Эндотелиальная дисфункция, отклонения реологических свойств крови, уровень бактериальных метаболитов и их значение для диагностики органной дисфункции при различных острых заболеваниях респираторной системы у детей

ВВЕДИ IHIi. АКТУАЛЬНОСТЬ ИССЛЕДОВАНИЯ.

Болезни органов дыхания стабильно занимают в стране первое место в структуреобщей заболеваемости: детей и подростков: Грипп и другие ОРЗ вирусной этиологии остаются1 малоконтролируемыми инфекциями [136], заболеваемость ими часто имеет эпидемический характер. Заболеваемость, пневмониями! составляет в год около 10−15 на 1000 детей первого года жизни, 15−20 на 1000'детей 1−3 лет жизни [141]- Смертность детей в возрасте до 14 лет от пневмонии составила в 2003 г. 8⁵ наг 100 000. Болезни бронхолегочной системы, в том числе пневмония, в структуре младенческой смертности, занимают более 12%, а в некоторых регионах эти показатели значительно выше, что определяет нередко неудовлетворительные показатели младенческой: смертности. Заболевания^ дыхательной системы составляют по существу половину общей заболеваемости детей. В связи с изменением характера питания, социальных условий жизни и увеличением неблагоприятных экологических факторов, оказывающих прямое воздействие на< организм человека, по прогнозам многих ученых, частота острых заболеваний респираторной системы у детей и в дальнейшем будет иметь тенденцию к росту [104]. Начинаясь в детском возрасте, болезни бронхолегочной системы могут приобретать прогредиентное течение, способствуя ранней инвалидизации.

Острые инфекционно-воспалительные заболевания: респираторного * тракта характеризуются многообразием клинико-морфологических проявлений, что связано со своеобразием структуры легких, возрастными особенностями и большим числом этиологических факторов. Несмотря на достигнутые успехи в детской пульмонологии за последние десять лет, проблема ранней диагностики развивающихся осложнений заболеваний органов дыхания, распознавание тонких, скрытых патологических механизмов формирования органных дисфункций, остается недостаточно раскрытой, что в том числе определяет зачастую неудовлетворительные результаты терапии. Поэтому во всем мире не прекращаются исследования, направленные на углубление представлений об этиологии, патогенезе, клинике, дифференциально-диагностических подходах, вторичной профилактике бронхолегочных заболеваний, в том числе и у детей раннего возраста.

Известно, что зачастую в основе осложнений острых заболеваний респираторного тракта у детей лежит патология терминального сосудистого (микроциркуляторного) русла [100]. Более ранними исследованиями показано влияние изменений реологических свойств крови и функциональных свойств эритроцитов на развитие одного из грозных осложнений ОРЗ — инфекционного токсикоза [136].

Однако за рамками научных исследований остались вопросы влияния нарушения реологических свойств крови и формирования эндотелиальной дисфункции на развитие органной недостаточности (компенсированной, де-компенсированной недостаточности и несостоятельности) при острых респираторных заболеваниях, в том числе и в зависимости от уровня бактериальной агрессии, в связи с этим изучение данных факторов является перспективным и значимым направлением современной педиатрии для разработки тактики коррекции органной дисфункции у этих детей.

Благодаря исследованиям последних лет в области сосудистой физиологии и патофизиологии показано, что эндотелиальная дисфункция участвует в формировании недостаточности кровообращения, а также нарушении функции других органов и систем. Однако подавляющее большинство проводимых во всем мире исследований в этой области осуществляются в эксперименте на животных и в значительно меньшей степени — и только в последние годы, — в клинике, причем в педиатрии такого рода работ очень мало.

Сосудистый эндотелий играет исключительно важную роль в регуляции функций легких и в патогенезе заболеваний системы дыхания. В настоящее время доказана роль эндотелиальной дисфункции в развитии воспаления легочной ткани при бронхиальной астме, в том числе и у детей [70, 112,113,158,159,208].

Клинико-экспериментальными исследованиями последних лет выявлена важная патогенетическая роль циркулирующих в крови летучих жирных кислот (бактериальных метаболитов) в развитии различных гнойно-воспалительных заболеваний [57, 88, 89, 90].

Однако уровень бактериальных метаболитов в крови и его взаимосвязь с гемореологическими отклонениями и эндотелиальной дисфункцией при острой респираторной патологии у детей не изучались, хотя можно предположить их высокую диагностическую ценность для выявления органных дисфункций и прогноза развития заболевания.

На основании полученных данных можно разработать новые, более тонкие методы коррекции органных дисфункций у детей с острыми респираторными заболеваниями.

ЦЕЛЬ НАУЧНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ Разработать дополнительные прогностические и диагностические критерии формирования органной дисфункции и развития осложнений при острых заболеваниях респираторной системы у детей путем выявления особенностей реологических свойств крови, уровня бактериальных метаболитов крови и степени эндотелиальной дисфункции.

ЗАДАЧИ НАУЧНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ.

1. Дать характеристику реологических нарушений крови, эндотелиальной дисфункции бактериальных метаболитов в крови у детей с острыми заболеваниями респираторной системы с учетом возникающих органных дисфункций и осложнений.

2. Выявить взаимосвязь гемореологических нарушений, эндотелиальной дисфункции, уровня бактериальных метаболитов в крови между собой и с выраженностью патологических синдромов и органных дисфункций.

3. Установить прогностическую значимость лейкоцитарного индекса интоксикации, коэффициента прогноза сепсиса, абсолютного содержания моноцитов в крови для развития легочных и внелегочных осложнений острых заболеваний респираторной системы у детей.

4. Разработать дополнительные критерии ранней диагностики церебральной, дыхательной, сердечно-сосудистой, печеночной, почечной и интестинальной дисфункций и прогноза осложнений при острых заболеваниях респираторного тракта у детей.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА.

— Выявлены особенности гемореологических отклонений, уровня десквами-рованных эндотелиоцитов и бактериальных метаболитов при различных формах острых заболеваний респираторного тракта с учетом наличия или отсутствия органных дисфункций и (или) осложнений.

— Доказана сопряженность этих нарушений между собой, а также с выраженностью патологических синдромов, органной дисфункции и инфекци-онно-токсического шока, осложняющих течение острой патологии респираторного тракта у детей.

— Установлена диагностическая ценность лейкоцитарного индекса интоксикации, абсолютной концентрации моноцитов, уровня бактериальных метаболитов, десквамированных эндотелиоцитов, изменения гемореологических параметров в возникновении органных дисфункций.

— Выявлены критерии прогнозирования развития различных осложнений при острых заболеваниях респираторного тракта.

— Обоснованы математические модели вероятностного развития различных осложнений при острых заболеваниях респираторного тракта.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1. Предложено оценивать количественные значения показателей лейкоцитарного индекса интоксикации, абсолютной концентрации моноцитов, уровня бактериальных метаболитов, десквамированных эндотелиоцитов, изменения гемореологических параметров у детей с острой бронхолегочной патологией для ранней диагностики у них органных дисфункций и прогноза осложнений.

2. Созданы математические модели, позволяющие осуществлять раннюю диагностику различных патологических синдромов, органных дисфункций и прогнозировать осложнения острых бронхолегочных заболеваний у детей, представлен алгоритм их использования.

ПОЛОЖЕНИЕ ВЫНОСИМОЕ НА ЗАЩИТУ Различия в изменении гемореологических показателей, количества циркулирующих эндотелиоцитов и концентрации бактериальных метаболитов в крови у детей с острой инфекционно-воспалительной патологией респираторного тракта зависят от выраженности органных дисфункций и развития осложнений, что доказывает их участие в патогенезе заболевания и определяет их диагностическое значение.

Созданные математические модели позволяют осуществлять раннюю диагностику органных дисфункций, прогнозировать осложнения заболеваний респираторной системы и обосновать дифференцированный подход к лечению больных.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ Результаты исследований доложены на X Конгрессе педиатров России «Актуальные проблемы педиатрии» (Москва, 2006), Ежегодной междисциплинарной научно-практической конференции стран СНГ «Перспективы и пути развития неотложной педиатрии» (С.-Петербург, 2006), Межрегиональной научно-практической конференции с международным участием «Поколение 90-х. Здоровье» (Ярославль, 2006), XI Конгрессе педиатров России «Актуальные проблемы педиатрии» (Москва, 2007), научно-практических конференциях молодых ученых ГОУ ВПО ИвГМА Росздрава «День науки» (2006, 2007), научно-практических конференциях врачей-педиатров клиники «Мать и дитя» ГУЗ Ивановской области «Ивановская областная детская клиническая больница» (2007).

РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ По теме диссертации опубликовано 13 печатных работ. Результаты работы и вытекающие из них рекомендации внедрены в практику работы 1-го и 2-го педиатрических отделений ГУЗ Ивановской области «Ивановская областная детская клиническая больница», детском отделении интенсивной терапии и реанимации ОГУЗ «Ивановская областная клиническая больница».

СТРУКТУРА И ОБЪЕМ ДИССЕРТАЦИИ

Диссертация изложена на 153 страницах машинописного текста, состоит из введения, четырех глав, заключения, выводов и практических рекомендаций. Работа иллюстрирована 30 таблицами и 16 рисунками. Библиография включает 155 отечественных и 106 зарубежных источника.

выводы.

1. Для детей с осложненной пневмонией характерно изменение реологических свойств крови, проявляющееся в снижении деформируемости, нарушении цитоархитектоники и увеличении агрегации эритроцитов, повышении вязкости плазмы и крови и уменьшении коэффициента доставки кислорода в ткани, а также развитие эндотелиальной дисфункции, о чем свидетельствует увеличение циркулирующих эндотелиоцитов. При неосложненной пневмонии также наблюдаются снижение деформируемости и нарушение цитоархитектоники эритроцитов, повышение вязкости плазмы и крови, развитие эндотелиальной дисфункции, однако их выраженность достоверно ниже.

2. У детей с обструктивными бронхитами, бронхиолитами и ОРВИ при развитии выраженных органных дисфункций наблюдались изменения, аналогичные таковым у детей с осложненной пневмонией, а при их отсутствии отклонения характеризовались лишь уменьшением деформируемости эритроцитов, вязкости крови на низких скоростях сдвига и увеличением индекса необратимой трансформации.

3. У детей при осложненных пневмониях установлено повышение уровня неспецифических бактериальных метаболитов (уксусной и пропионовой кислот) при отсутствии повышения специфических метаболитов облигатно-анаэробной флоры (масляной и изовалериановой кислот). У детей с неосложненной пневмонией, а также с обструктивными бронхитами, бронхиолитами и ОРВИ повышение уксусной кислоты более низкое и ее уровень не отличается достоверно от показателей контрольной группы.

4. Развитие гемореологических отклонений, особенно нарушение агрегации эритроцитов, изменение показателей цитоархитектоники эритроцитов и вязкости крови при острых заболеваниях респираторной системы у детей тесно связано с количеством циркулирующих десквамированных эндотелиоцитов, отражающих выраженность эндотелиальной дисфункции, а также с уровнем бактериальных метаболитов (уксусной и пропионовой кислот).

5. У детей с тяжелой бронхолегочной патологией отмечается сопряженность гемореологических отклонений, эндотелиальной дисфункции и уровня бактериальных метаболитов в крови с выраженностью патологического синдрома и органных дисфункций.

6. Определение лейкоцитарного индекса интоксикации и абсолютной концентрации моноцитов при поступлении и после первого дня терапии, а также коэффициента прогноза сепсиса позволяет с высокой точностью прогнозировать развитие осложнений при острой респираторной патологии.

7. Сопряженность гемореологических отклонений, эндотелиальной дисфункции и уровня бактериальных метаболитов в крови детей с развитием у них органных дисфункций положена в основу диагностической модели формирования церебральной, дыхательной, сердечно-сосудистой, печеночной, почечной и ин-тестинальной дисфункций, которая включает в себя сумму значимых показателей с учетом степени их влияния.

8. Для прогноза развития осложнений имеет значение повышение уровня уксусной и пропионовой кислот (уксусной более 1 мкмоль/мл и пропионовой более 0,02 мкмоль/мл). Увеличение уровня пропионовой кислоты более 0,04 мкмоль/мл свидетельствует о высокой вероятности развития внелегочных осложнений пневмонии и сепсиса.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ.

1. В протокол обследования детей с острой респираторной патологией в первые дни заболевания необходимо включить оценку показателей гемореологии, эндотелиальной дисфункции и уровня бактериальных метаболитов (уксусной и пропионовой кислот) в крови с целью прогноза и ранней диагностики развития органных дисфункций и осложнений.

2. При выраженных отклонениях гемореологических показателей и уровня циркулирующих эндотелиоцитов можно диагностировать органную дисфункцию даже при отсутствии клинических данных.

3. С целью прогноза развития осложнений при острой респираторной патологии рекомендуется использовать определение лейкоцитарного индекса интоксикации и абсолютной концентрации моноцитов в первый и второй дни заболевания, а также коэффициента прогноза сепсиса. При высоком риске рекомендована госпитализация в стационар.

4. При повышенных показателях бактериальных метаболитов (уксусной и пропионовой кислот) в крови пациент с патологией респираторного тракта нуждается в госпитализации в отделение реанимации и интенсивной терапии и назначении терапии по протоколу лечения тяжелого сепсиса.

5. В терапию детей с тяжелыми и осложненными острыми респираторными инфекциями необходимо включить мероприятия, направленные на коррекцию гемореологических отклонений и эндотелиальной дисфункции.