Аннотация
Эндотелиопатия имеет существенное значение в патогенезе ожоговой болезни, во многом обусловливая её течение и исход.
Цель исследования — оценка прогностических возможностей биологических маркёров эндотелиальной дисфункции и деградации гликокаликса при развитии «раннего» сепсиса у пациентов с тяжёлой ожоговой травмой.
Материал и методы. Концентрация синдекана-1 (СД-1), растворимого тромбомодулина (рТМ) и активность антитромбина III (ATIII) в плазме крови определена у 35 пациентов (28 мужчин и 7 женщин) средней возрастной группы (43±16 года), получивших термическую травму площадью более 32% (49,4±18,3) поверхности тела, сопровождающуюся развитием
ожогового шока, из них у 7 человек развился «ранний сепсис». Взятие крови проводили на 1, 2 3, 6 и 11-е сутки после ожога.
Взаимосвязь уровня компонентов гликокаликса в плазме крови с клинической картиной ожоговой болезни оценивали с использованием критерия Спирмена и γ. Прогностическую роль СД-1, рТМ и активности ATIII оценивали при помощи ROC-анализа.
Результаты. Тяжёлая термическая травма вызывает выраженное повреждение гликокаликса. На протяжении всего изучаемого периода отмечалось статистически значимое изменение уровня СД-1, рТМ и АТIII по сравнению с контролем, более
выраженные нарушения отмечались в группе с сепсисом. Корреляционный анализ показал, что уровни СД-1, рТМ, АТIII со
средней и высокой силой сопряжены с тяжестью термической травмы, развитием «раннего» сепсиса и неблагоприятным
исходом ожоговой болезни. С применением ROC анализа установлено, что повышение концентрации в плазме рТМ≥36,6 пг/л
на 2-е сутки после ожога, СД-1 ≥5,0 нг/л на 3-и сутки и снижение активности ATIII≤58% на 2-е сутки является типичным
для развития сепсиса в острый период ожоговой болезни.
Заключение. Тяжёлая термическая травма приводит к развитию выраженной эндотелиальной дисфункции и деградации гликокаликса. Биологические маркёры данных процессов регистрируются на протяжении всего острого периода ожоговой болезни, их уровень коррелирует с тяжестью травмы, развитием «раннего» сепсиса и неблагоприятным исходом. Концентрации
СД-1и рТМ, активность АТIII имеют предикторную ценность при развитии «раннего» сепсиса у тяжелообожжённых
Annotation
Endotheliopathy is of significant importance in the pathogenesis of burn disease, largely determining its course and outcome.
Objective: to study the prognostic capabilities of biological markers of endothelial dysfunction and glycocalyx degradation in the
development of “early” sepsis in patients with severe burn injury.
Material and methods. The concentration of syndecan-1 (SD-1), soluble thrombomodulin (sTM) and the activity of antithrombin III
(ATIII) in plasma was determined in 35 patients (28 men and 7 women) of the middle age group (43±16 years), who received a thermal
injury more than 32% (49.4±18.3) of the body surface, accompanied by the development of burn shock, of which 7 people developed
“early sepsis”. Blood sampling was carried out on days 1, 2, 3, 6 and 11 after the burn. The relationship between the level of glycocalyx components in blood plasma and the clinical picture of burn disease was assessed using Spearman’s test and γ. The prognostic
role of T1DM, rTM and ATIII activity was assessed using ROC analysis.
Results. Severe thermal injury causes severe damage to the glycocalyx. Throughout the entire study period, there was a statistically
significant change in the levels of DM-1, rTM and ATIII compared to the control; more pronounced disorders were noted in the group with sepsis. Correlation analysis showed that the levels of CD-1, rTM and ATIII with medium and high strength are associated with the
severity of thermal injury, the development of “early” sepsis and the unfavorable outcome of burn disease. Using ROC analysis, it was
found that an increase in plasma concentration of rTM ≥ 36.6 pg/l on the 2nd day after the burn, CD-1 ≥5.0 ng/l on the 3rd day and a
decrease in ATIII activity ≤58% on Day 2 is typical for the development of sepsis in the acute period of burn disease.
Conclusion. Severe thermal injury leads to the development of severe endothelial dysfunction and degradation of the glycocalyx.
Biological markers of these processes are recorded throughout the entire acute period of burn disease, their level correlates with the
severity of the injury, the development of “early” sepsis and unfavorable outcome. Concentrations of CD-1 and rTM, as well as ATIII
activity, have predictive value in the development of “early” sepsis in severely burned patients.
Key words: endotheliopathy; glycocalyx; syndecan-1; thrombomodulin; ATIII; burn
Список литературы
ЛИТЕРАТУРА ( п п . 3, 5-26, 29-35, 37 с м .
REFERENCES)
1. Алексеев А.А., Крутиков М.Г., Бобровников А.Э. Сепсис у обожженных: вопросы диагностики профилактики и лечения. Инфекция и антимикробная терапия. 2001; 3: 74-6.
2. Вазина И.Р., Бугров С.Н. Ожоги: от чего погибают пострадавшие? Нижегородские ведомости медицины. 2008; 9: 58-62.
4. Преснякова М. В. Информационная значимость гемостазиологических нарушений при развитии «раннего» сепсиса у тяжелообожжённых. Экология человека. 2013; 3: 46-53.
27. Багин В.А., Руднов В.А., Коробко И.А., Вейн В.И., Астафьева
М.Н. Валидация прогностических индексов у взрослых пациентов с ожоговой травмой. Анестезиология и реаниматология. 2018;
3: 64-70. DOI: 10.17116/anaesthesiology201803164.
28. Папаян Л. П., Барышев Б. А. Особенности патогенеза и диагностики ДВС-синдрома. Материалы 2-й научно-практической конференции «Актуальные проблемы гемостазиологии». Архангельск:
Северный государственный медицинский университет; 2002: 82-
95.
36. Преснякова В. И. Загреков Е. А. Галова Е.А., Пушкин А.С., Ашкинази В.И., Костина О.В. Диагностическая и прогностическая значимость определения компонентов эндотелиального гликокаликса
у пациентов с тяжелыми ожогами. Современные проблемы науки
и образования. 2022; 4: 121. DOI: 10.17513/spno.31966.
38. Редкин И.В., Лопатин А.Ф., Скрипкин Ю.В., Самойленко В.В.,
Лихванцев В.В. Определение уровня антитромбина позволяет
прогнозировать клинические исходы сепсиса. Вестник анестезиологии и реаниматологии. 2018; 15(3): 41-6. DOI: 10.21292/2078-
5658-2018-15-3-41-46
REFERENCES
1. Alekseev A.A., Krutikov M.G., Bobrovnikov A.E. Sepsis in burnt
patients: issues of diagnosis, prevention and treatment. Infektsiya i
antimikrobnaya terapiya. 2001; 3: 74-6. (in Russian)
2. Vazina I. R., Bugrov S. Burns: what causes victims to die?
Nizhegorodskie vedomosti meditsiny. 2008; 9: 58-62. (in Russian)
3. Greenhalgh D.G. Sepsis in the burn patient: a different problem than
sepsis in the general population. Burn. Trauma. 2017; 5: 23. DOI:
10.1186/s41038-017-0089-5.
4. Presnyakova M.V. Informational significance of hemostasiological
disorders in the development of “early” sepsis in severely burned
patients. Ekologiya cheloveka. 2013; 3: 46-53. (in Russian)
5. Zhang P., Zou B., Liou Y.C., Huang C. The pathogenesis and diagnosis
of sepsis post burn injury. Burns Trauma. 2021; 9:tkaa047. DOI:
10.1093/burnst/tkaa047.
6. Shi Y., Ji S., Xu Y., Ji .J, Yang X., Ye B., Lou J., Tao T. Global trends
in research on endothelial cells and sepsis between 2002 and 2022:
A systematic bibliometric analysis. Heliyon. 2023; 10(1): e23599.
DOI: 10.1016/j.heliyon.2023.e23599.
7. Iba T., Levy J.H. Derangement of the endothelial glycocalyx in
sepsis. J. Thromb. Haemost. 2019 Feb; 17(2): 283-94. DOI: 10.1111/
jth.14371. Epub 2019 Feb 3. PMID: 30582882.
8. Belousoviene E., Kiudulaite I., Pilvinis V., Pranskunas A. Links
between endothelial glycocalyx changes and microcirculatory
parameters in septic patients. Life (Basel). 2021; 11(8): 790. DOI:
10.3390/life11080790.
9. Barry M., Pati S. Targeting repair of the vascular endothelium
and glycocalyx after traumatic injury with plasma and platelet
resuscitation. Matrix Biol. Plus. 2022; 14:100107. DOI: 10.1016/j.
mbplus.2022.100107.
10. Mihajlovic D.M., Lendak D.F., Draskovic B.G., Mikic A.S.,
Mitic G.P., Cebovic T.N., Brkic S.V. Thrombomodulin is a strong
predictor of multiorgan dysfunction syndrome in patients with
sepsis. Clin. Appl. Thromb. Hemost. 2015; 21(5): 469-74. DOI:
10.1177/1076029613508600.
11. Yung S., Chan T.M. Endothelial cell activation and glycocalyx shedding
— potential as biomarkers in patients with lupus nephritis. Front.
Immunol. 2023; 14: 1251876. DOI: 10.3389/fimmu.2023.1251876.
12. Teng Y.H., Aquino R.S., Park P.W. Molecular functions of syndecan-1
in disease. Matrix Biol. 2012; 31(1): 3-16. DOI: 10.1016/j.
matbio.2011.10.001.
13. Luker J.N., Vigiola Cruz M., Carney B.C., Day A., Moffatt L.T.,
Johnson L.S., Shupp J.W. Shedding of the endothelial glycocalyx
is quantitatively proportional to burn injury severity. Ann. Burns
Fire Disasters. 2018; 31(1): 17-22. PMID: 30174566; PMCID:
PMC6116655.
14. Shirai Y., Uwagawa T., Shiba H., Shimada Y., Horiuchi T., Saito N.,
Furukawa K., Ohashi T., Yanaga K. Recombinant thrombomodulin
suppresses tumor growth of pancreatic cancer by blocking thrombininduced PAR1 and NF-κB activation. Surgery. 2017; 161(6): 1675-82.
DOI: 10.1016/j.surg.2016.12.008.
15. Johansson P.I., Stensballe J., Rasmussen L.S., Ostrowski S.R. A
high admission syndecan-1 level, a marker of endothelial glycocalyx
degradation, is associated with inflammation, protein C depletion,
fibrinolysis, and increased mortality in trauma patients. Ann. Surg.
2011; 254(2): 194-200. DOI: 10.1097/SLA.0b013e318226113d.
16. Uchimido R., Schmidt E.P., Shapiro N.I. The glycocalyx: a novel
diagnostic and therapeutic target in sepsis. Crit. Care. 2019; 23(1):
16. DOI: 10.1186/s13054-018-2292-6.
17. Wei S., Gonzalez Rodriguez E., Chang R., Holcomb J.B., Kao L.S.,
Wade C.E. et.al. Elevated syndecan-1 after trauma and risk of sepsis:
a secondary analysis of patients from the pragmatic, randomized
optimal platelet and plasma ratios (PROPPR) Trial. J. Am. Coll. Surg.
2018; 227(6): 587-95. DOI: 10.1016/j.jamcollsurg.2018.09.003.
18. Rehm M., Bruegger D., Christ F., Conzen P., Thiel M., Jacob
M., Chappell D. et al. Shedding of the endothelial glycocalyx in
patients undergoing major vascular surgery with global and regional
ischemia. Circulation. 2007; 116(17): 1896-1906. DOI: 10.1161/
CIRCULATIONAHA.106.684852.
19. Giri H., Biswas I., Rezaie A.R. Thrombomodulin: A multifunctional
receptor modulating the endothelial quiescence. J. Thromb. Haemost.
2024; 22: 905-14. DOI: 10.1016/j.jtha.2024.01.006.
20. Zhou G., Liu J., Zhang H., Wang X., Liu D. Elevated endothelial
dysfunction-related biomarker levels indicate the severity and predict
sepsis incidence. Sci. Rep. 2022; 12(1): 21935. DOI: 10.1038/
s41598-022-26623-y.
21. Van Dreden P., Rousseau A., Savoure A., Lenormand B., Fontaine S.,
Vasse M. Plasma thrombomodulin activity, tissue factor activity and
high levels of circulating procoagulant phospholipid as prognostic
factors for acute myocardial infarction. Blood Coagul. Fibrinolysis.
2009; 20(8): 635-41. DOI: 10.1097/MBC.0b013e32832e05dd.
22. Nomura E., Kohriyama T., Kozuka K., Kajikawa H., Nakamura S.,
Matsumoto M. Significance of serum soluble thrombomodulin level
in acute cerebral infarction. Eur. J. Neurol. 2004; 11(5): 329-34.
DOI: 10.1111/j.1468-1331.2004.00776.x.
23. Hanly A.M., Winter D.C. The role of thrombomodulin in malignancy.
Semin. Thromb. Hemost. 2007; 33(7): 673-9. DOI: 10.1055/s-2007-
991969.
24. Keyloun J.W., Le T.D., Pusateri A.E., Ball R.L., Carney B.C.,
Orfeo T. et al. Circulating syndecan-1 and tissue factor pathway
inhibitor, biomarkers of endothelial dysfunction, predict mortality
in burn patients. Shock. 2021; 56(2): 237-44. DOI: 10.1097/
SHK.0000000000001709.
25. Okamoto H., Muraki I., Okada H., Tomita H., Suzuki K., Takada C.
et al. Recombinant antithrombin attenuates acute respiratory distress
syndrome in experimental endotoxemia. Am. J. Pathol. 2021; 191(9):
1526-36. DOI: 10.1016/j.ajpath.2021.05.015.
26. Schlömmer C., Brandtner A., Bachler M. Antithrombin and its role
in host defense and inflammation. Int. J. Mol. Sci. 2021; 22(8): 4283.
DOI: 10.3390/ijms22084283.
27. Bagin V.A., Rudnov V.A., Korobko I.A., Vejn V.I., Astaf’eva M.N
Validation of prognostic indices in adult patients with burn injury.
Anesteziologiya i reanimatologiya. 2018; 3: 64-70. DOI: 10.17116/
anaesthesiology201803164. (in Russian)
28. Papayan L.P., Bary`shev B.A. Features of the pathogenesis and
diagnosis of DIC syndrome. Materialy` 2 nauchno-prakticheskoy
konferentsii «Aktual`ny`e problemy` gemostaziologii».
Arkhangel`sk: Severnyi gosudarstvennyi meditsinskiy universitet;
2002: 82-95. (in Russian)
29. Yoon J., Kym D., Hur J., Cho Y.S., Chun W., Yoon D. Longitudinal
profile of routine biomarkers for mortality prediction using
unsupervised clustering algorithm in severely burned patients: a
retrospective cohort study with prospectively collected data.Ann. Surg.
Treat. Res. 2023; 104(2): 126-35. DOI: 10.4174/astr.2023.104.2.126.
30. Martin L., Koczera P., Zechendorf E., Schuerholz T. The endothelial
glycocalyx: new diagnostic and therapeutic approaches in sepsis.
Biomed. Res. Int. 2016; 2016: 3758278. DOI: 10.1155/2016/3758278.
31. Levi M. The coagulant response in sepsis and inflammation.
Hamostaseologie. 2010 Jan; 30(1):10-2, 14-6. PMID: 20162247.
32. Rahbar E., Cardenas J.C., Baimukanova G., Usadi B., Bruhn R., Pati S. et al. Endotelial glycocalyx shedding and vascular permeability in
severely injured trauma patients. J. Transl. Med. 2015; 13: 117. DOI:
10.1186/s12967-015-0481-5.
33. Gonzalez Rodriguez E., Ostrowski S.R., Cardenas J.C., Baer L.A.,
Tomasek J.S., Henriksen H.H. et al. Syndecan-1: A Quantitative
Marker for the Endotheliopathy of Trauma. J. Am. Coll. Surg. 2017;
225(3): 419-27. DOI: 10.1016/j.jamcollsurg.2017.05.012.
34. Iba T., Levy J.H., Thachil J., Susen S., Levi M., Scarlatescu E.
Communication from the scientific standardization committees of
the international society on thrombosis and haemostasis on vascular
endothelium-related biomarkers in disseminated intravascular
coagulation. J. Thromb. Haemost. 2023; 21(3): 691-9. DOI:
10.1016/j.jtha.2022.11.032.
35. Lin J.J., Hsiao H.J., Chan O.W., Wang Y., Hsia S.H., Chiu C.H.
Increased serum thrombomodulin level is associated with disease
severity and mortality in pediatric sepsis. PLoS One. 2017; 12(8):
e0182324. DOI: 10.1371/journal.pone.0182324.
36. Presnyakova V.I. Zagrekov E.A. Galova E.A., Pushkin A.S.,
Ashkinazi V.I., Kostina O.V. Diagnostic and prognostic significance of
determining the components of the endothelial glycocalyx in patients
with severe burns. Sovremennye problemy nauki i obrazovaniya.
2022; 4: 121. DOI: 10.17513/spno.31966. (in Russian)
37. Yarimizu K., Nakane M., Onodera Y., Matsuuchi T., Suzuki
H., Yoshioka M., Kudo M., Kawamae K. Prognostic value of
antithrombin activity levels in the early phase of intensive care: a
2-center retrospective cohort study. Clin. App. Thromb. Hemost. 2023;
29: 1-9. DOI: 10.1177/10760296231218711.
38. Redkin I.V., Lopatin A.F., Skripkin Yu.V., Samoylenko V.V.,
Likhvantsev V.V. Determination of antithrombin levels allows
predicting clinical outcomes of sepsis. Vestnik anesteziologii i
reanimatologii. 2018; 15(3): 41-6. DOI: 10.21292/2078-5658-2018-
15-3-41-46. (in Russian)