Журнал «Травма» Том 13, №4, 2012

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.