Vaikų, sergančių pasikartojančiu obstrukciniu bronchitu ir bronchine astma, endotelio disfunkcijos klinikinė reikšmė

Bronchinė astma (BA) yra viena iš labiausiai paplitusių vaikų ligų. Pastarųjų metų epidemiologiniai tyrimai rodo, kad šia liga serga 5–10 % vaikų, ir šis skaičius kasmet didėja. Didėjantis mirtingumas nuo bronchinės astmos ir hospitalizacijų skaičius vaikų įstaigose taip pat kelia rimtą susirūpinimą. Pastaraisiais metais endotelio disfunkcija labai domina tyrėjus, tiriančius bronchinės astmos vystymosi mechanizmus. Endotelis yra metaboliškai aktyvus, labai specializuotas ląstelių monosluoksnis, išklojantis visas žmogaus kūno kraujagysles. Endotelio ląstelės, specifiškai reaguodamos į įvairius molekulinius signalus, atlieka įvairias funkcijas, įskaitant transportavimą, barjerą, dalyvauja tarpląstelinės matricos metabolizme, įvairių citokinų biosintezėje, angiogenezėje, reguliuoja kraujo krešėjimo procesus, kraujagyslių tonusą ir imunines-uždegimines reakcijas, dalyvauja azoto oksido gamyboje ir metabolizme. Endotelis dalyvauja sisteminio ir plaučių kraujagyslių tonuso reguliavime, formuodamas ir išskirdamas kraujagysles plečiančias ir sutraukiančias medžiagas, ypač endoteliną-1 ir nuo endotelio priklausomą atpalaiduojantį faktorių – azoto oksidą (NO). Endotelio disfunkcija, atsirandanti veikiant žalingiems veiksniams (mechaniniams, infekciniams, metaboliniams, imuninio komplekso ir kt.), smarkiai pakeičia jo endokrininio aktyvumo kryptį į priešingą pusę: susidaro vazokonstriktorius, endotelinus, koaguliantus. Endotelio disfunkcija sutrikdo NO (antitrombocitinio vaisto, antikoagulianto, vazodilatatoriaus) ir peroksinitrato – NO metabolito – santykį, o tai padidina oksidacinio streso lygį, o tai sukelia įvairias patofiziologines reakcijas. Pastarąjį dešimtmetį tyrėjai pabrėžė žalingą uždegimą skatinančių citokinų (IL-1-β, TNF-α, IL-8 ir kt.) poveikį kraujagyslių endoteliui, sukeldami procesų kaskadą – nuo vietinio vazokonstrikcijos ir augimo faktorių išsiskyrimo iki kraujagyslių sienelių pertvarkymo procesų. Šiuo atžvilgiu ypač svarbus imuninio-uždegiminio aktyvavimo ir kraujagyslių endotelio būklės ryšio klausimas pacientams, sergantiems bronchine astma. Endotelio disfunkcija laikoma vienu iš galimų bronchinės astmos vystymosi patogenezės mechanizmų. Morfologiškai pacientams, sergantiems bronchine astma, padidėja kraujagyslių submukozinio sluoksnio skerspjūvis, padidėja kraujagyslių skaičius kvėpavimo takų sienelėse ir sustorėja intima. Panašūs remodeliacijos elementai aptinkami jau vaikystėje, esant lengvam bronchinės astmos eigai.

Endotelio disfunkcijos ir kraujagyslių remodeliacijos mechanizmai kvėpavimo takuose vis dar nėra iki galo suprantami, ir tai buvo mūsų tyrimo prielaida.

Darbo tikslas buvo ištirti endotelio funkciją vaikams, sergantiems pasikartojančiu obstrukciniu bronchitu ir bronchine astma, paūmėjimo ir remisijos laikotarpiu.

Iš viso buvo ištirti 147 sergantys 1–17 metų vaikai. Pagal ligos nozologines formas ir sunkumą vaikai buvo suskirstyti į grupes: sergantys pasikartojančiu obstrukciniu bronchitu (1 grupė), protarpiniu bronchų astma (2 grupė), lengvo laipsnio persistuojančia bronchų astma (3 grupė), vidutinio ar sunkaus sunkumo persistuojančia bronchų astma (4 grupė) ligos paūmėjimo metu (atitinkamai 1A, 2A, 3A, 4A pogrupiai) ir remisijos laikotarpiu (atitinkamai 1B, 2B, 3B, 4B pogrupiai).

Endotelino-1 (ET-1) kiekis kraujyje buvo nustatytas fermentiniu imunologiniu metodu, naudojant standartinius DRG (JAV) reagentus. NO kiekis kraujyje buvo nustatytas pagal galutinių metabolitų (nitritų (NO2) / nitratų (NO3)) kiekį kalorimetriniu metodu, naudojant Griess reagentus. Širdies ir kraujagyslių doplerio echokardiografija atlikta ultragarsiniu aparatu „AU 3 Partner“ iš „Esaote Biomedica“ (Italija), matuojant vidutinį slėgį plaučių arterijoje pagal Kitobataka metodą. Kontrolinę grupę sudarė 13 praktiškai sveikų to paties amžiaus vaikų, neturinčių jokių ūminių ar lėtinių ligų požymių.

Statistinė duomenų analizė atlikta naudojant statistikos paketus „Excel“ arba „Windows“ ir „Statistica 7.0“, skirtą „Windows“.

Atsižvelgiant į tai, kad trūksta duomenų apie tyrimui pasirinktų rodiklių lygių reikšmingumą sveikiems vaikams, normatyviniams parametrams nustatyti buvo tiriami kontrolinės grupės vaikai.

Bronchinės astmos ir pasikartojančio obstrukcinio bronchito paūmėjimo laikotarpiui buvo būdingi įvairaus sunkumo plaučių ventiliacijos sutrikimai. Kaip žinoma, ventiliacijos sutrikimai sukelia alveolių hipoksiją, kuri negali nepaveikti endotelio funkcijos būklės.

Vertinant parametrus paūmėjimo laikotarpiu, vazokonstriktoriaus faktoriaus ET-1 lygis reikšmingai padidėjo visose grupėse ir buvo didžiausias vaikų, sergančių sunkia ir vidutinio sunkumo bronchine astma, grupėje (4A pogrupis). 4A pogrupio ligos eigai buvo būdingi ryškūs obstrukcinio tipo ventiliacijos sutrikimai, sukeliantys alveolių hipoksiją, kuri yra galingas ET-1 induktorius. Be hipoksijos indukuojančio vaidmens, šiai pacientų grupei būdingos ryškios imunopatologinės reakcijos tiek intensyvumu, tiek eigos trukme, kurios taip pat prisideda prie didesnio ET-1 išsiskyrimo iš kraujagyslių endotelio.

Atlikta daugybinių palyginimų analizė Kruskal-Wallis metodu atskleidė labai reikšmingą kriterijų H (H = 38,02, p = 0,0001), kuris leidžia teigti, kad skirtingų pogrupių pacientų ET-1 lygių statistinės charakteristikos paūmėjimo laikotarpiu reikšmingai skiriasi viena nuo kitos, o jų lygis priklauso nuo paciento priklausymo konkrečiam pogrupiui. Kadangi pacientai buvo suskirstyti į grupes pagal ligos sunkumą, galime kalbėti apie ryšį tarp ET-1 lygio ir ligos sunkumo.

Taigi, 1A pogrupyje endotelio disfunkcijai buvo būdingas vidutinis ET-1 kiekio padidėjimas ir nitratų bei nitritų kiekio sumažėjimas kraujyje. 2A ir 3A pogrupių pacientams (lengva bronchinė astma), esant vidutiniam ET-1 kiekio padidėjimui (0,1–0,13 ng/ml), nustatytas patikimas nitritų kiekio sumažėjimas (4,44–4,64 μmol/l), palyginti su NO metabolizmo rodiklių kontrole ir išlyginimu dėl santykinio nitratų kiekio padidėjimo (31,54–33,48 μmol/l). Šis disbalansas gali būti laikomas prognostiškai nepalankiu dėl to, kad nitratų kiekio padidėjimas yra susijęs su padidėjusia lipidų peroksidacija, labai aktyviais laisvaisiais radikalais ir indukuojamos NO sintazės (iNOS) aktyvumo padidėjimu kraujagyslių lygiuosiuose raumenyse ir makrofaguose. 4A pogrupio pacientams, sergantiems sunkia bronchine astma, disbalansas buvo dar ryškesnis: esant dideliam ET-1 kiekiui (iki 0,2 ng/ml), buvo pastebėtas ryškesnis endotelio NO sintazės (eNOS) slopinimas, kuris pasireiškė nitritų kiekio sumažėjimu (6,19 μmol/l) ir ryškiu iNOS aktyvavimu, dėl kurio padidėjo nitratų ir bendro NO metabolitų kiekio kiekis, palyginti su kontroline grupe.

Norint nustatyti funkcinį ryšį tarp ET-1 lygio ir lėtinių obstrukcinių plaučių ligų eigą apibūdinančių rodiklių, buvo taikyta daugybinė tiesinė regresija, laipsniškai pašalinant nereikšmingus kintamuosius. Atlikus analizę, buvo gautas matematinis modelis:

ET-1 = -0,00368 + (0,0142 x ligos trukmė) + (0,00532 x PLA), kai R = 0,672; R2 = 0,525; dbf = 2; F = 8,408; p = 0,001.

Daugialypės regresijos koeficientas R atspindi statistiškai reikšmingo ryšio tarp ET-1 lygio ir nepriklausomų kintamųjų (ligos trukmės), taip pat vidutinio plaučių arterijos slėgio (PLA) buvimą. Tuo pačiu metu determinacijos koeficientas R2 leidžia teigti, kad ET-1 lygio padidėjimas 52,5% atsirado dėl šios lygties nepriklausomų kintamųjų, būtent ligos trukmės (p = 0,008) ir PLA (p = 0,022), lygio pokyčio.

Vertinant NO metabolizmą pagal galutinius metabolitus (nitritus, nitratus) pogrupių vaikams, galima pastebėti, kad jis kito skirtingomis kryptimis. 1A pogrupio pacientams, kuriems paūmėjo pasikartojantis obstrukcinis bronchitas, pastebėtas NO metabolitų – tiek nitritų, tiek nitratų – kiekio sumažėjimas, rodantis NO priklausomos endotelio funkcijos nepakankamumą, o labiausiai sumažėjo nitritų kiekis. Šiuo metu nitritų kiekis kraujyje laikomas endotelio eNOS aktyvumo prognozuotoju. Tai rodo ryškų eNO sintetazės slopinimą, silpną iNO atsaką.

Remisijos laikotarpiu ET-1 lygis visose grupėse išliko vidutiniškai padidėjęs 0,05–0,15 ng/ml intervale, palyginti su kontroline grupe, ir buvo labiausiai padidėjęs 4B pogrupyje iki 0,15 ng/ml. Toks ET-1 lygis rodo, kad 4B pogrupyje, palyginti su kitais pogrupiais, išlaikomas didžiausias vazokonstrikcinių faktorių (ET-1) metabolizmas kraujagyslių endotelyje. Tai gali būti dėl to, kad pacientams, sergantiems sunkia bronchų astma, išlieka latentiniai obstrukciniai išorinio kvėpavimo funkcijos pokyčiai, alveolių hipoksija, kuri stimuliuoja didžiausią ET-1 išsiskyrimą iš endotelio ląstelių.

Labai reikšmingas Kruskal-Wallis kriterijus H (H = 34,68, ^ = 0,0001), nustatytas atlikus daugkartinį palyginimą, leidžia teigti, kad skirtingų pogrupių ET-1 rodiklių statistinės charakteristikos labai skiriasi viena nuo kitos, o jų lygis priklauso nuo paciento priklausymo vienai ar kitai grupei. Taigi, kaip ir paūmėjimo laikotarpiu, galime kalbėti apie ryšį tarp ET-1 lygio ir ligos sunkumo.

Papildoma ET-1 lygio ir lėtinių obstrukcinių plaučių ligų eigos rodiklių koreliacijos analizė atskleidė patikimą tiesioginį ryšį tarp ET-1 lygio ir PLA (r = +0,38, p < 0,014) pacientams remisijos laikotarpiu.

Tiriamose grupėse NO metabolizmas vyksta skirtingai. Vaikų, sergančių pasikartojančiu obstrukciniu bronchitu (1B pogrupis), grupėje pastebėtas padidėjęs nitritų kiekis kraujyje iki 5,48 μmol/l, nors jis išlieka sumažėjęs, palyginti su kontroline grupe, ir ryškus nitratų kiekio padidėjimas iki 41,45 μmol/l, kurį galima laikyti kompensacine reakcija į endotelio NO trūkumą. Vaikų, sergančių lengva bronchų astma, grupėse pastebėtas vidutinis nitritų kiekio padidėjimas iki 5,6–6,45 μmol/l (tai yra mažiau nei kontrolinėje grupėje). Tai galima laikyti padidėjusiu eNOS aktyvumu ir NO metabolitų apsauginiu poveikiu. Ryškiausias NO metabolizmo disbalansas pastebėtas 4B pogrupio vaikams, kuris pasireiškė nitritų kiekio sumažėjimu, palyginti su paūmėjimo faze, ir nitratų kiekio padidėjimu. Šie duomenys gali rodyti ryškų eNOS slopinimą net remisijos metu ir nuolatinį patologinį iNOS aktyvumą.

Atlikus tyrimą, galima padaryti tokias išvadas.

Vaikams, sergantiems pasikartojančiu obstrukciniu bronchitu ir bronchine astma, priklausomai nuo ligos stadijos ir sunkumo, buvo nustatyti endotelio priklausomų faktorių (ET-1 ir NO metabolitų) kiekio pokyčiai.

Ūminėje ligos fazėje visų pogrupių pacientams pasireiškė vienkrypčiai pokyčiai, padidėjus ET-1 lygiui, o ryškiausi pokyčiai buvo pacientams, sergantiems sunkia ir vidutinio sunkumo bronchine astma iki 0,2 ng/ml lygio.

Įrodytas funkcinis ryšys tarp ET-1 lygio ir rodiklių, apibūdinančių lėtinės obstrukcinės plaučių ligos eigą (ligos trukmę), bei vidutinio slėgio plaučių arterijoje lygio pacientams, sergantiems pasikartojančiu obstrukciniu bronchitu ir bronchine astma ligos paūmėjimo metu.

NO metabolitų (nitratų, nitritų) kiekio pokyčiai buvo daugiakrypčiai: paūmėjimo ir remisijos fazėse nitritų kiekis nuolat mažėjo, o nitratų kiekis padidėjo, daugiausia sergant sunkia bronchine astma.

Pacientams, sergantiems pasikartojančiu obstrukciniu bronchitu ir bronchine astma, nustatytas endotelio disfunkcijos buvimas, ryškesnis ūminei stadijai esant pacientams, kuris pasireiškė vazokonstrikcija, vidutinio PLA padidėjimu ir ET-1 kiekio padidėjimu, kurio sintezę sukėlė hipoksija ir patoimunologinės reakcijos. Tuo pačiu metu mažas NO metabolito (nitrito) kiekis yra susijęs su endotelio NO sintetazės slopinimu, o nitratų kiekio padidėjimas – su patogeninio NO (indukuojamo NO) gamyba, kuris gali būti veiksnys, lemiantis endotelio sunaikinimą ir patologinio proceso palaikymą plaučiuose.

V. V. Polyakovas, prof. AS. Senatorova. Endotelio disfunkcijos klinikinė reikšmė vaikams, sergantiems pasikartojančiu obstrukciniu bronchitu ir bronchine astma // Tarptautinis medicinos žurnalas Nr. 4 2012

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ]