Иммунометаболические изменения на системном уровне в условиях использования различных методов многокомпонентной общей анестезии при холецистэктомии Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

УДК 612.111.6:616-089.5-031.81

ИММУНОМЕТАБОЛИЧЕСКИЕ ИЗМЕНЕНИЯ НА СИСТЕМНОМ УРОВНЕ

В УСЛОВИЯХ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ РАЗЛИЧНЫХ МЕТОДОВ МНОГОКОМПОНЕНТНОЙ ОБЩЕЙ АНЕСТЕЗИИ ПРИ ХОЛЕЦИСТЭКТОМИИ

Н.Н. Авдеева, Н.А. Быстрова

ФГБОУ ВО «Курский государственный медицинский университет» Минздрава РФ Курск, Россия

Аннотация. Целью исследования стало установление иммунных и метаболических нарушений при использовании различных методов многокомпонентной общей анестезии в условиях лапароскопической холецистэктомии у больных с желчнокаменной болезнью. На фоне общей анестезии с миорелаксантами и искусственной вентиляцией легких в плазме крови установлено изменение содержания и соотношения про- и антиоксидантов, про-и противовоспалительных цитокинов, компонентов системы комплимента и их регуляторов в зависимости от вида использованного анестетика. Выявлено приоритетное влияние анестезиологического пособия (по мере снижения оптимальности): многокомпонентная общая анестезия на основе севофлурана ^ пропофола ^ галотана, что позволяет рекомендовать использование севофлурана в целях максимального снижения риска развития послеоперационных осложнений, развивающихся на основе иммунных и оксидантных нарушений.

Ключевые слова: общая анестезия, иммунный статус, метаболический статус, галотан, пропофол, севофлуран.

Введение. В патогенезе иммунологических расстройств, наблюдаемых после оперативных вмешательств, важную роль играет анестезиологическое пособие, причем большинство применяемых анестетиков, в той или иной мере изменяют гомеостаз и оказывают иммунодепрессивное воздействие на организм больного [2; 6; 8]. Анализ литературных источников показал, что применение большинства имеющихся в арсенале врача препаратов для общей анестезии, приводит к супрессивному влиянию на Т-лимфоциты, обусловленному тормозящим влиянием на механизмы внутриклеточной молекулярной регуляции [7]. Развитие ок-сидантного стресса в условиях операционной травмы является патогенетическим звеном в развитии иммунного воспаления, приводящего к выраженным метаболическим изменениям как внутри, так и вне клеток, что обуславливает необходимость

коррекции выявленных нарушений в раннем послеоперационном периоде [1; 3; 5].

Исходя из этого, целью исследования стало установление иммунных и метаболических нарушений при использовании различных методов многокомпонентной общей анестезии (МОА) в условиях лапароскопической холецистэктомии (ЛХЭ) у больных с желчнокаменной болезнью (ЖКБ).

Материалы и методы. Под наблюдением находилось 68 пациенток хирургических отделений БМУ «Курская областная клиническая больница», ОБУЗ «Курская городская клиническая больница скорой медицинской помощи» и БУЗ ВО «Воронежская городская больница скорой медицинской помощи № 1», госпитализированных в стационар для проведения оперативного лечения по поводу ЖКБ в стадии обострения. Диагноз был подтвержден клинически, лабораторно и инстру-

—--—

ментально. Всем больным выполнялась ЛХЭ под МОА с искусственной вентиляцией легких (ИВЛ).

Критерии включения в исследование: средний возраст 53,4 ± 8,1 года, женский пол, верифицированный диагноз ЖКБ в стадии обострения, наличие возможной сопутствующей патологии в стадии ремиссии, письменное согласие на участие в проводимых исследованиях, объективный (физический) статус, оцененный по шкале ASA (American Society of Anesthesiologists — Американская ассоциация анестезиологов) — не выше второго (II) класса.

Критерии исключения: отказ пациенток от участия в исследовании, мужской пол, объективный статус по ASA III—IV класса, конверсия в открытую операцию, обострение сопутствующей патологии, наличие аллергической реакции на проводимое лечение, онкопатология, некомпенсированный сахарный диабет.

Ятрогенные интраоперационные осложнения отсутствовали, кровопотеря не превышала 150 мл. Больные, перенесшие ЛХЭ, рандомизированы на группы с учетом метода МОА, пола и возраста.

Поддержание анестезии осуществлялось гало-таном, пропофолом или севофлураном на фоне медикаментозной миоплегии и ИВЛ. Наблюдение за клинической картиной наркоза вели по общепринятым в анестезиологии правилам. Методологическая схема анестезиологического обеспечения при ЛХЭ была одинакова во всех трех группах пациентов с ЖКБ.

Индукция анестезии осуществлялась анксио-литиком (диазепам), прекураризация проводилась недеполяризующими миорелаксантами периферического действия (рокурония бромид, пипекуро-ния бромид); для вводного наркоза использовали анальгетическое наркотическое средство (фента-нил) и препараты для неингаляционной общей анестезии (кетамин, пропофол). Интубация трахеи осуществлялась после введения деполяризующего миорелаксанта периферического действия (сукса-метония хлорид (Листенон®)). ИВЛ во всех группах — в режиме нормовентиляции.

Основной наркоз в 1-й группе осуществлялся ингаляцией галотана (Фторотан, «Алтайхимпром», Россия) в концентрации 0,5—2 об.% в смеси с кислородом по полуоткрытому контуру. Для ИВЛ использовали аппарат Р0-6-04. Во второй группе основной наркоз производили введением пропофола (Диприван®, "AstraZeneca S.p.A." — Великобритания) 4—12 мг/кг/ч, ИВЛ осуществляли

кислородно-воздушной смесью, использовали дыхательный аппарат Veta. В третьей группе основной наркоз производили ингаляцией севофлурана (Севоран®, "Abbott Laboratories Ltd." — Великобритания) в концентрации 0,5—3 об.% с кислородом по полузакрытому контуру, использовали нар-козно-дыхательный аппарат Drager Fabius Plus.

Во всех группах осуществлялось болюсное введение фентанила по 50—150 мкг каждые 10— 30 минут, медикаментозную миоплегию проводили недеполяризующими миорелаксантами периферического действия. Все препараты вводили в дозировках согласно инструкциям производителей лекарственных средств.

Группа контроля включала 15 здоровых доноров-добровольцев женского пола того же возраста.

Забор крови производили до начала оперативного вмешательства и через 48 часов после выхода из наркоза. Уровень цитокинов, компонентов комплемента и их ингибиторов определяли в плазме периферической крови. Цитокины (ГМ-КСФ, TNFa, IL-1a, IL-ф, IL-4, IL-1RA, IL-2, IFNy) выявляли методом твердофазного имму-ноферментного анализа (ИФА) с детекцией продуктов реакции в диапазоне длины волны 405— 630 нм с использованием коммерческих наборов ЗАО «Вектор-Бест». Компоненты системы комплемента (С3, С3а, С4, С5 и С5а) и фактор Н определяли диагностическим набором ООО «Цитокин» с использованием двух принципов: гемолитического метода учета активации системы комплемента (СК) и ИФА-метода детекции терминального комплекса, выявляемого специфическими антителами. Активность Ci-ингибитора определяли хро-могенным методом по способности ингибировать Ci-эстеразу. Для оценки уровня циркулирующих иммунных комплексов (ЦИК) применяли метод селективной преципитации с полиэтиленгликолем. Регистрация всех результатов иммуноферментного анализа осуществлялась при помощи автоматического ридера для ИФА Эфос 9305 (Россия).

Фагоцитарную активность полиморфно-ядерных лейкоцитов крови после их выделения из крови на градиенте плотности фиколл-урографина (d = 1,077), оценивали по общепринятой методике, определяя фагоцитарный индекс (ФИ), фагоцитарное число (ФЧ) и индекс активности фагоцитоза (ИАФ). Активность кислородзависимых систем нейтрофилов оценивали спектрофотометрически при помощи спектрофотометра PD 303 S Apel (Япония) по реакции восстановления нитросинего тет-

Авдеева Н.Н., Быстрова Н.А. Иммунометаболические изменения на системном уровне...

—--—

разолия (НСТ-тест), спонтанного и стимулированного зимозаном (НСТ-сп., НСТ-ст.) и функциональному резерву нейтрофилов (ФРН) [4].

Интенсивность процессов перекисного окисления липидов (ПОЛ) оценивали спектрофотомет-рически по содержанию в плазме крови продуктов деградации полиненасыщенных жирных кислот — производных тиобарбитуровой кислоты (малоновый диальдегид — МДА и ацилгидроперекиси — АГП). Для оценки состояния антиоксидантной системы определяли активность супероксиддисму-тазы (СОД), каталазы методом прямого/конкурентного твердофазного иммуноферментного анализа с применением готовых коммерческих наборов. Уровень неоптерина выявляли методом твердофазного иммуноферментного анализа с помощью набора компании «IBL», а стабильные метаболиты оксида азота (Total NO, СМШ) выявляли с использованием двух аналитических операций: измерение эндогенного нитрита и превращение нитрата в нитрит с использованием нитрит-редуктазы с последующим измерением общего нитрита по абсорбции азокрасителя в реакции Грисса при длине волны 540 нм с применением коммерческого набора для твердофазного ИФА фирмы «R&D» (Англия). Регистрация всех результатов иммунофер-

% от уровня до лечения з i."j -

ментного анализа осуществлялась при помощи автоматического ридера для ИФА Эфос 9305 (Россия).

Статистическую обработку результатов исследования проводили по общепринятым критериям вариационно-статистического анализа с вычислением средних величин (M) и ошибки средней арифметической (m) с помощью пакета компьютерных программ Microsoft Excel, 2010. Существенность различий оценивали по U-критерию, статистически значимыми считали различия с p < 0,05.

Результаты. До начала лечения у больных ЖКБ в плазме крови было обнаружено повышение концентрации провоспалительных (TNFa, IL-1a, IL-1ß), противовоспалительных (IL-4, IL-1RA) и иммунорегуляторных IL-2, ГМ-КСФ, IFNy цито-кинов, С3а, С5, С5а- компонентов комплемента и Q-ингибитора, активности кислородзависимых систем полиморфно-ядерных лейкоцитов (повышение НСТ-сп., НСТ-ст., ФРН), снижение уровня С3, С4-компонентов комплемента, регуляторного фактора Н, активности и интенсивности фагоцитоза ней-трофилов периферической крови (снижение ФИ, ФЧ, ИАФ) (рис. 1, 2).

Т№а ГЬ-1а 1Ь-1р ГМ-КСФ 1Ь-4 1Ь-1ЯА 1Ь-2 ШЫу Рис. 1. Цитокины в плазме крови больных неосложненной ЖКБ, перенесших оперативное вмешательство в условиях МОА, через 48 часов после выхода из наркоза. Примечания: горизонтальная линия — значения показателей у больных ЖКБ до лечения приняты за 100% (1 группа); белый столбик — значения показателей у больных ЖКБ, получавших МОА с галотаном (2 группа); серый столбик — значения показателей у больных ЖКБ, получавших МОА с пропофолом (3 группа); черный столбик — значения показателей у больных ЖКБ, получавших МОА с севофлюраном (4 группа); * показатели достоверно отличаются (р < 0,05)

по отношению к 1 группе

100

-100

—--—

. **

* *

о

"Л

О

л

"Л

О

а о

Ё

л ©

S ©

©

а

о

-

Н О К

s н о

-

Н О К

Рис. 2. Система комплемента и функциональная активность нейтрофилов периферической крови больных неосложненной ЖКБ, перенесших оперативное вмешательство в условиях МОА, через 48 часов после выхода из наркоза.

Примечания: горизонтальная линия — значения показателей у больных ЖКБ до лечения приняты за 100% (1 группа); белый столбик — значения показателей у больных ЖКБ, получавших МОА с галотаном (2 группа); серый столбик — значения показателей у больных ЖКБ, получавших МОА с пропофолом (3 группа); черный столбик — значения показателей у больных ЖКБ, получавших МОА с севофлюраном (4 группа); *показатели достоверно отличаются (р < 0,05)

по отношению к 1 группе

Таблица

Метаболические показатели больных ЖКБ до оперативного вмешательства и через 48 часа после выхода из наркоза (М ± т)

*

*

*

*

*

*

*

*

Показатели Единицы измерения 1 2 3 4 5

Здоровые До лечения МОА с галотаном МОА с пропофолом МОА с сево-флураном

МДА мкмоль/л 2,36 ± 0,11 5,19 ± 0,17*1 4,12 ± 0,14*1,2 2,2 ± 0,16*2,3 2,48 ± 0,09*2,3

АГП усл. ед. 0,43 ± 0,04 1,67 ± 0,15*1 0,74 ± 0,04*1,2 0,55 ± 0,03*1-3 0,51 ± 0,05*2,3

ОАА % 56,1 ± 1,21 41,68 ± 0,5* 47,6 ± 0,99*1,2 47,1 ± 1,33*1,2 54,8 ± 0,59*2-4

Каталаза мккат/л 20,66 ± 0,51 15,66 ± 0,27* 20,14 ± 0,45*2 19,69 ± 0,53*2 20,45 ± 0,71*2

СОД усл. ед. 20,28 ± 0,73 16,64 ± 0,68* 21,2 ± 0,87*2 20,05 ± 0,68*2 19,31 ± 0,49*2

Неоптерин пкг/мл 5,44 ± 0,25 12,3 ± 0,21*1 12,91 ± 1,04* 11,81 ± 1,13* 8,0 ± 0,37*1-4

СМШ мкмоль/л 6,93 ± 0,19 6,06 ± 0,7 4,93 ± 0,28*1,2 4,46 ± 0,23*1,2 5,9 ± 0,51*3,4

Примечание: звездочкой отмечены достоверные отличия средних арифметических; цифры рядом со звездочкой — по отношению к показателям какой группы даны эти различия.

Авдеева Н.Н., Быстрова Н.А. Иммунометаболические изменения на системном уровне...

—--—

По сравнению с показателями больных ЖКБ до лечения, на фоне проведения МОА с галотаном, через 48 часа после выхода из наркоза выявлена нормализация 1Ь-4, еще больше повышалась концентрация 1Ь-1р, 1Ь-1ЯА, С3а, С5а-компонентов комплемента, фактора Н, кислородзависимая активность нейтрофилов, при еще большем снижении активности и интенсивности фагоцитоза, не изменился уровень 1Ь-2, содержание остальных исследованных показателей системы цитокинов и комплимента корригировалось в сторону, но не до уровня здоровых доноров. В группе пациентов, получавших в составе МОА пропофол, по сравнению с галотаном, через 48 часов после выхода из наркоза, определялась нормальная концентрация ГМ-КСФ и С5а-компонента комплемента, повышение содержания Т№а, С3а и С5-компонентов комплемента, снижение уровня 1Ь-ф, 1Ь-1ЯА, 1Ь-2, С3а-компонента и регуляторных факторов системы комплемента. Показатели функционально-метаболической активности полиморфно-ядерных лейкоцитов периферической крови корригировались в сторону, но не до уровня здоровых доноров. При включении в МОА севофлурана, по сравнению с пропофолом, обнаружено нормальное содержание ИЛ-1а, 1Ь-2, С3а и С4-компонентов комплемента, не отличались от показателей доноров ФЧ и ФРН. Выявлено также повышение концентрации 1Ь-4, 1Ь-1ИА, С3-компонента комплемента, фактора Н и ИАФ, снижение уровня ТОТа и С5-компонентов комплемента (см. рис. 1, 2).

У пациенток с ЖКБ при госпитализации в предоперационном периоде выявлена активация процессов пероксидации (повышение в плазме крови концентрации МДА на 54,5% и АГП на 74,3%), снижение факторов антиоксидантной защиты (общей антиоксидантной защиты (ОАА) на 25,7%, активности каталазы на 25%, и СОД на 17,9%). Кроме этого, установлено повышение уровня антиоксиданта неоптерина на 56,1% при неизмененном содержании стабильных метаболитов оксида азота (см. табл.).

Через 48 часов после выхода из наркоза с применением галотана по сравнению с дооперацион-ным периодом выявлено снижение в плазме крови МДА, АГП и СМК0, повышение ОАА, нормализация активности каталазы и СОД. При МОА с включением пропофола по сравнению с доопе-рационным периодом на системном уровне установлена нормализация концентрации МДА, активности каталазы и СОД, снижение содержания СМК0, менее выраженное, по сравнению с доопе-

рационным периодом, снижение АГП и повышение ОАА. (см. табл.).

У пациенток, перенесших ЛХЭ под МОА с включением севофлурана, по сравнению с до-операционным периодом, через 48 часов в плазме крови все исследованные показатели оказались на уровне здоровых доноров, за исключением нео-птерина, концентрация которого также корригировалась в сторону нормы (см. табл.).

Выводы. Таким образом, выявлено приоритетное влияние анестезиологического пособия (по мере снижения оптимальности): МОА на основе севофлурана ^ пропофола ^ галотана, которое позволяет, во-первых, рекомендовать использование севофлурана в целях максимального снижения риска развития послеоперационных осложнений, развивающихся на основе оксидантного стресса и иммунологической депрессии, во-вторых, свидетельствует о необходимости разработки и внедрения эффективных способов профильной фармакологической коррекции иммунных и метаболических нарушений при проведении различных анестезиологических пособий.

ЛИТЕРАТУРА

1. Бессонова Н.С., Кадочникова Г. Д. Влияние ке-тамина и тиопентала натрия на окислительный метаболизм липидов эритроцитов и плазмы крови // Вестник Тюменского государственного университета. 2011. № 5. С. 130—136.

2. Гаврилюк В.П., Конопля А.И., Костин С.В. Нарушения иммунного статуса и перекисного окисления липидов при разлитом аппендикулярном перитоните у детей // Курский научно-практический вестник «Человек и его здоровье». 2010. № 1. С. 34—39.

3. Галян С.Л., Ильиных Т.Ю., Кадочников Д.Ю., Попов В.Г. Влияние компонентов анестезии на основе изофлурана на окислительный метаболизм липидов эритроцитов и плазмы крови при кардиохирургических операциях // Вестник Тюменского государственного университета. 2014. № 6. С. 210—217.

4. Зинкин В.Ю., Годков В.Г. Способ оценки кис-лородзависимого метаболизма нейтрофильных грануло-цитов человека // Клиническая и лабораторная диагностика. 2004. № 2. С. 27—31.

5. Ильиных Т.Ю., Галян С.Л., Кадочников Д.Ю., Баранов В.Н. Влияние комбинированной анестезии на развитие окислительного стресса эритроцитов в зависимости от режима перфузии при операциях аорто-коронарного шунтирования // Вестник Российской военно-медицинской академии. 2014. № 3(47). С. 45—48.

6. Кирсанова Е.В., Сумин С.А., Конопля А.И., Бо-родинов И.М., Волкова Н.А. Возможности сохранения

—--—

иммунного гомеостаза во время анестезиологического пособия у больных хирургического профиля путем использования препарата альфа-липоевой кислоты Берли-тион 300 ЕД «БЕРЛИН-Хеми» // Вестник интенсивной терапии. 2005. № 6. С. 35—39.

7. Комиссинская Л.С., Конопля А.И., Сумин С.А. Система комплемента в условиях различных методов многокомпонентной общей анестезии у больных желчнокаменной болезнью в периоперационном периоде //

Курск. науч.-практ. вестн. «Человек и его здоровье». 2012. № 4. С. 56—61.

8. Конопля А.И., Комиссинская Л. С., Сумин С. А. Сравнительная оценка влияния различных методов многокомпонентной общей анестезии на цитокиновый статус и систему комплемента у больных неосложнен-ной желчнокаменной болезнью в периоперационном периоде // Научные ведомости Белгородского государственного университета. Серия: Медицина. Фармация. 2012. 22(141); 20/1: 19—26.

THE SYSTEMIC LEVEL OF IMMUNE AND METABOLIC DISTURBANCES WHEN USING VARIOUS METHODS OF MULTICOMPONENT GENERAL ANESTHESIA FOR CHOLECYSTECTOMIA

N.N. Avdeeva, N.A. Bystrova

Kursk State Medical University, Kursk, Russia

Annotation. The aim of the study was to establish the immune and metabolic disorders when using various methods of multi-component general anesthesia in a laparoscopic cholecystectomy in patients with cholelithiasis. There are found the changes in the content and ratio of the pro- and anti-oxidants, pro-and anti-inflammatory cytokines, components of complement system and their regulators in plasma of the patient during the general anesthesia with muscle relaxants and mechanical ventilation which depend on the types of anesthetic. Established priority influence of anesthesia (in process of depression of an opti-mality): multicomponent general anesthesia on the basis of Sevofluranum ^ Propofolum ^ Halothanum that allows to recommend use of a Sevofluranum for the maximum depression of risk of development of the postoperative complications on the basis of immune and oxidative disturbances.

Key words: general anesthesia, immune status, metabolic status, halothane, propofol, sevofluran.

REFERENCES

1. Bessonova N.S., Kadochnikova G.D. Influence of ketamine and sodium thiopental at oxidative metabolism of lipids in blood plasma and erythrocytes. Vestnik Tyumen-skogo gosudarstvennogo universiteta, 2011, no. 5, pp. 130— 136 (in Russian).

2. Gavrilyuk V.P., Konoplya A.I., Kostin S.V. Disturbances of the immune status and lipid peroxidation in children with poured appendicular peritonitis. Kurskij na-uchno-prakticheskij vestnik «Chelovek i ego zdorov'e», 2010, no. 1, pp. 34—39 (in Russian)

3. Galyan S.L., Iliynykh T.Yu., Kadochnikov D.Yu., Popov V.G. Influence of components of anesthesia by iso-flurane on oxidative metabolism of lipids of red blood cells and blood plasma in cardiac surgery. Vestnik Tyumen-skogo gosudarstvennogo universiteta, 2014, no. 6, pp. 210— 217 (in Russian).

4. Zinkin V.Yu., Godkov V.G. A method of quantitative evaluation of oxygen-dependent metabolism of human neutrophil granulocytes. Klinicheskaya i laboratornaya diagnostika, 2004, no. 2, pp. 27—31 (in Russian).

5. Iliynykh T.Yu., Galyan S.L., Kadochnikov D.Yu., Baranov V.N. Influence of combined anesthesia on the de-

velopment of oxidative stress in erythrocytes depending on mode of perfusion bypass surgery. Vestnik Rossijskoj voenno-medicinskoj akademii, 2014. no. 3(47), pp. 45— 48 (in Russian).

6. Kirsanova E.V., Sumin S.A., Konoplya A.I., Boro-dinov I.M., Volkova N.A. Ability to save the immune ho-meostasis during anesthesia in surgical patients through the using of alpha-lipoic acid drug Berlithion®300 «BerlinChemie». Vestnik intensivnoj terapii, 2005, no. 6, pp. 35— 39 (in Russian).

7. Komissinskaja L.S., Konoplja A.I., Sumin S.A., System of a complement in the conditions of various methods of multicomponent general anesthesia at patients with cholelithiasis in the perioperative period. Kurskij na-uchno-prakticheskij vestnik «Chelovek i ego zdorov'e», 2012, no. 4, pp. 56—61 (in Russian).

8. Konoplja A.I., Komissinskaja L.S., Sumin S.A., Comparative evaluation of the influence of different methods of multi-component general anesthesia on cytokine status and the complement system in patients with uncomplicated gallstone disease in the perioperative period. Nauchnye vedomosti Belgorodskogo gosudarstvennogo universiteta. Serija: «Medicina. Farmacija», 2012, 22(141); 20/1: 19—26.