Эти параметры относятся к высокоинформативным показателям для выявления иммунодепрессивных состояний, особенно при наличии сдвига формулы влево, лимфопении и апоптоза. Субпопуляционный дисбаланс Т-лимфоцитов отмечался у более половины всех обследованных больных и был связан с дисбалансом иммунорегуляции за счет снижения/повышения как CD4+кл., так и CD8+ЦТЛ. Нарушение активации моноцитов (HLA-DR+кл.) и Т-хелперов (СD4+25+кл.) отмечалось реже (у 14% и 22% больных соответственно).
Исследование цитокинового статуса у больных с нарастающей сердечной недостаточностью в дооперационном периоде включало оценку сывороточных уровней цитокинов иммунной системы с преимущественным провоспалительным (IL-1β, IL-6, IL-8, TNF-α) и противовоспалительным (IL-10, IL-1Ra) действием, а также уровней G-CSF и регуляторных цитокинов (IL-2, IL-4, IFN-γ).
Индивидуальный анализ спектра и сывороточных концентраций цитокинов (рис.1.) выявил преобладание повышенных уровней провоспалительного IL-1β (26%), хемоаттрактанта IL-8 (38%) и костномозгового колониестимулирующего фактора G-CSF (54%) у больных с наличием локальных очагов воспаления и/или при обострении хронических заболеваний. Колебания уровней IFN-γ, IL-6, регулирующих функциональные свойства моноцитов, приближались к средним уровням, тогда как уровни TNF-α у 89% больных не превышали N. Повышение IL-2 у 84% больных было характерно для преобладания Th1 иммунного ответа.
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 1. Индивидуальное распределение спектра и сывороточных концентраций цитокинов у больных с нарастающей недостаточностью до операции.
Компенсаторное нарастание IL-1Ra, блокирующего рецепторы IL-1β на клетках-мишенях и, тем самым, способствующего сдерживанию развития воспалительной реакции, наблюдалось у 46% обследованных больных.
Проведенный корреляционный анализ (рис. 2.) в дооперационном периоде выявил достоверные положительные взаимосвязи между регуляторными, про- и противовоспалительными цитокинами, отражающими функциональное состояние отдельных звеньев иммунной системы.
Так, сопряженное повышение IL-1Ra и IL-6 (r=0,48) и слабые взаимосвязи с IL-4 (r=0,28) и IL-10 (r=0,3) отражают состояние Тreg.- регуляторного звена; IL-4 и TNF-α (r=0,42) отражает взаимосвязь Th1(клеточного) и Th2 (гуморального) иммунного ответа; IL-6 и IL-10 (r=0,62) свидетельствует о нарастании сердечной недостаточности, TNF-α в сочетании с G-CSF (r=0,4) может служить механизмом повышения процесса апоптоза В-лимфоцитов и нейтрофилов; высокие корреляционные связи между IFN-γ и компонентом комплемента C3a (r=0,8) свидетельствуют о развитии воспалительного процесса. В то же время соотношение между IL-1β и IL-1Ra не выявило их взаимосвязи (r= - 0,11), что свидетельствовало об отсутствии острой воспалительной реакции.
Рис. 2. Корреляционные взаимосвязи (r)
между цитокинами до операции.
(Достоверные положительные корреляции обозначены стрелками (p < 0,01 – 0,05).
Нарушение корреляционных взаимосвязей цитокинов в процессе иммунного ответа отражает формирование нового функционального типа вторичного иммунодефицита, проявляющегося развитием цитокинового дисбаланса, который приводит к повышению риска развития послеоперационных осложнений.
Таким образом, полученные результаты выявили на фоне тяжелых клеточных дисфункций наличие у большинства обследованных больных вторичного функционального иммунодефицита и высокого риска развития органных дисфункций воспалительного типа, пусковым моментом которых в раннем послеоперационном периоде может служить операционная травма и кардиопульмональный обход.
1.2. Цитокиновый статус у больных с прогрессирующей сердечной недосточностью на ранних сроках после искусственного кровообращения.
Изучение состояния цитокинового статуса в раннем периоде после операций в условиях искусственного кровообращения было продолжено у обследованных до операции 38 больных по следующей схеме: до ИК, после ИК, 12 часов, 1 сутки и 2-3 суток после операции, а также у 10 больных в процессе ИК по схеме: 5 мин. ИК, 40 мин. ИК, конец ИК, далее по общей схеме. Время ИК варьировало от 111 мин. до 195 мин.; ишемия миокарда составила 68-87 мин.
В таблице 3. представлен характер общих закономерностей динамики цитокиновых параметров (IL-1β, IL-1Ra, IL-6, IL-8, G-CSF, TNF-α, IL-10) в процессе искусственного кровообращения и в раннем периоде после ИК, отражающий развитие защитной воспалительной реакции и механизмов, сдерживающих гиперактивацию воспалительного ответа.
Как видно, дооперационные уровни цитокинов не превышали контрольных значений за исключением исходно повышенных показателей концентрации IL-10.
Через 5 мин. ИК быстро нарастали концентрации IL-1β и IL-8, отражающие начало защитной воспалительной реакции в ответ на ИК, с одновременной быстрой продукцией IL-1RA – общебиологической адаптивно-компенсаторной реакцией сдерживания гиперактивации
Таблица 3.
Динамика цитокинов иммунной системы у больных до и после
искусственного кровообращения (n=38)
ИК сроки | IL-1β (пг/мл) | IL-1Ra (пг/мл) | IL-6 (пг/мл) | IL-8 (пг/мл) | G-CSF (пг/мл) | IL-10 (пг/мл) | TNF-α (пг/мл) |
До ИК | 68±12 | 84±18 | 31±3 | 39±15 | 21±7 | 201±17* | 17±3 |
5΄ИК | 110±21* | 356±45* | 18±5 | 84±17* | 33±8 | 182±8,4* | 22±4 |
40΄ п/ИК | 150±8* | 520±150* | 128±129* | 143±28* | 479±127* | 94±10 | 19±7 |
Конец ИК | 160±30* | 392±60* | 129±22* | 154±33* | 717±346* | 75±4,5 | 20±3 |
12ч. п/ИК | 180±53* | 235±95* | 121±22* | 149±32* | 437±151 | 70±5 | 18±1,4 |
1с. п/ИК | 80±25* | 518±106* | 95±6* | 95±23* | 312±147* | 65±4 | 32±3,5 |
2-3с. п/ИК | 75±17 | 406±26* | 237±18* | 71±21 | 56±16 | 61±3,7 | 20±4 |
Контр. гр. | 57±15 | 260±60 | 32±4 | 57±12 | 48±15 | 61±13 | 28±7 |
Примечание: * - p < 0,05 – по сравнению с контрольной группой
воспалительного процесса, и сохраняющимся уровнем IL-10 - Тreg –регуляции. В процессе искусственного кровообращения пики нарастания IL-1β, IL-8 и G-CSF приходились на период – «конец ИК – 12час. после ИК», с последующим снижением к 1-3 суткам после ИК.
В процессе искусственного кровообращения и через 1-3 сутки после ИК уровни TNF-α и IL-10 не превышали контрольных значений.
Динамика IL-6 и IL-1Ra – антагониста рецептора к IL-1β, имела двухфазный характер: первый подъем продукции IL-6 наблюдался во время ИК и 12 час. после ИК (период нарастания миокардиальной недостаточности после пережатия аорты) со снижением к 1 суткам и вторым подъемом ко 2-3 суткам (периоду развития ранних послеоперационных осложнений и органных дисфунций). Первое повышение IL-1Ra соответствовало периоду подключения ИК, второе повышение отмечалось через 2-3 суток – период повышения риска развития послеоперационных осложнений.
Индивидуальный анализ цитокиновых параметров в процессе искусственного кровообращения показал увеличение числа больных с повышенными концентрациями исследуемых цитокинов, что позволило выявить особенности и установить основные типы вариантов динамики цитокинового статуса при применении искусственного кровообращения.
Первый тип варианта динамики цитокинового статуса характерен для
неосложненного послеоперационного течения при операциях в условиях ИК.
Рис.3. Вариант 1. Благоприятный прогноз. n=15 (40%)
При этом дооперационные показатели цитокинов варьируют в пределах нормативных значений за исключением IL-8. Повышение продукции цитокинов в процессе ИК сдерживается условиями его проведения (гипотермия и др.). К 12ч. после ИК отмечается подъем уровней всех цитокинов (адаптационно-компенсаторная реакция) с нормализацией к 3 суткам (благоприятный прогноз) (рис.3.).
Рис.4. Вариант 2. Нарастание риска органных дисфункций. n=9 (22%)
При втором варианте отмечаются исходно высокие уровни провоспалительных цитокинов, в том числе G-CSF, стимулирующего дополнительный выброс нейтрофилов из костного мозга, которые свидетельствуют о наличии хронического воспалительного процесса (бакэндокардит и др.). Уже с 5 мин. после начала ИК резко возрастает уровень IL-1Ra и IL-10, сохраняющиеся до конца ИК, при одновременном снижении продукции IL-1β. Резкий подъем IL-1Ra расценивается как сдерживающий механизм воспалительной реакции на ИК. К концу 1 сут. все показатели цитокинов возвращаются к норме (Нарастание риска органных дисфункций) (рис.4.).
При третьем варианте динамики цитокинового статуса в конце ИК определяются высокие уровни IL-1Ra, IL-8, G-CSF, а также IL-10, что свидетельствует о нарастании иммуносупрессии в организме. К 12 час. их уровни снижаются (кроме IL-1Ra), тогда как возрастает уровень IL-6, отражающий нарушения, связанные с гипоксией миокарда в процессе ИК.
Рис.5. Вариант 3. Нарастание дыхательной недостаточности. n=10 (28%)
Новый подъем IL-8 и G-CSF на постоянно высоком фоне IL-1Ra может служить прогнозом нарастающей дыхательной недостаточности (рис.5.).
При четвертом варианте динамики цитокинового статуса высокий уровень IL-1Ra определяется на протяжении раннего послеоперационного периода (в первые 3 суток). Повышение уровней IL-6 и IL-8 к 3 сут. и
Рис.6. Вариант 4. Неблагоприятный прогноз. n=4 (10%)
особенно к 4-6 суткам может использоваться для прогноза развития тяжелых инфекционных осложнений и полиорганной недостаточности. Такой вариант наиболее типичен у больных с интраоперационными осложнениями (Неблагоприятный прогноз) (рис.6.).
Таким образом, изучение общих закономерностей динамики как усредненных показателей, так и индивидуального анализа наиболее исследованных в клинике цитокинов иммунной системы, обозначаемых как цитокиновый статус, в раннем периоде после операции в условиях искусственного кровообращения позволило выявить наиболее важные информативные параметры (IL-1Ra, IL-6, IL-8, G-CSF) для прогнозирования генерализации воспалительного ответа и развития органных дисфункций.
1.3. Влияние вспомогательного кровообращения на уровни цитокинов и их сопряженность с клеточными параметрами иммунной системы у больных, ожидающих трансплантацию сердца.
Динамика цитокиновых параметров при вспомогательном кровообращении изучена на этапе механической поддержки кровообращения методами внутриаортальной баллонной контрпульсации и левожелудочкового обхода (ЛЖО) с помощью насоса «Biopump».
Динамика цитокиновых параметров у кардиохирургических больных с прогрессирующей сердечной недостаточностью при внутриаортальной баллонной контрпульсации.
Показанием к применению внутриаортальной баллонной контрпульсации (ВАБК) явилась неэффективность фармакологической поддержки и прогрессирующая сердечная недостаточность с выраженным синдромом низкого сердечного выброса до или после операции. Динамика цитокиновых параметров при подключении внутриаортальной баллонной контрпульсации исследована у 37 больных с прогрессирующей сердечной недостаточностью.
Характер реагирования иммунной системы и течение послеоперационного периода при искусственном кровообращении и ВАБК имели общие закономерности и зависели не столько от их длительности, сколько от исходного состояния адаптационно-приспособительных реакций и антиген-специфического иммунного ответа. Динамика продукции цитокинов при ВАБК коррелировала с дисфункцией миокарда и системной воспалительной реакцией.
При эффективном подключении ВАБК уменьшался Т-клеточный иммунодефицит в результате повышения уровня Т-хелперов – ключевой иммунорегуляторной субпопуляции в формировании антиген-специфического иммунного ответа. ВАБК не нарушал адекватного реагирования иммунной системы: снижение гипоксии органов и систем при ВАБК приводило к восстановлению функций иммунокомпетентных клеток, снижению апопотоза.
При быстро нарастающей сердечной недостаточности и недостаточности кровообращения, снижении транспорта кислорода и темпа диуреза требовалось подключение левожелудочкового обхода.
Динамика цитокиновых параметров в процессе вспомогательного кровообращения с использованием левожелудочкового обхода при двухэтапной трансплантации сердца.
Иммунологический мониторинг в процессе левожелудочкового обхода у 15 больных при подготовке к двухэтапной пересадке сердца осуществляли в соответствии с выделенными критическими периодами развития системной воспалительной реакции и полиорганной дисфункции, а также активации инфекции (рис.7).
Рис.7. Динамика цитокиновых параметров в процессе левожелудочкового обхода с помощью насоса «Biopump» при двухэтапной трансплантации сердца.
I – период адаптации, II – развитие «эндокардита системы», III – эпизоды лихорадки и обострения инфекций, IV – замена деталей и удаление системы
На протяжении левожелудочкового обхода отмечался дисбаланс провоспалительных цитокинов. Характер отклонений TNF-a, IL-6 и IL-8 в разные периоды мониторинга имел свои особенности, сопряженные с иммунологическим и клиническим статусом. Так, в 1-2 сутки (рис.7.(I)) после подключения ЛЖО отмечалось повышение уровня IL-6, и IL-8, соответствующее активации нейтрофилов с повышением адгезивных их свойств, а также HLA-DR+кл., В-лимфоцитов, ЦИК, характерное для адаптационной реакции.
Нарушением периода реадаптации после ЛЖО можно считать быстрое развитие 2-й фазы СВР, которая проявлялась резким падением количественных показателей клеточного иммунитета (так называемый «иммунный паралич») уже на 4-е сутки после ЛЖО с нарастанием сывороточных уровней TNF-a и IL-6, и сохраняющейся неустойчивой гемодинамикой. Резкий подъем IL-6 уже на 5 сутки после ЛЖО, сохраняющийся в последующие 7-10 дней, характерен для развития ранней ПОН как результат генерализации СВР, связанной с активацией инфекции, чаще представленной Гр-флорой без бактериемии.
Эти нарушения являлись сигналом к назначению иммунокоррегирующей терапии, направленной на сдерживание выработки провоспалительных цитокинов, и нормализации, в первую очередь, клеточного иммунитета.
Повышение количества В-лф., IgM, HLA-DR+кл., адгезии нейтрофилов с нарастанием сывороточного уровня IL-8 и TNF-α совпадало с появлением на 13-19 сутки ЛЖО лихорадки неясной этиологии, что было расценено как обострение очагов хронической инфекции (в первую очередь – трахеобронхиты, хронические пневмонии и др.) и требовало детального клинико-иммунологического обследования.
К концу 1-го месяца (рис.7.(II)) подключения ЛЖО возрастала опасность, так называемого, «эндокардита систем МПК» в результате распространения инфекции по поверхностям магистралей и деталей системы. В этот период помимо усиления антибактериальной терапии необходимо проведение бактериологического и иммунологического мониторинга и иммунокоррекции.
Замена магистралей или нарушения работы деталей системы МПК и возникающие при этом нарушения гемодинамики сопровождались высокими сывороточными уровнями TNF-α и IL-6 (рис.7.(III)), клиническими проявлениями инфекции и органной дисфункции. При удалении ЛЖО показатели цитокинов нормализуются (рис.7.(IV)).
Таким образом, показано, что цитокины с провоспалительным действием (IL-6, IL-8, TNF-α) при вспомогательном кровообращении являются ключевыми параметрами прогнозирования тяжести осложнений не только в ранние сроки после подключения, но и на протяжении всего периода левожелудочкового обхода насосом «Biopump» при двухэтапной трансплантации сердца.
Выявлена сопряженность динамики цитокиновых параметров с нарастанием продукции HLA-DR АГ моноцитами (таб.4), отражающая функциональную активность моноцитарно-макрофагального звена в ответ на инфекцию с формированием очага воспаления и органных дисфункций (1 фаза СВР). Снижение этих параметров и нарастание уровня «противовоспалительных» цитокинов приводило к иммунодепрессии и клеточной анергии (2 фаза СВР).
Такие иммунологические показатели, как уровень ЦИК, апоптоза лимфоцитов (CD95+кл.), молекул адгезии (CD11b) могут свидетельствовать об активации бактериальной инфекции. При ПОН была выявлена сопряженность Т-клеточной иммунодепрессии с повышением сывороточных уровней IL-6, TNF-a, а также инактивацией моноцитов и снижением Тh-рецепции к IL-2. Эти параметры были использованы при иммунологическом обследовании в критические периоды активации инфекции и развития ПОН при вспомогательном кровообращении у больных, ожидающих трансплантацию сердца.
Таким образом, результаты проведенных исследований позволили установить закономерности иммунного реагирования при ВАБК и ЛЖО, отобрать информативные параметры для оценки риска развития и тяжести послеоперационных осложнений, определить оптимальные сроки проведения
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 |
