Цитокины как индукторы постперфузионной системной воспалительной реакции у кардиохирургических больных с различной продолжительностью коронарной патологии

Цель исследования – определить характер изменений цитокинового профиля крови при формировании системной воспалительной реакции (СВР) у больных ишемической болезнью сердца (ИБС) с разными темпами развития заболевания после коронарного шунтирования с применением искусственного кровообращения (ИК).

Материал и методы. Обследованы больные с медленно прогрессирующей ИБС (20 человек) и быстро прогрессирующей ИБС (20 человек). У больных ИБС до операции и через 6 и 24 ч после оперативного вмешательства оценивали концентрацию цитокинов – интерлейкина (IL)-1β, IL-1ra, IL-4, IL-6, IL-8 и фактора некроза опухоли (TNF) α в плазме крови методом иммуноферментного анализа.

Результаты исследования показали, что до операции у больных ИБС обеих групп отмечалось повышение плазменной концентрации IL-1β, IL-6, IL-8, TNF-α и IL-1ra. При этом в случае медленного прогрессирования заболевания концентрация IL-4 в крови сохранялась в пределах нормы, в то время как при быстро развивающейся ИБС обнаруживалось максимально выраженное увеличение содержания провоспалительных (TNF-α, IL-6) и противовоспалительных (IL-4, IL-1rа) цитокинов в крови и соотношения IL-1rа/IL-1β. После коронарного шунтирования у больных ИБС с длительным анамнезом заболевания отмечалось увеличение содержания IL-1β, IL-8, TNF-α, IL-1rа, IL-4 при нормализации концентрации IL-6 в крови; у пациентов с коротким периодом развития ИБС – рост концентрации IL-1rа, высокое содержание IL-6 при сохраняющемся без изменений уровне IL-1β, IL-8, IL-4 и отрицательной динамике концентрации TNF-α в плазме крови.

Таким образом, при длительном течении ИБС выполнение операции в условиях ИК вызывает формирование СВР, свойственной острому воспалению, и координированный противовоспалительный ответ, а при коротком периоде коронарной болезни – СВР, характерную для хронического воспаления, и некоординированный противовоспалительный ответ. 

1. Головкин А.С., Матвеева В.Г., Хуторная М.В., Понасенко А.В., Шукевич Д.Л., Григорьев Е.В. Роль сывороточных цитокинов в патогенезе системного воспалительного ответа после аортокоронарного шунтирования в условиях искусственного кровообращения // Цитокины и воспаление. 2015; 14 (2): 48–55. Golovkin A.S., Matveeva V.G., Khutornaya M.V., Ponasenko A.V., Shukevich D.L., Grigor’ev E.V. Rol’ syvorotochnykh tsitokinov v patogeneze sistemnogo vospalitel’nogo otveta posle aortokoronarnogo shuntirovaniya v usloviyakh iskusstvennogo krovoobrashcheniya [The role of serum cytokines in the pathogenesis of systemic inflammatory response syndrome after on-pump coronary artery bypass grafting] // Tsitokiny i vospalenie – Cytokines and Inflammation. 2015; 14 (2): 48–55 (in Russian).

2. Justus G., Walker C., Rosenthal L.M., Berger F., Miera O., Schmitt K.R.L. Immunodepression after CPB: Cytokine dynamics and clinics after pediatric cardiac surgery – A prospective trial // Cytokine. 2017; https://www.ncbi.nlm.nih. gov/pubmed/28411047 DOI: 10.1016/j.cyto.2017.03.017.

3. Sabzi F., Faraji R. Uncontrolled systemic inflammatory response syndrome by cardiopulmonary bypass // West. Indian. Med. J. 2016; https://www.ncbi.nlm.nih.gov/ pubmed/27617582 DOI: 10.7727/wimj.2015.389.

4. Шумаков В.И., Сускова В.С., Ермакова Л.П., Людоговская С.П. Состояние иммунной системы у кардиохирургических больных при искусственном кровообращении // Вестник трансплантологии и искусственных органов. 2003; 3: 41–45. Shumakov V.I., Suskova V.S., Ermakova L.P., Lyudogovskaya S.P. Sostoyanie immunnoy sistemy u kardiokhirurgicheskikh bol’nykh pri iskusstvennom krovoobrashchenii [The state of the immune system in cardiosurgical patients with cardiopulmonale bypass] // Vestnik transplantologii i iskusstvennykh organov – Russian Journal of Transplantology and Artificial Organs. 2003; 3: 41–45 (in Russian).

5. Новицкий В.В., Чумакова С.П., Шипулин В.М., Уразова О.И., Евтушенко О.М., Перевозчикова Т.В., Суслова Т.Е., Емельянова Т.В. Взаимосвязь цитокинов и факторов бактерицидности нейтрофилов у больных, оперированных в условиях искусственного кровообращения // Вестник Российской академии медицинских наук. 2006; 6: 13–18. Novitskiy V.V., Chumakova S.P., Shipulin V.M., Urazova O.I., Evtushenko O.M., Perevozchikova T.V., Suslova T.E., Emel’yanova T.V. Vzaimosvyaz’ tsitokinov i faktorov bakteritsidnosti neytrofilov u bol’nykh, operirovannykh v usloviyakh iskusstvennogo krovoobrashcheniya [The interconnection between cytokines and the factors of bactericidal action of ncutrophiles in patients operated on under the conditions of cardiopulmonary bypass] // Vestnik rossiyskoy akademii meditsinskikh nauk – Annals of the Russian Academy of Medical Sciences. 2006; 6: 13–18 (in Russian).

6. Хаитов Р.М., Ярилин А.А., Пинегин Б.В. Иммунология. М.: ГОЭТАР-Медиа, 2011: 600. Khaitov R.M., Yarilin A.A., Pinegin B.V. Immunologiya [Immunology]. M.: GOETAR-Media Publ., 2011: 600 (in Russian).

7. Симбирцев А.С. Цитокины в патогенезе инфекционных и неинфекционных заболеваний человека // Медицинский академический журнал. 2013; 13(3): 18–41. Simbirtsev A.S. Tsitokiny v patogeneze infektsionnykh i neinfektsionnykh zabolevaniy cheloveka [Cytokines in the pathogenesis of infectious and noninfectious human diseases] // Meditsinskiy akademicheskiy zhurnal – Medical Academic Journal. 2013; 13 (3): 18–41 (in Russian).

8. Landis R.C. 20 years on: Is it time to redefine the systemic inflammatory response to cardiothoracic surgery? // J. Extra Corpor. Technol. 2015; 47 (1): 5–9.

9. Добродеева Л.К., Миролюбова О.А., Лукина О.Ю., Чернов И.И., Шонбин А.Н., Голубев М.Ю. Изменения уровней цитокина фактора некроза опухолей альфа и его растворимого рецептора/антагониста после аортокоронарного шунтирования // Медицинская иммунология. 2004; 6: 573–577. Dobrodeeva L.K., Mirolyubova O.A., Lukina O.Yu., Chernov I.I., Shonbin A.N., Golubev M.Yu. Izmeneniya urovney tsitokina faktora nekroza opukholey al’fa i ego rastvorimogo retseptora/antagonista posle aortokoronarnogo shuntirovaniya [Changes in levels of tumor necrosis factor alpha and its soluble receptor/antagonist after coronary artery bypass graft surgery] // Meditsinskaya immunologiya – Medical Immunology. 2004; 6: 573–577 (in Russian).

10. Аршинов А.В., Маслова И.Г. Роль инфекции и воспаления в развитии атеросклероза (обзор литературы) // Ангиология и сосудистая хирургия. 2011; 17(1): 35–41. Arshinov A.V., Maslova I.G. Rol’ infektsii i vospaleniya v razvitii ateroskleroza (obzor literatury) [Role of the infection and inflammation in atherosclerosis development (literature review)] // Angiologiya i sosudistaya khirurgiya – Angiology and Vascular Surgery. 2011; 17(1): 35–41 (in Russian).

11. Юрьева Э.А., Сухоруков В.С., Воздвиженская Е.С., Новикова Н.Н. Атеросклероз: гипотезы и теории // Российский вестник перинатологии и педиатрии. 2014; 59 (3): 6–16. Yur’eva E.A., Sukhorukov V.S., Vozdvizhenskaya E.S., Novikova N.N. Ateroskleroz: gipotezy i teorii [Atherosclerosis: Hypotheses and theories] // Rossiyskiy vestnik perinatologii i pediatrii – Russian Bulletin of Perinatology and Pediatrics. 2014; 59 (3): 6–16 (in Russian).

12. Титов В.Н. Становление патогенеза атеросклероза в филогенезе // Клиническая медицина. 2014; 92 (10): 5–14. Titov V.N. Stanovlenie patogeneza ateroskleroza v filogeneze [Evolution of pathogenesis of atherosclerosis in phylogenesis] // Klinicheskaya meditsina – Clinical Medicine (Russian Journal). 2014; 92 (10): 5–14 (in Russian).

13. Барбараш О.Л., Берген Е.И., Шабалина Л.В., Барбараш Н.А., Гуляева Е.Н. Феномен предоперационного стресса у больных ишемической болезнью сердца; оценка его клинической и прогностической значимости // Терапевтический архив. 1998; 70 (12): 31–35. Barbarash O.L., Bergen E.I., Shabalina L.V., Barbarash N.A., Gulyaeva E.N. Fenomen predoperatsionnogo stressa u bol’nykh ishemicheskoy bolezn’yu serdtsa; otsenka ego klinicheskoy i prognosticheskoy znachimosti [The phenomenon of preoperative stress in patients with ischemic heart disease; Evaluation of its clinical and prognostic significance] // Terapevticheskiy arkhiv – Therapeutic Archive. 1998; 70 (12): 31–35 (in Russian).

14. Marsland A.L., Walsh C., Lockwood K., John-Henderson N.A. The effects of acute psychological stress on circulating and stimulated inflammatory markers: A systematic review and meta-analysis // Brain. Behav. Immun. 2017; 64: 208–219. DOI: 10.1016/j.bbi.2017.01.011.