Введение к работе
Актуальность проблемы. Проблема Холодовых повреждений весьма актуальна в районах Севера и резко континентального климата. Местная холодовая травма в общей структуре повреждений в зоне с умеренным климатом занимает до 1 %, а в Сибири и на Севере достигает 6-10% (Липатов К.В. и соавт., 2004; Алексеев Р.З. и соавт., 2005; Рыбдылов Д.Д, 2005; Сизоненко В.А., 2007; Patel N.N., Patel D.N., 2008; Moussa М. et al., 2008). Особенностью отморожений является "конусовидное" поражение преимущественно дистальных сегментов конечностей, имеющих особое функциональное значение. Глубокими инвалидами при этом становятся от 30 до 60% пострадавших (Long W.B. et al., 2005;Сизоненко В.А., 2007; Day M.W., 2008).
В большинстве случаев некроз при отморожениях развивается тогда, когда уровень местной гипотермии тканей явно недостаточен, чтобы сразу вызвать их гибель (Старков Ю.Л. и соавт., 1999). Как возможную причину деструкции тканей выделяют нарушения обменных процессов на фоне прогрессирующих расстройств кровообращения (Zook N. et al. 1998; Вахнин М.В., Данилов А.К., Гузь В.Н., 2007).
Многие клетки и органы способны длительно противостоять острой гипоксии без необратимых повреждений (Целуйко С.С. и соавт., 2005). Вместе с тем, нарушения микроциркуляции, возникающие в результате альтерации эндотелиоцитов, ведут к усугублению ишеми-ческих расстройств (Петрищев Н.Н., 2003). В обычных условиях эндотелий активно участвует в функционировании системы ауторегуля-ции микроциркуляции, предусматривающей оптимальное кровоснабжение тканей. Кроме того, клетки эндотелия оказывают координирующее влияние на состояние сосудисто-тромбоцитарного и коагуляшюн-ного гемостаза, фибринолиза, иммунитета, резистентности (Клименко О.В., 2002; Петрищев Н.Н., 2003). Принципиальным отличием холодо-вой ишемии является то, что процессы клеточной деградации в этом случае замедлены благодаря охлаждению, поэтому ишемические расстройства при отморожениях конечностей до некоторой степени обратимы (Гоголев Л.С, 2003; Дудариков А.А., 2005). Опыт трансплантологии указывает на то, что степень повреждения клеточных мембран возрастает с увеличением продолжительности периода холодовой ишемии (Moussa М. et al., 2008). Данное обстоятельство является предпосылкой для возникновения постишемических деструктивных процессов при согревании.
После восстановления тканевой температуры на клеточном уровне развивается реперфузионный синдром (Целуйко С.С. и соавт., 2005; Zhao W.H. et al. 2008). Альтерация продуктами нерекисного окисления липидов биомембран, в первую очередь стенок эндотелия сосудов, ведет к их морфологической и функциональной конформации (Тегсап М., 2002; Петрищев Н.Н., 2003). В результате нарушается состояние систем, участвующих в оптимизации локального кровообращения, гемостаза и механизмов защиты (Варфоломеев А.Р., Сизонен-ко В.А., 1999; Морозов В.Н. и соавт., 2001). Восстановление тканевой температуры, после краткого периода возобновления кровотока, ведет к прогрессированию ишемии с той только разницей, что в данном случае процессы клеточного аутолиза не сдерживаются гипотермией (Yang Z. et al. 1997; Murphy J.V. et al., 2000; Целуйко С.С. и соавт., 2005).
Таким образом, при глубоких отморожениях неизбежно происходит как анатомическое, так и функциональное поражение эндотелия сосудов. Но роль данных явлений в гибели тканевых структур от холодового воздействия и механизмы альтерации изучены недостаточно. Остаются невыясненными взаимосвязи процессов дисфункции эндотелия, изменений в системах иммунитета, гемостаза и регуляции тонуса сосудов при местной холодовой травме. Углубленное исследование патогенеза криоповреждения, в основе" которого находятся зависимые от сосудистой стенки микроциркуляторные, гемостатические и иммунологические механизмы, позволит прогнозировать течение травмы, оптимизировать тактику лечения.
Цель исследования: изучить роль сосудистых, гемостатических и иммунологических механизмов в патогенезе Холодовых повреждений конечностей.
Задачи исследования:
Оценить функцию эндотелия поврежденного и неповрежденного участков сосудистого русла по числу десквамированных эндотели-альных клеток, коллагенсвязывающей активности фактора фон Вил-лебранда (FW), уровню нитритов, эндотелина-1, тканевого активатора плазминогена (t-PA) и ингибитора активатора плазминогена-1 (PAI-1) у больных в различные периоды местной холодовой травмы ив зависимости от объема пораженных действием низких температур тканей.
Оценить состояние сосудисто-тромбоцитарного гемостаза, лимфо-цитарно-тромбоцитарной адгезии (ЛТА) в крови поврежденного и
неповрежденного участков сосудистого русла в различные периоды холодовой травмы и в зависимости от объема пораженных действием низких температур тканей.
Изучить параметры коагуляционного гемостаза, в том числе экспрессию тканевого фактора лейкоцитами периферической крови, фиб-ринолиз у больных с повреждением конечностей холодом.
Исследовать содержание цитокинов (IL-ip , IL-8, IL-4, TNFa , IL-18, TGFa, TGFpi, VEGF) в крови, оттекающей от поврежденного участка и интактного сосудистого русла в различные периоды холодовой травмы.
Исследовать состояние микроциркуляторного русла и компонентов регуляции сосудистого тонуса поврежденной конечности у пациентов в различные периоды местной холодовой травмы и в зависимости от объема пораженных действием низких температур тканей.
Оценить характер взаимосвязей между показателями эндотелиаль-ной дисфункции, систем иммунитета, гемостаза и фибринолиза при отморожениях.
Научная новизна. Впервые установлено, что в плазме больных с местной холодовой травмой возрастает коллагенсвязывагашая активность фактора фон Виллебранда, достигая своего максимума в позднем реактивном периоде. Увеличение массива пораженных холодом тканей у пациентов сопровождается повышением коллагенсвязывающей активности фактора фон Виллебранда. У них усиливается экспрессия тканевого фактора лейкоцитами периферической крови, зависящая от периода травмы и объема поражения. Показано, что в венозной крови, оттекающей от поврежденной холодом конечности, концентрация t-PA и PAI-1 выше, чем от здоровой.
Впервые выявлено, что в дореактивном периоде холодовой травмы в крови увеличивается число десквамированных эндотелиоцитов, достигая наибольших значений в раннем реактивном периоде. В крови, оттекающей от поврежденного действием низких температур сегмента конечности, количество десквамированных эндотелиальных клеток выше, чем в венозной крови неповрежденного сосудистого русла.
Впервые продемонстрировано, что в раннем и позднем реактивном периоде отморожений уровень провоспалительных цитокинов TNFa, IL-ip , IL-8 и IL-18 в крови, оттекающей от поврежденной конечности, больше, а IL-4 - меньше, чем от интактной конечности. При этом концентрация провоспалительных цитокинов TNFa, IL-ip, 1L-8 и
IL-18 в жидкости пузырей значительно превышает их уровень в опекающей от зоны повреждения венозной крови. При неблагоприятном течении травмы содержание IL-ip и IL-8 выше, чем при благоприятном. У больных с местной холодовой травмой Ш-IV степени в позднем реактивном периоде и в периоде гранулирования и эпителиза-ции в крови возрастает уровень TGFa, TGFp 1 и VEGF. При увеличении объема пораженных холодом тканей в крови больных уменьшается концентрация TGFp 1 и повышается содержание VEGF. У пациентов с криотравмой значения TGFpi и VEGF в поврежденном сосудистом русле значительно выше, чем в интактном.
Приоритетными являются сведения об усилении способности лимфоцитов адгезировать тромбоциты в дореактивном периоде, достигающей наибольшей выраженности в раннем реактивном периоде холодовой травмы. Увеличение числа ЛТА и степени ЛТА пропорционально массиву поврежденных тканей.
Впервые показано, что у пациентов с отморожениями конечностей в дореактивном периоде снижается концентрация нитритов в крови и повышается содержание эндотелина-1. В крови, оттекающей от поврежденной конечности, уровень нитритов ниже, а эндотелина-1 выше, чем от неповрежденной. При местной холодовой травме III-IV степени в крови пациентов возрастает уровень эндотелина-1 прямо и уменьшается концентрация нитритов обратно пропорционально объему пораженных холодом тканей, общей площади поврежденного и активированного эндотелия сосудов. У больных в раннем реактивном периоде возрастает активность эндотелиальных факторов релаксации и увеличивается приток крови из артериального русла в пораженном холодом сегменте конечности. В позднем реактивном периоде травмы возрастает активность мио-генного и нейрогешюго компонентов регуляции сосудистого тонуса, уменьшается артериальный и нутритивный кровоток.
Теоретическая и практическая значимость работы. В работе получены новые данные о состоянии микроциркуляции, системы гемостаза, лимфоцитарно-тромбоцитарной адгезии, продукции про- и противовоспалительных цитокинов, ростовых агентов, факторов, регулирующих локальный кровоток, десквамации эндотелиоцитов в зависимости от степени холодовой травмы и массива пораженных тканей. Новые сведения позволяют расширить представления о патогенезе холодового повреждения тканей, и обосновать терапевтические подходы к лечению травмированных пациентов. 6
На основании результатов работы предложен способ прогнозирования тяжести интоксикации при местной холодовой травме, позволяющий выделить группу больных, которым требуется проведение интенсивной дезинтоксикационной терапии (положительное решение о выдаче патента по заявке №2008101150/15 от 09.01.2008 г.).
На материалах исследования разработан способ прогнозирования течения раневого процесса при глубоких отморожениях нижних конечностей у пациентов, которым показано более радикальное хирургическое лечение, что позволило уменьшить частоту послеоперационных осложнений и сроки лечения пострадавших (патент РФ №2345713).
Положения, выносимые на защиту:
У больных с отморожениями конечностей 1II-IV степени в раннем реактивном периоде уменьшается количество тромбоцитов в крови, а в позднем - превышает их число по сравнению со здоровыми лицами. Содержание тромбоцитов при холодовой травме находится в обратной зависимости от тяжести пораженій. При отморожениях конечностей развивается гиперкоагуляционный синдром, сопровождающийся экспрессией тканевого фактора, гиперпродукцией (-РА и РАМ, зависящих от периода травмы и уровня поражения конечностей.
При холодовой травме в дореактивном периоде в крови повышается число десквамированных эндотелиоцитов, достигая наибольших значений в раннем реактивном периоде, и приходя к показателям здоровых в периоде гранулирования и эпителизации. В крови, оттекающей от поврежденного действием низких температур сегмента конечности, количество десквамированных эндотелиоцитов выше, чем в венозной крови неповрежденного сосудистого русла. В дореактивном периоде отморожений у больных возрастает способность к адгезии тромбоцитов к лимфоцитам и достигает наибольшей выраженности в раннем реактивном периоде. Увеличение числа ЛТА и степени ЛТА пропорционально массиву поврежденных холодом тканей.
В крови больных с отморожениями конечностей в раннем реактивном периоде травмы максимально возрастает содержание провос-палительных цитокинов и зависит от периода травмы и объема повреждения. В раннем реактивном периоде отморожений уровень про-воспалительных цитокинов в крови, оттекающей от поврежденной конечности, больше, a IL-4 - меньше, чем от интактной конечности. При неблагоприятном течении травмы содержание IL-1 (3 и 1L-8 выше, чем при благоприятном. Применение проводниковой блокады у па-
циентов снижает в крови концентрацию TNFa, IL-ip , IL-8 и IL-18. У больных с местной холодовой травмой II-IV степени в позднем реактивном периоде и во время гранулирования и эпителизации в крови возрастает уровень TGFa, TGFpi и VEGF. При увеличении объема пораженных холодом тканей в крови больных уменьшается концентрация TGFpi, одновременно повышается содержание VEGF. У пациентов с криотравмой значения TGFpi и VEGF в поврежденном сосудистом русле значительно выше, чем в интактном. 4. У пациентов с отморожениями конечностей в дореактивном периоде снижается концентрация нитритов в крови и повышается содержание эндотелина-1. В крови, оттекающей от поврежденной конечности, уровень нитритов ниже, а эндотелина-1 выше, чем от неповрежденной. У больных с местной холодовой травмой ПІ-IV степени в крови возрастает уровень эндотелина-1 прямо пропорционально и уменьшается концентрация нитритов обратно пропорционально объему пораженных холодом тканей, общей площади поврежденного и активированного эндотелия сосудов. У больных с отморожениями конечностей и пациентов с трофическими нарушениями после холодового повреждения однонаправлено изменяются параметры микроциркуляции и сосудистого тонуса. На фоне блокады иннервации у больных с местной холодовой травмой уменьшается спазм сосудов, увеличивается нутритивный кровоток в поврежденной конечности. Внедрение результатов исследования в практику. Результаты данного исследования применяются в комплексном лечении больных в областном ожоговом центре г. Читы, а также при проведении занятий на кафедрах патологической физиологии, травматологии и ортопедии, анестезиологии и реаниматологии ГОУ ВПО "Читинская государственная медицинская академия Росздрава", научно-практических конференций и циклов усовершенствования врачей-травматологов, хирургов и анестезиологов.
Благодарности. Выражаю особую признательность заведующему кафедрой травматологии, ортопедии и ВПХ ГОУ ВПО ЧГМА, заслуженному врачу РФ, доктору медицинских наук, профессору Сизонен-ко Владимиру Александровичу за оказанную помощь в работе.
Апробация основных положений работы. Результаты исследования доложены на первом съезде хирургов Сибири и Дальнего Востока (Улан-Удэ, 2005); на Межобластной научно-практической конференции травматологов и ортопедов Дальнего Востока, Восточной Сибири, Яку-8
тии (Благовещенск, 2005); на I съезде комбустиологов России (Москва, 2005); на XIII международном конгрессе но реабилитации в медицине и иммунореабилитации (Дубай, 2008); на Всероссийской конференции, посвященной 30-летию больницы скорой медицинской помощи им. В.В. Ан-гапова (Улан-Удэ, 2008); на II Всероссийском съезде кистевых хирургов (Санкт-Петербург, 2008); на II международной конференции по хирургии стопы и голеностопного сустава (Санкт-Петербург, 2008); на II съезде комбустиологов России (Москва, 2008); на I Дальневосточном ангиоло-гическом форуме с международным участием (Хабаровск, 2008); на Объединенном иммунологическом форуме "Дни в Петербурге" (Санкт-Петербург, 2008); на заседании Читинского отделения физиологического общества имени И.П. Павлова (Чита, 2008); на Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 55-летию Читинской государственной медицинской академии (Чита, 2008); на XI съезде федерации анестезиологов-реаниматологов (Санкт-Петербург; 2008); на научно-практической конференции Южного федерального округа "Актуальные проблемы клинической аллергологии и иммунологии" (Пятигорск, 2008); на II съезде физиологов СНГ (Кишинев, 2008); на Всероссийской научно-пракгаческой конференции "Современные представления об иммунокор-рекции" (Пенза, 2008); на Всероссийской конференции с международным участием "Тромбозы, кровоточивость, ДВС-синдром: современные подходы к диагностике и лечению" (Москва, 2008); на Всероссийской научно-практической конференции, посвященной юбилею кафедры травматологии, ортопедии и ВПХ РГМУ "Лечение сочетанных травм и повреждений конечностей" (Москва, 2008); на IV Всероссийской конференции с международным участием "Клиническая гемостазиология и ге-мореология в сердечно-сосудистой хирургии" (Москва, 2009).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 61 научная работа, из них 26 журнальных статей, в том числе 17 - в ведущих рецензируемых журналах и изданиях, определенных ВАК Минобрнауки РФ для публикации основных результатов докторских диссертаций, получено 2 положительных решения о выдаче патента на изобретение.
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 346 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов исследования, 4 глав собственных исследований, обсуждения полученных результатов, выводов и указателя литературы, включающего 468 работ, из них - 204 отечественных и 264 зарубежных авторов, иллюстрирована 65 таблицами.
