Карбонилированные белки - ранние предикторы ОПП, ОСН и системного воспалительного ответа у больных после операций на сердце

1. КАРБОНИЛИРОВАННЫЕ БЕЛКИ - РАННИЕ ПРЕДИКТОРЫ ОПП, ОСН И СИСТЕМНОГО ВОСПАЛИТЕЛЬНОГО ОТВЕТА У БОЛЬНЫХ ПОСЛЕ ОПЕРАЦИЙ НА СЕРДЦЕ.

Филипповская Ж.С., Забелина Т.С., Гребенчиков О.А. ,
Зиновкин Р.А., Лихванцев В.В.

2.

3. Работа выполнена на базе

• ГБУЗ МО МОНИКИ им. М.Ф.
Владимирского
• НИИ физико-химической
биологии МГУ им. М.В.
Ломоносова

4. Окислительный стресс

• Под окислительным стрессом
обычно понимают совокупность
событий, приводящих к
высокому уровню содержания
активных форм кислорода (АФК)
в организме.
Barzegar Amiri Olia, Schiesser C. H. and M. K. Taylor. New reagents for detecting
free radicals and oxidative stress // Organic & Biomolecular Chemistry. – 2014. Vol. 12 – P. 6757-6766.

5. Окислительный стресс

• В настоящее время окислительный стресс
рассматривается как одна из основных
причин возникновения осложнений
послеоперационного периода.
Ng C.S., Wan S. “Limiting inflammatory response to cardiopulmonary bypass: pharmaceutical
strategies //Current Opinion in Pharmacology,. – 2012. - Vol.12, № 2. - P.155–159
• Suleiman M.S., Zacharowski K., Angelini G. D. Inflammatory response and cardioprotection
during open-heart surgery: the importance of anaesthetics // British Journal of Pharmacology
. – 2008. - Vol. 53, №1. - P. 21–33. .

6.

Гипоксия / реоксигенация
Активация
эндогенных
антиоксидантных
систем
Стрессоустойчивость
ROS
Митоптоз
Некроз
Апоптоз
Дегенерация
ткани
Системное
воспаление
Смерть организма

7. Механизм цитотоксического эффекта АФК.

8. Карбонилирование белков

• Карбонилирование белков – реакции
присоединения карбонильной группы (C=O)
к аминокислотным остаткам белков.
• Карбонилирование белков происходит в
результате окислительного стресса и
приводит к их необратимому
функциональному и структурному
повреждению.

9. Образование белковых карбонилов

• Активные формы кислорода (АФК) могут
непосредственно окислять
аминокислотные остатки лизина, аргинина,
пролина и треонина.
• Продукты окисления полиненасыщенных
жирных кислот (PUFA) также могут
модифицировать белки, образуя белковые
карбонилы.

10.

Journal of Biological
Chemistry, 283, 218
37-21841.

11. Карбонилирование белков

• Умеренно карбонилированные белки
подвергаются деградации протеасомой.
• Значительно карбонилированные белки
образуют агрегаты, которые не могут быть
уничтожены протеазами и приводят к
повреждению клеток и тканей.

12. ГИПОТЕЗА

• Мы предположили что степень
выраженности
окислительного
стресса связана с возникновением
органной
дисфункции
у
кардиохирургических больных в
послеоперационном периоде.

13.

• В исследование было включено 67
кардиохирургических пациентов
• У всех пациентов определялся уровень
карбонилированных белков на 4-х этапах
• карбонилы I - уровень карбонилированных
белков после индукции анестезии,
• карбонилы II - уровень карбонилированных
белков после окончания операции,
• карбонилы III - уровень карбонилированных
белков через 24 после окончания операции,
• карбонилы IV - уровень карбонилированных
белков через 72 часа после окончания операции

14. Характеристика групп

Всего
n
Пол, М
ФВ, %
Возраст (г)
Время ИК
67
58 (86,5%)
60±10
60±9
112±30
Клапанная
АКШ без ИК АКШ+ИК
хирургия
17
13 (68%)
67±8
53±11
115±30
21
16 (80%)
60±9
62±9
--
29
16 (80%)
60±9
61±10
110±20
р
(поправка
Бонферрони)
<0,017
<0,017
0,0167
<0,017

15. Критерий ССВО

Два или более:
Температура тела ниже 36°C или выше 38°C
Частота сердечных сокращений более 90 в
минуту
Одышка с ЧДД более 20 в минуту; или
парциальное давление двуокиси углерода в
артериальной крови ниже 32 mmHg
Число лейкоцитов менее 4х109/л или более
12х109/л; или наличие более 10% незрелых
нейтрофилов
Высокий показатель прокальцитонина

16. Острое повреждение почек (ОПП)

Стадия «R» - Risc по шкале RIFLE
Повышение креатинина плазмы более 50%
от исходных значений

17. Острая сердечная недостаточность

Определена как потребность в инфузии
инотропных
препаратов
(адреналин,
добутамин)
в
дозе,
эквивалентной
5 мкг/кг*мин добумина или более, на
протяжении не менее 6 часов после операции.
Шкала вазопрессорно-инотропной
поддержки считали по формуле IS:
Добутамин(мкг/кг*мин)+Допамин(мкг/кг*мин)
+100×Адреналин(мкг/кг*мин).

18. Частота развития послеопарационных осложнений

• Системная воспалительная реакция
I. Операции на клапанах - 71%
II. АКШ с ИК – 48%
III. АКШ без ИК – 45%
Острое почечное повреждение
I. Операции на клапанах – 47%
II. АКШ с ИК – 32%
III. АКШ без ИК – 24%
Острая сердечная недостаточность
I. Операции на клапанах – 65%
II. АКШ с ИК – 52%
III. АКШ без ИК – 24%

19. Динамика уровня карбонилированных белков в периоперационном периоде

0,95
0,90
0,85
нмоль/мг
0,80
0,75
0,70
Клапаны
0,65
0,60
АКШ с ИК
0,55
АКШ без ИК
0,50
до операции
после операции
24 ч
72 ч

20. ROC-кривые: чувствительность и специфичность риска развития СВР

100
90
80
Sensitivity
70
60
AUC
50
40
Карбонилы I
Карбонилы II
Карбонилы III
Карбонилы IV
30
20
10
0
0
10
20 30
40 50 60
100-Specificity
70 80
90 100
Карбонилы
_I
Карбонилы
_II
Карбонилы
_III
Карбонилы
_IV
0,591
0,682
0,655
0,612

21. ROC-кривые: чувствительность и специфичность риска развития СВР

100
90
80
70
AUC
60
50
40
30
Карбонилы I
Карбонилы II
Карбонилы III
Карбонилы IV
20
10
0
0
10
20
30
40
50
60
100-Specificity
70
80
90 100
Карбонилы_I
0,519
Карбонилы_II
0,81
Карбонилы_III
0,791
Карбонилы_IV
0,745

22. ROC-кривые: чувствительность и специфичность риска развития СН

Sensitivity
ROC-кривые: чувствительность и
специфичность риска развития СН
100
90
80
AUC
70
Карбонилы_I
Карбонилы_II
Карбонилы_III
Карбонилы_IV
60
50
40
30
Карбонилы I
Карбонилы II
Карбонилы III
Карбонилы IV
20
10
0
0
10
20
30
40 50 60 70
100-Specificity
80
90
100
0,549
0,826
0,775
0,706

23. «Точка баланса» (пороговое значение) между чувствительностью и специфичностью при прогнозировании риска развития СВР по уровню

карбонилов в плазме крови
пациентов по окончании операции.
Чувствительность 60%
Специфичность 59%
AUC 0,69
Точка CutOff >0,85 нмоль/мг

24. «Точка баланса» (пороговое значение) между чувствительностью и специфичностью при прогнозировании риска развития ОПП по уровню

карбонилов (карбонилы II) в
плазме крови пациентов по окончании операции.
120
Чувствительность 64%
100
Специфичность 72%
80
Sensitivity
60
Specificity
AUC 0,77
40
Точка CutOff >0,86
20
≥0,42
>0,54
>0,55
>0,67
>0,71
>0,76
>0,78
>0,82
>0,84
>0,86
>0,87
>0,88
>0,93
>0,94
>0,97
>0,98
>0,99
>1,02
>1,03
>1,05
>1,14
>1,29
>1,38
0

25. «Точка баланса» (пороговое значение) между чувствительностью и специфичностью при прогнозировании риска развития СН по уровню

карбонилов (карбонилы II) в
плазме крови пациентов по окончании операции.
120
Чувствительность 66%
100
Специфичность 69%
80
Sensitivity
60
Specificity
AUC 0,79
40
Точка СutOff >0,87
20
0
≥0,42 >0,55 >0,65 >0,71 >0,74 >0,78 >0,82 >0,86 >0,88 >0,94 >0,98 >1,37

26. Оценка частоты композитных осложнений после кардиохирургических операций

27. Результаты

• процессе
проведения
настоящего
исследования
установлена
значимая
корреляция выраженности ОС, оцениваемого
по уровню карбонилированных пептидов в
плазме крови, и композитной частоте
развития п/о осложнений (СВР, ОПН и ОСН) в
кардиохирургии. Таким образом, можно
предположить, что ОС является одним из
механизмов, ответственных за развитие
изучаемых осложнений.

28. Выводы

• В результате проведенного
исследования впервые
подтверждена важная роль
оксидативного стресса в
развитии СВР, ОПН и ОСН в
клинике.

29. Выводы

• Проведенное исследование
имеет прямое практическое
применение: уровень
карбонилов в плазме крови в
первый час после операций на
сердце является хорошим
предиктором развития СВР, ОПН
и ОСН.

30.

Спасибо за внимание!