканин. Високий рівень ДК і сечовини вказував на посилення процесів перекисного окислення ліпідів і розпаду білків. Саме ці порушення обміну домінували на даному етапі патогенезу і складали лімітуючі ланки.

Таблиця 2. Значення показників гіперметаболізму (“К_i ”) у тварин трьох типів перебігу посттравматичної реакції,%

Показники	Типи ПТР
	не шоковий	шоковий не смертельний	шоковий смертельний
Креатинін	26,06	44,63	73,8
Сечовина	14,68	42,67	108,0
МК	40,47	67,38	77,29
Глюкоза	44,65	40,46	5,66
Загальний білок	7,98	7,67	19,97
МСМ	51,29	56,47	128,89
Холестерин	30,0	3,45	36,2
Тригліцеріди	0	9,02	54,89
МДА	2,94	8,82	14,70
ДК	36,98	91,78	119,18
Білірубін	28,89	133,33	182,22

При гіперметаболізмі основним джерелом енергії стають амінокислоти і жирні кислоти. Вони утворюються в результаті цитолізу клітин покривних тканин, опорно-рухового апарату і внутрішніх органів, в першу чергу, органів шлунково-кишкового тракту, печінки, нирок, легенів і серця. Цитоз в наших дослідженнях підтверджувався гіперкаліємією і гіперферментемією. Зокрема, розпад м'язової тканини підтверджувався високою активністю КФК і КФ. Висока активність КФ-ази також говорила про руйнування еритроцитів і тромбоцитів. Гипертрансаміназемія і ГГТ свідчили про цитоліз кардиоцитов і гепатоцитов. Про руйнування епітеліальної тканини говорили зміни активності в-амилаз і ЛДГ. При шоковому смертельному типі посттравматичної реакції, на відміну від шокового несмертельного і нешокового типів, ефективність глюконеогенезу знижувалася, що приводило до ранньої летальності. На зниження ефективності глюконеогенезу при такому типі посттравматичної реакції вказувала низька величина глюкози і високі значення гіперметаболічних показників загального білка і тригліцеридів.

На ранньому етапі патогенезу посттравматичної реакції, зокрема при шокових типах цієї реакції, ми не побачили ознак, підтверджуючих положення про те, що при гіперметаболізмі гіперпотреба в субстратах метаболізму поєднується з толерантністю тканин до цих субстратів.

Найменший рівень коливання гіперметаболічних показників мав місце при нешоковому типі посттравматичної реакції.

У щурів контрольної серії при бактеріологічному дослідженні крові висівалися грампозитивні коки і мікродиплококи тільки в одиничних випадках (до 6%). У тварин з травмою збільшувалася частота висівання не тільки грампозитивних коків, але і грамнегативних паличок. У великій кількості висівалися E.coli, E.faecalis. Щільність посіву цих мікроорганізмів також була великою і складала 10⁷ -10⁸ КОЕ. Із збільшенням тяжкості перебігу посттравматичної реакції, збільшувалася і частота висівання вказаних мікроорганізмів. При шоковому несмертельному типі посттравматичної реакції в крові з'являлися S.epidermidis і Candidae sp., а при шоковому смертельному - S.aureus і N.flavescens.

Показники висіваємості мікроорганізмів з крові у тварин свідчили про ендогенну міграцію ентеробактерій і грибів Candidae sp. з кишечника, а також із слизових оболонок дихального тракту (мікрококи, стафілококи, нейссерії). Явище міграції мікроорганізмів з кишечника в лімфатичні вузли черевної порожнини і далі в інші органи лімфатичної системи, а потім в кровотік, називають транслокацією (Deich E.A., Bridges R., 1987). Певною мірою транслокація грає важливу позитивну роль в захисті організму від інфекції, оскільки кишкові мікроби передають імунокомпетентним клітинам, що знаходяться в лімфатичних вузлах, антигени або інформацію про антигени збудників інфекційних захворювань, а ті синтезують специфічні антитіла, що беруть участь в механізмах імунітету. Надлишок мікроорганізмів кишкового походження в біологічних тканинах організму вказує на їх патогенне значення (Голосова Т.В., Файнштейн Ф.Э., Мартынова В.А., 1980). Виражена транслокація обумовлюється зниженням кислотності шлункового соку і моторики кишечника, зменшенням концентрації жовчних кислот, секреторних імуноглобулінів, пошкодженням слизистого бар'єру і ентероцитів (Семенов В.В., Пасечник И.Н., 2004). Дані літератури підтверджують можливість висівання з крові всіх виділених нами мікроорганізмів і їх етіологічну роль в сепсисі (Абаев Ю.К., 2005). S.epidermidis і S.aureus можуть також викликати ендокардит, інфекції ран і сечовивідних шляхів (Гаврилов В.А., 2006). В цілому, у тварин з різними прогностичними типами посттравматичної реакції, особливо при шокових типах, висіяні і ідентифіковані нами мікроорганізми були причиною мікробного і кандидозного сепсису. Вони також виступали як показники (симптоми) наявності в організмі системної запальної реакції.

Кількість мікробних тіл в 100 полях зору мікроскопа (%) у тварин після травми зростала. При нешоковому типі посттравматичної реакції це зростання перевищувало значення інтактних щурів в 2,9 раз, при шоковому несмертельному – в 3,9 рази, а при шоковому смертельному – в 5,8 разів. Збільшувалася також кількість мікробних асоціацій (%). При нешоковому типі посттравматичної реакції це зростання перевищувало значення аналогічних показників інтактних щурів в 4,5 рази, а при шокових типах відповідно в 5,9 і 8,4 разів. Чисельність грибкових асоціацій (%) також зростала відповідно типу посттравматичної реакції в 4,1; 6,6 і 9,5 разів. Зростання числа мікроорганізмів в мазках крові при важкій механічній травмі вказувало на зміну проникності фізіологічних бар'єрів і придушення глюкокортикоїдними гормонами, що виділяються при травмі в надлишку (Bone R. et al., 2004), імунологічній реактивності (Meisel-Mikolajczyk F., 1980). У крові, в результаті цього, циркулювали умовно патогенні грамнегативные (кишкові) палички, грамнегативні коки (S.epidermidis), а також патогенні грамнегативные диплококи (N.flavescens). Про посилення розмноження патогенних мікроорганізмів свідчило зростання асоціативних показників. Особливо сильно спостерігалося зростання асоціацій при шоковому смертельному типі посттравматичної реакції. У розвитку інтоксикації при травматичному шоці важливу роль могли грати ендотоксини (ліпополісахариди) і путресцин грам-негативної резидентної мікрофлори, що потрапили у внутрішні органи, кров, лімфу і регіонарні лімфовузли в результаті транслокації. Ендотоксини, у свою чергу, викликали активацію гіперметаболізму, що ще сильніше підсилювало інтоксикацію.

В цілому, збільшення в крові концентрації мікроорганізмів відображало розвиток системної запальної реакції при важкій механічній травмі і шоці.

Таким чином, зміна кількісних показників мікробної і грибкової обсемененності крові, а також складу мікроорганізмів у тварин з трьома прогностично різними типами посттравматичної реакції свідчить про те, що мікробний пейзаж і зростання мікрофлори знаходяться в причинно-наслідкових зв'язках з механізмами системної запальної реакції. При шокових типах посттравматичної реакції розвивається бактерійний сепсис. У його етіології беруть участь як грампозитивні, так і грамнегативні коки і палички. Структура сепсису при шоці залежить від тяжкості системних пошкоджень. Із зростанням тяжкості цих пошкоджень збільшується етіологічне значення грампозитивних коків S. epidermidis, S. aureus, N. flavscens, а також Candidae sp. Величина бактеріємії корелює з тривалістю життя тварин і в динаміці посттравматичної реакції має прогностичне значення. Вони нарівні з біохімічними показниками крові можуть бути використані як симптоми системної запальної реакції і додаткових критеріїв її тяжкості.

Концентрація цитокінів в сироватці крові зростала, зберігаючи тенденцію зростання від не шокового (мінімальна) до шокового смертельного (максимальна) типу посттравматичної реакції. Концентрація ІЛ-6 збільшувалася в 7,9 разів при нешоковому типі, в 12,3 разів - при нешоковому смертельному і в 22,9 разів - при шоковому типі посттравматичної реакції. Концентрація ІЛ-8 змінювалася сильніше: у 16.0, 17,0 і 20,9 разів відповідно згаданих типів посттравматичної реакції. Ступінь зміни ФНП-б була, в порівнянні з іншими цитокіни, меншою. Так при нешоковому типі концентрація ФНП-б була в 3,9 рази, при шоковому несмертельному – в 6,8 раз, а при шоковому смертельному – в 12,5 раз більшою, ніж в контролі.