Клиническое значение изучения генерации активных форм кислорода методом хемилюминесценции в активную стадию пиелонефрита у детей

Смоленская государственная медицинская академия

Одной из самых актуальных тем в детской нефрологии по-прежнему остается пиелонефрит. Это воспалительное (преимущественно бактериальное) заболевание почек, поражающее практически все ткани этого органа. Согласно классификации Всемирной организации здравоохранения, пиелонефрит относится к группе тубулоинтерстициальных нефритов и фактически представляет собой тубулоинтерстициальный нефрит инфекционного генеза. Из всей нефрологической патологии пиелонефрит составляет 79 % [1-3]. На сегодняшний день важное место в патогенезе острого пиелонефрита (ОП) отводится активации процессов свободнорадикального окисления (СРО), которая возникает в результате нарушения баланса в системе образования свободных радикалов и механизмов антиокислительной защиты (АОЗ) и ведет к повреждению клеточных мембран и нарушению метаболизма клетки [4]. В организме в результате окислительно-восстановительных реакций постоянно происходит генерация активных форм кислорода (АФК), которые обладают высокой реакционной способностью, вызывая, в частности, окислительную модификацию биополимеров: белков, липидов, нуклеиновых кислот, углеводов.

Известно, что мощными генераторами АФК являются активированные фагоциты [5], перитониальные макрофаги и печеночные митохондрии [6], активированные нейтрофилы [7,8], Β-лимфоциты, моноциты и др. Они выполняют не только защитные функции, но и способны повреждать собственные клетки путем накопления ферментов, мутаций митохондрий, разрушения клеточных мембран, изменения структуры ДНК, что приводит к разрушению таких клеток, как эндотелиоциты, тромбоциты, эритроциты. Свои альтернирующие эффекты АФК реализуют путем прямого влияния на компоненты клеток, а также через инициирование перекисного окисления липидов (ПОЛ) [9,10]. В организме токсическое действие АФК предотвращается за счет функционирования АОЗ [11]. Кроме того, нельзя не отметить момент каскадного образования АФК, т.е. образование одних АФК (например, супероксиданион радикала) запускает целый каскад реакций, приводящих к появлению и других форм свободных радикалов [12].

АФК являются лишь небольшой частью активированных кислородных метаболитов (АКМ) – соединений преимущественно свободнорадикальной природы, которые характеризуются высокой реакционной способностью и ведут к развитию окислительного стресса (рис. 1).

 

Рис. 1. Кислородные соединения радикальной и нерадикальной природы.

Рис. 1. Кислородные соединения радикальной и нерадикальной природы.

В доступной литературе не представлены данные о продукции и значении АФК в развитии и течении пиелонефрита у детей.

Цель. Изучить уровень генерации АФК лейкоцитами периферический крови у детей в активную стадию пиелонефрита в зависимости от течения и степени активности заболевания прямым хемилюминесцентным методом.

Материалы и методы. Проведено исследование генерации АФК лейкоцитами крови у 76 детей. Из них 26 детей было с ОП (1 группа), 24 ребенка с ХП (2 группа) и 26 – практически здоровых детей (1, 2 группы здоровья) (контрольная группа) в возрасте от 1 года до 17 лет. В комплекс исследований были включены клинико-анамнестические, лабораторные и инструментальные методы согласно стандартам /протоколам/ оказания лечебно-диагностической помощи при уронефрологических заболеваниях у детей. Диагноз выставлялся согласно классификации М.Я. Студеникина и соавт. [13] с дополнениями Возианова и соавт. [2]. У 21 (81%) ребенка ОП был первичным, вторичным у 5 (19%) детей. Тогда как при ХП вторичный был диагностирован у 21 (88 %) пациента, первичный - у 3 (12 %). Анализ уровня генерации АФК лейкоцитами цельной крови проводился методом люминолзависимой хемилюминесценции (ХЛ-АФК), стимулированной кристаллами сульфата бария на хемилюминометре BRR-02 (Россия) (рис. 2).

 

Рис. 2. Амплитуда вспышки люминолзависимой хемилюминесценции лейкоцитов, стимулированной кристаллами сульфата бария.

Рис. 2. Амплитуда вспышки люминолзависимой хемилюминесценции лейкоцитов, стимулированной кристаллами сульфата бария.

Уровень ХЛ-АФК определяли дважды: до назначения и/или на 1-2-й день антибактериальной терапии (1-е исследование) и на 10-12 - й день лечения (2-е исследование).

Статистический анализ проводился с помощью программы Microsoft Excel 2003. Для всех выборок было показано, что их статистическое распределение не является нормальным. Для проверки гипотезы о нормальности распределения выборок использовался критерий согласия χ2 (Пирсона) [14]. Проверка гипотезы о нормальности осуществлялась на уровне значимости 0,05. Для количественной оценки типичного уровня и вариации изучаемых признаков использовались соответственно медиана (Ме), межквартильный интервал (25-й (Lq) и 75-й (Uq) процентили). Для проверки статистических гипотез об отсутствии значимых различий между статистическими распределениями исследуемых признаков применяли непараметрические критерии: для сравнения независимых групп - критерий Манна-Уитни, для зависимых – критерий знаков.

Результаты и их обсуждение. При 1-м исследовании уровень ХЛ-АФК в 1 и 2 группах был статистически значимо выше, чем в контрольной группе. При 2-м исследовании он значительно снизился (р<0,05) как при ОП, так и при ХП, но полностью не нормализовался, несмотря на устранение воздействия основного этиотропного фактора. Посевы мочи у всех пациентов были стерильными при контроле на 5-й день АБТ, что свидетельствует о продолжающемся абактериальном воспалении вследствие активации СРО (табл.1).

Таблица 1. Изменение генерации ХЛ-АФК (х 105 квант/с х 4π) лейкоцитами цельной крови при пиелонефрите у детей до и после антибактериальной терапии (Ме (Lq; Uq))

Таблица 1. Изменение генерации ХЛ-АФК (х 105 квант/с х 4π) лейкоцитами цельной крови при пиелонефрите у детей до и после антибактериальной терапии (Ме (Lq; Uq))

Примечания: р1 - различие показателей 1 и 2 групп до лечения с контрольной группой (критерий Маннa-Уитни); р2 - различие показателей 1 и 2 групп после лечения с контрольной группой (критерий Маннa-Уитни); р3 - различие показателей в 1 группе до и после лечения (критерий знаков); р4 - различие показателей во 2 группе до и после лечения (критерий знаков); р5 - различие показателей между 1 и 2 группами до и после лечения (критерий Манна-Уитни).

Возможно, помимо этиологических факторов, повышенное образование ХЛ-АФК у больных с пиелонефритом может играть значительную роль в развитии и поддержании воспаления в почках и вызванные повышенным содержанием ХЛ-АФК мембранодестабилизирующие процессы являются определяющими в характере морфофункциональных повреждений в органе [15].

Анализируя уровни ХЛ - АФК в зависимости от течения заболевания не выявлено статистических различий.

Степень активности пиелонефрита определяли по совокупности клинических симптомов и изменениям в анализах мочи и крови (табл. 2).

Таблица 2. Критерии определения активности пиелонефрита у детей [2]

Таблица 2. Критерии определения активности пиелонефрита у детей [2]

При анализе степени активности при ОП 9 детей имели 1-ю степень, 10 – 2-ю степень, 7 – 3-ю степень. При ХП у 16 детей была 1-я степень, а 8 – 2-я степень. Детей с 3-й степенью заболевания не было.

Установлена зависимость продукции ХЛ-АФК от степени активности пиелонефрита. Данные представлены в табл. 3.

Таблица 3. Уровень продукции ХЛ-АФК (х 105 квант/с х 4π) лейкоцитами периферической крови в зависимости от степени активности пиелонефрита у детей (max - min)

Таблица 3. Уровень продукции ХЛ-АФК (х 105 квант/с х 4π) лейкоцитами периферической крови в зависимости от степени активности пиелонефрита у детей (max - min)

У всех детей с ОП со 2 и 3 степенью активности отмечалось значительное снижение ХЛ-АФК при 2-м исследовании. У больных с ХП повышение уровня отмечалось у 4 детей из 24 человек. Возможно, это связано с неблагоприятным действием АБП, за счёт нефротоксичности или неправильно подобранной дозой.

Полученные результаты свидетельствуют о том, что уровень ХЛ-АФК лейкоцитов периферической крови при пиелонефрите в активную стадию отражает активность воспаления в почечной ткани.

Таким образом, в активную стадию пиелонефрита у детей выявлено увеличение генерации ХЛ-АФК лейкоцитами периферической крови. Показано, что уровень ХЛ-АФК не зависит от течения заболевания. После курса антибактериальной терапии в течение 10-12 дней уровень ХЛ-АФК снизился, но не нормализовался. Отмечается зависимость между уровнем ХЛ-АФК и степенью активности пиелонефрита. Выявленные изменения подтверждают необходимость индивидуального мониторинга биорадикальных процессов для обоснованной и своевременной патогенетической терапии.

Список использованных источников:

  1. Борисов И.А. Пиелонефрит/ В кн. «Нефрология» под ред. Тареевой И.Е. - М.: Медицина, 2000. - С. 383–399.
  2. Возианов А.Ф., Майданник В.Г., Бидный В.Г., Багдасарова И.В. Основы нефрологии детского возраста.- К.: Книга плюс, 2002. - С. 22–100.
  3. Мухина Ю.Г., Османов И.М., Длин В.В. и соавт. Нефрология детского возраста. – М.: Медпрактика.–2010. – С.201-233.
  4. Gomez S.E., del Razo L.M., Munoz Sanchez J.L. Induction of DNA damage by free radicals generated either by organic or inorganic arseaic (AsIII. MMAIII, and DMAIII) in cultures of B and T lymphocytes// Biol. Trace Elem. Res. – 2005. – Vol. 108. – Р. 115-126.
  5. Babior В.М. Microbicidal oxidant production bу phagocytes// Oxy–Radicals in Molecular Biology and Pathology. − N.Y.: Liss, 1988. − Р. 39–51.
  6. Bagchi М., Hassoun Е.А., Bagchi D., Stohs S.J. Production of reactive oxygen species bу peritonеаl macrophages and hepatic mitochondria and microsomes from endrin-treated rats// Free Radic. Biоl. Med. − 1993.– Vol. 14. − Р. 149–155.
  7. Quinn М.Т., Gauss К.А. Structure and regulation of the neutrophil respiratory burst oxidase: соmparison with nonphagocyte oxidases// J. Leukoc. Biol. − 2004. − Vоl. 76. − Р. 760–781.
  8. Хаитов Р.М., Пенегин Б.В., Ярилин А.А. Руководство по клинической иммунологии. Диагностика заболеваний иммунной системы: руководство для врачей. - М.: ГЭОТАР-МЕДИА, 2009.–352с.
  9. Зенков Н.К., Меньщикова Е.Б. Активированные кислородные метаболиты в биологических системах// Успехи современной биологии. − 1993.- Т. 113, вып. 3. − С. 286–296.
  10. Скулачев В.П. Кислород в живой клетке: добро и зло// Соросовский образовательный журнал. 1996.- № 3. − С. 4–10.
  11. Дубинина Е.Е. Роль активных форм кислорода в качестве сигнальных молекул в метаболизме тканей при состояниях окислительного стресса// Вопросы медицинской химии.-2001, т. 47, №6, с. 561-581.
  12. Новоженов В.Г. Антиоксидантная терапия хронического обструктивного бронхита. - М.: ГИУВ МО РФ, 2004. - 25 с.
  13. Студеникин М.Я., Наумова В.И., Мурванидзе Д.Д. Классификация пиелонефритов у детей// Педиатрия. – 1982. - №3. – С. 5-7.
  14. Медик В.А., Токмачёв М.С., Фишман Б.Б. Статистика в медицине и биологии / Руководство в 2 т. - М.: Медицина, 2001. – Т. 1 том. - 412 с.
  15. Голод Е.А., Кирпатовский В.И. Роль кислородных радикалов в нарушениях метаболизма в почках больных острым и хроническим пиелонефритом// Патологическая физиология и экспериментальная терапия. – 2006. - №1. - С. 23-27.