Введение к работе
Актуальность проблемы. В последнее десятилетие в условиях демографического кризиса жизнь каждого ребенка представляет для общества особую ценность. При этом большое внимание уделяется вопросам охраны здоровья детей, испытавших отрицательное воздействие в антенатальном и раннем неонатальном периодах (Щеплягина Л. А., 2005; Баранов А. А., 2009; Degos V. et al., 2008). Несмотря на бурное развитие акушерства и неонатологии (строительство перинатальных центров в субъектах РФ, разработку и совершенствование ряда документов, регламентирующих порядок оказания помощи новорожденным в родовом зале), частота перинатальной патологии колеблется в пределах 15 – 50 % и продолжает расти (Байбарина Е. Н., 2009; Сухих Г. Т. и др., 2010, Дегтярев Д. Н., 2011; Володин Н. Н., 2013).
Одно из лидирующих мест в структуре заболеваемости и смертности новорожденных традиционно занимают повреждения гипоксически-ишемического характера и их последствия. Несмотря на то что диагноз асфиксии в Российской Федерации в настоящее время звучит лишь у 16 – 17 % новорожденных и нередко является продолжением гипоксии, начавшейся внутриутробно, сочетанная (анте- и интранатальная) асфиксия/гипоксия вызывает гибель 0,5 – 3 % новорожденных (Пальчик А. Б., 2009; Шабалов Н. П., 2011; Martinez-Biarge M., 2011), оказывает повреждающее действие на рост и развитие плода в целом, вызывая задержку внутриутробного развития, замедление роста и питания; и на состояние отдельных органов и систем (постгипоксическое повреждение желудочно-кишечного тракта, легких, сердца, почек) с разнообразной клинической картиной (Котлукова Н. П., 2007; Козлова Е. М. и др. 2009; Чугунова О. Л. и др., 2010; Shah P. et al., 2007; Barnett C. P. et al., 2005).
Наибольшую опасность и прогностическую значимость представляет ишемически-гипоксическое поражение центральной нервной системы (ЦНС), нередко являющееся причиной летальных исходов и играющее ведущую роль в дальнейшей дезадаптации детей и возникновении тяжелых инвалидизирующих заболеваний (Барашнев Ю. И., 2005; Володин Н. Н., 2011; Graham E. M. et al., 2008; et al., 2009; . et al., 2009; M. K. et al., 2012). Так, среди детей, впервые признанных инвалидами, около половины составляют больные детским церебральным параличом (ДЦП), формирование которого у большинства детей имеет перинатальное гипоксически-ишемическое происхождение (Пальчик А. Б., 2006; Яцык Г. В. и др., 2007; Rosenbaum P., 2003; Johnston M.V. et al., 2006; Okereafor A. et al., 2008; Guillet R. et al., 2011). Недоношенность, морфо – функциональная незрелость, внутриутробные инфекции и патология обмена веществ могут существенно модулировать воздействие гипоксии (Шабалов Н. П., 2005; Volpe J. J., 2008; S. et al., 2011).
Развитие в дальнейшем у детей, перенесших перинатальную гипоксию, широкого спектра психоневрологических (в том числе у 15 – 40 % детей тяжелых) и многочисленных соматических расстройств, приводящих к инвалидизации, социальной дезадаптации и сокращению общей продолжительности жизни, придает проблеме антенатальных гипоксически-ишемических повреждений медико-социальную значимость (Трофимова О. А., 2007; Волосовец А. П. и др., 2008; Морозова Е. А., 2012; Shah P. S., Perlman M., 2009; . et al., 2009).
Успехи медицинской науки и практики, обобщение огромного количества новых данных позволили выйти на качественно иной уровень понимания патологических процессов, лежащих в основе развития ряда критических состояний, в том числе церебральной гипоксии/ишемии (., ., 2004; . et al., 2008; , G., A. D., 2010; . et al., 2011). Патогенетическая терапия, основанная на доказательствах, в частности использование краниоцеребральной гипотермии, представляет собой новую веху в лечении перинатальной гипоксии и ее последствий, однако результаты этого лечения, особенно у недоношенных детей, далеки от совершенства (Shankaran S., 2009; Perlman J. M. et al., 2010; Edwards A. D. et al., 2010; , , 2011; R. D. et al., 2011).
Очевидно, это происходит потому, что многие аспекты патогенеза перинатальных гипоксически-ишемических повреждений органов и систем, особенности адаптации новорожденных к перинатальной гипоксии и коррекции ее последствий до настоящего времени недостаточно изучены (Alonso-Alconada D., 2011). Разработка данной проблемы даст возможность обосновать новые схемы раннего терапевтического вмешательства в цепь инициированных гипоксией патологических процессов у новорожденных, которые могут существенно снизить тяжесть гипоксически-ишемических повреждений и улучшить прогноз.
Цель исследования: изучить роль мембранодеструктивных процессов и нарушений структурно-функционального состояния гемоглобина в патогенезе гипоксии плода и новорожденного и разработать концепцию восстановления баланса липидов и конформационных свойств гемоглобина для коррекции гипоксически-ишемической энцефалопатии.
Задачи исследования.
-
Дать клинико-инструментальную характеристику и оценить место перинатальной гипоксии и ее последствий в структуре заболеваемости новорожденных по Республике Мордовия.
-
Исследовать состав липидов плазмы крови и мембран эритроцитов при гестозе различной степени тяжести и у здоровых беременных.
-
Оценить липидный состав, интенсивность перекисного окисления липидов и активность фосфолипазы А2 в сыворотке крови и эритроцитах детей, рожденных в гипоксии, и здоровых новорожденных.
-
Изучить особенности структурно-функционального состояния гемоглобина у новорожденных с ишемически-гипоксическими поражениями ЦНС.
-
В модельных условиях с гипероксией определить резервные возможности гемоглобина у новорожденных, перенесших гипоксию.
-
Определить сопряженность клинико-инструментальных показателей состояния новорожденного с нарушением липидного метаболизма и структурно-функциональных свойств гемоглобина.
-
Оценить эффективность L-карнитина в комплексной терапии перинатального гипоксически-ишемического поражения ЦНС у недоношенных детей.
Научная новизна. В ходе исследования разработана концепция патогенеза перинатальных гипоксически-ишемических повреждений, подразумевающая, что в основе цепи патологических событий лежит генерализованное нарушение липидного обмена с развитием мембранодеструктивных процессов и нарушение структурно-функциональных свойств гемоглобина, выраженность которых тесно коррелирует с тяжестью клинико-инструментальных проявлений гипоксически-ишемических поражений ЦНС.
Выявлено, что, по данным статистических отчетов Министерства здравоохранения РМ, в последние годы, наряду с замедлением роста и питания, лидирующие позиции в структуре заболеваемости новорожденных занимают имеющие в своей основе хроническую маточно-плацентарную недостаточность, тяжелые гестозы (преэклампсию) и другие акушерскую и экстрагенитальную патологию, гипоксически-ишемические энцефалопатии.
Выявлено, что среднетяжелый и тяжелый гестозы (преэклампсия), являющиеся основной причиной антенатальной гипоксии плода и сопровождаются развитием в организме матери существенных нарушений липидного метаболизма, являющихся отражением так называемой «липидной триады»: интенсификации процессов ПОЛ, активации фосфолипазы А2 и накоплением лизоформ фосфолипидов.
Установлено, что сразу после рождения у новорожденных, перенесших антенатальную гипоксию, также отмечаются существенные изменения липидного обмена в виде изменения состава липидов плазмы крови и эритроцитов, повышения активности перекисного окисления липидов и фосфолипазы А2, сохраняющиеся в раннем неонатальном периоде. При этом тяжесть и выраженность ишемически-гипоксической энцефалопатии у новорожденных, перенесших перинатальную гипоксию, находится в корреляционной зависимости от разнонаправленных перестроек в спектре плазменных и клеточных липидов и их окислительной модификации.
Выявлено, что одними из маркеров степени тяжести состояния новорожденных, перенесших гипоксию, являются также показатели липидного состава эритроцитов. Наиболее информативный из них рост уровня хаотропных фракций в составе мембран эритроцитов – лизоформ фосфолипидов и свободных жирных кислот.
При анализе РАМАН-спектра гемоглобина у новорожденных с перинатальным поражением ЦНС ишемически-гипоксического генеза выявлены увеличение количества оксигемоглобина в крови в зависимости от тяжести заболевания, понижение способности гемоглобина связывать лиганды и, наоборот, увеличение способности выделять лиганды. Доказано, что важнейшим патофизиологическим механизмом, лежащим в основе изменения кислородтранспортирующих свойств эритроцитов, выступает внутриклеточное перераспределение гемоглобина, сочетающееся с изменением его конформации, что ведет к нарушению функциональных свойств гемоглобина новорожденных.
Важнейшими патофизиологическими механизмами, лежащими в основе изменения кислородтранспортирующих свойств эритроцитов, выступают перераспределение гемоглобина во внутреннем объеме эритроцитов и изменение его конформации, что ведет к нарушению функциональных свойств гемоглобина новорожденных. Спектральный анализ гемоглобина новорожденных, перенесших гипоксию, в модельных условиях с применением газации кислорода показал, что гипероксия ведет к снижению транспортной способности гемоглобина. Способность гемоглобина связывать лиганды (и сродство гемоглобина к лигандам) уменьшается с увеличением потока кислорода, более выраженными становятся также колебания метиновых мостиков.
Доказано, что проведение комплексной терапии, включающей препарат, стабилизирующий мембраны клеток и регулирующий липидный метаболизм, приводит к заметной положительной динамике клинико-лабораторных показателей новорожденных, перенесших гипоксию. Показано, что позитивный клинический эффект комплексной терапии сопряжен с восстановлением липидного обмена, что подтверждает важность изменения липидного метаболизма и структурно-функциональных свойств гемоглобина у новорожденных как проявления мембранодестабилизирующих явлений, составляющих основу патогенеза гипоксических повреждений.
Практическая значимость работы. Результаты проведенных клинико-лабораторно-инструментальных исследований позволяют постулировать, что одними из важнейших патогенетических компонентов развития гипоксических поражений у новорожденных выступают расстройства липидного метаболизма, которые вначале затрагивают лишь плодово-плацентарное кровообращение, а затем становятся генерализованными и приводят к деструкции клеточных мембран. Установленный факт определяет необходимость разработки комплекса мер по совершенствованию профилактики и коррекции гипоксии плода и новорожденного с использованием, в частности при преэклампсии липидрегулирующей мембраностабилизирующей терапии.
Кроме того, получены доказательства, что тяжесть ишемически-гипоксических поражений ЦНС у новорожденных прямо коррелирует с изменениями липидного обмена. Указанное обстоятельство определяет необходимость изыскания новых подходов к лечению последствий перенесенной перинатальной гипоксии с акцентом на привлечение липидрегулирующего компонента.
Для практики немаловажное значение имеет и выявленный факт о сопряженности тяжести клинико-инструментальных проявлений постгипоксической энцефалопатии новорожденных с изменениями ряда наиболее лабильных фракций (свободные жирные кислоты, лизоформы фосфолипидов) эритроцитов и показателей РАМАН-спектра гемоглобина, что позволяет принять их в качестве диагностических критериев тяжести перенесенной гипоксии.
Модельные эксперименты с гипероксией убедительно доказывают, что у детей, перенесших тяжелую гипоксию, возникают конформационные изменения структуры и функции гемоглобина, не корригируемые искусственной вентиляцией с дополнительным объемом кислорода, поскольку кислородотранспортная функция гемоглобина при этом только ухудшается.
Доказано, что использование L-карнитина эффективно корригирует последствия перинатальной гипоксии, позволяя не только оптимизировать общее состояние и неврологический статус в периоде новорожденности, но и улучшить исход заболевания. Одним из механизмов терапевтического эффекта карнитина при гипоксически-ишемической энцефалопатии является коррекция липидного дисбаланса и структурно-функциональных свойств гемоглобина.
Положения, выносимые на защиту.
1. В структуре заболеваемости новорожденных по Республике Мордовия за последние годы отмечено увеличение гипоксически-опосредованных поражений перинатального периода, особенно ишемически-гипоксических поражений ЦНС. Важнейшим фактором развития антенатальной гипоксии плода является средне-тяжелый и тяжелый гестоз (эклампсия) у матери, при котором в ее организме возникают существенные нарушения липидного метаболизма.
2. У новорожденных, перенесших антенатальную гипоксию, отмечаются достоверные изменения липидного обмена, сохраняющиеся в раннем постнатальном периоде и выражающиеся в повышении активности перекисного окисления липидов и фосфолипазы А2 с накоплением лизоформ фосфолипидов и свободных жирных кислот, в изменении состава липидов плазмы крови и эритроцитов. При этом последние два показателя наиболее точно отражают тяжесть клинико-инструментальных проявлений гипоксически-ишемического поражения ЦНС.
3. Важнейшими патофизиологическими механизмами, лежащими в основе изменения кислородтранспортирующих свойств эритроцитов у новорожденных, перенесших гипоксию, выступают перераспределение гемоглобина во внутреннем объеме эритроцитов и изменение его конформации, что ведет к нарушениям структурно-функциональных свойств гемоглобина (способности связывать и отдавать лиганды).
4. Спектральный анализ гемоглобина новорожденных с гипоксически-ишемическими поражениями ЦНС свидетельствует о том, что гипероксия у новорожденного ведет к снижению кислородтранспортной способности гемоглобина.
5. Комплексная терапия, включающая препарат «Элькар», оптимизирующий состав липидов клеточных мембран и плазмы крови, а также структурно-функциональные свойства гемоглобина, приводит к заметной положительной динамике общего состояния, неврологического статуса и лабораторно-инструментальных показателей состояния новорожденных, перенесших гипоксию.
Апробация работы. Основные положения диссертации доложены и обсуждены на III Международном конгрессе молодых ученых «Науки о человеке (Томск, 2002), I – III всероссийских конгрессах «Современные технологии в педиатрии и детской хирургии», (Москва, 2002 – 2004), научно-практической конференции педиатров России «Фармакотерапия в педиатрии (Москва, 2003), VII Международной научно-практической конференции «Здоровье и Образование в ХХI веке (Москва, 2006), Всероссийской научно-практической конференции акушеров-гинекологов (Саранск, 2009), Международном IV ежегодном конгрессе «Современная перинатология: организация, технология и качество» (Москва, 2009), Всероссийской научно-практической конференции акушеров-гинекологов «Современные технологии диагностики и лечения в акушерско-гинекологической клинике» (Саранск, 2009), межрегиональной конференции «Актуальные вопросы выхаживания недоношенных детей» (Пенза, 2009), I конгрессе Федерации педиатров стран СНГ «Ребенок и общество: проблемы здоровья, развития и питания» (Киев, 2009), VIII Российском конгрессе «Инновационные технологии в педиатрии и детской хирургии» (Москва, 2010), VII Российской конференции «Педиатрия и детская хирургия в ПФО» (Казань, 2010), VIII межрегиональной специализированной выставке «Здоровая нация – крепкое государство» (Саранск, 2010), межрегиональной конференции «Актуальные проблемы неонатологии» (Казань, 2010), VI межрегиональном форуме по вопросам акушерства, гинекологии и педиатрии «Дитя и мама» (Самара, 2011), ХVII Российском национальном конгрессе «Человек и лекарство» (Москва, 2011), объединенной научной конференции Медицинского института Мордовского государственного университета «Огарёвские чтения» (Саранск, 2012, 2013).
Внедрение результатов работы в практику. Результаты исследования внедрены в практику отделения патологии новорожденных и недоношенных детей ГБУЗ РМ «Мордовский республиканский клинический перинатальный центр», отделения патологии новорожденных ГБУЗ РМ «Детская республиканская клиническая больница». Оформлена заявка на патент «Способ оценки гипоксии новорожденных».
Публикации. По результатам исследования опубликовано 44 печатных работ, в том числе 17 – в журналах, рекомендованных ВАК РФ.
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 328 страницах машинописного текста и включает введение, обзор литературы (1-я глава), описание пациентов и методов исследования (2-я глава), 5 глав с изложением результатов собственных исследований и их обсуждением, заключение, выводы, практические рекомендации. Библиография включает 269 источников отечественной и 231 – зарубежной литературы. Работа иллюстрирована 56 таблицами и 77 диаграммами.
