CC BY
17
ПРИЗНАКИ СИНДРОМА ГИПЕРМЕТАБОЛИЗМА У ДЕТЕЙ С ОСТРЫМ НАРУШЕНИЕМ МОЗГОВОГО КРОВООБРАЩЕНИЯ
THE SIGNS OF SYNDROME OF HYPERMETABOLISM
IN CHILDREN WITH ACUTE DISORDER OF CEREBRAL CIRCULATION
Устьянцева И.М. Хохлова О.И. Дунаева М.П.
Федеральное государственное лечебно-профилактическое учреждение «Научно-клинический центр охраны здоровья шахтеров», г. Ленинск-Кузнецкий, Россия
В статье представлено исследование показателей метаболизма у троих детей с острым нарушением мозгового кровообращения, находившихся под наблюдением в педиатрическом отделении ФГЛПУ «НКЦОЗШ». У всех детей очаг ишемии локализовался в бассейне левой средней мозговой артерии. Показано, что метаболическая адаптация в условиях стресса, обусловленного острым нарушением мозгового кровообращения, направлена на обеспечение органов и тканей организма энергией и структурными субстратами за счет утилизации собственных запасов. При этом конечной стадией гиперметаболического ответа может быть полиорганная недостаточность. Возможность развития синдрома гиперметаболизма и связанных с ним осложнений необходимо учитывать при выборе комплекса мероприятий при лечении детей с острым нарушением мозгового кровообращения.
Ключевые слова: острое нарушение мозгового кровообращения, гиперметаболизм, подростки, стресс-реактивность.
Ustyantseva I.M. Khokhlova O.I. Dunaeva M.P.
Federal state medical prophylactic institution «Scientific clinical center of the miners' health protection», Leninsk-Kuznetsky, Russia
The article represents the study of the metabolic measures in three children with acute disorder of cerebral circulation. They were under observation in the pediatric department of Federal State Medical Prophylactic Institution «Scientific Clinical Center of Miners' Health Protection». The localization of ischemic focus in all children was in the area of left medial cerebral artery. It's clear that metabolic adaptation in the conditions of stress dependable on acute disorder of cerebral circulation is directed to supply of energy and structural substrates into organs and tissues by means of usage of own recourses. In this case, multiple organ failure can be the last stage of hypermetabolic response. The possibility of development of hypermetabolism syndrome and associated complications should be considered during selection of the group of the actions for treatment of children with acute disorder of cerebral circulation.
Key words: acute disorder of cerebral circulation, hypermetabolism, adolescents, stress-reactivity.
Одним из центральных универсальных звеньев патофизиологии ишемических нарушений мозгового кровообращения, независимо от причин и механизмов их развития, является дисрегуля-ция гомеостаза, в основе которой лежит стресс-реакция. Ключевым звеном, запускающим процессы развития полиорганной дисфункции при стрессе, являются нарушения метаболизма, возникающие в ответ на системное повреждение вне зависимости от исходного этиологического фактора, — будь то политравма, ишемия, ожоги [1]. Пристальное изучение гемодина-мических, иммунологических, метаболических изменений у больных в критических состояниях выявило, что независимо от породившей реакции все они протекают по единому образцу и управляются одними и теми же медиаторами [1, 2].
При воздействии повреждающего фактора у организма существует особый вид адаптации, направленный на выживание индивидуума в критических ситуациях [2, 3]. Одним из важнейших факторов формирования полиорганного повреждения при критических состояниях является бурное развитие синдрома гиперметаболизма (СГМ) [1, 2, 4].
Основными причинами этих нарушений являются катаболическое действие адренокортикотропно-го гормона и глюкокортикоидов, адреналина и вазопрессина, повышенный протеолиз в тканях, потеря белка, увеличение энерготрат с использованием собственных белков [5]. При гиперкатаболизме тормозятся механизмы, контролирующие синтез белка. Расстройства белкового обмена характеризуются ускоренным распадом протеинов, мобилизацией аминокислот из ми-оцитов скелетной мускулатуры для
активного печеночного глюкогене-за и синтеза острофазных белков. В результате усиления глюконео-генеза возросшие энергетические потребности обеспечиваются за счет окисления жиров, которые являются главным энергетическим субстратом для печеночных клеток. При критических состояниях жиры не могут полностью метаболизиро-ваться, что приводит к нарушению кетогенеза и повышенному синтезу провоспалительных лейкотриенов и цитокинов, повреждающих органы и системы.
Еще быстрее под влиянием стрессового фактора осуществляется усиленный выброс катехоламинов. Они ускоряют распад гликогена в печени с выходом глюкозы в кровоток, а также активируют липо-лиз, способствуя высвобождению жирных кислот. Таким образом, катехоламины, как и кортизол, обогащают организм наиболее мо-
бильными энергетическими субстратами.
Установлено, что на развитие СГМ влияет возрастная физиология. Тяжесть состояния детей в критических ситуациях определяется не только результатом провоцирующих факторов, но и особенностями детского организма [6, 7, 8, 9].
Известно достаточно много анатомических и физиологических различий между взрослыми и детьми, знание которых необходимо при оценке глубины метаболических расстройств и проведении лечебной тактики [5, 8, 9]. Незрелость анатомических структур, наряду с функциональной ограниченностью различных органов и систем (прежде всего аппарата дыхания, нервной системы, почек и органов пищеварения), определяет необходимость определенных условий для обеспечения адекватного характера базисной терапии детей в критических состояниях.
В связи с этим, представляет несомненный интерес исследование показателей метаболизма у детей с острым нарушением мозгового кровообращения.
Под наблюдением в педиатрическом отделении находились трое детей с подтвержденным диагнозом: «Острое нарушение мозгового кровообращения». Локализация очага ишемии у всех детей в бассейне левой средней мозговой артерии. В анамнезе — перинатальное поражение ЦНС. Жалобы при поступлении идентичны: головная боль, слабость, нарушения речи, ходьбы, нарушение чувствительности в правой верхней конечности и
в нижних конечностях. У пациентки К. (13 лет) подобные клинические проявления отмечались 3 месяца назад, купировались самостоятельно через несколько часов, за помощью не обращалась.
У всех детей после 12-часового голодания производили забор крови из локтевой вены в утреннее время. В сыворотке крови определяли показатели углеводного обмена (глюкоза, инсулин, кор-тизол), пуринового обмена (мочевая кислота) и липидного спектра (общий холестерин, холестерин липопротеидов различной плотности, триглицериды) на автоанализаторе «HITACHI-912». Пере-кисное окисление липидов оценивали по содержанию малонового диальдегида (МДА) в сыворотке крови, состояние антиперекисной активности крови — по активности каталазы спектрофотометрически-ми методами.
Уровень инсулина и кортизола в сыворотке крови определяли на им-мунохемилюминесцентном анализаторе «IMMULITE». Инсулиноре-зистентность оценивали по индексу HOMA-IR (Homeostasis Model Assesment), рассчитываемому делением произведения концентрации глюкозы (в ммоль/л) и инсулина (в мкМЕ/мл) на 22,5. Критерием инсулинорезистентности считали величину индекса более 2,7.
В качестве контрольных значений использовали данные, полученные при исследовании крови здоровых детей (n = 25, средний возраст 13,2 ± 0,3 лет).
Исследования выполнены с информированного согласия детей и их родителей, и соответствуют
нормам Хельсинкской декларации (2000 г.) (табл.).
В результате проведенного исследования у детей, перенесших острое нарушение мозгового кровообращения, были выявлены признаки синдрома гиперметаболизма, характерного для стресса, что проявлялось, в первую очередь, наличием повышенного уровня кор-тизола. Гуморальная регуляция стресс-реакции сопровождается резкой активацией гормонов с ка-таболическим эффектом, наиболее значимыми из которых являются глюкокортикоиды [10]. Известно, что гиперпродукция глюкокорти-коидов приводит к относительной инсулиновой недостаточности и выраженной гипергликемии с недостаточной усвояемостью глюкозы тканями. В подтверждение этому, у 2 детей с инсультом было установлено увеличение концентраций глюкозы, и у всех троих — инсулина.
Кортизол является антагонистом инсулина, подавляющим утилизацию глюкозы тканями [11]. Кроме того, активация глюкокортикоидов сопровождается усилением глюко-неогенеза в печени [12], следствием чего является увеличение уровня глюкозы в крови. Мобилизация энергетических и структурных резервов (глюкозы, жирных кислот, нуклеотидов, аминокислот) в условиях реализации стресс-реакции имеет целью обеспечение срочной адаптации организма к изменившимся условиям существования с формированием транзиторной ин-сулинорезистентности, направленной на адекватное распределение энергетических субстратов. Одна-
Таблица Результаты биохимического исследования крови детей с острым нарушением мозгового кровообращения
Показатели Контроль (n = 25) Пациент З., 9 лет Пациент А., 12 лет Пациентка К., 13 лет
Холестерин, ммоль/л 3,7 ± 0,11 6,3 4,5 3,9
Триглицериды, ммоль/л 0,85 ± 0,06 1,3 2,2 1,2
ХС ЛПВП, ммоль/л 1,28 ± 0,098 1,3 0,9 0,9
МДА, мкмоль/л 2,2 ± 0,20 4,5 3,8 4,2
Каталаза, кат/л 310,7 ± 60,99 234,1 227,3 207,8
Глюкоза, ммоль/л 5,0 ± 0,15 6,0 4,2 5,8
Инсулин, мкМЕ/мл 10,2 ± 1,19 18,2 15,5 17,6
Индекс ИР (НОМА-Ж) 1,9 ± 0,29 4,85 2,89 4,53
Кортизол, мкг/дл 9,8 ± 1,35 13,4 12,7 13,1
Мочевая кислота, мкмоль/л 265 ± 10,1 298 286 302
№ 1[март] 2007
ко, в условиях длительной стресс-реакции на фоне гиподинамии избыточная мобилизация энергосубстратов, не реализующихся в ло-комоцию, приводит к стабилизации инсулинорезистентности. У всех троих детей с острым нарушением мозгового кровообращения отмечается наличие инсулинорезистент-ности.
Как известно, гипергликемия вызывает гликозилирование различных белков (гемоглобина, альбумина, белков базальной мембраны), что приводит к изменению их свойств, повышению иммуногенно-сти и развитию сосудистых осложнений [11]. Кроме того, длительное повышение концентрации глюкозы приводит к нарушению баланса окислительно-восстановительных процессов, усилению свободно-радикальных реакций, активации биосинтеза таких компонентов ба-зальной мембраны сосудов, как фибронектин, коллаген IV типа и ламинин. Последнее обстоятельство может являться причиной увеличения инсулинорезистентности и сосудистого тонуса [13].
Ряд авторов утверждают о наличии связи между инсулинорези-стентностью тканей и увеличением уровня мочевой кислоты [14]. Уровень мочевой кислоты может отражать функциональное состояние обмена пуриновых оснований, часть из которых представлена макроэргическими соединениями. Последние являются обязательным атрибутом адаптивных реакций организма [13]. И в этой связи гипе-рурикемия, выявленная у детей с инсультом, скорее всего, отражает уровень напряжения адаптации, обусловленной стрессом и повышенным основным обменом.
Известно, что инсулин регулирует скорость синтеза липопротеидов очень низкой плотности печенью, поэтому при повышении его концентрации происходит активация синтеза данных липопротеидов. Элиминация липопротеидов очень низкой плотности регулируется ферментом липопротеидлипазой, активность которой также находится под контролем инсулина [15]. Рост синтеза и замедление элиминации приводят к повышению концентрации липопротеидов очень
низкой плотности в плазме крови и снижению концентрации липопро-теидов высокой плотности. Предположительно, гиперинсулинемия препятствует нормальному синтезу аполипопротеина-А1 и нарушает функцию липопротеидов высокой плотности (в которых происходит расщепление триглицеридов). В результате этого при гиперинсу-линемии закономерно повышается концентрация триглицеридов в сыворотке крови.
В проведенном исследовании у детей с острым нарушением мозгового кровообращения было выявлено наличие нарушений липидного обмена, проявляющееся увеличением концентрации холестерина и триглицеридов. Это свидетельствует о включении механизмов долговременной адаптации и развитии хронической стрессовой реакции, при которой с целью энергообеспечения происходит мобилизация из депо триглицеридов, главным энергетическим материалом которых являются неэстерифицированные жирные кислоты. Увеличение холестерина в «атерогенных классах» липопротеидов может быть связано с относительно более интенсивным синтезом печенью основных транспортных форм липидов к клеткам — липопротеидов низкой и очень низкой плотности — в ответ на повышение активности симпатико-адреналовой системы, сопровождающейся более интенсивной продукцией глюкокортикоидов [16].
Целесообразность повышенного образования холестерина в условиях стресса заключается в необходимости укрепления клеточных мембран в связи с усилением процессов мембранолиза при стрессе. Другими словами, биологическим смыслом гиперхолестеринемии является повышение стабильности, «упрочение» клеточной мембраны, направленное на уменьшение разрушающего действия перекисного окисления липидов, возникающего при стрессе. Увеличение концентрации триглицеридов указывает на усиление трофотропных реакций организма, активизацию механизмов долговременной адаптации, осуществляющихся благодаря переключению обмена веществ с
преимущественно углеводного на преимущественно липидный [17].
Одной из существенных особенностей метаболизма липидов является их способность к переокислению. Известно, что в процесс метаболических повреждений пере-кисное окисление липидов включается ранее других повреждающих факторов. В результате исследования у детей с инсультом были получены данные, демонстрирующие увеличение активности процессов ПОЛ, о чем свидетельствуют повышенные концентрации МДА. В условиях физиологической нормы активация процессов перекисного окисления липидов должна приводить к мобилизации эндогенных антиоксидантов, однако в настоящем исследовании, напротив, у детей с инсультом отмечалось снижение активности каталазы. Возможно, это свидетельствует о наличии дисбаланса между состоянием свободнорадикальных процессов и активностью антиоксидантных систем организма.
Интенсификация процессов пере-кисного окисления липидов при патологических состояниях сопровождается модификацией мембранных липидов, что приводит к снижению мембранного потенциала, уменьшению текучести и повышению проницаемости мембран клеток [18], в результате чего изменяется агрега-ционная и деформационная способность этих клеток. Все это может повлиять на изменение реологических свойств крови, особенно в совокупности с тем, что модифицированные под действием свободных радикалов липопротеиды способны ингибировать процессы свертывания крови и фибринолиза [19].
Изменения липидного спектра и активация процессов перекисного окисления липидов создают условия для развития реологических и микроциркуляторных нарушений и, тем самым, способствуют усугублению ишемического процесса.
Таким образом, на основании приведенных данных можно заключить, что метаболическая адаптация в условиях стресса, обусловленного острым нарушением мозгового кровообращения, направлена на обеспечение органов и тканей организма энергией и структурны-
ми субстратами за счет утилизации собственных запасов. Этот процесс опосредуется активацией стрессре-ализующих систем (адренергиче-ской, гипоталамо-гипофизарной системы, цитокинов и других локальных медиаторов), приводящих к повышению уровня катаболиче-ских гормонов (глюкагона, кате-холаминов, кортикостероидов). В результате происходят усиление глюконеогенеза, для которого субстратами становятся белки мышечной ткани, и развитие гипергликемии, как необходимое условие для энергообеспечения тканей в условиях кислородного голодания. В то же время, при сохраняющемся патологическом процессе адаптация может привести к состоянию гиперкатаболизма, в результате че-
го возможно развитие выраженной белково-знергетической недостаточности. Поскольку стрессовый период характеризуется не только выраженным метаболизмом, а также стремительным истощением запасов углеводов, повышенным распадом белков с дефицитом энергетических ресурсов. Конечной стадией гиперметаболического ответа при этом может быть полиорганная недостаточность.
Отсутствие потребления питания в этот период усиливает патологические процессы [6]. Известно также, что у детей отмечается повышенная физиологическая потребность в белке (1,5-2 г/кг против 0,6 г/кг в сутки у взрослых) [4], значительно увеличивающаяся при критических состояниях (до 4-4,5 г
на 1 кг массы тела). Высокая интенсивность обменных процессов и увеличение массы тела обуславливают значительное повышение метаболических потребностей [20]. Чем младше ребенок, тем выше его потребности в энергии в расчете на килограмм массы тела в сутки. Это связано с быстрым ростом и большей площадью поверхности тела относительно массы тела у детей.
Учитывая эти факты, а также данные, полученные в результате приведенных наблюдений, при выборе комплекса мероприятий при лечении детей с острым нарушением мозгового кровообращения необходимо учитывать возможность развития синдрома гиперметаболизма и связанных с ним осложнений.
Литература:
1. Сизов, Д.Н. Синдром последовательных органных повреждений у пациентов в критических состояниях /Д.Н. Сизов, А.Л. Костюченко, А.Н. Бельских //Анестезиология и реаниматология. - 1998. - № 2. - С. 22-25.
2. Карли, Ф.К. Освежающий курс лекций по анестезиологии и реаниматологии /Карли Ф.К. - Архангельск, 1996. - С. 31-33.
3. Современные подходы к оценке нутритивного статуса детей, находящихся в отделении интенсивной терапии и реанимации. Обзор литературы /Ю.В. Ерпулева, Т.Э. Боровик, А.У. Лек-манов и др. //Вестник интенсивной терапии. - 2002. - № 2.
- С. 67-70.
4. Adam, S. A study of problems associated with the delivery of enteral feed in critically ill patients in five ICUs in the UK /S. Adam, S. Batson //Intensive Care Med. - 1997. - V. 23, N 3. - P. 261-266.
5. Chwals, W.J. Metabolism and nutritional frontiers in pediatric surgical patients /W.J. Chwals. //Surg Clin North Am. - 1992. - V. 72, N 6. - P. 1237-1266.
6. Боровик, Т.Э. Энтеральное питание при неотложных состояниях у детей /Т.Э. Боровик, А.У. Лекманов //Российский педиатрический журнал. - 2000. - № 5. - С. 49-52.
7. Морфофункциональные константы детского организма /В.А. Доскин, X. Келлер, Н.М. Мурасико, Р.В. Тонкова-Ямпольская. - М., 1997.
8. Смит, Б. Интенсивная терапия в педиатрии: пер. с англ /Б. Смит, Р. Хикмен, Дж. Моррей. - М., 1995. - Т. 1. - С. 3968.
9. Физиология роста и развития детей и подростков (теоретические и клинические вопросы) /под ред. А.А. Баранова, Л.А. Щеплягиной. - М., 2000.
10. Немченко, Н.С. Метаболические основы патогенеза тяжелой сочетанной травмы /Н.С. Немченко, И.А. Ерюхин, В.Ю. Шанин //Вестн. хирургии им. И.И. Грекова. - 2001. - Т. 160, № 5. - С. 114-119.
11. Камышников, В.С. Справочник по клинико-биохимической лабораторной диагностике /В.С. Камышников. - Мн.: Беларусь, 2000. - 463 с.
12. Зайчик, А.Ш. Основы общей патологии. Основы патохимии /А.Ш. Зайчик, Л.П. Чурилов. - СПб.: ЭЛБИ, 2000. - 688 с.
13. Ровда, Ю.И. Артериальная гипертензия у подростков. Метаболический синдром /Ю.И. Ровда, Т.С. Ровда //Мать и Дитя в Кузбассе. - 2001. - № 2(3). - С. 13-17.
14. Гинзбург, М.М. Синдром инсулинорезистентности /М.М. Гинзбург, Г.С. Козупица //Проблемы эндокринологии. - 1997.
- № 1. - С.40-43.
15. Подзолков, В.И. Предикторы возникновения основных факторов сердечно-сосудистого риска у больных с метаболическим синдромом /В.И. Подзолков, Д.А. Напалков, В.И. Маколкин //Атмосфера. Кардиология. - 2003. - № 4. - С. 3-9.
16. Марков, Х.М. Патогенетические механизмы первичной артериальной гипертензии у детей и подростков /Х.М. Марков //Вестник РАМН. - 2001. - № 2. - С.46-48.
17. Патогенетическое значение изменений липидного обмена в развитии головных болей у детей /О.Е. Талицкая и соавт. //Детская больница. - 2001. - № 2. - С. 21-23.
18. Пасечник, И.Н. Механизмы повреждающего действия активированных форм кислорода на биологические структуры у больных в критических состояниях /И.Н. Пасечник //Вестник интенсивной терапии. - 2001. - № 4. - С. 3-9.
19. Семенова, Н.А. Влияние перекисного окисления на структуру липопротеидов сыворотки человека по данным магнитно-резонансной спектроскопии /Н.А. Семенова, И.Л. Погорецкая, О.А. Азизова //Бюл. эксперим. биологии и медицины. - 2002.
- № 9. - С. 283-286
20. Rixen, D. «Sepsis/SIRS» physiologic classification, severity stratification, relation to cytokine elaboration and outcome prediction in posttrauma critical illness /D. Rixen, J.H. Siegel, H.P. Friedman //J. Trauma. - 1996. - V. 41, N 4. - P. 581-598.
m
№ 1[март] 2007
