Статтю опубліковано на с. 51-54
Зв’язок публікації з плановими науково-дослідними роботами: № 0114U0093. Медико-біологічна адаптація дітей із соматичною патологією в сучасних умовах.
Вступ
Бронхіальна астма (БА) займає провідне місце в структурі хронічної патології органів дихання і є однією з найважливіших проблем охорони здоров’я в усьому світі. Це насамперед обумовлено зростанням поширеності БА у всіх вікових групах, збільшенням числа тяжких і резистентних до терапії форм хвороби [1, 2]. У світовому рейтингу БА є одним із топ-20 хронічних станів, а у віці 5–14 років вона є однією з топ-10 причин, що призводять до інвалідизації дітей. Смертність від БА в дітей у всьому світі коливається в діапазоні від 0 до 0,7 на 100 000 осіб [3].
На сучасному етапі БА розглядається як хронічне запальне захворювання дихальних шляхів [4]. Особливий інтерес у розумінні механізмів формування запального процесу при БА викликає регуляція хемотаксичних, запальних і репаративних процесів [5], а також вивчення функції ендотелію та участь його в розвитку патологічного стану [6–8].
Вивчаючи ендотеліальну дисфункцію при патології різних органів та систем (серцево-судинна, ендокринна, сечовивідна та інші), з’ясували, що порушення функції ендотелію супроводжується активацією ендотеліальних клітин, які, зі свого боку, експресують запальні медіатори та молекули адгезії клітин [9–11]. Можна припустити, що формування ендотеліальної дисфункції в дітей при БА теж має подібні механізми та експресія молекули адгезії клітин бере активну участь у патологічному процесі хронічного запалення. У запальному процесі слизової дихальних шляхів при БА беруть участь багато клітин. Насамперед це тучні клітини, базофіли, лімфоцити та макрофаги [12]. Слід зазначити, що вибірковість участі в запаленні (зокрема, й алергічному) базофілів та еозинофілів визначається існуванням на їх поверхні специфічних молекул, а саме VCAM-1 [14, 15]. Сучасні дані свідчать, що значну роль у розвитку та підтримці запального процесу при БА відіграють цитокіни і молекули міжклітинної адгезії, які контролюють міжклітинну взаємодію та міграцію лейкоцитів у зону запалення [13].
На сьогодні є безліч робіт, що присвячені вивченню запального процесу при БА, однак немає ще повного розуміння механізму формування хронічного запалення, що й стало причиною проведення даного дослідження.
Мета: вивчення рівня sVCAM-1 у дітей із бронхіальною астмою на різних етапах захворювання як діагностично-прогностичного показника.
Матеріали та методи
Нами обстежено 70 дітей (40 хлопців та 30 дівчат) із персистуючим перебігом БА. Середній вік становив 10,63 ± 3,07 року. Обстеження проводили на базі пульмонологічного відділення КЗОЗ «Харківська міська клінічна дитяча лікарня № 16». Для встановлення діагнозу проводили ретельний збір анамнезу, оцінку загального стану, біохімічні, інструментальні дослідження, беручи до уваги вимоги протоколу діагностики та лікування дітей, хворих на БА. Хворі діти з БА були розподілені на групи залежно від тяжкості перебігу. Першу групу становили 35 дітей, до якої увійшли хворі з легким персистуючим перебігом, другу групу — 22 дитини із середньотяжким перебігом, і 3-тю — 13 дітей із тяжким перебігом БА. Для порівняння відібрано 15 практично здорових дітей, які увійшли до групи контролю. Обстеження проводили в період загострення та ремісії захворювання.
Визначався рівень sVCAM-1 у сироватці крові з використанням набору Bender Medsystems (Австрія). Рівень циркулюючих імунних комплексів (ЦІК) у крові — за методом V. Haskova (1978). Рівень метаболіту оксиду азоту S-нітрозотіолу в сироватці крові визначали спектрофотометричним методом із застосуванням реакції Грісса за допомогою біохімічного аналізатора STAT FAX 303+. Манжетову пробу за D.S. Celermajer і співавт. (1992) проводили для визначення ендотелійзалежної дилатації плечової артерії з використанням цифрового допплерівського ультразвукового діагностичного комплексу Ultima PA з використанням датчика з частотою 10–15 МГц.
Статистичний аналіз здійснювали за допомогою статистичних пакетів Excel For Windows і Statistica 7.0. for Windows. Як характеристику групи для ознак із розподілом за законом Гауса використовували середнє арифметичне значення (X—), його помилку (x—) і стандартне відхилення (S). Для вибірок із розподілом, відмінним від нормального, визначали медіану (Me) й інтерквартильний розмах (Lq — нижній квартиль; Uq — верхній квартиль). При порівнянні показників, що характеризувалися порівнянням більше 2 точок, використовували Н-критерій дисперсійного аналізу Краскела — Уолліса (KW). Рівень значущості визначався з урахуванням поправки Бонферроні. Для порівняння двох незалежних вибірок використовували непараметричний U-критерій Манна — Уїтні (MW). Для порівняння двох залежних вибірок використовували непараметричний критерій Вілкоксона (Т). Зв’язок між рядами показників оцінювали за допомогою методу рангової кореляції Спірмана (r). Рівень значущості визначали з урахуванням р < 0,05.
Результати та їх обговорення
У 60 % хворих 1-ї групи тривалість захворювання становила до 2 років, у 14 % — до 5 років та у 26 % — понад 5 років; 25 % дітей 2-ї групи хворіли на БА до 2 років, та 25 % дітей — до 5 років, а тривалість захворювання понад 5 років відмічалась у 50 % хворих; у дітей 3-ї групи встановлено, що до 2 років хворіли 8 % дітей, до 5 років — 15 % дітей, понад 5 років — 77 % хворих. Зазначено, що в більшості дітей 2-ї та 3-ї груп тривалість захворювання становила понад 5 років.
Діагностовано алергічну форму БА в переважній більшості обстежуваних (74,4 %, р < 0,001). Однак у міру наростання ступеня тяжкості захворювання встановлено тенденцію до зниження відносної кількості дітей з алергічною формою і, відповідно, збільшення пацієнтів зі змішаною формою захворювання. Так, у 1-й групі змішана форма БА відмічалася в 6 % випадків, у 2-й групі — у 30 % , а в 3-й групі — у 64 % випадків.
Беручи до уваги, що БА — це насамперед алергічне захворювання, ретельно вивчався алергологічний анамнез. Супутні алергічні стани виявлені в дітей усіх груп. Алергічний риніт установлений у 23,1 % обстежених, атопічний дерматит — у 4,3 %, та обидва супутні алергічні стани — у 7,2 % хворих.
Приріст діаметра плечової артерії на 30-й с у дітей, хворих на БА, в період загострення становив 7,30 (6,25; 8,49) % у дітей 1-ї групи; 6,71 (6,10; 6,98) % — у хворих 2-ї групи, 5,56 (4,80; 5,86) % — хворих 3-ї групи порівняно з показником дітей контрольної групи — 19,35 (17,00; 21,00) %. Визначене статистично значуще його зниження в період загострення у всіх дітей, хворих на БА –(pk–1 = 0,0004, pk–2 = 0, pk–3 = 0, де pk — показники контрольної групи, p1–3 — показники хворих 1, 2 і 3-ї груп). У дітей із тяжким ступенем захворювання виявлені найбільш виражені зміни (p1–3 = 0, p1–2 = 0,0003). У період ремісії в дітей 1-ї групи приріст діаметра плечової артерії на 30-й с дорівнював 8,73 (8,11; 9,80) %, у дітей 2-ї групи — 8,07 (7,39; 8,35) %, у дітей 3-ї — 6,32 (5,57; 7,27) % і залишався вірогідно нижчим за нормативні величини (pk–1реміс. = 0,0012, pk–2реміс. = 0,0004, pk–3реміс. = 0). Це вказує на те, що вже при легкому варіанті БА наявні суттєві зміни в стінці судини, а саме зниження вазодилатуючих властивостей. Крім того, вони зберігаються і в періоді ремісії.
Також для оцінки функції ендотелію визначався рівень метаболіту оксиду азоту — S-нітрозотіолу в сироватці крові в період загострення та в період ремісії захворювання. Рівень S-нітрозотіолу в сироватці крові в дітей 1-ї групи в період загострення становив 0,17 (0,15; 0,22) ммоль/л; 0,14 (0,11; 0,15) ммоль/л — 2-ї групи та 0,11 (0,08; 0,11) ммоль/л — 3-ї групи; а в період ремісії — 0,30 (0,24; 0,43) ммоль/л у дітей 1-ї групи, 0,29 (0,24; 0,39) ммоль/л — 2-ї групи та 0,20 (0,18; 0,25) ммоль/л — 3-ї групи порівняно з показниками дітей контрольної групи — 0,33 (0,28; 0,37) ммоль/л, р < 0,005. Проведений аналіз даних установив статистично значуще зниження рівня S-нітрозотіолу в сироватці крові в періоді загострення в дітей 1, 2 та 3-ї групи порівняно з показниками дітей контрольної групи. Найбільш значне зниження рівня цього показника встановлено в дітей 3-ї групи (p1–3 = 0, p1, 2 = 0,0001). У періоді ремісії рівень S-нітрозотіолу в сироватці крові в дітей 1, 2 та 3-ї груп зберігався нижчим, ніж у дітей групи контролю (pk–1реміс. = 0,0008, pk–2реміс. = 0, pk–3реміс. = 0). Це свідчить про те, що навіть у періоді ремісії зберігається патологічний процес, який призводить до стійких змін у стінці судин та, імовірно, служить причиною формування хронічного запалення.
Після проведеного аналізу статистичних характеристик множинного порівняння приросту діаметра плечової артерії на 30-й с та S-нітрозотіолу в сироватці крові встановлено, що критерій Краскела — Уолісса (H) високозначущий за обома показниками (відповідно Н = 56,37, р = 0,0000; Н = 55,40, р = 0). Це дає право стверджувати, що статистичні характеристики різних груп статистично відрізняються між собою, а рівень цих показників залежить від належності пацієнта до тієї чи іншої групи. Отримані дані вказують на наявність ендотеліальної дисфункції (зокрема, дефіцит-NO-залежної функції ендотелію) та зниження дилатуючих властивостей судин.
Вивчаючи літературні дані, зазначили, що при пошкоджені ендотелію ендотеліальні клітини починають експресію біологічно активних речовин, а саме молекул адгезії, які залучаються до місцевого запального процесу. Установлено, що рівень sVCAM-1 у сироватці крові в періоді загострення в дітей 1-ї групи дорівнював 1020,36 (900,52; 1090,08) нг/мл, 2-ї — 1265,08 (1100,81; 1380,62) нг/мл, 3-ї — 1700,73 (1550,38; 1900,32) нг/мл; у періоді ремісії в дітей 1-ї групи — 845,44 (790,38; 950,62) нг/мл, 2-ї групи — 1095,57 (950,52; 1190,63) нг/мл, 3-ї групи — 1500,48 (1380,28; 1700,25) нг/мл порівняно з 745,60 (690,82; 790,19) нг/мл у дітей групи контролю, р < 0,005. Зазначено значне підвищення рівня sVCAM-1 у сироватці крові в дітей, хворих на БА, у періоді загострення (pk–1загостр.= 0, pk–2загостр. = 0, –pk–3загостр. = 0). Найбільш високі показники встановлені в дітей 3-ї групи (p1–3 = 0, p1, 2 = 0,0003). Критерій Краскела — Уолісса (H) високозначущий (Н = 56,80, р = 0), і це вказує на те, що рівень sVCAM-1 у сироватці крові залежить від тяжкості перебігу захворювання. При вивченні даного показника в періоді ремісії відмічено його зниження (p1загостр. — 1реміс. = 0, Т = 19,00; p2загостр. — 2реміс. = 0, Т = 0; p3загостр. — 3реміс. = 0,015, Т = 11,00), проте зберігалося статистично значуще його підвищення порівняно з показником групи контролю (pk–1реміс.= 0,0004, pk–2реміс. = 0, pk–3реміс. = 0). Це вказує на те, що навіть у періоді ремісії продовжується експресія sVCAM-1.
Відомо, що стимуляція Н1-рецепторів гістаміном індукує симптоми негайної алергії та робить істотний внесок у розвиток алергічного запалення.
Паралельність активації Н1-рецепторів із продукцією прозапальних цитокінів і молекул міжклітинної адгезії вказує на більш широкий діапазон участі гістаміну та його Н1-рецепторів у розвитку ранньої та пізньої фаз алергічної відповіді. Результати численних досліджень показали, що у хворих з алергічними захворюваннями в організмі постійно присутній мінімальний рівень алергічного запалення — MPI (Minimal Persistent Inflammation), або мінімальне персистуюче запалення. Мінімальне персистуюче запалення характеризується інфільтрацією тканин запальними клітинами (еозинофілами та нейтрофілами) [16], на поверхні яких відбувається експресія sVCAM-1 [14, 15].
Нами припущено, що одним із пошкоджуючих факторів, що впливають на функцію ендотелію та активність ендотеліальних клітин, можуть бути ЦІК. Рівень ЦІК дорівнював у дітей 1-ї групи 89,50 (70,00; 102,00) ум.од., 2-ї групи — 97,50 (88,00; 123,00) ум.од., 3-ї групи — 132,00 (121,00; 143,00) ум.од. Установлено статистично значуще підвищення рівня ЦІК у хворих усіх груп, а найвищі показники виявлено в дітей 3-ї групи (p1–3 = 0, p1, 2 = 0). У міру наростання тяжкості процесу збільшуються й імунопатологічні реакції в ендотелії та адгезія на його стінці ЦІК. Це підтверджено наявністю кореляційних зв’язків між рівнем ЦІК та рівнем sVCAM-1 у сироватці крові в дітей 2-ї та 3-ї груп (відповідно r = + 0,70, p < 0,05, r = + 0,71, p < 0,05). Відмічений також більш низький кореляційний зв’язок у дітей 1-ї групи (r = + 0,43, p < 0,05). Це може пояснити перевагу змішаної форми захворювання в дітей із найбільш тяжким перебігом БА. Підвищений рівень sVCAM-1 у сироватці крові, що зберігається і в періоді ремісії, говорить про триваючий вплив на ендотелій судин, тобто на наявність порушення його вазодилатуючої функції. При проведенні додаткового кореляційного аналізу встановлено обернений кореляційний зв’язок рівнів S-нітрозотіолу та sVCAM-1 у сироватці крові в період загострення та в період ремісії (відповідно r = –0,75, p < 0,05; r = –0,69, p < 0,05). Отже формується патологічне коло хронічного запального процесу.
Показано, що в дітей із БА вже при легкому перебігу захворювання відмічаються ознаки порушення функції ендотелію, що, зі свого боку, веде до стимуляції ендотеліальних клітин та експресії sVCAM-1. Крім цього, вона знаходиться й на поверхні еозинофілів і нейтрофілів, що також беруть активну участь в алергічному запаленні. sVCAM-1, зі свого боку, адгезує на поверхні ендотелію біологічно активні речовини, а саме ЦІК. Установлено, що рівень sVCAM-1 залежить від тяжкості перебігу БА. Найбільш підвищеним він спостерігається переважно в дітей зі змішаною формою захворювання, і високий його рівень зберігається навіть у періоді ремісії, що вказує на збереження активності запального процесу.
Висновки
Установлено, що порушення функції ендотелію залежить від тяжкості перебігу БА та зберігається в періоді ремісії захворювання. Це підтверджується підвищеним рівнем sVCAM-1 та S-нітрозотіолу в сироватці крові та зниженням приросту діаметра плечової артерії на 30-й с як у період загострення, так і в період ремісії. Таким чином, sVCAM-1 може служити діагностично-прогностичним критерієм тяжкості перебігу БА. Експресія sVCAM-1 різними клітинами формує патологічний процес, що призводить до стійких змін в ендотелії судин та є одним із механізмів формування хронічного запалення.
Автори заявляють про відсутність конфлікту інтересів.
Список литературы
1. Намазова-Баранова Л.С., Огородова Л.М., Томилова А.Ю., Деев И.А., Алексеева А.А., Вишнева Е.А., Громов И.А., Евдокимова Т.А., Камалтынова Е.М., Коломеец И.Л., Торшхоева Р.М. Распространенность астмаподобных симтомов и диагностированной астмы в популяции подростков // ПФ. — 2009. — № 3. — С. 59-65.
2. Vijay K.T. Angiogenesis and vascular remodeling in chronic airway diseases / K.T. Vijay, Willem I. de Boer, K.M. Virendra, J.M. Wolter, S.S. Hari // Cell. Biochem. Biophys. — 2013. — 67. — Р. 219-234.
3. Asher I., Pearce N. Global burden of asthma among children // Int. J. Tuberc. Lung. Dis. — 2014 Nov. — 18(11). — Р. 1269-1278.
4. Чернышева О.Е Современные представления о патогенезе БА у детей / О.Е. Чернышева // Здоровье ребенка. — 2014. — № 5. — С. 83-90.
5. Попова А.А. Эндотелиальная дисфункция и механизмы ее формирования / А.А. Попова, Е.Н. Березикова, Маянская С.Д. // Сибирское медицинское обозрение. — 2010. — № 4, Т. 64.
6. Поляков В.В., Сенаторова А.С. Клиническое значение эндотелиальной дисфункции у детей с рецидивирующим обструктивным бронхитом и бронхиальной астмой / В.В. Поляков, А.С. Сенаторова // Международный медицинский журнал. — 2012. — № 2. — С. 32-35.
7. Wanner A. Airway Endothelial Dysfunction in Asthma and Chronic Obstructive Pulmonary Disease: A Challenge for Future Research / A. Wanner, E.S. Mendes // Am. J. of Respiratory and Crit. Care Med. — 2010. — Vol. 182. — P. 1344-1351.
8. Волкова О.А. Изучение дисфункции эндотелия у детей с бронхиальной астмой / О.А. Волкова // Актуальные проблемы медицины: Мат-лы ежегодной итоговой научной конференции. — 2011. — С. 178-181.
9. Волосовець О.П. Патогенетична роль оксиду азоту та ендотеліальної дисфункції в розвитку захворювань серцево-судинної системи у дітей / О.П. Волосовець, С.П. Кривопустов, Т.С. Мороз // Здоровье ребенка. — 2007. — № 2(5).
10. Касаткина С.Г. Значение дисфункции эндотелия у больных с сахарным диабетом 2 типа / С.Г. Касаткина, С.Н. Касаткин // Фундаментальные исследования. — 2011. — № 7. — С. 248-252.
11. Заклякова Л.В., Киселева М.А., Колчина В.П. Определение уровня растворимой формы молекулы межклеточной адгезии-1 для ранней диагностики диабетических микроангиопатий // ВНМТ. — 2005. — № 2. — С. 42-43.
12. Ландышев Ю.С., Суров А.В., Лазуткина Е.Л., Георгиевский Н.И., Целуйко С.С., Георгиевская М.Н. Роль цитокинов и полиморфно-ядерных нейтрофилов в патогенезе бронхиальной астмы // Дальневосточный медицинский журнал. — 2008. — № 2. — С. 134-138.
13. Геппе Н.А., Колосова Н.Г., Машукова Н.Г. и др. Влияние терапии будесонидом на уровни цитокинов и молекул межклеточной адгезии у подростков со среднетяжелой бронхиальной астмой // Практическая пульмонология. — 2009. — № 2. — С. 40-43.
14. Емельянов А.В. Современные представления о диагностике и лечении аллергического ринита / А.В. Емельянов // Лечащий врач. — 2003. — № 3. — С. 4-11.
15. Моренко М.А. Патогенетические аспекты проявления сочетанной аллергопатологии в детском воздасте / М.А. Моренко // Вестник Южно-Казахстанской мед. академии. — 2010. — № 1(46).
16. Волосовец А.П. Роль аллергического воспаления в повседневной врачебной практике. Оптимизация противоаллергической терапии / А.П. Волосовец, С.П. Кривопустов, Е.В. Павлик // Сучасні препарати та технології. — 2010. — № 1(67). — С. 70-74.
1. Namazova-Baranova L. S., Ogorodova L. M., Tomilova A. YU., Deev Ivan Anatol'evich, Alekseeva A. A., Vishneva E. A., Gromov I. A., Evdokimova T. A., Kamaltynova E. M., Kolomeec I. L., Torshkhoeva R. M. Rasprostranennost' astmapodobnyh simtomov i diagnostirovannoj astmy v populyacii podrostkov // PF . 2009. №3. S.59-65
2. Vijay K. T. Angiogenesis and vascular remodeling in chronic airway diseases/ K. T .Vijay, Willem I. de Boer, K. M. Virendra, J. M. Wolter, S. S. Hari //Cell Biochem Biophys.- 2013.- 67.- p.219-234.
3. Asher I, Pearce N Global burden of asthma among children// Int J Tuberc Lung Dis. -2014. - Nov;18(11). - p.1269-1278
4. CHernysheva O.E Sovremennye predstavleniya o patogeneze BA u detej/ O.E CHernysheva // Zdorov'e rebenka. – 2014. - №5. – str.83-90.
5. Popova A.A. EHndotelial'naya disfunkciya i mekhanizmy ee formirovaniya/ A.A Popova, E.N. Berezikova, S.D Mayanskaya//Sibirskoe medicinskoe obozrenie. – 2010. - №4, T 64.
6. Polyakov V.V., Senatorova A.S. Klinicheskoe znachenie ehndotelial'noj disfunkcii u detej s recidiviruyushchim obstruktivnym bronhitom i bronhial'noj astmoj / V.V Polyakov, A.S. Senatorova A.S //Mezhdunarodnyj medicinskij zhurnal. – 2012. - № 2. - str.32-35.
7. Wanner A. Airway Endothelial Dysfunction in Asthma and Chronic Obstructive Pulmonary Disease: A Challenge for Future Research/ A.Wanner, E. S. Mendes//Am. J. of Respiratory and Crit. Care Med.— 2010.— Vol. 182.— P. 1344–1351.
8. Volkova O.A Izuchenie disfunkcii ehndoteliya u detej s bronhial'noj astmoj/ O.A Volkova // Aktual'nye problemy mediciny : materialy ezhegodnoj itogovoj nauchnoj konferencii.-2011. – c.178-181.
9. Volosovec' O. P. Patogenetichna rol' oksidu azotu ta endotelіal'noї disfunkcії v rozvitku zahvoryuvan' sercevo-sudinnoї sistemi u dіtej/ O.P. Volosovec', S.P. Krivopustov, T.S. Moroz//Zdorov'e rebenka.- 2007.- №2(5).
10. Kasatkina S.G. Znachenie disfunkcii ehndoteliya u bol'nyh s saharnym diabetom 2 tipa/ S.G. Kasatkina, S.N. Kasatkin //Fundamental'nye issledovaniya.-2011.- №7.- str.248-252.
11. Zaklyakova L. V., Kiseleva M. A., Kolchina V. P. Opredelenie urovnya rastvorimoj formy molekuly mezhkletochnoj adgezii-1 dlya rannej diagnostiki diabeticheskih mikroangiopatij // vnmt . 2005. №2. S.42-43.
12. Landyshev YU. S., Surov A. V., Lazutkina E. L., Georgievskij N. I., Celujko S. S., Georgievskaya M. N. Rol' citokinov i polimorfno-yadernyh nejtrofilov v patogeneze bronhial'noj astmy // dal'nevostochnyj medicinskij zhurnal . 2008. №2. S.134-138.
13. Geppe N. A., Kolosova N. G., Mashukova N. G., Sencova T. B., Vorozhko I. V., YAcuk I. P., Soroka N. D., Kondyurina E. G., Snegockaya M. N., Knyazheskaya N. P., Pashchenko M. G., Novikova N. B., Voznesenskij N. A. Vliyanie terapii budesonidom na urovni citokinov i molekul mezhkletochnoj adgezii u podrostkov so srednetyazheloj bronhial'noj astmoj // Prakticheskaya pul'monologiya . 2009. №2. S.40-43.
14. Emel'yanov A.V. Sovremennye predstavleniya o diagnostiki i lechenii allergicheskogo rinita / A.V. Emel'yanov // Lechashchij vrach.- 2003.-№3.- str.4-11.
15. Morenko M.A. Patogeneticheskie aspekty proyavleniya sochetannoj allergopatologii v detskom vozdaste/ M.A. Morenko //Respublikanskij nauchnyj zhurnal HABARSHYSY.- 2010.-№1(46).- str.179-182.
16. Volosovec A.P. Rol' allergicheskogo vospaleniya v povsednevnoj vrachebnoj praktike optimizaciya protivoallergicheskoj terapii /A.P. Volosovec, S.P. Krivopustov, E.V. Pavlik // Suchasnі preparati ta tekhnologії.- 2010.- №1 (67).- str.70-74
