Альманах клинической медицины. 2018; 46: 672-681
Оценка морфофункционального состояния тромбоцитов периферической крови при сепсисе
https://doi.org/10.18786/2072-0505-2018-46-7-672-681Аннотация
Актуальность. Сепсис – тяжелое жизнеугрожающее состояние, характеризующееся комплексным нарушением функции внутренних органов и систем, в частности, диcрегуляцией тромбоцитарного и коагуляционного звеньев системы гемостаза.
Цель – оценить характер нарушений морфофункционального состояния тромбоцитов при развитии сепсиса и синдрома полиорганной недостаточности с использованием когерентной интерференционной микроскопии.
Материал и методы. В одноцентровое проспективное обсервационное исследование было включено 78 пациентов, поступивших в стационар с абдоминальным сепсисом, у 40 из них диагностировано развитие синдрома полиорганной недостаточности. Причинами сепсиса у 55 больных был перитонит различной этиологии, у 23 – панкреонекроз в стадии гнойно-септических осложнений. В качестве контрольной группы были привлечены 25 соматически здоровых человек. Для витальной оценки морфофункционального состояния тромбоцитов использовали когерентную интерференционную микроскопию, параллельно анализировали результаты рутинной коагулограммы и агрегатограммы.
Результаты. В группе больных с сепсисом (n = 38) по сравнению с контролем выявлено повышение уровня фибриногена (4,5 ± 1 г/л, p = 0,0001) на фоне незначительной тромбоцитопении (238 ± 12 × 109/л, p = 0,0001). Агрегационная активность тромбоцитов была также повышена (48 ± 3%, p = 0,0001). Исследование популяции циркулирующих тромбоцитов методом когерентной интерференционной микроскопии показало прогрессирующее увеличение средних в популяции морфоденситометрических параметров клеток: диаметра (p = 0,0002), периметра (p < 0,0001) и площади (p = 0,0002), снижение средних значений фазовой высоты (p = 0,0002) и объема (p = 0,0002). Отмечено увеличение доли активированных клеток до 41% (против 33% у здоровых людей) и дегенеративно измененных до 8%. При развитии тяжелой формы сепсиса, осложненной полиорганной недостаточностью, у больных (n = 40) по сравнению со здоровым контролем происходило истощение компенсаторных механизмов и развитие коагулопатии потребления: удлинение активированного частичного тромбопластинового времени до 57 ± 2 с (p = 0,0001), увеличение протромбинового индекса до 117 ± 4 (p = 0,0025), уменьшение уровня фибриногена до 1,6 ± 2 г/л (p = 0,0001) и тромбоцитов до 110 ± 9 × 109/л (p = 0,0001), снижение их агрегационной способности до 24 ± 3% (p = 0,0001). По данным когерентной фазовой микроскопии характер изменения морфоденситометрических параметров был аналогичным таковому в основной группе, но более выраженным. Доля активированных клеток составила 43%, доля дегенеративно измененных и функционально неполноценных тромбоцитов – 15%. Установлены статистически значимые корреляции между морфоденситометрическими показателями тромбоцитов и основными параметрами агрегатограмм при использовании в качестве индукторов аденозина дифосфата и коллагена.
Заключение. На фоне развития сепсиса происходят выраженные изменения морфофункциональной картины тромбоцитов периферической крови, которые прогрессируют по мере отягощения состояния. Метод когерентной интерференционной микроскопии позволяет в режиме реального времени оценить морфологические особенности и функциональное состояние циркулирующих тромбоцитов. Для валидации результатов применения этого метода необходимы дальнейшие исследования.
Список литературы
1. Tsalik EL, Jaggers LB, Glickman SW, Langley RJ, van Velkinburgh JC, Park LP, Fowler VG, Cairns CB, Kingsmore SF, Woods CW. Discriminative value of inflammatory biomarkers for suspected sepsis. J Emerg Med. 2012;43(1):97–106. doi: 10.1016/j.jemermed.2011.05.072.
2. Singer M, Deutschman CS, Seymour CW, Shankar-Hari M, Annane D, Bauer M, Bellomo R, Bernard GR, Chiche JD, Coopersmith CM, Hotchkiss RS, Levy MM, Marshall JC, Martin GS, Opal SM, Rubenfeld GD, van der Poll T, Vincent JL, Angus DC. The Third International Consensus Defnitions for Sepsis and Septic Shock (Sepsis-3).JAMA. 2016;315(8):801–10. doi: 10.1001/jama.2016.0287.
3. Garraud O, Hamzeh-Cognasse H, Pozzetto B, Cavaillon JM, Cognasse F. Bench-to-bedside review: Platelets and active immune functions – new clues for immunopathology? Crit Care. 2013;17(4):236. doi: 10.1186/cc12716.
4. Vieira-de-Abreu A, Campbell RA, Weyrich AS, Zimmerman GA. Platelets: versatile effector cells in hemostasis, inflammation, and the immune continuum. Semin Immunopathol. 2012;34(1): 5–30. doi: 10.1007/s00281-011-0286-4.
5. Серебряная НБ, Якуцени ПП, Климко НН. Роль тромбоцитов в патогенезе бактериальных инфекций. Журнал инфектологии. 2017;9(4): 5–13. doi: 10.22625/2072-6732-2017-9-4-5-13.
6. Worth RG, Chien CD, Chien P, Reilly MP, McKenzie SE, Schreiber AD. Platelet FcgammaRIIA binds and internalizes IgG-containing complexes. Exp Hematol. 2006;34(11):1490–5. doi: 10.1016/j.exphem.2006.06.015.
7. Antczak AJ, Vieth JA, Singh N, Worth RG. Internalization of IgG-coated targets results in activation and secretion of soluble CD40 ligand and RANTES by human platelets. Clin Vaccine Immunol. 2011;18(2):210–6. doi: 10.1128/CVI.00296-10.
8. Singer M. The role of mitochondrial dysfunction in sepsis-induced multi-organ failure. Virulence. 2014;5(1):66–72. doi: 10.4161/viru.26907.
9. Thiery-Antier N, Binquet C, Vinault S, Meziani F, Boisramé-Helms J, Quenot JP; EPIdemiology of Septic Shock Group. Is Thrombocytopenia an Early Prognostic Marker in Septic Shock? Crit Care Med. 2016;44(4):764–72. doi: 10.1097/CCM.0000000000001520.
10. Claushuis TA, van Vught LA, Scicluna BP, Wiewel MA, Klein Klouwenberg PM, Hoogendijk AJ, Ong DS, Cremer OL, Horn J, Franitza M, Toliat MR, Nürnberg P, Zwinderman AH, Bonten MJ, Schultz MJ, van der Poll T; Molecular Diagnosis and Risk Stratifcation of Sepsis Consortium. Thrombocytopenia is associated with a dysregulated host response in critically ill sepsis patients. Blood. 2016;127(24):3062–72. doi: 10.1182/blood-2015-11-680744.
11. de Stoppelaar SF, van 't Veer C, van der Poll T. The role of platelets in sepsis. Thromb Haemost. 2014;112(4):666–77. doi: 10.1160/TH1402-0126.
12. Василенко ИА, Валов АЛ, Ватазин АВ, Нестеренко ИВ, Круглов ЕЕ. Некоторые особенности морфофункционального состояния тромбоцитов периферической крови доноров и реципиентов почечного аллотрансплантата. Вестник трансплантологии и искусственных органов. 2009;11(4):69–74. doi: 10.15825/1995-1191-2009-4-69-74.
13. Levy MM, Fink MP, Marshall JC, Abraham E, Angus D, Cook D, Cohen J, Opal SM, Vincent JL, Ramsay G; International Sepsis Defnitions Conference. 2001 SCCM/ESICM/ACCP/ATS/SIS International Sepsis Defnitions Conference. Intensive Care Med. 2003;29(4):530–8. doi: 10.1007/s00134-003-1662-x.
14. Василенко ИА, Кардашова ЗЗ, Тычинский ВП, Вишенская ТВ, Лифенко РА, Валов АЛ, Иванюта ИВ, Агаджанян БЯ. Клеточная диагностика: возможности витальной компьютерной микроскопии. Вестник последипломного медицинского образования. 2009;(3–4):64–8.
15. Власова ЕА, Василенко ИА, Суслов ВП, Пашкин ИН. Динамика морфометрических показателей тромбоцитов периферической крови как критерий оценки тромбогенности диализных мембран. Урология. 2011;(2): 36–41.
Almanac of Clinical Medicine. 2018; 46: 672-681
Evaluation of the morphofunctional state of peripheral blood platelets in sepsis
https://doi.org/10.18786/2072-0505-2018-46-7-672-681Abstract
Background: Sepsis is a severe life-threatening condition characterized by combined dysfunction of the inner organs and systems and by dysregulation of the platelet and coagulation compartments of hemostasis, in particular.
Aim: To assess the character of abnormalities in morphofunctional state of platelets in the pathophysiology of sepsis and the multiple organ failure syndrome by means of coherent interference microscopy.
Materials and methods: This single center, prospective, observational study included 78 hospitalized patients with abdominal sepsis; in 40 of them, the syndrome of multiple organ failure was diagnosed. The causes of sepsis were peritonitis of various etiologies in 55 patients, acute necrotic pancreatitis with suppurative and septic complications in 23. The control group included 25 physically healthy subjects. Coherent interference microscopy was used for vital assessment of the platelet morphofunctional state, with simultaneous analysis of routine coagulogram and platelet aggregation parameters.
Results: The group of patients with sepsis (n = 38) had higher fbrinogen levels, compared to that in the control (4.5 ± 1 g/L, p = 0.0001), with mild thrombocytopenia (238 ± 12 × 109/L, p = 0.0001). Platelet aggregation was also increased (48 ± 3%, p = 0.0001). Assessment of circulating platelets by coherent interference microscopy showed a progressive increase of the mean populational morphodensitometrical parameters, such as the diameter (p = 0.0002), perimeter (p < 0.0001), and area (p = 0.0002), as well as a decrease in mean values of the phase height (p = 0.0002) and volume (p = 0.0002). There was an increase in the proportion of activated cells to 41% (vs. 33% in healthy control) and the proportion of degenerative cells up to 8%. The patients with severe sepsis complicated by multiple organ failure (n = 40), compared to the control ones, demonstrated exhausted of compensatory mechanisms with the development of consumption coagulopathy: prolonged activated partial thromboplastin time (57 ± 2 s, p = 0.0001), increased prothrombin index (117 ± 4, p = 0.0025), decreased fbrinogen level (1.6 ± 2 g/L, p = 0.0001) and platelet counts (110 ± 9 × 109/L, p = 0.0001), and their lower aggregation (24 ± 3%, p = 0.0001). According to the results of the coherent phase microscopy, the types of the morphodensitometrical abnormalities were similar to that in the main group, albeit they were more signifcant. The proportion of the activated cells was 43%, while that of the degenerated and functionally incompetent platelets, 15%. There were signifcant correlations between the morphodensitometrical parameters of the platelets and basic parameters of their aggregation induced by adenosine diphosphate and collagen.
Conclusion: Sepsis is associated with advanced abnormalities in the morphofunctional state of peripheral blood platelets progressing concomitantly to the deterioration of the patient's state. Coherent interference microscopy allows for a real-time assessment of the morphological particulars and functioning of circulating thrombocytes. Further studies are required to validate the results of this method.References
1. Tsalik EL, Jaggers LB, Glickman SW, Langley RJ, van Velkinburgh JC, Park LP, Fowler VG, Cairns CB, Kingsmore SF, Woods CW. Discriminative value of inflammatory biomarkers for suspected sepsis. J Emerg Med. 2012;43(1):97–106. doi: 10.1016/j.jemermed.2011.05.072.
2. Singer M, Deutschman CS, Seymour CW, Shankar-Hari M, Annane D, Bauer M, Bellomo R, Bernard GR, Chiche JD, Coopersmith CM, Hotchkiss RS, Levy MM, Marshall JC, Martin GS, Opal SM, Rubenfeld GD, van der Poll T, Vincent JL, Angus DC. The Third International Consensus Defnitions for Sepsis and Septic Shock (Sepsis-3).JAMA. 2016;315(8):801–10. doi: 10.1001/jama.2016.0287.
3. Garraud O, Hamzeh-Cognasse H, Pozzetto B, Cavaillon JM, Cognasse F. Bench-to-bedside review: Platelets and active immune functions – new clues for immunopathology? Crit Care. 2013;17(4):236. doi: 10.1186/cc12716.
4. Vieira-de-Abreu A, Campbell RA, Weyrich AS, Zimmerman GA. Platelets: versatile effector cells in hemostasis, inflammation, and the immune continuum. Semin Immunopathol. 2012;34(1): 5–30. doi: 10.1007/s00281-011-0286-4.
5. Serebryanaya NB, Yakutseni PP, Klimko NN. Rol' trombotsitov v patogeneze bakterial'nykh infektsii. Zhurnal infektologii. 2017;9(4): 5–13. doi: 10.22625/2072-6732-2017-9-4-5-13.
6. Worth RG, Chien CD, Chien P, Reilly MP, McKenzie SE, Schreiber AD. Platelet FcgammaRIIA binds and internalizes IgG-containing complexes. Exp Hematol. 2006;34(11):1490–5. doi: 10.1016/j.exphem.2006.06.015.
7. Antczak AJ, Vieth JA, Singh N, Worth RG. Internalization of IgG-coated targets results in activation and secretion of soluble CD40 ligand and RANTES by human platelets. Clin Vaccine Immunol. 2011;18(2):210–6. doi: 10.1128/CVI.00296-10.
8. Singer M. The role of mitochondrial dysfunction in sepsis-induced multi-organ failure. Virulence. 2014;5(1):66–72. doi: 10.4161/viru.26907.
9. Thiery-Antier N, Binquet C, Vinault S, Meziani F, Boisramé-Helms J, Quenot JP; EPIdemiology of Septic Shock Group. Is Thrombocytopenia an Early Prognostic Marker in Septic Shock? Crit Care Med. 2016;44(4):764–72. doi: 10.1097/CCM.0000000000001520.
10. Claushuis TA, van Vught LA, Scicluna BP, Wiewel MA, Klein Klouwenberg PM, Hoogendijk AJ, Ong DS, Cremer OL, Horn J, Franitza M, Toliat MR, Nürnberg P, Zwinderman AH, Bonten MJ, Schultz MJ, van der Poll T; Molecular Diagnosis and Risk Stratifcation of Sepsis Consortium. Thrombocytopenia is associated with a dysregulated host response in critically ill sepsis patients. Blood. 2016;127(24):3062–72. doi: 10.1182/blood-2015-11-680744.
11. de Stoppelaar SF, van 't Veer C, van der Poll T. The role of platelets in sepsis. Thromb Haemost. 2014;112(4):666–77. doi: 10.1160/TH1402-0126.
12. Vasilenko IA, Valov AL, Vatazin AV, Nesterenko IV, Kruglov EE. Nekotorye osobennosti morfofunktsional'nogo sostoyaniya trombotsitov perifericheskoi krovi donorov i retsipientov pochechnogo allotransplantata. Vestnik transplantologii i iskusstvennykh organov. 2009;11(4):69–74. doi: 10.15825/1995-1191-2009-4-69-74.
13. Levy MM, Fink MP, Marshall JC, Abraham E, Angus D, Cook D, Cohen J, Opal SM, Vincent JL, Ramsay G; International Sepsis Defnitions Conference. 2001 SCCM/ESICM/ACCP/ATS/SIS International Sepsis Defnitions Conference. Intensive Care Med. 2003;29(4):530–8. doi: 10.1007/s00134-003-1662-x.
14. Vasilenko IA, Kardashova ZZ, Tychinskii VP, Vishenskaya TV, Lifenko RA, Valov AL, Ivanyuta IV, Agadzhanyan BYa. Kletochnaya diagnostika: vozmozhnosti vital'noi komp'yuternoi mikroskopii. Vestnik poslediplomnogo meditsinskogo obrazovaniya. 2009;(3–4):64–8.
15. Vlasova EA, Vasilenko IA, Suslov VP, Pashkin IN. Dinamika morfometricheskikh pokazatelei trombotsitov perifericheskoi krovi kak kriterii otsenki trombogennosti dializnykh membran. Urologiya. 2011;(2): 36–41.
