Патогенетическое обоснование эффективности применения ТЭС-терапии в комплексном лечении пациентов с изолированной черепно-мозговой травмой Байкова Елена Евгеньевна

Содержание к диссертации

Введение

Глава 1. Обзор литературы 16

1.1 Механизмы вторичного повреждения головного мозга 16

1.2 Цитокиновый профиль у пациентов с черепно-мозговой травмой 20

1.3 Активность стресс-реализующих и стресс-лимитирующих систем у больных с черепно-мозговой травмой 26

1.4 Принципы терапии пациентов с черепно-мозговой травмой 30

1.5 Метод транскраниальной электростимуляции (ТЭС-терапии) 32

1.6 Перспективы использования ТЭС-терапии в лечении изолированной черепно-мозговой травмы средней и тяжелой степени тяжести 37

Глава 2. Материалы и методы исследования 41

2.1 Материалы исследования 41

2.2 Методы исследования

2.2.1 Общеклинические методы исследования 47

2.2.2 Лабораторные методы исследования 48

2.2.3 Оценка гормонального фона и цитокинового статуса больных ЧМТ средней и тяжелой степенью тяжести 49

2.2.3.1 Методики определения уровня гормонов в крови 50

2.2.4 Методы базовой терапии ЧМТ средней и тяжелой степени тяжести 55

2.2.5 Методика проведения ТЭС-терапии 57

2.3 Статистическая обработка данных

Глава 3. Результаты собственных исследований 61

3.1 Цитокиновый профиль у больных с изолированной черепно-мозговой травмой средней и тяжелой степени тяжести 62

3.2 Цитокиновый профиль у больных с изолированной черепно-мозговой травмой средней и тяжелой степени тяжести при лечении 65

3.3 Влияние ТЭС-терапии на содержание -эндорфина в сыворотке пациентов с изолированной черепно-мозговой травмой средней и тяжелой степени тяжести 71

3.4 Влияние ТЭС-терапии на показатели стресс-реализующей системы у пациентов с изолированной черепно-мозговой травмой средней и тяжелой степени тяжести 75

3.5 Влияние ТЭС-терапии на показатели общего анализа крови у пациентов с изолированной черепно-мозговой травмой средней и тяжелой степени тяжести 80

Глава 4. Обсуждение полученных результатов 84

Заключение 101

Выводы 102

Практические рекомендации 104

Список сокращений 105

Список литературы

• Цитокиновый профиль у пациентов с черепно-мозговой травмой
• Метод транскраниальной электростимуляции (ТЭС-терапии)
• Лабораторные методы исследования
• Цитокиновый профиль у больных с изолированной черепно-мозговой травмой средней и тяжелой степени тяжести при лечении

Введение к работе

Актуальность темы

Одним из наиболее распространенных видов повреждений головного мозга (ГМ) является черепно-мозговая травма (ЧМТ). Среди причин смертности и инвалидизации населения она занимает ведущее место (Крылов В.В., Пу-рас Ю.В., 2013; Сосновский Е.А., 2014; Талыпов А.Э., 2015). Поэтому сегодня лечение пациентов с ЧМТ и их последующая реабилитация одна из важнейших социально-экономических проблем, тем более что среди пострадавших преобладают лица трудоспособного возраста. Кроме того возросла частота возникновения ЧМТ. Все это приводит к значительным экономическим потерям, поскольку общее число пострадавших со стойкой и временной нетрудоспособностью увеличилось (Крылов В.В. и др., 2009; Пурас Ю.В. и др., 2012; Крылов В.В., Пурас Ю.В., 2013; Талыпов А.Э., 2015). При этом отмечен рост числа более тяжелых повреждений ГМ. В РФ частота возникновения ЧМТ в среднем составляет 4–4,5 случая на 1000 населения в год, варьируя в широких пределах (от 2,18 до 7,2 случая на 1000 населения в год). Одной из ведущих причин смертности и инвалидизации населения является ЧМТ (Крылов В.В., Пурас Ю.В., 2013; Сосновский Е.А., 2014; Талыпов А.Э., 2015). После перенесенной ЧМТ доля лиц со стойкой нетрудоспособностью достигает 25–30 % (Пурас Ю.В. и др., 2012; Талыпов А.Э., 2015). В структуре смертности от всех видов травм 30–50 % приходятся на ЧМТ (Гимранов 2008; J. D. Halbauer et al., 2009; Сосновский Е.А., 2014). Общая смертность при ЧМТ составляет 5–10 %, с учетом ЧМТ легкой и средней степеней тяжести. Смертность при тяжелых формах ЧМТ из-за наличия внутричерепных гематом, очагов ушиба ГМ возрастает до 41–85 % (Сосновский Е.А., 2014). Значительный уровень летальности в 1 сутки после травмы обусловлен контузией, отёком и сдавлением ГМ. Позже летальность связана с развивающимися черепно-мозговыми или внечерепными воспалительными, трофическими и другими вторичными осложнениями (Жи-волупов С.А. и др., 2009; Кондратьев А.Н., 2009; Крылов В.В., Пурас Ю.В., 2013). Смертность при ЧМТ варьирует от 5 до 65 %, что связано с характером повреждений ГМ и тяжестью состояния пострадавших (Guidelines For The Management Of Severe Traumatic Brain Injury, 2007). По наносимому суммарному медико-социальному и экономическому ущербу ЧМТ занимает 1 место среди всех видов травм. Это связано у трудоспособного населения с высоким процентом инвалидизации и летальности вследствие ЧМТ (John К., 2007; Crooks C.Y., 2008; Сосновский Е.А., 2014). Значительный экономический ущерб при ЧМТ связан как с прямыми затратами на оказание экстренной стационарной помощи пострадавшим, так и с непрямыми расходами на реабилитацию выживших пациентов (Levene H.B. et al., 2007; Сосновский Е.А., 2014). Важной отличительной особенностью острого периода ЧМТ является взаимо-отягощающее действие как первичных, так и вторичных повреждающих факторов на ГМ (Крылов В.В., Пурас Ю.В., 2013). Очаги ушиба ГМ, внутричерепные гематомы, увеличивающие объем в полости черепа, провоцируют развитие внутричерепной гипертензии, сопровождающейся снижением мозгового крово-3

тока, нарушением перфузии ГМ и развитием его ишемии (Крылов В.В., Пурас Ю.В., 2013). Таким образом, повреждение нейронов происходит не только в результате травмы, но и вторичного повреждения ГМ, благодаря которому, в патологический процесс вовлекаются интактные клетки ГМ, увеличивая тем самым объем структурных повреждений и зоны локального отека. Вторичная альтерация ГМ является закономерным следствием первичного механического повреждения. При этом в патологический процесс вовлекаются изначально ин-тактные клетки (Крылов В.В. и др., 2009; Крылов В.В., Петриков С.С., 2010). Флогогенные агенты запускают каскад биохимических и иммунологических реакций, приводя к деструктивным процессам в ГМ. Окислительное фосфори-лирование в митохондриях нарушается, растет концентрация внутриклеточного Са²⁺, образуются активные формы кислорода и вазоактивные метаболиты ара-хидоновой кислоты, активируется система комплемента и перекисное окисление липидов. Происходит деполяризация нервных окончаний и выброс из них «возбуждающих» аминокислот (глутамата, аспартата). Нарушается фосфорили-рование, синтез белков и экспрессия клеточного генома, лизис структурных белков клетки – развивается эксайтотоксичность (Крылов В.В. и др., 2009). Согласно многочисленным данным литературы в процессе динамического наблюдения за изменениями гормонального статуса установлено, что у пациентов с ЧМТ в первые дни после нее может развиваться гиперкортикостеронемия. Это сопровождается эндотоксикозом, осложняющим течение посттравматического и постоперационного периодов (Dimopoulou I. et al., 2003; Шевченко К.В., 2010; Крылов В.В., Пурас Ю.В., 2013). Воспалительный ответ, возникающий на первичное структурное повреждение ГМ, сопровождается высвобождением большого числа цитокинов (провоспалительного и противовоспалительного характера), нейротрансмиттеров и других флогогенных веществ (Маслова Н.Н., 2001; Крылов В.В., Пурас Ю.В., 2013). Таким образом, изучение содержания специфических маркеров развивающегося воспаления – цитокинов, которые могут быть прогностически значимыми в оценке активности процессов протекающих при развитии тяжелой ЧМТ, представляет весьма большой интерес. Кроме того интересно наличие корреляции показателей асептического воспалительного процесса (содержание лейкоцитов, нейтрофилов) с уровнем цитокинов. Целый ряд цитокинов, например интерлейкин-1 (ИЛ-1, ИЛ-6), обладают провоспа-лительными свойствами, действие других, в частности интерлейкина-10 (ИЛ-10), связано с противовоспалительной активностью (Апсалямова С.О., 2013; Трофименко А.И., 2014).

Степень разработанности темы

Оправданным и перспективным, с учетом важной роли про- и противовоспалительных цитокинов в патогенезе ишемических и реперфузионных повреждений ГМ, было бы их использование в качестве средств патогенетической терапии (Ланкин В.З. и др., 2000; Rakhit R.D. C. et al., 2005; Залесский В.Н., 2008). Однако, терапевтическое использование указанных соединений в практике лечения пациентов с ЧМТ пока малореально. Они весьма нестойки, плохо усваиваются и их адекватное содержание на тканевом уровне не достигается.

Поэтому современная наука ищет альтернативные, в том числе и немедикаментозные, способы коррекции дисбаланса про- и противовоспалительных цитоки-нов. Одним из таких методов может стать ТЭС-терапия. Немедикаментозный метод ТЭС-терапии, предложенный профессором Лебедевым В.П. и др. (1983), основан на избирательной активации антиноцицептивных механизмов ГМ, деятельность которых осуществляется с участием -эндорфина и серотонина. Этот метод обладает многообразием эффектов, общей направленностью которых является нормализация гомеостаза. Эффекты, имеющие место при использовании ТЭС-терапии, делят на 2 вида: центральные (анальгезия, стабилизация гемодинамики и др. (Лебедев В.П. и др., 1986; Гриненко А.Я. и др., 1988)) и периферические (модуляция динамики ответа острой фазы при воспалении, ускорение заживления кожных ран, язв слизистой оболочки желудка и двенадцатиперстной кишки, очага некроза при инфаркте миокарда и экспериментальном ише-мическом инсульте (Шапоренко Р.В., 2008; Губарева Е.А., 2009; Борисен-ко В.Г., 2009; Тиликин В.С., 2012; Трофименко А.И., 2014)). В настоящее время проводимые экспериментальные исследования выявили антигипоксический, противоотечный и иммуномодулирующий эффекты эндогенных опиоидных пептидов (ОП), а также их влияние на синтез гипофизарных гормонов (Губарева Е.А., 2009; Борисенко В.Г., 2009; Тиликин В.С., 2012; Апсалямова С.О., 2013; Курзанов А. Н. и др., 2013; Трофименко А.И., 2014; Небогатиков В.О., 2015). Указанные эффекты в значительной мере обусловлены возрастанием в крови содержания -эндорфина, который выделяется при активации структур антиноцицептивной системы (АНС) (Лебедев В.П. и др., 1986; Айрапетов Л.Н., 1987; Joy M.L.G. et al., 1993, 1994). Однако, до сих пор, открытым остается вопрос о возможности использования ТЭС-терапии с целью коррекции дисбаланса цитокинов при изолированной ЧМТ средней и тяжелой степени тяжести.

С учетом вышеизложенного цель настоящего исследования – обосновать применение ТЭС-терапии в коррекции дисбаланса цитокинового и гормонального статуса и уровня -эндорфина при изолированной черепно-мозговой травме средней и тяжелой степени тяжести.

Задачи исследования

1. Изучить динамику показателей цитокинового статуса (уровень про- и противоспалительных цитокинов) в сыворотке крови пациентов с изолированной черепно-мозговой травмой средней и тяжелой степени тяжести и установить корреляцию их с динамикой некоторых показателей «белой» крови.

2. Изучить влияние ТЭС-терапии на динамику показателей цитокинового статуса (уровень про- и противоспалительных цитокинов) и корреляцию с динамикой показателей «белой» крови при изолированной ЧМТ средней и тяжелой степени тяжести.

3. Изучить динамику гормонов стресс-реализующей системы (уровень адренокортикотропного гормона и кортизола) в сыворотке крови пациентов с изолированной черепно-мозговой травмой средней и тяжелой степени тяжести и их корреляцию с некоторыми показателями «белой» крови.

4. Изучить влияние ТЭС-терапии на динамику гормонов стресс-реализующей системы (уровень адренокортикотропного гормона и кортизола) и корреляцию с динамикой некоторых показателей «белой» крови при изолированной ЧМТ средней и тяжелой степени тяжести.

5. Изучить динамику содержания -эндорфина в сыворотке крови пациентов с изолированной ЧМТ средней и тяжелой степени тяжести без ТЭС-терапии и с ТЭС-терапией.

Научная новизна исследования

Впервые выявлена динамика показателей цитокинового статуса и гормонов стресс-реализующей и стресс-лимитирующей системы в сыворотке крови при использовании ТЭС-терапии у пациентов с изолированной черепно-мозговой травмой средней и тяжелой степени тяжести.

Впервые выявлена корреляционная связь между динамикой уровня цито-кинов в сыворотке крови и динамикой показателей «белой» крови у пациентов с изолированной черепно-мозговой травмой средней и тяжелой степени тяжести при стандартном лечении и при применении ТЭС-терапии.

Впервые показана динамика уровня -эндорфина в сыворотке крови у пациентов с изолированной черепно-мозговой травмой средней и тяжелой степени тяжести при применении ТЭС-терапии.

Теоретическая значимость исследования

Полученные данные дополняют представления о важной роли цитокино-вого дисбаланса и изменений в активности стресс-лимитирующей системы в патогенезе изолированной ЧМТ средней и тяжелой степени тяжести. Материалы исследования указывают на тесное взаимодействие нервной и эндокринной систем в их влиянии на уровень цитокинов и -эндорфина в организме. Показана корреляционная связь между динамикой уровня цитокинов и динамикой показателей «белой» крови пациентов с ЧМТ. Коррекция этих нарушений (нормализация уровня цитокинов крови и неврологического статуса) возможна применением немедикаментозного метода – ТЭС-терапии.

Практическая значимость работы

Проведенное исследование показало возможности ТЭС-терапии в коррекции цитокинового дисбаланса и эндорфинного профиля при изолированной ЧМТ средней и тяжелой степени тяжести. Использование ТЭС-терапии для коррекции нарушений показателей стресс-реализующей системы и цитокино-вого статуса, степени активности стресс-лимитирующей системы сопровождается одновременной коррекцией показателей «белой» крови у пациентов с изолированной ЧМТ средней и тяжелой степени тяжести. Это уменьшает выраженность асептического воспаления, что позволит улучшить качество реабилитации и сократить сроки пребывания больных в стационаре. Кроме того, метод ТЭС-терапии доступен, прост в выполнении и не требует больших экономических затрат.

Методология и методы исследования

В настоящей работе произведена оценка уровня сознания по шкале ком Глазго (ШКГ), лабораторных, биохимических показателей, а также гормонального профиля у 50 пациентов с ЧМТ средней и тяжелой степенью тяжести, находящихся на лечении в нейрореанимационном отделении Городского бюджетного учреждения здравоохранения «Научно-исследовательский институт-Краевая клиническая больница № 1 имени профессора С.В. Очаповского» Министерства Здравоохранения Краснодарского Края, город Краснодар (ГБУЗ «НИИ-ККБ № 1 им. проф. С.В. Очаповского»). Все пациенты с ЧМТ средней и тяжелой степени тяжести в соответствии с поставленными задачами случайным образом были разделены на две группы. Используемые обозначения групп: группа 1 – группа сравнения (n = 25) – пациенты с ЧМТ средней и тяжелой степени тяжести, получающие стандартное лечение по протоколу (протокол интенсивной терапии при черепно-мозговой травме (2008)). Группа 2 – основная группа (n = 25) – пациенты с ЧМТ, которым в комплексе со стандартной терапией по протоколу, проводили курс ТЭС-терапии по 40 минут в течение 7 суток, начиная со 2 дня.

Методы исследования

Общеклинические и инструментальные методы исследования. Лабораторные методы исследования. Базовая терапия ЧМТ. ТЭС-терапия.

Положения, выносимые на защиту

1. Динамика показателей цитокинового статуса при изолированной черепно-мозговой травме средней и тяжелой степени тяжести имеет однонаправленный характер в сторону превалирования провоспалительного звена и ограничения активности противовоспалительного. Она коррелирует с изменениями показателей «белой» крови, отражающими развитие асептического воспаления с первых суток.

2. Применение ТЭС-терапии в комбинированном лечении изолированной черепно-мозговой травмы средней и тяжелой степени тяжести позволяет снизить уровень провоспалительных и одновременно повысить содержание противовоспалительных цитокинов. Это коррелирует (обратная корреляция) с положительными изменениями показателей «белой» крови в общем анализе крови пациентов.

3. При изолированной черепно-мозговой травме средней и тяжелой степени тяжести стресс-лимитирующая система реагирует прогрессирующим снижением уровня -эндорфина, которое корректируется применением ТЭС-терапии.

4. Изолированная черепно-мозговая травма средней и тяжелой степени тяжести сопровождается снижением уровня адренокортикотропного гормона по сравнению с условно здоровыми волонтерами. Одновременно с этим имеет место гиперкортизолемия с последующим падением уровня кортизола. Использование ТЭС-терапии в комбинированном лечении черепно-мозговой травмы позволило повысить уровень адренокортикотропного гормона и избежать падения уровня кортизола.

5. ТЭС-терапию можно рекомендовать для использования в комбинированном лечении у больных с черепно-мозговой травме средней и тяжелой степени тяжести в качестве немедикаментозного метода для снижения выраженности вторичных структурно-функциональных нарушений в головном мозге, коррекции асептического воспаления и активации процессов нейропротекции.

Степень достоверности и апробация работы

Достоверность проведенного исследования определяется формированием достаточного количества клинических наблюдений, наличием групп сравнения, достигается благодаря использованию современных методов диагностики и лечения больных и обработке полученных результатов с помощью современных методов статистического анализа.

Основные положения работы представлялись и обсуждались на международных конференциях: «Современные проблемы клинической медицины» (Ямайка, 2013); «Фундаментальные и прикладные проблемы медицины и биологии» (Дубай, 2013); «Современные наукоемкие технологии» (Тенерифе, 2013); «Инновационные медицинские технологии», (Париж, 2014); «Фундаментальные исследования» (Доминиканская республика, 2014).

На всероссийских конференциях: XII научно-практическая конференция молодых учёных и студентов юга России «Медицинская наука и здравоохранение» (Краснодар, 2014); XIII Всероссийская научно-практическая конференция «Поленовские чтения» (Санкт-Петербург, 2014); XII Всероссийская научно-методическая конференция с международным участием «Стандарты и индивидуальные подходы в анестезиологии и реаниматологии» (Геленджик, 2015, 2016).

Внедрение результатов в практику

Результаты диссертационной работы внедрены на кафедре общей и клинической патофизиологии ФГБОУ ВО КубГМУ Минздрава России, Центральной научно-исследовательской лаборатории отдела клинической экспериментальной иммунологии и молекулярной биологии ФГБОУ ВО КубГМУ Минздрава России, ГБУЗ «Научно-исследовательский институт – Краевая клиническая больница № 1 им. С.В. Очаповского» Министерства Здравоохранения Краснодарского Края и ГБУЗ «Краевая клиническая больница № 2» Министерства Здравоохранения Краснодарского Края.

Публикации результатов исследования

По материалам диссертации опубликовано 18 работ, из них 4 в журналах, рекомендованных Высшей аттестационной комиссией при Министерстве образования и науки Российской Федерации.

Личный вклад автора в исследование

Автором проведен поиск и анализ литературы (100 %), сформулирована цель и задачи исследования, определена методология исследования (95 %). Личный вклад автора состоит в непосредственном выполнении клинических

исследований (90 %). Проведена математическая обработка, статистический анализ и оценка полученных результатов (95 %). Автор непосредственно участвовал в подготовке научных статей, неоднократно представлял результаты исследования на съездах и конференциях (92 %).

Объем и структура диссертации

Диссертация изложена на 130 страницах машинописного текста, который включает 11 таблиц и 27 рисунков. Работа состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, главы, отражающей результаты собственных исследований, обсуждения полученных результатов, выводов, списка литературы, содержащего 123 отечественных и 48 иностранных источников, и приложений.

Цитокиновый профиль у пациентов с черепно-мозговой травмой

Воспалительный ответ, возникающий на первичное структурное повреждение ГМ, сопровождается выделением большого числа про- и противовоспалительных цитокинов, оксида азота, протеаз, эйкозаноидов, лизоцима и др. (Крылов В.В., Пурас Ю.В., 2013; Селянина Н.В., Каракулова Ю.В., 2013; Selyanina N.V. et al., 2013). Характер взаимодействия между клетками воспаления меняется в разные фазы воспалительного ответа. При этом роль руководителя этого взаимодействия переходит от одних популяций клеток к другим. Предыдущий этап подготавливает и запускает последующий, определяя силу его реализации. Особенности межклеточного взаимодействия меняют активность синтеза различных регуляторных пептидов и с помощью цитокинов и их рецепторов, а также создавая прямые межклеточные контакты, мощные пара- и аутокринные петли регуляции регулируют адекватность протекающих реакций (Крылов В.В., Пурас Ю.В., 2013; Selyanina N.V. et al., 2013).

Цитокины – низкомолекулярные белково-пептидные факторы, продуцируемые активированными клетками воспаления, которые осуществляют регуляцию межклеточных взаимодействий всех звеньев иммунитета, а также формируют межсистемные взаимодействия. Цитокины стимулируют или угнетают рост клеток, их дифференцировку, функциональную активность и выраженность апоптоза и выживаемость (Зайцева Г.А. и др., 2011; Крылов В.В., Пурас Ю.В., 2013). Исследователями показано, что при травматическом повреждении органов и тканей (не исключение и ГМ) в область повреждения и в системный кровоток, выделяется большое количество цитокинов и их антагонистов (Лебедева Е.А., 2011; Крылов В.В., Пурас Ю.В., 2013; Gentile L.F., 2013). Интерлейкины сегодня считаются «новой самостоятельной системой саморегуляции» иммунной системы, тесно связанной с нейроэндокринной осью гомеостаза (Лебедева Е.А., 2011). Многие авторы указывают, на необходимость тщательного изучения динамики содержания цитокинов в посттравматическом периоде. Это дает возможность прогнозировать последующее течение травматической болезни головного мозга (ТБГМ) и вероятность развития, уже в ранние сроки после травмы, полиорганной недостаточности (ПОН) (Лебедева Е.А., 2011).

Антигенная стимуляция при критических состояниях усиливает секрецию цитокинов «первого поколения» – ИЛ-1 и ИЛ-6, фактора некроза опухоли-альфа (ФНО-), которые индуцируют синтез центрального регуляторного цитокина интерлейкина-2 (ИЛ-2), а также цитокинов «второго поколения» – интерлейкинов-3, -4, -5 (ИЛ-3, -4, -5) и др. (Черний В.И., Нестеренко А.Н., 2007; Супрун Э.В., 2010). Это обеспечивает не только регуляцию иммунного ответа (ИО), но и, вовлечение в него все большего числа клеток для достижения адекватной степени его активности (Черний В.И., Нестеренко А.Н., 2007).

Показано, что ИЛ-1 местно активирует, например, резорбцию костной ткани при ревматоидном артрите; на системном уровне – вызывает фатальное нарушение гемодинамики и, как следствие, приводит к летальному исходу (ЗАО «Вектор-Бест», 2008).

Доказано, что в условиях ишемии выработка микроглией ИЛ-1 служит кардинальным активирующим сигналом для индукции других провоспалительных цитокинов, а также стимулирует астроглию к продукции потенциальных нейротоксичных веществ (оксид азота и метаболиты арахидоновой кислоты) (Жданов Г.Н., Герасимова М.М., 2005). У больных с тяжелыми сочетанными повреждениями, находящимися с 1 суток в критическом состоянии, реакция цитокинового звена выражалась в достоверном росте содержания провоспалительных (ФНО-, ИЛ-1 и ИЛ-6) и противовоспалительных (ИЛ-10) цитокинов, как в группе выживших, так и в группе умерших пациентов (Сумная Д.Б., 2005; Лебедева Е.А., 2011). Самый высокий уровень провоспалительных цитокинов наблюдался у пациентов с летальным исходом (Лебедева Е.А., 2011). Причем динамика содержания ИЛ-1 и ИЛ-6 коррелировала с тяжестью повреждения ГМ (Сумная Д.Б., 2005; Лебедева Е.А., 2011).

Гиперцитокинемия обусловлена возникновением положительной обратной связи между числом иммунных клеток, синтезирующих повышенное количество цитокинов, и общим содержанием цитокинов и известна в литературе как «цитокиновый шторм» (Clark I.A., 2007; Sriskandan S., Altmann D.M., 2008; Агапов М.А., 2012). Чем выше уровень цитокинов – тем большее количество иммунных клеток их синтезирует, тем больше цитокинов. При «цитокиновом шторме» повышаются уровень более 150 соединений, являющихся медиаторами воспаления. Среди них: а) цитокины; б) АФК; в) факторы коагуляции и др. «Цитокиновый шторм» может развиваться как при неинфекционных, так и при септических заболеваниях (сепсис, птичий грипп, оспа, инфаркт миокарда острый панкреатит, отторжение трансплантата и др.) (Clark I.A., 2007; Sriskandan S., Altmann D.M., 2008; Агапов М.А., 2012).

В период острой реакции на ЧМТ, как установил Boris R.N. (2013), в сыворотке крови животных существенно увеличивается содержание про- и противовоспалительных цитокинов – ИЛ-6 и ИЛ-10. В посттравматическом периоде через 12 часов повышается содержание ИЛ-2. Содержание провоспалительных цитокинов ИЛ-2 и ИЛ-6 в дальнейшем уменьшается, а противовоспалительного цитокина ИЛ-10 растет (Boris R.N., 2013). В позднем периоде ЧМТ отмечена вторая волна возрастания уровня про- и противовоспалительных цитокинов: ИЛ-2, ИЛ-6 и ИЛ-10. На 3 сутки посттравматического периода повышалось содержание ИЛ-2, а на 7, 14 и 25 сутки ИЛ-6 и ИЛ-10. Угнетение ИО на травматическое повреждение наблюдалось через 25 суток (Boris R.N., 2013).

Сейчас много внимания уделяется изучению реакции на флогогены (травму, ишемию, кровоизлияние) глиальных клеток. Развивается дисбаланс в содержании про- и противовоспалительных цитокинов, локальная (на уровне центральной нервной системы (ЦНС)) воспалительная реакция, приводящая к повреждению нейронов, ГЭБ и нарушениям микроциркуляции (Крылов В.В., Пурас Ю.В., 2013; Талыпов А.Э., 2015). Роль этих процессов для ишемического повреждения ГМ и ЧМТ показана рядом авторов (Скворцова В.И., 2001; Крылов В.В., Пурас Ю.В., 2013; Boris R.N., 2013; Трофименко А.И., 2014; Талыпов А.Э., 2015). Клетки астроглии способны синтезировать АФК и ФНО-, на них обнаружены рецепторы к фактору активации тромбоцитов (ФАТ), роль которого, как посредника в повреждении ЦНС доказана Brodie C. (1995). Изолированные клетки микроглии, являющиеся видоизмененными макрофагами (Мф) костномозгового происхождения, в ответ на воздействие липополисахарида (ЛПС) или ИЛ-1 способны секретировать ФАТ и/или ФНО-, оказывающих выраженное нейротоксическое действие (Крылов В.В., Пурас Ю.В., 2013; Талыпов А.Э., 2015). При кровоизлиянии в мозг, в ответ на стимуляцию ИЛ-1, активированные клетки микроглии секретируют молекулы клеточной адгезии и лейкоцитарные хемоаттрактанты, вызывая инфильтрацию ткани мозга нейтрофилами (Крылов В.В., Пурас Ю.В., 2013; Талыпов А.Э., 2015). Это подтверждается тем, что гиперэкспрессия антагониста рецепторов к ИЛ-1 (РАИЛ-1) уменьшает инфильтрацию нервной ткани и выраженность отека ГМ у крыс (Masada T. et al., 2001; Супрун Э. В. и др., 2014).

Метод транскраниальной электростимуляции (ТЭС-терапии)

В стационаре при поступлении на 1 сутки всем пациентам, руководствуясь протоколом интенсивной терапии при ЧМТ (2008) (Белкин А.А., 2008), проводили инструментальное обследование. Оно включало в себя:

1. КТ/МРТ. Выявляли: наличие патологических очагов, их топическое расположение; наличие в них гипер- и гиподенсивных зон, их количество, объём каждого вида очага и их общий объём в кубических сантиметрах; положение срединных структур ГМ и степень их смещения (если оно имело место). Оценивали: состояние ликворосодержащей системы ГМ – величину и положение желудочков с указанием церебровентрикулярных индексов, форму желудочков, степень их деформации и др.; состояние цистерн ГМ; состояние борозд и щелей ГМ; просвет суб- и эпидуральных пространств (в норме не должны определяться); состояние костных структур свода и основания черепа (наличие трещин, переломов); состояние и содержимое придаточных пазух носа; состояние мягких покровов черепа. Мониторинг КТ/МРТ. При отсутствии положительной динамики через 12–24 часа проводили КТ/МРТ ГМ повторно. Экстренное КТ/МРТ исследование проводили при нарастании и появлении новой неврологической симптоматики.

2. Проводили рентгенологическое исследование черепа в двух проекциях, а также шейного, грудного и поясничного отделов позвоночника, грудной клетки, костей таза, костей верхних и нижних конечностей (по показаниям).

При поступлении в стационар всем пациентам, руководствуясь протоколом интенсивной терапии при ЧМТ (2008) (Белкин А.А., 2008), на 1 сутки проводили лабораторное обследование. Оно включало в себя: определение уровня глюкозы, натрия, осмолярности плазмы, общего белка и альбуминов, состояния гемостаза, определение содержания алкоголя в крови и моче. Содержание в биологических средах барбитуратов, фенотиазинов, бензодиазепинов, барбитуратов, высших спиртов и опиатов исследовали при необходимости после консультации токсиколога.

Все лабораторные исследования в обеих группах проводились при поступлении пациентов в стационар (1 сутки) и на 8 сутки лечения.

Общий анализ крови оценивали на анализаторе «ADVIA 60 Hematology System» фирмы «Bayer Health Care», общий анализ мочи – на анализаторе «Clinitek Atlas» фирмы «Siemens», биохимический анализ крови производили на анализаторе «ADV1A 1200 Chemistry System» фирмы «Bayer Health Care». Все исследования проведены в ГБУЗ «НИИ-ККБ № 1 им. проф. С.В. Очаповского».

В работе у пациентов с ЧМТ средней и тяжелой степени тяжести в обеих группах оценивали динамику уровня про- и противовоспалительных цитокинов, гормонального статуса (АКТГ, кортизол), уровня -эндорфина. Все исследования были проведены на базе Центральной научно-исследовательской лаборатории Отдел клинической экспериментальной иммунологии и молекулярной биологии ФГБОУ ВО КубГМУ Минздрава России (ЦНИЛ).

У пациентов кровь брали натощак в 6–7 часов утра из локтевой вены в количестве 10 мл. 3 мл из них помещали в чистую пробирку и сразу центрифугировали со скоростью 1500 оборотов в минуту в течение 10– 15 минут. Полученную сыворотку крови помещали в эпиндорфы и замораживали при температуре – 20 С. Затем определяли уровень цитокинов ИЛ-1, ИЛ-4, ИЛ-6, ИЛ-10, кортизола, АКТГ и -эндорфина.

В сыворотке крови пациентов исследуемых групп методом иммуноферментного анализа (ИФА) определяли уровень гормонов.

Методика определения уровня кортизола в сыворотке крови С помощью набора для иммуноферментного определения кортизола проводили количественный анализ утреннего кортизола в сыворотке крови пациентов «КОРТИЗОЛ-ИФА-БЕСТ», (ЗАО «Вектор-Бест, Россия, Новосибирск). В качестве дополнительного оборудования использовали электрохемилюминесцентный иммуноанализатор «Elecsys 2010» фирмы «Roche».

Методика определения уровня АКТГ в плазме крови

С помощью набора «АСТН ЕL1SA» (США), предназначенного для количественного определения АКТГ в плазме крови, на электрохемилюминесцентном иммуноанализаторе «Elecsys 2010» фирмы «Roche» определяли его уровень.

Методика ИФА интерлейкина-1 в сыворотке крови С помощью набора для иммуноферментного определения интерлейкина 1- в сыворотке крови человека «Интерлейкин-1 – ИФА-БЕСТ» (ЗАО «Вектор-Бест, Россия, Новосибирск) проводили его количественное определение. В набор входят: основной реагент – сорбированные на поверхности лунок разборного полистирольного планшета моноклональные антитела к ИЛ-1, конъюгаты поликлональных антител к ИЛ-1 с биотином и содержащие ИЛ-1 калибровочные образцы

Лабораторные методы исследования

При поступлении в стационар у пациентов 1 группы уровень ИЛ-1 составлял 3,49 ± 1,61 пг/мл, а во 2 группе пациентов - 3,20 ± 0,81 пг/мл. Эти значение были достоверно (р 0,05) выше, в 5,2 и 4,7 раза соответственно, по отношению к группе здоровых волонтеров (Назарова Е.Л. и соавт., 2010). Этот факт свидетельствует о значительной активации образования вновь синтезируемых медиаторов воспаления. Первым цитокином, который индуцирует образование цитокинов «второго ряда», является ИЛ-1 (Черний В.И., Нестеренко А.Н., 2007; Супрун Э.В., 2010; Крылов В.В., Пурас Ю.В., 2013). Сравниваемые в исследовании группы были полностью сопоставимы по исходному уровню изучаемых показателей (таблица 3.2).

Клетки организма не способны к спонтанному синтезу ИЛ-1, но отвечают его продукцией на воздействие инфекции, микробных токсинов, воспалительных агентов, других цитокинов, активированных компонентов комплемента или системы свертывания крови. Экспрессия гена ИЛ-1 с образованием биологически активного белка начинается только после активации клеток различными индукторами. ИЛ-1 – это главный медиатор развития местной воспалительной реакции при любом типе воспаления, продуцируется клетками воспаления, вызывает высвобождение и экспрессию других медиаторов воспаления как клеточного, так и плазменного происхождения (цитокинов, факторов роста, хемокинов, биоактивных липидов, металлопротеиназ и АФК, адгезивных рецепторов), пролиферацию резидентных клеток (Черний В.И., Нестеренко А.Н., 2007; Sheu J.N. et al., 2007; Супрун Э.В., 2010; Dimitrakova E., Kostov I., 2011). Кроме того, ИЛ-1 стимулирует выход лейкоцитов из красного костного мозга, также активирует лимфоциты и Нф. Оказывает катаболическое действие на соединительную ткань, приводя к разрушению органа. Усиленная продукция ИЛ-1 на местном уровне приводит к разрушению ткани; на системном уровне – к фатальному нарушению гемодинамики и часто – к летальному исходу (ЗАО «Вектор-Бест», 2008).

Уровень ИЛ-6 у пациентов 1 группы при поступлении в стационар, как видно из таблицы 3.2, составил 283,08 ± 111,09 пг/мл, а у пациентов 2 группы – 278,59 ± 165,01 пг/мл. Эти значения были достоверно (p 0,01) значительно повышены, по сравнению с группой здоровых волонтеров, в 40,4 и 39,7 раза соответственно. ИЛ-6 практически отсутствует в сыворотке крови при нормальных физиологических условиях, но его количество в сыворотке значительно повышается при многих микробных инвазиях, иммунологических реакциях, воспалении или повреждении тканей. Влияние, которое ИЛ-6 оказывает на прогрессирование воспалительного процесса, достаточно сложное, потому что он обладает как про – так и противовоспалительным влиянием, а так же эффектом отрицательной обратной связи по отношению к продукции ИЛ-1 и ФНО- (Papanicolaou D.A., 1998). ИЛ-6 способствует как обострению хронических, так и хронизации острых воспалительных процессов. ИЛ-6 в отличие от ИЛ-1 ведет себя как циркулирующий в крови гормон, для которого характерны системные эффекты. Он может опосредовать регуляторные связи между иммунной системой, костным мозгом, нейроэндокринной системой, печенью и другими тканями (Papanicolaou D.A., 1998). Уровень ИЛ-6 в сыворотке коррелирует с тяжестью инфекции и имеет прогностическую ценность. Роль ИЛ-6 как противовоспалительного цитокина обусловлена его ингибирующим влиянием на продукцию ИЛ-1 и ФНО- и активацией продукции РАИЛ-1 и ИЛ-10 (Mastorakos G. 2007; Шварц В., 2009).

Уровень ИЛ-4 (таблица 3.2) у пациентов 1 группы при поступлении в стационар составил 5,78 ± 2,43 пг/мл, а у пациентов 2 группы – 5,11 ± 2,31 пг/мл. Эти значения были достоверно (p 0,05) выше по сравнению с группой здоровых волонтеров в 3,8 и 3,4 раза соответственно. Данный факт свидетельствует об одновременной активации продукции противовоспалительных цитокинов. ИЛ-4 подавляет продукцию ИЛ-1, ФНО-, ИЛ-6, ИЛ-8, ингибирует цитотоксическую активность Т-лимфоцитов, МФ, оказывает противовоспалительное действие (Крылов В.В., Пурас Ю.В., 2013). Продукция ИЛ-4 усиливается под влиянием ИЛ-1 и -2 (Крылов В.В., Пурас Ю.В., 2013). Таким образом, ИЛ-4 – цитокин, который отвечает за активность гуморального звена ИО. Кроме того, сравниваемые показатели у пациентов 1 и 2 групп были полностью сопоставимы по исходному уровню изучаемых показателей (таблица 3.2). Уровень ИЛ-10 (таблица 3.2) при поступлении в стационар у пациентов 1 группы составил 34,45 ± 30,37 пг/мл. У пациентов 2 группы – 33,61 ± 13,72 пг/мл. Эти значения были достоверно (p 0,05) повышены по сравнению с группой здоровых волонтеров в 4,9 и 4,78 раза соответственно. Активация продукции ИЛ-10 вместе с ИЛ-4 подтверждает активацию противовоспалительного цитокинового звена с первых часов травмы ГМ. ИЛ-10 служит важнейшим регулятором ИО, подавляющим активность МФ и Th1 и обеспечивающим реализацию некоторых биологических эффектов Т-хелперов 2 (Th2) (Fonseca-Camarillo G. et al., 2013).

Необходимо также отметить сопоставимость сравниваемых групп по исходному уровню исследуемого признака (таблица 3.2). ИЛ-10 относится к числу важных противовоспалительных цитокинов. Продуцируется Тh2 и может рассматриваться как антагонист ряда других цитокинов. Он подавляет продукцию всех провоспалительных цитокинов, интерферона- (ИФР-), пролиферативный ответ Т-клеток на антиген и митогены, а также подавляет секрецию активированными Мц ИЛ-1, ФНО- и ИЛ-6. В результате он способствует развитию гуморального ИО, обусловливая резистентность организма (Vinolo M.A. et al., 2011; Jung M., 2012; G. Fonseca- Camarillo et al., 2013).).

Механизм подавления Ил-10 активации МФ состоит в ингибировании экспрессии главного комплекса гистосовместимости 2 класса (MHC-II). Главным эффектом Ил-10 является угнетение секреции Ил-1, ИЛ-6, ИЛ-8, ФНО-, АФК и ПГЕ2 (Vinolo M.A., 2011; Jung M. et al., 2012).

Цитокиновый профиль у больных с изолированной черепно-мозговой травмой средней и тяжелой степени тяжести при лечении

На 8 сутки лечения у пациентов 1 группы его уровень составил 1,89 ± 0,44 пг/мл, что достоверно (p 0,01) ниже в 19,5 раза его содержания у здоровых лиц. По сравнению с 1 сутками оно было достоверно (p 0,01) ниже в 8,5 раза (рисунок 4.9). Во 2 группе пациентов, с применением ТЭС-терапии, при исследовании уровня АКТГ на 8 сутки не выявлено выраженного снижения его содержания, как в 1 группе пациентов. Хотя имело место достоверное (p 0,05) отличие (ниже в 1,7 раза) его уровня от здоровых лиц (рисунок 4.9).

Уровень утреннего кортизола на 1 сутки в 1 и 2 группе пациентов был достоверно (р 0,05) выше показателя у здоровых волонтеров в 1,13 и 1,14 раз соответственно (рисунок 4.10). Гиперкортизолемия на 1 сутки у пациентов с изолированной ЧМТ средней и тяжелой степенью тяжести объясняет высокую активность глюкокортикоидов как периферической ветви СРС (Фогт С.Н., 2012).

На 8 сутки у пациентов 1 группы уровень утреннего кортизола снижался до 449,60 ± 95,77 нмоль/л, что достоверно (p 0,05) ниже в 1,3 раза, чем у здоровых лиц и по сравнению с 1 сутками – достоверно (p 0,05) ниже в 1,5 раза (рисунок 4.10). 700 ( 596,8 680,596,8 1 617,6 6 600- / 500 f 449,f6 j 400 Здоровые 1 сутки 8 сутки 300 -y 200- 100- У 01 группа 2 группа Рисунок 4.10 – Динамика уровня кортизола у пациентов 1 и 2 групп с изолированной ЧМТ в разные периоды наблюдения Во 2 группе пациентов, с применением ТЭС-терапии, исследование содержания утреннего кортизола на 8 сутки выявило следующие изменения. Оно оставалось достоверно (p 0,05) выше по отношению к уровню здоровых лиц на 20,86 нмоль/л и достоверно не менялось по сравнению с 1 сутками (рисунок 4.10).

Следовательно, проведение ТЭС-терапии во 2 группе пациентов предотвращает на 8 сутки истощение активности оси СРС – ГГНС, предотвращая тем самым падение уровня кортизола ниже нормальной величины (Фогт С.Н., 2012). Это способствует пролонгации фазы резистентности стресса и предотвращает развитие фазы истощения (Фогт С.Н., 2012).

Необходимо отметить, что все изменения содержания цитокинов у пациентов 1 группы происходили при пониженном уровне -эндорфина, который к 8 суткам становился достоверно (р 0,01) ниже в 3,0 раза по сравнению со здоровыми лицами и составлял 2,38 ± 0,84 пг/мл. При сравнении с уровнем в 1 сутки он был достоверно (р 0,05) ниже в 1,7 раза (рисунок 4.11). Таким образом, гипоэндорфинемия – сочетается с наблюдаемым ростом уровня провоспалительных цитокинов.

Рисунок 4.11 – Динамика уровня -эндорфина у пациентов 1 и 2 групп с изолированной ЧМТ в разные периоды наблюдения Во 2 группе пациентов в 1 сутки также отмечена выраженная депрессия опиоидэргического звена СЛС – уровень -эндорфина был достоверно (р 0,01) меньше в 1,7 раза, чем у здоровых лиц (рисунок 4.11). При использования ТЭС-терапии он к 8 суткам достоверно (р 0,05) вырос в 1,4 раза по сравнению с 1 сутками. Его содержание, по сравнению с пациентами 1 группы, становилось достоверно (р 0,01) выше в 2,5 раза (рисунок 4.11).

Таким образом, повышенный уровень провоспалительных цитокинов и гипоэндорфинемия в сочетании с гипопродукцией противовоспалительных цитокинов, обусловливает более значительное повреждение ткани ГМ в зоне ишемии при ЧМТ (Трофименко А.И., 2014). ОП, благодаря проведению ТЭС-терапии, выделяющиеся в достаточном количестве, способны ограничить эксайтотоксичность за счет блокирования освобождения глутамата, а также, благодаря открытию АТФ-зависимых калиевых каналов, запускать реакции опиоидэргического пре- и посткондиционирования, оказывая нейропротекторный эффект, особенно в 1 сутки после развития острой церебральной ишемии (Husain S. et al., 2011; Hutchinson M.R. et al., 2011; Feng Y. et al., 2011; Иванов К.П., 2013; Akhter N. et al., 2013).

Трофименко А.И. (2014) показал, что применение ТЭС-терапии в условиях экспериментального ИИ активирует процессы репарации в очаге инфаркта мозга и приводит к уменьшению размеров очага инфаркта мозга. Это обусловлено гомеостатическим влиянием ТЭС-терапии на баланс про- и противовоспалительных цитокинов и нормализацию уровня -эндорфина.

Таким образом, включение ТЭС-терапии в комплекс стандартных лечебных мероприятий у пациентов с ЧМТ, за счет стимуляции внутримозговых опиоидергических структур, позволяет увеличивать содержание -эндорфина, обеспечивая гомеостатический эффект и активизируя нейропротекцию.

При поступлении в стационар у всех пациентов отмечен лейкоцитоз с нейтрофилезом и лимфоцитопенией. При этом выявлена обратная корреляционная связь с уровнем провоспалительных цитокинов: ИЛ-1 (коэффициент Пирсона – 0,5) и с уровнем ИЛ-6 (коэффициент Пирсона – 0,85). Это указывает на развитие у пациентов в остром периоде изолированной ЧМТ средней и тяжелой степени тяжести асептического воспаления и на ранних стадиях течения травмы – иммунодефицита (наличие выраженной лимфоцитопении при высоком уровне провоспалительных цитокинов). Установлено, что лимфоцитопения при одновременной нейтрофилии и моноцитозе свидетельствует о неблагоприятном исходе (Шевченко К.В., 2010).

Во 2 группе пациентов, с проведением ТЭС-терапии, на 8 сутки выявлена обратная корреляционная связь между возрастанием уровня Лф и снижающимся уровнем провоспалительных цитокинов: с уровнем ИЛ-1 (коэффициент Пирсона – 0,98) и с содержанием ИЛ-6 (коэффициент Пирсона – 0,98).

Таким образом, применение ТЭС-терапии, ограничивая выраженность стресс-реакции, восстанавливает баланс цитокинов, корригирует активность, развивающегося с первых часов ЧМТ, асептического воспаления, и нейропротекции, а также способствует положительным сдвигам в лейкоформуле.