Нарушение кислородтранспортной функции гемоглобина

Нарушения кислородтранспортной функции гемоглобина при хирургическом эндотоксикозе и их коррекция ремаксолом

Синдром эндогенной интоксикации в современной хирургии занимает важнейшее место [3, 8]. При острых гнойно-воспалительных заболеваниях он выступает ведущим в развитии полиорганной недостаточности, крайним негативным итогом которой зачастую является фатальный исход [1, 10].

В основе нарушения органных функций лежат системные микроциркуляторные расстройства и гипоксия, которые обусловливают изменения метаболизма, нарушение окислительного фосфорилирования с возможными дегенеративно-деструктивными изменениями в клетках. Важнейшим патогенетическим компонентом мембранодеструктивного процесса является оксидативный стресс, при котором образуются весьма токсичные продукты, что еще в большей степени отягощает эндоинтоксикацию [6, 11, 13]. Фактически создаются реальные условия придания этому процессу аутокаталитической направленности, что в значительной степени утяжеляет решение задачи по поиску эффективной терапии. Очевидно, что лечебная программа по уменьшению эндотоксикоза должна воздействовать не только на основной очаг, но и обладать способностью купировать (предупреждать прогрессирование) процессы, формирующие дополнительный источник интоксикации, в частности за счет гипоксии [2]. В этой связи немалый интерес вызывает препарат ремаксол, который в своем составе имеет фармакологические компоненты, обладающие способностью уменьшать явления гипоксии и перекисного окисления липидов (ПОЛ) [4]. Отметим, что значимость гемоглобина в патогенезе гипоксии известна и детально изучена. Однако конкретные функциональные и структурные изменения в его молекуле исследованы недостаточно полно [8, 15]. Развитие оптико-спектральных методов вызвало появление огромного количества направлений в различных областях, в том числе биологии и медицине, и в последнее время оптико-спектральные методы являются незаменимыми при решении широкого круга исследовательских и прикладных задач. В последнее время появились работы по оценке структурно-функционального состояния гемоглобина при различных патологиях [8, 14].

Цель работы — изучить эффективность ремаксола в коррекции кислородтранспортной функции эритроцитов у больных с хирургическим эндотоксикозом.

Проведено клинико-лабораторное исследование 52 больных (35 (67,3%) мужчин и 17 (32,7%) женщин, средний возраст 40,3±2,6 года) острым аппендицитом, осложненным перитонитом, распределенных в основную группу (n=25) и группу сравнения (n=27).

Всем больным в послеоперационном периоде проводили стандартное лечение: инфузионную терапию суточным объемом 1600-2000 мл (Sol. Glucosae 5% + Insulini из расчета 1 ЕД на 4 г сухого вещества глюкозы, Sol. Natrii chloridi 0,89%, Ringer-Lokk и другие солевые растворы внутривенно капельно); антибактериальную терапию в виде комбинации полусинтетических пенициллинов (Ampicillinum, Ampioxum, Oxacillinum по 1,0 г 4 раза в сутки внутримышечно) и аминогликозидов (Gentamycinum 0,08 г 2 раза в сутки внутримышечно); обезболивающую терапию: наркотические (Sol. Promedoli 2% — 1 мл внутримышечно в течение первых суток каждые 6 ч) и ненаркотические (Sol. Analgini 50% — 2 мл внутримышечно) анальгетики; десенсибилизирующую терапию (Sol. Dimedroli 1% — 1 мл внутримышечно).

В основной группе терапия пополнялась ежедневными в течение 5 сут внутривенными капельными введениями ремаксола в объеме 400 мл. Первую дозу препарата вводили интраоперационно или сразу же после операции.

Больным проведена экстренная операция, при которой диагностированы деструктивные формы острого аппендицита, сопровождающиеся диффузным гнойным или гнойно-фибринозным перитонитом. Выполнялись удаление червеобразного отростка, санация и дренирование брюшной полости. Для изучения параметров гомеостаза больным в день поступления и на 1, 3, 5-е сутки после операции производили забор венозной крови.

Для получения данных, которые приняты за условную физиологическую норму, проведены исследования у 25 здоровых добровольцев обоего пола.

Исследования велись на основе информированного согласия участников в соответствии с международными этическими требованиями ВОЗ (правила GCP — Good Clinical Practice), предъявляемыми к медицинским исследованиям с участием человека (Женева, 1993).

Оценивали эндогенную интоксикацию: содержание молекул средней массы определяли спектрофотометрическим методом на спектрофотометре СФ-46 при длинах волн 254 и 280 нм; общую (ОКА) и эффективную концентрацию альбумина (ЭКА) в сыворотке крови — флюоресцентным методом на специализированном анализаторе АКЛ-01 Зонд. Резерв связывания альбумина определяли по формуле РСА=ЭКА/ОКА, индекс токсичности плазмы по формуле ИТ=ОКА/ЭКА-1. Оценивали интенсивность ПОЛ: диеновые конъюгаты определяли спектрофотометрическим методом при длине волны 232-233 нм; уровень малонового диальдегида — спектрофотометрическим методом в реакции с тиобарбитуровой кислотой [7]. Исследовали конформацию и свойства гемоглобина эритроцитов с применением метода спектроскопии комбинационного рассеивания. Регистрацию спектров комбинационного рассеивания (КР) проводили с помощью рамановского спектрометра in via Basis фирмы «Renishaw» (UK) с лазером, генерирующим возбуждающий свет с длиной волны 532 нм, резонансной для молекулы гемоглобина, в течение 20 с при мощности лазера 1,5 мВт. Для анализа конформации и О2-связывающих свойств гемоглобина использовали соответствующие полосы спектров КР эритроцитов с максимумами при 1355, 1375, 1548-1552, 1580-1588 см-1 соответственно. Относительное количество оксигемоглобина в эритроцитах определяли как отношение интенсивностей I1375/(I1355+I1375) (I). Относительная способность гемоглобина связывать лиганды рассчитывалась как отношение I1355/I1550 (II), относительная способность гемоглобина выделять лиганды — как отношение I1375/I1580 (III), сродство гемоглобина к лигандам (О2) — как отношение (I1355/I1550)/(I1375/I1580) (IV), конформационные изменения пирролов — как отношение I1375/I1172 (V) [12, 15]. При оценке тяжести перитонита использован Мангеймский индекс.

Статистическую обработку полученных данных осуществляли с помощью пакета прикладных программ Microsoft Excel 2007, istica 6.0 с помощью параметрических и непараметрических критериев для двух независимых групп данных.

При поступлении у больных диагностирован острый аппендицит, осложненный перитонитом, что подтверждено и интраоперационно. Тяжесть перитонита в исследованных группах оказалась сопоставимой, на что указал Мангеймский индекс, который в группе сравнения составил 21,7±1,17, в основной — 22,7±1,27 (II степень тяжести). Отметим, что у больных обеих групп выраженность эндогенной интоксикации при поступлении в клинику, оцененная по уровню токсических продуктов гидрофильной и гидрофобной природы, а также интенсивность процесса перекисного окисления липидов и явления общей гипоксии, также были сопоставимыми. Таким образом, означенные данные дают основание для адекватной оценки эффективности ремаксола в лечении перитонита и влияния его на ключевые показатели гомеостаза, в том числе структурно-функциональное состояние гемоглобина, показатели которого у больных обеих групп при поступлении в клинику были также сопостави­мыми.

Вначале проведен анализ результатов клинико-лабораторных исследований в группе сравнения: в раннем послеоперационном периоде, через сутки после операции, значения всех исследованных показателей гомеокинеза изменялись в большей степени, чем при поступлении. Парадокс усугубления расстройств гомеостаза в первые сутки после операции известен [2]. В основе его лежат хирургическая агрессия и наркоз. Безусловно, важнейшим негативным проявлением выступает утяжеление синдрома эндогенной интоксикации. Уровень токсичных продуктов в крови через сутки после операции по сравнению с дооперационным повышался на 12,3-13,8% (р<0,05). Отметим важный факт сопряженности роста эндоинтоксикации с активизацией процесса ПОЛ и явлениями гипоксии: содержание молекулярных продуктов липопероксидации в этот этап наблюдения возрастало по отношению к до­операционному уровню на 17,6-26,7% (р<0,05), уровень молочной кислоты повышался на 43,9% (р<0,05), а индекс гипоксии возрастал на 18,3% (р<0,05).

Особый интерес вызвал установленный факт больших конформационных и функциональных изменений гемоглобина через сутки после операции. Значения почти всех исследованных показателей достоверно отличались от дооперационного уровня на 7,1-17,8% (р<0,05). По данным РАМАН-спектроскопии, значительные изменения выявлены в распределении гемоглобина в эритроцитах (см. рисунок на цв. вклейке

).

В последующие этапы наблюдения расстройства гомеостаза у больных группы сравнения уменьшались. Однако на конечном этапе наблюдения изменения исследованных показателей достоверно отличались от нормы (табл. 1

, 2 ).

Таким образом, исследования в группе сравнения показали, что при остром перитоните регистрируются существенные изменения конформационно-функционального состояния гемоглобина, что, безусловно, является немаловажным в патогенезе общей гипоксии. Анализ спектров КР показал, что конформационная структура гемопорфирина и, как следствие, кислородсвязывающая способность гемоглобина в эритроцитах в первые сутки после операции изменяются в наибольшей степени, что утяжеляет состояние больных и вкупе с другими расстройствами может явиться неблагоприятным фоном для развития осложнений. Изменение кислородсвязывающей способности эритроцитов происходит на фоне активации ПОЛ. Повышенное содержание ТБК-реактивных продуктов, в частности малонового диальдегида, может приводить к образованию ковалентных сшивок между функциональными группами белков с образованием высокомолекулярных аддуктов. В результате образования крупных агрегатов гемоглобина, полученных путем сшивки глутаровым альдегидом нескольких десятков молекул друг с другом, сродство образующихся комплексов к кислороду уменьшается [5].

Следовательно, установленные изменения в молекуле гемоглобина и их сопряженность с ПОЛ и эндогенной интоксикацией (r=0,834-0,973, р<0,05) позволяют определить вектор терапии этих расстройств. Препарат ремаксол, обладая антиоксидантным и антигипоксантным действием, априори может быть причислен к списку эффективных. Постулат подтвержден исследованиями в основной группе больных острым перитонитом.

Выявлено, что на фоне комбинированной терапии с ремаксолом (первая доза препарата вводилась интраоперационно или сразу же после операции) уже в первые сутки раннего послеоперационного периода отмечены существенные положительные изменения в оцененных компонентах гомеостаза.

В то же время изменений в показателях в группе сравнения выявлено не было. Важным эффектом оказалась способность комбинированной терапии уже через 5 сут восстанавливать почти все исследованные показатели.

Установлено, что достоверный положительный эффект у пациентов, получавших ремаксол, в отличие от группы сравнения, выявлен фактически по всем показателям на всех этапах периода наблюдения (см. табл. 1

, 2 ). Так, уровень токсических продуктов гидрофильной природы в крови при использовании комбинированной терапии, по сравнению с группой сравнения, уменьшался на 12,7-21,3% (р<0,05), гидрофобной — на 31,3-38,4% (р<0,05), интенсивность ПОЛ падала на 16,7-26,4% (р<0,05), явления гипоксии снижались: содержание молочной кислоты уменьшалось на 16,5-23,3% (р<0,05), индекс гипоксии падал на 5,8-9,1% (р<0,05).

Особый интерес вызвала эффективность комбинированной терапии с ремаксолом в отношении конформационных и функциональных изменений гемоглобина. Уже через сутки относительная способность гемоглобина выделять лиганды, в отличие от группы сравнения, возрастала на 6,9% (р<0,05), сродство гемоглобина к лигандам (О2) — на 5,3% (р<0,05), колебания метиновых мостиков гемоглобина уменьшались на 10,4% (р<0,05). На 3-и и 5-е сутки отмечен более значимый положительный эффект ремаксола: достоверные изменения выявлены по всем исследованным кислородсвязывающим показателям гемоглобина. Так, содержание оксигемоглобина в эритроцитах, в отличие от группы сравнения, снижалось на 5,0 и 5,6% (р<0,05) соответственно контрольным этапам, повышалось сродство гемоглобина к кислороду (относительная способность связывать и выделять лиганды увеличивалась соответственно на 5,7 и 7,26% и на 6,5 и 7,3% (р<0,05)), сродство гемоглобина к лигандам повышалось на 6,3 и 7,8% (р<0,05), возрастала устойчивость образуемого оксигемоглобинового комплекса (колебания метиновых мостиков гемоглобина уменьшались на 12,1 и 11,7% (р<0,05) соответственно). По данным РАМАН-спектроскопии, изменения в распределении гемоглобина в эритроцитах были менее выражены (см. рисунок на цв. вклейке

).

Динамика восстановления конформационных и функциональных показателей гемоглобина на фоне терапии с ремаксолом коррелировала с уменьшением интенсивности процесса ПОЛ и выраженности эндогенной интоксикации (r=0,756-0,958, р<0,05).

Существенное уменьшение расстройств гомеостаза на фоне комбинированной терапии с ремаксолом сопровождалось улучшением клинических показателей. В частности, выявлено сравнительно быстрое купирование воспалительного процесса в брюшной полости. Так, в основной группе больных диагностировано уменьшение выделения экссудата по дренажам на 14,5-28,9% (р<0,05), достоверное снижение и укорочение продолжительности температурной реакции на 1,78±0,35 дня (р<0,05), уменьшение количества лейкоцитов на 3-и сутки на 13,3% (p<0,05), на 5-е- на 15,8% (p<0,05). Осложнения со стороны послеоперационной раны в виде серомы возникли у 2 больных, тогда как в группе сравнения у 5 больных (в 2 случаях нагноение, в 3 — серома раны). Важнейшим положительным клиническим эффектом комбинированной терапии явилось сравнительно быстрое восстановление функции кишечника, что было зарегистрировано по данным УЗИ и аускультативно. Активизация моторики кишечника отмечена раньше, чем в группе сравнения, на 13,9±0,53 ч (р<0,05).

При остром перитоните изменяются конформация молекулы гемоглобина и его кислородсвязывающая способность, что является немаловажным в развитии общей гипоксии. Наибольшие изменения в молекуле гемоглобина выявлены через сутки после операции как следствие хирургической агрессии. Получены доказательства, что модификация конформационно-функционального состояния гемоглобина сопряжена с процессом пероксидации липидов и эндогенной интоксикацией. Установлена эффективность комбинированной терапии с ремаксолом в коррекции кислородсвязывающей функции гемоглобина при остром перитоните. Выраженное положительное действие препарата, ослабляющее проявления хирургической агрессии, отмечено уже после первого введения. Терапевтическая эффективность препарата обусловлена его способностью уменьшать интенсивность ПОЛ и выраженность эндогенной интоксикации. Сравнительно быстрое восстановление показателей гомеостаза, в частности уменьшение явлений общей гипоксии при использовании ремаксола приводило к положительному клиническому эффекту.

Источник