Factors of inflammatory, adhesiveness and thrombosis in acute lower limb ischemia and dexamethasone therapy

I. D. Magamedov; Магамедов И. Д.; L. P. Pivovarova; Пивоварова Л. П.; S. P. Nokhrin; Нохрин  С. П.; V. V. Soroka; Сорока  В. В.; O. B. Ariskina; Арискина  О. Б.; I. V. Osipova; Осипова  И. В.; I. M. Radjabov; Раджабов  И. М.; K. N. Fomin; Фомин  К. Н.; S. L. Potskhor-ogly; Поцхор-оглы  С. Л.; L. V. Kolichenko; Количенко  Л. В.; E. V. Markelova; Маркелова  Е. В.; O. V. Goncharova; Гончарова  О. В.

doi:10.46235/1028-7221-1117-FOI

Factors of inflammatory, adhesiveness and thrombosis in acute lower limb ischemia and dexamethasone therapy

Authors: Magamedov I.D.¹, Pivovarova L.P.¹, Nokhrin S.P.¹, Soroka V.V.¹, Ariskina O.B.¹, Osipova I.V.¹, Radjabov I.M.¹, Fomin K.N.¹, Potskhor-ogly S.L.¹, Kolichenko L.V.¹, Markelova E.V.¹, Goncharova O.V.¹
Affiliations:
1. I. Dzhanelidze Research Institute of Emergency Care
Issue: Vol 25, No 3 (2022)
Pages: 251-258
Section: SHORT COMMUNICATIONS
Submitted: 13.05.2022
Accepted: 29.05.2022
Published: 20.09.2022
URL: https://rusimmun.ru/jour/article/view/1117
DOI: https://doi.org/10.46235/1028-7221-1117-FOI
ID: 1117

Cite item

Full Text

Abstract
Full Text
About the authors
References
Supplementary files
Statistics

Abstract

Lymphocyte-to-platelet adhesion during hypoxia, tissue damage, activation of inflammation and coagulation is associated with expression of ICAM-1 membrane molecules by blood and tissue cells. At the same time, the platelet adhesion receptors determine their adherence to endothelium and recruited lymphocytes. Moreover, the role of platelets in pathogenesis of ischemic cardiovascular diseases comprises their ability to modulate both hemostasis and inflammatory reactions, which are accompanied by secretion of inflammatory mediators and some factors that promote recruitment of leukocytes to tissue damage sites. Creatine kinase activity is a sensitive marker of tissue damage and tissue ischemia. The purpose of the present study was to assess the effect of anti-inflammatory therapy with dexamethasone upon the intensity of inflammation and adhesive properties of lymphocytes, number of platelets in peripheral blood of the patients with acute lower limb ischemia (ALLI), as well as to evaluate the effectiveness of treatment.

To study the effect of anti-inflammatory therapy, a group of 32 patients treated with dexamethasone was selected; the control group was represented by 71 patients with basic therapy, the comparison group consisted of 15 volunteers. After revascularization, all patients received antiplatelet and anticoagulant therapy. Dexamethasone infusions were carried out as a course of 4 to 6 days after reconstructive surgery. In all patients, the content of C-reactive protein in blood, the activity of creatine kinase, the content of platelets and, especially, of enlarged platelets were determined. The numbers of lymphocytes expressing ICAM-1 (CD54⁺) adhesion molecules were counted using immunocytochemical technique. The studies were performed before surgery and 1, 3, 5, 7, 10 days after surgery.

During exacerbation of the limb ischemia and damage to endothelium, the accumulation of cytolysis products was noted. Expression of adhesion molecules was increased both on endotheliocytes and on inflammation effector cells, i.e., leukocytes and platelets. The adhesion molecules transmit the activating signal inside the cell, thus promoting adhesion of leukocytes and platelets to endothelium, lymphocytic-platelet adhesion, formation of parietal thrombi, and possible occlusion of damaged vessels. Increased expression of adhesion molecules is associated with activation of metabolism, inflammation, coagulation and oxidative stress. It may stimulate all hematopoietic lineages, including platelets. The involvement level of cellular reactions in pathogenesis of the disease affects effectiveness and duration of treatment, risk of recurrent thrombosis and lethal outcome. Anti-inflammatory therapy with dexamethasone contributed to earlier remission, it was associated with lower frequency of infectious and thrombotic complications, decreased mortality, and reduced duration of treatment.

Inflammation, adhesiveness of effector cells and thrombosis are important factors in pathogenesis of acute lower limb ischemia. Additional anti-inflammatory therapy with dexamethasone contributes to earlier remission, decreased proportion of infectious and thrombotic complications, lower frequency of deaths, and reduced duration of treatment.

Keywords

acute limb ischemia, lymphocytes, platelets, adhesion molecules, dexamethasone

Full Text

Введение

Активация коагуляции и тромбообразование являются факторами патогенеза острой ишемии нижних конечностей (ОИНК). Роль тромбоцитов в развитии сосудистых заболеваний обусловлена как активацией коагуляции и тромбообразования, так и модуляцией воспалительных реакций [1, 11]. Посредством экспрессии молекул адгезии и хемокинов тромбоциты вызывают активацию лейкоцитов, образуют с ними лиганд-рецепторные комплексы [8], в частности лимфоцитарно-тромбоцитарные агрегаты в очаге воспаления. Активированные кровяные пластинки продолжают присоединяться к лимфоцитам и лимфоцитарно-тромбоцитарным агрегатам, что приводит к дальнейшему росту клеточного скопления на поверхности сосудистой стенки [4]. Мембранными молекулами, участвующими в лимфоцитарно-тромбоцитарной адгезии (ЛТА), являются ICAM-1 (Intercellular adhesion molecule, CD54⁺), экспрессируемые клетками крови и тканей. Рециркуляция и рекрутирование лейкоцитов в зоне воспаления опосредуются специфическим взаимодействием лиганд-рецептор между молекулами адгезии эндотелиоцитов, тромбоцитов и лейкоцитов, экспрессия которых регулируется воспалительными медиаторами и цитокинами. Адгезионные молекулы могут стать клинически значимыми мишенями для противовоспалительной терапии. В настоящее время ведется поиск агентов, селективно ингибирующих адгезионные молекулы.

Цель исследования – изучить влияние противовоспалительной терапии дексаметазоном на активность воспаления и адгезивные свойства лимфоцитов, количество тромбоцитов в крови больных с ОИНК и эффективность лечения больных.

Материалы и методы

Для достижения цели были сформированы 2 группы пациентов: основная, пациентам которой на фоне базисной терапии вводили дексаметазон (ДМ) внутривенно капельно в дозе 8 мг в 200 мл изотонического раствора хлорида натрия курсом от 4 до 6 дней после реконструктивной операции, 32 пациента, возраст 76 (70-81) лет; группа сравнения – 71 пациент с базисной терапией, возраст 70 (64-83) лет. Базисная терапия (БТ) включала обезболивающие, антибактериальные, дезагрегантные, антикоагулянтные средства. Всем пациентам с некомпенсированной ишемией выполняли операцию реваскуляризации артерий, пациентам с необратимой ишемией – ампутацию конечности. Контрольная группа представлена волонтерами, возраст 70 (55-80) лет. У всех пациентов определяли содержание в крови С-реактивного белка (СРБ) как маркера воспаления (Cobas 6000 C501, Швейцария), активность креатинкиназы (КК), количество тромбоцитов и крупных тромбоцитов (SYSMEX XT4000i, Япония), число CD54⁺ лимфоцитов иммуноцитохимическим методом (Novocastra, UK). Для оценки коморбидноcти использовали индекс Charlson M.E. Статистическую оценку выполнили методами вариационной статистики (Statistica 6.0); определяли медиану (Ме) и перцентили (Q_0,25-Q_0,75), коэффициент корреляции Спирмена, t-критерий Стьюдента. Критический уровень значимости (р) статистических гипотез принимали за 0,05.

Результаты и обсуждение

У всех больных в структуре коморбидности преобладали хронические сердечно-сосудистые заболевания. Средний индекс коморбидности у больных основной группы составил 10,0; группы сравнения – 9,9 баллов, контрольной группы – 6,7. Концентрация СРБ в крови всех пациентов при поступлении в стационар превышала нормальные показатели в 11-14 раз и достигала максимума в периоде реперфузии, т. е. на 3-7-е сутки после операции (табл. 1). У пациентов, получавших ДМ, концентрация СРБ снижалась уже к 7-м суткам наблюдения и была в 2 раза ниже, чем в группе сравнения. Активность КК как маркера цитолиза в результате тканевой гипоксии была максимальной при поступлении у больных обеих групп. Начиная с 3-х суток после операции наблюдали снижение уровня КК, при этом у больных основной группы более заметное, чем у больных с БТ. К 10-м суткам наблюдения активность КК нормализовалась только у пациентов основной группы.

ТАБЛИЦА 1. РАЗВИТИЕ ВОСПАЛЕНИЯ И ЦИТОЛИЗА У БОЛЬНЫХ С ОИНК С БАЗИСНОЙ И ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ ТЕРАПИЕЙ ДЕКСАМЕТАЗОНОМ В ПРОЦЕССЕ ЛЕЧЕНИЯ

TABLE 1. DEVELOPMENT OF INFLAMMATION AND CYTOLYSIS IN PATIENTS WITH ALLI WITH BASIC AND ADJUNCTIVE DEXAMETHASONE THERAPY DURING TREATMENT

Сроки наблюдения

Terms of observation

Пациенты с базисной терапией

Patients with basic therapy

Пациенты с терапией

дексаметазоном

Patients with therapy dexamethasone

СРБ (мг/л)

CRP (mg/L)

КК (Ед/л)

CK (U/L)

СРБ (мг/л)

CRP (mg/L)

КК (Ед/л)

CK (U/L)

До операции

Before surgery

41,1*

(9,0-86,7)

2628*

(552-5489)

34,7*

(7,9-52,3)

1404*

(111-2000)

После операции

After surgery

66,5*

(31,9-156,2)

1711*

(552-1205)

61,9*

(18,6-86,1)

1621*

(127-1216)

3-и сутки

3^rd day

108,3*

(52,3-157,3)

1130*

(270-1566)

70,5*

(12,6-80,8)

416*^#

(144-771)

7-е сутки

7^th day

62,2*

(21,1-135,6)

1480*

(376-4103)

28,4*

(14,7-33,5)

315^#

(158-479)

10-е сутки

10^th day

74,2*

(51,0-141,4)

148*

(84-484)

31,1*^#

(22,2-39,4)

68,5

(37-110)

Контроль

Control

2,9

(1,1-4,1)

(65-97)

2,9

(1,1-4,1)

(65-97)

Примечание. * – различия с контролем: р < 0,05; ^# – различия между группами, р < 0,05.

Note. *, differences with control: p < 0.05; ^#, differences between groups, p < 0.05.

Рецепторами, участвующими в ЛТА, являются ICAM-1-лиганды для â2-интегринов (CD11a/CD18, CD11b/CD18), LFA-1 (lymphocyte function-associated antigen-1), Mac-1 (macrophage-1 antigen) и CD43 [3]. У всех больных ОИНК до операции тромбэктомии содержание CD54⁺ лимфоцитов было в 1,5-2 раза выше, чем у волонтеров, коррелировало с исходом ОИНК (r = -0,652 p < 0,05) и количеством крупных тромбоцитов (r = -0,845 p < 0,001). После тромбэктомии также у всех пациентов снижалось количество CD54⁺ лимфоцитов вплоть до 7-м суток. К 10-м суткам у больных с БТ наблюдали повышение числа CD54⁺ лимфоцитов, а у больных, получавших ДМ, показатель оставался в пределах нормы (табл. 2). Таким образом, введение ДМ уменьшало активность воспаления и тканевого повреждения, количество CD54⁺ клеток. Корреляционный анализ выявил связь количества CD54⁺ лимфоцитов с количеством тромбоцитов (r = -0,849; p < 0,05) на 3-и сутки после операции; на 7-е сутки – с исходом заболевания (r = -0,956; p < 0,05) и способом терапии (r = -0,956; p < 0,05); на 10-е сутки – с концентрацией СРБ (r = 0,952; p < 0,05).

ТАБЛИЦА 2. СОДЕРЖАНИЕ CD54⁺ ЛИМФОЦИТОВ И ТРОМБОЦИТОВ (plt) У БОЛЬНЫХ С ОИНК С БАЗИСНОЙ И ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ ТЕРАПИЕЙ ДЕКСАМЕТАЗОНОМ В ПРОЦЕССЕ ЛЕЧЕНИЯ

TABLE 2. CONTENT OF CD54⁺ LYMPHOCYTES AND PLATELETS (plt) IN PATIENTS WITH ALLI WITH BASIC AND ADJUNCTIVE DEXAMETHASONE THERAPY DURING TREATMENT

Сроки наблюдения

Terms of observation

Пациенты с базисной терапией

Patients with basic therapy

Пациенты с терапией

дексаметазоном

Patients with therapy dexamethasone

CD54⁺ (%)

Plt (10⁹/L)

CD54⁺ (%)

Plt (10⁹/L)

До операции

Before surgery

31,7*

(23,2-41,1)

245,5

(171,1-283,0)

29,2*

(25,1-39,5)

255,1

(180,2-329,9)

После операции

After surgery

25,4*

(21,1-33,7)

229,4

(154,1-279,0)

22,7*

(13,6-31,0)

240,8

(179,1-321,6)

3-и сутки

3^rd day

24,0

(19,3-27,3)

350,0*

(298,0-409,1)

19,8

(13,9-24,1)

295,1

(201,9-351,2)

7-е сутки

7^th day

15,1*

(8,8-19,3)

421,1*

(341,2-516,0)

8,8*

(4,7-15,8)

299,4^#

(234,3-362,1)

10-е сутки

10^th day

25,5*

(21,5-31,1)

324,1

(257,2-340,4)

17,0^#

(13,9-23,1)

282,2

(202,0-360,1)

Контроль

Control

19,4

(15,1-25,1)

227,0

(189,0-258,0)

19,4

(15,1-25,1)

227,0

(189,0-258,0)

Примечание. См. примечание к таблице 1.

Note. As for Table 1.

Роль тромбоцитов в патогенезе сосудистых заболеваний обусловлена их влиянием на активацию коагуляции и воспаления, тонус сосудистой стенки. ЛТА регулируется цитокинами и индукторами агрегации тромбоцитов (IL-16, ICAM-I, IL-2, IL-1) [6]. Активация тромбоцитов кровотоком и последующая их агрегация в микроциркуляторном русле приводит к повреждению эндотелия [7, 8]. Более того, адгезия тромбоцитов к эндотелию и секреция медиаторов воспаления вызывает активацию эндотелиоцитов, способствуя хемотаксису, адгезии и трансмиграции лейкоцитов в участки воспаления [9], формированию атеросклеротического повреждения сосудистой стенки [10] и тромбозу. В связи с этим первоочередная цель лечения – коррекция адгезии и агрегации тромбоцитов. Во время артериального тромбоза и острой ишемии конечности содержание тромбоцитов в крови больных не отличалось от нормы, что, вероятно, связано с увеличением их пристеночного пула и повышенным потреблением. У больных с БТ содержание тромбоцитов было максимальным в периоде реперфузии, в то время как у больных с терапией ДМ содержание тромбоцитов не превышало нормальных значений (табл. 2). Крупные тромбоциты (p-lcr) – незрелые, реактивные тромбоциты с повышенным адгезивным и тромботическим потенциалом. Увеличение фракции p-lcr является ранним индикатором потребления кровяных пластинок (норма: 13-43% независимо от возраста и пола пациента). Большинство исследователей относят параметр «фракция незрелых тромбоцитов» к тромбопоэтическим индексам, отражающим состояние тромбоцитопоэза [1]. Содержание крупных тромбоцитов у больных обеих групп находилось в референсных пределах.

В итоге терапия ДМ способствовала снижению числа осложнений после ОИНК: нагноения ран – в 1,5 раза, пиелонефрита – в 1,6 раза, сепсиса – в 1,7 раза, тромбоэмболий – в 5 раз. Частота ампутаций конечности уменьшилась в 2,5 раза, а летальных исходов – в 5 раз.

Дексаметазон, как выяснили Spiecker M. с соавторами [10], снижает NF-kB-опосредованную индукцию, активируемую воспалительными цитокинами экспрессию молекул адгезии на эндотелии, прежде всего ICAM-1. Этот механизм объясняет и снижение числа лимфоцитов, экспрессирующих молекулы адгезии ICAM-1. Таким образом назначение дексаметазона препятствует развитию эндотелиальной дисфункции, снижая межклеточную адгезию, а также предотвращая дисбаланс между протромботической и противотромботической функцией эндотелия.

Заключение

Ишемические заболевания нижних конечностей являются мультифакториальным заболеванием. Очевидна приоритетная роль воспаления в патогенезе тромботических заболеваний. При обострении ишемии, повреждении эндотелия, накоплении продуктов цитолиза усиливается экспрессия молекул адгезии как на эндотелиоцитах, так и на клетках-эффекторах воспаления – лейкоцитах и тромбоцитах. Усиление экспрессии молекул адгезии связано с активацией метаболизма, стимулирует развитие воспаления и оксидативного стресса, стимулирует все ростки кроветворения, в том числе тромбоцитарный, и продукцию факторов коагуляции. Чрезмерная активация экспрессии молекул адгезии приводит к увеличению продолжительности лечения, рецидивам тромбоза и риску летального исхода. Назначение дополнительной противовоспалительной терапии дексаметазоном способствовало более раннему наступлению ремиссии, снижению доли осложнений, количества необходимых ампутаций и летальных исходов, сокращению сроков лечения.

Количественные характеристики тромбоцитов и крупных тромбоцитов не отражают в полной мере событий тромбоза при острой ишемии конечностей. Необходимо определять качественные маркеры активности тромбоцитов, объективно характеризующие их функции.

Выводы

Воспаление, адгезивность клеток-эффекторов и тромбообразование являются основными факторами патогенеза острой ишемии нижних конечностей. Дополнительная противовоспалительная терапия способствует улучшению результатов лечения.

About the authors