Значение молекулы адгезии VCAM 1 при внегоспитальных

Иммунопатология, аллергология, инфектология
Immunopathology, allergology, infectology
2011, №4:5458
ИНФЕКТОЛОГИЯ
УДК 616:612.017.1
Значение молекулы адгезии VCAM1 при внегоспитальных
пневмониях
Д.Е. Шаряков, В.М Семенов
УО «Витебский государственный медицинский университет», г.Витебск, Республика Беларусь
The role of VCAM1 adhesion molecula in community acquired pneumonias
D.E. Sharyakov V.M Semenov
Vitebsk State Medical University, Vitebsk, Republic of Belarus
Аннотация
Summary
Цель: Определить роль молекулы адгезии к эндотелию
первого типа VCAM1 у больных с внегоспитальными
пневмониями и взаимосвязь уровня её экспрессии на
лейкоцитах с тяжестью заболевания и с рядом лаборатор
ных и клинических характеристик течения пневмоний у
обследованных пациентов.
Материалы и методы: Уровень экспрессии VCAM1 оце
нивался у 30 пациентов отделения реанимации Витебс
кой больницы скорой медицинской помощи с тяжёлыми
формами внегоспитальных пневмоний различной этио
логии. В контрольную группу вошло 15 пациентов трав
матологического отделения без пульмонологической па
тологии. В исследовании изучались: гемодинамика (изме
рение АД и ЧСС через 2 часа, определение ЦВД через 46
часов), параметры биохимического и общего анализов
крови, суточного диуреза, общего анализа мочи, а так же
параметры проводимой респираторной поддержки.
Результаты: выявлена достоверная (p<0,001) взаимо
связь уровня экспрессии VCAM1 с поражением лёгких
при пневмониях, установлены факторы, влияющие на
характер течения тяжёлых внегоспитальных пневмоний.
Выводы: Установлено, что у больных с внегоспитальны
ми пневмониями достоверно (p<0,001) и в значительной
степени увеличена экспрессия молекулы адгезии VCAM
1 на лейкоцитах. Выявлены факторы, влияющие на тя
жесть течения внегоспитальных пневмоний.
Objectives. The aim of investigation was to define the role of
adhesion molecules VCAM1 in patients with community
acquired pneumonia and to compare the level of CD106
expression on leukocytes with the severity of the disease and
meanings of laboratory and clinical characteristics in the
studied cases.
Materials and methods. The VCAM1 expression level was
evaluated in 30 patients of the ICU department of Vitebsk
emergency care hospital with severe community acquired
pneumonia of different etiologies. The control group included
15 patients of trauma department without any inflammatory
processes and pulmonary illnesses. The studied parameters
were: hemodynamics (arterial blood pressure and heart rate
measured every 2 hours, central venous pressure every 46
hours), the parameters of the biochemical and general blood
tests, daily diuresis, general urine analysis, the parameters of
respiratory support if any.
Results. A significant (p <0.001) interconnection of expression
level VCAM1 with community acquired pneumonia in
comparison to the control group was discovered. The factors
affecting the severity of community acquired pneumonia
were investigated.
Conclusion. Expression of adhesion molecules VCAM1 on
leukocytes in patients with community acquired pneumonia
significantly (p <0.001) increases, in some cases up to 99%
of leukocytes carry cd106 molecule on their membrane.
Some significant factors which affect the severity community
acquired pneumonia were evaluated.
Ключевые слова
Key words
Внегоспитальная пневмония, VCAM1, молекулы меж
клеточной адгезии, дыхательная недостаточность, нару
шения гемодинамики.
Community acquired pneumonia, VCAM1, intercellular
adhesion molecule, respiratory failure, hemodynamic
distortions.
54
Immunopathology, Allergology, Infectology 2011 N°4
Инфектология: Значение моллекулы адгезии VCAM51 при внегоспитальных пневмониях
Заболеваемость пневмониями различной
этиологии увеличивается от года к году, при
этом значимое количество заболевших нужда
ется в госпитализации в отделение реанимации
и интенсивной терапии. Пациенты, проходя
щие лечение в реанимационном отделении,
характеризуются тяжёлым, зачастую неста
бильным состоянием [1]. Гемодинамические
показатели таких пациентов отличаются не
гативными изменениями и общей тенденци
ей к явлениям сердечно–сосудистой недоста
точности. Отмечаются явления нарушения
микроциркуляции и, в связи с этим, наруше
ния вентиляционно–перфузионного отноше
ния. Можно предположить, что вышеописан
ные явления связаны с поражением сосудис
той стенки и эндотелиальной дисфункцией,
вызванной не только и не столько инфекцион
ным агентом, сколько собственной иммунной
системой. Важным звеном во взаимодействии
лейкоцитов с эндотелием и их последующей
миграцией в ткани является молекула межкле
точной адгезии VCAM1.
Молекулы межклеточной адгезии это свя
занные с плазматической мембраной белки, ко
торые обеспечивают механическое взаимодей
ствие клеток друг с другом. Часто это молекулы,
которые пронизывают мембрану и присоедине
ны к цитоскелету. С их помощью клетки при
движении могут «подтягиваться» к другим
клеткам или перемещаться по внеклеточному
матриксу. Во многих случаях отдельная моле
кула межклеточной адгезии способна взаимо
действовать не с одним, а с несколькими лиган
дами, для чего служат разные участки связыва
ния. Хотя связывание индивидуальных молекул
адгезии со своими лигандами обычно происхо
дит с низким сродством, авидность взаимодей
ствия может быть довольно высокой за счет
того, что молекулы адгезии расположены на
поверхности клеток кластерами и образуют
участки многоточечного связывания. VCAM
1(CD106) – один из членов суперсемейства им
муноглобулинов, который вовлекается в лейко
цитарно–эндотелиальное взаимодействие. CD
106 экспрессируется только после стимуляции
клеток IL1, TNFa или эндотоксином, и сам яв
ляется лигандом интегрина VLA4, найденного
на лимфоцитах, моноцитах и эозинофилах.
VCAM1/VLA4 взаимодействие опосредует
прочное прилипание циркулирующих лейкоци
тов (не относящихся к нейтрофилам) к эндоте
лию. CD106 также участвует в адгезии лейкоци
тов вне сосудов, опосредуя взаимодействие
Иммунопатология, Аллергология, Инфектология 2011 N°4
предшественников лимфоцитов со стромаль
ными клетками костного мозга и Вклеток с
дендритными клетками фолликулов лимфо
узлов. VCAM1 обладает лейкоцитарной адге
зией, обеспечивая накопление мононуклеар
ных клеток в процессе смены острой фазы
воспаления хронической. Известна опреде
лённая роль молекулы адгезии VCAM1 в раз
витии атеросклероза [2].
Существуют данные, доказывающие, что
высокий уровень экспрессии VCAM1 может
приводить к повреждающему эффекту на
центральную нервную систему, так у больных
с хроническими заболеваниями нервной сис
темы была выявлена повышенная проницае
мость Тлимфоцитов в нервную ткань, благо
даря большому количеству лимфоцитов с
CD106 на поверхности [3,4].
У пациентов с острой гипертензией пока
зано увеличение концентрации VCAM1, хотя
экспрессия молекул адгезии на циркулирую
щих моноцитах и лимфоцитах при этом не
меняется [5].
Существуют данные, достоверно доказываю
щие значительное увеличение уровня VCAM1
не только при наличии воспалительного про
цесса в легочной ткани, но и при хронической
гипоксии (ночное апноэ) [6].
Гипераккумуляция иммунных клеток в оча
ге воспаления и значительная экспрессия
VCAM1 на лейкоцитах у больных с внегоспи
тальными пневмониями может служить одной
из причин нарушения гемодинамических пока
зателей и микроциркуляции у больных с тяжё
лыми внегоспитальными пневмониями [1,7].
Целью исследования является определение
уровня циркулирующих лейкоцитов с экспрес
сированой молекулой адгезии VCAM1 у паци
ентов с тяжёлыми внегоспитальными пневмо
ниями, а также выявление взаимосвязи уровня
экспрессии VCAM1 с нарушениями гемодина
мики, тканевой перфузии и состояния микро
циркуляторного русла.
Материалы и методы
Исследование проводилось на проточном
цитометре (Сytomix c 500). В основную группу
вошли 30 пациентов отделения реанимации Ви
тебской больницы скорой медицинской помо
щи с тяжёлыми внегоспитальными пневмония
ми, требующими лечения в отделении интен
сивной терапии. Средний возраст больных
пневмониями составил 46,48 лет. Среди пациен
тов данной группы женщины составили 43,3%,
55
Д.Е. Шаряков, В.М Семенов
мужчины – 56,7%. В контрольную группу было
набрано 14 пациентов травматологического
отделения без соматической патологии и нару
шения гемодинамики, ожидающих плановых
оперативных вмешательств – артроскопий
либо удаления имплантированных ранее метал
локонструкций. Среди пациентов контрольной
группы соотношение мужчин и женщин было
одинаковым (50%) средний возраст пациентов
составил 32,21 года. У пациентов, проходящих
лечение в РАО, круглосуточно оценивалась ге
модинамика (измерение АД и ЧСС через 2 часа,
определение ЦВД через 46 часов). Оценивались
параметры биохимического и общего анализов
крови, суточного диуреза, общего анализа
мочи и проводимой респираторной поддержки.
Забор крови для исследования методом про
точной цитофлюориметрии уровня экспрессии
VCAM1 производился в стерильные пробирки
с цитратом декстрозы в качестве антикоагулян
та в первые сутки после поступления больных в
РАО. Образцы хранились при комнатной тем
пературе (18–25°С). Кровь доставлялась и ис
следовалась в течение 2 – 3 часов после забора.
Исследование проводилось на проточном
цитометре (Сytomix С 500) с применением
стандартного набора реактивов, в исследовании
использовались моноклональные антитела VCAM1(CD 106) [8,9].
Статистический анализ проводился с помо
щью пакета прикладных программ «Excel 2007»,
«STATISTICA 7.0». При анализе вида распределе
ния признаков с использованием критерия Ша
пироУилкса оказалось, что оно отличается от
нормального, вследствие чего применялись ме
тоды непараметрической статистики. При срав
нении групп применялся критерий МаннаУит
ни (Uкритерий) для двух независимых выбо
рок и критерий Уилкоксона для двух зависи
мых. При сравнении трех и более независимых
групп использовался критерий КрускалаУол
лиса с последующим расчетом критерия Данна,
а также критерий МаннаУитни с поправкой
Бонферрони во избежание проблемы множе
ственных сравнений. Статистически значимы
ми различия считались при p<0,05.
Результаты и обсуждение
В настоящем исследовании была произведе
на оценка экспрессии молекулы адгезии эндоте
лия первого типа VCAM1 на иммунных клет
ках крови у пациентов с пневмониями тяжёло
го течения и находившихся на лечении в реани
мационном отделении.
В анализах контрольной группы не было вы
явлено отклонений от общепринятых норм,
при этом уровень клеток с VCAM–1 в среднем
составил 3,3% от общего количества иммун
ных клеток.
Среди пациентов экспериментальной груп
пы средний уровень VCAM1 составил 77,9%,
что достоверно (p<0,001) выше уровня VCAM
1 в контрольной группе (рис. 1).
В ходе анализа полученных данных все паци
енты экспериментальной группы были разделе
ны на 2 подгруппы:
пациенты с уровнем экспрессии молекулы
VCAM1 на лейкоцитах менее 50%;
пациенты с уровнем VCAM1 активирован
ных иммунных клеток более 50%.
Рисунок 1. Уровень VCAM1 у здоровых людей и пациентов с внегоспитальными пневмониями
56
Immunopathology, Allergology, Infectology 2011 N°4
Инфектология: Значение моллекулы адгезии VCAM51 при внегоспитальных пневмониях
В ходе анализа и оценки полученных ре
зультатов, а также взаимосвязи данных лабо
раторных исследований с уровнем VCAM1
активированных клеток, было выявлено, что
среди пациентов основной группы отмечает
ся достоверное увеличение VCAM1 у мужчин
по сравнению с женщинами (p<0,05), при
этом в контрольной группе такой разницы
выявлено не было.
У пациентов основной группы проводился
анализ реологии и системы свёртывания крови,
в результате чего было установлено, что у паци
ентов с гипокоагуляцией достоверно чаще уро
вень иммунных клеток с VCAM1 выше 50%
(p<0,03). Помимо этого оказалось, что у паци
ентов с гипотензией количество иммунных кле
ток активированных к эндотелию 1 типа имеет
тенденцию к снижению (p<0,1) по сравнению с
пациентами с нормо или гипертензией.
Оценка других гемодинамических парамет
ров также показала, что у пациентов со сни
женным ЦВД (что в большинстве случаев сви
детельствовало о системной гиповолемии)
уровень VCAM1активированных лейкоци
тов был достоверно (p<0,05) выше по сравне
нию с пациентами с нормальным или повы
шенным ЦВД. При дальнейшем анализе полу
ченных данных установлено, что количество
лейкоцитов с экспрессией VCAM1 не зависит
от уровня лейкоцитоза и характеристик лей
коцитарной формулы.
При анализе функционального состояния
мочевыделительной системы было установле
но, что у пациентов с высоким уровнем
VCAM1 снижены диурез и повышен уровень
креатинина в крови (p<0,05), что, в свою оче
редь, свидетельствует о системном пораже
нии эндотелия микроциркуляторного русла,
а не только локальных нарушениях микроцир
куляции в легочных сосудах.
Проведённое исследование позволяет заклю
чить, что при инфекционном поражении лё
гочной ткани в процессе нарушения гемодина
мики на ряду с экзо и эндотоксинами инфек
ционного агента участвуют и иммунные клет
ки, экспрессирующие VCAM1. При этом про
исходит не только нарушение сосудистого тону
са, но и изменения в свёртывающей системе кро
ви, а также её реологических параметров [10,11].
Высокий уровень экспрессии молекулы адгезии на
лейкоцитах приводит к образованию конгломера
тов иммунных клеток на эндотелии, что влечёт за
собой нарушение проницаемости сосудистой
стенки, микроциркуляторные расстройства, нару
шения трофики некоторых тканей, ухудшению
перфузии кислорода в лёгочной ткани, сниже
нию почечной фильтрации (вплоть до разви
тия почечной недостаточности). По сути, мы
можем наблюдать появление сразу нескольких
«порочных кругов» у таких пациентов.
Проблема ухудшения микроциркуляции и
тканевой перфузии, а также дисфункция эндо
телия при тяжёлых внегоспитальных пневмони
ях является актуальной и требует детального
исследования и разработки схемы рациональ
ной фармакотерапии данных расстройств.
Выводы
На лейкоцитах больных с внегоспитальны
ми пневмониями отмечается радикально повы
шенная (p<0,001) экспрессия молекулы адгезии к
эндотелию первого типа – VCAM1. Параллельно
увеличению экспрессии VCAM1 происходит дос
товерное ухудшение почечной функции (p<0,05),
увеличение ЦВД (p<0,05), снижение среднесуточ
ного артериального давления, гипокоагуляция
(p<0,05). Всё вышеперечисленное может косвенно
свидетельствовать об ухудшении микроциркуля
ции и тканевой перфузии у больных с внегоспи
тальными пневмониями, обусловленных чрез
мерной экспрессией CD106.
Литература
1. Сорока Н. Ф., Савченко М. А. Актуальность проблемы
пневмоний. Пропед. внутр. болезней [онлайнжурнал]
2002; 1(1). Режим доступа: URL: http://www.plaintest.com /
pulmonology / urgency.
2. Dorffel Y, Latsch С, Stuhlmuller B, Schreiber S, Scholze S, Burmester
GR, et al. Preactivated peripheral blood monocytes in patients with
essential hypertension. Hypertension. 1999;34:113117.
3. Lassmann H, Rossler K, Zimprich F, Vass K. Expression of
adhesion molecules and histocompatibility antigens at the blood
brain barrier. Brain Pathol. 1991; 1: 11523.
Иммунопатология, Аллергология, Инфектология 2011 N°4
4. Minagar A, Alexander JS. Bloodbrain barrier disruption in
multiple sclerosis. Multiple Sclerosis 2003; 9: 54049.
5. Фазлыев М.М. Показатели эндотелиальнотромбоци
тарного и плазменнокоагуляционного гемостаза у боль
ных геморрагическим васкулитом. Сборн. научн. трудов
муниц. клин. бцы №5. Уфа, 2000. С. 138139.
6. Ohga E, Nagase T, Tomita T, Teramoto S, Matsuse T,
Katayama H, et al. Increased levels of circulating ICAM1,
VCAM1, and Lselectin in obstructive sleep apnea. J. Appl.
Physiol. 1999; 87(1): 1014.
57
Д.Е. Шаряков, В.М Семенов
7 . Schmidt R, Meier U, YabutPerez M, Walmrath D,
Grimminger F, Seeger W, et al. Alteration of Fatty Acid
Profiles in Different Pulmonary Surfactant Phospholipids
in Acute Respiratory Distress Syndrome and Severe
Pneumonia. Am. J. Respir. Crit. Care Med. 2001; 163(1):
95100.
8 . Loken MR, Green C, Wells DA: Immunofluorescence
of cell surface markers. in Flow Cytometry A Practical
Approach. 3rd ed. M. Omerod ed. Oxford Univ. Press,
Oxford, 2000, pp 6182.
9. Методы проточной цитометрии в медицинских и
биологических исследованиях: сб. науч. трудов [редколле
гия]. Минск: ГУ РНМБ, 2003.
10. LozanoNuevo JJ, EstradaGarcia T, VargasRobles H, Escalante
Acosta BA, RubioGuerra AF. Correlation between circulating adhesion
molecules and resistin levels in hypertensive type2 diabetic patients.
Inflamm. Allergy Drug Targets. 2011; 10(1): 2731.
11. Bayata S, Arikan E, Yesil M, Postaci N, Tas A, Koseoglu M.
An important role for VCAM1, but not for ICAM1 in
restenosis following coronary stent implantation. Anadolu
Kardiyol Derg. 2010;10(5): 405 409.
Сведения об авторах:
Д.Е. Шаряков ассистент кафедры анестезиологии и реаниматологии с курсом ФПК и ПК Витебского государственного медицинского университета
210023, Республика Беларусь, г.Витебск, пр5т Фрунзе, 27, Витебский государственный медицинский университет, кафедра анестезиологии и реаниматоло5
гии с курсом ФПК и ПК, тел. +3755295175505502, e5mail: [email protected]
Поступила 18.11.2011 г.
58
Immunopathology, Allergology, Infectology 2011 N°4