Значение эндотоксина при сепсисе
Примерно почти в половине случаев, в которых удается микробиологически выделить возбудителя при сепсисе, вызывающие его микроорганизмы оказываются грамотрицательными бактериями. Чаще всего это E. Coli, Klebsiella spp., Enterobacter spp., Seratia spp., Pseudomonas aeruginosa и Proteus spp.
При грамотрицательном возбудителе сепсиса, , центральную патогенетическую роль триггера, играет бактериальный эндотоксин (липополисахарид – ЛПС).
Бактериальный эндотоксин является компонентом клеточной стенки грамотрицательных бактерий. Эндотоксины отдельных видов грамотрицательных бактерий, хотя и различны в деталях, но имеют общую структуру: антигенные сахаридные цепи привязаны к гидрофобному липиду А, который и обладает собственно повреждающим действием. Общая структура и ее локализация на стенке бактериальной клетки приводит к тому, что эндотоксин распознается иммунной системой. Распознавание антигена является одновременно также фактором запуска каскада медиаторов и высвобождения проявляющих повреждающее действие цитокинов.
Эндотоксин высвобождается в процессе гибели микроорганизмов, вызванной антибиотиками, комплементом или фагоцитозом. В эксперименте на морских свинках было показано, что индуцированное гентамицином высвобождение эндотоксина отрицательным образом сказывается на сердечном выбросе и давлении в легочной артерии. Аналогичным образом терапия антибиотиками индуцировала в модели на кроликах при грамотрицательном менингите подъем эндотоксина в ликворе и ассоциативное увеличение церебрального отека.
Таблица 2.
| Инфекционный очаг Абсцесс, пневмония, перитонит, пиелонефрит |
  Внедрение микроорганизмов и токсинов Микроорганизмы Грамотрицательные бактерии Грамположительные бактерии грибы Токсины Эндотоксины, экзотоксины, Teichoic-acid-антиген (антиген тейхоевых кислот) |
| Активация иммунной системы Гуморальная система: Система комплемента, система свертывания, брадикинин Клеточная система: Макрофаги, моноциты, гранулоциты, клетки эндотелия |
| Высвобождение медиаторов Цитокины, (ФНО, ИЛ-1, ИЛ-6, ИЛ-8, ИЛ-10 и др.) Комплемент (С3а, С5а) Фактор свертывания (фактор Хагемана) кинины (брадикинин) липидные метаболиты (лейкотриены, простагландины) протеазы (эластаза, коллагеназа) токсические кислородные продукты (супероксиды Н2О2, ОН) оксид азота (NO) протеины адгезии (селектины, ICAMs, CD 11/18) |
| Повреждение клеток и нарушение перфузии |
| Шок и полиорганная недостаточность |
Огромным резервуаром эндотоксина является кишечник. Предполагается, что разрушение барьера слизистой желудочно-кишечного тракта может без бактериемии привести к эндотоксинемии.
В условиях гипоперфузии слизистой кишечника, нарушения пищеварения, инфекции или абдоминальных хирургических вмешательств эндотоксин может проникать в систему кровообращения и одновременно с транслокацией бактерий кишечника. Правда в настоящее время этот процесс не представляется таким однозначным и требует дальнейшего изучения.
Эндотоксинемия и грамотрицательная бактериемия осложняют течение основного заболевания, усиливают эффекты экзотоксинов, обусловливают полиорганную недостаточность. Эндотоксин связывается при посредстве ЛПС-связывающего протеина с CD-14-рецепторами макрофагов и полиморфноядерных гранулоцитов, являясь триггером ответственной реакции хозяина на нагрузку – эндотоксином. От этого решающим образом зависит, будет ли возбудитель элиминирован или реакция окажет повреждающее действие на организм-хозяин, вплоть до формирования полиорганной недостаточности. Клинически эта реакция проявляется как сепсис.
ВОЗМОЖНОСТИ ДИАГНОСТИКИ. Совершенно очевидно, что определение в крови эндотоксина может свидетельствовать о генерализации инфекционного процесса. Используемый для этого самый чувствительный метод – это лимулюс амебоцитный лизатный тест (ЛАЛ – тест).Он основывается на открытии того, что у рачка Limulus polyphemus инъекция грамотрицательных бактерий ведет к диссеминированному внутрисосудистому свертыванию. Исследования показали, что свертывание гемолимфы обусловливает один компонент бактерии – эндотоксин., Чтобы вызвать этот эффект, достаточно 1 пг очищенного эндотоксина. Нужные для активации процессов свертывания факторы можно найти в гранулах, имеющихся в специализированных кровяных клетках рачка Limulus polyphemus – амебоцитах. С применением лизата этих клеток разработан простой тест свертывания для измерения количества эндотоксина. Присутствие эндотоксина вызывает каскадную реакцию в клетках, в которой участвуют три протеазы. Эта реакция активизирует энзим, который расщепляет клеточный протеин на 3 полипептидные цепочки, 2 из этих цепочек отвечают за гелирование лимфы. Этот процесс полностью аналогичен человеческому каскаду свертывания. В лаборатории содержание эндотоксина определяется фотометрически, добавляя к энзиму хромогенный субстрат, в качестве которого используют связанный с дипептидом n-нитроанилин. Цветная реакция происходит, если энзим отщепляет фрагмент n-нитроанилина.
Показано, что определяемые очень низкие концентрации эндотоксина порядка 10 пг/мл в плазме могут свидетельствовать о грамотрицательном сепсисе. Результаты исследований показали, что наличие и уровень эндотоксинемии коррелируют с клиническим исходом. Исследователи полагают, что этот тест можно использовать при сепсисе для оценки прогноза. Выявлено, что начальные концентрации в плазме < 25, 25 – 700, 700 – 10 000 пг/мл и > 10 000 пг/мл кореллируют соответственно с летальностью 0, 14, 27 и 86 %. При этом титр эндотоксина более 700 пг/мл статистически достоверно соответствует развитию шока.
Однако ,ряд фактов осложняет интерпретацию концентрации эндотоксина в плазме. Различные грамотрицательные бактерии имеют неодинаковое количество ЛПС и высвобождают различные количества эндотоксина в результате отторжения фрагментов клеточной мембраны во время фазы роста. Последняя особенность четко обозначена у менингококковых штаммов. Кроме того, эндотоксины различных грамотрицательных бактерий имеют различную активность по отношению к тесту, что не всегда коррелирует с биологическим действием. Это означает, что абсолютные концентрации не всегда точно отражают степени тяжести грамотрицательного сепсиса. Обнаружение концентраций эндотоксина в плазме может быть использовано для ранней индикации развития сепсиса. Отрицательный результат не исключает, что эндотоксины и медиаторы уже оказали свое действие и в крови больше не обнаруживаются. Часто эндотоксин при самом тяжелом сепсисе обнаруживается в циркуляторном русле только в течение короткого времени.
Несмотря на это при обнаружении эндотоксина в человеческой плазме, хромогенный ЛАЛ-тест оказывается, единственным клинически практикуемым методом индикации и количественной оценки эндотоксина в плазме.
В клинической практике для оценки эндотоксикоза применяется целый ряд методов, позволяющих косвенно судить о его тяжести. Существуют специальные методы индикации токсичных веществ, определяющих степень эндотоксикоза. К ним относят биотестирование на мышах, резистентность у которых снижается предварительной блокадой ретикулоэндотелиальной системы; метод гемокультуры, основанный на изменении свойств лейкоцитов под действием токсина; метод определения токсичности плазмы с помощью реакции, которая основана на гибели парамеций (простейших класса инфузорий) под влиянием токсического фактора; лейкоцитарный индекс интоксикации; метод определения уровня средних молекул. Им придается определяющая роль в формировании эндотоксемии и сепсиса. В последние годы для диагностики сепсиса и эндотоксикоза предлагается определения уровня прокальцитонина. Однако к сожалению ,все предлагаемые методы носят только вспомогательный характер и не имеют самостоятельного значения для диагностики сепсиса.