Системный воспалительный ответ и цитокиновый профиль в динамике развития ожоговой болезни

термические ожоги приводят к иммунодепрессии, способствующей развитию сепсиса и полиорганной недостаточности, что обусловливает летальный исход [1, 2]. Тяжелые ожоги вызывают развитие системного воспалительного ответа, который более выражен при их осложнении инфекцией [3, 4]. В опубликованных различными авторами исследованиях представлены неоднозначные данные об уровне и динамике изменения содержания про- и противовоспалительных цитокинов и хемокинов после ожоговой травмы, к тому же исследования, как правило, проведены в ранние сроки после нанесения травмы [2, 5, 6].

Цель: изучение в сыворотке крови уровня различных цитокинов и хемокинов, а также биомаркеров развития эндотелиальной дисфункции в динамике развития ожоговой болезни.

Материал и методы. Для решения поставленной задачи проведено комплексное исследование пациентов, находившихся на лечении в Саратовском центре термических поражений. Протокол исследования одобрен Этическим комитетом.

Критерием включения в исследование являлось наличие термического ожога кипятком или пламенем, оцененного по индексу Франка (ИФ) в 30 и более баллов.

Критерии исключения пациентов из исследования: 1) электротермическое поражение; 2) наличие комбинированной или сочетанной травмы; 3) возраст моложе 16 лет и старше 70 лет; 4) наличие декомпенсированной сопутствующей патологии; 5) отказ больного от включения в исследование.

Исследования проводили в следующие сроки с момента получения травмы: 1-е сутки (ожоговый шок); 3–4, 7-е сутки (период интоксикации); 14–15-е сутки (период инфекции); 21, 30–35-е сутки (период эпителизации ожогов); 45-е сутки (период заживления остаточных ран и начала формирования послео-жоговых рубцов).

На первом этапе в исследование были включены 152 пациента, из которых составлены три группы: 1) 94 выживших пациента без признаков сепсиса и полиорган-ной дисфункции / полиорганной недостаточности (ПОД/ ПОН); 2) 24 выздоровевших пациента с признаками сепсиса, осложнившегося ПОД; 3) 34 погибших пациента, причиной смерти которых было развитие синдрома ПОН. Группы были подобраны таким образом, чтобы отсутствовали различия по тяжести поражения, возрасту и площади глубоких ожогов (табл. 1).

В качестве критериев, характеризующих течение синдрома системной воспалительной реакции (CСВО), использовали показатели в соответствии с классификацией ACCP и SCCM Consensus Conference Chicago (1991). ССВО определяли по наличию двух и более признаков по R. С. Bone [7], а наличие ПОД/ПОН — согласно критериям, разработанным В. В. Чаленко [8], выраженным в количестве органов и систем, вовлеченных в патологический процесс.

Изучение уровня интерлейкинов (IL-1, IL-6, IL-12, TNF-α), фактора роста эндотелия сосудов (VEGF), макрофагального хемотаксического белка (MCP-1), общего эндотелина, C-реактивного белка (СРБ) проводилось с помощью количественных иммуноферментных тестов. Число циркулирующих дисквамированных эндотелиальных клеток (ЦЭК) подсчитывали по методике J. Hladovec (1978) в модификации Н. Н. Петрищева с применением фазово-контрастной микроскопии [9].

Статистическая обработка осуществлялась с использованием методов вариационной статистики. Данные представлялись путем вычисления среднего значения и его ошибки (M±m). Определение нормальности выборок происходило путем проведения теста Шапиро — Уилкса. Достоверность разницы показателей выявляли с помощью t-теста Стьюдента для выборок с нормальным распределением. Критический уровень достоверности принимали равным 0,05.

Результаты. При изучении количества критериев ССВО у больных всех трех групп установлено их достоверное возрастание по сравнению с контролем во все сроки наблюдения после нанесения термической травмы (р<0,0001).

У больных, отнесенных к 1-й и 2-й группам, длительное время (3 недели) имелся выраженный ССВО с балльной оценкой в 2 и более балла и значительное снижение его выраженности к 30-м суткам наблюдения. В отличие от этого, в 3-й группе, т.е. у погибших больных, зафиксировано нарастание балльных характеристик ССВО, включая 30–35 суток после ожога (табл. 2).

Далее для изучения показателей цитокинового статуса и дисфункции эндотелия проведено исследование ряда биомаркеров у больных с термической травмой.

Характеристика больных, включенных в первый этап исследования

Таблица 1

Группа	Пол (муж. / жен.)	Возраст, лет	ИФ, баллов	Площадь глубоких ожогов,% п.т.	Сроки лечения, койко-дней
1-я (n=94)	77 / 17	40,6±0,9	85,5±3,6	20,2±1,3	54,7±2,7
2-я (n=24)	18 / 6	36,9±2,6	89,1±5,7	20,1±2,3	55,1±3,7
3-я (n=34)	28 / 6	43,9±2,1	92,1±5,5	20,6±2,1	28,5±3,0
Всего (n=152)	123 /29	40,9±0,9	87,8±2,6	20,3±1,0	49,0±2,1

Таблица 2

Выраженность ССВО при наличии и отсутствии ПОД/ПОН

Группа	Количество баллов СВО
	1-е сутки	3–4-е сутки	7-е сутки	14–15-е сутки	21-е сутки	30–35-е сутки
1-я (n=94)	2,2±0,2	2,4±0,2	2,1±0,1	2,2±0,1	2,1±0,2	1,0±0,1
2-я (n=24)	1,6±0,3	2,1±0,2	2,0±0,2	2,2±0,2	2,3±0,2	1,1±0,3
3-я (n=34) Контроль (n=19)	2,2±0,2	1,9±0,2	2,2±0,1 0,1±0	2,2±0,2 ,0	2,3±0,2	2,3±0,21,2

Примечание: ¹ — разница достоверна (p<0,05) при сравнении с соответствующим показателем 1-й группы; ² — разница достоверна (p<0,05) при сравнении с соответствующим показателем 2-й группы.

Таблица 3

Характеристика пациентов, вошедших во второй этап исследования

Количество пациентов	Пол (муж. / жен.)	Возраст, лет	ИФ, баллов	Площадь глубоких ожогов, % п.т.	Сроки лечения, койко-дней	Летальность, абс. (%)
n=33	23 / 10	42,1±2,4	76,5±6,7	19,3±2,6	44,6±4,7	9 (28,1%)

Таблица 4

Цитокиновый статус и С-реактивный белок у больных с термической травмой

Показатель	Контроль	1-е сутки	3-и сутки	7-е сутки	15-е сутки	30-е сутки	45-е сутки
IL-1, пг/мл	76,1±6,2	141,2±9,3	158,3±10,2	171,3±13,7	114,5±8,6	103,8±7,1	101,9±8,3
IL-6, пг/мл	4,2±0,7	22,6±4,5	287,1±94,0	362,1±67,7	94,6±34,0	62,3±14,8	78,2±36,3
IL-12, пг/мл	3,1±0,7	47,2±11,0	40,9±9,0	28,3±4,9	55,4±9,3	81,5±10,2	139,6±21,1
TNF-α, пг/мл	10,1±3,04	23,2±6,4	-	36,1±7,2	20,4±6,5	-	-
MCP-1, пг/мл	44,1±8,3	218±41,0	291,6±44,2	508,8±129,8	281,8±46,2	316,9±49,6	368,3±61,6
СРБ, нмоль/мл	1,2±0,2	73,9±11,6	113,0±7,0	119,3±9,3	88,4±9,6	80,9±7,5	109,1±20,1
		Маркеры поражения эндотелия у больных с ожогами					Таблица 5
Показатель	Контроль	1-е сутки	3-и сутки	7-е сутки	15-е сутки	30-е сутки	45-е сутки
VEGF, пг/мл	28,7±3,6	418,3±130,2 Р<0,001	483,1±133,5 Р<0,001	1014,8±292,8 Р<0,001	687,9±130,4 Р<0,001	594,0±108,6 Р<0,001	773,6±215,2 Р<0,001
Эндотелин, фмоль/мл	0,42±0,09	2,94±0,52 Р<0,001	2,67±0,48 Р<0,001	2,49±0,32 Р<0,001	2,44±0,29 Р<0,001	2,19±0,24 Р<0,001	2,51±0,44 Р<0,001
ЦЭК, *104/ л	2,8±0,5	4,4±0,7 Р>0,05	4,8±0,9 Р>0,05	7,6±1,3 Р<0,001	7,2±1,1 Р<0,001	3,8±0,6 Р>0,2	3,0±0,5 Р>0,5

На втором этапе исследования обследовано 33 пациента (табл. 3).

Содержание провоспалительных интерлейкинов и хемокина достоверно повышается (р<0,001) по сравнению с уровнем контроля во все сроки после получения ожоговой травмы, причем уровень всех изученных цитокинов, за исключением IL-12, максимально повышен спустя 3 и 7 суток после получения термической травмы (табл. 4).

Динамика изменения содержания в крови провос-палительных цитокинов во многом совпадала с динамикой выраженности ССВО.

Концентрация СРБ возрастала, начиная с 1-х суток наблюдения и достигала максимума на 3–7-е сутки, когда его содержание увеличилось более чем в 100 раз по сравнению с контрольными значениями. Данные о содержании этих биомаркеров повреждения эндотелия представлены в табл. 5.

Как видно из табл. 5, на всех этапах развития ожоговой болезни содержание VEGF значительно превышало его контрольные значения. Уже через сутки после травмы отмечено возрастание содержание VEGF более чем в 15 раз. В последующем его концентрация продолжала нарастать и достигала максимального значения на 7-е сутки с момента получения ожога, когда его уровень превышал уровень контроля почти в 40 раз. В последующие сроки наблюдения концентрация этого биомаркера была в 25–30 раз выше контроля.

Высокое содержание эндотелина наблюдалось весь период наблюдения. Даже спустя 45 суток после получения термической травмы его значения превышали контрольные в 5–6 раз.

Количество десквамированных эндотелиоцитов также было повышенным, достигая максимума к 7–15-м суткам с момента получения травмы. Только спустя 30 суток отмечено приближение содержания ЦЭК к контрольным значениям. Максимальное возрастание числа ЦЭК в крови обожженных совпадало по срокам с наибольшей выраженностью ССВО и нарушения содержания провоспалительных цитокинов.

Обсуждение. В настоящем исследовании установлено значительное возрастание содержания ряда цитокинов и маркеров развития эндотелиальной дисфункции на разных стадиях ожоговой болезни.

Как известно, провоспалительные цитокины, такие как IL-1, IL-6, TNF-α, продуцируются в ответ на внедрение патогенов и повреждение тканей и стимулируют развитие местной воспалительной реакции, которая направлена на элиминацию патогенного фактора и заживление тканей. В случае, когда местное воспаление неэффективно, эти медиаторы продуцируются в клетках в больших количествах, появляются в циркуляции и активируют острофазный ответ. При «классическом» воспалении основным источником цитокинов являются лейкоциты и макрофаги воспалительного инфильтрата, а при системном воспалении также активированные эндотелиоциты [10, 11].

Среди провоспалительных цитокинов важнейшим медиатором воспалительной реакции считается IL-1. Он обладает широким спектром биологической активности, стимулируя функции клеток, участвующих в защитных реакциях. Его эффекты реализуются как на местном, так и системном уровне.

В нашем исследовании установлено, что в значительно большей степени, по сравнению с IL-1, возраста- ет уровень другого провоспалительного IL-6 (спустя 3–7 суток после травмы его концентрация увеличивается более чем в 60 раз). Как известно по данным литературы, концентрация этого цитокина более 100 пг/мл свидетельствует о генерализации воспалительного ответа и преобладании системного действия медиаторов воспаления над местным. Интерлейкин-6 может индуцировать синтез печеночных белков острой фазы, включая СРБ. Считают, что IL-6 является цитокином, с помощью которого можно прогнозировать исход при сепсисе [2, 6].

В отличие от IL-1 и IL-6, максимальная концентрация IL-12, основная функция которого заключается в усилении пролиферации и дифференцировки Т-лимфоцитов, зафиксирована спустя 30–45 суток после травмы, т.е. в период заживления ран и начала формирования послеожоговых рубцов, на фоне значительного снижения активности CСВО.

TNF-α считается вероятным инициирующим фактором в активации системного воспалительного ответа, способным стимулировать выработку IL-1 и IL-8. В нашем исследовании установлено, что уровень TNF-α в ранние сроки возрастает в 2–3 раза, а затем несколько снижается, однако не достигает контрольных значений. Диагностическая и прогностическая ценность этого цитокина при ожогах и сепсисе неясна [1, 6].

Концентрация СРБ, являющегося одним из наиболее чувствительных маркеров воспаления [12], резко возрастала на разных стадиях ожоговой болезни и во многом повторила динамику нарушений содержания IL-1, IL-6 и балльных значений ССВО.

Процесс заживления ожоговых ран регулируется целым каскадом клеточных биохимических событий. Среди цитокинов ведущую роль в процессе заживления ран играет TNF-α. Этот эффект TNF-α оказывает через прямое воздействие на кератиноиды, играющие роль в эпителизации, и эндотелиальные клетки. Для изучения поражения эндотелия сосудов при ожогах проведено изучение содержания в крови VEGF, MCP-1, эндотелина, ЦЭК. Известно, что они являются чувствительными маркерами развития эндотелиальной дисфункции [9, 13–15].

Повышение концентрации VEGF в несколько десятков раз указывает на повреждение сосудистого эндотелия. Подтверждением этого положения также является имеющее место при термической травме возрастание содержания эндотелина. Как главный антагонист оксида азота на уровне микроциркуляции, эндотелин, по-видимому, нивелирует эффекты NO в период «медиаторной бури», развивающейся в период ожогового шока [2, 13, 16, 17].

Известно, что возрастание количества дисквами-рованных эндотелиальных клеток отражает степень поражения сосудистой стенки и позволяет судить о тяжести течения заболевания. В период максимального увеличения числа ЦЭК в мазках крови нами обнаружены конгломераты эндотелиальных клеток, что свидетельствует о выраженном поражении эндотелия, некрозе и апоптозе в нем [18].

Таким образом, в нашем исследовании установлено резкое увеличение количества показателей системного воспаления, зависящее от исхода заболевания. Значительное возрастание уровня провоспалительных цитокинов, маркеров повреждения эндотелия, которое максимально выражено через 7–15 суток после получения термической травмы, совпадает с выраженностью синдрома системного воспалительного ответа.