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.е.о.п.) при
норме 200±10 у.е.о.п.] и антиэшерихиозных
(до 431±29 у.е.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 гипокоагудяиии
(Ао=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.е.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.е.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.е.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 гиперкоагуляция (Ао=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.е.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.,
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.