Добавил:
Sekretar
kiopkiopkiop18@yandex.ru
t.me/Prokururor I Вовсе не секретарь, но почту проверяю
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Ординатура / Хирургия / Библиотека им академика М.И. Перельмана / Книга_4101_Библиотеки_им_академика_М_И_Перельмана
.pdf
21
Активированные нейтрофилы с большей вероятностью вызывают
воспаление и повреждение тканей в результате прямого межклеточного
взаимодействия, при котором токсичные метаболиты высвобождаются в
непосредственной близости от восприимчивых клеток. В отличие от
нейтрофильно-эндотелиальной адгезии, которая требует только активации
нейтрофилов, при нейтрофильно-моноцитарной адгезии необходима активация
обеих типов клеток. Эта форма адгезивного взаимодействия, которая
стимулируется цитокинами TNF и IL-6, сопровождается высвобождением H202
[88].
Активация нейтрофилов высвобождает мощный арсенал протеолитических
и цитотоксических веществ, таких как лизоцим, миелопероксидаза, катионные
белки, эластаза, коллагеназы, протеиназы, кислые гидролазы, дефенсины и
фосфолипазы из азурофильных гранул и β2-интегринов, лактоферрин, лизоцим,
коллагеназа IV типа, гистаминаза, гепариназа, активатор комплемента, щелочная
фосфатаза и мембранно-ассоциированная никотинамидадениндинуклеотидфосфат
(НАДФ) оксидаза из специфических гранул. Активированные нейтрофилы во
время «респираторного взрыва» также продуцируют цитотоксические активные
соединения кислорода и азота, включая супероксидный анион, перекись
водорода, гидроксильные радикалы, молекулы синглетного кислорода, N-
хлорамины и пероксинитрит. Наконец, нейтрофилы вырабатывают метаболиты
арахидоната, простагландины, лейкотриены и тромбоцит-активирующий фактор.
Все эти вазоактивные и цитотоксические вещества вырабатываются и
высвобождаются во внеклеточную среду и циркуляцию, где они опосредуют
многие проявления системной воспалительной реакции, связанной с ИК (см. Рис.
№ 3) [116].
Passov S. и др. в своем проспективном рандомизированном исследовании
(РКИ) сравнили активацию нейтрофилов у пациентов, перенесших КШ без ИК (n
=10), с пациентами, перенесшими on-pump (n=10). Результаты исследования
показали, что количество лейкоцитов и нейтрофилов увеличилось в обеих
группах после операции, но было значительно выше в группе ИК через пять часов
22
после начала (p <0,001 и p = 0,002, соответственно). Концентрация интерлейкина-
8 была значительно выше в группе ИК через пять часов после начала ИК (p =
0,034), а уровень CD11b был значительно выше в группе ИК через 60 минут (p =
0,002). Они пришли к выводу, что активация циркулирующих нейтрофилов,
измеряемая по экспрессии CD11b, ниже в группе off-pump, чем on-pump, и хотя
КШ без ИК ассоциируется со значительно более высоким количеством
нейтрофилов, данные нейтрофилы в меньшей степени вызывают активацию
воспалительных маркеров. По их мнению, более низкое послеоперационное
количество нейтрофилов в группе ИК можно объяснить активацией и
последующей секвестрацией нейтрофилов в контуре ИК [115]. В другом
проспективном исследовании Okubo и др. использовали метод
полуколичественной полимеразной цепной реакции с обратной транскрипцией
для оценки экспрессии генов цитокинов, молекул адгезии и вазоактивных
веществ в лейкоцитах периферической крови до и через 6 часов после операции у
пациентов, перенесших КШ of-pump (n=10) по сравнению с пациентами,
перенесшими КШ on-pump (n=10). Учитывая значительное увеличение
послеоперационной экспрессии м-РНК интерлейкинов (IL) -1, -8 и -10, фактора
некроза опухоли (TNF)-α, гемоксигеназы-1 и молекулы клеточной адгезии
эндотелия тромбоцитов в группе on-pump, но не в группе off-pump (p < 0,05), они
пришли к выводу, что КШ без ИК является менее инвазивным методом, чем КШ с
ИК [113].
Аналогично, Ascione В. и др. в своем РКИ показали, что концентрация
эластазы нейтрофилов (p <0,0001) и послеоперационное количество лейкоцитов,
нейтрофилов и моноцитов (p <0,01) были значительно выше в группе с операцией
on-pump, чем в группе off-pump [28].
23
Рисунок №3.
Активация нейтрофилов в режиме искусственного кровообращения:
(Комментарий: При активации нейтрофилов медиаторами воспаления наступает фаза
свертывания нейтрофилов с адгезией эндотелия, сначала легкой, затем прочной, что
приводит к трансмиграции нейтрофилов и эндотелия. Это приводит к накоплению
нейтрофилов, производству активных форм кислорода и высвобождению цитокинов,
поддерживая порочный круг. CPB: искусственное кровообращение; PMN: полиморфноядерные;
ROS: активные формы кислорода; ICAM: молекула клеточной адгезии; PECAM: молекула
адгезии тромбоцитов/эндотелиальных клеток).
(Извлечено из: Bulow, N. et al (2014). Inflammatory response in patients under coronary artery
bypass grafting surgery and clinical implications: a review of the relevance of dexmedetomidine
use. International Scholarly Research Notices, 2014.)
24
1.2.2. Роль эндотелиальных клеток в развитии системной воспалительной
реакции.
Эндотелиальная дисфункция является одним из универсальных механизмов
патогенеза многих заболеваний, в том числе таких известных и широко
распространенных среди населения многих стран мира, как атеросклероз и ИБС,
гипертоническая болезнь, легочная гипертензия и др. [10].
Сосудистый эндотелий - это динамичный участник клеточных и органных
функций, а не статичный барьер, как считалось раньше. Он принимает
непосредственное участие в различных физиологических и патологических
процессах и является центральным звеном многих биологических событий,
влияющих на течение периоперационного периода у кардиохирургических
пациентов. Эндотелий контролирует сосудистый тонус и проницаемость,
регулирует коагуляцию и тромбообразование, а также направляет прохождение
лейкоцитов в очаги воспаления посредством экспрессии поверхностных белков и
секреции растворимых медиаторов [2,9].
Здоровый эндотелий сосудов покрыт множеством мембранно-связанных
молекул, которые вместе составляют эндотелиальный гликокаликс (ЭГ). Bruegger
D., Rehm M. и др., в своем РКИ описали острое разрушение ЭГ при операциях на
коронарных артериях, причем как с использованием ИК, так и без него [36].
Однако, сосудистая проницаемость зависит не только от ЭГ, но и частично
регулируется участками между ЭК. Воздействие на ЭГ и ЭК приводит к
увеличению сосудистой проницаемости [20].
Поддержание и регуляция эндотелиального барьера включает в себя
взаимодействие сосудистого эндотелия (СЭ)-кадгерина. СЭ-кадгерин - это
специфический для эндотелия белок адгезии, локализованный на адгезивных
соединениях. Он взаимодействует с несколькими сигнальными молекулами,
которые вызывают, среди прочих эффектов, снижение проницаемости и усиление
организации плотных спаек. Известно, что ангиопоэтины-1 и -2 (Ang-1 и Ang-2)
выполняют ключевые механизмы, способствующие поддержанию функции
25
эндотелиального барьера. Ang-1 способствует поддержанию целостности
эндотелия, регулируя накопление белков адгезии, в первую очередь СЭ-
кадгерина, в соединениях ЭК-ЭК. И наоборот, Ang-2 в большей степени
экспрессируется во время активации эндотелия и, конкурируя с Ang-1, может
противодействовать стабилизации эндотелия. Воспалительный ответ на ИК
характеризуется состоянием широко распространенной эндотелиальной
активации и диффузной эндотелиальной дисфункции [69].
ЭК активируются при проведении ИК различными агонистами. Основными
агонистами активации ЭК во время ИК являются тромбин, C5a и цитокины IL-1ß
и TNF-α. IL-1β и TNF-α вызывают раннюю экспрессию P-селектина и более
поздний синтез и экспрессию Е-селектина, которые участвуют в начальных
стадиях адгезии нейтрофилов и моноцитов. Эти два цитокина также вызывают
экспрессию молекулы межклеточной адгезии-1 и молекулы адгезии сосудистых
клеток-1, которые прочно связывают нейтрофилы и моноциты с эндотелием, и
инициируют перемещение лейкоцитов во внесосудистое пространство [66].
Экспериментально установлено, что ICAM-1 повышается во время ИК в
легочных сосудах, и есть данные, что P- и E-селектины повышаются во время ИК
и при ишемии-реперфузии миокарда [89]. IL-1β и TNFα индуцируют выработку
ЭК хемотаксических белков IL-8 и моноцитарного хемоаттрактантного белка-1, а
также индуцируют выработку PGI2 (простациклина) по циклооксигеназному пути
и оксид азота по пути NO-синтазы. Эти два вазодилататора снижают напряжение
сдвига и повышают проницаемость сосудов, а значит, усиливают адгезию и
трансмиграцию лейкоцитов. Помимо NO и PGI2, ЭК вырабатывают
вазоконстриктор эндотелин-1 и инактивируют другие вазоактивные медиаторы,
включая гистамин, норэпинефрин и брадикинин. Наконец, IL-1β и TNF-α
стимулируют выработку ЭК провоспалительных цитокинов, IL-1, IL-6, IL-8 и
моноцитарного хемоаттрактантного белка-1 (см. Рис.№ 4) [103].
Установлено, что у больных ИБС после операции КШ в раннем
послеоперационном периоде развиваются системный воспалительный ответ и
эндотелиальная дисфункция, которые проявляются повышением синтеза
26
провоспалительных цитокинов, активацией коагулянтного звена гемостаза и
потерей эндотелием тромборезистентных свойств, снижением
антиапоптотической защиты. У больных с осложнениями в послеоперационном
периоде системный воспалительный ответ достоверно интенсивнее по сравнению
с больными с «гладким» его течением, что свидетельствует о значимом участии
про-/противовоспалительных цитокинов, нарушении функции эндотелия и
снижении антиапоптотической защиты в развитии послеоперационных
осложнений [5,6].
В проспективном РКИ Mach L. и др., измерили содержание эндотелина в
плазме крови пациентов, перенесших КШ of-pump (n=25) c on-pump (n=25) до
операции, до и после наложения шунтов, а также через 6 и 24 часа после
операции. Они также регистрировали показатели восстановления пациентов,
включая давление в легочной артерии, потребность в искусственной вентиляции
легких (ИВЛ) и период пребывания в стационаре. Результаты РКИ показали, что
послеоперационный уровень системного артериального эндотелина был повышен
на 200% в группе ИК и на 50% в группе КШ без ИК. Уровень эндотелина
оставался значительно выше в группе ИК по сравнению с группой без ИК на
протяжении всего послеоперационного периода наблюдения (p <0,05). Поскольку
давление в легочной артерии, потребность в ИВЛ и пребывание в больнице были
значительно выше у пациентов в группе ИК, они пришли к выводу, что
повышенный уровень эндотелина в послеоперационном периоде может
способствовать более сложному восстановлению после операции КШ у
пациентов, подвергшихся КШ с ИК [100].
Активация эндотелия имеет решающее значение для развития и
поддержания системного воспаления и, таким образом, играет ключевую роль в
заболеваемости и смертности после ИК. Соответственно, клиническое
использование биохимических анализов для выявления и количественной оценки
циркулирующих цитокинов и хемокинов — основных эффекторов
воспалительной реакции — может помочь расширить наши знания о СВО.
Однако, несмотря на множества исследований, имеющихся в литературе,
27
механизмы, лежащие в основе СВО после ИК, пока остаются неизвестными, в
первую очередь из-за значительных различий в межгрупповых условиях как в
исследованиях на животных, так и в клинических исследованиях [112].
Рисунок № 4.
Схематическое изображение маркеров эндотелиальной функции в
интактном и активированном эндотелии.
(Комментарий: Верхняя панель: эндотелий в покое с интактным эндотелиальным
гликокаликсом и комплексами Tie2/VE-кадгерина. Наблюдается плотная межклеточная
адгезия с очень низким чистым потоком жидкости (пунктирная стрелка).
Нижняя панель: активированный эндотелий с выделением эндотелиального гликокаликса и
высвобождением ангиопоэтина-2. Последовательное вытеснение ангиопоэтина-1 из
рецептора Tie2 и высвобождение VE-кадгерина создают негерметичные межклеточные
адгезии. Гипотетически, это увеличивает чистый поток жидкости (сплошная стрелка).
ICAM, молекула межклеточной адгезии; VCAM, молекула адгезии сосудистых клеток.)
(Извлечено из: Brettner F., et al. Vascular Endothelial Dysfunction during Cardiac Surgery:
On-Pump versus Off-Pump Coronary Surgery. Eur Surg Res. 2017; 58(5-6):354-368. doi:
10.1159/000480431. Epub 2017 Oct 26. PMID: 29073603).
28
1.2.3. Роль тромбоцитов в развитии системной воспалительной реакции.
Различные агонисты, такие как тромбин, плазменный эпинефрин,
тромбоцит-активирующий фактор, вазопрессин, катепсин G, серотонин и
аденозиндифосфат, секретируемый тромбоцитами, а также тромбоксан А2,
вырабатываемый внутри тромбоцитов, способствуют активации тромбоцитов при
ИК [37]. Тромбоциты обладают несколькими активируемыми протеазой
рецепторами к большинству этих агонистов и к коллагену, который играет
важную роль в адгезии и образовании тромба. Связывание коллагена вызывает
высвобождение тромбоксана А2 и АДФ, которые способствуют привлечению
тромбоцитов. Кроме того, тромбоциты индуцируют воспалительную реакцию
путем синтеза и высвобождения эйкозаноидов, серотонина из плотных гранул, IL-
1β, хемокинов, нейтрофил-активирующего протеина-2 (НАП-2) и IL-8. Известно
также, что тромбоциты производят и высвобождают кислые гидролазы из
мембраносвязанных лизоцимов [136]. Цитокины, выделяемые тромбоцитами,
НАП-2, IL-1β и IL-8 могут быть особенно вовлечены в воспалительную реакцию
на ИК из-за сильной активации тромбоцитов как в ране, так и в перфузионном
контуре. Тромбоциты агрегируют с помощью рецепторов GPIIb/IIIa,
прикрепленных к симметричным молекулам фибриногена для образования
мостиков между тромбоцитами. При проведении ИК тромбоциты агрегируют
друг с другом, а также с моноцитами и нейтрофилами [87].
Gu и др., в своем проспективном РКИ, в котором сравнивались КШ с ИК и
миниинвазивное коронарное шунтирование (МИРМ), показали, что количество
тромбоцитов было одинаковым в обеих группах в конце процедуры КШ (от 193 ±
20 до 258 ± 40 × 109/л в группе КШ с ИК и от 195 ± 17 до 215 ± 38 × 109/л в
группе МИРМ). Однако дегрануляция тромбоцитов, на которую указывало
высвобождение β-тромбоглобулина, была обнаружена в группе КШ-ИК (с 446 ±
56 до 1352 ± 361 нг/мл; p < 0,01), но не в группе МИРМ (с 499 ± 76 до 420 ± 77
нг/мл) [61].
29
В другом исследовании, Moller и др., оценивая функцию тромбоцитов
четыре раза в течение первых 24 часов (до операции, после операции, через
четыре часа и через один день после операции), после КШ без ИК и с ИК,
наблюдали значительное увеличение агрегации тромбоцитов, вызванной
фактором активации тромбоцитов, после КШ без ИК (p < 0,01). Агрегация
тромбоцитов сразу после КШ на ИК была снижена почти до половины
предоперационных значений, но в течение одного дня после операции нормальная
агрегация тромбоцитов восстановилась у половины пациентов, что указывает на
то, что КШ с ИК привело к временной дисфункции тромбоцитов, которая, по-
видимому, была преодолена в течение первого послеоперационного дня [106].
1.2.4. Роль системы комплемента в развитии системной воспалительной
реакции.
Система комплемента представляет собой группу из более чем 30
плазменных белков, которые взаимодействуют между собой, вырабатывая
мощные вазоактивные анафилатоксины, C3a, C4a, C5a и терминальный
цитотоксический комплекс комплемента - C5b9 [71]. Комплемент активируется
тремя путями, но при КШ участвуют только классический и альтернативный
пути, хотя не исключена роль лектинового пути. Прямой контакт между
гепаринизированной кровью и синтетическими поверхностями контура
экстракорпоральной перфузии активирует контактные белки плазмы и
классический путь комплемента. Активация С1 активированным фактором XIIa,
последовательно активирует С2 и С4 с образованием С4b2a (классической С3-
конвертазы), которая расщепляет С3 с образованием С3а и С3b. Генерация C3b
активирует альтернативный путь, который включает факторы B и D в
образование C3bBb, который является альтернативным путем C3-конвертазы,
расщепляющей C3 с образованием C3a и C3b. В то время как классический путь
протекает последовательно, альтернативный путь содержит петлю обратной
связи, которая значительно усиливает расщепление C3 мембраносвязанной C3-
30
конвертазой до мембраносвязанных C3b и C3a. Во время ИК комплемент в
значительной степени активируется альтернативным путем [135].
Существует три фазы активации комплемента во время ИК и
кардиохирургических операций: во время контакта крови с поверхностями не-
эндотелиальных клеток, после введения протамина и образования протамин-
гепаринового комплекса и после реперфузии ишемизированного, остановленного
сердца. Обструкция и реперфузия миокарда активируют комплемент как по
классическому, так и по альтернативному пути, комплекс гепарин-протамин
активирует комплемент по классическому пути. Другие агонисты, которые
активируют классический путь во время ИК, включают эндотоксин,
апоптотические клетки и С-реактивный белок. Активированные компоненты
комплемента действуют как мощные вазоактивные анафилотоксины (C3a и C5a),
опсонин (C3b) и мембраноатакующий комплекс (C5b-9). C5a и C5b9 играют
важную роль в стимулировании взаимодействия нейтрофилов и ЭК через
регуляцию специфических молекул адгезии. C5b-9 также может активировать
тромбоциты и способствовать агрегации тромбоцитов и моноцитов. Таким
образом, эти белки комплемента способствуют снижению нейтрофилов из
циркуляции путем адгезии к поверхностно-связанным тромбоцитам, но, что более
важно, к ЭК. Взаимодействие между белками комплемента и нейтрофилами
способствует послеоперационному повреждению органов после КШ [21].
Dryer C. и др., в своем проспективном РКИ наблюдали, что C3a значительно
увеличился в группе с ИК вскоре после операции по сравнению с исходным
уровнем (p <0,0001) и группой без ИК (p=0,0197). Также C5a был значительно
повышен вскоре после операции в группе on-pump по сравнению с группой off-
pump (p=0,0116) [51]. Matata и др., также показали, что на уровень комплемента
C3a, продукта активации комплемента, в плазме крови не оказывали
существенного влияния анестезия и хирургическая травма, однако, он быстро
повышался после начала ИК и через 0,5 часа его значения были в 12 раз выше,
чем до анестезии. После этого и в течение следующих двух часов уровень C3a
оставался повышенным, но в меньшей степени, и к четырем часам уровень C3a
Соседние файлы в папке Библиотека им академика М.И. Перельмана