Мещеряков Алексей Александрович. Мониторинг и пути коррекции окислительного стресса у хирургических больных с абдоминальной патологией в периоперационном периоде

Краткое описание

Мещеряков Алексей Александрович. Мониторинг и пути коррекции окислительного стресса у хирургических больных с абдоминальной патологией в периоперационном периоде : диссертация ... кандидата медицинских наук : 14.00.37 / Мещеряков Алексей Александрович; [Место защиты: ГОУВПО "Московская медицинская академия"].- Москва, 2010.- 122 с.: ил.

ФГУ УЧЕБНО-НАУЧНЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ ЦЕНТР
УПРАВЛЕНИЯ ДЕЛАМИ ПРЕЗИДЕНТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
На правах рукописи
СШ1 0 5 2 60 5 -
МЕЩЕРЯКОВ Алексей Александрович
МОНИТОРИНГ И ПУТИ КОРРЕКЦИИ ОКИСЛИТЕЛЬНОГО СТРЕССА У ХИРУРГИЧЕСКИХ БОЛЬНЫХ С АБДОМИНАЛЬНОЙ ПАТОЛОГИЕЙ В ПЕРИОПЕРАЦИОННОМ ПЕРИОДЕ
14.01.20 — анестезиология и реаниматология
Диссертация на соискание ученой степени кандидата медицинских наук
Научный руководитель: доктор медицинских наук Пасечник И.Н.
Москва 2009 г.
Стр.
Список сокращений. 4-5
Введение. 6-11
Глава 1. Обзор литературы. Современные представления о роли окислительного стресса в формировании острой абдоминальной патологии у хирургических больных. 12-40
1.1. Патогенез формирования метаболических нарушений и органной дисфункции у хирургических больных с острой абдоминальной патологией. 12-18
1.2. Влияние общей анестезии на формирование окислительного
стресса у хирургических больных. 18-29
1.3. Роль окислительного стресса в развитии патологических процессов у хирургических больных. Методы профилактики и коррекции окислительного стресса. 29-40
Г лава 2. Материалы и методы исследования. 41-52
2.1. Общая характеристика клинических наблюдений. 41 -47
2.2. Методы исследования. 47-52 Глава 3. Влияние различных методов общей анестезии на показатели окислительного стресса у хирургических больных при
плановых операциях. 53-68
Глава 4. Влияние предоперационной подготовки на окислительную модификацию белков и перекисное окисление липидов у хирургических больных с острой абдоминальной патологией. 69-78
Глава 5. Антиоксидантная терапия у хирургических больных с острой абдоминальной патологией. 79-88
Заключение. 89-99
Выводы. 100-100
Практические рекомендации. 101-101
Литература. 102-122
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
АО - антиоксиданты
АОА - антиоксидантная активность
АОС - антиоксидантная система
АТФ - аденозинтрифосфат
АФК - активированные формы кислорода
БКГ - белковые карбонильные группы
БСГ — белковые сульфгидрильные группы
ГП - глутатионпероксидаза
ДВС - диссеминированное внутрисосудистое свертывание
ИА — индекс астении
ИВЛ - искусственная вентиляция легких
ИЛ - интерлейкин
Краб - коэффициент умственной работоспособности КТ - каталаза
КШОПС - краткая шкала оценки психического статуса
МДА - малоновый диальдегид
НЛА - нейролептаналгезия
НПН - нервно-психическое напряжение
ОРИТ - отделение реанимации и интенсивной терапии
ОМБ - окислительная модификация белков
ОРДС — острый респираторный дистресс-синдром
ОС - окислительный стресс
ПОКД - постоперационная когнитивная дисфункция
ПОЛ - перекисное окисление липидов
ПОН - полиорганная недостаточность
СМ - средние молекулы
СОД - супероксиддисмутаза
ССВР - синдром системной воспалительной реакции
ТПВ - тест переключения внимания
ФНО-а - фактор некроза опухоли-альфа
ЦНС — центральная нервная система
ЭИ - эндогенная интоксикация
ЭТ — эндотоксин
О2" - супероксидный анион-радикал
N0 - оксид азота
Н2Ог - пероксид водорода
ОН - гидроксильный радикал
ONOO' - пероксинитрит
Актуальность темы. Количество больных с острой абдоминальной патологией, сопровождающейся воспалительными процессами в брюшной полости (аппендицит, холецистит, перфорация язв желудка и 12-перстной кишки и др.), в последнее время неуклонно увеличивается (Ерюхин И.А. и соавт., 2003; Anaya D.A., Nathens А.В., 2003). Данная категория пациентов находится в группе повышенного риска развития разлитого перитонита, который в свою очередь усугубляет состояние больного до критического. Результаты лечения этой категории пациентов далеки от желаемых и зависят от сроков госпитализации, исходной тяжести состояния, адекватности проведения предоперационной подготовки, сроков выполнения необходимого оперативного вмешательства, вида анестезии (Щуркалин Б.К., 2000; Савельев B.C. и соавт., 2006; Anaya D., Nathens А.В., 2003).
Тяжесть состояния хирургических больных с острой абдоминальной патологией определяется нарушениями микроциркуляции, гипоксией, эндогенной интоксикацией и иммунными расстройствами (Рябов Г.А., 1994; Савельев B.C. и соавт., 2006). В последнее время пристальное внимание ученых привлекают вопросы свободно-радикального окисления при различных патологических состояниях. В организме человека имеются система генерации активированных форм кислорода (АФК) и достаточно эффективные системы защиты от повреждающего воздействия АФК на интактные клетки. В норме между этими системами существует равновесие, обеспечивающее функционирование субклеточных структур и клеток. При заболеваниях происходит смещение этого равновесия в сторону некомпенсированной генерации АФК и формирования так называемого «окислительного стресса» (ОС) (Halliwell В., 2007). Интенсификация свободно-радикальных процессов в организме может быть следствием гиперпродукции АФК, свободных радикалов и дефицита природных
антиоксидантов, а также возникать за счет снижения активности других защитных систем клеток, включая антиоксидантные системы (Меньщикова и соавт., 2006; Betteridge D.J., 2000; Gutteridge J.M., Halliwell В., 2000). Генерируемые в условиях ОС АФК могут оказывать повреждающее действие на все биологические структуры, а его уровень и функциональные последствия зависят от природы АФК и молекул-мишеней. В большинстве работ, посвященных изучению модифицирующего действия АФК, особое внимание уделяется липидам. Однако в настоящее время интерес исследователей прикован к изучению механизмов взаимодействия АФК с белками, поскольку известно исключительное значение белков для живых организмов (Zwart L.L., 1999).
В клинической практике анестезиологам-реаниматологам часто приходится иметь дело с больными, у которых уже имеются расстройства процессов регуляции свободно-радикального окисления, которые затем могут усугубляться вследствие операционной агрессии и введения средств для наркоза. Препараты для общей анестезии могут обладать как антиоксидантними, так и прооксидантными свойствами (Герчиков А.Я. и соавт., 2000; Koksal G.M., 2004; Bogra J. et al., 2007). В настоящий момент нет единого суждения о влиянии анестетиков на процессы свободно¬радикального окисления, а сведения, приводимые в литературе, весьма противоречивы.
Фармакологическая профилактика и коррекция ОС у хирургических больных в полной мере не разработаны. Известно, что практически все пациенты с острой хирургической патологией нуждаются в предоперационной подготовке, которая в основном подразумевает инфузионную терапию с целью коррекции волемического статуса, электролитных и метаболических расстройств. Объем и качество предоперационной инфузионной терапии также зависят от исходного состояния пациента, его возраста, характера хирургической патологии, предполагаемого объема операционной агрессии. Исходя из того, что при многих заболеваниях, требующих оперативного лечения, в том числе при абдоминальной патологии, имеются значительные нарушения регуляции свободно-радикального окисления, которые могут усугубиться в течение операции и наркоза, необходимо начинать коррекцию этих нарушений еще на этапе предоперационной подготовки.
Весьма часто в послеоперационном периоде у больных с острой абдоминальной хирургической патологией наблюдают различные осложнения: пневмонии, нагноение операционной раны и т.д. (Золотухин К.Н., Галлеев Ф.С., 2005; Лешихина Ю.А. и соавт., 2006). Отдельного внимания заслуживают нарушения со стороны центральной нервной системы (ЦНС), проявляющиеся в виде постоперационной когнитивной дисфункции (ПОКД), возникающей даже после неосложненной общей анестезии и при относительно благоприятном течении основного заболевания (Шнайдер Н.А. и соавт., 2006; Laalou F.Z. et al., 2008; Steinmetz J., Rasmussen L.S., 2008). Причинами ПОДК (снижение памяти, внимания, появление координаторных нарушений) являются: стрессовая реакция на операцию, нейротоксичность анестетиков, послеоперационные осложнения, генетическая
предрасположенность, пожилой возраст. Одной из причин когнитивных расстройств может служить неконтролируемая генерация АФК с повреждением биоструктур.
Эти обстоятельства послужили основанием для проведения настоящего исследования.
Целью нашей работы было: изучение влияния различных методов общей анестезии на показатели окислительного стресса у хирургических больных с абдоминальной патологией, оценка влияния различных вариантов предоперационной подготовки на интенсивность процессов свободно¬радикального окисления, разработка методов профилактики и коррекции выявленных нарушений.
В соответствии с целью исследования были определены следующие задачи:
1. Изучить влияние различных методов общей анестезии на показатели окислительного стресса в плановой абдоминальной хирургии.
2. Исследовать воздействие различных методов предоперационной подготовки на показатели свободно-радикалыюго окисления белков и липидов у хирургических больных с острой абдоминальной патологией.
3. Разработать оптимальные схемы инфузионной и антиоксидантной терапии, направленные на уменьшение выраженности окислительного стресса у хирургических больных с острой абдоминальной патологией.
4. Оценить влияние методов профилактики и лечения нарушений, вызванных окислительным стрессом, на развитие послеоперационных осложнений у хирургических больных с острой абдоминальной патологией.
Научная новизна. В представленной работе впервые в клинических условиях у плановых хирургических больных с абдоминальной патологией исследовано влияние различных методов анестезии на показатели окислительной модификации белков (ОМБ), перекисного окисления липидов (ПОЛ) и антиоксидантной системы (АОС). Установлено, что при использовании сбалансированной внутривенной анестезии на основе пропофола наблюдаются минимальные отклонения в показателях ОС и АОС. При данном методе общего обезболивания в послеоперационном периоде не выявляется ранняя когнитивная дисфункция.
До операции у пациентов с острой абдоминальной патологией регистрируется окислительное повреждение белков, которое выявляется раньше, чем перекисное окисление липидов. После проведения предоперационной инфузионной подготовки наблюдается увеличение ОМБ, что связано с феноменом реперфузии и вымыванием метаболитов из микроциркуляторного русла. При назначении только кристаллоидных растворов, на 1-е сутки после операции регистрируется усиление свободно¬радикальных процессов, что проявляется интенсификацией ПОЛ и ОМБ.
Включение в предоперационную подготовку коллоидных растворов и мексидола приводит к уменьшению выраженности ОС в раннем послеоперационном периоде.
У хирургических больных с острой абдоминальной патологией эндогенная АОС не предотвращает повреждающее действие ОС на белки и липиды. Формирование ОС в послеоперационном периоде сопровождается увеличением количества послеоперационных осложнений, а также отклонениями со стороны нейропсихологических тестов.
Назначение антиоксидантов (АО) (мексидол) приводит к уменьшению выраженности ОС, снижению количества инфекционных послеоперационных осложнений, уровня интоксикации и выраженности послеоперационной когнитивной дисфункции.
Практическая значимость работы. Установлено, что от метода общей анестезии зависит выраженность ОС в послеоперационном периоде. Сбалансированная внутривенная анестезия с использованием пропофола и фентанила оказывает минимальное воздействие на процессы свободно¬радикального окисления у хирургических больных с абдоминальной патологией. При использовании общей анестезии на основе пропофола риск развития ранней ПОКД при плановых абдоминальных операциях минимален.
Предоперационная инфузионная подготовка с включением
кристаллоидов и коллоидов в соотношении 2:1 в общей дозе 20 мл/кг у больных с острой абдоминальной патологией сопровождается феноменом реперфузии и попаданием в кровоток окисленных метаболитов.
Дополнительное назначение мексидола приводит к уменьшению
интенсивности свободно-радикального окисления в раннем послеоперационном периоде.
Активация процессов свободно-радикального окисления на фоне депрессии АОС у больных с острой абдоминальной патологией сопровождается увеличением количества осложнений в послеоперационном периоде. Использование сбалансированной внутривенной анестезии на
основе пропофола в сочетании с внутривенным назначением мексидола по 100 мг 3 раза в сутки вызывает уменьшение выраженности ОС и депрессии АОС. Комплексная антиоксидантная терапия приводит к уменьшению эндогенной интоксикации (ЭРГ), снижению числа послеоперационных инфекционных осложнений и степени когнитивной дисфункции.
Внедрение результатов работы. Результаты настоящего исследования внедрены в повседневную практику кафедры анестезиологии и реаниматологии ФГУ УНМЦ УД Президента РФ, а также отделения анестезиологии и реаниматологии клинической больницы № 51 г. Москвы. Материалы диссертации используются при чтении лекций по проблемам анестезиологического обеспечения операций больных с абдоминальной патологией слушателям курсов усовершенствования врачей МЦ УД Президента РФ и для проведения занятий с ординаторами и аспирантами кафедры анестезиологии и реаниматологии ФГУ УНМЦ УД Президента РФ. Основные положения, выносимые на защиту:
а) метод общей анестезии влияет на интенсивность ОС у хирургических больных;
б) состав инфузионной предоперационной подготовки влияет на процессы свободно-радикального окисления у больных с острой абдоминальной патологией;
в) комплексная инфузионная подготовка до операции и антиоксидантная терапия в периоперационном периоде снижают интенсивность свободно¬радикального окисления и степень депрессии АОС у больных с острой абдоминальной патологией;
г) антиоксидантная терапия у хирургических больных с острой абдоминальной патологией приводит к уменьшению количества послеоперационных осложнений, а также выраженности послеоперационной когнитивной дисфункции.

Список литературы

выводы
1. У хирургических больных с острой абдоминальной патологией под влиянием общей анестезии регистрируется окислительное повреждение белков и липидов на фоне снижения активности ферментов антиоксидантной защиты.
2. Применение сбалансированной анестезии на основе пропофола оказывает минимальное влияние на показатели окислительного стресса и антиоксидантной системы в сравнении с нейролептаналгезией, атаралгезией и наркозом севофлураном.
3. После плановых хирургических операций уменьшение выраженности окислительного стресса при наркозе на основе пропофола сочетается со снижением послеоперационных когнитивных расстройств.
4. Состав предоперационной инфузионной терапии влияет на состояние свободно-радикального окисления белков и липидов у больных с острой абдоминальной патологией.
5. При использовании мексидола у хирургических больных с острой абдоминальной патологией снижается уровень эндогенной интоксикации и уменьшается количество инфекционных послеоперационных осложнений.
6. Под влиянием антиоксидантной терапии у больных с острой абдоминальной патологией уменьшается выраженность послеоперационных когнитивных расстройств.
ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
1. У хирургических больных о формировании окислительного стресса целесообразно судить по степени окислительной модификации белков.
2. Для уменьшения выраженности окислительной модификации белков и перекисного окисления липидов у хирургических больных необходимо использовать общую анестезию на основе пропофола.
3. При острой абдоминальной патологии предоперационная инфузионная подготовка должна включать кристаллоиды и коллоиды в соотношении 2:1 в общей дозе 20 мл/кг и дополняться назначением мексидола.
4. Уменьшение послеоперационных когнитивных расстройств у больных с острой абдоминальной патологией достигается использованием во время операции сбалансированной внутривенной анестезии на основе пропофола и назначением в течение 7 дней мексидола по 300 мг в сутки.
ЛИТЕРАТУРА
1. Абидова С.С., Овчинников И.В., Назырова Л.А., Иванчина Э.А. Влияние анестезии пропофолом на содержание продуктов перекисного окисления липидов в сыворотке крови. // Анестезиол. и реаниматол. — 2003.-№2.-С. 22-24.
2. Александровский Ю.А., Покровский М.В., Незнамов Г.Г. Неврозы и перекисное окисление липидов. - М. - 1991. - 144 с.
3. Андреев А.А. Патогенетические факторы нарушения перекисного окисления липидов и антиоксидантной системы и антиоксидантная терапия у пострадавших с сочетанной травмой. Дис. ... канд. мед. наук. -М. - 1999,- 147 с.
4. Баркаган З.С., Момот А.П. Диагностика и контролируемая терапия нарушений гемостаза. — М, Ньюдиамед. - 2008. - 292 с.
5. Биленко М.В. Ишемические и реперфузионные повреждения органов. - М, Медицина. — 1989. - 368 с.
6. Блейхер В.М., Крук И.В., Боков С.Н. Методики для исследования внимания и психомоторных реакций. В кн.: «Клиническая патопсихология» - М.: МОДЭК. — 2002. — С. 57-69.
7. Болдырев А.А. Окислительный стресс и мозг. // Соросовский образовательный журнал. - 2001. - № 4 - С. 21-28.
8. Бурт А.Ю. Молекулярные механизмы наркотического действия общих анестетиков. // Анестезиол. и реаниматол. 1982. - № 4. — С. 71-77.
9. Бутров А.В., Яковлева Ю.В., Борисов А.Ю., Рыбина Д.М. Современные коллоидные плазмозамещающие растворы в интенсивной терапии гиповолемии. // Consilium medicum. Хирургия/приложение № 2. - 2005. -С. 32-35.
10. Валеева В.А. Влияние комбинированной общей анестезии на пероксидацию липидов у больных с абдоминальной хирургической патологией. Дис. ... канд. мед. наук. -Новосибирск, 1997. - 193 с.
11. Ванин А.Ф. Оксид азота в биомедицинских исследованиях. // Вестник РАМН. - 2000. - № 4. - С. 3-5.
12. Викторов И.В. Роль оксида азота и других свободных радикалов в ишемической патологии мозга. // Вестник РАМН. - 2000. - № 4. - С. 5 -10.
13. Винницкий Л.И., Витвицкая И.М., Попов О.Ю. Иммунная терапия сепсиса - миф или реальность. // Анестезиол. и реаниматол. — 1997. — № 3. - С. 89-97.
14. Галеев Ф.С., Фахрутдинов P.P. Перекисное окисление липидов при действии препаратов, используемых в анестезиологической практике. // Анестезиол. и реаниматол. - 1986. - № 4. - С. 12-16.
15. Галеев Ф.С., Фахрутдинов P.P. Влияние общей анестезии и ее компонентов на перекисное окисление липидов in vitro и in vivo. // Анестезиол. и реаниматол. - 1987. - № 4. - С. 14-18.