Ενδοθήλιο και σήψη: λειτουργικοί δείκτες

Abstract

Introduction. Sepsis is a major cause of morbidity and mortality in ICU area. The endothelium plays a critical role in the pathophysiology of sepsis. Several endothelial biomarkers expressed during sepsis without, however, standardized levels, that would be useful tools for prognosis, diagnosis and outcome of sepsis.Objective. Assessment of microcirculation by near infrared spectroscopy (NIRS) method in combination with Vascular Occlusion Technique (VOT) during sepsis and determination of biomarkers in prognosis of sepsis syndrome.Material–Methods. The study involved 187 non-septic critically ill patients, of whom one hundred twenty two met the inclusion criteria. To estimate the condition of microcirculation we used NIRS technology in combination with vascular occlusion technique in peripheral muscle. Measurements by this method were in four time points: at admission day in ICU, on sepsis day, 24h and 48h after sepsis presence. For the determination of different biomarkers we used ELISA assay, RT-PCR, etc.Results. From one hundrend twenty two non-septic critically ill patients who included in our study, 71 of them, developed sepsis during their stay in ICU while 51 were used as control group (non-septic patients). NIRS measurements of septic patients (N=71) have impaired oxygen consumption rate in sepsis day compared with their baseline. Furthermore, hyperemia recovery time was significantly lower on the sepsis day compared to baseline (137±50sec, vs 169±30sec, p<0.001). This parameter continued to decrease during subsequent time points, at 24hrs and 48hrs after sepsis. Hyperemia recovery area showed significant differences between baseline and sepsis day (19.3±10.6,vs 12.4±8.6,p<0.001), 24hrs (10.7±7.5, p<0.001) and 48hrs (10±4.7,p<0.001). From all biomarkers (sP-selectin , sE-selectin , Ang-1, Ang-2, VE-cadherin, sICAM-1, TNF-α, VEGF, vWf) only sE-selectin and sP- selectin levels were increased at admission day in patients who developed sepsis compared with non-septic patients. By analyzing the results of EPCR we observed increased levels in patients who developed sepsis during their stay in ICU compared with non-septic patients. Multivariate analysis showed that sEPCR is the only factor associated with the development of sepsis with time. Finally, Aqp-1 was increased in polymorphonuclear granulocytes in septic patients , while it increased 3-fold at the onset of septic shock.Conclusions. Our results support the view that the endothelium function is disrupted by appearance of sepsis syndrome. NIRS measurements are associated with microcirculatory alterations in critically ill patients at the early stage of sepsis. Furthermore, sEPCR, sE-selectin and sP-selectin appear to be key factors in the development of sepsis suggesting that they could be used as prognostic biomarkers of sepsis. Finally Aqp-1 induction is associated with increased cell membrane permeability and may therefore be of probable functional significance.

Εισαγωγή: Η σήψη αποτελεί την κυριότερη αιτία θνητότητας και θνησιμότητας στο χώρο της ΜΕΘ. Το ενδοθήλιο παίζει έναν κεντρικό ρόλο στην παθοφυσιολογία της σήψης. Αρκετοί είναι οι βιοδείκτες που εκφράζονται κατά την σηπτική διεργασία χωρίς ωστόσο να έχουν σταθμιστεί τα επίπεδα τους ώστε να αποτελούν εργαλείο πρόγνωσης , διάγνωσης και έκβασης της σήψης.Σκοπός: Παρακολούθηση της μικροκυκλοφορίας με τη μεθόδο εγγύς του υπερύθρου φασματοσκοπία (Near Infrared Spectroscopy, ΝIRS) και τη τεχνική του αγγειακού αποκλεισμού (Vascular Occlusion Technique, VOT) κατά τη φάση της σήψης και προσδιορισμός των βιοδεικτών στην πρόγνωση του σηπτικού συνδρόμου.Υλικό μέθοδος: Στη μελέτη συμμετείχαν 187 μη σηπτικοί βαρέως πάσχοντες ασθενείς από τους οποίους οι εκατόν είκοσι δυο πληρούσαν τα κριτήρια εισαγωγής. Για την εκτίμηση της μικροκυκλοφορίας χρησιμοποιήθηκε η μέθοδος του ΝΙRS σε συνδυασμό με την αγγειακή απόφραξη άνω άκρου. Οι μετρήσεις με τη μέθοδο αυτή έγιναν σε τέσσερα χρονικά σημεία: κατά την εισαγωγή των ασθενών στη ΜΕΘ, την ημέρα σήψης, 24 και 48 ώρες από την εμφάνιση σήψης. Για των προσδιορισμό των διαφόρων βιοδεικτών χρησιμοποιήθηκαν η δοκιμασία ELISA, η RT-PCR, κ.α .Αποτελέσματα: Από τους εκατόν είκοσι δυο μη σηπτικούς βαρέως πάσχοντες ασθενείς που εντάχθηκαν στη μελέτη μας, 71 παρουσίασαν σήψη κατά την παραμονή τους στη ΜΕΘ, ενώ οι υπόλοιποι χρησιμοποιήθηκαν ως ομάδα ελέγχου (μη σηπτικοί ασθενείς). Οι μετρήσεις με τη μέθοδο NIRS για την εκτίμηση της μικροκυκλοφορίας των σηπτικών ασθενών (Ν=71) παρουσίασαν διαταραχές στον ρυθμό κατανάλωσης οξυγόνου την ημέρα της σήψης συγκριτικά με την ημέρα εισαγωγής τους. Επιπλέον, η μεταβλητή hyperemia recovery time ήταν σημαντικά μειωμένη την ημέρα της σήψης σε σύγκριση με την ημέρα εισαγωγής (137±50sec, vs 169±30sec, p =0,001). Αυτή η παράμετρος συνέχισε να μειώνεται και στις επόμενες χρονικές μετρήσεις, δηλαδή 24h και 48h μετά την εμφάνιση σήψης. Επίσης, η μεταβλητή hyperemia recovery area έδειξε στατιστικά σημαντικές διαφορές μεταξύ ημέρας εισαγωγής και ημέρας σήψης (19,3±10,6 vs 12,4±8,6 p<0,001), μεταξύ 24h (10,7±7,5,p<0,001) και μεταξύ 48h από την εμφάνιση σήψης (10±4,7, p<0,001) αντίστοιχα. Από όλους τους βιοδείκτες (sP-σελεκτίνη, sE-σελεκτίνη, Ang-1, Ang-2,VE-cadherin, sICAM-1, TNF-,VEGF, vWf) μόνο στην sE-σελεκτίνη και στην sP-σελεκτίνη βρέθηκαν αυξημένα επίπεδα την ημέρα εισαγωγής στους ασθενείς που εμφάνισαν σήψη σε σύγκριση με τους μη σηπτικούς ασθενείς. Από την ανάλυση των αποτελεσμάτων του EPCR παρατηρήθηκαν αυξημένα επίπεδα στους ασθενείς που εμφάνισαν σήψη κατά τη διάρκεια παραμονής τους στη ΜΕΘ σε σύγκριση με τους μη σηπτικούς ασθενείς. Από την πολυπαραγοντική ανάλυση πρόεκυψε ότι ο sEPCR αποτελεί τον μοναδικό παράγοντα που σχετίζεται με την ανάπτυξη της σήψης με τον χρόνο. Τέλος, η Aqp-1 βρέθηκε αυξημένη στα πολυμορφοπύρηνα κοκκιοκύτταρα των σηπτικών ασθενών, ενώ αυξήθηκε 3 φορές κατά την εμφάνιση σηπτικής καταπληξίας.Συμπεράσματα. Τα αποτελέσματα μας ενισχύουν την άποψη ότι η λειτουργικότητα του ενδοθηλίου διαταράσσεται κατά την εμφάνιση του σηπτικού συνδρόμου. Οι μετρήσεις NIRS σχετίζονται με μεταβολές της μικροκυκλοφορίας σε βαρέως πάσχοντες ασθενείς τις πρώτες ημέρες της σήψης. Επιπλέον η sE-σελεκτίνη, η sP-σελεκτίνη και o sEPCR, φαίνεται να αποτελούν καθοριστικούς παράγοντες στην ανάπτυξη σήψης γεγονός που δηλώνει ότι θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν ως προγνωστικοί βιοδείκτες σήψης. Τέλος, η Aqp-1 επαγωγή σχετίζεται με αυξημένη διαπερατότητα κυτταρικής μεμβράνης και μπορεί συνεπώς, να έχει λειτουργική σημασία.