Значимость функционально-метаболического статуса фагоцитарного звена в прогнозе развития послеоперационных осложнений у больных с коксартрозом при эндопротезировании тазобедренного сустава

УДК 616.728.2

Л.А. Дмитриева, В.А. Шейдеров, З.В. Кошкарева

ЗНАЧИМОСТЬ ФУНКЦИОНАЛЬНО-МЕТАБОЛИЧЕСКОГО СТАТУСА ФАГОЦИТАРНОГО ЗВЕНА В ПРОГНОЗЕ РАЗВИТИЯ ПОСЛЕОПЕРАЦИОННЫХ ОСЛОЖНЕНИЙ У БОЛЬНЫХ С КОКСАРТРОЗОМ ПРИ ЭНДОПРОТЕЗИРОВАНИИ ТАЗОБЕДРЕННОГО СУСТАВА

ГУ НЦ РВХ ВСНЦ СО РАМН

Оценка функционального состояния фагоцитарного звена иммунной системы в динамике до и после эндопротезирования тазобедренного сустава позволила идентифицировать маркерные показатели, значимые в прогнозе развития возможных послеоперационных осложнений.

Ключевые слова: цитокины, эндопротезирование

THE ROLE OF FUNCTIONAL METABOLIC STATUS OF PHAGOCYTIC LINK IN DEVELOPMENT OF POSTOPERATIVE COMPLICATIONS IN PATIENTS WITH COXARTHROSIS AT HIP JOINT ENDOPROSTHETICS

L.A. Dmitriyeva, V.A. Shenderov, Z.V. Koshkariova

SC RRS ESSC SB RAMS, Ikrutsk

Evaluation of functional state of phagocytic link of immune system, in dynamics before and after hip joint endoprosthetics allowed, to identify marker parameters significant for prognosis of development of possible postoperative complications.

Key words: cytokines, endoprosthetics

ВВЕДЕНИЕ

Интегральным показателем иммунобиологической защиты является функционирование системы фагоцитирующих клеток (СФК), через которую трансформируются реакции различных клеток и тканей организма.

В процессах нарушения метаболизма клеток, приводящих к деструкции тканей, особая роль принадлежит секретируемым фагоцитами цито-кинам, важнейшими из которых являются ИЛ-1 и ФНО-а, ИЛ-1. Эти цитокины активно вмешиваются в регуляцию состояния костной ткани, воздействуя на различные ее клеточные системы [7]. В частности, они активируют продукцию остеокластов и остеокластическую резорбцию, с другой стороны — стимулируют пролиферацию остеобластов, их дифференцировку в остеоциты, изменяют продукцию глюкозаминогликанов [8]. Множественные физиологические и патофизиологические эффекты провоспалительных цитоки-нов обосновывают целесообразность их определения в качестве неспецифических показателей активности патологического процесса при дегенеративно-дистрофических заболеваниях (ДДЗ) крупных суставов и критериев развития возможных осложнений при реконструктивных операциях на них.

Тотальное эндопротезирование тазобедренного сустава (ТЭТС) зарекомендовало себя как метод выбора при оперативном лечении больных с тяжелыми формами коксартроза. Однако сочетание измененного иммунологического фона у боль-

ных до операции [3, 4] и влияния операционного стресса создает предпосылки для развития различных осложнений как в ранние, так и поздние сроки послеоперационного периода. Детальное изучение причин развития осложнений после ТЭТС позволит разработать пути профилактики и лечения возможных негативных последствий данной операции.

Целью настоящего исследования явилось изучение функционально-метаболического статуса фагоцитарного звена иммунной системы по уровню продукции ИЛ-1 и ФНО-а у больных с дисп-ластическим коксартрозом до и после ТЭТС и их значимости в развитии возможных послеоперационных осложнений.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Обследовано 32 пациента с диспластическим коксартрозом в возрасте от 29 до 63 лет (средний возраст — 53,9 года) без сопутствующей тяжелой патологии со стороны других систем организма. Пациенты обследовались до оперативного вмешательства и в динамике на 1—2, 7, 14 и 21-е сутки послеоперационного периода. Выбор этих сроков обоснован фазными изменениями иммунологической реактивности в условиях хирургического вмешательства: фазы ранней иммунодепрессии, компенсации и нормализации функции иммунной системы [2, 5].

Для реализации поставленной цели использовали комплекс иммунологических методов исследования, отражающих количественные и функци-

ональные характеристики СФК: абсолютное и относительное содержание нейтрофилов, моноцитов, фагоцитарный показатель, биоцидный потенциал нейтрофилов, определяемый по НСТ-тесту в спонтанном и индуцированном вариантах, уровню продукции ИЛ-1 и ФНО-а.

Исследуемые цитокины определяли в супернатантах клеточной взвеси в условиях базовой активации и стимуляции ЛПС («Sigma», USA) в конечной концентрации 10 мкг/мл. Для получения супернатантов использовали гепаринизирован-ную периферическую кровь (25 МЕ гепарина/мл крови) с добавлением (v/v) полной культуральной среды. Взвесь клеток инкубировали при 37 °С в течение 3 и 12 часов с учетом пика продукции ИЛ-1 и ФНО-а in vitro [6]. Концентрацию цитокинов определяли методом твердофазного иммунофер-ментного анализа с использованием коммерческих тест-систем фирмы «Протеиновый контур» (Санкт-Петербург). Для стандартизации показателей высчитывали конечную концентрацию ци-токинов с учетом абсолютного содержания моно-нуклеаров в периферической крови по формуле К/абс. количество мононуклеаров х 109, где К — концентрация цитокина в пг/мл.

Статистический анализ полученных результатов выполнен с помощью программ Biostat и Ехсе1 с использованием однофакторного дисперсионного анализа, вычисления критериев Стьюдента и Манна-Уитни [1].

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Оценка функционального состояния СФК у больных в дооперационном периоде выявила угнетение окислительного метаболизма нейтрофи-лов как в спонтанном, так и зимозаниндуцирован-ном вариантах при увеличении индекса стимуляции в 1,5 раза относительно контрольной группы. Значимых изменений в количественном содержании нейтрофилов и моноцитов при этом не наблюдалось.

После эндопротезирования тазобедренного сустава отмечалось увеличение пула циркулирующих нейтрофилов, которое сохранялось во все сроки периода наблюдения. Показатели поглотительной активности были сопоставимы с исходными и данными контрольной группы. Био-цидный потенциал нейтрофилов возрастал по сравнению с исходным уровнем, но оставался низким по сравнению с контрольными значени-

ями. Стимуляция зимозаном не приводила к адекватному усилению продукции кислородных радикалов в различные сроки исследования в послеоперационном периоде.

При исследовании цитокинсинтетической активности в дооперационном периоде отмечено снижение спонтанного уровня как ИЛ-1, так и ФНО-а, в то время как стимулированная липопо-лисахаридом (ЛПС) продукция данных цитокинов превышала показатели донорской группы (табл. 1). Для оценки интенсивности индивидуальной реакции на стимуляторы нами был введен критерий индекса стимуляции — ИС (отношение стимулированной продукции цитокина к его спонтанному уровню). Данный показатель в группе доноров составил 1,20 ± 0,23 для ИЛ-1 и 2,89 ± 0,89 — для ФНО-а. В группе неоперирован-ных больных ИС продукции ИЛ-1 варьировал в широких пределах. В зависимости от значения ИС больные распределились следующим образом: у 35,6 % больных мононуклеары периферической крови (МПК) реагировали на стимуляцию усилением синтеза ИЛ-1 в диапазоне значений ИС донорской группы (ИС — 1,15 ± 0,17); МПК 28,4 % больных реагировали на активацию ЛПС депрессией синтеза ИЛ (ИС — 0,58 ± 0,09); у 36% больных наблюдалась его гиперпродукция (ИС — 20,47 ± 6,15), в соответствии с чем больные были условно подразделены на нормоэргический, ги-поэргический и гиперэргический типы реагирования. Девиация индекса стимуляции у обследованных больных может быть объяснена различным соотношением продукции ИЛ-1 и его ингибиторов (растворимого рецепторного антагониста ИЛ-1 и других). Индекс стимуляции синтеза ФНО-а был более однороден и характеризовался значительно более высокой реактивностью клеток по сравнению с реакцией МПК доноров (ИС - 54,62 ± 11,73).

При анализе средних величин спонтанной продукции ИЛ-1 в послеоперационном периоде не было выявлено ее существенного изменения во все сроки, в то время как показатели ЛПС-ин-дуцированного синтеза ИЛ-1 имели тенденцию к нарастанию (табл. 2). Следует отметить, что выявленные у неоперированных больных индивидуальные особенности реакции МПК на стимуляцию (нормо-, гипо- и гиперэргический тип реагирования) сохранялись и после эндопротезирования. Учитывая роль ИЛ-1 в активации неспе-

Таблица 1

Цитокинсинтетическая активность МПК у больных с коксартрозом в дооперационном периоде

Группы исследования n ИЛ-1

спонт. стим. спонт. стим.

Доноры 24 502,03 ± 32,9 751,29 ± 119,9 249,42 ± 47,17 1095,56 ± 312,45

Больные 32 331,62 ± 80,39 914,28 ± 181,67 99,26 ± 22,88* 2841,57 ± 661,10*

Примечание: * - достоверность различий по сравнению с контролем (донорской группой), р < 0,001.

Таблица 2

Динамика синтеза ИЛ-1 и ФНО-а у больных после эндопротезирования тазобедренного сустава

Период наблюдения n ИЛ-1

спонт. стим. спонт. стим.

3 сутки 30 406,77 ± 78,90 905,80 ± 203,05 132,99 ± 34,13 3266,04 ± 785,94

7 сутки 30 330,36 ± 86,06 984,37 ± 173,88 105,84 ± 16,53 2162,30 ± 494,78

14 сутки 27 333,42 ± 77,01 986,28 ± 175,44 135,55 ± 28,87 2929,76 ± 645,06

21 сутки 19 259,81 ± 122,8 1280,25 ± 277,62 167,57 ± 55,02 2706,09 ± 807,35

цифических факторов защиты (в частности мобилизации и активации фагоцитирующих клеток) и антителогенеза, можно прогнозировать высокий риск развития инфекционных бактериальных осложнений в послеоперационном периоде у больных с гипоэргическим типом реагирования. Пролонгированная высокая продукция ИЛ-1 у лиц с гиперэргическим типом реагирования может сдвигать баланс обмена в костной ткани в сторону остеокластической резорбции.

Спонтанный синтез ФНО-а в послеоперационном периоде характеризовался умеренным прогредиентным усилением. Активация МПК митогеном приводила к возрастанию образования ФНО-а без выраженных колебаний во все сроки наблюдения. Интенсивность стимуляции была сравнима с показателями неоперирован-ных больных.

Известно, что при различных оперативных вмешательствах имеет место физиологически целесообразное подавление выработки медиаторов воспаления, опосредуемое повышением концентрации кортизола и противовоспалительных медиаторов. Возможно, что выявленные особенности продукции ФНО-а и ИЛ-1 у обследованных больных обусловлены несостоятельностью механизмов, направленных на ограничение воспалительной реакции, в частности дефицитом выработки противовоспалительных цитокинов. Очевидно, что дисбаланс цитокинов с про- и противовоспалительными функциями характерен для больных с ДДЗ тазобедренного сустава и способствует поддержанию каскада иммуновоспа-лительных реакций в условиях эндопротезирования.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Исследование функционально-метаболического статуса фагоцитарного звена иммунной системы у больных с диспластическим коксартрозом до и после операции ТЭТС позволило идентифицировать маркерные показатели, значимые в прогнозе развития возможных послеоперационных осложнений.

Мониторинг уровня ЛПС-индуцированной продукции ИЛ-1 у больных с диспластическим

коксартрозом дифференцирует два оппозитно реагирующих типа больных, что позволяет выделить группы риска по развитию некоторых послеоперационных осложнений при эндопротезировании. Гипоэргический тип реагирования может являться критерием, определяющим повышенный риск инфекционных осложнений, тогда как гиперэргический тип позволяет прогнозировать развитие преждевременной нестабильности эндопротеза.

Полученные результаты исследования могут быть использованы для разработки программы иммунореабилитации больных с тяжелыми формами коксартроза при хирургическом лечении методом ТЭТС.

ЛИТЕРАТУРА

1. Гланц С. Медико-биологическая статистика / С. Гланц. — М: Практика, 1998. — 459 с.

2. Жекалов А.Н. Изменения иммунитета и факторов неспецифической защиты у пострадавших от тяжелой механической травмы / А.Н. Жекалов, С.В. Петленко, Е.Г. Богданова, Т.В. Парфи-лова // Экологическая иммунология. — 2002. — Т. 4, № 2. - С. 327-328.

3. Иммунный статус у больных с коксартроза-ми / Л.А. Дмитриева, Е.Г. Кирдей, В.А. Шендеров, Е.Ю. Коршунова и др. // Бюл. ВСНЦ СО РАМН. - 2001. - № 5 (19). - С. 132-135.

4. Костюшко А.В. Иммунологические показатели при эндопротезировании тазобедренного сустава / А.В. Костюшко, Е.В. Маркелова, И.И. Кузьмин, А.С. Шаронов // Тихоокеанский мед. журнал. - 1999. - № 3. - С. 55-56.

5. Смирнов В.С. Иммунодефицитные состояния / В.С. Смирнов, И.С. Фрейдлин. - СПб.: Фолиант, 2000. - 568 с.

6. Ярилин А.А. Основы иммунологии / А.А. Яри-лин. - М.: Медицина, 1999. - 608 с.

7. Fleisch H. Differentiation and function of osteoblasts and bone cell derived cytokines / H. Fleisch, R. Felix, H. Guenther // Progr. Endocrinol. - Amsterdam, 1988. - Vol. 2. - P. 915-920.

8. Thomson A.W. The Cytokine Handbook / A.W. Thomson. - Academic Press: London, 1994. -615 p.