Актуальность травматизма определяется неуклонным увеличением числа пострадавших, подавляющее большинство которых — это люди молодого возраста и дети. Высокая посттравматическая летальность и инвалидизация этой категории населения является важнейшей медико-социальной проблемой.
По данным ВОЗ, в мире от травмы погибает до 2 млн. человек в год. Главной причиной летальных исходов в России у мужчин в возрасте до 45 лет и у женщин в возрасте до 35 лет являются травматические повреждения, из которых 70 % составляет тяжелая сочетанная травма.
По данным литературы, летальность при изолированной травме составляет 1,5-2 %, при политравме — 28,6 %. При тяжелых политравмах опорно-двигательного аппарата, груди, живота, а также при тяжелых черепно-мозговых травмах смертность достигает 90-100 %.
В последние десятилетия в результате развития промышленности, высотного строительства и автомобилизма, а также в связи с локальными военными конфликтами во всем мире качественно изменилась структура травм, которые приобрели характер множественных и сочетанных, что существенно утяжеляет состояние пострадавших, создавая угрозу их жизни.
Данные литературы, а также наш собственный клинический опыт свидетельствуют, что тяжесть и прогноз при сочетанной травме зависят, в первую очередь, от количества и характера повреждений. Наибольшая смертность наблюдается у пострадавших, которые имели поражение трех и более анатомо-функциональных областей.
Черепно-мозговая травма (ЧМТ), как правило, вызвана действием механической энергии. Последствиями становятся деформация или разрыв черепа, который при этом получает линейное или вращательное ускорение, передающееся на мозг. В итоге формируется комплекс первичных повреждений: смещение мозга в полости черепа, разрушение его ткани и сосудов, кровоизлияние, отек и сдавление мозга.
Последующие структурно-функциональные изменения мозга сопряжены с реализацией патогенного действия вторичных повреждающих факторов, которые в значительной степени и определяют исход ЧМТ.
Выраженность вторичных повреждений при ЧМТ зависит, прежде всего, от тяжести травмы и локализации первичного поражения. Кроме этого, интенсивность вторичных повреждений мозга при ЧМТ обусловлена развитием ишемии в очаге повреждения и на его периферии. Вследствие ишемии возникают гипоксия, ионный дисбаланс, высвобождение глутамата, снижение АТФ, повышение лактата, что, в свою очередь, приводит к гибели нейронов.
Церебральную ишемию и гипоксию усугубляет повышенная активность тромбоцитов. Их скопление и микротромбоз наблюдаются, прежде всего, в венулах и периферических зонах ушиба.
Выраженная ишемия приводит к метаболическому стрессу, следствием чего является уменьшение энергетических метаболитов, включая АТФ и фосфокреатин. Аноксическое повреждение приводит к калий-индуцированному высвобождению аминокислот, открытию глутаматных рецепторов ионных каналов и поступлению Са2+. При ЧМТ уровень метаболического стресса зависит от степени повреждения.
При серьезных формах ЧМТ развиваются патологические нарушения ионного гомеостаза, включая потерю клетками калия, избыток кальция и натрия. При реперфузии эти метаболические нарушения могут устраняться, что сопровождается восстановлением функций клеток и ионного гомеостаза.
Ишемия и гипоксия мозга приводят к формированию ряда патогенетических порочных кругов, в результате чего в мозговой ткани скапливаются недоокисленные продукты, развивается ацидоз, нарушается микроциркуляция. В результате повышается проницаемость сосудистых стенок, что способствует выходу жидкости в периваскулярные пространства, гипергидратации мозга и возрастанию внутричерепного давления. Таким образом, развивается отек, который часто сочетается с «набуханием» мозга в результате связывания воды с гидрофильными коллоидами клеток.
Последствиями ишемии являются воспаление, некроз, апоптоз, оксидантный стресс, которые приводят к накоплению кальция, нарушению функции митохондрий и образованию свободных радикалов, что также вызывает гибель клеток в посттравматическом периоде.
Воспалительный ответ в центральной нервной системе (ЦНС) может оказывать различное влияние на исход в зависимости от степени выраженности воспаления и времени его возникновения. Отсроченные воспалительные процессы могут быть восстановительными, способствуя ограничению очага повреждения и устранению разрушенных структур. Развитие же острых воспалительных реакций вследствие ишемии и гипоксии, напротив, умножает количество вторичных повреждений.
Тяжелая травма головного мозга в условиях гипоксии сопровождается уменьшением потребления кислорода нейронами. В результате обменные процессы идут по катаболическому типу. Инициируется гликолиз, но в условиях гипоксии цикл трикарбоновых кислот неэффективен, в результате в крови и ликворе увеличивается содержание молочной и пировиноградной кислот. Из-за этого в мозге нарастает дефицит АТФ и возникают нарушения гидропонного равновесия с развитием отека мозга. Это, в свою очередь, затрудняет мозговой кровоток, возникает один из порочных кругов тяжелой травмы мозга.
При черепно-мозговой травме нарушается ауторегуляция мозгового кровотока. В сочетании с нарушениями метаболизма мозга, свертывающей системы крови, иммунных сдвигов, изменениями ликвородинамики усугубляется нарушение мозгового кровотока, особенно микроциркуляции. При этом в центре очага повреждения возникает резкое снижение микроциркуляции, вплоть до полного прекращения.
По периферии повреждения формируется зона сниженного, а еще далее — зона мерцательного, неустойчивого кровотока. Величина этих зон зависит от глубины и площади очага разрушения и в среднем занимает не менее половины полушария мозга. Надо полагать, что при множественных ушибах мозга его микроциркуляция практически дезорганизована. В зоне сниженного кровотока развивается гипоксия, а в последующем — отек мозга и нарушение его функций. Таким образом, зона функциональной дезорганизации мозга значительно шире структурной.
Таким образом, повреждение головного мозга при черепно-мозговой травме развивается в два этапа. Первичное повреждение обусловлено биомеханическим влиянием сил, воздействующих на череп и головной мозг в момент травмы, причем развивается оно в течение миллисекунды и включает в себя сотрясение и контузию головного мозга, разрыв сосудов и образование гематомы (эпидуральной, субдуральной, субарахноидальной или внутримозговой).
Вторичное повреждение развивается через несколько минут или часов после получения травмы и представляет собой сложный комплекс патологических изменений, которые возникают в результате первичного повреждения и приводят к ишемии, отеку мозга, внутричерепной гипертензии, внутричерепным кровоизлияниям и дислокации мозговых структур. К вторичным факторам, которые усугубляют первичную травму, относятся гипоксия, гиперкапния, гипотония, анемия и гипергликемия.
В результате гибели клеток мозга образуются нейротрофические факторы (НТФ) — это вещества белковой природы, регулирующие жизнедеятельность нейронов и глиальных клеток. Наиболее изучены нейротрофины, близкие друг к другу по структуре: фактор роста нервов (NGF); фактор роста, выделенный из головного мозга (BDNF); нейротрофин: NT-3, NT-6 и NT4/5 (у разных видов просто NT4 или NT5). В связи с этим, выделяемые тканями поврежденного мозга белки могут быть использованы как маркеры.
Среди нейроспецифических белков наиболее изученными в биохимическом и иммунологическом плане являются глиофибриллярный кислый протеин (GFAP), основной белок миелина (МВР), нейротрофический фактор головного мозга (BDNF), нейроглиальный белок S 100, нейроспецифическая енолаза (NSE).
Глиофибриллярный кислый протеин (GFAP) — нейроспецифический белок, являющийся структурным компонентом дифференцированных клеток астроцитарной глии. В свою очередь, глиальные астроциты являются неотъемлемой частью сложной динамической системы, именуемой «гематоэнцефалический барьер» (ГЭБ).
Известно, что астроциты выполнят функцию клеток-сателлитов по отношению к нейронам. Их основной биологической задачей является создание оптимальной микросреды вокруг конкретного нейроцита. Интимная связь астроцитарных глиоцитов, с одной стороны, с церебральными капиллярами, а с другой, с нейронами, позволяет им до определенной степени контролировать интенсивность газообмена, водно-ионный баланс, аминокислотный и энергетический состав околонейронального перицеллюлярного пространства.
Таким образом, нарушение целостности мембран астроцитарных клеток, регистрируемое по наличию повышенных концентраций нейроспецифического глиального фебриллярного кислого белка в сыворотке крови, свидетельствует, с одной стороны, о нарушении целостности ГЭБ, а с другой — является предиктором гибели нейрональных клеток. Динамическое определение концентрации данного белка в крови позволяет оценивать тяжесть повреждения головного мозга при развитии гипоксически-ишемических поражений.
Основной белок миелина (МВР) выделяется в спинномозговую жидкость (СМЖ) при любом повреждении нервной ткани. Уровень основного белка миелина повышается при травмах центральной нервной системы, опухолях, рассеянном склерозе, подостром склерозирующем панэнцефалите, вирусных энцефалитах и других неврологических расстройствах. Предполагают, что выделяемый в спинномозговую жидкость основной белок миелина не идентичен с тем, который находится в ткани.
Нейротрофический фактор головного мозга (BDNF) экспрессируется на фибробластах, астроцитах, нейронах различного фенотипа и локализации, мегакариоцитах/тромбоцитах, швановских клетках (в районах повреждения) и, возможно, на клетках гладкой мускулатуры. Функциональная активность BDNF довольно велика. В период развития он участвует в дифференцировке нейронов, созревании, выживании и формировании синапсов.
Во взрослом организме основная функция BDNF — нейропротекция, защита нейронов головного мозга от ишемических атак и мотонейронов от гибели, индуцируемой удалением аксонов. BDNF в плазме обнаруживается в количествах порядка пг/мл, в то время как в сыворотке он присутствует в количествах порядка нг/мл.
Нейроглиальный белок S 100 является специфическим белком астроцитарной глии, способным связывать кальций. Свое название белок получил благодаря свойству оставаться в растворенном состоянии в насыщенном растворе сульфата аммония. Семейство белков S 100 состоит из 17 тканеспецифичных мономеров, два из которых — α и β — образуют гомо- и гетеродимеры, присутствующие в высокой концентрации в клетках нервной системы. S-100(ββ) присутствует в высоких концентрациях в глиальных и шванновских клетках, гетеродимер S-100(αβ) находится в глиальных клетках, гомодимер S-100(αα) — в поперечнополосатых мышцах, печени и почках. Белок метаболизируется почками, его время полураспада составляет 2 часа.
Астроглиальные клетки — это наиболее многочисленные клетки в мозговой ткани. Они образуют трехмерную сеть, которая является опорным каркасом для нейронов. Увеличение концентрации S-100(αp) и S 100(ββ) в СМЖ и плазме является маркером повреждения головного мозга. При раннем определении содержания S 100 у пациентов с повреждениями мозга концентрация белка отражает степень повреждения мозга.
S100β — кальций-связывающий протеин, специфичный для нервной ткани. Впервые S100β был выделен из тканей мозга человека и считался белком, специфическим для глиальных клеток. Глиальные клетки — это наиболее многочисленные клетки мозговой ткани, служащие опорным каркасом для нейронов. Повышение белка S100β в крови происходит при нарушении мозгового кровотока. Его уровень отражает размеры зоны инфаркта мозга и является маркером повреждения головного мозга.
Исследования показали, что измерения концентрации белка S100β могут давать полезную информацию при ведении пациентов с повреждениями тканей головного мозга, например, при травмах головы, перинатальной асфиксии, остановке сердца, инсульте и кардиохирургии. Концентрация S100β может иметь как диагностическое, так и прогностическое значение, являясь ранним маркером повреждения головного мозга при различных патологических состояниях. Основываясь на концентрации S100β, возможно оценивать эффект лечения.
Нейроспецифическая енолаза (NSE) — внутриклеточный фермент центральной нервной системы, присутствующий в клетках нейроэктодермального происхождения (нейронах головного мозга и периферической нервной ткани). Является нейроспецифическим маркером. NSE — это единственно известный в настоящее время общий маркер всех дифференцированных нейронов.
При заболеваниях, сопряженных с непосредственным вовлечением нервной ткани в патологический процесс, качественные и количественные определения этого белка в спинномозговой жидкости или сыворотке крови дают ценную информацию о степени выраженности повреждений нейронов и нарушениях общей целостности гематоэнцефалического барьера. Также NSE характеризует степень постишемического повреждения мозга.
NSE имеет длительный период полураспада в сравнении с S100. В отличие от S100, который присутствует в высоких концентрациях в глиальных и шванновских клетках, NSE происходит преимущественно из нейронов и нейроэндокринных клеток. Вполне возможно, что S100 просто отражает воспалительную реакцию глиальных клеток, тогда как NSE может служить в качестве маркера повреждения нейронов.
Некоторые зарубежные авторы указывают на прогностическую значимость увеличения S100 в крови для исходов реанимации и интенсивной терапии. Если накопление S100 в крови продолжается на 24, 48 и 72 ч после травмы, риск летального исхода повышается. Абсолютным признаком летального исхода является повышенный уровень S100 к 84 ч после черепно-мозговой травмы.
У пациентов с благополучным исходом и восстановлением функций ЦНС уровень S100 нормализуется к 48 ч после травмы. Наибольшая чувствительность маркера S100 характерна для локальных травм и менее значима для множественных сочетанных повреждений головного мозга.
Проблема прогноза исходов и осложнений при тяжелой сочетанной травме остается нерешенной, а многие работы, посвященные этому вопросу, не используют интегральные шкалы-системы оценки тяжести состояния. Необходимость внедрения в практику объективной интегральной оценки тяжести состояния пациента при сочетанной травме не вызывает сомнения.
Несмотря на более чем двадцати летнюю историю существования интегральных систем и постоянное увеличение их количества, оценка тяжести состояния остается несовершенной. В реанимационной практике используются стандартные шкалы оценки тяжести состояния: APACHE II — Acute Physiology And Chronic Health Evaluation — Оценка острых физиологических изменений и хронических заболеваний; SAPS — Simplified Acute Physiology Score — Упрощенная шкала острых физиологических изменений; а также специально разработанные для травматологии шкалы (такие как TRISS — Trauma Injury Severity Score — Шкала оценки тяжести травмы; ISS — Injury Severity Score; RTS — Revised Trauma Score) для прогноза исхода при тяжелой сочетанной травме.
APACHE (Acute Physiology And Chronic Health Evaluation). Первая интегральная система оценки тяжести состояния для общих отделений реанимации и интенсивной терапии. APACHE была опубликована Knaus et al. в 1981 году. Система APACHE была создана для стратификации пациентов по риску внутрибольничной летальности. Она включала 34 физиологических параметра, каждый из которых оценивался в диапазоне от 0 до 4 баллов, в зависимости от степени отклонения от нормы. Прогностическое значение шкалы наиболее значимо в течение первых 32 часов с момента поступления пациента в отделение реанимации. Авторы нашли степень корреляции между количеством баллов по APACHE и вероятностью летального исхода.
APACHE II. В 1985 году Knaus et al. опубликовали измененную систему APACHE — APACHE II. Они уменьшили число физиологических параметров с 34 до 12. Общее число баллов складывается из суммы физиологических параметров (от 0 до 4 баллов для каждого), за исключением Шкалы Комы Глазго (GCS — Glasgow Coma Score), для которой количество баллов в системе APACHE II равно 15 минус GCS. Для оценки используются наихудшие значения в первые 24 часа от момента поступления.
SAPS (Simplified Acute Physiology Score). В 1984 году группа французских ученых в главе с Le Gall опубликовали интегральную систему SAPS. Авторы выбрали 13 наиболее легко измеряемых физиологических параметров, доступных у 90 % пациентов. Для оценки использовались наихудшие показатели в течение первых суток от момента поступления в ОРИТ. Le Gall et al. сделали заключение, что система SAPS может быть применена к широкому спектру патологий, но оценка прогноза возможна только у групп пациентов, и не имеет значимости в каждом конкретном случае.
SAPS II. В 1993 году Le Gall и соавторы опубликовали обновленную версию системы SAPS — SAPS II. 37 параметров были уменьшены до 17 (12 физиологических параметров, возраст, тип поступления и 3 параметра, оценивающие хронические заболевания). В работе отмечено, что главное преимущество системы SAPS II над системой APACHE состоит в способности точно прогнозировать вероятность летального исхода в стратифицированных группах пациентов без учета выбранного «главного» диагноза, что возможно только у меньшинства пациентов. SAPS II не применима для прогнозирования вероятности летального исхода у конкретного больного.
SOFA (Sequential Organ Failure Assessment). В 1996 году была опубликована согласительная интегральная система, очень похожая на систему MODS (Multiple Organ Dysfunction Score). Были выбраны те же 6 систем органов и те же переменные, за исключением сердечно-сосудистой системы, недостаточность которой была определена не через PAR (Pressure Adjusted Heart Rate), а через необходимость в использовании инотропных препаратов и их дозировках. Также была скопирована система счета баллов (от 0 до 4 баллов по каждому признаку). Для оценки были выбраны наихудшие результаты в течение суток, а не переменные, взятые в фиксированное время.
В целом интегральная система SOFA показала плохую чувствительность и превосходную специфичность, как и все ее предшественники. Авторы пришли к выводу, что система SOFA — надежный инструмент оценки тяжести состояния, чья простота является явным преимуществом по сравнению с другими интегральными системами. Максимальное и увеличивающееся число баллов по системе SOFA имеют высокую прогностическую значимость. В сравнительном исследовании Janssens et al. графически продемонстрировали достоинства системы SOFA, по сравнению с системой SAPS II.
Большинство систем используют Шкалу комы Глазго (ШКГ) или ее данные для оценки степени поражения нервной системы. ШКГ часто составляет большую часть в системе APS или ее эквиваленте. Например, ШКГ составляет 25 % оценки физиологических параметров в системе APACHE II, 20 % в системе APACHE III и 22 % в системе SAPS II. Таким образом, ШКГ часто является наиболее важным прогностическим фактором в оценке вероятности летального исхода.
Nguyen D. et al. сравнили использование шкалы комы Глазго и биомаркеров в качестве прогноза исхода при тяжелом структурном повреждении и обнаружили, что летальность была связана с высокими уровнями S-100P, а не с баллами шкалы. В отличие от показателей шкалы, которые остаются неизменными в процессе развития сепсиса, высокий уровень биомаркера отражал степень увеличения и накопления деструктивных изменений мозга. Поэтому при высоких баллах шкалы комы Глазго, увеличение уровня маркера S-100P является неблагоприятным прогностическим критерием конечных результатов интенсивной терапии у пациентов с черепно-мозговой травмой.
Cho D.Y. et al. пришли к выводу, что системы APACHE II и APACHE III не могут заменить шкалу комы Глазго у больных с тяжелыми ЧМТ для оценки ранней и госпитальной летальности (т.е. общей летальности), в то время как для прогнозирования позднего летального исхода системы APACHE II и III более точны, чем ШКГ, за счет большого вклада физиологических переменных в картину поздней летальности. Таким образом, шкала комы Глазго является простым способом оценки госпитальной и ранней летальности у пациентов с тяжелой ЧМТ.
Boyd et al. в 1987 году предложили метод количественной оценки по шкале травмы и шкале степени тяжести повреждения с учетом возраста пострадавшего — TRISS (Trauma Injury Severity Score). В соответствии с этой шкалой, дается оценка вероятности выживания. В настоящее время TRISS рассматривается как международный стандарт и используется наравне со шкалами APACHE II, III и SAPS I, II, но при закрытой травме TRISS имеет чувствительность не более 60 %.
Таким образом, в настоящее время системы оценки тяжести состояния, прогноза и оценки полиорганной недостаточности в общем случае и, в частности, при политравме остаются недостаточно информативными. Очевидно, что для повышения достоверности функциональной оценки состояния ЦНС в посттравматическом периоде требуется использование интегральных шкал с одновременным определением маркеров повреждения головного мозга. В конечном итоге этот комбинированный диагностический подход позволит выбрать патогенетически обоснованный и наиболее эффективный способ коррекции посттравматических нарушений функций ЦНС.
Гришанова Т.Г., Будаев А.В., Григорьев Е.В., Вавин Г.В.
2010 г.