The role of proinflammatory cytokines in the comprehensive treatment of patients with diabetic foot syndrome complicated by osteomyelitis

Full Text

Введение

Число людей, страдающих от сахарного диабета (СД), продолжает неуклонно расти во всем мире. Согласно данным Международной федерации диабета [1] к 2021 г. число взрослых в возрасте от 20 до 79 лет, столкнувшихся с этим заболеванием, превысило 537 млн человек. На протяжении последних десятилетий отмечается устойчивый рост заболеваемости и распространенности СД [2]. Это заболевание входит в число ведущих причин смертности в мире, что во многом связано с его тяжелыми осложнениями [3]. Одним из наиболее серьезных последствий СД является синдром диабетической стопы (СДС), который нередко приводит к необходимости ампутации нижних конечностей [4]. Местные воспалительные процессы в ранах при СДС имеют тенденцию к системному распространению. Это происходит под влиянием факторов неспецифической и иммунной защиты, а также из-за активности клеток, участвующих в развитии раневого процесса, таких как нейтрофилы, тромбоциты, лимфоциты и моноциты-макрофаги [5, 6]. Активация этих клеток сопровождается выработкой медиаторов воспаления – цитокинов, которые регулируют защитные процессы. Среди них выделяют провоспалительные цитокины (интерлейкины – ИЛ-1β и 6, фактор некроза опухоли α – ФНО-α) и противовоспалительные (интерферон γ, ИЛ-10). Цитокины также играют важную роль в регуляции иммунных реакций, способствуя активации, пролиферации и дифференцировке клеток лимфоцитарного ряда (например, трансформирующий фактор роста 1β и др.) [5, 7]. При этом одна клетка может синтезировать несколько видов цитокинов, а разные типы клеток – производить одинаковые цитокины. Традиционным методом лечения остеомиелита любой локализации является хирургическое удаление некротизированной или инфицированной кости [8]. Хирургическое лечение позволяет полностью удалить инфицированную кость и сократить продолжительность антибактериальной терапии. Однако агрессивная хирургическая тактика может привести к потере тканей стопы [9].

В контексте современных методов лечения СДС, включая иммуномодулирующую терапию, особое внимание уделяется исследованию состояния цитокиновой системы. Это важно как для понимания механизмов развития патологии на фоне метаболических нарушений, так и для оценки эффективности различных подходов к ее лечению.

Цель исследования – изучить роль провоспалительных цитокинов в комплексном лечении больных с СДС, осложненным остеомиелитом.

Материалы и методы

В исследовании приняли участие 62 пациента с СДС, осложненным остеомиелитом, у которых степень поражения стопы соответствовала III стадии по классификации F. Wagner. Все пациенты прооперированы в Городском центре диабетической стопы при хирургическом отделении ГБУ ДНР «ЦГКБ №9 г. Донецка» с декабря 2023 по май 2025 г. Перед включением в исследование все участники подписали информированное согласие. Критериями отбора для основной группы и группы сравнения стали подтвержденный диагноз СД, осложненный остеомиелитом стопы, возраст от 18 до 60 лет, а также отсутствие беременности и периода лактации. Всем пациентам перед хирургическим вмешательством сонографически подтвержден удовлетворительный кровоток по артериям нижних конечностей. Хирургическое лечение включало экзартикуляцию пораженных пальцев с резекцией соответствующих плюсневых костей. Результаты реваскуляризации были сопоставимы в обеих группах.

Среди участников исследования было 37 (59,7%) мужчин и 25 (40,3%) женщин. Средний возраст пациентов составил 63,5 ± 13,5 года. У всех пациентов диагностирован СД 2-го типа со средней продолжительностью заболевания 10,2 ± 4,5 года. Средний уровень гликированного гемоглобина составил 8,3 ± 1,4%. У всех больных выявлен одиночный очаг остеомиелита, локализовавшийся в области переднего отдела стопы, который был следствием распространения гнойно-некротического процесса из трофической язвы. Пациенты разделены на 2 группы методом простой рандомизации: основная группа (n = 31), получавшая комплексное лечение, и группа сравнения (n = 31), получавшая стандартное лечение.

Обе группы получали стандартную терапию, включающую хирургическое вмешательство (экзартикуляцию пораженного пальца с резекцией головки плюсневой кости), эмпирическую антибактериальную терапию цефазолинами IV поколения с последующим переходом на препараты в зависимости от чувствительности микрофлоры, коррекцию углеводного обмена с помощью индивидуально подобранной инсулинотерапии, детоксикацию посредством инфузионной терапии и иммобилизацию с использованием разгрузочных повязок Orthoforma Cast. Основная группа дополнительно получала озонотерапию (ОТ) и ультразвуковую кавитацию (УЗК), которые проводили в течение первых 7 дней после госпитализации. ОТ включала внутривенные инфузии озонированного физиологического раствора с концентрацией озона 1,5–5 мг/л и скоростью озонирования 0,25 л/мин в течение 15 мин. УЗК трофических язв производили ультразвуковым диссектором SONOCA 180 (Soring, Германия). Акустической средой служил 0,9 % раствор натрия хлорида при резонансной частоте 25,9 кГц, мощности 2 Вт/см² и амплитуде колебаний 0,05 мм на расстоянии от торца волновода до раны 2–3 мм. Процедуру выполняли в течение 2–3 мин ежедневно 7 дней для улучшения течения послеоперационного периода и в целом результатов лечения.

Группы были сопоставимы по возрасту, длительности течения СД и локализации поражений, что обеспечивало корректность сравнения. Для контроля результатов лабораторных исследований использовали данные группы условно здоровых лиц (n = 31). Диагностику остеомиелита проводили с помощью рентгенографии пораженных стоп в 2 проекциях и теста «зонд к кости». Диагноз считался подтвержденным при сочетании положительного теста «зонда к кости» с рентгенологическими признаками остеомиелита. Бактериологическое исследование костной ткани использовалось для подбора антибактериальной терапии, но не для определения показаний к операции. Основными критериями оценки эффективности лечения были наличие или отсутствие осложнений в области послеоперационных ран, а также сроки начала формирования послеоперационного рубца, что отражало скорость репаративных процессов. Для анализа уровня цитокинов у пациентов брали кровь из кубитальной вены утром натощак в объеме 3 мл с использованием вакуумной системы Vacutainer с этилендиаминтетрауксусной кислотой. В плазме, полученной после центрифугирования, определяли уровни ИЛ-1β, ФНО-α и ИЛ-6 с помощью метода ELISA (Enzyme-Linked Immunosorbent Assay) – иммуноферментной тест-системой ELISA Kit («Вектор-Бест», Новосибирск; «Цитокин», Санкт-Петербург). Исследования проводили дважды: на 1 и 14-е сутки лечения (7-е сутки после операции). Статистическую обработку данных выполняли с использованием программы Statistica 10 (Stat Soft Inc., США). Для описания результатов рассчитывали медиану (Me) и 50% межквартильный интервал (Q1–Q3).

Результаты

Все 62 участника исследования его завершили, анализу подверглись все 62 наблюдения. Нежелательные эффекты отсутствовали. Все больные прооперированы в объемах одноэтапной экзартикуляции одного или нескольких пальцев стопы с радикальной резекцией головок соответствующих плюсневых костей в пределах здоровой костной ткани. Послеоперационные раны ушивали первичными швами и дренировали полихлорвиниловыми дренажами сроком от 1 до 3 сут.

Исходный цитокиновый статус в 2 исследуемых группах представлен в табл. 1.

 

Таблица 1. Исходный цитокиновый статус в исследуемых группах

Показатель, пг/мл	Группа			p
	контрольная (n = 31)	основная (n = 31)	сравнения (n = 31)
ИЛ-1β	7,3 (5,8–9,1)	7,5 (6,0–9,3)	0,43 (0,35–0,52)	> 0,05
ФНО-α	103,6 (95,2–112,4)	105,2 (96,8–114,1)	7,3 (6,1–8,5)	> 0,05
ИЛ-6	43,8 (38,5–49,2)	44,1 (39,0–49,5)	6,5 (5,4–7,6)	> 0,05

Примечание. Здесь и далее в табл. 2: данные представлены как медиана (Q1; Q3), p рассчитано для сравнения контрольной и основной групп.

 

Обсуждение

При анализе уровня цитокинов как провоспалительного, так и противовоспалительного действия в крови пациентов до начала лечения выявлено значительное статистически достоверное повышение их концентрации по сравнению с показателями контрольной группы. Уровень ИЛ-1β увеличился в 17,15 раза, ФНО-α – в 14,16 раза, а ИЛ-6 – в 6,7 раза (р < 0,001). Такая реакция цитокинов ИЛ-1β, 6, ФНО-α связана с активацией защитных механизмов в ответ на воздействие патогенных факторов в ране. Это включает привлечение в очаг воспаления нейтро-, эозинофилов и моноцитов-макрофагов, а также стимуляцию синтеза острофазовых белков и других процессов. После проведения лечения у пациентов наблюдали значительную положительную динамику в уровне цитокинов. По сравнению с исходными показателями уровень ИЛ-1β снизился в 4,4 раза, ФНО-α – в 10,24 раза, а ИЛ-6 – в 3,2 раза (р < 0,001 для всех показателей). Это свидетельствует о снижении воспалительной активности и переходе к следующей фазе заживления раны. Завершение фазы гидратации, которая сопровождалась активностью макрофагов и очищением раны, привело к активации пролиферативных процессов. На этом этапе ключевую роль играют фибробласты, которые отвечают за синтез коллагеновых волокон и компонентов основного вещества соединительной ткани, что способствует восстановлению тканей. Динамика цитокинового статуса на 14-й день лечения у 2 исследуемых групп представлена в табл. 2.

 

Таблица 2. Динамика цитокинового статуса пациентов 2 групп на 14-й день лечения

Показатель, пг/мл	Группа		p
	контрольная (n = 31)	основная (n = 31)
ИЛ-1β	16,7 (12,6–22,5)	5,5 (4,8–6,2)	< 0,001
ФНО-α	28,5 (26,9–30,3)	11,8 (9,5–14,7)	< 0,001
ИЛ-6	20,6 (17,9–22,9)	11,5 (10,4–12,9)	< 0,001

 

Различия в уровнях ИЛ-1β и ФНО-α между основной группой и группой сравнения оказались статистически значимыми. В основной группе наблюдалось снижение уровня ИЛ-1β в 1,58 раза, а ФНО-α – в 2,43 раза (р < 0,001). Это указывает на уменьшение провоспалительных эффектов, включая специфические цитотоксические реакции клеточного иммунитета, как на местном (в ране), так и на системном уровне. Уровень ИЛ-6, маркера провоспалительных реакций, также достоверно снизился в основной группе в 1,8 раза по сравнению с группой сравнения (р < 0,001). Это свидетельствует о сокращении фазы альтеративно-экссудативного воспаления и уменьшении повреждения эндотелия. Ретроспективный анализ результатов обследования и лечения 62 пациентов выявил следующие данные: в основной группе средняя продолжительность госпитализации составила 14,9 ± 2,08 койко-дня, тогда как в группе сравнения этот показатель был значительно выше – 20,3 ± 4,84 койко-дня. Послеоперационные осложнения в виде раневых флегмон стопы диагностированы у 13 (20,1%) пациентов на 4–7-е сутки после операции. В основной группе осложнения встречались в 9,7% (n = 3) случаев, а в группе сравнения – в 22,6% (n = 7) случаев. Различия между группами были статистически значимыми (p = 0,04).

Заключение

Использование ОТ и УЗК у пациентов с остеомиелитом диабетической стопы привело к значительному снижению уровней провоспалительных цитокинов (ИЛ-1β, 6, ФНО-α) и уменьшению частоты послеоперационных осложнений. Комплексное лечение, включающее хирургическое вмешательство, стандартную терапию, ОТ и УЗК, способствовало сокращению сроков госпитализации больных и улучшению клинических исходов. Полученные результаты подтверждают целесообразность включения ОТ и УЗК в комплексное лечение пациентов с СДС, осложненным остеомиелитом.

Раскрытие интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией настоящей статьи.

Disclosure of interest. The authors declare that they have no competing interests.

Вклад авторов. Авторы декларируют соответствие своего авторства международным критериям ICMJE. И.С. Карабак, Ю.Г. Луценко – концепция и дизайн исследования; И.С. Карабак, К.С. Карабак, Ю.Г. Луценко – сбор и обработка материалов исследования; И.Б. Андриенко, И.С. Карабак, К.С. Карабак – анализ полученных данных, написание текста статьи.

Authors’ contribution. The authors declare the compliance of their authorship according to the international ICMJE criteria. I.S. Karabak, Yu.G. Lutsenko – study concept and design; I.S. Karabak, K.S. Karabak, Yu.G. Lutsenko – collection and processing of study data; I.B. Andrienko, I.S. Karabak, K.S. Karabak – data analysis, writing the text of the article.

Источник финансирования. Авторы декларируют отсутствие внешнего финансирования для проведения исследования и публикации статьи.

Funding source. The authors declare that there is no external funding for the exploration and analysis work.

Соответствие принципам этики. Протокол исследования одобрен локальным этическим комитетом ФГБОУ ВО «ДонГМУ им. М. Горького» (протокол №7/5-1 от 23.01.2025). Одобрение и процедуру проведения протокола получали по принципам Хельсинкской декларации.

Compliance with the principles of ethics. The study protocol was approved by the local ethics Committee of the Gorky Donetsk State Medical University (protocol No. 7/5-1 dated 23.01.2025). Approval and protocol procedure was obtained according to the principles of the Declaration of Helsinki.

Информированное согласие на публикацию. Пациенты подписали форму добровольного информированного согласия на публикацию медицинской информации.

Consent for publication. Written consent was obtained from the patients for publication of relevant medical information and all of accompanying images within the manuscript.

About the authors

Yuri G. Lutsenko

Gorky Donetsk State Medical University

Email: karabak.igor@yandex.com
ORCID iD: 0000-0002-9442-5207
SPIN-code: 2745-5102

D. Sci. (Med.), Assoc. Prof.

Russian Federation, Donetsk

Igor S. Karabak

Donetsk Central City Clinical Hospital No. 9

Author for correspondence.
Email: karabak.igor@yandex.com
ORCID iD: 0009-0007-4534-7517
SPIN-code: 3827-7302

Surgeon

Russian Federation, Donetsk

Igor B. Andrienko

Gorky Donetsk State Medical University

Email: karabak.igor@yandex.com
ORCID iD: 0000-0002-3370-0439
SPIN-code: 2859-9058

D. Sci. (Med.), Assoc. Prof.

Russian Federation, Donetsk

Kirill S. Karabak

Gorky Donetsk State Medical University

Email: karabak.igor@yandex.com
ORCID iD: 0009-0002-1569-4669

Resident

Russian Federation, Donetsk

References

Supplementary files