На правах рукописи УРТНАСАН ЦЭВЭГМИД

На правах рукописи
УРТНАСАН ЦЭВЭГМИД
ДИНАМИКА СОДЕРЖАНИЯ ЦИТОКИНОВ И ОКСИДА АЗОТА
ПРИ ЛЕГОЧНОЙ ГИПЕРТЕНЗИИ У ДЕТЕЙ
С ХРОНИЧЕСКОЙ БРОНХОЛЕГОЧНОЙ ПАТОЛОГИЕЙ
14.01.08 – Педиатрия
14.03.03 - Патологическая физиология
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени
кандидата медицинских наук
Москва - 2011
2
Работа выполнена в Российском государственном медицинском
университете им. Н.И.Пирогова и Учреждении Российской академии
медицинских наук Научном центре здоровья детей РАМН
Научные руководители:
Доктор медицинских наук
Доктор медицинских наук, профессор
Симонова Ольга Игоревна
Смирнов Иван Евгеньевич
Официальные оппоненты:
Доктор медицинских наук, профессор
Доктор медицинских наук, профессор
Кузьменко Лариса Григорьевна
Порядин Геннадий Васильевич
Ведущая организация:
ГОУ ВПО Московский государственный медико-стоматологический
университет
Защита состоится 21 марта 2011 г. в 14.00 час. на заседании диссертационного
совета Д 208.072.02 при Российском государственном медицинском
университете им. Н.И.Пирогова по адресу: 117997, г. Москва, ул.
Островитянова, д.1.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Российского
государственного медицинского университета им. Н.И.Пирогова по адресу:
117997, г. Москва, ул. Островитянова, д.1.
Автореферат разослан « 17» февраля 2011 г.
Ученый секретарь диссертационного совета,
доктор медицинских наук, профессор
Н.П. Котлукова
3
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность проблемы. Хронические формы патологии
легких и
бронхов у детей являются актуальной проблемой педиатрии, их частота в
последние годы нарастает, а клинические проявления характеризуются
тяжестью течения и ранней инвалидизацией больных (Волков И.К., 2003,
Таточенко В.К., 2009, Козлов В.А., 2010,
Суркова Е.А.,2010). В основе
патогенеза большинства хронических воспалительных заболеваний
(ХВЗЛ)
легких
у детей лежит длительно текущий воспалительный процесс,
формирующийся в структурно измененной ткани легких и бронхов вследствие
врожденных дефектов или других причин (Рачинский С.В.,2000; Волков И.К.,
2008; Gatzoulis M.A. et al.,2009).
Одним из грозных осложнений ХВЗЛ у детей является формирование
легочной гипертензии, происходящее
формах
в течение ряда лет,
наследственной и врожденной патологии
при различных
органов дыхания (Чазова
И.Е.,2010, Шаповалова Т.Г.,2010; Alan B. et al., 2010;). Как правило, очень
сложно обнаружить единственную причину развития легочной гипертензии.
Эта патология чаще развивается на фоне различных нарушений, каждое из
которых вносит свой вклад в проблему нарушенной гемодинамики в легких и
правой половине сердца (Opitz C.F. et al.,2010; Grignola J.C.,2011).
В итоге к формированию легочной гипертензии имеют отношение
множественные механизмы, реализующиеся на самых разных уровнях – от
генетического и молекулярного до системного (McLaughlin V.V. et al.,2009;
Sakao S. et al., 2009; Humbert M., 2010). Вне зависимости от этиологии легочная
гипертензия
характеризуется
постепенным
повышением
сосудистого
сопротивления и давления крови в легочной артерии, что приводит к развитию
тяжелой
правожелудочковой
прогрессирующая
патология,
недостаточности.
патофизиологические
Это
хроническая
механизмы
которой
представляют собой ряд порочных кругов, что определяет постепенное
ухудшение состояние больного ребенка, значительно нарушает качество его
4
жизни, обусловливает преждевременную смерть (Nathan S.D., 2008; Galie N. et
al, 2009; Saouti N. et al., 2010; Dumas de la Roque E. et al.,2011).
Диагностировать легочную гипертензию, особенно на ранних этапах
(когда больше возможностей помочь больному ребенку
и существенно
улучшить его прогноз), очень сложно; не менее сложно лечить это заболевание.
В значительной степени это определяется тем, что возможности практической
медицины
в диагностике и
лечении
легочной
гипертензии
довольно
ограничены (O’Callaghan D.S. et al., 2008). Однако последние годы
ознаменовались существенным пополнением доказательной базы по этой
проблеме в связи с серией фундаментальных и клинических работ,
посвященных легочной гипертензии; появились новые высокотехнологичные
методы обследования, а также инновационные лекарственные средства,
подтвердившие свою эффективность в рандомизированных контролируемых
исследованиях; кроме того, была немного приоткрыта завеса над загадкой
сложного патогенеза этого заболевания, подробнее изучен ряд генетических
механизмов и экзогенных факторов, способствующих его развитию (Чазова
И.Е., 2010; Galie N. et al, 2009; Machado R.D. et al, 2009; Barnes P.J., 2010; Leask
A., 2010).
Легочная гипертензия с подтвержденным наследованием встречается в 610% случаев, при этом у большинства (50-90%) таких пациентов причиной
заболевания становится мутация гена BMPR2 (bone morphogenetic protein
receptor 2). Но и возраст пациента на момент диагностирования легочной
гипертензии, и скорость ее прогрессирования могут быть различными,
учитывая неполную пенетрантность мутации. Как правило, идиопатическая
легочная гипертензия диагностируется у больных среднего возраста (30-40 лет).
При этом основными факторами, способствующими развитию легочной
гипертензии
и
формированию
легочного
сердца,
являлись:
наличие
врожденного или наследственного заболевания, распространенное поражение
бронхов, грубая деформация грудной клетки, выраженные нарушения функции
внешнего дыхания.
5
Легочная гипертензия может быть как функциональной, то есть
обратимой, так и органической, за счет необратимых структурных изменений
сосудистого русла легких. Выраженность легочной гипертензии зависит от
формы
бронхолегочной
патологии, степени
Гипертрофия
правых
нарастающей
перегрузкой, является
тяжести и
фазы процесса.
отделов сердца, обусловленная
поздним
непрерывно
симптомом легочной
гипертензии, когда терапия уже должна быть направлена на лечение сердечной
недостаточности.
Поэтому
ранняя
диагностика
синдрома
легочной
гипертензии является важной задачей практической пульмонологии.
Комплексные исследования легочной гипертензии свидетельствуют о
сложном патогенезе этого синдрома при ХВЗЛ у детей, одним из важных
путей которого является развитие эндотелиальной дисфункции - дисбаланса
между релаксирующими и констрикторными факторами, между анти- и
прокоагулянтами,
медиаторами, факторами роста и их ингибиторами с
последующим ремоделированием сосудистого русла легких и формированием
фиброза легочной ткани (Кароли Н.А. и соавт.,2005; Morrell N.W. et al., 2009;
Diller G.P. et al.,2010).
Одним из современных методов определения активности формирования
структурных
повреждений
ткани
легких
при
хронических
формах
бронхолегочной патологии является количественный анализ биологически
активных соединений, которые
могут быть использованы
в качестве
биомаркеров склеротического процесса, а также при оценке эффективности
противовоспалительной терапии этих заболеваний у детей (Смирнов И.Е.,
2002).
В последние годы все больший интерес привлекают цитокины биологически
активные
соединения,
влияющие
на
возникновение
воспалительной реакции, процессы клеточной пролиферации и участвующие в
реализации эндогенной иммунорегуляции (Кетлинский С.А. и соавт.,2008). В
основе процессов, определяющих воспалительно-репаративные изменения в
респираторной системе, лежат местные и
системные реакции, которые
6
регулируются
путем
изменениями
межклеточных
продукции
взаимодействий,
цитокинов
-
трансформирующего фактора роста-β1 (ТGF-β1),
опосредуемых
интерлейкинов
оксида
(IL),
азота (NO) и
эндотелина-1, а также изменениями активности ряда тканевых ферментов,
непосредственно определяющих состояние внеклеточного матрикса легочной
ткани, - матриксных металлопротеиназ (MMP) и их тканевого ингибитора
(TIMMP-1) (Huang M.et al., 2002; Sakao S. et al., 2009; Diller G.P.et al.,2010;
Kawanabe Y. et al., 2011).
Однако до настоящего времени остается недостаточно изученной
патофизиологическая значимость участия этих несомненно важных молекулбиорегуляторов в формировании и прогрессировании легочной гипертензии
при хронической бронхолегочной патологии у детей.
Поэтому изучение
динамики продукции этих соединений представляется важным для диагностики
легочной гипертензии и повышения ее точности при этих формах патологии.
Решение указанных вопросов необходимо также для разработки оптимальной
терапевтической
тактики
предупреждения
прогрессирования
легочной
гипертензии у детей на фоне хронического бронхолегочного процесса, что
определило цель данной работы.
Цель исследования: установить закономерности изменений продукции
цитокинов и
оксида
наследственными
и
азота
при
врожденными
легочной
гипертензии
болезнями
органов
у детей
дыхания
с
для
оптимизации ее ранней диагностики при этих формах патологии.
Задачи исследования:
1.
определить особенности
клинических проявлений легочной
гипертензии при различных формах наследственных и врожденных болезней
органов дыхания у детей,
2.
установить изменения содержания цитокинов (интерлейкины,
трансформирующий фактор роста-β1) в крови при различной выраженности
легочной гипертензии у детей с наследственными и врожденными болезнями
органов дыхания,
7
3.
определить изменения содержания оксида азота и эндотелина-1 в
сыворотке крови при разных степенях легочной гипертензии
у детей
с
хронической бронхолегочной патологией,
4.
установить изменения активности матриксных металлопротеиназ и
их тканевого ингибитора при различной выраженности легочной гипертензии у
детей с наследственными и врожденными болезнями органов дыхания,
5.
при
определить диагностическую значимость изученных биомаркеров
различных
стадиях легочной
гипертензии у детей
с хронической
бронхолегочной патологией.
Научная новизна
Впервые комплексно изучены изменения
интерлейкинов,
трансформирующего
эндогенной продукции
фактора
роста-β1,
маркеров
эндотелиальной дисфункции и матриксных металлопротеиназ и обоснована
диагностическая значимость определения их концентраций в крови у детей с
различными степенями
легочной гипертензии, формирующейся
при
наследственных и врожденных болезнях органов дыхания.
Впервые определены закономерности изменений эндогенной продукции
цитокинов, оксида
азота и активности матриксных металлопротеиназ при
различной выраженности легочной
биохимические
критерии
гипертензии, установлены
ранней диагностики
клинико-
легочной гипертензий при
различных формах наследственной и врожденной патологии органов дыхания
у детей.
Впервые установлена
зависимость
темпов формирования легочной
гипертензии у детей от степени фиброзирования легочной ткани и
длительности хронизации воспалительного процесса в легких.
8
Практическая значимость работы
Установленные
показатели
содержания
интерлейкинов,
трансформирующего фактора роста-β1, маркеров эндотелиальной дисфункции
и активности матриксных металлопротеиназ в крови впервые предложены как
критерии
выраженности легочной гипертензии, формирующейся при
различных формах наследственной и врожденной патологии органов дыхания
у детей.
Разработаны
стадии
лабораторные
функциональных
показатели, характеризующие ранние
изменений
легочного
сосудистого
русла
при
формировании легочной гипертензии у детей, страдающих наследственной и
врожденной патологией органов дыхания, что необходимо для
повышения
точности диагностики и прогнозирования ее течения.
Установленные закономерности изменений содержания цитокинов,
маркеров
эндотелиальной
дисфункции
металлопротеиназ в крови при
гипертензии рекомендуется
и
активности
различных степенях
использовать
матриксных
тяжести легочной
для мониторинга
клинического
течения ХВЗЛ и оптимизации терапии этих форм патологии у детей с целью
предупреждения прогрессирования легочной гипертензии.
Внедрение в практику
Результаты исследований внедрены в диагностическую работу отделения
пульмонологии и аллергологии, в практику лаборатории патофизиологии с
блоком радионуклидных исследований НИИ педиатрии им. Г.Н.Сперанского
НЦЗД РАМН, а также в учебный процесс кафедры детских болезней лечебного
факультета РГМУ им. Н.И.Пирогова. Установленные показатели изученных
биологически активных соединений при легочной гипертензии
ХВЗЛ
рекомендованы
для
учреждений
здравоохранения
у детей с
в
качестве
диагностических критериев для динамического наблюдения за течением
хронической бронхолегочной патологии у детей и темпами прогрессирования
легочной гипертензии.
9
Апробация работы
Основные положения настоящей работы обсуждены на совместной
научной конференции кафедры детских болезней лечебного факультета РГМУ
им. Н.И.Пирогова, отделения пульмонологии и аллергологии и лабораторного
отдела НИИ педиатрии им. Г.Н. Сперанского НЦЗД РАМН, заседании
проблемной комиссии «Болезни органов дыхания у детей» Научного Совета по
педиатрии РАМН.
Материалы диссертации доложены на XIV Конгрессе педиатров России с
международным участием «Актуальные проблемы педиатрии» (Москва, 2010)
и на научно-практической конференции педиатров России «Фармакотерапия и
диетология в педиатрии» (Ставрополь, 2010).
Личное участие диссертанта
Все данные, представленные в настоящей работе, получены при
непосредственном участии автора, как на этапе постановки цели и задач,
разработки дизайна и
методических
подходов, так и при проведении
клинических и лабораторных исследований, обработке и анализе полученных
данных при написании диссертации и оформлении рукописи.
Публикация результатов исследования.
По теме диссертации опубликовано 5
научных
работ, из них 4 - в
рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК РФ.
Объем и структура диссертации
Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, выводов,
практических рекомендаций, списка литературы. Работа иллюстрирована 15
таблицами и 12 рисунками. Библиографический указатель содержит 206
источников, из них 98 – отечественных и 108 – иностранных авторов.
10
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Объем и методы исследований
Работа выполнена на кафедре детских болезней лечебного факультета
(зав.- д.м.н., проф. С.С. Паунова) Российского государственного медицинского
университета им. Н.И.Пирогова (ректор – академик РАМН, проф. Н.Н.
Володин),
в отделении пульмонологии и аллергологии (зав. - д.м.н. О.И.
Симонова) и лаборатории патофизиологии
с блоком
исследований (зав. - д.м.н., проф. И.Е. Смирнов)
Г.Н.Сперанского НЦЗД
радионуклидных
НИИ педиатрии им.
РАМН (директор - академик РАМН, проф. А.А.
Баранов).
Для решения поставленных задач всего было обследовано 145 детей.
При этом было проведено комплексное клинико-лабораторное обследование
125 детей в возрасте от 1 года до 17 лет (средний возраст 8,31,6 года) с
различными формами наследственных и врожденных форм хронической
бронхолегочной патологией с длительностью течения заболевания от 1 года до
12 лет (в среднем 6,51,2 года).
Для определения объема и локализации бронхолегочного процесса
проводилось рентгено-бронхологическое исследование. Диагноз ХВЗЛ ставился
в соответствии классификацией клинических форм бронхолегочных заболеваний
у детей, утвержденной на специальном заседании XVIII Национального
конгресса по болезням органов дыхания (Чучалин А.Г, 2009).
В соответствии с этой классификацией больные были распределены на 3
группы: первую
составили
60 больных (48%)
с врожденными пороками
развития легких и бронхов (ВПРЛ), вторую – 46
больных (37%)
муковисцидозом, третью – 19 детей (15%) – с первичной цилиарной
дискинезией.
Врожденные пороки развития легких у обследованных детей были
представлены следующими формами: гипоплазия легких (ГПЛ) – у 21 (35%)
больного; пороки развития трахеи и бронхов (трахеобронхомаляция -ТБМ) –
11
у 19 (32%) детей; пороки недифференцированного типа (ПНТ) – у 20 (33%)
больных.
Инструментальные исследования проводили в отделении ультразвуковой
диагностики НИИ педиатрии им. Г.Н. Сперанского НЦЗД РАМН (зав. – д.м.н., проф.
И.В. Дворяковский).
Эхокардиографические
исследования
проводили
с
использованием
ультразвуковой диагностической системы «ACUSON Sequoia 512» (Япония).
Кроме одномерного и двухмерного сканирования сердца выполняли импульсную
допплерографию для определения наличия трикуспидальной регургитации и
степени выраженности легочной гипертензии.
Степень тяжести легочной гипертензии определяли расчетным путем
по величине систолического давления в легочной артерии (СсисДЛА) с
помощью модифицированного уравнения Бернулли:
ΔP=4·V2 , где ΔР — градиент давления через трехстворчатый клапан,
V — скорость трикуспидальной регургитации в м/с.
Если ΔР < 50 мм рт.ст., то СсисДЛА = ΔР + 5 мм.рт.ст.
ΔР < 85 мм рт.ст.
СсисДЛА = ΔР + 10 мм рт.ст;
ΔР > 85 мм рт.ст.
СсисДЛА = ΔР + 15 мм рт.ст
Оценка степени легочной гипертензии у детей осуществлялась в соответствии с
критериями, предложенными Л. И. Агапитовым и Ю.М. Белозеровым (2009)
(табл. 1).
Таблица 1
Оценка степени легочной гипертензии (мм.рт.ст)
Показатель
СсисДЛА
(мм.рт.ст)
Степени легочной гипертензии
I
II
III
IV
26 – 40
41 – 75
76 – 110
выше 110
Для исключения влияния активного воспалительного процесса на
динамику
продукции
биологически активных соединений
проводили у больных детей в состоянии ремиссии.
исследования
12
Определение концентраций интерлейкинов (ИЛ), эндотелина-1(ЭТ-1) и
трансформирующего фактора роста-β1 (TGF-β1) в сыворотке крови
проводили
иммуноферментным методом
больных
с использованием наборов
специальных реактивов.
Количественный анализ продукции оксида азота (NO)
условно здоровых детей референтной группы
у больных и
проводили по суммарному
содержанию его стойких метаболитов (ионов NO-2 + NO 3) в сыворотке крови,
которые
определялись
аналитическим
методом
с
использованием
спектрофотометра DU – 50 (Beckman, США) при длине волны 520 нм.
Определение содержания матриксных металлопротеиназ: ММП-2, ММП-9
и их тканевого ингибитора - ТИММП-1 в сыворотке крови проводили с
использованием количественного твердофазного иммуноферментного анализа
(ELISA).
Все полученные данные обработаны статистически с использованием
прикладных пакетов Statistica 6.0. Для определения зависимости между
изученными параметрами использовался корреляционный анализ (Лапач С.Н. и
соавт.,2000)
Результаты исследований и их обсуждение
Проведенные нами исследования
показали, что среди обследованных
больных с ХВЗЛ у 70 детей была диагностирована легочная гипертензия 1
степени (56% случаев), у 31 ребенка – ЛГ 2 степени (25% случаев), а у 24 детей
не было выявлено признаков легочной гипертензии (19% случаев).
Динамика содержания
провоспалительного
ИЛ-6
в крови
противовоспалительного ИЛ-4 и
у обследованных
детей
характеризовалась
существенным повышением их концентраций по сравнению с контролем при
изученных формах бронхолегочной патологии (табл. 2).
13
Таблица 2
Изменения содержания интерлейкинов в крови детей с хроническими
бронхолегочными заболеваниями
Изученные
соединения
Муковисцидоз
(n = 46)
ВПРЛ
(n = 60)
ПЦД
(n=19)
Референтная группа
(n=20)
ИЛ-4, пг/мл
35,4±6,3*
36,6±7,6*
38,2±4,5*
3,2±0,44
ИЛ-6, пг/мл
33,7±7,1*
35,2±8,3*
35,7±5,7*
7,9±0,8
Примечание: здесь и в других таблицах звездочкой обозначены уровни значимости
различий показателей (Р<0,05) по сравнению с контролем.
Аналогичные изменения
содержания интерлейкинов в крови
были
выявлены нами у детей при различных формах врожденных пороков легких
(табл 3).
Таблица 3
Содержание ИЛ-4, ИЛ-6 у больных детей с различными формами
врожденных пороков развития легких и бронхов (ВПРЛ)
Изученные
соединения
ИЛ-4, пг/мл
ГПЛ
(n=21)
34,8±5,3*
ИЛ-6, пг/мл
36,4±5,6*
Важно
отметить,
что
Формы ВПРЛ
ТБМ
(n=19)
37,1±3,3*
37,5±2,5*
у
больных
зарегистрировано легочной гипертензии,
ПНТ
(n=20)
36,4±1,5*
Референтная
группа
(n=20)
3,2±0,44
33,9±5,8*
7,9±0,8
детей,
у
которых
концентрации
не
было
ИЛ-4 и ИЛ-6
существенно (p<0,05) увеличивались по сравнению с контролем в 4,9 и 2,4 раза
соответственно.
У
больных
детей с 1 степенью легочной гипертензии
содержание ИЛ-4 и ИЛ-6 увеличивалось по сравнению с контролем в 11,0 и
4,4 раза соответственно. У больных детей со 2 степенью легочной гипертензии
увеличение концентраций по сравнению с контролем составило 11,5 раза для
14
ИЛ-4 и 4,8 раза для ИЛ-6 (рис 1).
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
*
*
*
*
*
*
ИЛ-4
ИЛ-6
Отсутствие признаков легочной гипертензии (N = 24)
Легочная гипертензия 1 степени (n = 70)
Легочная гипертензия 2 степени (n = 31)
Референтная группа (n=20)
Рис 1. Динамика содержания ИЛ-4 и ИЛ-6 в крови больных детей с различной
тяжестью легочной гипертензии
Динамика содержания эндотелина-1 в крови у обследованных детей
также
характеризовалась
увеличением
при
изученных
нами
формах
хронической патологии легких у детей в 4,5; 2,4 и 4,7 раза соответственно по
сравнению с контролем (табл. 4).
Таблица 4
Изменения содержания оксида азота и эндотелина-1 в крови детей, страдающих
хроническими бронхолегочными заболеваниями
Изученные
Муковисцидоз
ВПРЛ
ПЦД
Референтная
соединения
(n = 46)
(n = 60)
(n=19)
группа
(n=20)
NO, ммоль/л
15,8±7,5*^
18,9±2,6*^
8,9±5,1*
37,0±4,1
Эндотелин-1,
фмоль/л
1,18±0,57*#
0,63±0,27*
1,21±0,49*#
0,26±0,03
Такие же изменения содержания эндотелина-1 были выявлены нами при
различных формах пороков развития легких (табл. 5).
15
Таблица 5
Динамика содержания оксида азота и эндотелина-1 в крови при различных
формах врожденных пороков развития легких и бронхов у детей
Изученные
Тип ВПРЛ
Референтная
соединения
группа (n=20)
ГПЛ
ТБМ
ПНТ
(n=21)
(n=19)
(n=20)
NO, ммоль/л
18,7±1,12*
17,9±0,91*
19,2±0,73*
37,0±2,15
Эндотелин-1,
0,51±0,13*
0,65±0,16*
0,57±0,18*
0,26±0,03
фмоль/л
Важно отметить, что при наличии легочной гипертензии у больных детей
содержание эндотелина-1 также было значительно увеличено (более чем в 2
раза) по сравнению с контролем, а также по сравнению с его содержанием у
больных, имевших нормальный уровень давления в легочной артерии. При
этом содержание эндотелина-1 в крови больных легочной гипертензией 2
степени было существенно выше, чем у больных с первой степенью легочной
гипертензии. При анализе нами была выявлена значимая положительная
корреляция между показателями
градиента давления в легочной артерии и
содержанием эндотелина-1 в сыворотке крови больных хроническими
бронхолегочными заболеваниями (r=0,69, p=0,01) (табл. 6).
Таблица 6
Динамика содержания оксида азота и эндотелина-1 в крови больных
детей с различной тяжестью легочной гипертензии
Изученные
Отсутствие
Легочная
Легочная
Референтная
соединения
признаков
гипертензия
гипертензия
группа
легочной
1 степени
2 степени
(n=20)
гипертензии
(n = 70)
(n = 31)
(n = 24)
NO,
36,1±5,2^
17,5±4,8*
15,4±6,3* ^
37,0±4,1
ммоль/л
Эндотелин0,41±0,22^
1,17±0,25*
1,34±0,15* ^
0,26±0,03
1, фмоль/л
Учитывая вазоконстрикторные
эндотелина-1,
полученные
нами
свойства
данные
повышенной продукции
указывают
на
возможное
диагностическое значение этих изменений. Причем у обследованных нами
16
детей такая высокая экспрессия эндотелина-1 в сосудистое русло может
рассматриваться как реакция компенсации, направленная на уменьшение
гипоксемии.
Проведенные исследования показали также, что уровень оксида азота в
крови у всех обследованных больных в состоянии ремиссии воспалительного
процесса
был существенно снижен по сравнению с контролем (табл. 4).
Аналогичные изменения
содержания оксида азота были выявлены нами у
больных с различными
пороками
развития легких (табл. 5). При этом
содержание оксида азота в крови у больных с легочной гипертензией было
также существенно уменьшено по сравнению с контролем (более чем 2 раза) и
непосредственно зависело от степени выраженности легочной гипертензии:
при легочной гипертензией 2 степени содержание NO в крови было в 1,5 раза
меньшим, чем у больных с 1 степенью легочной гипертензии (рис. 2).
40
35
*^
ммоль/л
30
25
20
*
*^
15
10
5
0
Отсутствие признаков легочной гипертензии (N = 24)
Легочная гипертензия 1 степени (n = 70)
Легочная гипертензия 2 степени (n = 31)
Референтная группа (n=20)
Рис 2. Динамика содержания оксида азота у больных детей с с различной
тяжестью легочной гипертензии
При этом нами была выявлена умеренная отрицательная корреляция
между показателями легочной гипертензии и содержанием оксида азота в
17
сыворотке крови больных (r=-0,63, p=0,04). Следует отметить, что резкое
снижение содержания оксида
азота в крови было выявлено у детей
при
первичной цилиарной дискинезии (Narang I., et al., 2002), а также у
новорожденных с легочной гипертензией (Sood B. et al., 2011). При этом
значимое снижение
продукции оксида азота
выраженным уменьшением
связывается
авторами с
активности эндотелиальной NO-синтазы в
легочной ткани больных, страдающих легочной гипертензией. Очевидно, что
эти изменения
определяют
патофизиологию и темпы прогрессирования
легочной гипертензии у детей.
Выявленные изменения свидетельствуют о вовлеченности эндотелина-1
и оксида азота
в механизмы
формирования
легочной вазоконстрикции,
обусловливающей постепенное нарастание тяжести легочной гипертензии у
обследованных нами больных.
Поэтому установленные нами показатели содержания эндотелина-1 и
оксида азота в сыворотке крови больных детей могут быть использованы с
диагностической целью для прогнозирования темпов нарастания легочной
гипертензии.
Анализ изменений содержания трансформирующего фактора роста ТGFβ1 в сыворотке крови
обследованных нами детей выявил существенное
увеличение его концентраций у больных муковисцидозом, ВПРЛ и ПЦД по
сравнению с уровнями у детей референтной группы в 9,4; 11,6 и 9,3 раза
соответственно (табл. 7).
Таблица 7
Динамика содержания ТGF-β1 в сыворотке крови детей с хроническими
бронхолегочными заболеваниями
Изученные Муковисцидоз
ВПРЛ
ПЦД
Референтная
соединения
(n = 60)
(n = 46)
(n=19)
группа
(n=20)
ТGF-β1,
77,7±12,5*
95,1±13,7*
76,9±15,0*
8,22±3,5
пг/мл
18
Аналогичные изменения содержания ТGF-β1 в сыворотке крови были
установлены у больных детей с различными формами ВПРЛ (табл.8).
Таблица 8.
Динамика содержания ТGF-β1 в крови при различных формах врожденных
пороков развития легких и бронхов у детей
Тип ВПРЛ
Референтная
группа (n=20)
ГПЛ
ПТБ
ПНТ
(n=21)
(n=19)
(n=20)
ТРФ-β1,
100,4±25,6*
98,7±20,3*
85,4±13,2*
8,22±3,5
пг/мл
Вместе с тем нами было установлено постепенно нарастающее
увеличение
концентраций ТGF-β1 в крови детей с различной тяжестью
легочной гипертензии. При этом содержание ТGF-β1 в крови детей с легочной
гипертензией 2 степени было увеличено более чем в 1,4 раза по сравнению с
уровнем у больных с отсутствием признаков легочной гипертензии и более,
чем в 13,2 раза превышала его концентрации у детей контрольной
группы
(табл. 9).
Таблица 9
Изменения содержания ТGF-β1 в крови больных с различными
степенями легочной гипертензии
Изученные
Отсутствие
Легочная
Легочная
Референтная
соединения
признаков
гипертензия
гипертензия
группа
легочной
1 степени
2 степени
(n=20)
гипертензии
(n = 70)
(n = 31)
(n = 24)
ТGF-β1,
78,6±7,8*
82,6±5,2*
108,8±6,3*
8,22±3,5
пг/мл
Установленные закономерности изменений
разной
тяжести
определяются
легочной
гипертензии
патофизиологией
у
продукции ТGF-β1 при
детей,
длительно
страдающих
текущего
ХВЗЛ,
хронического
воспалительного процесса в легочной ткани, который сочетается
с ее
склерозированием и ремоделированием сосудистого русла легких. При этом
существенное увеличение
продукции ТGF-β1 способствует повышенному
19
внедрению фибронектина и коллагена во внеклеточный матрикс, влияет на
клеточную пролиферацию, дифференцировку и экспрессию генов всех
основных типов клеток, вовлеченных в механизмы формирования фиброзных
изменений в паренхиме легких (Goumans M. et al.,2009; Machado R. et al.,2009;
Leask A., 2010; Pardali E. et al., 2010; Yoshimura A. et al., 2010).
С этими процессами связаны также изменения содержания изученных
нами матриксных металлопротеиназ в крови, которые
существенным повышением
ингибитора
уровней (в 1,8 раза)
характеризовались
MMP-2 и
тканевого
(в 2,8 раза) у больных муковисцидозом, ВПРЛ и синдромом
первичной цилиарной дискинезии по сравнению с контролем (табл. 10).
Таблица 10
Изменения содержания матриксных металлопротеиназ и их тканевого
ингибитора в крови у детей с различными формами ХВЗЛ
Изученные
Муковисцидоз
ВПРЛ
ПЦД
Референтная
соединения
(n = 46)
(n = 60)
(n=19)
группа
(n=20)
MMP-2, нг/мл
349,4±32,9*
355,3±52,6*
348,2±88,3*
197,8 ± 40,7
MMP-9, нг/мл
299,5±46,6
278,0±47,6
254,8±36,7*
352,0 ± 41,4
TIMMP-1,
нг/мл
458,8±42,4*
478,0±55,3*
477,7±44,3*
161,1 ± 47,6
с различными формами
хронической
Однако
у
больных
бронхолегочной патологии содержание в крови ММР-9 было уменьшено по
сравнению с контролем в 1,4 раза лишь при первичной цилиарной дискинезии.
Таблица 11
Динамика содержания матриксных металлопротеиназ и их тканевого
ингибитора в крови у детей, с различными формами пороков развития легких и
бронхов
Изученные
Формы ВПРЛ
Референтная
соединения
группа
ГПЛ
ТБМ
ПНТ
(n=20)
(n=21)
(n=19)
(n=20)
MMP-2, нг/мл
343,9±43,1*
379,2±62,7*
348,2±58,3* 197,8 ± 40,7
MMP-9, нг/мл
314,2±65,2
308,3±64,7
254,8±36,0*
352,0 ± 41,4
TIMMP-1,нг/мл
499,2±46,7*
485,5±47,1*
477,7±48,3*
161,1 ± 47,6
20
При различных формах пороков развития легких и бронхов у
обследованных
нами
металлопротеиназ и
детей
динамика
содержания
их тканевого ингибитора в крови
матриксных
характеризовалась
аналогичными изменениями (табл.11).
Анализ изменений содержания матриксных металлопротеиназ и
их
тканевого ингибитора в крови у детей с различной тяжестью легочной
гипертензии
показал, что
повышение уровней
MMP-2 и
тканевого
ингибитора ММР-1, также как и снижение уровней MMP-9 существенно не
зависело от степени выраженности легочной гипертензии у больных детей
(табл.12).
Таблица 12
Динамика содержания матриксных металлопротеиназ и их тканевого
ингибитора в крови у детей с различной тяжестью легочной гипертензии
Отсутствие
Легочная
Легочная
Референтная
признаков
гипертензия 1 гипертензия 2 группа
легочной
степени (n =
степени (n =
(n=20)
гипертензии
98)
9)
(N = 18)
MMP-2,
352,5±65,4*
378,8±87,5*
398,6±53,1*
197,8 ± 40,7
нг/мл
MMP-9,
225,9±34,5*
280,2±32,6*
326,1±55,5
352,0 ± 41,4
нг/мл
TIMMP-1,
451,5±63,3*
458,0±37,8*
559,9±90,4*
161,1 ± 47,6
нг/мл
Представленные
данные свидетельствуют о том, что динамика активности
матриксных металлопротеиназ и их тканевого ингибитора в крови у детей с
различной тяжестью легочной гипертензии
уровней
непосредственно не зависит от
давления крови в легочном сосудистом русле, что согласуется с
концепцией о том, что вне зависимости от этиологии у большинства больных
с хроническими формами патологии легких и бронхов причиной увеличения
давления в малом круге кровообращения является ремоделирование сосудистой
стенки (избыточная пролиферация клеток, гиперплазия интимы, гипертрофия
21
мышечного слоя стенки, нарушения механизмов апоптоза, воспалительные и
фибротические изменения легочной ткани).
Непосредственное значение сосудистых факторов (особенно изменений
продукции эндотелина-1 и оксида азота) в патофизиологии
формирования
легочной гипертензии у детей установлено нами при выполнении данной
работы. В то время как выявленные изменения
трансформирующего
металлопротеиназ
фактора
и
содержания
являются свидетельством
легочной ткани при
определяющей
роста-бета1
эндогенной продукции
матриксных
активного фиброзирования
хронической бронхолегочной патологии
у детей,
постепенное нарастание тяжести легочной гипертензии при
этих формах бронхолегочной патологии.
Проведенные нами исследования показали также, что важным звеном в
патофизиологии легочной гипертензии является эндотелиальная дисфункция,
обусловливающая
нарушение
синтеза
сосудистым
руслом
легких
простагландинов и простациклина, а также выраженное повышение продукции
тромбоксана и эндотелина-1 на фоне существенного уменьшения образования
оксида азота. Эти нарушения дополнительно способствует вазоконстрикции,
ухудшению
кровотока
в
легочных
сосудах
и
увеличению
легочного
сосудистого сопротивления (Nathan S.D., 2008; Dejana E., 2011).
С другой стороны наши данные указывают на
обоснованность
терапевтического
фармакологических
рассматривается
как
антагонистов
неотъемлемая
применения
простаноидов,
эндотелиновых
часть
патогенетическую
рецепторов,
базисной
терапии
а
также
которые
легочной
гипертензии. Учитывая, что перегрузка мышечных клеток легочных артерий
кальцием также имеет значение в патофизиологии формирования легочной
гипертензии у детей, можно полагать, что блокаторы кальциевых каналов также
необходимы
в качестве препаратов первого ряда для
детей с легочной
гипертензией.
Таким образом, выраженные изменения
продукции изученных нами
биологически активных соединений при разной тяжести легочной гипертензии
22
у детей
свидетельствуют о том, что эти активные факторы могут быть
включены в диагностический алгоритм оценки легочной гипертензии при
хронической бронхолегочной патологии у детей, а также использоваться для
определения новых направлений терапии легочной гипертензии у детей.
В связи с этим определение изученных нами биологически активных
соединений может быть использовано в качестве маркеров тяжести легочной
гипертензии
и
прогнозирования
темпов ее прогрессирования у детей с
различными формами бронхолегочной патологии.
ВЫВОДЫ
1.
Хронические наследственные и врожденные
болезни органов дыхания у
детей сопровождаются формированием умеренной легочной гипертензии 1
степени у 56% больных и 2 степени – у 25% больных.
2.
У больных с разной тяжестью легочной
выраженные
изменения
эндогенной
гипертензии выявляются
продукции цитокинов, факторов
эндотелиальной дисфункции, матриксных металлопротеиназ и их тканевого
ингибитора.
3.
Динамика содержания в крови противовоспалительного интерлейкина-4 и
провоспалительного
интерлейкина-6
у
детей
характеризуется
существенным повышением их концентраций по сравнению с контролем
при всех формах бронхолегочной патологии. При этом
продукции
интерлейкинов зависит от степени
увеличение
тяжести легочной
гипертензии.
4.
При различных формах наследственных и врожденных болезней органов
дыхания у детей содержание эндотелина-1 в сыворотке крови существенно
увеличивается по сравнению с контролем и нарастает с увеличением тяжести
легочной гипертензии.
5.
Содержание оксида азота в крови
у больных с легочной гипертензией
уменьшается более чем 2 раза по сравнению с контролем и существенно не
зависит от степени выраженности легочной гипертензии.
23
6.
Изменения содержания трансформирующего фактора роста-бета1 в крови
больных с наследственными и врожденными болезнями
характеризуются увеличением его
органов дыхания
концентраций более чем в 9 раз по
сравнению с референтной группой, которые
зависят
от степени тяжести
легочной гипертензии.
7.
Динамика активности
детей
матриксных металлопротеиназ
характеризуется
разнонаправленными
в крови
изменениями:
больных
значимым
повышением концентраций металлопротеиназы-2 и тканевого ингибитора-1
при одновременном
уменьшении
сравнению с контролем,
содержания металлопротеиназы-9 по
которые не зависели от тяжести легочной
гипертензии.
ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
1. Показатели эндогенной продукции цитокинов и активности матриксных
металлопротеиназ в сыворотке крови могут использоваться как биохимические
критерии
тяжести
легочной
гипертензии
при
хронических
формах
бронхолегочной патологии у детей.
2. Изменения содержания цитокинов и матриксных металлопротеиназ в
сыворотке крови могут
использоваться
в качестве
дополнительных
критериев оценки функционального состояния респираторной системы при
различной
тяжести
легочной
гипертензии
у
детей,
что
позволяет
прогнозировать темпы ее прогрессирования.
3.
Установленные
маркеров
закономерности
эндотелиальной
дисфункции
металлопротеиназ в крови при
гипертензии рекомендуется
изменений
и
содержания
активности
различных степенях
использовать
цитокинов,
матриксных
тяжести легочной
для мониторинга
клинического
течения ХВЗЛ и оптимизации терапии этих форм патологии у детей с целью
предупреждения прогрессирования легочной гипертензии.
24
Список работ, опубликованных по теме диссертации
1. Селимзянова Л.Р., Середа Е.В., Смирнов И.Е., Уртнасан Цэвэгмид.
Легочная гипертензия при хронической бронхолегочной патологии у детей
// Российский педиатрический журнал. – 2008. - № 6.- С. 34-37.
2. Смирнов И.Е., Кучеренко А.Г., Уртнасан Цэвэгмид, Тыло О.В., Сорокина
Т.Е., Волков И.К. Интерлейкины и оксид азота при пороках развития
легких и бронхов у детей // Российский
педиатрический журнал. –
2010. - № 1.- С. 12-17.
3. Соболев С.С., Смирнов И.Е., Кучеренко А.Г., Уртнасан Цэвэгмид,
Симонова О.И. Динамика содержания матриксных металлопротеиназ в
крови при врожденных пороках развития легких у детей // Сб. матер.XIV
Конгресса педиатров России с международным участием «Актуальные
проблемы педиатрии». – М.: 15-18 февраля 2010. – С. 740.
4. Соболев С.С., Кучеренко А.Г., Уртнасан Цэвэгмид, Горюнов А.В.,
Симонова О.И. Матриксные металлопротеиназы и цитокины при
хронических формах бронхолегочной патологии у детей // Медицинский
вестник Северного Кавказа. – 2010. - № 3. – С. 59-60.
5. Смирнов И.Е., Соболев С.С., Кучеренко А.Г., Симонова О.И, Кустова О.В.,
Уртнасан Цэвэгмид. Матриксные металлопротеиназы при хронической
бронхолегочной патологии у детей // Российский педиатрический журнал.
– 2010. - № 6.- С. 11-14.