Оценка изменений уровня соматотропного гормона, кортизола и глюкозы крови у подростков, больных менингитами различной этиологии

Бюллетень науки и практики / Bulletin of Science and Practice

УДК 616-053.7                                      

Острые бактериальные менингиты (ОБМ) являются наиболее тяжелыми инфекциями, которые поражают центральную нервную систему (ЦНС). По частоте и выраженности последствий и летальных исходов они занимают первое место в детской и подростковой инфектологии [1]. При этом самые тяжелые последствия отмечаются у детей первых лет жизни, что связано как с анатомо-физиологическими особенностями головного мозга детей этого возраста, так и с несовершенством иммунного ответа, приводящего к диссеминации инфекции. Второй по частоте осложнений, характеризующих неблагоприятный исход заболевания, возрастной группой риска являются подростки (пациенты в возрасте от 10 до 19 лет) [2]. Уязвимость представителей данной возрастной группы обусловлена развитием и становлением многих систем органов и в первую очередь эндокринной.

Реактивность индивидов различных возрастов неодинакова и зависит от наследственных детерминаций. В определенном возрасте человек может иметь более высокую резистентность по отношению к одним факторам и меньшую устойчивость — по отношению к другим [3].

Для лиц возрастом от 10 до 19 лет характерен «пубертатный скачок» («ростовой взрыв»), характеризующийся значительными изменениями в переходном организме подростков (критическая масса для девочек, стероидогенез у мальчиков и др.) [4–6]. В этот период окончательно формируются вторичные половые признаки и нормальное функционирование репродуктивной сферы [7]. При этом устойчивость гипоталамо-гипофизарного нейросекреторного комплекса и надпочечников к стрессу (в том числе генерализованным инфекционно-воспалительным заболеваниям) у подростков ниже, чем у зрелых индивидов [3].

Генетические и внешние факторы — в частности, идущие в организме бурные формообразовательные процессы и социальное встраивание нового активного индивида во взрослый мир — представляют в ювенильном периоде серьезное испытание для нейроэндокринной системы. Это может считаться дополнительным фактором риска многих эндокринопатий.

Особое значение в стрессовых условиях, в том числе при инфекционновоспалительных заболеваниях, играет возникновение стрессовой гипергликемии (СГГ). Повышение уровня глюкозы в крови является адаптивной реакцией для лучшего энергетического обеспечения клеток, участвующих в воспалении.

Согласно определению И. К. Билодида, стрессовая гипергликемия — синдром повышения уровня глюкозы в крови у лиц без предшествующего сахарного диабета (СД) в среднем до 7,8–16,7 ммоль/л (возможно до 28 ммоль/л) в течение дня [8].

Системные влияния СГГ включают воздействие на иммунную, нервную, сердечнососудистую системы, а также на систему свертывания крови и проявления окислительного стресса. Со стороны иммунной системы отмечается уменьшение количества лимфоцитов, нарушение функции нейтрофилов и макрофагов, повышение адгезии гранулоцитов, нарушение фагоцитарной активности и активности комплемента, а также хемотаксиса. Перечисленные нарушения приводят к снижению бактерицидной активности крови и активации провоспалительных цитокинов.

Влияние СГГ на нервную систему коррелирует с выраженностью и степенью гипергликемии. СГГ, как и гипогликемия, способствует: развитию нейродегенеративных процессов и когнитивных нарушений, обусловленных накоплением лактата — продукта анаэробного распада глюкозы при ишемии, что усиливает ацидоз и приводит к дисбалансу внутриклеточного гомеостаза; развитию дисбаланса гликолиза, синтеза белка, гомеостаза ионов, функции нейротрансмиттеров, ферментов, свободнорадикального окисления, транспорта глутамина и др.

Со стороны сердечно-сосудистой системы наблюдаются нарушения утилизации глюкозы миокардом, что приводит при развитии СГГ к нарушению потребления глюкозы миокардом и дефициту образования энергетического субстрата вследствие невозможности адекватного потребления глюкозы.

При оценке изменений свертывающей системы крови доказаны активация тромбоцитов, повышение их агрегации, увеличение активности фактора Виллебранда и продукции тромбоксана А2, увеличение концентрации фибриногена, протромбина, уменьшение содержания активатора тканевого плазминогена и фибринолитической активности плазмы, удлинение периода полураспада фибриногена и др.

Многочисленные исследования подтвердили негативное влияние СГГ на исходы лечения основного заболевания, увеличение риска госпитальной летальности и потребности пребывания в отделении реанимации и интенсивной терапии [8].

Коррекцию уровня глюкозы в крови, а также других метаболических процессов, в стрессовых ситуациях в большей степени осуществляют СТГ и кортизол. Поэтому учет особенностей гормонального фона формирующегося организма подростков, необходим для прогнозирования течения генерализованных инфекционно-воспалительных заболеваний (в том числе ОБМ) с возможным развитием как острых, так и отсроченных осложнений, а также определения тактики терапии таких больных.

Цель исследования. Оценка уровня соматотропного гормона, кортизола и глюкозы крови у подростков, которые переносят менингиты различной этиологии для прогнозирования течения заболевания и определения тактики лечения.

Материалы и методы

Исследование проводилось 48 подросткам, которые находились на стационарном лечении в Республиканской клинической инфекционной больнице (РКИБ) города Бишкек в 2019 году. Первую группу составили 25 больных ОБМ. 16 из них был выставлен клинический диагноз «острый бактериальный менингит неуточненной этиологии», 6 больных переносили менингококковый менингит и 3 — пневмококковый. Еще 23 подростка переносили серозные менингиты (СМ), из которых 20 были вирусной этиологии и 3 — туберкулезной, и составили вторую группу больных. Контрольной третьей группой явились 25 относительно здоровых подростков. Расчет статистических данных проводился с использованием программы SPSS, при помощи которой определялись следующие показатели: соответствие закону Гаусса, описательная статистика, средние величины, связи между показателями заболевания, поправка Бонферони, числовые показатели, приводящиеся в статье в виде медианы и межквартельного размаха.

По данным анамнеза, у большинства пациентов (62,4%) заболевание протекало на неблагоприятном преморбидном фоне (первичные гнойно-септические очаги ЛОР-органов, перенесенные раннее бактериальные нейроинфекции, черепно-мозговые травмы, судорожный и гипертензионно-гидроцефальный синдром в раннем возрасте). Практически все больные поступали в стационар в поздние сроки болезни — 2 (2; 3) сутки. В клинической картине отмечалось повышение температуры до 39,0 (38,5;39,5) °С продолжительностью 3 (3; 5) дней, общемозговая симптоматика (рвота центрального генеза, гиперестезия, диффузная головная боль) и менингеальные знаки, которые купировались к 7 (5,25; 9) дню.

При анализе спинномозговой жидкости у всех пациентов цитоз носил нейтрофильный характер — 95% (83,3; 100), уровень белка составил 1,26 г/л (0,7; 1,87). Сроки санации ликвора составили 11 дней (10; 12). Наблюдаемые нами подростки получали антибактериальную терапию, наряду с инфузионной и синдромальной, при этом каждому пятому пациенту проводилась смена противомикробных препаратов или их комбинирование.

Для исследования гормонального фона подростков в острый период развития ОБМ, нами проводился анализ соматотропного гормона и кортизола.

Гормон роста, соматотропин или соматотропный гормон (СТГ), регулирует ростовые и анаболические процессы. СТГ является одним из наиболее важным гормоном гипоталамо-гипофизарного нейросекреторного комплекса, определяющим не только рост, но и регулирующий обменные процессы формирующегося организма подростков. СТГ стимулирует утилизацию аминокислот из крови и синтез белка, действуя через инсулиноподобные факторы роста — ИФР-I (соматомедин С) и ИФР-П (соматомедин А), продуцирующиеся в основном в печени и функционирующие как ауто- и паракринные гормоны. Через соматомедины и инсулин СТГ вызывает следующие эффекты: усиление включения аминокислот, уридина, тимидина и сульфата в клетки хряща ускорение синтеза белка, нуклеиновых кислот и пролиферации хондроцитов и клеток всех других тканей; индукция положительного азотистого баланса; снижение производства мочевины; усиление использования липидов; понижение и последующая нормализация уровня глюкозы, свободных жирных кислот и аминокислот в крови; увеличение синтеза гликогена в мышцах и печени. Уровень СТГ варьирует в зависимости от возраста и пола. В исследовании приведены средние значения референтных показателей у подростков мужского и женского пола. Дефицит СТГ у детей и подростков вызывает снижение ростовых темпов, гипопластической анемией (возможно, и из-за нехватки гипофизарного эритропоэтина), атрофией мышц и другими расстройствами развития организма [9].

Кортизол — основной и наиболее активный глюкокортикоид, вырабатывается в пучковой зоне коры надпочечников. Одна из важнейших функций кортизола — регуляция метаболизма в условиях стресса, поддержание уровня глюкозы в крови; он необходим также для поддержания функции ЦНС, сердечно-сосудистой системы, почек и иммунной системы. Кортизол обладает выраженным противошоковым действием, существенно уменьшает местные и общие воспалительные и аллергические реакции, оказывает мощное иммуносупрессивное действие. Уровень кортизола практически не зависит от пола и возраста, но зависит от времени взятия крови: в 8:00 он составляет 70–250 нг/мл, в 20:00 — 20–90 нг/мл [9].

Острая недостаточность функции коры надпочечников, а, следовательно, сниженный уровень в первую очередь кортизола, — опасное и угрожающее жизни состояние, которое требует своевременной интенсивной терапии.

Также в процессе исследования нами были исследованы уровни глюкозы крови в сравниваемых группах, учитывая риск развития СГГ, усугубляющей течение инфекционновоспалительного процесса.

Материалом для исследования являлась кровь, забор которой производился в 8:00 часов, натощак при первичном осмотре пациентов.

Результаты и их обсуждение

Для проведения описательной статистики, в первую очередь необходимо было выявить, имеются ли значимые различия исследуемых показателей у подростков по половому признаку (Таблица 1).

Таблица 1.

СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДРОСТКОВ ПО ПОЛОВОМУ ПРИЗНАКУ

Показатель	Пол		p
	Мужской	Женский
1 группа
СТГ (нг/мл)	0,47±0,06	0,44±0,07	=0,75
Кортизол (мкг/дл)	2,51±0,43	2,77±0,32	=0,64
Глюкоза (ммоль/л)	7,88±1,16	10,06±1,53	=0,27
n	12	13
2 группа
СТГ (нг/мл)	3,03±0,41	3,79±0,41	=0,21
Кортизол (мкг/дл)	14,05±0,66	12,73±1,03	=0,29
Глюкоза (ммоль/л)	4,68±0,33	5,3±0,48	=0,3
n	12	11
Контрольная группа
СТГ (нг/мл)	3,9±0,5	3,48±0,46	=0,54
Кортизол (мкг/дл)	9,62±0,86	8,98±0,98	=0,63
Глюкоза (ммоль/л)	4,02±0,21	3,82±0,11	=0,42
n	13	12

При исследовании уровня СТГ, кортизола и глюкозы крови у подростков мужского и женского пола в сравниваемых группах, достоверно значимых различий выявлено не было (р>0,05). Соответственно, деление по данному признаку не влияет на исход исследования. Возраст подростков также не был принципиально важным. В контрольной группе уровень СТГ входил в границы референтных значений. В таком случае можно вывести средние значения исследуемых показателей в каждой группе для всех пациентов (Таблица 2).

Таблица 2.

ПОКАЗАТЕЛИ СРЕДНИХ ЗНАЧЕНИЙ УРОВНЯ СТГ, КОРТИЗОЛА И ГЛЮКОЗЫ КРОВИ ДЛЯ ПАЦИЕНТОВ РАЗЛИЧНЫХ ГРУПП.

Показатель	Референтные значения	1 группа	n	2 группа	n	Контрольная группа	n
СТГ (нг/мл)	≤7,0	0,45±0,23	25	3,39±1,4	23	3,7±1,69	25
Кортизол (мкг/дл)	5,0-25,0	2,65±1,29	25	13,42±2,9	23	9,31±3,2	25
Глюкоза (ммоль/л)	3,5-5,5	9,02±4,87	25	4,98±1,37	23	3,92±0,59	25

Вторым этапом исследования явилось сравнение показателей уровней гормонов и глюкозы крови у подростков различных групп между собой (Таблица 3).

СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ИССЛЕДУЕМЫХ ПАРАМЕТРОВ

В 1 И 2 ГРУППАХ БОЛЬНЫХ

Таблица 3.

Показатель	1 группа	2 группа	p
СТГ (нг/мл)	0,45±0,23	3,39±1,4	=0,000
Кортизол (мкг/дл)	2,65±1,29	13,42±2,9	=0,000
Глюкоза (ммоль/л)	9,02±4,87	4,98±1,37	=0,000
n	25	23

Были выявлены достоверно значимые различия между всеми показателями у пациентов 1 и 2 групп. Так, уровень СТГ для больных как ОБМ, так и СМ входил в референтные значения. Однако в 1 группе больных его уровень был крайне низким по сравнению с таковым у больных 2 группы (р=0,000). Это указывает на то, что функция гипоталамо-гипофизарного нейросекреторного комплекса при генерализованном бактериальном воспалении значительно нарушена, что приводит к обменным нарушениям. Отмечалась также дисфункция надпочечников и выработка кортизола в 1 группе больных. Этот показатель во 2 группе входил в нормальные значения, что также явилось достоверно значимо (р=0,000).

Результатом дисфункции эндокринных органов явилась нарушенная регуляция метаболизма в условиях стресса с развитием значительной СГГ. Так в 1 группе уровень глюкозы крови составил 9,02±4,87 ммоль/л, а во второй — входил в нормальные значения (р=0,000). Эти изменения однозначно усугубили течение менингита, причинным фактором которого явились бактерии.

При сравнении исследуемых параметров в 1 и контрольной группах, уровни гормонов и глюкозы также носили достоверно значимые различия (р=0,000) (Таблица 4).

Таблица 4.

СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ИССЛЕДУЕМЫХ ПАРАМЕТРОВ

В 1 И КОНТРОЛЬНОЙ ГРУППАХ БОЛЬНЫХ

Показатель	1 группа	Контрольная группа	p
СТГ (нг/мл)	0,45±0,23	3,7±1,69	=0,000
Кортизол (мкг/дл)	2,65±1,29	9,31±3,2	=0,000
Глюкоза (ммоль/л)	9,02±4,87	3,92±0,59	=0,000
n	25	25

Интересные результаты были выявлены при сравнении подростков, больных СМ, и в контрольной группе (Таблица 5).

Таблица 5.

СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ИССЛЕДУЕМЫХ ПАРАМЕТРОВ

ВО 2 И КОНТРОЛЬНОЙ ГРУППАХ БОЛЬНЫХ

Показатель	2 группа	Контрольная группа	p
СТГ (нг/мл)	3,39±1,4	3,7±1,69	=0,506
Кортизол (мкг/дл)	13,42±2,9	9,31±3,2	=0,000
Глюкоза (ммоль/л)	4,98±1,37	3,92±0,59	=0,001
n	23	25

При сравнении во 2 и контрольной группах подростков уровня СТГ достоверно значимых отличий обнаружено не было (р=0,506). Однако уровень кортизола достоверно отличался (р=0,000). Несмотря на то, что у больных СМ уровень этого гормона входил в референтные значения, он был значительно выше показателей относительно здоровых подростков. Это свидетельствует о развитии адекватной реакции эндокринной системы на стресс и коррекцию метаболизма. При этом формирования СГГ не отмечалось и уровень глюкозы крови поддавался коррекции. Так показатель глюкозы крови больных 2 группы был практически нормальным (4,98±1,37 ммоль/л), несмотря на то что достоверно отличался от такового у подростков контрольной группы (р=0,001).

Таким образом, в ходе исследования было выявлено, что у больных ОБМ отмечается нарушенная функция гипоталамо-гипофизарного нейросекреторного комплекса и надпочечников со сниженной секрецией основных гормонов (СТГ и кортизола). Это приводит к более тяжелому течению заболевания, при котором нарушаются метаболические реакции жизненно важных систем органов, включая сердечно-сосудистую, иммунную, нервную. При этом развивается СГГ, которая усугубляет генерализованный инфекционновоспалительный процесс, повышает риск возникновения осложнений и летального исхода. Это наблюдение обосновывает проведение терапии глюкокортикостероидами. У больных СМ повышенные уровни СТГ и кортизола способны корригировать эти нарушения, что свидетельствует о более легком течении менингитов, вызванных не бактериальными агентами.