Влияние внутриаортального введения озонированного физиологического раствора на содержание метаболитов оксида азота у пациентов с грамотрицательным сепсисом

ВЛИЯНИЕ ВНУТРИАОРТАЛЬНОГО ВВЕДЕНИЯ

ОЗОНИРОВАННОГО ФИЗИОЛОГИЧЕСКОГО РАСТВОРА НА СОДЕРЖАНИЕ МЕТАБОЛИТОВ ОКСИДА АЗОТА У ПАЦИЕНТОВ С ГРАМОТРИЦАТЕЛЬНЫМ СЕПСИСОМ

А.Ю. Яковлев, Р.М. Зайцев, В.Е. Кучеренко

Институт ФСБ России, Нижний Новгород

Областная клиническая больница им. Н.А.Семашко, Нижний Новгород

Abstract

The aim of the study was to evaluate the effect of ozonated saline solution on the content of NO metabolites in patients with sepsis caused by gram-negative microflora. Studies were conducted in 139 patients with gram-negative abdominal sepsis of various etiologies. In all studied patients intra-aortic postoperative complex intensive therapy was applied. Patients with sepsis intra-aortic twice was introduced 200 ml of OFR without a break between infusions. The duration of infusion ozonated saline - 12 minutes. The amount of O3 injected into 400 ml ozonated saline is 1.4 mg. The O3 dose is 18 ^g/kg/day. Duration of therapy is 5 days. The metabolic products of NO was assessed by the level of NO2 and NO3 by the method of L. C. Green et al. (1982). It was found that after ozonated saline infusion in the first and fifth days of ozone therapy a decrease in the level of NO decomposition products was determined, which can be regarded as a positive therapeutic effect of ozone therapy, which is directly associated with a decrease in the circulation of LPS of gram-negative bacteria in the blood of sepsis patients. Ongoing at the end of the infusion ozonated saline regression of NO2/NO3 of blood may be related to the influence of ozone on the production of NO and the decomposition of its metabolites.

Key words: ozonated saline, intra-aortic injection, nitric oxide, sepsis

Целью исследования явилась оценка изучения влияния озонированного физиологического раствора (ОФР) на содержание метаболитов NO у пациентов с сепсисом, вызванным грамотрицательной микрофлорой. Исследования проведены у 139 больных грамотрицательным абдоминальным сепсисом различной этиологии. У всех исследуемых больных применялась внутриаортальная послеоперационная комплексная интенсивная терапия. Пациентам с сепсисом внутриаортально двукратно вводилось 200 мл ОФР без перерыва между инфузиями. Продолжительность инфузии ОФР - 12 минут. Количество O3, вводимого в 400 мл ОФР, - 1,4 мг. Доза O3 - 18 мкг/кг/сутки. Продолжительность озонотерапии - 5 суток. Продукты метаболизма NO оценивали по уровню NO2 и NO3 методом L.C. Green с соавт. (1982). Установлено, что после инфузии ОФР в первые и на пятые сутки озонотерапии определялось снижение уровня продуктов распада NO,

что можно расценить как положительный терапевтический эффект озонотерапии, напрямую связанный со снижением циркуляции ЛПС грамотрицательных бактерий в крови больных сепсисом. Продолжающееся по окончании инфузии ОФР регрессия N02^03 крови может быть связана с воздействием озона на продукцию N0 и распад его метаболитов.

Ключевые слова: озонированный физиологический раствор, внутриаортальное введение, оксид азота, сепсис

Лечение больных с тяжелыми гнойно-септическими осложнениями заболеваний органов брюшной полости представляет одну из актуальных задач медицины критических состояний. Общая госпитальная летальность при сепсисе до настоящего времени не опускается ниже 20% [1-3]. Особенно высокие цифры летальности отмечаются у больных послеоперационным перитонитом, осложненным грамотрицательным сепсисом [2-6].

В последние годы накапливается все больше сведений, что именно эндотоксикоз является главным патогенетическим звеном грамотрицательного абдоминального сепсиса и полиорганной недостаточности [4, 5, 7-9]. Применение и разработка новых патофизиологически обоснованных методов лечения сепсиса, коррекции эндотоксикоза и полиорганной дисфункции считается в настоящее время основным направлением снижения летальности.

Разработка способов детоксикации, основанных на биостимуляции, иммунокоррекции, экстракорпоральной гемомодификации не привели к значительному улучшению ситуации в лечении перитонеального грамотрицательного сепсиса и сопровождающей его полиорганной недостаточности в силу инвазивности, трудоемкости, дороговизны и малой доступности многих из них для широкой сети лечебных учреж Одним из перспективных направлений интракорпоральной детоксикации является озонотерапия, несомненная эффективность которой доказана многими исследователями [10-14]. Однако, при несомненной технологической и организационной простоте этого метода, его доступности и возможности широкого практического использования, остается нерешенным ряд вопросов, связанных с механизмами терапевтического действия озонотерапии у больных грамотрицательным сепсисом. В частности нет данных о влиянии озонотерапии на содержание в сосудистом русле метаболитов оксида азота. Ограничены сведения о механизмах коррекции метаболических нарушений и детоксицирующего воздействия озонированного физиологического раствора (ОФР) на циркуляцию и содержание веществ низкой и средней молекулярной массы (ВНиСММ), традиционно называемых «средними молекулами».

Известно, что при септических состояниях резко повышается продукция N0 вследствие активации индуцибельной синтазы оксида азота (iN0S) бактериальным эндотоксином - ЛПС. Это приводит к развитию гипотензии, гепатоцеллюлярной недостаточности, повреждению различных органов и

тканей. Молекула NO является одним из биорегуляторов тонуса кровеносных сосудов [15-17], респираторной функции [18], участвует в развитии боли [19] и других процессов.

Сепсис и септический шок вызываются бактериальной инфекцией и представляют собой острый воспалительный ответ. Повышение уровня NO и его метаболитов сопровождается не только цитотоксическим действием на чужеродные клетки, но может проявляться и в отношении собственных клеток и тканей организма. В связи с этим, целью настоящего исследования явилась оценка изучения влияния ОФР на содержание метаболитов NO у пациентов с сепсисом, вызванным грамотрицательной микрофлорой.

Материал и методы исследования

Исследования проведены у 139 больных грамотрицательным абдоминальным сепсисом различной этиологии, находящихся на лечении в отделении реанимации и интенсивной терапии Нижегородской областной клинической больницы им. Н.А. Семашко.

Хирургическая тактика, объем оперативного вмешательства были у больных однотипны и направлены на удаление первичного очага инфекции, эвакуацию экссудата, одномоментный лаваж и дренирование брюшной полости. Послеоперационная интенсивная терапия включала в себя комплекс антибактериальной химиотерапии с учетом результатов клинических и бактериологических исследований, поддержание центральной гемодинамики, водно-электролитного баланса и кислотно-основного состояния, реокорригирующую терапию, нутритивную поддержку (до 3000 ккал/сутки) и респираторную терапию. Обезболивание в послеоперационном периоде осуществлялось введением наркотических и ненаркотических анальгетиков. При снижении общего белка ниже 50 г/л, а гемоглобина - 80 г/л проводилась их коррекция компонентами и препаратами крови. Дозировки используемых препаратов в сравниваемых группах были идентичными.

У всех исследуемых больных применялась внутриаортальная послеоперационная комплексная интенсивная терапия. По методике Сельдингера чрезбедренным доступом проводилась катетеризация аорты рентгеноконтрастным катетером с установкой катетера на уровне Туп, что подтверждалось рентгенографией органов грудной клетки. После подтверждения правильности установки катетера проводилась его фиксация и начиналось введение препаратов в аорту. При этом суточный объем инфузии составлял 50-60 мл/кг. Продолжительность проведения внутриаортальной терапии у больных исследуемых групп составляла от 8 до 19 суток (средняя продолжительность - 10,1 суток). Препараты крови и жировые эмульсии вводились внутривенно.

Условия приготовления 200 мл ОФР во всех группах больных были одинаковыми: концентрация озона на выходе озонатора «УОТА-1М» - 60 мг Оз/лО2, скорость потока О2 через озонатор - 0,4 л/мин, время барботирования

- 30 минут. Контроль концентрации озона в ОФР во флаконе и инфузионной системе проводили с помощью встроенного в аппарат спектрофотометрического измерительного блока. Исходная средняя концентрация озона в ОФР составляла - 10,1 мг/л.

Пациентам грамотрицательным сепсисом внутриаортально двукратно вводилось 200 мл ОФР без перерыва между инфузиями. Продолжительность инфузии 200 мл ОФР - 12 минут. Количество O3, вводимого внутриаортально в 400 мл ОФР, - 1,4 мг. Доза O3 - 18 мкг/кг/сутки. Продолжительность озонотерапии составляла 5 суток.

Продукты метаболизма NO оценивали по уровню NO2 и NO3 методом описанным L.C. Green с соавторами (1982) [20, 21].

Статистическая обработка результатов исследования проводилась с помощью параметрических и непараметрических методов вариационной статистики.

Результаты

При оценке динамики содержания NO2 и NO3 в венозной и артериальной крови на 1 и 5 сутки исследования у всех пациентов были выявлены следующие закономерности.

Исходно, в первые сутки, определялся высокий уровень содержания метаболитов NO как в артериальной, так и венозной крови (табл. 1, рис. 1). Это может быть связано с тем, что при воспалительных процессах резко возрастает продукция супероксидного анион-радикала макрофагами и полиморфно-ядерными нейтрофилами, происходит продолжительное усиление синтеза NO [22]. Как правило, базальный уровень продукции NO в артериях выше. Содержание NO2/NO3 в венозной крови было выше, чем в артериальной, что может быть связано с особенностями абдоминальной локализации патологического процесса у больных, вошедших в исследование. В крови NO практически мгновенно связывается с гемоглобином, благодаря чему время нахождения в кровотоке сведено к минимуму. Сродство гемоглобина к NO в тысячи раз превышает его сродство к кислороду. При взаимодействии NO с оксигемоглобином образуется метгемоглобин и анионы NO3, а при взаимодействии с восстановленным гемоглобином - нитрозилгемоглобин и NO3. Последние выводятся из организма почками. В соединении с гемоглобином NO может транспортироваться в организме на значительные расстояния, вступая в обменные процессы в различных органах и тканях. NO может необратимо инактивироваться реакцией с гемоглобином в просвете кровеносного сосуда и супероксидным радикалом в стенке кровеносного сосуда, что может являться причиной увеличенных значений NO2, NO3 в артериальной крови по сравнению с венозной [15, 23-25].

°ис. 1. Динамика нитритов и нитратов венозной крови при инфузии ОФР в 1

и 5 сутки озонотерапии (Примечание: «0» - достоверность результатов относительно исходных значений; «*»- достоверность отличий показателей

венозной крови относительно артериальной на одинаковых этапах исследования; «#»- достоверность отличий между значениями показателей в 1 и на 5 сутки озонотерапии на одинаковых этапах исследования)

Значения венозных показателей превышало артериальные, что можно связать с повышенной продукцией N0 в большом круге кровообращения при абдоминальном сепсисе. В конце внутриаортальной инфузии ОФР отмечалось снижение N02^03 в артериальной крови на 15,1%. В венозной крови достоверное уменьшение было отмечено уже на этом этапе (на 25%) с появлением достоверных отличий артерио-венозных показателей от исходных значений в абсолютных (на 48,1%) и относительных величинах (на 30,6%) (рис. 2).

Табл. 1. Динамика нитритов и нитратов венозной крови при инфузии ОФР в 1 и 5 сутки озонотерапии

Показатель Этапы исследования

1 сутки 5 сутки

До инфузии ОФР В конце инфузии ОФР Через 1 час после инфузии ОФР Через 4 часа после инфузии ОФР До инфузии ОФР В конце инфузии ОФР Через 1 час после инфузии ОФР Через 4 часа после инфузии ОФР

Нитраты/нитрит ы артериальной крови, ммоль/л 35,06±3,05 29,76±3,09 27,58±2,960 27,65±2,450 28,38±2,05# 24,20±2,40 22,01±2,010 22,26±1,960

Нитраты/нитрит ы венозной крови, ммоль/л 49,98±2,47* 37,51±3,050* 30,40±2,880* 33,79±2,970* 35,81±3,11#* 29,50±3,27 25,01±2,580 26,08±2,210#

Нитраты/нитрит ы а-у разница, ммоль/л -14,92±2,14 -7,75±1,450 -2,82±0,460 -6,13±0,820 -6,97±0,87# -5,30±1,09 -2,92±0,590 -3,62±0,650#

Нитраты/нитрит ы а-у разница, % -48,21±6,46 -33,45±5,390 -15,48±3,070 -22,84±2,300 -25,45±3,35# -19,10±3,98# -11,91±3,440 -13,37±3,580#

Примечание: «0» - достоверность результатов относительно исходных значений;

«*» - достоверность отличий показателей венозной крови относительно артериальной на одинаковых этапах исследования; «#» - достоверность отличий между значениями показателей в 1 и на 5 сутки озонотерапии на одинаковых этапах исследования

Рис. 2. Динамика a-v разницы нитритов и нитратов венозной крови при инфузии ОФР в 1 и 5 сутки озонотерапии (Примечание: «0» - достоверность результатов

относительно исходных значений; «*» - достоверность отличий показателей венозной крови относительно артериальной на одинаковых этапах исследования; «#» - достоверность отличий между значениями показателей в 1 и на 5 сутки озонотерапии на одинаковых этапах исследования)

Через 1 час после введения ОФР продолжалось достоверное снижение NO2/NO3 венозной и артериальной крови с уменьшением артерио-венозной разницы. Через 4 часа после введения ОФР наметилась тенденция к возрастанию значений NO2/NO3 венозной крови, но при этом сохранялась достоверность отличий (на 32,4%) по сравнению с исходными величинами до первого введения ОФР в аорту. Снижение NO2, NO3 во время инфузии ОФР и после его прекращения явились свидетельством прямого и отсроченного действия озонотерапии на продукцию метаболитов NO. Увеличение артерио-венозных отличий было связано только с ростом венозных показателей нитритов, нитратов.

На пятые сутки перед инфузией ОФР значения NO2/NO3 были значительно ниже таковых в первые сутки интенсивной терапии: в артериальной крови - на 18,6%, а в венозной - на 28,4%. На наш взгляд сохраняющееся повышенное содержание NO2/NO3 связано с продолжающимся выделением в кровеносное русло ЛПС, эндотоксинов и цитокинов, увеличивающих продукцию NO путем индукции макрофагальных форм синтазы NOS, iNOS в особенности [22, 26]. Снижение продукции NO и его метаболитов относительно значений первых суток терапии косвенно свидетельствовало об эффективности патогенетической терапии грамотрицательного сепсиса внутриаортальной инфузией ОФР и уменьшении степени окислительного стресса и эндотоксикоза, так как

образующийся в результате реакции между двумя радикалами (оксид азота и супероксиданион) пероксинитрит является интегрирующим звеном окислительного стресса. Пероксинитрит самостоятельно может оказывать исключительно сильное цитотоксическое действие [27].

Более выраженная динамика снижения N0^ N03 венозной крови свидетельствовала об эффектах озонотерапии в очаге инфекции при абдоминальном сепсисе, так как на наш взгляд первичные эффекты озонотерапии в основном локализовались в органах брюшной полости, ОФР вводился внутриаортально.

На пятые сутки исходные значения артерио-венозной разницы по продуктам метаболизма N0 были ниже таковых в первые сутки на 53,3% в абсолютных величинах и на 22,8% в относительных цифрах. Возможно, это является свидетельством снижения участия малого круга кровообращения и в первую очередь артериол легких в системной воспалительной реакции при генерализованной инфекции и восстановлении нереспираторных функций легких [28].

На пятые сутки озонотерапии, сразу после внутриаортального введения ОФР снижение содержания метаболитов N0, относительно исходных цифр, составило 14,7% в артериальной крови и 17,6% - в венозной крови. Через 1 час оно стало достоверным и достигло 22,4% по показателям артериальной крови и 30,2% по показателям венозной крови. Через 4 часа - достоверность изменений составила 21,6% и 27,2% относительно исходных значений пятых суток интенсивной терапии.

Динамика артериальных и венозных N0^ N03 на пятые сутки озонотерапии, была менее выраженной, чем при инфузии ОФР в первые сутки озонотерапии, что при исходно меньших их значениях совокупно служило косвенным свидетельством снижения выраженности воспалительных изменений в клетках с максимальной продукцией оксида азота у септических больных, т.е. в макрофагах и эндотелии сосудов.

При рассмотрении динамики артерио-венозной разницы на пятые сутки исследования было также выявлено динамическое изменение значений этого показателя при озонотерапии. В конце инфузии ОФР а-в разница продуктов метаболизма оксида азота снизилась в абсолютных цифрах на 23,9%, а относительных цифрах - на 6,4%. Через 1 час после инфузии ОФР зарегистрировано достоверное уменьшение абсолютных (на 58,3%) и относительных (на 53,2%) цифр артерио-венозной разницы N02/N03 относительно исходных значений пятых суток исследования. Через 4 часа после введения ОФР достоверное снижение артерио-венозной разницы по продуктам метаболизма N0 сохранялась и составила в абсолютных величинах 48,1%, а в относительных - 47,5%. Снижение артерио-венозной разницы было связано в первую очередь со снижением уровня метаболитов N0 в венозной крови.

Заключение

Таким образом, после инфузии ОФР в первые и на пятые сутки озонотерапии определялось снижение уровня продуктов распада N0, что можно расценить как положительный терапевтический эффект озонотерапии, напрямую

взаимосвязанный со снижением циркуляции ЛПС грамотрицательных бактерий в крови больных сепсисом. Продолжающееся по окончании инфузии ОФР регрессия NO2/NO3 крови может быть связана с самостоятельным воздействием озона на продукцию NO и распад его метаболитов.

Список литературы

1. Интенсивная терапия: национальное руководство: в 2 т. / под ред. Б.Р. Гельфанда, А.И. Салтанова. М.: ГОЭТАР Медиа, 2009. Т.П. 784 с.

2. Сепсис в начале XXI в. Классификация, клинико-диагностическая концепция и лечение. Патолого-анатомическая диагностика: Практическое руководство / Под ред. В.С. Савельева, Б.Р. Гельфанда М: Литтерра, 2006. 176 с.

3. Ерюхин И.А. Хирургия гнойного перитонита // 50 лекций по хирургии / под ред. В.С. Савельева. М.: Медиа Медика, 2003. 408 с.

4. Завада Н.В., Гаин Ю.М., Алексеев С.А. Хирургический сепсис. -Минск: новое знание, 2003. 237 с.

5. Bone R.C., Balk R.A., Cerra F.B., Definitions for sepsis and organ failure and guidelines for the use of innovative therapies in sepsis: the ACCD/SCCM consensus conference committee // Chest. 1992. Vol. 101. P. 1644-1655.

6. Dellinger R.P., Carlet J., Masur H. et al. Surviving Sepsis Campaing guidelines for management of severe sepsis and septic shock // Crit. Care Med. 2004. Vol. 32. P. 858-873.

7. Ерюхин И.А., Шашков Б.В..Эндотоксикоз в хирургической клинике. СПб.: Издательство «Logos», 1995. 304 с.

8. Мартусевич А.К., Перетягин С.П., Погодин И.Е. Метаболические аспекты ожогового эндотоксикоза // Патологическая физиология и экспериментальная терапия. 2009. №1. С. 30-32.

9. Levy M.M., Fink M.P., Marshall J et al. 2001 SCCM/ESICM/ACCPATSSIS International sepsis DeFinitions Conference // Crit. Care Med. 2003. Vol. 31. P. 12501256.

10. Бояринов Г.А., Лебедь С.Л., Грибков А.В., Лебедь В.Г. Аспекты применения озонированного физиологического раствора в нейрореаниматологии // Мат. VIII Всеросс. науч.-практ. конф. c международным участием "Озон, активные формы кислорода и методы интенсивной терапии в медицине". -Нижний Новгород.- 2009. - C. 127-130.

11. Заривчацкий М.Ф., Кирко Г.Е., Кустова Я.Р. с соавт. Применение магнитной обработки крови в сочетании с озонотерапией в комплексном лечении синдрома интоксикации у хирургических больных // Тез. докл. 2-й Всероссийской науч. - практ. конф. с международным участием "Озон в биологии и медицине". Нижний Новгород. 1995. С. 47.

12. Касумьян С.А., Сергеев А.В., Некрасов А.Ю. Озоновые санации брюшной полости при лапароскопическом лечении перитонита // Мат. VIII Всеросс. науч.-практ. конф. c международным участием «Озон, активные формы кислорода и методы интенсивной терапии в медицине» Нижний Новгород. 2009. С. 115.

13. Перетягин С.П. Патофизиологическое обоснование озонотерапии постгеморагического периода: автореф. дис. ... д-ра мед. наук. Казань, 1991. 29 с.

14. Семенов С.В., Казаков И.П. Применение озона в интенсивной терапии разлитого перитонита // Озон в биологии и медицине: Maт. V Всеросс. науч.-практ. конф. - Нижний Новгород. 2003. С. 166.

15. Ванин A^. Оксид азота в биомедицинских исследованиях // Вестник РAMН. 2000. № 4. С. 3-5.

16. Mapтусевич A.K, Перетягин С.П., Самоделкин AX., Соловьева AX., Mapтусевич A.A., Иващенко M.K Биомедицина оксида азота (NO): функционально-метаболические аспекты. Нижний Новгород, 2017. 261 с.

17. Сосунов A.A. Оксид азота как межклеточный посредник // Соросовский образовательный журн. 2000. Т. 6. С. 27-34.

18. Дюйзен И.В. Значение оксида азота в механизмах развития боли: автореф. дис. ... д-ра мед. наук. Владивосток, 2004. 44 с.

19. Елисеева Е.В. Mopфoлoгические основы нитроксидергической регуляции органов дыхания: автореф. дис. ... д-ра мед. наук. Владивосток, 2001. 42 с.

20. Емченко Н. Л., Цыганенко О. И., Ковалевская Т. В. // Клин. лаб. диагн. 1994. №6. С. 19-20.

21. Green L.C., Wagner D.A., Glogowski J. et al. Analysis of nitrate, nitrite, and [15N]-nitrate in biological fluids // Anal. Biochem. 1982. Vol. 126. P. 131-138.

22. Голиков П.П. Оксид азота в клинике неотложных заболеваний. M: ИД Mедпpaктикa-M, 2004, 180 с.

23. Aбaкумoв M.M., Голиков П.П., Николаева Н.Ю. с соавт. Генерация оксида азота тромбоцитами периферической крови человека в норме и при ранениях груди и живота // Вопросы медицинской химии. 2002. Вып. 3. С. 286292.

24. Вознесенский НА., Чучалин AX., Aнтoнoв Н.С. Окись азота и легкие // Пульмонология. - 1998. - №2. - С. 32-37.

25. Волин M.C, Дэвидсон KA., Камински ПМ. с соавт. Mехaнизмы передачи сигнала оксидант - оксид азота в сосудистой ткани // Биохимия. 1998. вып. 7. С. 958 - 965ю

26. Голиков П.П., Николаева Н.Ю. Mетoд определения нитрита/нитрата (NO^ в сыворотке крови // Вопросы биомедицинской химии. 2004. №1. С. 79- 85.

27. Голиков П.П., Пахомова Г.В., Утешев Н.С. с соавт. Динамика содержания конечного продукта оксида азота нитрита в различных биологических жидкостях при перитоните // Вестник интенсивной терапии. 2000. №4. С. 31-33.

28. Сыромятникова Н.В., Гонарова ВА., Котенко Т.В. Mетaбoлическaя активность легких. Л.: Mедицинa, 1987. 168 с.