Scientific journal
Modern problems of science and education
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,737

STUDY OF INTERLEUKIN-6 IN PATIENTS WITH SEVERE TRAUMA OF THE LOWER EXTREMITIES COMPLICATED BY FAT EMBOLISM SYNDROME

Pankov I.O. 1 Gabdullin M.M. 2 Emelin A.L. 3
1 Kazan state medical academy. Republic clinical hospital
2 Republic clinical hospital
3 Kazan state medical university. Republican clinical hospital.
Рассматривается синдром жировой эмболии (СЖЭ) – осложнение, возникающее при переломах длинных трубчатых костей или костей таза. Отмечено, что для исследований последних лет характерно изучение иммунологических механизмов рассматриваемой патологии, при этом все большее внимание авторов привлекают особенности продукции цитокинов, в частности интерлейкина-6. В ряде исследований показано, что в легких повышаются уровни медиаторов воспаления при развитии жировой эмболии, в том числе концентрация ИЛ-6, экспрессия CD-11b, ФНО-?, отмечено, что ряд авторов полагают, что воспалительные изменения в легких при синдроме жировой эмболии опосредованы иммунологическими нарушениями. Исследованы концентрации ИЛ-6 в сыворотке крови у больных с острой травмой. Увеличение концентрации ИЛ-6 в сыворотке крови отмечено уже в первые сутки посттравматического периода у больных с СЖЭ. Сделано заключение о том, что новые представления о механизмах развития этой патологии с учетом иммунопатогенеза предоставят новые возможности использования маркеров ранней диагностики синдрома для усовершенствования существующих схем профилактики и лечения травматической жировой эмболии.
Fat embolism syndrome (FES), a complication associated with fractures of long tubular bones or pelvis bones, is discussed. Noted that recent research is characterized by immunological mechanisms study this pathology, with more and more attention of the authors turn to production of cytokines, particularly interleukin-6 (IL-6). Several studies have shown that increased levels of lung inflammatory mediators in the development of fat embolism, including the concentration of IL-6, the expression of CD-11b, TNF-?, noted that a number of authors believe that inflammatory changes in pulmonary fat embolism syndrome mediated immunological disorders. In present study, we investigated a IL-6 in blood serum of the patients with acute trauma. An increase in the concentration of IL-6 has been noted in patients with FES already in the first day of the post-traumatic period. It is concluded that the new understanding of the mechanisms of this disease with the immunopathogenesis will provide new opportunities to use markers for the early diagnosis of the syndrome improving existing schemes prevention and treatment of traumatic fat embolism.
interleikin-6
pulmonary embolism
fractures
fat embolism syndrome
the immune system

Жировая эмболия (ЖЭ) – морфологический феномен закупорки кровеносных сосудов малого калибра, преимущественно легких, частицами или каплями нейтрального жира. Б. Г. Апанасенко (1973) рассматривает ЖЭ в качестве сложного биодинамического процесса образования и циркуляции в кровеносном русле капель жира, развивающегося вследствие травмы, приводящего к закупорке сосудов малого и большого круга кровообращения с последующим нарушением функций внутренних органов [1].

В то время как жировые глобулы выявляются более чем у половины (до 60-90 %) пострадавших при скелетной травме, клиника СЖЭ развивается лишь в 0,25–10 % случаев, летальность достигает от 2,5 % до 47–67 %. Необходимо отметить, что СЖЭ встречается не только при тяжелой скелетной травме и травматическом шоке, но и при анафилактическом и кардиогенном шоке, панкреатите, клинической смерти с успешной реанимацией, т.е. практически при любом критическом состоянии [2.3,4,5,7]. От тяжелых осложнений травматической болезни погибает от 15 до 20 % пострадавших с политравмой, одним из таких осложнений является синдром жировой эмболии (СЖЭ).

Из специфических лабораторных показателей, позволяющих поставить диагноз ЖЭ с указанием ее степени тяжести, в настоящее время описан всего один. Это показатель количественного содержания жировых глобул в крови при микроскопическом исследовании окрашенных мазков крови, предложенный Bschoop и Haach (1963), а в настоящее время используется в модификации Н. В. Корнилова и др. (2000).

Разнообразие и неспецифичность клинических и лабораторных проявлений жировой эмболии определило внедрение в практику большого количества различных алгоритмов диагностики этого синдрома и способствовало поиску новых маркеров развития и прогноза этой патологии.

Для исследований СЖЭ, выполняемых в последние годы, характерными являются попытки углубленного изучения иммунологических механизмов и выявления специфических маркеров развития рассматриваемой патологии, при этом все большее внимание авторов привлекают особенности продукции ряда биологических отдельных веществ, в частности цитокинов, среди которых выделяют интерлейкин-6 (ИЛ-6). В ряде исследований показано, что в легких повышаются уровни медиаторов воспаления при развитии жировой эмболии, в том числе концентрация ИЛ-6, экспрессия CD-11b, уровни эластазы и E-селектина. Отмечено и повышение концентраций ИЛ-6 и ФНО-α в случае множественных переломов. Установлено значительное увеличение этих медиаторов при жировой эмболии в жидкости бронхоальвеолярного лаважа экспериментальных животных [8].

В настоящее время считается, что уровень ИЛ-6 является чувствительным показателем повреждения тканей. ИЛ-6 является воспалительным маркером, продукция которого повышается в ранней фазе острого воспалительного ответа, что, по мнению ряда исследователей, может способствовать раннему выявлению и лечению жировой эмболии [6].

Prakash S. (2013) продемонстрировали в экспериментах, что уровень ИЛ-6 может служить ранним маркером СЖЭ. Исследователи отмечают, что работ по экстраполяции этих данных на человека не проводилось. В исследование были включены пациенты в возрасте от 16 до 40 лет с переломами длинных трубчатых и или тазовых костей. Было выявлено, что повышение уровня ИЛ-6 через 12 ч после травмы коррелирует с увеличением вероятности развития СЖЭ, в то время как значимых связей на сроках 6 и 24 ч после травмы выявлено не было. Пациенты с развившимся СЖЭ имели средний уровень ИЛ-6 131 пг/мл, в то время как при отсутствии признаков синдрома значение этого показателя было на уровне 72 пг/мл. Уровень концентраций интерлейкина достигал максимума спустя 12 ч после травмы.

Ряд исследователей оценивали уровень ИЛ-6 в качестве потенциального раннего маркера жировой эмболии. В эксперименте на лабораторных животных (крысах) авторы моделировали замену тазобедренного сустава. Определение уровня ИЛ-6 было выполнено до операции, через 6, 12 и 24 ч. Оценивали количество жира в легких экспериментальных животных. Исследование показало наличие эмболов в группах животных, на которых моделировали имплантацию. При этом концентрация ИЛ-6 возрастала, достигнув пика через 12 ч после операции, и составила 100 пг/мл в контрольной группе и около 250 пг/мл в экспериментальных группах [6,10]. Было высказано предположение, что развитие воспалительных изменений в легких, вероятно, усиливается вследствие токсического воздействия свободных жирных кислот, высвобождающихся вследствие расщепления жиров. Исследователи отмечают, что уровни ИЛ-6 в сыворотке крови коррелировали с количеством жира в гистологических препаратах легких [10].

Проведенные исследования показали, что воспалительные изменения в легких опосредованы иммунологическими нарушениями, в то время как другие полагают, что жировые эмболы являются не единственной причиной СЖЭ [7]. Несмотря на то, что жировая эмболия может развиваться в большинстве случаев при переломах длинных трубчатых костей, лишь в некоторых случаях развивается синдром жировой эмболии. Одним из возможных объяснений этого феномена является продукция медиаторов воспаления. Очевидно, что ИЛ-6 участвует в регуляции жирового обмена в тканях, активности липопротеидлипазы и влияет на уровень печеночных триглицеридов. Установлен полиморфизм гена ИЛ-6, который может приводить к изменениям интенсивности продукции данного интерлейкина. При этом у пациентов с полиморфизмом гена ИЛ-6 наблюдается склонность к нарушениям липидного обмена. Изменения транскрипции ИЛ-6 также могут приводить к измененной реакции на жировые эмболы в легких и сопровождаться развитием полномасштабного синдрома жировой эмболии. Также было показано, что травматичные ортопедические операции вызывают увеличение концентрации ИЛ-6 в сыворотке крови [4]. По данным R. Yoga (2009), эмболы являются своего рода триггером, запускающим в легких воспалительную реакцию, которая через некоторое время приводит к повышению уровня ИЛ-6 [10].

Материалы и методы исследования. Проведено исследование 26 больных, поступивших по экстренным показаниям в отделение травматологии и ортопедии ГБУ РМЭ «Республиканская клиническая больница» с переломами длинных трубчатых костей и костей таза.

Критерии включения в исследование: возраст от 18 до 75 лет; информированное согласие. Критерии исключения: несоответствие критериям включения, наличие тяжелой черепно-мозговой травмы.

Общие методы исследования. Всем пациентам проводилось стандартное обследование при поступлении в клинику, результат которого заносился в карту пациента. При поступлении проводился сбор анамнеза у пациентов, включавший: жалобы, анамнез травмы, перенесенные или хронические заболевания. Общее клиническое обследование включало в себя электрокардиографию (ЭКГ), мониторинг АД, ЧСС, температуры тела, частоты дыхания, SpO2, рентгенологическое исследование скелетной травмы, определение степени тяжести шока.

Лабораторные методы исследования проводились в клинико-диагностической лаборатории ГБУ РМЭ «Республиканская клиническая больница» и включали в себя: общий анализ крови и мочи, свертывающую систему крови (международное нормализованное отношение (МНО), протромбиновый индекс), биохимический анализ крови, наличие жировых глобул в крови, анализ крови на алкоголь, количество глюкозы крови, группы крови и резус-фактора.

Вышеперечисленные методы клинического и лабораторного обследования позволяют оценить общее состояние пациентов, выявить наличие сопутствующей патологии, признаки её декомпенсации.

С целью объективной оценки результатов проведенного исследования были определены следующие группы:

Группу I составили пациенты с переломами длинных трубчатых костей и костей таза без установленного синдрома жировой эмболии. (n=14).

Группу II – пациенты с аналогичными повреждениями с клинически установленным синдромом жировой эмболии (по Gurd). (n=12)

Группу сравнения составили 12 практически здоровых добровольцев из числа сотрудников клиники в возрасте от 18 до 53 лет.

Исследуемые группы были сравнимы по полу и возрасту, но отличались по тяжести состояния.

Определение в образцах крови концентрации интерлейкина-6 осуществлялось в динамике на 1, 2, 3 сутки после травмы. Материалом исследований была сыворотка венозной крови. Забор венозной крови проводили в утренние часы, натощак, до введения антибактериальных средств. После центрифугирования сыворотка переносилась в пробирки Эпендорфа (необходимое количество – 1 мл) и подвергалась глубокой заморозке в жидком азоте до проведения анализа. Содержание цитокинов определяли методом твердого иммуноферментного анализа на микропланшетном фотометре для иммуноферментного анализа Stat Fax 2100.

Оценка содержания Интерлейкина-6 производилась с помощью диагностических наборов Human IL-6 Bender MedSystems.1.Данный набор предназначен для количественного определения человеческого ИЛ-6 в сыворотке крови, плазме, моче, супернатанте культур клеток, синовиальной жидкости, амниотической жидкости и других биологических жидкостях. (В норме у здоровых людей (мужчины и женщины) содержание ИЛ-6 в сыворотке крови составляет 1,3 пг/мл со стандартным отклонением +3,2 пг/мл.)

Статистическую обработку материала проводили с использованием программных средств пакета «IBM SPSS Statistics V20.0.0». Использовали общепринятые математико-статистические методы расчета основных характеристик выборочных распределений: М – среднее, m – стандартная ошибка средней, n – объем анализируемой выборки, p – достигнутый уровень значимости. Общее межгрупповое различие для независимых выборок оценивалось при помощи критерия Краскела – Уоллиса. Попарное межгрупповое сравнение показателей производилось по U-критерию Манна – Уитни. Критический уровень значимости принимался равным 0,05.

В таблице представлена динамика концентрации ИЛ-6 в раннем периоде после травмы

Динамика концентрации ИЛ-6 в раннем периоде травматической болезни (пг/мл) или (нг/л)

Сроки исследования

Концентрация ИЛ-6 (пг/л)

Группа сравнения

Группа I

Группа II (СЖЭ)

1 сутки

2,41±0,23

11,91±1,41

26,02±1,55*

2 сутки

3,96±0,53

24,00±6,01*

3 сутки

4,04±0,95

19,80±7,60*

 

Результаты исследования. Клиническая картина синдрома жировой эмболии развилась у 12 пациентов. Из данной группы больных у 5 (41.67 %) пациентов переломы были изолированными (в 2 случаях переломы большеберцовой, в 3 – бедренной кости); у семи пострадавших (58.33 %) имели место множественные переломы костей конечностей (большеберцовая, бедренная кости) и костей таза. У 4 пострадавших с изолированными переломами костей конечностей состояние определено как средней тяжести, стабильное. После проведенного обследования госпитализированы в травматолого-ортопедическое отделение. 8 пострадавших (1 – с переломом бедренной кости и 7 – с множественными переломами) были доставлены в тяжелом состоянии, после проведенных противошоковых мероприятий госпитализированы в отделение реанимации. При поступлении у всех пострадавших, находившихся в тяжелом состоянии, были выявлены дефекты транспортной иммобилизации конечностей.

Всем пациентам при поступлении было наложено скелетное вытяжение. У 1 (8,33 %) пациента в течение первых суток и у 4 (33,33 %) пациентов на следующие сутки после травмы на фоне стабильного состояния отмечалось появление следующих симптомов: нарушение сознания до уровня оглушения и сопора, нарушение дыхания, беспокойство, одышка. У всех пострадавших с данным осложнением отмечалось снижение показателей артериального давления до 110/70–100/60 мм рт. ст., тахикардия до 130–140 в минуту. С учетом развившейся симптоматики все пострадавшие дальнейшее лечение получали в условиях отделения реанимации. Петехиальные высыпания на коже грудной клетки, бедрах на 2-е сутки после начала развития осложнения выявлены у 6 (50 %) пациентов. С учетом обследования (рентгенография грудной клетки, осмотр глазного дна, общий анализ крови, моча на свободный жир) выявлено, что у 2 (16,66 %) пациентов жировая эмболия развивалась по церебральной форме, у 3 (25,01 %) пациентов – по легочной, у 7-х – по смешанной форме (58,33 %). В динамике по результатам анализов отмечалось появление анемии, тромбоцитопении у всех пострадавших с жировой эмболией. Летальный исход отмечен у 2 (16,66 %) пострадавших.

Как следует из таблицы, у обследованных нами пациентов с клинически выявленным СЖЭ, определяется повышенный уровень ИЛ-6 по сравнению с пациентами в I группе в 2,18 раз (р<0,05) в 1-е сутки, в 6,06 раз (р<0,05) во вторые и 4,9 раз (р<0,05) на 3-и сутки в раннем посттравматическом периоде. При этом содержание интерлейкина-6 у всех пациентов с синдромом жировой эмболии по сравнению с пациентами, у которых синдром жировой эмболии не развился, было статистически достоверно выше.

Обсуждение результатов

Результаты проведенного исследования показали, что в ходе развития и течения раннего периода травматической болезни в исследуемых группах пациентов имелись определенные различия по уровням концентраций интерлейкина-6. На 1-е сутки в обеих группах пациентов определялись высокие уровни интерлейкина-6 по сравнению с данными группы сравнения. При этом у пострадавших с развившимся синдромом жировой эмболии показатели интерлейкина-6 значительно превышали показатели в группе пациентов без данного осложнения, особенно на 2-е сутки посттравматического периода. Это может быть связано с тем, что в остром периоде травматической болезни происходит активация мононуклеарных клеток различной морфологии и функциональной специализации (моноциты крови, тканевые макрофаги, лимфоциты), которые начинают продуцировать и инициировать провоспалительные цитокины.

Таким образом, новые представления о механизмах развития синдрома жировой эмболии с учетом иммунопатологических аспектов определяют возможности использования маркеров ранней диагностики сданного осложнения, а также возможности разработки и совершенствования существующих схем профилактики и лечения травматической жировой эмболии. Показатели уровня интерлейкина-6 достоверны в прогнозировании и диагностике грозного осложнения тяжелой скелетной травмы – синдрома жировой эмболии.