По жилах пробіжить спекотне літо.
Рей Бредбері (2002)
У зв’язку з глобальним потеплінням в усьому світі гіпертермічні ураження посіли одне з провідних місць серед десяти основних причин смерті внаслідок стихійних лих [1]. Під час значної спеки у серпні 2003 року в Парижі в більшості постраждалих з тепловим ударом (ТУ) розвинулися тромбоцитопенія й подовження протромбінового часу (ПЧ), ці зміни були більш виражені в загиблих [2]. У відповідь на перегрівання в паломників під час ходу до Мекки спостерігалося зниження рівнів антитромбіну в плазмі, протеїнів С і S [3–5]. Хоча у 2022 році внаслідок аномальної спеки в Європі та США загинуло щонайменше 2000 людей, порушення згортання крові при загальній тепловій травмі в нашій країні досі практично не вивчалися [6], а інформація про частоту коагулопатій при тепловому ударі, що була оцінена сигнатурним аналізом Sonoclot, обмежена [7].
ТУ є тяжким життєзагрозливим клінічним станом, що характеризується підвищенням внутрішньої температури тіла (> 40 °С), супроводжується ураженнями центральної нервової системи, дисфункцією печінки, нирок і порушенням згортання крові з вірогідним діагнозом дисемінованого згортання крові [8]. ТУ зазвичай перебігає в три кроки: гіпертермічно-неврологічна гостра фаза, гематологічно-ферментативна фаза (характеризується запаленням і коагулопатією, що досягає максимуму через 24–48 годин після початку) і пізня печінково-ниркова фаза (характеризується органною недостатністю), яка виникає через 96 або більше годин після дії патологічного чинника [9]. Більшість випадків ДВЗ-синдрому з ураженням кількох органів виникає при тепловій хворобі в III фазі [10].
На основі результатів досліджень зарубіжних авторів і власного клінічного досвіду автори спромоглися проаналізувати основні особливості й закономірності патології системи згортання крові при загальній ненавмисній тепловій травмі.
Тепло спричиняє пряму цитотоксичну дію та активує запальні шляхи коагуляції [11]. Унаслідок дегідратації при ТУ виникає гіповолемія з підвищеною в’язкістю крові й тенденцією до тромбоутворення [12]. Коагулопатія є патофізіологічним процесом, що активується в результаті системної запальної реакції організму, в основі якої лежить дестабілізований позамежний первинний захист організму від гіпертермії і негативних змін ендотелію судин [7].
При тепловому ударі з фізичним навантаженням гемові білки, тобто міоглобін і вільний гем, що вивільняються до кровообігу з рабдоміоцитів, ушкоджують судинну мережу. Механізм токсичності гему чітко не з’ясований, але передбачається участь у цьому процесі активації перекисного окиснення ліпідів, що спричиняє мітохондріальне ушкодження ендотеліальних клітин. Відомо, що утворення мікротромбів характеризується як гем-індукована активація системи згортання крові. Тепловий удар може призвести до запалення, гіперкоагуляції і прямих цитотоксичних ефектів, пошкодження ендотеліальних клітин, що призводить до мікротромбозів і виснаження тромбоцитів. Пацієнти з ТУ та аномальними тромбоцитами на момент надходження до стаціонару мали більш серйозні порушення з боку систем і органів, здебільшого згортання крові, функцій печінки і нирок. Порівняно з пацієнтами без тромбоцитарних аномалій у таких хворих було нижчим 90-добове виживання. Результатом цього процесу є порушення згортання крові й ДВЗ-синдром. Кількість і функціональна спроможність тромбоцитів відіґрають важливу роль у розвитку коагулопатій, а активація тромбоцитів стимулюється безпосередньою дією високої температури і/або ушкодженням ендотелію [11, 13]. Гем, вилучений з міоглобіну, та активовані нейтрофіли активують тромбоцити й стимулюють вивільнення позаклітинних пасток з макрофагів, що складаються з прокоагулянтної ДНК й гістонів та утворюють імунотромби з агрегованими тромбоцитами [3, 14, 15]. Низька кількість тромбоцитів — 30 × 109/л корелює з тромбоцитарним споживанням на додаток до їх агрегації і зниженням вивільнення з мегакаріоцитів до кісткового мозку через високу чутливість до надмірного тепла [10].
Запалення і коагуляція є двома основними факторами, що призводять до згубної дисфункції органів при тепловому ударі. Термічне ураження тканини спричиняє молекулярне пошкодження (DAMPs) і стимулює вивільнені макрофаги/моноцити до вироблення цитокінів (фактора некрозу пухлини (TNF) α та інтерлейкінів (IL-1b, IL-6 тощо)) через продукцію запальних клітин. У той же час активовані макрофаги/моноцити експресують тканинний фактор (TF) і вивільняють мікровезикули, які ініціюють коагуляцію. Запальні цитокіни активують нейтрофіли й індукують різні типи загибелі клітин, наприклад апоптоз, некроз/некроптоз, піроптоз і NEToз. Позаклітинні пастки нейтрофілів (NET) і адгезовані нейтрофіли пошкоджують ендотеліальні клітини і сприяють тромбозу. Зовнішні й внутрішні шляхи спільно активують каскади коагуляції з генерацією критичного медіатора тромбіну. Тромбін додатково активує як запалення, так і коагуляцію і спричиняє утворення «запального тромбу». Пошкодження ендотелію призводить до зменшення фібринолізу внаслідок продукції інгібітору активатора плазміногену 1-го типу (PAI-1) і підвищення проникності й втрати природних антикоагулянтів (антитромбін (AT) і протеїн C (PC)). Пошкоджена ендотеліальна клітина вивільняє фактор фон Віллебранда, який стимулює агрегацію тромбоцитів (рис. 1) [3].
/21.jpg)
У фізіологічних умовах ендотеліальний глікокалікс вкриває ендотелій як негативно заряджений антиадгезивно-антикоагулянтний поверхневий шар і захищає і підтримує функцію судинного бар’єра [10]. Ендотеліопатія відіграє вирішальну роль у розвитку ТУ. Індуковане запаленням пошкодження ендотелію призводить до розщеплення тромбомодуліну і втрати пов’язаного з антитромбіном глікокаліксу, при цьому зниження рівня білка спостерігається в експериментальній моделі теплового удару без фізичного навантаження (класичного) [3, 5]. Пошкоджена ендотеліальна клітина змінює свій звичайний антитромботичний стан на протилежний, що сприяє внутрішньосудинному згортанню. Пошкодження ендотелію характеризується збільшенням кількості циркулюючих ендотеліальних клітин і підвищенням фактора фон Віллебранда. При класичному ТУ підвищується сироватковий синдекан-1 (один з основних компонентів ендотеліального глікокаліксу). Поряд із пошкодженням ендотелію доведено збільшення рівня циркулюючих молекул міжклітинної адгезії 1 (ICAM-1), ендотеліну і фактора фон Віллебранда. Ендотеліальна клітина є не просто бар’єром, що відокремлює кров від паренхіматозних клітин, вона являє собою життєво важливий інтерфейс, який регулює оксигенацію, транспортування, проникність і тромбоутворення [3].
Хоча фібринолітична тимчасова фаза також спостерігається при ТУ, вона пригнічується продукцією інгібітору активації плазміногену 1-го типу. При тепловому ударі виявляється підвищений рівень PAI-1, а фібринолітичний стан переходить у гіпофібринолітичний при прогресуванні процесу.
Прокоагулянтна реакція є частиною захисту організму від різних ушкоджень і вважається поширеним явищем. ДВЗ-синдром зазвичай визначається як коагулопатія споживання, але початкова концепція ДВЗ-синдрому — це «системна активація згортання крові», що відбувається потенційно з ушкодженням ендотелію [16]. Порушення антикоагулянтної функції характеризується низькими рівнями антитромбіну і протеїну С, а їх зменшення корелює з тяжкістю захворювання. Ці природні антикоагулянти споживаються у відповідь на активацію коагуляції, пригнічення продукції та їх екстравазацію за рахунок підвищеної мембранної проникності [4, 17, 18]. При тепловому ударі системне запалення й термічне пошкодження ендотелію судин призводять до коагулофібринолітичної активації, включно з вивільненням тканинного активатора плазміногену (t-PA). Його надмірне вивільнення відразу ж після теплового впливу (за відсутності супутнього підвищення PAI-1) спричиняє гіперфібриноліз, який згодом пригнічується поступовим підвищенням PAI-1, що відіграє важливу роль у регуляції фібринолізу. Ця антифібринолітична речовина спричиняє швидкодіючу інактивацію плазміногену тканинного типу (t-PA), що вивільняється шляхом утворення стехіометричного комплексу 1 : 1 (комплекс тканинного активатора плазміногену — інгібітору активатора плазміногену (PAIC)). За нормальних умов PAI-1 у циркулюючій крові існує лише в невеликій кількості (< 40 нг/мл) і секретується ендотеліальними клітинами у відповідь на запальні реакції. Однак експресія PAI-1 відбувається після негайного вивільнення t-PA, спричиняючи дисбаланс цих двох молекул. Ця різниця в часі між відповідями t-PA і PAI-1 може призвести до гіперфібринолізу [7, 12].
PAI-1 являє собою загальну концентрацію активного антигену PAI-1 і комплексу тканинного активатора — інгібітору плазміногену (tPAIC). На ранній стадії ТУ гіперфібриноліз відбувається без супутнього збільшення PAI-1 і виявляється у разі виникнення схильності до кровотеч. Рівень антигену PAI-1 при цьому може залишатися низьким (можливо, через його уповільнену експресію). Крім того, низький рівень антигену PAI-1 може утворювати лише мінімальну кількість tPAIC, незважаючи на підвищене вивільнення t-PA, що призводить до зменшення рівня PAI-1. Ці гіперфібринолітичні стани можуть провокувати гіперпродукцію плазміну, що призводить до посиленого фібринолітичного ДВЗ-синдрому. Навпаки, у пізній фазі ТУ PAI-1 поступово збільшується настільки, що інактивує підвищений t-PA, після чого фібринолітична активація пригнічується [3, 10, 19].
Порушення згортання крові, спричинені зниженням рівня протеїну С, S і антитромбіну III, а також змінами в ендотелії судин, можуть прогресувати до дисемінованого внутрішньосудинного згортання [12, 17, 20].
Можна виділити три типи ДВЗ-синдрому — гіперфібринолітичний, гіпофібринолітичний і збалансований. При гіпофібринолітичному ДВЗ-синдромі часто розвиваються тромботичні ускладнення через надмірну продукцію інгібітору активатора плазміногену 1 (PAI-1), імовірно, індуковану пошкодженням ендотелію, що є природною реакцією на початкове вивільнення ендотеліальними клітинами тканинного активатора плазміногену [3, 21, 22]. Відповідний діагноз і лікування можуть різнитися залежно від типу ДВЗ-синдрому. Важливим моментом у лікуванні теплового удару є ретельний моніторинг зміни фенотипу ДВЗ-синдрому від посиленого до фібринолітичного, що пригнічується, залежно від балансу між початковою коагулофібринолітичною активацією і підвищенням PAI-1 [24, 25, 28].
Пов’язаний з тепловим ударом ДВЗ-синдром може виникати, коли підвищена температура крові сприяє зростанню проникності судин, що призводить до ексудації плазми, яка збільшує в’язкість крові [11].
Діагностичні критерії ДВЗ-синдрому були розроблені Міжнародним товариством тромбозу й гемостазу. Показники ДВЗ розраховувалися таким чином: кількість тромбоцитів < 100 × 109/л розцінювалася як 1 бал; < 50 × 109/л — як 2 бали; подовження ПЧ > 3 секунди оцінювалося в 1 бал, > 6 секунд — як 2 бали; фібриноген < 1,0 г/л, помірне підвищення продуктів деградації фібриногену/фібрину або D-димеру оцінювались у 2 бали, а значне підвищення — у 3 бали. ДВЗ-синдром діагностувався при сумі балів не менше за 5 [11].
Використовуючи традиційні доступні лабораторні тести, діагностувати ТУ-індуковану коагулопатію досить складно. Дійсно, підвищується частковий тромбопластиновий час, протромбіновий час, рівень фібриногену, кількість тромбоцитів, а специфічні факторні тести відображають лише окремі ланки коагуляційного каскаду [7]. Реакцію коагуляції можна виявити на ранній стадії ТУ до пошкодження тканин, що передбачає потенційну терапевтичну стратегію для діагностики, лікування й прогнозування перебігу ТУ [26].
Біомаркери коагуляції та запалення є багатообіцяючими, оскільки вони важливі в патогенезі, а температурні зміни впливають на коагуляційні тести. Тяжка гіпертермія може посилювати ферментативну активність факторів згортання крові, потенційно відбиваючи ступінь тяжкості загальної теплової травми [3].
Обмеженням для біомаркерів теплового удару є відсутність оптимального порогу й системи оцінки для визначення його тяжкості без фізичного навантаження з використанням маркерів коагуляції та запалення.
Зсуви в профілі популяції клітин крові можуть відкрити шлях для побудови унікального «відбитка пальця» факторів крові, що вказують на тепловий удар і ступінь його тяжкості [2].
Навіть якщо загальні маркери згортання суттєво не змінюються, ТУ можна діагностувати за підвищеними рівнями чутливих біомаркерів згортання крові (D-димер, комплекс «тромбін — антитромбін» і розчинний тромбомодулін) [2, 3]. У моделі гіпертермії на приматах підтверджується збільшення протромбінового часу, активованого часткового тромбопластинового часу (АЧТЧ), рівня D-димеру і прозапального цитокіну IL-6 у плазмі на тлі зниження тромбоцитів, що корелює з тяжкістю теплового удару. При цьому жодної кореляції між цитокінами, хемокінами й температурою тіла визначено не було. Рівні D-димеру й розчинного тромбомодуліну були підвищені при більш тяжкому тепловому ударі, а в таких випадках найбільш високий рівень маркерів органного ураження і рівень D-димеру знижувалися, що свідчило про потенційний фібринолізорезистентний тромбоз [2, 27].
Певне значення мають тести на коагуляцію. У клінічних дослідженнях повідомлялося про підвищення циркулюючих маркерів ушкодження ендотелію, таких як ангіотензинперетворюючий фермент, розчинний тромбомодулін і фактор фон Віллебранда [3–5].
Центральна температура, шкала коми Глазго, рН, рівень лактату, кількість тромбоцитів, протромбіновий час, рівень фібриногену, тропоніну I, аспартатамінотрансферази, загального білірубіну й креатиніну можуть служити корисними маркерами для прогнозування [28].
Кровотеча й коагулопатія є поширеними в пацієнтів з тепловою травмою, у 28 % випадків — зі значним дисемінованим внутрішньосудинним згортанням крові. ДВЗ є важливим прогностичним фактором смерті в пацієнтів з ТУ [7].
Димер пов’язаний з розщепленим плазміном фібрином. Високий рівень D-димеру є свідченням не лише тяжкого фібринолізу, але і його накопичення в печінці та розвитку ниркової недостатності, оскільки продукти деградації фібриногену/фібрину і D-димер метаболізуються в печінці й виводяться через нирки. Фрагментація еритроцитів становить < 10 % червоних клітин у картині крові, але це підтверджує докази щодо ДВЗ-синдрому [10, 29]. При тепловому ударі при фізичному навантаженні D-димери, цитокіни й міоглобін можуть бути предикторами органної дисфункції [3, 5]. Пацієнти з гіпокоагуляцією характеризуються вищою частотою розвитку тяжкого ТУ, вони довше перебували у відділенні інтенсивної терапії та взагалі в стаціонарі, мали вищий показник можливості розвитку синдрому поліорганної недостатності (СПОН), ніж при нормо- та гіперкоагуляції. Подовження АЧТЧ вважається фактором ризику тяжкого перебігу ТУ [7].
При ТУ без фізичного навантаження патологоанатомічне дослідження виявляє каспазозалежний апоптоз ендотеліальних клітин [3].
Максимальна амплітуда тромбоеластографії вважається раннім предиктором дисемінованого внутрішньосудинного згортання крові у хворих з тепловим ударом [11].
При патологоанатомічному розтині спостерігаються значне відкладення фібринових згустків, некроз, ознаки крововиливу й мікротромбози в кількох органах, що підтверджує діагноз ДВЗ-синдрому з одночасною дифузною кровотечею і СПОН [12, 30].
Початковий термоконтроль (швидке охолодження), поповнення електролітів і достатня гідратація для розведення циркулюючих токсичних речовин і захисту нирок є основними стратегіями при тепловому ударі фізичного навантаження. У пацієнтів зі зниженням центральної температури тіла до 38 °С протягом 3 годин після надходження до стаціонару відзначалася нижча частота ДВС-синдрому і більше виживання, ніж у пацієнтів зі стійкою гіпертермією тривалістю понад 3 години.
Пацієнтам, які успішно охолоджуються і переживають гіпертермічно-неврологічну фазу, притаманний високий ризик прогресування в гематолого-ферментативну й пізню печінково-ниркову фази. Таких пацієнтів належить лікувати в умовах інтенсивної терапії з багатопрофільною командою [9].
Оскільки запалення й коагуляція відіграють важливу роль у патофізіології теплового удару, протизапальна й антикоагулянтна терапія є раціональним доповненням до лікування. Гепарини є антикоагулянтами, що найчастіше використовуються, але вони зазвичай не призначаються для лікування ТУ, якщо немає клінічних проявів тромбозу. Так само немає доказів ефективності низькомолекулярного гепарину при загальній тепловій травмі [3].
Відомо, що тромбомодулін має антикоагулянтну й протизапальну дію. Таким же є ефект концентрату антитромбіну в аналогічній моделі. Рекомбінантний тромбомодулін зменшує пошкодження печінки, коагулопатію і смертність у моделі теплового удару в експерименті [3, 31].
Тромбомодулін і антитромбін III при коагулопатії внаслідок теплового удару регулюють негативний зворотний зв’язок коагуляції та інгібування цитокінів і HMGB1 (груповий блок високої рухливості 1), тобто білків, що відповідають за судинні пошкодження ендотеліальних клітин [10].
Обсерваційне клінічне дослідження на матеріалі загальнонаціональної бази даних стаціонарних хворих Японії показало потенційну ефективність концентрату антитромбіну й тромбомодуліну. Результат лікування концентратом антитромбіну або рекомбінантним тромбомодуліном показав значне зниження внутрішньолікарняної смертності в таких пацієнтів порівняно з тими, хто ці препарати не отримував [22]. Антикоагулянтна терапія з використанням рекомбінантного людського тромбомодуліну α (rh-TM-α) і концентрату антитромбіну III (ATIII) була особливо ефективна при ДВЗ-синдромі з пригніченим фібринолітичним фенотипом у пізній фазі.
При додаванні концентрату ATIII рівень розчинного фібриногену знижується, а ПЧ помітно покращується паралельно з поступовим збільшенням кількості тромбоцитів. Комбінована терапія антикоагулянтами пригнічувала гіперкоагуляцію, яка виникає в пізній фазі теплового удару, що призводило до зменшення вираженості СПОН, у тому числі тяжкої печінкової недостатності. Автори застосовували rh-TM-α в дозі, рекомендованій для ДВЗ-синдрому, — 380 ОД/кг/день, яку при гострому пошкодженні нирок зменшували до 130 ОД/кг/добу [19].
Ефективність кортикостероїдів при спричиненій ТУ коагулопатії досі не підтверджена. На моделі теплового удару в приматів дексаметазон послаблював активацію комплементу з підвищенням артеріального тиску, але пошкодження тканин і дисфункції системи органів були більш глибокими. У систематичному дослідженні повідомлялося, що кортикостероїди, якщо вони були застосовані до або на початку теплового стресу, знижували смертність і зменшували органну дисфункцію. Перевага у виживанні була найбільшою, коли введення стероїдів передувало тепловому стресу [3, 32].
Відповідно до рекомендацій щодо лікування ДВЗ-синдрому переливають велику кількість свіжозамороженої плазми й тромбоцитів із транексамовою кислотою, тобто антифібринолітичним засобом, що зменшує схильність до кровотеч (1000 мг). У Японії використовують концентрат rh-TM-α та ATIII, які доступні для лікування ДВЗ-синдрому, оскільки кілька клінічних досліджень довели їх ефективність [26, 33], або рекомбінантний фактор VIIa [2].
На моделі теплового удару в щурів було доведено, що інфузія високої дози (5–20 мг/кг) активованого протеїну С знижувала рівень TNF-α, зменшувала гіпотензію, церебральну ішемію й гіпоксію і подовжувала час виживання [3]. Навпаки, внутрішньовенне введення низьких доз активованого протеїну С (24 мкг/кг/год) не зменшувало коагуляційні й фібринолітичні розлади та споживання тромбоцитів на моделі теплового удару в приматів [22]. Застосування протеїну С концентрує та інгібує шлях тканинного фактора, тому в пацієнтів з тяжким сепсисом його використання не рекомендується через невизначеність його ефективності та високий ризик розвитку кровотеч [10].
Судинні пошкодження нервової системи є серйозною проблемою при тепловому ударі. Існують повідомлення, що трансплантація мезенхімальних стовбурових клітин покращує неврологічну функцію, а її ефективність і молекулярні механізми інтенсивно досліджуються. В експерименті в пролікованих тварин було визначено зниження TNF-α, IL-6, гістону H3 і зменшення летальності. У подальшому очікується розробка цих нових методів лікування.
Оскільки гем, вилучений з пошкодженого м’яза, сприяє органним ушкодженням, усунення його токсичності може забезпечити органозахисний ефект. Гемоксигеназа-1, також відома як білок теплового шоку, являє собою індуковану гемоксигеназу, що катаболізує гем. Ефект гемоксигенази-1 було вивчено на тваринних моделях; проте клінічні випробування ще належить провести. Альтернатива — гемопексин (інший фізіологічний білок, що нейтралізує гем), що може відігравати аналогічну захисну роль; існують повідомлення про його захисну дію на ендотеліальні клітини судин. Необхідні подальші дослідження специфічного лікування, спрямованого на гем [3, 5].
Крім того, у разі теплового удару при фізичному навантаженні також буде корисним усунення токсичних речовин, що виділяються з рабдоміоцитів [4]. Рекомендується облужнювання крові до рН сечі 8,5 і використання плазмаферезу [34, 35].
Тромбоцитопенія коригується за допомогою переливання тромбоцитарної маси, кількість тромбоцитів слід підтримувати на рівні вище за 50 × 109/л [30].
Передбачалось, що дезагреганти надаватимуть благотворний вплив на результати лікування в пацієнтів відділення інтенсивної терапії в ретроспективному аналізі, але занадто рано рекомендувати їх рутинне використання [30].
Щодо антипіретиків, то немає даних, які підтверджують доцільність використання нестероїдних протизапальних препаратів при тепловому ударі [21, 22]: при ТУ вони неефективні й можуть обтяжити коагулопатію та ушкодження органів-мішеней [9].
Конфлікт інтересів. Автори заявляють про відсутність конфлікту інтересів і власної фінансової зацікавленості при підготовці даної статті.
Отримано/Received 16.12.2022
Рецензовано/Revised 03.01.2023
Прийнято до друку/Accepted 06.01.2023