Введение
Проблема болезней органов дыхания, в частности бронхиальная астма (БА) приобретает во всем мире важное научное и социальное значение, что мотивируется ее распространенностью и сравнительно ранней инвалидизацией. Несмотря на значительный прогресс в понимании сущности БА, многие патогенетические механизмы ее персистенции и тяжелого течения остаются нераскрытыми, либо малоисследованными.
Исследования последних лет свидетельствуют о несомненной роли в развитии бронхиальной астмы у детей гемодинамических нарушений, кооперации клеток периферической крови [3] и дисфункции в системе эндотелий-зависимого синтеза оксида азота, являющегося биологическим маркером аллергического воспаления, определяющим его активность. Вместе с тем, до настоящего времени эндотелий-зависимые механизмы персистенции бронхиальной астмы у детей исследованы недостаточно, практически за рамками научных исследований остались вопросы взаимосвязанного участия эндотелия в механизмах персистенции воспаления.
В этой связи, целью нашего исследования явилось: раскрыть особенности структурно-функциональных свойств эндотелия, их значение в персистировании хронического аллергического воспаления при БА у детей.
Материалы и методы. Под наблюдением находилось 105 детей, страдающих БА в возрасте 8-14 лет. Контрольная группа - 35 здоровых детей того же возрастного диапазона.
Эндотелиальную систему изучали по следующим показателям: концентрации эндотелина-1 (методом иммуноферментного анализа с использованием набора фирмы «Biomedica»); количеству десквамированных эндотелиоцитов в крови (методом J. Hladovec (1978)) [1]; активности фактора Виллебранда (методом прямого иммуноферментного анализа с использованием набора «Axis-Shield Diagnostics Limited»); концентрации тканевого активатора плазминогена (t-PA) и ингибитора активатора плазминогена (PAI) (методом иммуноферментного анализа с использованием набора фирмы «Technoclone»); уровню нитрит-ионов (методом Грисса) [2]. Антитромбогенную активность эндотелия изучали по уровню антитромбина III амидолитическим методом на приборе «STA Compakt» фирмы «Diagnostika Stago». Оценка функции внешнего дыхания проводилась методом компьютерной спирометрии на приборе "SPIROSIFT-3000"
Статистическая обработка данных проводилась на основе вариационной статистики. Из совокупности данных рассчитывались средняя арифметическая вариационного ряда (М), ошибка средней арифметической (m). Достоверность различий, полученных в сравниваемых группах, оценивалась по t-критерию Стьюдента. Для выявления взаимосвязи между изучаемыми показателями определялись коэффициенты парной корреляции (г).
Результаты и обсуждение
Как показали наши наблюдения, по мере развития и углубления тяжести БА существенно менялся морфофункциональный статус эндотелиальных клеток и уровень гуморальных медиаторов, синтезирующихся в эндотелии с антитромбогенной, вазорегулирующей и протисвертывающей активностью.
Среднее содержание десквамированных эндотелиоцитов (19,8±0,6´104/л) почти в 4 раза превышало контрольные значения (5,1±0,01´104/л), отражая высокую степень повреждения интимы сосудов [3].
Среди многочисленных факторов эндотелиального происхождения признанным предиктором эндотелиальной дисфункции является маркер аллергического воспаления - оксид азота. Показатель нитритов в крови у детей в периоде обострения БА значительно превышал (0,054 ±0,001 ммоль/л) контрольные значения (0,012 ±0,002 ммоль/л), связанный, по-видимому, с воздействием патогенных факторов на структуру сосудистой стенки.
Параллельно этим изменениям в периоде обострения БА отмечено значительное нарастание уровня вазоконстрикторного агента - эндотелина – 1 (1,3±0,02 фм.; в группе контроля - 0,3±0,02 фм.), сопряженное с повышением концентрации тканевого активатора плазминогена - t-PA (8,38±1,1 нг/мл) в сравнении с контролем (5,5±0,9 нг/мл), отражая активацию плазминовой эндотелий-зависимой (фибринолитической) системы в условиях гипоксии за счет интенсивного выброса в кровеносное русло индуктора плазминогена, направленного на предотвращение сдвигов микрогемодинамики и растворение тромбоцитарно-фибриновых агрегатов, интенсивно образующихся при нарушении целостности интимы сосудов.
Активация синтеза эндотелийзависимых факторов в периоде обострения БА была сопряжена с уменьшением антитромбогенной активности эндотелия в результате снижения способности стенки сосудов к выработке антитромбина III (62,8±10,3%; группа контроля - 90,0±15,9%).
Приступный период характеризовался активацией фактора Виллебранда (ФВ) (185,4 %±21,2%, в контроле - 102,9±19,3 %), что служит индикатором повреждения эндотелия, инициируя не только внешний путь активации тромбина, но и вовлечение в патологический процесс непосредственных участников гемокоагуляционного каскада – тромбоцитов, ускоренная агрегация которых, как мы полагаем, и развивающаяся при этом высвобождение из них биоаминов (катехоламинов, серотонина), приводит к развитию ангиоспазма, повышению внутрисосудистой проницаемости и может усугублять имеющееся нарушение эндотелиального гомеостатического баланса.
Изменение морфофункционального статуса эндотелиальных клеток в периоде обострения БА характеризуется закономерным усилением их адгезивных свойств, рекрутированием и локальным накоплением лейкоцитов, тромбоцитов и эритроцитов в очаге иммунного воспаления, возрастанием прокоагулянтной активности крови и запуском цитокинового каскада, являющихся узловыми моментами иммунного воспаления [4].
Выраженность и направленность изучаемых показателей имели фазовую зависимость от степени тяжести заболевания.
Так, у больных с тяжелой астмой отмечена максимальная степень десквамации эндотелия (ЦЭ - 27,0±0,2х104/л) и синтеза эндотелийзависимых вазорегулирующих медиаторов: эндотелина - 1 (1,38±0,01 фм.) и оксида азота (0,284±0,002 ммоль/мл) в сравнении с легкой персистирующей (ЦЭ - 10,8±0,01х104/л; эндотелин-1 - 0,49±0,02 фм.) и среднетяжелой астмой (ЦЭ - 21,7±0,5х104/л; эндотелин-1 - 1,01±0,03 фм.).
Одновременно при тяжелой астме отмечалась наибольшая эндобронхиальная концентрация продуктов оксида азота (NO2- КВВ - 0,086±0,006 ммоль/л).
Параллельно углублению сдвигов вазорегулирующей эндотелиальной функции при тяжелой астме зарегистрировано наиболее значимое повышение активности фактора Виллебранда (176,4±14±6%), объективно отражающего степень альтерации эндотелия и как следствие – высокий риск интрамурального или внутрисосудистого тромбообразования.
Одной из основных причин активации ФВ является деструкция эндотелиальных клеток, и вероятно, субэндотелия (основного депо ФВ), что, по мнению ряда авторов имеет значение не только для оценки степени нарушения его функции, как предиктора эндотелиальной дисфункции, но тяжести и распространенности повреждения интимы сосудов [5].
Аналогичные результаты были получены и в отношении антикоагуляционной активности сосудистой стенки у детей с тяжелой астмой. Снижение выработки эндотелием антитромбина III достигало максимума (57,1±9,8%) не только по сравнению с данными группы контроля (90,0±15,9%), но и группы детей с легким и среднетяжелым течением БА (89,4±11,3%; 76,4±10,9% - соответственно).
Усугубляли имеющиеся разнонаправленные изменения концентрации тканевого активатора плазминогена (t-PA - 3,7±0,6 нг/мл) и его ингибитора (PAI - 31,3±2,4 Ед/мл) в сравнении с легкой персистирующей (t-PA - 8,3±0,4 нг/мл; PAI - 4,4±1,4 Ед/мл.- соответственно) и среднетяжелой астмой (t-PA - 4,8±0,2 нг/мл; PAI - 13,5±3,1 Ед/мл. - соответственно).
Снижение синтеза противосвертывающих медиаторов, по нашему мнению, указывает на депрессию фибринолиза при нарастающей гиперкоагуляции и отражает, по-видимому, срыв компенсаторного напряжения плазминовой системы и ее истощение при тяжелом варианте заболевания, поскольку в условиях хронического дефицита кислорода, утрачивается чувствительность эндотелия к активирующим гипоксическим стимулам, приводящих к выбросу в кровоток из сосудистой стенки плазминогена и повышению общего фибринолиза, в условиях интактного эндотелия.
Отмеченная нами метаболическая активация эндотелиальной выстилки сосудов на фоне глубоких морфологических нарушений потенцирует, в свою очередь, образование тромбоцитарных агрегатов, выделение биологически активных веществ, способствуя усугублению эндотелиального дисбаланса и усилению сосудистой проницаемости. В результате микроэмболизации сосудов агрегатами тромбоцитов и вазоспазма, вследствие высвобождения из активированных клеток биологически активных веществ, эндотелина и провоспалительных медиаторов в участках легких со сниженным кровотоком возможно развитие бронхоконстрикции с последующим ремоделированием бронхов, что, по нашему убеждению может служить основой персистирующего течения патологического процесса.
В периоде клинической ремиссии на фоне уменьшения выраженности обструктивных нарушений (ОФВ1 – 87,3±1,30%, ПСВ – 86,9±1,2 %) признаки эндотелиальной дисфункции сохранялись: удерживалась усиленная десквамация интимы сосудов (16,6±0,01 х104/л), сопряженная с высоким вазопрессорным потенциалом (эндотелин-1 - 0,95±0,01 фм.) и сниженной плазминовой активностью крови за счет уменьшения продукции сосудистой стенкой тканевого активатора плазминогена (3,9±0,3 нг/мл), отражая высокую степень повреждения эндотелия [6].
Отсутствие полной нормализации изучаемых параметров отражает, по-видимому, пролонгированный характер выявленных изменений, обусловленный персистированием аллергического воспаления в респираторном тракте.
Артериальная гипоксемия, являющаяся результатом бронхиальной обструкции приводит к обширному повреждению интимы сосудов, сопровождаясь выделением целого ряда биологически активных субстанций, что наряду с компонентами иммунного воспаления является пусковым моментом в активации функций тромбоцитов. Они, в свою очередь, не только “запускают” фибринообразующий каскад, но и поддерживают воспалительные реакции в легких, повышая бронхиальное сопротивление, посредством продукции целого ряда бронхоконстрикторных агентов, становясь непосредственными участниками этого процесса.
Наряду с этим, продукты гемокоагуляционных реакций являются мощными хемокинами, привлекающими в зону тромбообразования лейкоциты и макрофаги, высвобождающие протеолитические ферменты, пероксидазу, повреждающие дыхательные пути, способствуя развитию гиперреактивности и поддерживая воспаление в респираторном тракте.
Заключение
Проведенное исследование показало, что формирование БА сопровождается комплексом разнонаправленных и сопряженных нарушений метаболических свойств интимы сосудов и дисфункцией эндотелия, детерминированными периодом и тяжестью заболевания, что позволило нам обосновать один из патогенетических механизмов персистирования хронического воспаления в бронхолегочной системе.