Інформація призначена тільки для фахівців сфери охорони здоров'я, осіб,
які мають вищу або середню спеціальну медичну освіту.


Підтвердіть, що Ви є фахівцем у сфері охорони здоров'я.

"Тrauma" Том 13, №4, 2012

Back to issue

Системные проявления неспецифической воспалительной реакции при травматической болезни головного мозга

Authors: Зяблицев С.В., Коровка С.Я., Пищулина С.В., Донецкий национальный медицинский университет им. М. Горького

Categories: Traumatology and orthopedics

Sections: Clinical researches

print version


Summary

Приведен анализ динамики содержания в крови циркулирующих иммунных комплексов, С-реактивного белка, церулоплазмина и провоспалительных цитокинов при тяжелой экспериментальной черепно-мозговой травме. Выявлена общая закономерность реакции маркеров провоспалительного каскада с максимальным их приростом на вторые сутки посттравматического периода, что отражало первичную активацию воспалительной реакции, а впоследствии — ее генерализацию. Максимальный прирост содержания в крови цитокинов, особенно IL-1β, в этот период указывал на прогрессирование процессов повреждения и формирование стадии системной воспалительной реакции в течение травматической болезни головного мозга.

Наведено аналіз динаміки вмісту в крові циркулюючих імунних комплексів, С-реактивного білка, церулоплазміну та прозапальних цитокінів при тяжкій експериментальній черепно-мозковій травмі. Виявлена загальна закономірність реакції маркерів прозапального каскаду з максимальним їх приростом на другу добу післятравматичного періоду, що відображало первинну активацію запальної реакції, а у подальшому — її генералізацію. Максимальний приріст вмісту у крові цитокінів, особливо IL-1β, у цей період вказував на прогресування процесів пошкодження та формування стадії системної запальної реакції у перебігу травматичної хвороби головного мозку.

An analysis of the blood levels of circulating immune complexes, C-reactive protein, ceruloplasmin and proinflammatory cytokines in severe experimental traumatic brain injury has been carried out. There has been revealed a general pattern of the pro-inflammatory cascade reaction markers with a maximum gain of the second day post-traumatic period, reflecting the initial activation of the inflammatory response, and later — its generalization. The maximum rise in blood cytokines, especially IL-1β, at this time, pointed to the progression of damage processes and the formation stage of the systemic inflammatory response during traumatic brain disease.


Keywords

травматическая болезнь головного мозга, белки острой фазы воспаления, провоспалительные цитокины.

травматична хвороба головного мозку, білки гострої фази запалення, прозапальні цитокіни.

traumatic brain disease, acute-phase proteins, proinflammatory cytokines.

В последние годы большое внимание уделяется системным признакам вовлечения организма в воспалительную реакцию. Генерализация воспалительной реакции как неспецифического проявления патологического процесса играет существенную роль в патогенезе экстремальных и терминальных состояний [2, 3, 10]. Известно, что системные реакции при воспалении опосредуются различными дистантно действующими медиаторами — цитокинами, простагландинами, кининами, гормонами, среди которых ведущую роль играют провоспалительные интерлейкины [1, 7, 8].

К системным проявлениям воспаления наряду с лихорадкой, интоксикацией, лейкоцитозом, увеличением скорости оседания эритроцитов относят повышение в крови содержания белков острой фазы воспаления (позитивные реактанты острой фазы), среди которых наиболее изученными являются С­реактивный белок (СРБ) и церулоплазмин (ЦП) [5, 6, 10]. К неспецифическим проявлениям воспалительной реакции относят увеличение в крови содержания провоспалительных цитокинов, а также циркулирующих иммунных комплексов (ЦИК), в состав которых входят эндогенные антигены, образующиеся при распаде ткани, комплемент и преципитирующие антитела классов M, G1, G2 и G3.

Можно предположить, что при травматической болезни (ТБ) головного мозга, которая обусловлена тяжелой черепно­мозговой травмой (ЧМТ), включаются патологические механизмы, приводящие к развитию воспалительной реакции системного характера, которые принимают непосредственное участие в развитии синдрома полиорганной недостаточности.

Материал и методы

Исследование выполнено на 65 белых беспородных крысах­самцах массой 200 ± 10 г. ЧМТ наносили одним ударом по своду черепа свободно падающим грузом по методике В.Н. Ельского, С.В. Зяблицева (2005) [4]. Энергия удара составляла 0,52 Дж, летальность за первые 5 суток после травмы — 87 %. Подготовку животных к эксперименту, обезболивание и выведение из эксперимента осуществляли в соответствии с Европейской конвенцией по защите позвоночных животных, используемых для исследовательских и других научных целей (Страсбург, 1986). Последующее вскрытие головного мозга выявило наличие поднадкостных, субдуральных и эпидуральных гематом, гематом на основании черепа, участков размозжения мозговой ткани и дендрита в зоне удара и отека в участке гипофиза. Это позволило установить, что у животных имела место закрытая ЧМТ при наличии кожной гематомы и перелома костей свода черепа без сдвига, тяжелой степени тяжести с наличием размозжения коры теменных и височных долей и повреждением вещества головного мозга в виде диффузных мелкоточечных кровоизлияний и «оболочечной» гематомы (в зоне удара) у основания лобных и височных долей (в зоне противоудара). Контрольная группа включала 15 ложнооперированных животных. В декапитационной крови, которую собирали через 3, 24, 48, 72 часа и через 5 суток после травмы, исследовали содержание ЦИК, СРБ, ЦП, провоспалительных цитокинов — интерлейкинов­1b (IL­1b), ­6 (IL­6), ­8 (IL­8) и фактора некроза опухолей a (TNF­a). ЦИК и ЦП определяли фотометрически с использованием спектрофотометра SPECORD­200 (Германия). Содержание в крови СРБ исследовали иммуноферментным набором фирмы DRG International, Inc. (США), интерлейкинов — реагентами ProCon (Россия) с регистрацией результатов на ридере PR2100 (Sanofi Diagnostic Pasteur, Франция). Полученные результаты были обработаны с использованием метода множественных сравнений в программе статистического анализа StatPlus­2009 (AnalystSoft Inc., Россия).

Результаты и обсуждение

Результаты исследования содержания ЦИК, белков острой фазы воспаления (СРБ и ЦП) в крови травмированных животных представлены в табл. 1. Уже через 3 часа после травмы уровень ЦИК оказался повышенным в 1,4 раза. Однако статистически достоверные изменения регистрировали спустя 24 часа: уровень ЦИК был повышен в 3,1 раза, а через 5 суток — в 4,4 раза (p < 0,05 в обоих случаях).

Как известно, при тяжелой ЧМТ происходит размозжение мозговой ткани, деструкция и нарушение гематоэнцефалического барьера, в результате чего нейрональные антигены попадают в кровоток и, связываясь с аутоантителами, активируют систему комплемента с образованием ЦИК [2]. В связи с этим нарастание содержания ЦИК может считаться неблагоприятным патогенетическим фактором течения ТБ головного мозга, указывающим на накопление метаболитов и токсинов в ткани мозга и в крови. Увеличение концентрации ЦИК в крови отражает формирование системных реакций, в том числе иммунных, которые вносят свой вклад в развитие нарушений гомеостаза. В этом плане происходит отложение ЦИК в сосудистой стенке, что приводит к развитию повсеместного воспаления в сосудах микроциркуляторного русла [6, 8]. Это представляется одной из важных шокогенных патологических реакций, вызывающих системное воспаление. В то же время резкое нарастание ЦИК в ранний период после травмы могло быть расценено как защитно­компенсаторная реакция, направленная на связывание избытка мозговых антигенов. Последующее прогрессирующее накопление ЦИК должно расцениваться как реакция повреждения, приводящая к генерализации воспалительной реакции.

Содержание СРБ было статистически значимо повышено во все сроки наблюдения. Значительного (в 3,5 раза) прироста оно достигало уже через 3 часа после травмы. Через 24 часа содержание СРБ возрастало еще в 3 раза по сравнению с уровнем 3 часов (p < 0,05), превышая контрольные значения уже в 10,5 раза. В дальнейшем содержание СРБ продолжало нарастать и превышало контрольный уровень через 72 часа и 5 суток после травмы в 18,8 и 21,3 раза соответственно.

СРБ является центральным компонентом острой фазы воспаления, активно участвует в образовании белково­лигандных комплексов, которые затем удаляются системой мононуклеарных макрофагов [2]. Кроме того, он ингибирует протеазы и нейтрализует токсические молекулы. В связи с этим СРБ считают наиболее чувствительным и специфичным клинико­лабораторным маркером острого воспаления [7].

Столь резко выраженный прирост содержания СРБ, как и ЦИК, на наш взгляд, прямо отражал развитие острой фазы воспалительной реакции уже к окончанию первых суток после травмы и позволял охарактеризовать эту стадию течения ТБ головного мозга как воспалительную. Дальнейшее нарастание СРБ указывало на прогрессирование и генерализацию воспалительной реакции.

К белкам острой фазы воспаления относят в последнее время и ЦП [5]. В посттравматическом периоде содержание в крови ЦП изменялось неоднозначно. Так, через 3 и 24 часа после травмы оно поступательно возрастало и превышало контрольные значения в 2,3 и 3,3 раза соответственно (p < 0,05 в обоих случаях). Впоследствии происходило прогрессирующее снижение содержания ЦП, которое через 72 часа и 5 суток после травмы составило соответственно 61 и 20 % от контрольных величин (p < 0,05 в обоих случаях).

Прирост содержания ЦП в крови в первые сутки после травмы связан со стимулирующим влиянием медиаторов воспаления на печеночный синтез ЦП в острую фазу воспалительной реакции. Последующее снижение скорее всего обусловлено истощением сывороточного ферментного антиоксидантного резерва, компонентом которого является ЦП из­за его способности связывать свободные радикалы кислорода и инактивировать их [5]. Период вторых суток после травмы, на наш взгляд, может считаться переломным в течение посттравматического периода, поскольку характеризовался формированием системного воспаления.

Активаторами выявленных воспалительных процессов в течение первых суток после травмы могут являться провоспалительные цитокины [1]. IL­1b известен как основной медиатор воспаления. Он образуется в макрофагах, В­лимфоцитах и фибробластах. В головном мозге IL­1b синтезируется, как и другие провоспалительные цитокины, глиальными клетками в зоне поражения и перифокальной зоне [8, 10]. TNF­a — многофункциональный регуляторный цитокин, который вырабатывается активированными моноцитами и макрофагами, оказывает влияние на синтез ключевого ядерного транскрипционного фактора NF­kB, который перестраивает спектр синтезируемых белков на провоспалительные факторы — цитокины и молекулы адгезии [1, 9]. IL­6 является цитокином вторичного каскада, синтез которого запускается TNF­a и IL­1b [7]. Основными функциями IL­6 являются запуск антителообразования В­лимфоцитами и индукция острофазового воспалительного ответа: выработка гепатоцитами печени белков острой фазы воспаления. IL­8 выделяется активированными макрофагами, а также эпителиальными и эндотелиальными клетками, вызывает положительный хемотаксис в очаг воспаления нейтрофилов, Т­лимфоцитов, макрофагов, лимфоцитов и эозинофилов, чем поддерживает воспаление, вторичную альтерацию, отек и расширение зоны повреждения [7].

Результаты исследования содержания в крови цитокинов в посттравматическом периоде представлены в табл. 2.

Содержание IL­1b в крови было многократно и статистически значимо повышено уже через 3 часа после травмы — в 4,7 раза, через 24 часа — в 7,6 раза, а через 5 суток после травмы — в 17,4 раза. Содержание TNF­a, как и IL­1b, во все сроки наблюдения также было увеличено, однако выражено это было в меньшей степени. Так, через 3 часа после травмы содержание TNF­a было увеличено в 1,8 раза, через 24 часа — в 2,2 раза, а через 5 суток после травмы — в 2,9 раза (p < 0,05 во всех случаях). Максимального прироста уровень обоих цитокинов достигал через 5 суток после травмы. Однако если содержание IL­1b увеличивалось в 17,4 раза, то содержание TNF­a — лишь в 2,9 раза. Это указывало на более выраженную активацию синтеза IL­1b и, следовательно, более широкое вовлечение его в воспалительный процесс при ТБ головного мозга.

Уровень IL­6 через 3 часа после травмы превышал контрольные значения в 2,4 раза, а через 24 часа — в 3,7 раза. Затем уровень IL­6 скачкообразно возрастал и через 5 суток после травмы превышал контрольные значения в 7,9 раза.

Содержание в крови IL­8 через 3 часа после травмы было выше контрольного в 1,4 раза, но статистически не отличалось от контрольного (p > 0,05). Значимого прироста содержание IL­8 достигло только через 24 часа — в 3,3 раза. Затем содержание цитокина несколько возрастало и превышало контрольные значения через 5 суток после травмы в 4,2 раза.

Оценивая сравнительную динамику содержания цитокинов в крови, можно отметить преемственность запуска цитокинового каскада (рис. 1).

Наивысшего прироста достигал уровень в крови IL­1b, который, видимо, при ЧМТ и являлся основным реактантом со стороны иммунной системы. Менее значительными приростами, но сходной динамикой характеризовались уровни в крови IL­6 и TNF­a, тогда как уровень IL­8 имел тенденцию к снижению через 72 часа и 5 суток после травмы. Это отражало, на наш взгляд, содружественную активацию выброса первичных и вторичных медиаторов воспаления из поврежденной ткани головного мозга в ответ на травму. Резкий вторичный прирост содержания цитокинов в крови через 48 часов скорее всего характеризовал формирование качественно нового этапа патогенеза воспалительной реакции — происходила ее генерализация, на что и указывала выявленная нами так называемая «цитокиновая буря». Согласованность изменений уровней цитокинов, ЦИК и белков острой фазы воспаления позволила выявить патогенетически значимую особенность этого периода ТБ мозга — генерализацию воспалительной реакции с вовлечением органов и тканей организма и охарактеризовать данную стадию ТБ как воспалительную.

Таким образом, изучение содержания в крови ЦИК, СРБ, ЦП и провоспалительных цитокинов при ТБ головного мозга после тяжелой ЧМТ выявило общую закономерность реакции маркеров провоспалительного каскада с максимальным их приростом на вторые сутки посттравматического периода, что отражало первичную активацию воспалительной реакции, а впоследствии — ее генерализацию. Начальный умеренный прирост содержания в крови цитокинов являлся ответной реакцией иммунной системы на повреждение и способствовал мобилизации защитных сил организма, тогда как последующее нарастание знаменовало начало процессов повреждения и формирование воспалительной стадии течения ТБ головного мозга.


Bibliography

1. Абу Салех Аммар Ибрахим. Роль цитокинов в патогенезе острого периода черепно­мозговой травмы: Автореф. дис… на соискание уч. степени канд. мед. наук: спец. 14.00.13 «Нервные болезни» / Абу Салех Аммар Ибрахим. — Москва, 2007. — 22 с.

2. Вологжанин Д.А. Метаболические основы вторичной иммунной недостаточности при травматической болезни: Автореф. дис… доктора мед. наук: 14.00.5 / Вологжанин Дмитрий Александрович. — Санкт­Петербург, 2005. — 318 с.

3. Ельский В.Н., Зяблицев С.В., Пищулина С.В., Кишеня М.С., Коровка С.Я. Роль нейроиммуноэндокринных механизмов в формировании синдрома эндогенной интоксикации при травматической болезни // Таврический медико­биологический вестник. — 2012. — Т. 15, № 3, ч. 1(59). — С. 115­117.

4. Зябліцев С.В. Патогенез порушень функціонування нейрогуморальних регуляторних систем у гострому періоді травматичної хвороби при черепно­мозковій травмі: Автореф. дис... доктора мед. наук : 14.03.04 / Зябліцев Сергій Володимирович. — Донецьк, 2005. — 422 с.

5. Кучин Д.Г. Патофизиологическая роль (прогностическое значение) металлопротеидов (ферритина и церулоплазмина) в остром периоде черепно­мозговой и черепно­лицевой травмы: Автореф. дис… на соискание уч. степени канд. мед. наук: спец. 14.00.16 «Патологическая физиология», 03.00.04 «Биохимия» / Д.Г. Кучин. — Челябинск, 2005. — 24 с.

6. Патюков К.А. Оптимизация патогенетической оценки эндотоксикоза у больных с травматической болезнью головного мозга: Автореф. дис... на соискание уч. степени канд. мед. наук: спец. 14.00.16 «Патологическая физиология» / К.А. Патюков. — Омск, 2008. — 23 с.

7. Садова В.А. Состояние процессов липидной пероксидации и цитокиновый ответ в остром периоде черепно­мозговой травмы при право­ и левополушарных повреждениях головного мозга: Автореф. дис... на соискание уч. степени канд. мед. наук: спец. 14.00.4 «Биохимия», 14.00.13 «Нервные болезни» / В.А. Садова. — Челябинск, 2008. — 23 с.

8. Соколова Т.Ф. Взаимодействие иммунной, нервной и эндокринной систем при травматической болезни: Автореф. дис… на соискание уч. степени доктора мед. наук: спец. 14.00.16 «Патологическая физиология» / Т.Ф. Соколова. — Омск, 2004. — 45 с.

9. Gordon J.W. Multiple facets of NF­kB in the heart: to be or not to NF­kB / J.W. Gordon, J.A. Shaw, L.A. Kirshenbaum // Circ. Res. — 2011. — Vol. 108(9). — P. 1122­1132.

10. Neutralization of interleukin­1beta modifies the inflammatory response and improves histological and cognitive outcome following traumatic brain injury in mice // F. Clausen, A. Hânell, M. Björk [et al.] // Eur. J. Neurosci. — 2009. — Vol. 30(3). — P. 385­396.

 

Similar articles

Результаты цитокинотерапии в лечении   больных с распространенным перитонитом
Authors: Гаджиев Н.Дж., Азербайджанский медицинский университет, г. Баку
Ukrainian journal of surgery 1 (20) 2013
Date: 2013.03.29
Categories: Medicine of emergency, Gastroenterology, Surgery
Sections: Clinical researches
Authors: Мусаходжаева Д.А., Хайдарова Ф.А., Институт иммунологии АН РУз, РНПМЦ эндокринологии МЗРУз, г. Ташкент
International journal of endocrinology 1 (25) 2010
Date: 2010.08.07
Categories: Endocrinology
Избыточная масса тела  и нарушения сердечного ритма  как факторы отягощения формирования субклинической системной воспалительной реакции, дисбаланса углеводного и липидного обменов  при бронхиальной астме у детей
Authors: Каладзе Н.Н., Яровой С.П. Кафедра педиатрии с курсом физиотерапии ФПО Государственного учреждения «Крымский государственный медицинский университет им. С.И. Георгиевского», г. Симферополь
"Child`s Health" 2 (37) 2012
Date: 2013.02.08
Categories: Pediatrics/Neonatology
Sections: Specialist manual
Современные подходы в лечении посттравматического остеомиелита длинных костей
Authors: Бодаченко К.А., Рушай А.К., Климовицкий В.Г., Колосова Т.А., Бессмертный С.А., Чучварев Р.В. НИИ травматологии и ортопедии Донецкого национального медицинского университета им. М. Горького
"Тrauma" Том 13, №4, 2012
Date: 2013.02.19
Categories: Traumatology and orthopedics
Sections: Specialist manual

Back to issue