Взаимосвязь показателей эндогенной сосудистой регуляции, окислительного стресса с маркерами воспалительной реакции у пациентов с COVID-19 при проведении экстракорпоральной мембранной оксигенации

Введение. Методика экстракорпоральной мембранной оксигенации нашла широкое применение в практике в период пандемии COVID-19. Окислительный стресс, эндотелиальная дисфункция и синдром системной воспалительной реакции играют важную роль в патогенезе COVID-19 Наше исследование было направлено на изучение взаимосвязи этих факторов и влияние на них экстракорпоральной мембранной оксигенации.
Цель. Изучение системной воспалительной реакции и функции эндотелия у пациентов с COVID-19 при проведении экстракорпоральной мембранной оксигенации.
Материал и методы. В ходе проспективного исследования были обследованы 100 пациентов с COVID-19 в возрасте от 26 до 75 лет, медиана 55 лет [47;60], находившихся на лечении в ГБУЗ «НИИ скорой помощи им. Н.В. Склифосовского ДЗМ», с применением экстракорпоральной мембранной оксигенации. В качестве контрольной группы (норма) обследовали 25 практически здоровых людей, медиана возраста которых составила 32 [25;39] года. Функцию эндотелия сосудов оценивали по содержанию в сыворотке крови стабильных метаболитов оксида азота и уровню ангиотензинпревращающего фермента. Далее рассчитывали коэффициент метаболита оксида азота к уровню ангиотензинпревращающего фермента, отражающий дисбаланс между эндотелий-зависимой вазодилатацией и вазоконстрикцией. Для оценки выраженности окислительного стресса в сыворотке крови определяли малоновый диальдегид как маркер перекисного окисления липидов. Состояние антиоксидантной системы оценивали по показателю общей антиокислительной активности сыворотки крови. О наличии дисбаланса в системе перекисного окисления липидов и антиоксидантной системы судили по коэффициенту окислительного стресса малонового диальдегида и общей антиокислительной активности.
Результаты. Проведенный анализ показал наличие и прогрессирование эндотелиальной дисфункции, нарушение сосудистой регуляции, активацию свободно-радикальных процессов, наличие дисбаланса в системе прооксиданты/антиоксиданты, а также прогрессирование воспалительного процесса при снижении уровня маркеров тяжести течения COVID-19.
Заключение. Исследования взаимосвязи эндотелиальных повреждений и выраженности синдрома системной воспалительной реакции могут иметь фундаментальное значение для объяснения патофизиологических механизмов течения COVID-19 и разработки новых методов лечения таких пациентов, в том числе совершенствования экстракорпоральной мембранной оксигенации при указанной патологии.

1. Incalza MA, D'Oria R, Natalicchio A, Perrini S, Laviola L, Giorgino F. Oxidative stress and reactive oxygen species in endothelial dysfunction associated with cardiovascular and metabolic diseases. Vascul Pharmacol. 2018;100:1–19. PMID: 28579545 https://doi.org/10.1016/j.vph.2017.05.005

2. Russ M, Menk M, Graw JA, Skrypnikov V, Hunsicker O, Rudat K, et al. COVID-19 patients require prolonged extracorporeal membrane oxygenation support for survival compared with nonCOVID-19 patients. Crit Care Explor. 2022;4(4):e0671. https://doi.org/10.1097/CCE.0000000000000671

3. World Health Organization: Weekly Epidemiological Update on COVID-19–17 August 2021. Available at: https://www.who.int/publications/m/item/weekly-epidemiological-update-oncovid-19---17-august-2021 [Accessed December 12, 2022].

4. Extracorporeal Life Support Organization (ELSO) Registry. 2021. Available at: https://www.elso.org/ [Accessed December 12, 2022].

5. Henry BM, Lippi G. Poor survival with extracorporeal membrane oxygenation in acute respiratory distress syndrome (ARDS) due to coronavirus disease 2019 (COVID-19): pooled analysis of early reports. J Crit Care. 2020;58:27–28. PMID: 32279018 https://doi.org/10.1016/j.jcrc.2020.03.011

6. Guan WJ, Ni ZY, Hu Y, Liang WH, Ou CQ, He JX, et al. China Medical Treatment Expert Group for C. Clinical characteristics of coronavirus disease 2019 in china. N Engl J Med. 2020;382(18):1708–1720. PMID: 32109013 https://doi.org/10.1056/NEJMoa2002032

7. Levy JH, Iba T, Gardiner EE. Endothelial injury in COVID-19 and acute infections: putting the pieces of the puzzle together. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 2021;41(5):1774–1776. PMID: 33792345 https://doi.org/10.1161/ATVBAHA.121.316101

8. Kowalewski M, Fina D, Słomka A, Raffa GM, Martucci G, Coco LV, et al. COVID-19 and ECMO: the interplay between coagulation and inflammation–a narrative review. Crit Care. 2020;24(1):205. PMID: 32384917 https://doi.org/10.1186/s13054-020-02925-3

9. Гаврилов В.Б., Гаврилова А.Р., Мажуль Л.М. Анализ методов определения продуктов перекисного окисления липидов по тесту с тиобарбитуровой кислотой. Вопросы медицинской химии. 1987;33(1):118–122.

10. Bell ML, Rabe BA. The mixed model for repeated measures for cluster randomized trials: a simulation study investigating bias and type I error with missing continuous data. Trials. 2020;21(1):148. PMID: 32033617 https://doi.org/10.1186/s13063-020-4114-9

11. Feng C, Wang H, Lu N, Chen T, He H, Lu Y, et al. Log-transformation and its implications for data analysis. Shanghai Arch Psychiatry. 2014;26(2):105-109. PMID: 25092958 https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-0829.2014.02.009

12. Cai H, Harrison DG. Endothelial dysfunction in cardiovascular diseases: the role of oxidant stress. Circ Res. 2000;87(10):840-844. PMID: 11073878 https://doi.org/10.1161/01.res.87.10.840

13. Yan C, Kim D, Aizawa T, Berk BC. Functional interplay between angiotensin II and nitric oxide: cyclic GMP as a key mediator. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 2003;23(1):26–36. PMID: 12524221 https://doi.org/10.1161/01.atv.0000046231.17365.9d

14. Pueyo ME, Arnal JF, Rami J, Michel JB. Angiotensin II stimulates the production of NO and peroxynitrite in endothelial cells. Am J Physiol. 1998;274(1):C214–220. PMID: 9458730 https://doi.org/10.1152/ajpcell.1998.274.1.C214

15. Клычникова Е.В., Тазина Е.В., Солодов А.А., Петриков С.С., Годков М.А., Крылов В.В. Влияние нормобарической гипероксии на окислительный стресс и факторы эндогенной сосудистой регуляции у больных с нетравматическими субарахноидальными кровоизлияниями, находящихся в критическом состоянии. Нейрохимия. 2013;30(3):264–270.

16. Qin C, Zhou L, Hu Z, Zhang S, Yang S, Tao Y, et al. Dysregulation of Immune Response in Patients with Coronavirus 2019 (COVID-19) in Wuhan, China. Clin Infect Dis. 2020;71(15):762–768. PMID: 32161940 https://doi.org/10.1093/cid/ciaa248

17. Yang AP, Liu JP, Tao WQ, Li HM. The diagnostic and predictive role of NLR, d-NLR and PLR in COVID-19 patients. Int Immunopharmacol. 2020;84:106504. PMID: 32304994 https://doi.org/10.1016/j.intimp.2020.106504

18. Chan AS, Rout A. Use of Neutrophilto-Lymphocyte and Platelet-to-Lymphocyte Ratios in COVID-19. J Clin Med Res. 2020;12(7):448–453. PMID: 32655740 https://doi.org/10.14740/jocmr4240

19. Kazancioglu S, Bastug A, Ozbay BO, Kemirtlek N, Bodur H. The role of haematological parameters in patients with COVID-19 and influenza virus infection. Epidemiol Infect. 2020;148:e272. PMID: 33148349 https://doi.org/10.1017/S095026882000271X

20. Rokni, M, Ahmadikia K, Asghari S, Mashaei S, Hassanali F. Comparison of clinical, para-clinical and laboratory findings in survived and deceased patients with COVID-19: diagnostic role of inflammatory indications in determining the severity of illness. BMC Infect Dis. 2020;20(1):869. 3 PMID: 33225909 https://doi.org/10.1186/s12879-020-05540-3

21. Colantuoni A, Martini R, Caprari P, Ballestri M, Capecchi PL, Gnasso A, et al. COVID-19 sepsis and microcirculation dysfunction. Front Physiol. 2020;11:747. PMID: 32676039 https://doi.org/10.3389/fphys.2020.00747

22. Yusuff H, Zochios V, Brodie D. Thrombosis and coagulopathy in COVID-19 patients receiving ECMO: a narrative review of current literature. J Cardiothorac Vasc Anesth. 2022;36(8 Pt B):3312-3317. PMID: 35577652 https://doi.org/10.1053/j.jvca.2022.03.032

23. Carpio-Orantes LD, García-Méndez S, Hernández-Hernández SN. Neutrophilto-lymphocyte ratio, platelet-to-lymphocyte ratio and systemic immuneinflammation index in patients with COVID-19-associated pneumonia. Gac Med Mex. 2020;156(6):527–531. PMID: 33877106 https://doi.org/10.24875/GMM.M21000480

24. Hirahara T, Arigami T, Yanagita S, Matsushita D, Uchikado Y, Kita Y, et al. Combined neutrophil-lymphocyte ratio and platelet-lymphocyte ratio predicts chemotherapy response and prognosis in patients with advanced gastric cancer. BMC Cancer. 2019;19(1):672. PMID: 31286873 https://doi.org/10.1186/s12885-019-5903-y

25. Qu R, Ling Y, Zhang YH, Wei L-Y, Chen X, Li X-M, et al. Platelet-to-lymphocyte ratio is associated with prognosis in patients with coronavirus disease-19. J Med Virol. 2020;92(9):1533–1541. PMID: 32181903 https://doi.org/10.1002/jmv.25767