Endotēlija disfunkcijas klīniskā nozīme bērniem ar atkārtotu obstruktīvu bronhītu un bronhiālo astmu

Bronhiālā astma (BA) ir viena no visbiežāk sastopamajām bērnu slimībām. Pēdējo gadu epidemioloģiskie pētījumi liecina, ka no šīs slimības cieš 5 līdz 10% bērnu, un šis skaitlis katru gadu pieaug. Nopietnas bažas rada arī mirstības pieaugums no bronhiālās astmas un hospitalizāciju skaits bērnu iestādēs. Pēdējos gados endotēlija disfunkcija ir piesaistījusi lielu interesi pētniekiem, kas pēta bronhiālās astmas attīstības mehānismus. Endotēlijs ir metaboliski aktīvs, augsti specializēts šūnu monoslānis, kas izklāj visus cilvēka ķermeņa asinsvadus. Endotēlija šūnas, specifiski reaģējot uz dažādiem molekulāriem signāliem, veic dažādas funkcijas, tostarp transportēšanu, barjeras darbību, piedalās ārpusšūnu matrices metabolismā, dažādu citokīnu biosintēzē, angioģenēzē, regulē asins recēšanas procesus, asinsvadu tonusu un imūn-iekaisuma reakcijas, piedalās slāpekļa oksīda ražošanā un metabolismā. Endotēlijs piedalās sistēmiskā un plaušu asinsvadu tonusa regulēšanā, veidojot un izdalot vazodilatējošas un vazokonstriktoriskas vielas, jo īpaši endotelīnu-1 un endotēlija atkarīgo relaksējošo faktoru - slāpekļa oksīdu (NO). Endotēlija disfunkcija, kas rodas kaitīgu faktoru (mehānisku, infekcijas, vielmaiņas, imūnkompleksu u.c.) ietekmē, strauji maina tā endokrīnās aktivitātes virzienu uz pretējo: veidojas vazokonstriktori, endotelīni, koagulanti. Endotēlija disfunkcija izjauc attiecību starp NO (antitrombocītu līdzeklis, antikoagulants, vazodilatators) un peroksinitrātu - NO metabolītu, kas paaugstina oksidatīvā stresa līmeni un noved pie dažādām patofizioloģiskām reakcijām. Pēdējā desmitgadē pētnieki ir uzsvēruši proinflamatorisko citokīnu (IL-1-β, TNF-α, IL-8 u.c.) kaitīgo ietekmi uz asinsvadu endotēliju, izraisot procesu kaskādi, sākot no lokālas vazokonstrikcijas un augšanas faktoru izdalīšanās līdz asinsvadu sieniņu remodelācijas procesiem. Šajā sakarā īpaši interesants ir jautājums par saistību starp imūn-iekaisuma aktivāciju un asinsvadu endotēlija stāvokli pacientiem ar bronhiālo astmu. Endotēlija disfunkcija tiek uzskatīta par vienu no iespējamiem bronhiālās astmas attīstības patogenētiskajiem mehānismiem. Morfoloģiski pacientiem ar bronhiālo astmu ir palielināts asinsvadu submukozālā slāņa šķērsgriezums, palielināts asinsvadu skaits elpceļu sieniņās un sabiezināta intima. Līdzīgi remodelācijas elementi tiek atklāti jau bērnībā uz vieglas bronhiālās astmas gaitas fona.

Endotēlija disfunkcijas un asinsvadu remodelācijas mehānismi elpošanas traktā joprojām ir vāji izprasti, kas kalpoja par mūsu pētījuma priekšnoteikumu.

Darba mērķis bija pētīt endotēlija funkciju bērniem ar recidivējošu obstruktīvu bronhītu un bronhiālo astmu saasinājuma un remisijas periodā.

Kopumā tika izmeklēti 147 slimi bērni vecumā no 1 līdz 17 gadiem. Atbilstoši slimības nozoloģiskajām formām un smaguma pakāpei bērni tika iedalīti grupās: pacienti ar recidivējošu obstruktīvu bronhītu (1. grupa), intermitējošu bronhiālo astmu (2. grupa), persistējošu vieglas pakāpes bronhiālo astmu (3. grupa), persistējošu vidēji smagu vai smagu bronhiālo astmu (4. grupa) slimības saasināšanās laikā (attiecīgi 1A, 2A, 3A, 4A apakšgrupas) un remisijas periodā (attiecīgi 1B, 2B, 3B, 4B apakšgrupas).

Endotelīna-1 (ET-1) līmenis asinīs tika noteikts ar enzīmu imūnanalīzes metodi, izmantojot standarta reaģentus no DRG (ASV). NO līmenis asinīs tika noteikts pēc galīgo metabolītu (nitrītu (NO2)/nitrātu (NO3)) līmeņa ar kalorimetrisko metodi, izmantojot Grīsa reaģentus. Sirds un asinsvadu Doplera ehokardiogrāfija tika veikta ar Esaote Biomedica (Itālija) ultraskaņas aparātu AU 3 Partner, mērot vidējo spiedienu plaušu artērijā pēc Kitobataka metodes. Kontroles grupā bija iekļauti 13 praktiski veseli viena vecuma bērni bez akūtu vai hronisku slimību pazīmēm.

Datu statistiskā analīze tika veikta, izmantojot statistikas programmatūras pakotnes Excel vai Windows, kā arī Statistica 7.0 operētājsistēmai Windows.

Ņemot vērā datu trūkumu par pētījumam izvēlēto indikatoru līmeņu nozīmīgumu veseliem bērniem, tika pārbaudīti kontroles grupas bērni, lai noteiktu normatīvos parametrus.

Bronhiālās astmas un atkārtota obstruktīva bronhīta saasināšanās periodam bija raksturīgi dažādas smaguma pakāpes plaušu ventilācijas traucējumi. Kā zināms, ventilācijas traucējumi izraisa alveolārās hipoksijas attīstību, kas nevar neietekmēt endotēlija funkcijas stāvokli.

Novērtējot parametrus saasinājuma periodā, vazokonstriktora faktora ET-1 līmenis visās grupās ievērojami palielinājās un bija visaugstākais bērnu grupā ar smagu un vidēji smagu bronhiālo astmu (4A apakšgrupa). Slimības gaitai 4A apakšgrupā bija raksturīgi izteikti obstruktīva tipa ventilācijas traucējumi, kas noved pie alveolāras hipoksijas, kas ir spēcīgs ET-1 induktors. Papildus hipoksijas inducējošajai lomai šai pacientu grupai raksturīgas izteiktas imunopatoloģiskas reakcijas gan intensitātes, gan kursa ilguma ziņā, kas arī veicina lielāku ET-1 izdalīšanos no asinsvadu endotēlija.

Veiktā vairāku salīdzinājumu analīze, izmantojot Kruskal-Wallis metodi, atklāja ļoti nozīmīgu kritēriju H (H = 38,02, p = 0,0001), kas dod tiesības apgalvot, ka ET-1 līmeņu statistiskās īpašības dažādu apakšgrupu pacientiem saasinājuma periodā būtiski atšķiras viena no otras, un to līmenis ir atkarīgs no pacienta piederības konkrētai apakšgrupai. Tā kā pacienti tika sadalīti grupās pēc slimības smaguma pakāpes, mēs varam runāt par saistību starp ET-1 līmeni un slimības smagumu.

Tādējādi 1A apakšgrupā endotēlija disfunkciju raksturoja mērens ET-1 līmeņa paaugstināšanās un nitrātu un nitrītu līmeņa pazemināšanās asinīs. Pacientiem 2A un 3A apakšgrupās (viegla bronhiālā astma) uz mērena ET-1 līmeņa paaugstināšanās fona (0,1–0,13 ng/ml) tika novērota ticama nitrītu līmeņa pazemināšanās (4,44–4,64 μmol/l), salīdzinot ar NO metabolisma rādītāju kontroli un izlīdzināšanos, pateicoties relatīvam nitrātu līmeņa paaugstinājumam (31,54–33,48 μmol/l). Šo nelīdzsvarotību var uzskatīt par prognostiski nelabvēlīgu, jo nitrātu līmeņa paaugstināšanās ir saistīta ar paaugstinātu lipīdu peroksidāciju, ļoti aktīviem brīvajiem radikāļiem un inducējamās NO sintāzes (iNOS) aktivitātes palielināšanos asinsvadu gludajos muskuļos un makrofāgos. 4A apakšgrupas pacientiem ar smagu bronhiālo astmu nelīdzsvarotība bija vēl izteiktāka: uz augsta ET-1 līmeņa fona (līdz 0,2 ng/ml) tika konstatēta izteiktāka endotēlija NO sintāzes (eNOS) inhibīcija, kas izpaudās ar nitrītu līmeņa samazināšanos (6,19 μmol/l) un izteiktu iNOS aktivāciju, kā rezultātā palielinājās nitrātu un kopējo NO metabolītu līmenis salīdzinājumā ar kontroles grupu.

Lai noteiktu funkcionālās attiecības klātbūtni starp ET-1 līmeni un hronisku obstruktīvu plaušu slimību gaitu raksturojošiem rādītājiem, tika izmantota daudzkārtēja lineāra regresijas procedūra ar pakāpenisku nenozīmīgu mainīgo izslēgšanu. Analīzes rezultātā tika iegūts matemātiskais modelis:

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

Daudzkārtējās regresijas koeficients R atspoguļo statistiski nozīmīgas attiecības esamību starp ET-1 līmeni un neatkarīgajiem mainīgajiem (slimības ilgumu), kā arī vidējo plaušu artērijas spiedienu (PLA). Vienlaikus noteikšanas koeficients R2 ļauj apgalvot, ka ET-1 līmeņa pieaugums par 52,5% ir saistīts ar izmaiņām šī vienādojuma neatkarīgo mainīgo līmenī, proti, slimības ilgumā (p = 0,008) un PLA (p = 0,022).

Vērtējot NO metabolismu pēc tā galīgajiem metabolītiem (nitrītiem, nitrātiem) bērniem apakšgrupās, var atzīmēt, ka tas mainījās dažādos virzienos. 1A apakšgrupas pacientiem ar recidivējoša obstruktīva bronhīta saasināšanos tika konstatēta NO metabolītu - gan nitrītu, gan nitrātu - līmeņa samazināšanās, kas liecināja par NO atkarīgas endotēlija funkcijas deficītu, visizteiktāk samazinoties nitrītu līmenim. Pašreizējā stadijā nitrītu līmenis asinīs tiek uzskatīts par endotēlija eNOS aktivitātes prognozētāju. Tas norāda uz izteiktu eNO sintetāzes inhibīciju, vāju iNO reakciju.

Remisijas periodā ET-1 līmenis visās grupās saglabājās mēreni paaugstināts 0,05–0,15 ng/ml robežās, salīdzinot ar kontroles grupu, un bija visvairāk paaugstināts 4B apakšgrupā līdz 0,15 ng/ml. Šāds ET-1 līmenis norāda, ka 4B apakšgrupa, salīdzinot ar citām apakšgrupām, saglabā visaugstāko vazokonstriktoru faktoru (ET-1) metabolismu asinsvadu endotēlijā. Tas var būt saistīts ar faktu, ka pacientiem ar smagu bronhiālo astmu saglabājas latentas obstruktīvas ārējās elpošanas funkcijas izmaiņas, alveolārā hipoksija, kas stimulē visaugstāko ET-1 izdalīšanos no endotēlija šūnām.

Ļoti nozīmīgais Kruskal-Wallis kritērijs H (H = 34,68, ^ = 0,0001), kas noteikts vairāku salīdzinājumu rezultātā, dod tiesības apgalvot, ka dažādu apakšgrupu ET-1 rādītāju statistiskās īpašības būtiski atšķiras viena no otras, un to līmenis ir atkarīgs no pacienta piederības vienai vai otrai grupai. Tādējādi, tāpat kā saasināšanās periodā, mēs varam runāt par saistību starp ET-1 līmeni un slimības smagumu.

Papildu ET-1 līmeņa un hronisku obstruktīvu plaušu slimību gaitas rādītāju korelācijas analīze atklāja ticamu tiešu saistību starp ET-1 līmeni un PLA (r = +0,38, p < 0,014) pacientiem remisijas periodā.

Pētītajās grupās NO metabolisms uzvedas atšķirīgi. Bērnu grupā ar recidivējošu obstruktīvu bronhītu (1.B apakšgrupa) ir novērota nitrītu līmeņa paaugstināšanās asinīs līdz 5,48 μmol/l, lai gan tas joprojām ir samazināts salīdzinājumā ar kontroles grupu, un ievērojama nitrātu līmeņa paaugstināšanās līdz 41,45 μmol/l, ko var uzskatīt par kompensējošu reakciju uz endotēlija NO deficītu. Bērnu grupās ar vieglu bronhiālo astmu tika novērota mērena nitrītu līmeņa paaugstināšanās līdz 5,6–6,45 μmol/l (kas ir zemāka nekā kontroles grupā). To var uzskatīt par eNOS aktivitātes palielināšanos un NO metabolītu aizsargājošo efektu. Visizteiktākā NO metabolisma nelīdzsvarotība tika novērota 4.B apakšgrupas bērniem, kas izpaudās nitrītu līmeņa samazināšanās salīdzinājumā ar saasinājuma fāzi un nitrātu līmeņa palielināšanās. Šie dati var liecināt par izteiktu eNOS nomākšanu pat remisijas laikā un pastāvīgu iNOS patoloģisku aktivitāti.

Veiktā pētījuma rezultātā var izdarīt šādus secinājumus.

Bērniem ar recidivējošu obstruktīvu bronhītu un bronhiālo astmu atkarībā no slimības stadijas un smaguma pakāpes tika konstatētas izmaiņas endotēlija atkarīgo faktoru (ET-1 un NO metabolītu) līmeņos.

Akūtā slimības fāzē visu apakšgrupu pacientiem tika novērotas vienvirziena izmaiņas ET-1 līmeņa paaugstināšanās veidā, visizteiktākās izmaiņas novērojamas pacientiem ar smagu un vidēji smagu bronhiālo astmu līdz 0,2 ng/ml līmenim.

Ir pierādīta funkcionāla saistība starp ET-1 līmeni un rādītājiem, kas raksturo hroniskas obstruktīvas plaušu slimības gaitu (slimības ilgumu), un vidējā spiediena līmeni plaušu artērijā pacientiem ar atkārtotu obstruktīvu bronhītu un bronhiālo astmu slimības saasināšanās laikā.

NO metabolītu (nitrātu, nitrītu) līmeņa izmaiņas bija daudzvirzienu rakstura, proti, nitrītu līmeņa pastāvīga samazināšanās saasināšanās un remisijas fāzēs un nitrātu līmeņa paaugstināšanās galvenokārt smagas bronhiālās astmas gadījumā.

Pacientiem ar atkārtotu obstruktīvu bronhītu un bronhiālo astmu tika atklāta endotēlija disfunkcija, kas bija izteiktāka pacientiem akūtā stadijā, kas izpaudās vazokonstrikcijas, vidējā PLA un ET-1 līmeņa paaugstināšanās veidā, kura sintēzi izraisīja hipoksija un patoloģiskas imunoloģiskas reakcijas. Tajā pašā laikā zems NO metabolīta (nitrīta) līmenis ir saistīts ar endotēlija NO sintetāzes inhibīciju, un nitrātu līmeņa paaugstināšanās ir saistīta ar patogēna NO (inducējamā NO) veidošanos, kas varētu kalpot par faktoru, kas noved pie endotēlija iznīcināšanas un patoloģiskā procesa uzturēšanas plaušās.

V. V. Poljakovs, prof. AS. Senatorova. Endotēlija disfunkcijas klīniskā nozīme bērniem ar atkārtotu obstruktīvu bronhītu un bronhiālo astmu // Starptautiskais medicīnas žurnāls Nr. 4 2012

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