Перспективи діагностики сепсису і гнійно-септичних ускладнень: метод флуоресцентної спектроскопії


Скачати 253.06 Kb.
НазваПерспективи діагностики сепсису і гнійно-септичних ускладнень: метод флуоресцентної спектроскопії
Сторінка1/3
Дата25.12.2013
Розмір253.06 Kb.
ТипДокументи
bibl.com.ua > Медицина > Документи
  1   2   3


удк:616.94-073.584

перспективи діагностики сепсису і гнійно-септичних ускладнень: метод флуоресцентної спектроскопії

І.Д. Герич1, Л.Р. Остап’юк 2, В.В. Ващук1, А.С. Волошиновський3, С.В. Мягкота4

1Львівський національний медичний університет імені Данила Галицького

2Львівський обласний центр з профілактики та боротьби зі СНІДом

3Львівський національний університет імені Івана Франка

4Львівський державний аграрний університет
Здійснена апробація методу флуоресцентної спектроскопії для діагностики сепсису і гнійно-септичних ускладнень. Досліджено спектри флуоресценції (СФ) та спектри збудження флуоресценції (СЗФ) сироватки крові (СК) здорових осіб, хворих на сепсис і з гнійно-септичними ускладненнями і 20%-ного розчину альбуміну. Зареєстровано значну різницю СФ СК хворих і здорових осіб, хоча клінічна картина захворювань була недостатньо чіткою і не спостерігалось суттєвих змін лабораторних показників. Встановлено, що у хворих з бактеріємічними гнійно-септичними ускладненнями на фоні послаблення смуги флуоресценції в області 330-340 нм з'являється малоінтенсивна смуга флуоресценції в області 370-390 нм – зміни якої корелюють з інтенсивністю вияву бактеріємії. В результаті належного лікування ця смуга поступово зникала, а інтенсивність смуги в області 330-340 нм поступово зростала; СФ та СЗФ хворих і здорових осіб поступово ставали ідентичними. Отримані результати свідчать про те, що флуоресцентний аналіз при подальшому поглибленому вивченні може стати надійним методом експресної діагностики сепсису та гнійно-септичних ускладнень.

Ключові слова: флуоресценція, діагностика, сироватка крові, сепсис, перитоніт, панкреатит, бактеріємія
THE PERSPECTIVES OF DIAGNOSTIC OF THE SEPSIS AND OF THE PURULENT-SEPTIC COMPLICATIONS: METHOD OF FLUORESCENT SPECTROSCOPY

I.D. GERYCH1, L.R. OSTAPYUK2, V.V. VASHCHUK1, A.S. VOLOSHINOVSKY3, S.V. MYAGKOTA4
1The Danylo Halytsky Lviv National Medical University

2The Lviv Region Centre for AIDS Prevention

3The Ivan Franko Lviv National University

4The Lviv State Agrarian University
In the present article we report on the approbation of the fluorescent spectroscopy method for diagnostics of purulent-septic complications. We study the fluorescence spectra (fs) and spectra of fluorescence excitations of serum taken from healthy persons and from sepsis patients and patients with purulent-septic complications. A considerable difference in these fluorescence spectra has been detected, even though clinical course of sepsis was not sufficiently clear, and no essential change of analysis was observed. It should be mentioned that in serum samples from patients with bacteriemic sepsis in addition to weakening of the fluorescence band near λ = 340 nm, a lover than normal peak near λ = 380 nm emerges. Changes in this peak correlated with bacteriemia. At proper treatment, this peak near λ = 380 nm gradually vanished, whereas the peak near λ = 340 nm gradually increased. After that the fluorescence spectra and spectra of fluorescence excitation become identical.

Keywords: fluorescence, diagnostics, blood serum, sepsis, peritonitis, pancreatitis, bacteriemia.
перспективы диагностики сепсиса и гнойно-септических осложнений: метод флюоресцентной спектроскопии

И.Д. ГЕРИЧ1, Л.Р. ОСТАПЮК2, В.В. ВАЩУК1, А.С. ВОЛОШИНОВСКИЙ3, С.В. МЯГКОТА4

1Львовский национальный медицинский университет имени Данила Галицкого

2Львовский обласной центр по профилактике и борьбе со СПИДом

3Львовский национальный университет имени Ивана Франка

4Львовский государственный аграрный университет

Проведена апробация метода флюоресцентной спектроскопии для диагностики сепсиса и гнойно-септических осложнений. Исследованы спектры флюоресценции (СФ) и спектры возбуждения флюоресценции (СВФ) сыворотки крови (СК) здоровых доноров, больных сепсисом и гнойно-септическими осложнениями и 20%-ного раствора альбумина. Установлено значительное различие СФ СК больных и здоровых доноров, хотя клиническая картина заболеваний была недостаточно четкой и не омечно существенных отклонений лабораторных показателей. Выявлено, что у больных с бактериемическими гнойно-септическими осложнениями на фоне ослабления полосы флюоресценции в области 330-340 нм появляется малоинтенсивная полоса флюоресценции в области 370-390 нм – изменения которой корелируют с интенсивностью проявлений бактериемии. В результаті адекватного лечения эта полоса постепенно исчезала, а интенсивность полосы в области 330-340 нм постепенно возростала; СФ та СВФ больных и здоровых лиц постепенно становились идентичными. Полученные результаты свидетельствуют о том, что флюоресцентный анализ при дальнейшем углубленном изучении может стать надежным методом експресс диагностики сепсиса и гнойно-септических осложнений.

Ключевые слова: флюоресценция, диагностика, сыворотка крови, сепсис, перитонит, панкреатит, бактериемия
Вступ. Сучасні досягнення медицини тісно пов'язані з успішним розвитком медико-біологічних досліджень, зокрема в області біологічної хімії. Помітний прогрес у розвитку цієї науки дозволив вияснити чисельні механізми складних процесів життєдіяльності організму людини як у нормі, так і при різних патологічних станах. Сучасні методи профілактики та лікування захворювань передбачають широке використання біохімічних методів дослідження для їх діагностики, вибору лікарських препаратів і методики лікування, а також спостереження за ефективністю лікування.

При різних захворюваннях виявлені характерні зміни специфічних для них біохімічних показників крові та сечі [7,10,12,13]. Безумовно, вони свідчать про відповідні зміни у процесах метаболізму хімічних речовин, які забезпечують білковий, ліпідний, вуглеводний, водно-мінеральний та вітамінний обмін в організмі, ферментів, які каталізують всі хімічні процеси в ньому, а також гормонів, які виконують регуляторну функцію. Отримавши надійні результати для значної кількості біохімічних показників, можна володіти об'єктивною інформацією про стан процесів метаболізму в цілому організмі та в окремих його органах. Слід відзначити, що дуже велику діагностичну та прогностичну цінність має вивчення біохімічних показників у динаміці – в процесі розвитку хвороби та під впливом лікувальних заходів.

Сьогодні накопичено величезну інформацію про особливості поведінки біохімічних показників крові та сечі при різних патологічних станах, у тому числі і в динаміці [7,10,12,13]. Ці результати є дуже цінними для діагностики даних захворювань. Але, на жаль, більшість сучасних лабораторних, мікробіологічних та інструментальних методів дослідження у принципі є репрезентативними на фоні вже маніфестуючих виявів патологічних процесів. А тому надзвичайно важливо було б мати метод, який би володів високою чутливістю і можливістю проведення надійної діагностики ще на доклінічному етапі, а також надання прогностичної оцінки перебігу захворювання.

Прогрес науки і техніки у другій половині минулого століття привів до широкого використання фізичних методів для діагностики різних захворювань. Дослідження декількох останніх десятиріч засвідчили, що спектральна флуоресценція є найпоширенішим і найуніверсальнішим методом у біологічній спектроскопії. Її основні переваги полягають у поєднанні високої чутливості та експресності з можливістю неруйнівного контролю за біологічними об'єктами та середовищами [2,8,14]. Саме ці характеристики зумовлюють підвищений інтерес до спектрально-флуоресцентного аналізу як до важливого та перспективного методу ранньої діагностики різних захворювань. Так, у роботі Е.А. Черницького і співавт., обговорювалася проблема використання флуоресцентного аналізу для діагностики цілої низки хвороб печінки, сполучної тканини та онкологічних захворювань [14]. У своїх дослідженнях автори виявили характерні для цих хвороб зміни спектрально-флуоресцентних параметрів, які, однак, були неспецифічними для різних груп захворювань і не дозволили встановити загальні тенденції чи фундаментальні закономірності. Пізніше було запропоновано використати метод флуоресцентного аналізу для діагностики панкреатиту [3] та хвороб, що спричиняються мікроорганізмами, а саме для гнійно-запальних захворювань і сепсису [4,5,9]. Ми не випадково звернули увагу на гнійно-септичні захворювання. Адже проблема сепсису сьогодні є однією з найбільш болючих та актуальних проблем сучасної медицини.

Так, у США сепсис залишається головною причиною смерті пацієнтів “не кардіологічних” відділень інтенсивної терапії [21] та одинадцятою причиною загальної летальності хворих [20]. З понад 750000 випадків важкого сепсису, які реєструються в США кожного року, щоденно помирає приблизно 500 пацієнтів [15]. Незважаючи на агресивне хірургічне лікування, застосування в терапевтичних програмах найновіших методик лікування та новітніх ефективних медикаментів, у 40% хворих перебіг захворювання ускладнюється септичним шоком, а загальна летальність коливається в критичних межах – 43-95% [15,20,21].

Згідно з рішенням узгоджувальної конференції з проблем сепсису (Чикаго, 1991), сепсис – це синдром системної запальної відповіді (ССЗВ) організму, спричинений вогнищем інфекції [19]. ССЗВ маніфестується як мінімум двома з наступних ознак: 1) температурою тіла понад 38ºС або нижче 36ºС; 2) тахікардією понад 90 ударів за хвилину; 3) частотою дихальних рухів понад 20 д.р./хв або парціальним тиском СО2 менше 32 торр (4,3 кПа); 4) кількістю лейкоцитів понад 12000/мм3, або менше 4000/мм3, або ж наявністю понад 10 % незрілих форм у лейкоцитарній формулі крові [19].

Загалом, з часу запровадження консенсусного підходу, сучасна доктрина
адекватного вирішення проблеми сепсису [16,18] окреслюється двома тезами: І.
Ефективне лікування сепсису можливе тільки (!) за умови його ранньої діагностики; II.
Сучасний стандарт ранньої діагностики сепсису полягає у верифікації в пацієнта як
мінімум двох критеріїв ССЗВ і класичних візуалізаційно-клінічних ознак вогнища
інфекції.

У патогенезі сепсису та його ускладнень домінуючу роль відіграють: 1) ендогенні медіатори; 2) порушення периферичної мікроциркуляції; 3) пригнічення функції міокарда; 4) зменшення надходження і споживання кисню [11]. У даний час остаточно доведено, що розвиток сепсису пов'язаний не з безпосередньою дією бактеріальних токсинів та індукованих ними продуктів розпаду, а з вивільненням в організмі у відповідь на їх дію великої кількості медіаторів запалення, які потрапляють у загальний кровотік і викликають загальну системну відповідь організму.

Одним із найпотужніших пускових агентів сепсису є ендотоксин-ліпополісахарид (LPS) мембран грамнегативних бактерій та його частина – ліпід А. Грампозитивні бактерії мають ліпополісахаридну капсулу з фосфоліпідною мембраною і шаром пептидогліканів, які разом зі специфічними антигенами (стафілококовий протеїн А, стрептококовий протеїн М) і токсинами здатні стимулювати продукцію медіаторів запалення та ініціювати ССЗВ. У відповідь на дію ендотоксину відбувається вивільнення великої кількості медіаторів системної запальної реакції цитокінів (інтерлейкіни ІL-1, ІL-6, ІL-8, ІL-10, фактор некрозу пухлин, простогландини, система комплементу, фактор активації тромбоцитів, лейкотрієни), які викликають вазодилятацію і підвищення проникності судин, стимулюють агрегацію та активацію тромбоцитів та нейтрофілів. Глибоке пізнання патофізіологічних процесів на молекулярному рівні та застосування сучасних біотехнологій повинно привести до нових перспективних напрямків лікування бактеріальних інфекцій. Принципово важливим є створення "коктейлю" з антитіл, які блокують рецептори і дадуть змогу спинити генералізацію процесу ССЗВ.

Принципово важливим у клінічній практиці лікарів хірургічних спеціальностей є раціональне ведення раннього післяопераційного періоду. Найбільш суттєвими моментами при цьому є профілактика інфекційно-запальних ускладнень та попередження синдрому ендогенної інтоксикації. Чутливими маркерами інфекційного ендотоксикозу і системної запальної реакції є ІL-1, ІL-6 та інші цитокіни. Визначення ІL-6 у даний час вже використовується для щоденного моніторингу цих критеріїв. Підвищення концентрації ІL-6 до 15-80 мг/л на добу передує появі лихоманки та інших клінічних синдромів системного запалення. Рівень IL-6 понад 150 мг/л, як правило, свідчить про наявність сепсису. При цьому при грампозитивному сепсисі рівень ІL-6 сягає 400-500 мг/л, а при грамнегативному - 2000 мг/л і більше.

Дуже цінну інформацію про показники, які відображають напруженість всіх процесів гомеостазу в організмі, можна отримати, вивчаючи стан молекул альбуміну в СК. При важкій ендогенній інтоксикації, властивій гнійно-запальним процесам, в організмі створюються умови для утворення форм альбуміну зі зміненими фізико-хімічними характеристиками. Дуже важливо при цьому вивчити функціональну активність альбуміну. В цьому відношенні перспективним є використання методу флуоресцентних зондів для оцінки особливостей зв'язуючих центрів альбуміну [1]. За його допомогою проводиться оцінка ефективної і загальної концентрації альбуміну (ЕКА та ЗКА, відповідно), а ЕКА, фактично, дає інформацію про кількість повноцінного альбуміну в СК, яка володіє нормальною зв'язуючою здатністю. В нормі ЕКА співпадає із ЗКА. У пацієнтів з гнійно-септичними захворюваннями зв'язуюча здатність альбуміну знижена, що обмежує надходження токсичних продуктів до органів детоксикації і поглиблює ендогенну інтоксикацію. Різке зниження показників ЕКА, ЕКА/ЗКА є прогностично несприятливими ознаками [1].

У середньому критичне значення має величина ЕКА 20 г/л. Якщо в процесі захворювання хоча б один раз реєструвалось значення ЕКА нижче вказаного, вірогідність летального висліду зростає до 40-50 %, в той час як при значеннях ЕКА, що постійно перевищували 20 г/л – вірогідність летального кінця дуже низька (0-4 %). Існує і "летальне значення" ефективної концентрації альбуміну. Встановлено, що при значенні ЕКА, нижчому від 10 г/л (навіть одноразово за весь період захворювання), летальність хворих становить 90-100 %. Таке зниження ЕКА віддзеркалює серйозні порушення гомеостатичних процесів, які організм не в стані відновити навіть при інтенсивному лікуванні.

Слід відзначити, що попри очевидну прогресивність і клінічну раціональність сучасної доктрини адекватного вирішення проблеми сепсису, вона має низку суттєвих недоліків. Вони головним чином стосуються прикладних проблем діагностики сепсису. По-перше, усі клінічно-лабораторні ознаки ССЗВ, рекомендовані погоджувальною конференцією в якості ранніх діагностичних критеріїв сепсису, формують підґрунтя для його "суспіційної" (від лат. Susрісіо – підозрювання), а не "верифікаційної" (від лат. verificaсіо – встановлення істини) діагностики, позаяк подібні зміни параметрів можуть спостерігатися не лише при сепсисі, але й при цілій низці розповсюджених банальних гнійно-запальних захворювань, які серйозно не загрожують життю хворих і легко піддаються лікуванню. По-друге, констатація другого діагностичного компонента – класичних візуалізаційно-клінічних ознак вогнища інфекції є можливою далеко не у всіх пацієнтів. Лише в 45-46 % пацієнтів з клінічними виявами сепсису вдається виявити бактеріємію. Приблизно в 10 % випадків сепсис має криптогенний ґенез, тобто протікає без утворення клінічно суттєвого первинного вогнища інфекції.

За таких умов сучасна тактика верифікації діагнозу "сепсис" полягає у виявленні у хворого "вторинних" септичних ознак (знижений системний опір судин, збільшений серцевий викид, підвищення споживання кисню, лактоацидоз, порушення функції нирок і печінки, тромбоцитопенія, підвищення рівнів прокальцитоніну, цитокінів, реактивного протеїну та ін.) [16], або констатації бактеріємії – наявності в крові пацієнта бактерій – як атрибутивного септичного феномена. "Ахілесовою п'ятою" цієї визнаної медичним співтовариством тактики діагностики сепсису є достатньо тривалий (2-7 днів) період очікування клінічно-лабораторної симптоматики заавансованого захворювання та результатів бактеріологічних досліджень – фактично час втрачених терапевтичних можливостей і відтермінування адекватного лікування, який і зумовлює, назагал, незадовільні результати лікування цієї патології [4].

Таким чином, сьогодні незадовільні результати лікування сепсису є безпосередньо пов'язаними з відсутністю ефективних специфічних методик його експрес-діагностики.

Враховуючи наведене, в даній роботі ми вирішили дослідити доцільність та
ефективність використання спектральної флуоресценції як експресного високочутливого
методу ранньої діагностики сепсису та інших гнійно-запальних захворювань, а також для
вивчення особливостей перебігу цієї патології. З цією метою було досліджено СФ та СЗФ
СК донорів, хворих на сепсис і пацієнтів з гнійно-запальними захворюваннями. Було
також вивчено спектрально-флуоресцентні характеристики 20 %-ного розчину альбуміну, а також розведень СК дистильованою водою та 20 %-ним розчином альбуміну. Слід зазначити, що поставлена задача в наших дослідженнях якісно відрізняється від підходу,описаного в інших роботах [14]. Автори робіт, які представлені та обговорені [14], у своємудослідженні орієнтувалися на пошук специфічних спектрально-флуоресцентних кількіснозмінених при різній патології фізіологічних параметрів організму, тоді як ми – на
виявлення спектрально-флуоресцентних ознак патогномонічної для сепсису та гнійно-запальних захворювань патологічної констеляції "сироватка крові + бактерії" – феномену
бактеріємії [4].

Слід відзначити, що флуоресценція СК зумовлена, передусім, альбумінами. Для більшості білків вона пов'язана з триптофановими амінокислотними залишками, індольні кільця яких є унікально чутливими і складними флуорофорами [8]. Флуоресценція СК – це фізичний процес, у результаті якого здійснюється перетворення певного типу енергетичного збудження молекул альбуміну в електромагнітне випромінювання. При цьому флуоресцентний перехід відбувається спонтанно, що відповідає випромінюванню різних молекул у різні моменти часу, а тому таке випромінювння не є коґерентним. На спектрально-флуоресцентні характеристики СК суттєво впливають ефективні взаємодії між збудженими і незбудженими молекулами альбуміну, які виникають при дії на СК світла, а також реакції асоціації та денатурації [1,8]. На процеси асоціації та денатурації в СК суттєво впливає середовище. При попаданні в СК сторонніх об'єктів (продуктів метаболізму бактерій, цитокінів, кисню і ін.) може посилюватись гасіння флуоресценції. Цілком можлива і передача енергії збуджених молекул альбуміну молекулам гасника.
  1   2   3

Схожі:

План Мета, завдання, зміст експертної діагностики фінансово-господарського...
Фінансово-господарський стан, експертна діагностика, стратегічна діагностика, оперативна діагностика, метод аналогій, ризик, аналіз...
Тема: Предмет, структура, завдання й методи досліджень в юридичній психології
Юридична психологія, метод спостереження (інтроспекція), метод бесіди, метод експерименту (законодавчий, природний, лабораторний,...
Урок розвитку мовлення в 11 класі Підготовка до написання твору роздуму...
Методи: метод випереджального навчання, метод наукового дослідження, метод дискусії, активний метод навчання — робота в малих групах,...
Тема. Використання утиліт командного рядка для діагностики мережі
Формування вмінь і навиків діагностики локальної мережі за допомогою штатних засобів ОС Windows. Закріплення знань, щодо проведення...
Артеменко Алина Вадимівна
Шкіра суха, в кутах рота "заїди". Тони приглушені, ЧСС -102 в 1 хв. Мова обкладений сірим нальотом. Живіт бере участь в диханні,...
4 Метод статистичних випробувань Метод статистичних випробувань
Метод статистичних випробувань — це числовий метод математичного моделювання випадкових величин, який передбачає безпосереднє включення...
«УЗАГАЛЬНЕНИЙ МЕТОД НАЙМЕНШИХ КВАДРАТІВ (метод ЕЙТКЕНА)»
Узагальнений метод найменших квадратів (метод Ейткена) оцінка параметрів лінійної економетричної моделі з гетероскедастиними заліками....
Воробйова О.І., д е. н., професор кафедри фінансів і кредиту, Національна...
У статті розглядаються теоретичні питання діагностики фінансового стану будівельних підприємств. Доведено, що в процесі діагностики...
УРОК 58 Тема уроку: Розв'язування логарифмічних рівнянь
Мета уроку: формування умінь учнів розв'язувати логарифмічні рівняння різними методами: зведення логарифміч­ного рівняння до алгебраїчного;...
Тема: Введення в хімію високомолекулярних сполук
Опишіть методики визначення молекулярних мас полімерів (кріоскопія, ебуліоскопія, осмометрія, метод кінцевих груп, ультрацентрифугування,...
Додайте кнопку на своєму сайті:
Портал навчання


При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання © 2013
звернутися до адміністрації
bibl.com.ua
Головна сторінка