Нарушение протеолитических процессов в ликворе пациентов с ушибами головного мозга различной степени тяжести и методы их коррекции

Тяжелая черепно-мозговая травма (ТЧМТ) остается одной из наиболее трудных и нерешенных проблем здравоохранения, имеет огромное социальное значение из-за своей распространенности и тяжести медицинских и экономических последствий. Основная масса пострадавших — лица трудоспособного возраста [8, 29, 45, 68, 69, 175, 193]. Даже при своевременной диагностике и правильной хирургической тактике летальность среди пациентов указанной группы остается высокой и в последние годы существенно не изменяется [8, 45, 68, 72,84,97,126].

Значительную роль в патогенезе черепно-мозговой травмы (ЧМТ) имеют вторичные повреждения мозга, развивающиеся непосредственно за первичным травматическим воздействием, и являющиеся основной причиной неудовлетворительных результатов лечения. Вторичные повреждения обнаруживаются у 90% пострадавших с ЧМТ [45, 87]. По данным научных исследований последних лет одним из патогенетических механизмов, существенно влияющих на те-, чение и исход черепно-мозговой травмы, является активация протеолитических процессов в центральной нервной системе. Вследствие повреждения мозговой ткани происходит выход внутриклеточных ферментов (в т.ч. протеолитических) из поврежденных клеток. Нарушение проницаемости гематоэнцефалического барьера (ГЭБ) дополнительно способствует поступлению протеиназ из крови [7,9,12,28,45,52,54,72,120,134,135].

Поскольку ликворопроводящие пути являются продолжением межклеточного пространства головного мозга, и имеет место свободная диффузия экс-трацеллюлярной жидкости в ликвор и обратно, то протеиназы легко контактируют со структурными элементами мозговой ткани, вызывая их вторичное повреждение [11, 12, 38, 39, 45, 93, 150, 179]. Высвобождающиеся при этом биологически активные вещества, медиаторы возбуждения > и свободные радикалы приводят к дальнейшему усугублению отека мозга, ишемии и нарушению кровообращения в пограничной зоне очага ушиба-размозжения.

Наиболее полно изученыизменения протеолитических процессов в лик-воре и тканях головного мозга больных такого демиелинизирующего заболевания, как рассеянный склероз, в патогенезе которого доказано участие плазми-ногена/плазмина (ГП7ПН), являющегося, наряду с тромбином и калликреином, одним из основных протеолитических ферментов крови [10, 16, 17, 8, 12, 17, 113, 123, 145, 184].

Сообщения же об изменении протеолиза в ликворе при тяжелой черепно-мозговой травме немногочисленны, содержат, в основном, экспериментальные данные, не отражают выраженность и характер указанных изменений, их динамику, влияние на течение и исход патологического процесса [11, 12, 34, 38, 113- 120, 158, 167, 169]. А при ушибах головного мозга легкош и средней степени тяжести протеолиз и вовсе не исследовался: В отечественной и зарубежной литературе имеются указания на положительный эффект от применения в комплексной терапии черепно-мозговой травмы методов, ускоряющих санацию ликвора и использования* интракаротидного введения поливалентных ингибиторов протеиназ [2, 3, 11, 19, 20, 21, 23, 45, 80- 98, 157, 183]. Но в основном эти работы касаются: коррекции нарушений" в калликреин-кининовой системе (ККС) спинномозговой жидкости (СМЖ). Однако мы не нашли данных о влиянии перечисленных, способов-лечения: на избыточную активность протеолиза ликвора в раннем посттравматическом: периоде. Кроме того, нет четковыработанных показаний и противопоказаний к включению в комплексную терапию методов коррекции нарушений протеолитических процессов в ликворе.

Все вышеизложенное позволяет считать актуальным изучение изменений. протеолитических процессов в ликворе у пациентов,-с черепно-мозговой травмой и разработку методов коррекции выявленных нарушений.

ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ Изучить изменения протеолитических процессов в ликворе у пациентов с различной тяжестью ушиба головного мозга, оценить их влияние на течение и исход травмы, разработать патогенетически обоснованные методы коррекции выявленных нарушений для улучшения результатов лечения.

ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1. Изучить изменения протеолитического потенциала ликвора и крови, обусловленного ПГ/ПН, у пациентов с легкой, средней и тяжелой степенью тяжести ушиба головного мозга.

2. Изучить изменения концентрации в ликворе основных ингибиторов протеиназ: а2-макроглобулина («2-МГ), а2-антиплазмина (а2-АП) и «1-анти-трипсина (агАТ) у пациентов с легкой, средней и тяжелой степенью тяжести ушиба головного мозга.

3. Изучить влияние сдавления головного мозга внутричерепными (эпии субдуральными) гематомами на течение протеолитических процессов, обусловленных ПГ/ПН в ликворе.

4. Определить значение нарушений в протеолитической системе ликвора в развитии вторичного повреждения мозга и их влияние на течение и исход черепно-мозговой травмы.

5. Определить показания к включению в комплексную терапию ЧМТ методов антипротеолитической коррекции нарушений протеолитических процессов в ликворе.

6. Определить и сравнить эффективность различных методов коррекции нарушений протеолитических процессов в ликворе.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ Клиническая часть работы включала исследование 245 больных с изолированной ЧМТ. Среди них 31 пострадавший с ушибом головного мозга легкой степени тяжести, 35 пациентов с ушибом головного мозга средней степени тяжести, 163 пациента с ушибом головного мозга тяжелой степени (эта группа характеризовалась наличием у пострадавших очагов размозжения головного мозга — одиночных или множественных). В последнюю группу вошли 88 пациентов, которым проводилась стандартная терапия (группа сравнения) и 75 -группа вмешательства, где проведена дифференцированная коррекция нарушений протеолитических процессов в ликворе. Группа сравнения и группа вмешательства разделены на 2 подгруппы: I подгруппа — с благоприятным исходом ТЧМТ (выжившие), II подгруппа — с неблагоприятным исходом ТЧМТ (умершие). Также обследовано 16 пострадавших со сдавлением головного мозга эпи-и субдуральными гематомами на фоне сотрясения головного мозга для изучения влияния изолированного сдавления головного мозга на течение протеолитических процессов в ликворе.

Всем пострадавшим основной группы и группы сравнения выполнены следующие оперативные вмешательства: декомпрессивная трепанация черепа, удаление внутричерепных гематом и очагов размозжения вещества мозга, по показаниям — пункция и дренирование желудочков мозга. Комплексное обследование включало: клиническую оценку неврологического статуса, рентгенологические исследования (краниография, КТ, каротидная ангиография и рентгенография органов грудной клетки), нейрофизиологические методы исследования (ЭЭГ, АСВП и ЭХО-ЭС), исследование газового состава венозной и артериальной крови, КЩС, биохимические исследования крови. Протеолитический потенциал ликвора исследовался по содержанию нейтральной протеиназыплазминогена/плазмина (ПГ/ПН), которая в результате неспецифического протеолиза, может вызвать, распад миелиновых мембран с высвобождением основного белка миелина. Определялся комплекс активной и неактивной формы про-теолитического фермента, поскольку иммуноферментный метод не позволяет отдифференцировать протеиназуот ее предшественника. Антиплазминовая? емкость исследовалась путем определения трех основных ингибиторов ПГ/ПНа2-антиплазмина (а2-АП), а2-макроглобулина (а2-МГ) и аi-антитрипсина (аг АТ). Для определения концентрации изучаемых белков использовались современные методы исследования: твердофазным иммуноферментнымшетодом определяли в ликворе содержание ПГ/ПН, а2-МГ, а2-АП и низковольтным ракетным иммуноэлектрофорезом с применением моноспецифических антисывороток исследовали в сыворотке крови концентрацию ПГ/ПН, а2-МГ, а2-АП, аг АТ и в ликворе — арАТ. Для идентификации являются ли изучаемые белки белками сывороточного происхождения проводился вестерн-блотинг с использованием аппарата Mini Trans — Blot Electrophoretic Transfer, cell и нитроцеллюлозу фирмы Bio-Rad (США). За норму приняты результаты исследования ликвора вышеуказанными методами у пациентов с поясничным остеохондрозом без неврологических нарушений" [76, 77].

Исследование проводилось на 1, 3, 5, 7, 9 сутки после травмы. Полученные результаты обрабатывались с помощью методов математической статистики на: персональном компьютере, пакета сертификационных компьютерных программ In Stat 2: (Sigma, USA) с исчислением Mann-Whitney Test для непараметрических независимых выборок, а также коэффициента корреляции Спир-мена. Клиническая значимость изучаемых эффектов оценивалась путем расчета такого коэффициента, как СОР (снижение относительного риска).

НАУЧНАЯ НОВИЗНА.

• Впервые на большом клиническом материале путем определения в ли-кворе концентрации плазминогена/плазмина, а2-макроглобулина, а2-антиплаз-мина и а]-антитрипсина изучены изменения протеолитических процессов в ли-кворе у пациентов с разной степенью тяжести ушиба головного мозга.

• Выявлено, что изменения в протеолитической системе ликвора обнаруживаются при любой степени тяжести ушиба головного мозга, но патологическое (клиническое, прогностически значимое) значение они имеют лишь при формировании очага размозжения головного мозга.

• Доказано, что усиление протеолитических процессов, обусловленных ПГ/ПН в ликворе является прогностически неблагоприятным признаком, протекает на фоне недостаточной ингибиторной емкости и требует включения в комплексную терапию методов коррекции указанных нарушений.

• Выявлено, что при развитии послеоперационных гнойных менингитов или менингоэнцефалитов происходит повторное усиление протеолитических процессов в ликворе, которое на сутки-двое опережает клинико-неврологичес-кие и лабораторные проявления указанных осложнений и выражается нарастанием концентрации плазминогена/плазмина, а2-макроглобулина и а]-антитрипсина.

• Впервые проведён сравнительный анализ эффективности различных методов коррекции избыточного протеолиза ликвора (внутривенного, интрака-ротидного, эндолюмбального и интравентрикулярного введения ингибиторов протеиназ), который выявил, что внутривенное трасилола не влияет на избыточный протеолиз ликвора, а интракаротидное введение не всегда эффективно. Наиболее эффективным методом инактивации избыточного количества ПГ/ПН в ликворе является эндолюмбальное введение ингибиторов протеаз.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ РАБОТЫ По результатам исследования установлено, что в ликворе при ЧМТ твердофазным иммуноферментным методом определяется ПГ/ПН, а2-МГ и низковольтным ракетным иммуноэлектрофорезом с применением моноспецифических антисывороток — агАТ. а2-АП в СМЖ указанными методами не определяется. Концентрация указанных белков в ликворе и изменение её, в динамике позволяют судить о течении протеолитических процессов в ликворе при ЧМТ.

В результате исследования определено, что при наличии у больного тяжелого ушиба головного мозга с формированием очага (либо нескольких очагов) размозжения вещества головного мозга в ликворе возрастает концентрация ПГ/ПН, несмотря на выраженную активацию ингибиторов протеаз. Избыточная концентрация ПГ/ПН в ликворе способствует ухудшению клинического течения травматической болезни, распространению аутонекротических изменений в области очагов размозжения и на удалении от них (по данным КТ и патолого-анатомических исследований), нарастанию отека головного мозга и ВЧД, и, в конечном счете, летальному исходу.

Применение ингибиторов протеаз для коррекции протеолитических процессов в ликворе пациентов с ушибом головного мозга легкой, либо средней тяжести не показано (даже при наличии субарахноидального кровоизлияния). При наличии очагов размозжения головного мозга у пациентов с ТЧМТ показано включение в комплекс лечебных мероприятий трасилола. Методом выбора, является эндолюмбальное введение трасилола ежедневно в течение 5 суток после травмы и операции в дозе 25 ООО КИЕ/сут. Противопоказанием для использования эндолюмбального метода введения трасилола является наличие в послеоперационном периоде у пациента признаков неразрешившегося дислокационного синдрома. В этом случае показано интракаротидное использование трасилола в дозе 50 ООО КИЕ/сут.

При развитии в послеоперационном период у больных внутричерепных инфекционных осложнений (менингита, менингоэнцефалита) наблюдается повторное увеличение концентрации ПГ/ПН и его ингибиторов, которое на суткидвое опережает клинико-неврологические и лабораторные проявления данных осложнений. Это позволяет в более ранние сроки интенсифицировать лечение указанных осложнений, что приводит к снижению летальных исходов. .

ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ.

1. Изменения в протеолитической системе ликвора развиваются при ушибах головного мозга различной степени тяжестщ начиная с первых суток после травмы. Эти изменения проявляются как повышением, так и снижением проте-олитического потенциала ликвора, обусловленного плазминогеном/плазмином, сь-макроглобулина И’а 1-антитрипсином.

2. При ушибах головного мозга легкой и средней степени тяжести проте-олитические процессы в ликворе носят компенсированный характер и не требуют дополнительной коррекции.

3: Увеличение концентрации ПГ/ПН в ликворе пациентов с тяжелым ушибомголовного мозга с формированием очагов размозжения мозга отражает характер повреждения мозгового вещества и является прогностически неблагоприятным признаком.

4. Нарастание протеолитической активности в ликворе при тяжелой черепно-мозговой травме происходит на фоне недостаточной ингибиторной емкости и требует проведения патогенетически обоснованной коррекции. Наиболее: эффективным способом коррекции избыточного протеолиза ликвора является метод эндолюмбального введения ингибиторов протеаз (минуя ГЭБ).

5. Включение эндолюмбального введения ингибиторов протеаз (трасило-ла) для коррекции нарушений протеолитических процессов1 в ликворе в комплексную терапию тяжелой черепно-мозговой травмы позволяет улучшить результаты лечения и уменьшить число послеоперационных внутричерепных осложнений (рецидивов гематом и кровоизлияний в зону ушиба).

ПУБЛИКАЦИИ По теме диссертации опубликовано 4 работы.

РЕАЛИЗАЦИЯ РАБОТЫ Диссертация выполнена в рамках программы Р.Н. 01.9.50 5 329 «Диагностика и лечение повреждений нервной системы» кафедры нейрохирургии ГОУ ДПО Новокузнецкий ГИУВ. Основные положения диссертации внедрены в практику отделений нейрохирургии № 1,2, реанимации № 1 МЛПУ «ГКБ № 29 МСЧ АО ЗСМК», в учебный процесс кафедры нейрохирургии, нейрофизиологии и нейрорентгенологии ГОУ ДПО Новокузнецкий ГИУВ.

СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ Диссертация изложена на 159 страницах машинописи (собственно текста 136 стр.) и состоит из введения, обзора литературы, 3 глав собственных наблюдений, заключения, выводов и практических рекомендацийиллюстрирована 22 таблицами и 28 рисунками.

ВЫВОДЫ.

1. Изменения протеолитического потенциала ликвора, обусловленного ПГ/ПН, наблюдаются при ушибах головного мозга любой степени тяжести, но наиболее выражены они при ушибах головного мозга тяжелой степени с формированием очагов размозжения головного мозга и проявляются повышением концентрации ПГ/ПН в. СМЖ в 5−6 и более раз выше нормы, что является прогностически неблагоприятным признаком.

2. Повышение концентрации в ликворе основных ингибиторов ПГ/ПНаг-МГ и арАТ является защитным механизмом, достигая наибольших значений при ушибах головного мозга тяжелой степени и реализующееся в основном в увеличении содержания аг-МГ (в 40 и более раз выше нормы).

3. Сдавление головного мозга внутричерепными (эпидуральными и суб-дуральными гематомами) не оказывает влияния на течение протеолитических процессов в ликворе.

При тяжелом ушибе головного мозга происходит срыв защитных механизмов, активация протеолитических ферментов становится неконтролируемой, приобретает самостоятельное патологическое значениеувеличение содержания в ликворе ПГ/ПН является одним из механизмов вторичного повреждения мозговой ткани, приводящим к расширению очага первичного некроза, повторным кровоизлияниям в зону ушиба и развитию рецидивов внутричерепных гематом.

5. Показаниями для проведения корригирующей антипротеолитической терапии при ЧМТ является наличие у пострадавшего очагов ушиба-размозже-ния головного мозга (одиночных или множественных, изолированных или в сочетании с внутричерепными гематомами), либо повышение содержания в ликворе ПГ/ПН выше 1,65±0,14 мг/л. Использование ингибиторов протеиназ (тра-силола и др.) у пациентов с ушибами головного мозга легкой и средней степени тяжести не показано.

6. Использование в комплексном лечении тяжелой черепно-мозговой травмы эндолюмбального введения трасилола является эффективным средством купирования избыточного протеолиза.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ.

1. Уровень плазминогена/плазмина, аг-макроглобулина и агантитрип-снна в ликворе позволяет оценить протеолитический потенциал ликвора пострадавшего с тяжелой черепно-мозговой травмой. Нормальный или низкий уровень указанной протеиназы является противопоказанием для проведения коррекции нарушений протеолитических процессов в ликворе.

2. Повышение концентрации плазминогена/плазмина в ликворе при тяжелой черепно-мозговой травме является неблагоприятным признаком и служит показанием к проведению антипротеолитической терапии.

3. Для коррекции нарушений протеолитических процессов в ликворе наиболее эффективным является включение в комплексную терапию тяжелой черепно-мозговой травмы эндолюмбального метода введения ингибиторов проте-аз (трасилола), позволяющего в максимально ранние сроки купировать избыточный протеолиз. Оптимально проведение повторных эндолюмбальных введений трасилола в дозе 25 ООО КИЕ ежедневно в течение 5 первых суток с момента травмы и операции. Абсолютным противопоказанием к применению указанного метода является сохраняющийся в послеоперационном периоде дислокационный синдром.

4. При наличии в послеоперационном периоде дислокационных проявлений методом выбора для купирования избыточного протеолиза в ликворе является интракаротидное введение препарата (50 ООО КИЕ/сут).

5. Повторное увеличение содержания ПГ/ПН и его ингибиторов в ликворе пострадавших с тяжелым ушибом головного мозга свидетельствует о развитии внутричерепных гнойных осложнений (менингита, менингоэнцефалита). Оно опережает клинические проявления и соответствующие изменения в клиническом и биохимическом анализе ликвора на 1−2 суток. Это служит показанием к коррекции антибактериальной терапии, использованию эндолюмбального введения антибиотиков.