2016 год № 3

Хирургия

УДК 616.24-001:616.223-072.1

Н.В. Ташкинов¹, О.А. Лебедько^1,2, Л.А. Мухамедова¹

Возможности прогнозирования развития тяжелого гнойного трахеобронхита методом хемилюминесценции при термоингаляционном поражении дыхательных путей

¹Дальневосточный государственный медицинский университет, 680000, ул. Муравьева-Амурского, 35, тел. 8-(4212)-76-13-96, e-mail: nauka@mail.fesmu.ru;
²Хабаровский филиал ФГБУ "Дальневосточный научный центр физиологии и патологии дыхания" - Научно-исследовательский институт охраны материнства и детства, 680022, ул. Воронежская, 49, кор. 1, тел. 8-(4212)-98-05-91, e-mail: iomid@yandex.ru, г. Хабаровск

Контактная информация: Н.В. Ташкинов, e-mail: taschkinov@mail.ru

Резюме:

Развитие гнойного трахеобронхита значительно ухудшает прогноз у больных с ожоговой травмой пламенем и термоингаляционным поражением дыхательных путей. С целью прогнозирования развития тяжелого гнойного трахеобронхита был проведен хемилюминесцентный анализ биоптатов слизистой оболочки трахеобронхиального дерева, взятых у 16 пациентов с термоингаляционными поражениями дыхательных путей на фоне ожоговой травмы пламенем. Полученные результаты позволили установить, что если показатель S_ind-1 превышает 0,500 условных единиц, показатель S_ind-2 превышает 0,400 условных единиц и показатель Н превышает 0,300 условных единиц, то имеется высокая вероятность развитие тяжёлого гнойного трахеобронхита.

Ключевые слова:

ингаляционная травма, трахеобронхит, хемилюминесценция, прогнозирование

N.V. Tashkinov¹, O.A. Lebed'ko^1,2, L.A. Muhamedova¹

The use of chemiluminescence in prediction of purulent bronchitis in patients with inhalation injury

¹Far eastern state medical university;
² Khabarovsk Facility of FЕSC PPR - Scientific research institute of Mother and Child Care, Khabarovsk

Summary:

Purulent bronchitis significantly increases the mortality rate in burned patients with inhalation injury. Chemiluminescence of bronchial mucosa has been used in 16 patients with inhalation injury and severe burns to predict the development of purulent bronchitis. The results have allowed to establish that if S_ind-1 was over 0,500 relative value units, S_ind-2 was over 0,400 relative value units and Н was over 0,300 relative value units severe purulent bronchitis occured in all cases. The results revealed that chemiluminescence is an effective method to predict the development of severe purulent bronchitis.

Key words:

inhalation injury, bronchitis, chemiluminescence, prediction

Введение

Ингаляционные повреждения легких наблюдаются у 8-19,6 % больных с ожогами кожных покровов [9, 16]. Фибробронхоскопия играет важную роль в диагностике и лечении термических поражений дыхательных путей [4, 6, 8, 11, 12]. В то же время, визуальный осмотр трахеобронхиального дерева далеко не всегда позволяет установить тяжесть термоингаляционного поражения дыхательных путей и вероятность развития тяжелого гнойного трахеобронхита на ранних стадиях процесса [4, 7, 12, 14]. В последние годы предпринимаются попытки прогнозирования тяжести развития тяжелого гнойного трахеобронхита, используя не только фиброволоконную, но и виртуальную бронхоскопию [13, 17, 18].

Известно, что в патогенезе многих патологических процессов важную роль играет оксидативный стресс, который проявляется в накоплении продуктов окисления белков, липидов и поврежденных оснований ДНК, снижении уровня антиоксидантов, которые с высокой точностью выявляются с помощью хемилюминесценции [2]. Этот метод успешно применяется при изучении ожоговой травмы, онкологических и воспалительных заболеваний, патогенез которых связан с оксидативным стрессом [3, 5]. В то же время, в литературе отсутствуют данные об использовании метода хемилюминесценции при термоингаляционных поражениях дыхательных путей с целью прогнозирования развития у пациентов тяжелого гнойного трахеобронхита.

Цель исследования - изучить возможности хемилюминесцентного анализа биоптатов слизистой оболочки трахеобронхиального дерева, взятых при проведении фибробронхоскопии у пациентов с термоингаляционной травмой, в качестве метода раннего прогнозирования развития тяжёлого гнойного трахеобронхита.

Материалы и методы

Хемилюминесцентный анализ биоптатов слизистой оболочки трахеобронхиального дерева, взятых при проведении фибробронхоскопии, был проведен у 16 пациентов с термоингаляционными поражениями на фоне тяжелой ожоговой травмы пламенем.

Взятые биоптаты по стандартной процедуре взвешивали, отбирали 1 мг образца и гомогенизировали в течение 1 минуты при температуре 4° С в охлажденной среде гомогенизирования, при этом соотношение ткань - среда составляла 1:40.

В качестве среды гомогенизирования использовали фосфатный буфер, содержащий 20 мМ КН₂РО₄ и 105 мМ KCl (pH 7,45).

Полученные исследуемые образцы центрифугировали в микропробирках в рефрижераторной центрифуге при температуре -10° С при 3 000 оборотах в минуту в течение 10 минут, далее отбирали аликвоты супернатанта для проведения хемилюминесцентного анализа.

Процессы свободно-радикального окисления исследовали стандартным методом спонтанной и индуцированной хемилюминесценции. В качестве хемилюминометра использовали люминесцентный спектрометр LS-50B "Perkin Elmer" (USA). Стандартизацию сигнала и математическую обработку кривых хемилюминесценции выполняли с помощью встроенной программы "Finlab".

В измерительную кювету по стандартной методике вносили 3 мл фосфатного буфера (20 мМ КН₂РО₄ и 105 мМ KCl, pH 7,45) и 0,1 мл супернатанта. Регистрировали S_sp - светосумму за 1 минуту спонтанной хемилюминесценции, величина которой положительно коррелирует с интенсивностью процессов свободно-радикального окисления. Добавляли в кювету 0,15 мл 50 мМ раствора FeSO₄х7Н₂О и определяли следующие показатели:

S_ind-1 - светосумму за 4 минуты Fe²⁺О - индуцированной хемилюминесценции, отражающую скорость образования перекисных радикалов.

Для анализа общей антиоксидантной антирадикальной активности и перекисной резистентности применяли метод люминол-зависимой перекись-индуцированной хемилюминесценции. Для этого в измерительную кювету вносили 1,5 мл фосфатного буфера (20 мМ КН₂РО₄ и 105 мМ KCl, pH 7,45), 0,3 мл супернатанта, 0,6 мл 0,1 Мм раствора люминола, инкубировали в течение одной минуты и после добавления 0,6 мл 2 % раствора Н₂О₂ регистрировали следующие показатели:

S_ind-2 - светосумму за 2 минуты Н₂О₂-индуцированной люминол-зависимой хемилюминесценции, величина которой отрицательно коррелирует с активностью антиоксидантной антирадикальной системы защиты;

Н - максимум амплитуды Н₂О₂-индуцированного люминол-зависимого свечения, величина которого отрицательно коррелирует с перекисной резистентностью субстрата.

Интенсивность хемилюминесценции, измеренную в милливольтах, перерассчитывали на 1 мг образца и выражали в относительных/условных единицах.

Диагноз трахеобронхита устанавливался при выполнении фибробронхоскопии согласно общепринятой в нашей стране классификации: катаральный, гнойный, фибринозно-гнойный, эрозивно-гнойный трахеобронхит I-III степеней интенсивности воспаления [1].

Результаты и обсуждение

Данные, полученные в ходе исследования, представлены в таблице.

Таблица. Показатели хемилюминесцентного анализа у пациентов с термоингаляционным поражением дыхательных путей и тяжесть развившегося трахеобронхита
Возраст	Сроки исследования с момента термоингаляционной травмы	Характер и тяжесть развившегося трахеобронхита по данным фибробронхоскопии	Показатели хемилюминесценции, у.е.
Возраст	Сроки исследования с момента термоингаляционной травмы		S_ind-1	S_ind-2	H
52	4-е сутки	гнойно-фибринозный трахеобронхит III степени	0,547	0,482	0,397
44	2-е сутки	гнойно-фибринозный трахеобронхит III степени	0,558	0,502	0,413
57	2-е стуки	гнойно-фибринозный трахеобронхит III степени	0,532	0,465	0,362
23	9-е сутки	эрозивно-гнойный трахеобронхит III степени	0,604	0,564	0,453
43	4-е сутки	гнойный трахеобронхит III степени	0,508	0,437	0,327
45	5-е сутки	гнойно-фибринозный трахеобронхит III степени	0,502	0,452	0,356
45	9-е сутки	эрозивно-гнойный трахеобронхит III степени	0,601	0,551	0,438
58	5-е сутки	гнойно-фибринозный трахеобронхит II степени	0,432	0,300	0,237
58	1-е сутки	гнойный трахеобронхит II степени	0,390	0,311	0,268
54	2-е сутки	катаральный трахеобронхит	0,276	0,178	0,162
41	2-е сутки	катаральный трахеобронхит	0,340	0,277	0,236
41	1-е сутки	катаральный трахеобронхит	0,354	0,287	0,246
41	2-е сутки	катаральный трахеобронхит	0,306	0,235	0,191
50	1-е сутки	катаральный трахеобронхит	0,437	0,346	0,281
55	2-е сутки	катаральный трахеобронхит	0,318	0,248	0,207
75	1-е сутки	катаральный трахеобронхит	0,313	0,245	0,197

При анализе представленных в таблице результатов было установлено, что из 7 больных с S_ind-1 более 0,500 у. е. тяжёлый гнойный трахеобронхит развился у всех, из 2 больных с S_ind-1 от 0,400 до 0,500 у. е. тяжёлый гнойный трахеобронхит развился у 1, из 6 больных с S_ind-1 от 0,300 до 0,400 у. е. тяжёлый гнойный трахеобронхит развился у 1, у 1 больного с S_ind-1 менее 0,300 у. е. тяжёлый гнойный трахеобронхит не развился.

Также на основании анализа полученных данных (таблицы) было установлено, что из 7 больных с S_ind-2 более 0,400 у. е. тяжёлый гнойный трахеобронхит развился у всех, из 3 больных с S_ind-1 от 0,300 у. е. до 0,400 у. е. тяжёлый гнойный трахеобронхит развился у 2, из 6 больных с S_ind-1 менее 0,300 у. е. тяжёлый гнойный трахеобронхит не развился на у кого.

Также было установлено, что из 7 больных с Н более 0,300 у. е. тяжёлый гнойный трахеобронхит развился у всех, из 6 больных с Н от 0,200 у. е. до 0,300 у. е. тяжёлый гнойный трахеобронхит развился у 2, из 3 больных с Н менее 0,200 у. е. тяжёлый гнойный трахеобронхит не развился ни у кого.

На основании полученных данных был оформлен патент на изобретение "Способ прогнозирования развития тяжелого гнойного трахеобронхита при термоингаляционном поражении дыхательных путей" и получено положительное решение о выдаче патента.

Попытки прогнозирования тяжести термоингаляционного повреждения легких предпринимались и ранее. Одни авторы с этой целью применяли хромобронхоскопию с метиленовым синим с последующим гистологическим изучением биопсийного материала, что позволяло косвенно оценить глубину повреждения слизистой, ориентируясь на интенсивность накопления окрашивающего вещества на поверхности эпителия. В то же время, по их мнению, недостатком этого метода является субъективность исследования, зависимость результатов от особенностей оборудования и окрашивающего вещества [10]. С целью более точной оценки тяжести ингаляционной травмы этими же авторами применялась люминесцентная микроскопия мазков браш-биоптатов слизистой трахеобронхиального дерева [10]. Но и этот метод не получил широкого применения вследствие его невысокой прогностической ценности.

Появившиеся в последние годы исследования, посвященные возможности прогнозирования тяжести течения больных с ингаляционной травмой в зависимости от выраженности найденных при фибробронхоскопии изменений слизистой оболочки трахеобронхиального дерева, не выявили четких закономерностей [17, 18]. Также не получила широкого применения методика диагностики пневмонии у пациентов с ингаляционными поражениями с использованием предложенной шкалы в связи с необходимостью изучения большого количества показателей [15].

Напротив, примененный нами для прогнозирования тяжести термоингаляционной травмы метод хемилюминесценции биоптатов слизистой оболочки бронхов, позволяет в течение получаса измерить уровень свободных радикалов, а также скорость реакции, при которой они образуются. Метод хемилюминесценции в настоящее время также успешно применяется при изучении различной инфекционной и неинфекционной патологии в качестве прогностического метода [2].

Выводы

Метод хемилюминесцентного анализа биоптатов слизистой оболочки трахеобронхиального дерева, взятых при проведении фибробронхоскопии у больных с термоингаляционной травмой, позволяет с высокой степенью достоверности в ранние сроки прогнозировать развитие тяжёлого гнойного трахеобронхита III степени интенсивности воспаления.
При значениях S_ind-1, составляющих более 0,500 условных единиц, S_ind-2 - более 0,400 условных единиц и Н - более 0,300 условных единиц, имеется высокая вероятность развитие тяжёлого гнойного трахеобронхита III степени интенсивности воспаления.

Литература

1. Алексеев А.А., Дегтярев Д.Б., Крылов К.М. и др. Диагностика и лечение ингаляционной травмы: методические рекомендации - М., 2013. - 24 с.
2. Владимиров Ю.А., Проскурнина Е.В. Свободные радикалы и клеточная хемилюминесценция // Успехи биологической химии. - 2009. - Т. 49. - C. 341-388.
3. Зенков Н.К., Ланкин В.З., Меньщикова Е.Б. Окислительный стресс - М.: МАИК "Наука/Интерпериодика", 2001. - 343 с.
4. Матвиенко А.В., Тарасенко М.Ю., Адмакин А.Л., Баткин А.А. Эндоскопические методы в комплексном лечении термоингаляционных поражений у обожженных // Материалы I съезда комбустиологов России. - М., 2005. - C. 69-70.
5. Михальчик Е.В. Показатели окислительного стресса при ожоговой травме: автореф. дис. … д-ра биол. наук. - М., 2006. - 24 с.
6. Похабова Е.Ю., Старков Ю.Г., Крутиков М.Г. Бронхоскопия с диагностике и лечении трахеобронхитов у больных с тяжелыми ожогами // Хирургия. - 2009. - № 8. - С. 52-56.
7. Смирнов С.В., Брыгин П.А., Логинов Л.П. и соавт. Ожоги и ингаляционная травма. Тактика догоспитального этапа // Медицина критических состояний. - 2007. - № 1. - С. 36-42.
8. Ташкинов Н.В., Мухамедова Л.А., Тупикин А.Н., Гараева Н.В. Значение диагностической фибробронхоскопии при термоингаляционных поражениях у больных с тяжелой ожоговой травмой // Дальневосточный медицинский журнал. - 2013. - № 4. - С. 36-38.
9. Ташкинов Н.В., Мухамедова Л.А., Тупикин А.Н., Гараева Н.В. Лечебная бронхоскопия при термоингаляционных поражениях у больных с тяжелой ожоговой травмой // Дальневосточный медицинский журнал. - 2015. - № 2. - С. 26-29.
10. Шпаков И.Ф., Веневитинов И.О., Иншаков Л.И. и соавт. Бронхоскопические методы в комплексной диагностике и лечении обожженных с ингаляционными поражениями // Вестник хирургии. - 1999. - № 3. - С. 34-37.
11. Carr J., Philips B., Bowling W. The Utility of Bronchoscopy After Inhalation Injury Complicated by Pneumonia in Burn Patients: Results From the National Burn Repository // Journal of Burn Care & Research. - 2009. - № 6. - P. 967-974.
12. Chou, S., Lin S., Chuang H., et al. Fiberoptic bronchoscopic classification of inhalation injury: prediction of acute lung injury // Surg. Endosc. - 2004. - № 9. - P. 1377-1379.
13. Kwan H., Zanders T., Regn D., et al. Comparison of virtual bronchoscopy to fiber-optic bronchoscopy for assessment of inhalation injury severity. - Burns. - 2014. - № 7. - P. 1308-1315.
14. Latenser B. Critical care of the burn patient: The first 48 hours // Crit. Care Med. - 2009. - № 10. - P. 2819-2826.
15. Lin C., Liem A., Wu C., et al. Severity score for predicting pneumonia in inhalation injury patients // Burns. - 2012. - №. 2. - P. 203-207.
16. Luo G., Peng Y., Yuan Z., et al. Inhalation injury in southwest China - The evolution of care // Burns. - 2010. - № 4. - P. 506-510.
17. Mosier M., Pham T., Park D., et al. Predictive value of bronchoscopy in assessing the severity of inhalation injury // J. Burn. Care Res. - 2012. - № 1. - P. 65-73.
18. Spano S., Hanna S., Li Z., et al. Does Bronchoscopic Evaluation of Inhalation Injury Severity Predict Outcome? // J. Burn. Care Res. - 2016. - № 1. - P. 1-11.