Журнал «Медицина неотложных состояний» 1-2(32-33) 2011

Актуальность травматизма определяется неуклонным увеличением числа пострадавших, подавляющее большинство которых — это люди молодого возраста и дети. Высокая посттравматическая летальность и инвалидизация этой категории населения является важнейшей медико-социальной проблемой. По данным ВОЗ, в год в мире от травмы погибает до 2 млн человек. В России у мужчин в возрасте до 45 лет и у женщин в возрасте до 35 лет травматические повреждения — главная причина смерти. В 70 % случаев основной причиной смерти является тяжелая сочетанная травма [3].

По данным литературы [3], летальность при изолированной травме составляет 1,5–2 %, при политравме — 28,6 %. При тяжелых политравмах опорно-двигательного аппарата, груди, живота, а также при тяжелых черепно-мозговых травмах (ЧМТ) летальность достигает 90–100 %.

В последние десятилетия в результате развития промышленности, высотного строительства и автомобилизма, а также в связи с локальными военными конфликтами во всем мире качественно изменилась структура травм, которые приобрели характер множественных и сочетанных, что существенно утяжеляет состояние пострадавших, создавая угрозу их жизни [1, 4, 5, 7].

Данные литературы [6], а также наш собственный клинический опыт свидетельствуют, что тяжесть и прогноз при сочетанной травме в первую очередь зависят от количества и характера повреждений. Наибольшая смертность наблюдается у пострадавших, которые имели поражение трех и более анатомо-функциональных областей.

Черепно-мозговая травма, как правило, вызвана сильным механическим ударом или ускорением/замедлением, которые приводят к перелому черепа, сдавливанию тканей мозга, вытеканию белого или серого вещества и к последующему кровоизлиянию [15].

Первичные повреждения являются пусковыми звеньями для развития вторичных механизмов повреждения, которые в значительной степени определяют исход ЧМТ [15].

Выраженность вторичных повреждений при ЧМТ зависит прежде всего от тяжести травмы и локализации первичного поражения. Кроме этого, интенсивность вторичных повреждений мозга при ЧМТ обусловлена развитием ишемии в очаге повреждения и на его периферии.  Вследствие ишемии возникает гипоксия, ионный дисбаланс, высвобождение глутамата, снижение АТФ, повышение лактата, что, в свою очередь, приводит к гибели нейронов.

Усугубляет церебральную ишемию и гипоксию повышенная активность тромбоцитов. Скопление тромбоцитов и микротромбоз наблюдаются прежде всего в венулах и периферических зонах ушиба [23].

Выраженная ишемия приводит к метаболическому стрессу, который, в свою очередь, приводит к уменьшению энергетических метаболитов, включая АТФ и фосфокреатин. Аноксическое повреждение приводит к калийиндуцированному высвобождению аминокислот, открытию глутаматных рецепторов ионных каналов и поступлению Са2+. При ЧМТ уровень метаболического стресса зависит от степени повреждения. При серьезных формах ЧМТ развиваются патологические нарушения ионного гомеостаза, включая потерю клетками калия, избыток кальция и натрия. При реперфузии эти метаболические нарушения могут устраняться, что сопровождается восстановлением функций клеток и ионного гомеостаза.

Ишемия и гипоксия мозга приводят к формированию ряда патогенетических порочных кругов, в результате чего в мозговой ткани скапливаются недоокисленные продукты, развивается ацидоз, нарушается микроциркуляция. В результате повышается проницаемость сосудистых стенок, что способствует выходу жидкости в периваскулярные пространства, гипергидратации мозга и возрастанию внутричерепного давления. Таким образом, развивается отек, который часто сочетается с набуханием мозга в результате связывания воды с гидрофильными коллоидами клеток [16].

Последствиями ишемии являются воспаление, некроз, апоптоз, оксидантный стресс, которые приводят к накоп­лению кальция, нарушению функции митохондрий и образованию свободных радикалов, что также вызывает гибель клеток в посттравматическом периоде [15, 18, 21, 22].

Воспалительный ответ в ЦНС может оказывать различное влияние на исход в зависимости от степени выраженности воспаления и времени его возникновения. Отсроченные воспалительные процессы могут быть восстановительными, способствуя ограничению очага повреждения и устранению разрушенных структур. Развитие же острых воспалительных реакций вследствие ишемии и гипоксии, напротив, умножает количество вторичных повреждений [9, 10].

Тяжелая травма головного мозга в условиях гипоксии сопровождается уменьшением потребления кислорода нейронами. В результате обменные процессы идут по катаболическому типу. Инициируется гликолиз, но в условиях гипоксии цикл трикарбоновых кислот (ЦТК) неэффективен, в результате в крови и ликворе увеличивается содержание молочной и пировиноградной кислот. Из-за этого в мозге нарастает дефицит АТФ, которая тратится прежде всего на функционирование К+/Na+-насоса. Сбой в его работе ведет к отеку и набуханию мозга. Это, в свою очередь, затрудняет его кровоток, возникает один из порочных кругов тяжелой травмы мозга.

При черепно-мозговой травме нарушается ауторегуляция мозгового кровотока. В сочетании с нарушениями метаболизма мозга, свертывающей системы крови, иммунных сдвигов, изменениями ликвородинамики усугубляется нарушение мозгового кровотока и особенно микроциркуляции. При этом в центре очага повреждения возникает резкое снижение микроциркуляции вплоть до полного прекращения. По периферии повреждения формируется зона сниженного, а еще далее — зона мерцательного, неустойчивого кровотока. Величина этих зон зависит, конечно, от глубины и площади очага разрушения и в среднем занимает не менее половины полушария мозга. Надо полагать, что при множественных ушибах мозга его микроциркуляция практически дезорганизована. В зоне сниженного кровотока развивается гипоксия, а в последующем — отек мозга и нарушение его функций. Таким образом, зона функциональной дезорганизации мозга значительно шире структурной.

Таким образом, повреждение головного мозга при черепно-мозговой травме развивается в два этапа. Первичное повреждение обусловлено биомеханическим влиянием сил, воздействующих на череп и головной мозг в момент травмы, причем развивается оно в течение миллисекунды и включает в себя сотрясение и контузию головного мозга, разрыв сосудов и образование гематомы (эпидуральной, субдуральной, субарахноидальной или внутримозговой). Вторичное повреждение развивается через несколько минут или часов после получения травмы и представляет собой сложный комплекс патологических изменений, которые возникают в результате первичного повреждения и приводят к ишемии, набуханию и отеку мозга, внутричерепным кровоизлияниям, внутричерепной гипертензии и дислокации мозговых структур. К вторичным факторам, которые усугубляют первичную травму, относятся такие как гипоксия, гиперкапния, гипотония, анемия и гипергликемия [2].

В результате гибели клеток мозга образуются нейротрофические факторы (НТФ) — это вещества белковой природы, регулирующие жизнедеятельность нейронов и глиальных клеток. Наиболее изучены нейротрофины, близкие друг к другу по структуре: фактор роста нервов (NGF); фактор роста, выделенный из головного мозга (BDNF); нейротрофины: NT-3, NT-6 и NT-4/5 (у разных видов — просто NT-4 или NT-5) [22]. Поэтому выделяемые тканями поврежденного мозга белки могут быть использованы как маркеры.

Среди нейроспецифических белков наиболее изученными в биохимическом и иммунологическом плане являются глиофибриллярный кислый протеин (GFAP), основной белок миелина (МВР), нейротрофический фактор головного мозга (BDNF), нейроглиальный белок S-100, нейроспецифическая енолаза (NSE).

Глиофибриллярный кислый протеин (GFAP) — нейроспецифический белок, являющейся структурным компонентом дифференцированных клеток астроцитарной глии. В свою очередь, глиальные астроциты являются неотъемлемой частью сложной динамической системы, именуемой ГЭБ. Известно, что астроциты выполнят функцию клеток-сателлитов по отношению к нейронам. Их основной биологической задачей является создание оптимальной микросреды вокруг конкретного нейроцита. Интимная связь астроцитарных глиоцитов, с одной стороны, с церебральными капиллярами, а с другой — с нейронами позволяет им до определенной степени контролировать интенсивность газообмена, водно-ионный баланс, аминокислотный и энергетический состав околонейронального перицеллюлярного пространства. Таким образом, нарушение целостности мембран астроцитарных клеток, регистрируемое по наличию повышенных концентраций нейроспецифического глиального фибриллярного кислого белка в сыворотке крови, с одной стороны, свидетельствует о нарушении целостности ГЭБ, а с другой — является предиктором гибели нейрональных клеток. Динамическое определение концентрации данного белка в крови позволяет оценивать тяжесть повреждения головного мозга при развитии гипоксически-ишемических поражений.

Основной белок миелина (MBP) выделяется в спинномозговую жидкость (СМЖ) при любом повреждении нервной ткани. Уровень основного белка миелина повышается при травмах центральной нервной системы, опухолях, рассеянном склерозе, подостром склерозирующем панэнцефалите, вирусных энцефалитах, других неврологических расстройствах. Предполагают, что выделяемый в спинномозговую жидкость основной белок миелина не идентичен тому, который находится в ткани.

Нейротрофический фактор головного мозга (BDNF) экспрессируется на фибробластах, астроцитах, нейронах различного фенотипа и локализации, мегакариоци­- тах/тромбоцитах, шванновских клетках (в районах повреждения) и, возможно, на клетках гладкой мускулатуры. Функциональная активность BDNF довольно велика. В период развития он участвует в дифференцировке нейронов, созревании, выживании и формировании синапсов. Во взрослом организме основная функция BDNF — нейропротекция, защита нейронов головного мозга от ишемических атак и мотонейронов от гибели, индуцируемой удалением аксонов. BDNF в плазме обнаруживается в количествах порядка пг/мл, в то время как в сыворотке он присутствует в количествах порядка нг/мл.

Нейроглиальный белок S-100 является специфическим белком астроцитарной глии, способным связывать кальций. Свое название белок получил благодаря свойству оставаться в растворенном состоянии в насыщенном растворе сульфата аммония. Семейство белков S-100 состоит из 17 тканеспецифичных мономеров, два из которых — a и b — образуют гомо- и гетеродимеры, присутствующие в высокой концентрации в клетках нервной системы. S-100(bb) присутствует в высоких концентрациях в глиальных и шванновских клетках, гетеродимер S-100(ab) находится в глиальных клетках, гомодимер S-100(aa) — в поперечнополосатых мышцах, печени и почках. Белок метаболизируется почками, его время полураспада составляет 2 часа. Астроглиальные клетки — это наиболее многочисленные клетки в мозговой ткани. Они образуют трехмерную сеть, которая является опорным каркасом для нейронов. Увеличение концентрации S-100(ab) и S-100(bb) в СМЖ и плазме является маркером повреждения головного мозга. При раннем определении содержания S-100 у пациентов с повреждениями мозга концентрация белка отражает степень повреждения мозга.

S-100b — кальцийсвязывающий протеин, специфичный для нервной ткани. Впервые S-100 был выделен из тканей мозга человека и считался белком, специфическим для глиальных клеток. Глиальные клетки — это наиболее многочисленные клетки мозговой ткани, служащие опорным каркасом для нейронов. Повышение белка S-100b в крови происходит при нарушении мозгового кровообращения, его уровень отражает размеры зоны инфаркта мозга и является маркером повреждения головного мозга. Исследования показали, что измерения концентрации белка S-100b могут давать полезную информацию при ведении пациентов с повреждениями тканей головного мозга, например при травмах головы, перинатальной асфиксии, остановке сердца, инсульте и кардиохирургии.

Концентрация S-100 может иметь как диагностическое, так и прогностическое значение, являясь ранним маркером повреждения головного мозга при различных патологических состояниях. Основываясь на концентрации S-100, возможно оценивать эффект лечения [28].

Нейроспецифическая енолаза (NSE) — внутриклеточный фермент центральной нервной системы, присутствующий в клетках нейроэктодермального происхождения (нейронах головного мозга и периферической нервной ткани). Является нейроспецифическим маркером. NSE — это единственный известный в настоящее время общий маркер всех дифференцированных нейронов. При заболеваниях, сопряженных с непосредственным вовлечением нервной ткани в патологический процесс, качественные и количественные определения этого белка в спинномозговой жидкости или сыворотке крови дают ценную информацию о степени выраженности повреждений нейронов и нарушениях общей целостности гематоэнцефалического барьера. Также NSE характеризует степень постишемического повреждения мозга.

NSE имеет длительный период полураспада в сравнении с S-100. В отличие от S-100, который присутствует в высоких концентрациях в глиальных клетках и шванновских клетках, NSE происходит преимущественно из нейронов и нейроэндокринных клеток [19]. Вполне возможно, что S-100 просто отражает воспалительную реакцию глиальных клеток, тогда как NSE может служить в качестве маркера повреждения нейронов.

Некоторые зарубежные авторы [11, 24, 26, 27] указывают на прогностическую значимость увеличения S 100 в крови для исходов реанимации и интенсивной терапии. Если накопление S-100 в крови продолжается на 24, 48 и 72 ч после травмы, риск летального исхода повышается. Абсолютным признаком летального исхода является повышенный уровень S-100 к 84 ч после черепно-мозговой травмы. У пациентов с благополучным исходом и восстановлением функций ЦНС уровень S-100 нормализуется к 48 ч после травмы. Наибольшая чувствительность маркера S-100 характерна для локальных травм и менее значима для множественных сочетанных повреждений головного мозга.

Проблема оценки прогноза исходов и осложнений при тяжелой сочетанной травме остается нерешенной, а многие работы, посвященные прогнозу у пациентов с тяжелой политравмой, не используют интегральные шкалы — системы оценки тяжести состояния. Необходимость объективной интегральной оценки тяжести состояния пациента при сочетанной травме не вызывает сомнения. Несмотря на то что интегральные системы оценки тяжести состояния существуют более двадцати лет и количество этих систем постоянно увеличивается, оценка тяжести состояния остается несовершенной. В реанимационной практике используются стандартные шкалы оценки тяжести состояния (такие как APACHE II — Acute Physiology And Chronic Health Evaluation — оценка острых физиологических изменений и хронических заболеваний, SAPS — Simplified Acute Physiology Score — упрощенная шкала острых физиологических изменений), а также специально разработанные для травматологии шкалы (такие как TRISS — Trauma Injury Severity Score — шкала оценки тяжести травмы, ISS — Injury Severity Score, RTS — Revised Trauma Score) для прогноза исхода при тяжелой сочетанной травме.

APACHE. Первая интегральная система оценки тяжести состояния для общих отделений реанимации и интенсивной терапии (APACHE — Acute Physiology And Chronic Health Evaluation) была опубликована Knaus et al. в 1981 го­ду [8]. Система APACHE была создана для стратификации пациентов по риску внутрибольничной летальности. Она включала 34 физиологических параметра, каждый из которых оценивался в диапазоне от 0 до 4 баллов в зависимости от степени отклонения от нормы. Прогностическое значение шкалы наиболее значимо в течение первых 32 часов с момента поступления пациента в отделение реанимации. Авторы нашли степень корреляции между количеством баллов по APACHE и вероятностью летального исхода.

APACHE II. В 1985 году Knaus et al. [8] опубликовали измененную систему APACHE — APACHE II. Они уменьшили число физиологических параметров с 34 до 12. Общее число баллов складывается из суммы физиологических параметров (от 0 до 4 баллов для каждого), за исключением шкалы комы Глазго (ШКГ, GCS — Glasgow Coma Score), для которой количество баллов в системе APACHE II равно 15 минус GCS. Для оценки используются наихудшие значения в первые 24 часа от момента поступления.

SAPS. В 1984 году группа французских ученых во главе с Le Gall опубликовала интегральную систему SAPS. Авторы выбрали 13 наиболее легко измеряемых физиологических параметров, доступных у 90 % пациентов. Для оценки использовались наихудшие показатели в течение первых суток от момента поступления в ОРИТ. Le Gall et al. сделали заключение, что система SAPS может быть применена к широкому спектру патологий, но оценка прогноза возможна только у групп пациентов и не имеет значимости в каждом конкретном случае.

SAPS II. В 1993 году Le Gall и соавторы [17] опубликовали обновленную версию системы SAPS — SAPS II. 37 параметров были уменьшены до 17 (12 физиологических параметров, возраст, тип поступления и 3 параметра, оценивающи хронические заболевания). В работе отмечено, что главное преимущество системы SAPS II перед системой APACHE состоит в способности точно прогнозировать вероятность летального исхода в стратифицированных группах пациентов без учета выбранного «главного» диагноза, что возможно только у меньшинства пациентов. SAPS II не применима для прогнозирования вероятности летального исхода у конкретного больного.

SOFA. В 1996 году была опубликована согласительная интегральная система, очень похожая на систему MODS. Были выбраны те же 6 систем органов и те же переменные, за исключением сердечно-сосудистой системы, недостаточность которой была определена не через PAR, а через необходимость использования инотропных препаратов и их дозировки. Также была скопирована система счета баллов (от 0 до 4 баллов по каждому признаку). Для оценки были выбраны наихудшие результаты в течение суток, а не переменные, взятые в фиксированное время.

В целом интегральная система SOFA показала плохую чувствительность и превосходную специфичность, как и все ее предшественники. Авторы пришли к выводу, что система SOFA — надежный инструмент оценки тяжести состояния, чья простота является явным преимуществом по сравнению с другими интегральными системами. Максимальное и увеличивающееся число баллов по системе SOFA имеет высокую прогностическую значимость. В сравнительном исследовании Janssens et al. [14] графически продемонстрировали достоинства системы SOFA по сравнению с системой SAPS II.

Большинство систем используют шкалу комы Глазго (ШКГ) [25] или ее данные для оценки степени поражения нервной системы. ШКГ часто составляет большую часть в системе APS или в ее эквиваленте. Например, ШКГ составляет 25 % оценки физиологических параметров в системе APACHE II, 20 % в системе APACHE III и 22 % в системе SAPS II. Таким образом, ШКГ часто является наиболее важным прогностическим фактором в оценке вероятности летального исхода [20].

Nguyen с соавт. [13] сравнили использование шкалы комы Глазго с использованием биомаркеров повреждений головного мозга в качестве критериев прогноза исхода при тяжелом структурном повреждении и обнаружили, что летальность была связана с высоким уровнем S-100b, а не с баллами шкалы. В отличие от показателей шкалы, которые остаются неизменными в процессе развития сепсиса, высокий уровень биомаркера отражал степень увеличения и накопления деструктивных изменений мозга. Поэтому при высоких баллах шкалы комы Глазго увеличение уровня маркера S-100b является неблагоприятным прогностическим критерием конечных результатов  интенсивной терапии у пациентов с черепно-мозговой травмой.

Cho и Wang [12] пришли к выводу, что системы APACHE II и APACHE III не могут заменить шкалу комы Глазго у больных с ТЧМТ для оценки ранней и госпитальной летальности (т.е. общей летальности), в то время как для прогнозирования позднего летального исхода системы APACHE II и III более точны, чем GCS, за счет большого вклада физиологических переменных в картину поздней летальности. Таким образом, шкала комы Глазго является простым способом оценки госпитальной и ранней летальности у пациентов с ТЧМТ.

Boyd et al. в 1987 году предложили метод количественной оценки по шкале травмы и шкале степени тяжести повреждения с учетом возраста пострадавшего — TRISS. В соответствии с этой шкалой дается оценка вероятности выживания. В настоящее время TRISS рассматривается как международный стандарт и используется наравне со шкалами APACHE II, III и SAPS I, II, но при закрытой травме TRISS имеет чувствительность не более 60 %.

Таким образом, в настоящее время системы оценки тяжести состояния, прогноза и оценки полиорганной недостаточности в общем случае и, в частности, при политравме остаются несовершенными. Требуется обоснование, а для этого нужны маркеры, которые в сочетании позволят выявить наиболее чувствительную шкалу.