Scientific journal
Modern problems of science and education
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,791

THE ACID-BASE BALANCE AND HEMOSTASIS DISTURBANCE AT THE PATIENTS HAVING ACUTE SEVERE CRANIOCEREBRAL INJURY

Zabrodina L.A. 1 Alfonsova E.V. 1
1 Zabaikalsky State University
Проведен ретроспективный анализ историй болезни 31 пациента с острой тяжелой черепно-мозговой травмой и политравмой нейрохирургического отделения Краевой клинической больницы г. Читы в пе-риод с 2009 по 2012 год. Оценивались параметры кислотно-щелочного равновесия (КЩР). водно-элетролитного баланса и системы гемостаза. Первую группу составили пациенты с диагнозом острая черепно-мозговая травма тяжелой степени – 18 человек, вторую с диагнозом острая черепно-мозговая травма тяжелой степени и политравма в количестве 13 человек. В обеих группах на фоне прогрессиру-ющего метаболического ацидоза выявлены основные маркеры ДВС-синдрома (повышение концентра-ции D-димеров, тромбоцитопения, удлинение МНО и протромбинового времени ПВ), а также статисти-чески значимые обратные корреляции между тотальными карбонатами (tCO2), концентрацией карбона-тов (НСО3), буферных оснований (ВЕ) и протромбиновым временем (ПВ). У пациентов с острой тяжелой черепно-мозговой травмой отмечена прямая корреляция между тотальными карбонатами (tCO2) и ∆ D-димерами, у больных с политравмой сильная отрицательная корреляционная связь между концентраци-ей фибриногена и лактата, прямая между уровнем лактата, протромбиновым и тромбиновым временем. Наличие корреляционных взаимосвязей между метаболическим ацидозом и гемкоагуляцией отражает потенциальные механизмы прогрессирования ДВС-синдрома.
Retrospective analysis of 31 medical histories belonging to the patients having acute severe craniocerebral injury from neurosurgery department of the Chita regional clinical hospital was performed from 2009 to 2011. Acid-base balance and water-electrolytic balance blood pH parameters, electrolytes and hemostasis were estimated. Patients having the diagnosis as acute severe craniocerebral injury present the first group consisting of 18 people. Patients having the diagnosis as acute severe craniocerebral injury and polyinjury present the second group consisting of 13 people. Against the background of progressive metabolic acidosis the main markers of dissemi-nated intravascular coagulation (DIC) were found out in the both groups (the D-dimers concentration, thrombo-cytopenia, prolongation of international normalized ratio (INR) and the prothrombin time (PT). There were statistically significant inverse correlations between total carbonates (tCO2), concentration of hydrogen car-bonates (НСО3-), buffer excesses (BE) and prothrombin time (PT). At the same time the direct corelation between total carbonates (tCO2) and the D-dimers dispersion was observed at the patients having acute severe craniocerebral injury. There are strong negative correlation bond between fibrinogen concentration and lactate, direct correlation bond between lactate and prothrombin time (PT) and activated partial thromboplastin time (APTT) at the patients having polyinjury. Existence of the correlation between metabolic acidosis and blood co-agulation is the potential mechanism of progression of disseminated intravascular coagulation (DIC).
polyinjury
craniocerebral injury
Disseminated intravascular coagulation (DIC)
рН
lactat-acidosis

Введение

Черепно-мозговая травма в настоящее время остается важнейшей медико-социальной проблемой вследствие сохраняющейся высокой распространенности, смертности и инвалидизации населения в наиболее активном трудоспособном возрасте [7]. Если в первые часы и сутки причиной смерти после травмы является первичное повреждение головного мозга, то в более отдаленном периоде - возникают вторичные осложнения со стороны внутренних органов, которые протекают с развитием полиорганной недостаточности [6]. Одним из механизмов «вторичных ударов» является лактат-ацидоз, развивающийся в критически перфузируемых тканях вследствие преобладания анаэробного метаболизма [1]. Травматическая болезнь головного мозга сопровождается не только структурно-функциональными изменениями в ЦНС, но и комплексом патофизиологических сдвигов, формирующихся практически во всех органах и системах организма [3, 5]. Причинами такой реакции организма и, следовательно, повреждений «нетравмированных» внутренних органов являются гиперкатехоламинемия, гипоксия, ацидоз, активация свободно-радикального окисления ПОЛ, ДВС-синдром [1-3]. Высокий уровень лактата крови в первые сутки, сочетающийся с прогрессирующим увеличением уровня креатинфосфокиназы, повышает риск неблагоприятного исхода заболевания [4, 7]. Целью нашего исследования явилось изучение роли метаболического ацидоза в развитии ДВС-синдрома у больных с острой тяжелой черепно-мозговой травмой и политравмой.

Материал и методы исследования

Нами был обследован 31 пациент с острой тяжелой черепно-мозговой травмой и политравмой, находившийся на лечении в отделении нейрохирургии краевой клинической больницы в период с 2009 по 2012 год. Все больные были распределены на две группы, в первую группу входили пациенты (n=18) с диагнозом черепно-мозговая травма тяжелой степени, во вторую пациенты (n=13) с диагнозом политравма (сочетанная ЧМТ). Сочетанную черепно-мозговую травму характеризовали более тяжелое клиническое течение и развитие критических состояний. У 2 из 13 пациентов был диагностирован травматический шок. В исследование включались больные с диагностированным метаболическим ацидозом различной степени тяжести. Все больные получали комплексную интенсивную терапию с использованием общих и специфических компонентов. У всех больных наблюдался летальный исход вследствие отека головного мозга. Группу контроля составили 10 здоровых лиц, сопоставимых по возрасту и полу.

Оценивались параметры кислотно-щелочного равновесия (КЩР): рН крови, уровень карбонатов (НСО3), стандартных бикарбонатов (SBС), общих карбонатов (tСО2), буферных оснований (BE), парциальное давление углекислого газа (рСО2 ), парциальное давление кислорода (рО2) (RapidPoint 400), а также показатели системы гемостаза: концентрация фибриногена, тромбиновое время (ТВ), протромбиновое время (ПВ), протромбиновый индекс (ПИ), международное нормализованное отношение (МНО), активированное частичное тромбиновое время (АЧТВ), D-димеры, количество тромбоцитов (STA compact). Статистическую обработку полученного материала проводили с использованием пакетов STATISTICA 6.1 для Windows 7. Проверку на нормальность распределения количественных показателей проводили с использованием критерия Шапиро - Уилка. Применялись непараметрические методы, описательная статистика изучаемых параметров представлена медианой и межквартальным интервалом (25-го и 75-го перцентилей); сравнение независимых выборок с помощью U-критерия Манна - Уитни. В качестве достоверных считали результаты при достижении уровня значимости р<0,05. С целью выявления зависимости между показателями КЩР и гемостаза рассчитывали непараметрический коэффициент корреляции Спирмена. Тесноту связи между признаками оценивали, считая значения коэффициента равные 0,3 и менее показателями слабой тесноты связи; значения более 0,4, но менее 0,7 - показателями умеренной тесноты связи, а значения 0,7 и более - показателями высокой тесноты связи. Статистически значимыми считают связи при коэффициенте корреляции (rs) ≥ 0,37.

Результаты исследования и их обсуждение

У больных острой тяжелой черепно-мозговой травмой и сочетанной острой ЧМТ развивается лактат-ацидоз, о чем свидетельствуют снижение рН крови, низкий уровень карбонатов (НСО3), стандартных бикарбонатов (SB), общих карбонатов (t СО2), отрицательные значения концентрации буферных оснований (BE) (таблица 1). Уровень лактата является маркером степени тканевой гипоксии. Утилизация пирувата зависит от насыщения тканей кислородом, и снижение доставки кислорода к клеткам приводит к гиперпродукции молочной кислоты. Концентрация лактата крови более 4 ммоль/л, даже при нормальных жизненных показателях, указывает на тяжелую гипоперфузию тканей или печеночную недостаточность и часто коррелирует с неблагоприятным исходом в периоперационном периоде [7].

Таблица 1

Изменение показателей кислотно-щелочного равновесия у больных с острой и сочетанной тяжелой ЧМТ (Me (25-й; 75-й перцентили))

Показатели

КЩР

Группа контроля n=10

ЧМТ n=18

Сочетанная острая ЧМТ n=13

До лечения

После лечения

До лечения

После лечения

рН крови

7,375(7,35;7,39)

7,30 (7,28;7,33)

7,26 (7,19;7,35)

7,31

(7,21;7,35)

(р≤ 0,05)

7,21(7,15;7,27)

1≤ 0,05)

(р≤ 0,01)

рСО2 мм.рт. ст .

43,85(42,1;47,78)

47,3(40,68;54,88)

53,55

(44,25;64,65)

46,5

(45,2;52,5)

51(49;55,7)

(р≤ 0,05)

рО2 мм рт. ст.

52,6(43,38;64,95)

47,65

(38,2;54,4)

49,8

(44;52,4)

58,6(48,2;62,3)

50,1(42,8;55,7)

Глюкоза ммоль/л

5,6

(4,0;5,9)

8,3

(5,1;10,25)

5,95

(4,55;7,85)

5,6(4,96;12,3)

4,7(3,4;6,1)

Lac ммоль/л

1

(0,62;1,07)

4(2,53;6,3)

(р≤ 0,01)

3,2(2,38;5,1)

(р≤ 0,01)

2,9(1,7;6,9)

(р≤ 0,01)

4,5(3,2;6,2)

(р≤ 0,01)

SBС (моль/л)

23,8(22,38;24,58)

21,5

(19,9;23,4)

21,35

(19,6;24,9)

21,9(18;22,9) (р≤ 0,01)

17,2(15,3;20,5) (р≤ 0,01)

НСО3 ммоль/л

24(22,55;24,9)

23,3

(20,5;24,2)

24,15

(21,6;27)

22,3(21,3;22,8) (р≤ 0,05)

19,8(16,7;23,3) (р≤ 0,01)

ВЕесf ммоль/л

2,25(0,37;2,72)

-2,5

(-4,65;-0,5)

-2,15

(-4,9;1,38)

-2,9(-6;-1,3)

(р≤ 0,01)

-7,2(-12,2;-2,9) (р≤ 0,01)

BЕb ммоль/л

2,9(1,03;3,2)

-3,1(-5,08;-1,5)

(р≤ 0,01)

-1,75

(-5,13;1,2)

-3(-8,2;-1,9)

(р≤ 0,01)

-8,4(-11,4;-3,8) (р≤ 0,01)

t СО2 мэкв/л

32,6(29,45;35,35)

42,95

(29,05;52)

46,6

(34,3;57,58)

52,5(47,2;53,6) (р≤ 0,05)

45,9(35,4;54,4)

Примечание: р - уровень статистической значимости различий по сравнению с контролем; р1 - уровень статистической значимости различий в исследуемой группе до лечения и в конце лечения.

Анализ показателей системы гемостаза свидетельствует о развитии ДВС-синдрома на фоне метаболического ацидоза у данной категории больных. Были выявлены основные лабораторные маркеры ДВС-синдрома, в виде повышения концентрации D-димеров, снижения количества тромбоцитов, удлинения МНО и протромбинового времени ПВ, резкое падение ПИ, более выраженные у пациентов с сочетанной тяжелой ЧМТ (таблица 2).

Таблица 2

Показатели гемокоагуляции у больных с острой и сочетанной тяжелой ЧМТ (Me (25-й; 75-й перцентили))

Показатели

гемокоагуляции

Группа контроля

n=10

ЧМТ

n=18

Сочетанная острая ЧМТ

n=13

До лечения

В конце лечения

До лечения

В конце лечения

Фибриноген г/л

344,5

(312,75;362,5)

260

(149;364)

435

(343;539)

1≤ 0,05)

306(201;568)

503(392;682)

(р≤ 0,05)

ПВ секунды

13,3(13,2;13,9)

14,75

(13,56;17,65)

(р≤ 0,05)

15,25

(14,13;19)

(р≤ 0,05)

16(15,3;17,8) (р≤ 0,01)

19,7(15,8;23,3) (р≤ 0,01)

АЧТВ секунды

31,9

(29,65;34,13)

31,9

(27,9;36,3)

32,1

(28,7;37,3)

30,1

(23,9;35,5)

36,4(32;58,5) (р1≤ 0,05)

(р≤ 0,05)

ТВ секунды

13,2(12;14,23)

15,65

(13;16,38)

14

(10,6;16,3)

15,8

(10,9;19,8)

17,9(10,7;18,5)

МНО

1,05(1;1,1)

1,15

(1,08;1,25)

(р≤ 0,05)

1,28

(1,13;1,49)

(р≤ 0,05)

1,26

(1,18;1,34)

1,67(1,32;2,14) (р1≤ 0,01)

2 ≤ 0,05)

ПИ %

93(85,25;95,25)

77

(62,73;89)

(р≤ 0,05)

65

(51,5;84,5)

(р≤ 0,05)

68(60;76)

(р≤ 0,01)

46(41;67)

(р≤ 0,01)

1≤ 0,05)

D-димеры

0,5(0,04;1)

4 (2,85;4,26)

(р≤ 0,01)

4(3;4,98)

(р≤ 0,01)

4,25(4;6,27)

(р≤ 0,01)

6,2(4;7,06)

(р≤ 0,01)

1≤ 0,01)

2≤ 0,05)

Количество тромбоцитов

411(345;456)

222

(177;262)

(р≤ 0,01)

168

(82;222)

(р≤ 0,01)

202(183;242)

(р≤ 0,01)

116(98;221)

(р≤ 0,01)

Примечание: р - уровень статистической значимости различий по сравнению с контролем; р1 - уровень статистической значимости различий в исследуемой группе до лечения и в конце лечения, р2 - уровень статистической значимости различий между исследуемыми группами.

Для выявления взаимосвязей между степенью ацидоза и сдвигами системы гемостаза проведен корреляционный анализ. При поступлении у пациентов с острой тяжелой ЧМТ выявлена статистически значимая обратная корреляция между количеством тромбоцитов и рО2. На фоне прогрессирования метаболических расстройств определялись значимые прямые корреляции между SBС, BE, tCO2 и протромбиновым индексом (ПИ), tCO2 и ∆ D-димерами. А также значимые обратные корреляции между tCO2 и МНО, ПВ, количеством тромбоцитов. На фоне проводимой терапии характер взаимосвязей не изменился (таблица 3, 4).

Таблица 3

Корреляция показателей гемокоагуляции и КЩР у больных с острой тяжелой ЧМТ (rs)

Изучаемый

показатель

рН крови

рСО2

SBС

Bef

До лечения

После лечения

До лечения

После лечения

До лечения

После лечения

До лечения

После лечения

∆МНО

-0,043

-0,018

-0,241

-0,296

-0,176

-0,364

-0,165

-0,414

∆ ПВ

0,042

-0,043

-0,238

-0,242

-0,085

-0,357

-0,099

-0,414

∆ПИ

-0,019

0,22

0,203

0,162

0,091

0,521

0,101

0,511

Примечание: * - зависимость между показателем КЩР крови и показателями гемокоагуляции, rs - непараметрический коэффициент корреляции Спирмена.

Таблица 4

Корреляция показателей гемокоагуляции и рСО2 , tCO2, НСО3 у больных с острой тяжелой ЧМТ (rs)

Изучаемый

показатель

Лактат

рО2

tCO2

НСО3

До лечения

После лечения

До лечения

После лечения

До лечения

После лечения

До лечения

После лечения

∆МНО

-0,151

0,004

0,087

0,11

-0,537

-0,521

-0,193

-0,41

∆ПВ

-0,15

-0,245

0,1

0,061

-0,525

-0,421

-0,079

-0,377

∆ПИ

0,143

0,144

-0,118

0,029

0,571

0,399

0,094

0,425

∆ D-димеры

-0,114

-0,18

-0,018

-0,347

0,449

0,428

0,096

-0,062

∆Тромбоциты

0,126

-0,136

-0,434

0,285

-0,597

-0,37

0,023

-0,218

Примечание: * - зависимость между показателем КЩР крови и показателями гемокоагуляции, rs - непараметрический коэффициент корреляции Спирмена.

При поступлении у пациентов острой тяжелой сочетанной ЧМТ (политравма) выявлены прямые умеренные корреляционные связи между концентрацией фибриногена и показателями КЩР: рН крови, стандартными карбонатами, концентрацией буферных оснований, тотальными карбонатами tCO2, карбонатами, парциальным давлением кислорода рО2, обратные взаимосвязи между рН крови, концентрацией буферных оснований и АЧТВ, а также отрицательные умеренные взаимосвязи между тотальными карбонатами tCO2 и АЧТВ, МНО, ПВ, между стандартными карбонатами SBС, рН крови, концентрацией буферных оснований и ПВ (таблица 5, 6). У больных сочетанной ЧМТ была выявлена сильная отрицательная корреляционная связь между концентрацией фибриногена и уровнем лактата крови (-0,769), умеренной силы между концентрацией фибриногена и парциальным давлением углекислого газа, а также прямая корреляционная связь между уровнем лактата и протромбиновым и тромбиновым временем.

На фоне проводимого лечения явления метаболического ацидоза нарастали, сохранялась прямая корреляционная связь между концентрацией тромбоцитов, протромбиновым индексом и рН крови, между ПВ, ТВ и концентрацией лактата крови. Сохранялась обратная корреляционная связь между концентрацией фибриногена и парциальным давлением рСО2, умеренная прямая корреляционная связь между концентрацией карбонатов НСО3, стандартными карбонатами SBС, концентрацией буферных оснований BЕ и протромбиновым индексом (таблица 5, 6).

Таблица 5

Корреляция показателей гемокоагуляции и КЩР у больных с сочетанной ЧМТ (rs)

Изучаемый показатель

рН крови

рСО2

SBС

До лечения

После лечения

До лечения

После лечения

До лечения

После лечения

До лечения

После лечения

∆Фибриноген

0,533

-0,027

-0,637

-0,516

0,609

0,251

0,545

0,181

∆АЧТВ

-0,385

-0,055

0,121

0,253

-0,356

0,257

-0,457

0,17

∆ ПВ

-0,511

0,198

0,368

0,016

-0,567

0,257

-0,68

0,023

∆ПИ

0,093

0,43

0,044

0,339

0,18

0,522

0,359

0,581

∆Тромбоциты

-0,152

0,434

0,158

-0,049

-0,099

0,328

-0,069

0,363

Примечание: * - зависимость между показателем КЩР крови и показателями гемокоагуляции, rs - непараметрический коэффициент корреляции Спирмена.

Таблица 6

Корреляция показателей гемокоагуляции и рСО2 , tCO2, НСО3 у больных с сочетанной ЧМТ (rs)

Изучаемый

показатель

Лактат

рО2

tCO2

НСО3

До лечения

После лечения

До лечения

После лечения

До лечения

После лечения

До лечения

После лечения

∆Фибриноген

-0,769

0,088

0,592

0,249

0,499

0,088

0,571

0,379

∆АЧТВ

0,321

-0,275

-0,185

0,188

-0,49

0,159

-0,357

0,297

∆МНО

-0,113

0,209

0,12

-0,048

-0,482

0,198

-0,31

0,033

∆ПВ

0,415

0,505

-0,287

-0,424

-0,696

0,231

-0,456

0,297

∆ ТВ

-0,228

0,379

0,18

-0,405

0,067

-0,06

0,055

-0,253

∆ПИ

-0,114

0,032

-0,048

-0,082

0,581

0,287

0,39

0,4

∆Тромбоциты

0,31

0,077

-0,495

-0,304

0,088

0,247

0,136

0,214

Примечание: * - зависимость между показателем КОС крови и показателями гемокоагуляции, rs - непараметрический коэффициент корреляции Спирмена.

Выявленные зависимости между показателями кислотно-щелочного равновесия, такими как рН крови, уровень лактата, дефицит буферных систем и параметрами системы гемостаза отражают потенциальные механизмы прогрессирования ДВС-синдрома при ацидозе. Нарушение доставки кислорода к тканям, приводящее к повреждению метаболизма пирувата, сопровождается накоплением лактата, увеличением дефицита оснований и снижением системного рН. Эти параметры играют прогностическую роль в развитии такого грозного осложнения, как ДВС-синдром и, в конечном счете, уровня смертности больных [9].

Работа выполнена в рамках Государственного задания по вузу Минобрнауки РФ, № 4.3604.2011.

Рецензенты:

Степанов Александр Валентинович, д-р мед. наук, зав. кафедрой безопасности жизнедеятельности и медицины катастроф Читинской государственной медицинской академии, г. Чита.

Авсеенко Надежда Дмитриевна, д-р мед. наук, профессор кафедры безопасности жизнедеятельности и защиты окружающей среды Забайкальского института железнодорожного транспорта (ИрГУПС), г. Иркутск.