Введение к работе
Актуальность темы:
Внедрение искусственного и вспомогательного кровообращения в хирургическую практику сделало возможным выполнение сложных операций на сердце, включая двухэтапную трансплантацию сердца, и позволило расширить возрастные границы хирургического лечения, в том числе среди больных с сочетанной патологией сердца. [Шумаков В.И., Толпекин В.Е., 2000, 2003; Шумаков Д.В., 2009; Nishimura, 2000; Park et al., 2000; Pennington D.C. et al., 2001; Caruso R., 2010].
В то же время, для дальнейшего улучшения клинических результатов применения систем механической поддержки кровообращения, наряду с созданием новых и совершенствованием используемых систем вспомогательного кровообращения при двухэтапной трансплантации сердца, возникает необходимость решения ряда медико-биологических задач, связанных с дизрегуляцией адаптационно-защитных реакций, приводящих к развитию воспалительного ответа, иммунному и метаболическому дисбалансу и снижению противоинфекционной резистентности. Наличие входных ворот для инфекции через магистрали систем искусственного и вспомогательного кровообращения повышает риск бактериальной агрессии с развитием тяжелых инфекционно-воспалительных процессов и органных дисфункций [Шумаков В.И. и соавт., 2006; Белобородова Н.В., 2008; Гусев Е.Ю. и соавт., 2008; Сускова В.С. и соавт., 2009; Попцов В.Н., 2009; Smedira N.G. et al., 2001; Hotchkiss S.S., 2003 и др.], что выдвигает разработку новых информативных методов прогнозирования послеоперационных осложнений в разряд актуальных задач.
В последние годы появились новые данные о роли цитокинопосредованных механизмов в развитии хирургической инфекции и полиорганной недостаточности. Показано, что в результате повреждения и/или инфицирования тканей в организме развивается сложный многокомпонентный каскад последовательных реакций, неотъемлемым звеном которых являются цитокины иммунной системы – функциональные молекулы межклеточных взаимодействий в иммунном ответе [Черных Е.Р. и соавт., 2005; Кетлинский С.А. и соавт., 2008; Hancook J.T. et al., 2001; Blan K.S. et al., 2007; Cinel I. et al., 2009].
Цитокины играют ключевую роль как в развитии защитного воспалительного ответа, так и в регуляции избыточных проявлений системного воспаления. Нарушение цитокинового баланса приводит либо к развитию бактериально-токсического шока и органных дисфункций, что является причиной ранней летальности больных с гнойно-септическими осложнениями, либо к развитию глубокой иммунодепрессии и анергии, что ведет к формированию поздней полиорганной недостаточности. [Косякова Н.И. и соавт., 2005; Козлов В.К., 2006; Casey L.С., 2000; Annane D. et al., 2003; Axelsson J. et al., 2010].
В настоящее время определение уровней цитокинов используется для оценки тяжести течения патологического процесса; эффективности проводимой терапии; прогнозирования развития тяжелых послеоперационных инфекционно-воспалительных осложнений. [Демьянов А.В. и соавт., 2003; Бережная Н.И. 2007,; Bone R.S., 1997; Balk R.A., 2002; He Z., Zhao C. et al., 2005; Guani-Guerra E. еt al., 2010].
Однако применение цитокинов иммунной системы в качестве маркеров воспаления и прогнозирования осложненного послеоперационного течения в отечественной клинической практике остается ограниченным [Останин А.А. и соавт., 2004; Шевченко О.П., 2009; Железнякова Г.Ф. и соавт., 2009]. Остаются недостаточно изученными особенности продукции цитокинов и прогностическое их значение у больных с исходным иммунодефицитом при операциях в условиях искусственного кровообращения и вспомогательного кровообращения при двухэтапной трансплантации сердца.
Сдерживающим фактором использования цитокиновых параметров для прогнозирования послеоперационных осложнений является также отсутствие четкого алгоритма иммунологического мониторинга, включающего наряду с определением фенотипического состава клеток, оценку регуляторных межклеточных взаимодействий, осуществляемых цитокинами. Отсутствие таких данных предопределило цель настоящего исследования.
Цель исследования:
Изучить значимость цитокинов иммунной системы для прогнозирования развития и тяжести течения послеоперационных осложнений у кардиохирургических и трансплантологических больных при искусственном и вспомогательном кровообращении и повысить информативность алгоритма иммунологического мониторинга на основе включения цитокиновых параметров.
Задачи исследования:
Изучить особенности цитокинового статуса у больных с нарастающей сердечной недостаточностью при подготовке к операциям в условиях искусственного кровообращения.
Исследовать основные закономерности и выявить особенности динамики цитокинов в процессе и в ранние сроки после искусственного кровообращения.
Оценить уровни цитокинов и их взаимосвязь с клеточными параметрами при вспомогательном кровообращении при трансплантации сердца для определения тактики иммунологического мониторинга.
Выявить сопряженность между цитокинами иммунной системы и клиническим статусом кардиохирургических и трансплантологических больных для обоснования использования их при прогнозировании послеоперационных осложнений.
Усовершенствовать алгоритм иммунологического мониторинга путем включения цитокиновых параметров для повышения его информативности в прогнозировании развития послеоперационных осложнений.
Научная новизна:
Впервые показано, что цитокиновый дисбаланс, отражающий тяжелую форму нарушения иммунной системы, является новым самостоятельным функциональным типом вторичного иммунодефицита, способствующим развитию тяжелых инфекционно-воспалительных процессов и органных дисфункций.
Впервые установлено, что нарушение баланса цитокинов является ранним признаком иммунодефицитных состояний у больных с нарастающей сердечной недостаточностью и предпосылкой для развития иммунозависимых осложнений при хирургическом лечении.
Показана возможность использования цитокиновых параметров для раннего выявления воспалительного ответа и органных дисфункций и контроля за их разрешением на разных этапах после операций в условиях искусственного и вспомогательного кровообращения, в том числе двухэтпной трансплантации сердца.
Впервые определены типы основных вариантов цитокиновых реакций, соответствующих: 1 – благоприятному прогнозу, 2 – нарастанию органных дисфункций и риску инфекционных осложнений, 3 – нарастанию дыхательной недостаточности, 4 – неблагоприятному прогнозу после искусственного кровообращения, которые зависят от тяжести дооперационного иммунодефицита и степени выраженности сердечной недостаточности.
Выявлена сопряженность между тяжестью клинического состояния и цитокиновыми параметрами и обоснована возможность их использования для прогнозирования и индивидуального контроля за развитием послеоперационных осложнений у кардиохирургических и трансплантологических больных.
Разработан алгоритм иммунологического мониторинга при искусственном и вспомогательном кровообращении путем применения современных инновационных методов сочетанной оценки цитокиновых параметров и фенотипического состава клеток иммунной системы, позволивших повысить его прогностическую информативность.
Научно-практическая значимость работы:
Выявленные закономерности и варианты динамики цитокинов до и после операций в условиях искусственного и вспомогательного кровообращения необходимо учитывать при выборе тактики иммунологического обследования для контроля за развитием послеоперационных осложнений.
Отобраны варианты комбинаций цитокинов на основе их корреляционных взаимосвязей для использования в качестве прогностических критериев развития и тяжести течения послеоперационных осложнений у кардиохирургических и трансплантологических больных.
Обязательными компонентами иммунологического мониторинга, наряду с клеточными (апоптоз, иммунорегуляторные субпопуляции лимфоцитов) и фагоцитарными (моноциты, оксидазная активность нейтрофилов) показателями иммунитета, должны быть цитокиновые параметры (IL-2, IL-4, IFN-, IL-6, TNF-), отражающие взаимосвязь между отдельными звеньями иммунной системы.
Определены информативные цитокиновые показатели (IL-6, IL-8, TNF-) и прогностически значимые периоды для проведения иммунологического мониторинга (ранний период адаптации, лихорадка неясной этиологии, 30 сутки левожелудочкового обхода – критический срок развития эндокардита систем МПК, замена деталей системы) при вспомогательном кровообращении у больных, ожидающих трансплантацию сердца.
Внедрение результатов в практику:
Основные положения диссертационной работы внедрены в клиническую практику и повседневно используются в отделениях: анестезиологии, реанимации и интенсивной терапии; хирургии сердца и вспомогательного кровообращения; коронарной хирургии и трансплантации сердца и реконструктивной хирургии приобретенных пороков сердца ФГУ «ФНЦТиИО им. академика В.И. Шумакова» Минздравсоцразвития России.
Апробация диссертации состоялась 01 июля 2010г. на заседании объединенной научной конференции клинических, экспериментальных отделений и лабораторий ФГУ «ФНЦиТИО им. академика В.И. Шумакова» Минздравсоцразвития РФ.
Материалы и основные положения диссертации доложены:
На XXXI Congress ESAO, (Warshaw, Poland, 2004г.); на IX и Х Всероссийском научном форуме с международным участием «Дни иммунологии в С.-Петербурге», (2005, 2006гг.); на 11-th European Congress on Extra-Corporeal Circulation Technology, (Italy 2005г.); на 7-th Symposium of World artificial organ, immynology and Transplantation society (Waits), (Russia., St-Petersburg, 2005г.); на XII, XIII, XIV и XV Всероссийских съездах сердечно-сосудистых хирургов, (Москва, 2006-2009гг.); на VI Съезде иммунологов-аллергологов, Российском национальном конгрессе аллергологов и III Конференции по иммунотерапии (Москва, 2006г.); на Конференции «Клиническая трансплантация органов» РНЦХ РАМН, (Москва, 2007г.); на Объедененных иммунологических форумах, (Москва, 2007 и 2008гг.); на IV Всероссийском съезде трансплантологов им. академика В.И.Шумакова, (Москва, 2008г.); на Национальной конференции «Аллергология и клиническая иммунология – междисципл. проблемы», (М., 2009г.); на VII Съезде аллергологов-иммунологов СНГ, (С.-Пб., 2009г.); на Всесоюзной конференции «Инфекции в трансплантологии», (М., 2009г.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 16 научных работ в центральной печати, в том числе 4 статьи в рецензируемых журналах, рекомендуемых ВАК и 4 публикации в зарубежных изданиях.
Диссертационная работа выполнена в рамках зарегистрированной НИОКР (2661/12 от 19.12.07г. регистрационный № 0120.0800392) темы: «Диагностика и коррекция иммунных нарушений у больных при органной и клеточной трансплантации и операциях на сердце в условиях искусственного и вспомогательного кровообращения».
Проведенные исследования являются частью разрабатываемой новой стратегии терапии гнойно-септических осложнений у кардиохирургических и трансплантологических больных на основе инновационных технологий.
Объём и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, характеристики больных и методов исследования, 4 глав результатов собственных исследований, заключения, выводов, практических рекомендаций и библиографического указателя, включающего 199 источников, из них 96 отечественных и 103 зарубежных авторов. Работа представлена на 122 страницах машинописного текста, иллюстрирована 16 таблицами и 21 рисунком.
Похожие диссертации на Цитокины в прогнозировании послеоперационных осложнений при искусственном и вспомогательном кровообращении
