Биохимические показатели крови при бронхолегочных заболеваниях
На правах рукописи
НОВОЖИЛОВА ОЛЬГА СЕРГЕЕВНА БИОХИМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ КРОВИ ПРИ БРОНХОЛЕГОЧНЫХ ЗАБОЛЕВАНИЯХ 03.00.04 – биохимия
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук
Уфа-2007 2
Работа выполнена на кафедре биохимии биологического факультета ГОУ ВПО «Мордовский государственный университет имени Н.П. Огарева»
Научный консультант: доктор биологических наук, профессор, академик РАЕ Киселева Руфина Евгеньевна
Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор Башкатов Сергей Александрович доктор биологических наук, профессор Цейликман Вадим Эдуардович
Ведущая организация: ГОУ ВПО «Самарский государственный университет»
Защита диссертации состоится «» ноября 2007 г. в часов на заседании Регионального диссертационного совета КМ 002.133.01 при Институте биохи мии и генетики Уфимского научного центра РАН по адресу: 450054, г. Уфа, проспект Октября, 71.
С диссертацией можно ознакомиться в Научной библиотеке Уфимского научного центра РАН.
Автореферат разослан «» октября 2007 г.
Ученый секретарь Регионального диссертационного совета, к.б.н. Бикбулатова С.М.
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность исследования. Бронхолегочные заболевания представляют собой одну из проблем медицины и биологии в целом, несмотря на значитель ные исследования в этой области. Изучение механизмов, способствующих раз витию острых и хронических воспалительных заболеваний легких, изыскание новых подходов к терапии и профилактике этих состояний продолжает оста ваться актуальным в связи с широкой распространенностью данной патологии.
Бронхолегочные заболевания сопровождаются развитием дистрофических процессов не только в тканях легких, но и в форменных элементах крови, в ча стности нейтрофильных гранулоцитах. Нейтрофилы привлекаются в легкое лишь в случае воспалительной реакции, для которой характерны гипоксия и ацидоз (Kiang et al., 2006). Нейтрофилы и продукты их секреции принадлежат к числу центральных участников воспаления (Butterfield et al., 2006). Они иг рают ключевую роль в защите организма, поглощая и разрушая чужеродные клетки и бактерии. При патологических состояниях функции этих клеток усиливаются. При этом происходит интенсивное генерирование и высвобожде ние медиаторов воспаления в межклеточное пространство.
Немедленная адаптация, свойственная нейтрофилам, осуществляется пу тем модуляции активности уже имеющихся в клетке ферментов. Существенную роль в воспалении играют дегидрогеназы, участвующие как в процессах обмена веществ, так и превращений энергии. Метаболизм клетки включает множество разветвленных ферментативных реакций, которые формируют отдельные цик лы: гликолиз, цикл трикарбоновых кислот и т.д. Накопление лактатдегидроге назы при бронхолегочных заболеваниях приводит к гипоксии, характеризую щейся накоплением эндотоксинов мембранотропного действия, снижением ак тивности сукцинатдегидрогеназы и показателей фагоцитоза.
Легочная патология связана с увеличением в крови продуктов эндоинток сикации, обусловленных метаболическими нарушениями на клеточном уровне.
Одним из звеньев механизма развития эндогенной интоксикации является ги поксия, вызванная нарушением тонуса периферических сосудов, реологических механизмов, кинетических и механических свойств форменных элементов кро ви. Эндогенная интоксикация усиливается при накоплении «загруженного» токсинами альбумина. Снижение функций органов естественной детоксикации, антиоксидантной системы и естественной резистентности при синдроме эндо генной интоксикации усугубляет его течение (Добротина и др., 2004).
Эндотоксикоз при инфекционных заболеваниях обусловлен действием токсинов бактериального происхождения и влиянием активных эндогенных аминов, освобождающихся из поврежденных клеток и тканей. Участие гиста мина и серотонина в патогенезе бронхиальной астмы является общепризнан ным (Федосеев и др., 1992;
Алехин и др., 1998;
Khokhlov et al., 2005;
Samb et al., 2006;
Chhabra et al., 2007).
Проблема возникновения и развития эндогенной интоксикации занимает одну из ведущих позиций в структуре исследований воспалительных заболева ний. При эндотоксикозе накапливается большое количество промежуточных и конечных продуктов обмена, которые оказывают деструктивное действие на важнейшие системы организма. В клинике содержание продуктов эндотоксико за не определяется. Но по этим показателям можно не только оценить состоя ние здоровья, но и уловить начальные проявления заболевания, прогнозировать течение процесса и ориентироваться в эффективности проводимых лечебных мероприятий. Своевременное и регулярное определение показателей эндоток сикоза в крови позволяет контролировать состояние организма человека как в норме, так и при патологии.
В связи с этим, исследование влияния эндогенной интоксикации на дегид рогеназы нейтрофилов, динамики изменения уровня биогенных аминов, а также состояния детоксикационных систем организма при бронхолегочных заболева ниях представляет значительный интерес для пульмонологии. Представляется актуальным разностороннее исследование биохимических показателей крови при разных бронхолегочных заболеваниях для выработки целенаправленного подхода к коррекции нарушенных функций организма.
Цель и задачи исследования. Цель исследования – комплексное изучение биохимических показателей крови больных и роли эндогенной интоксикации в формировании бронхолегочной патологии.
Исходя из поставленной цели исследования, были определены следующие задачи:
1. Определить взаимосвязь между активностью дегидрогеназ нейтрофилов и содержанием эндотоксинов крови при различных бронхолегочных заболева ниях.
2. Выявить роль эндотоксинов мембранотропного действия в формирова нии воспаления при бронхолегочной патологии.
3. Оценить детоксикационную возможность организма.
4. Определить концентрацию биогенных аминов – гистамина и серотонина в крови и плазме больных бронхолегочными заболеваниями и выявить их роль в развитии эндогенной интоксикации.
5. Охарактеризовать фагоцитарную активность нейтрофилов у больных бронхолегочными заболеваниями.
Научная новизна. Впервые определена активность лактатдегидрогеназы и сукцинатдегидрогеназы нейтрофилов у больных бронхолегочными заболева ниями в стадии обострения и ремиссии. Впервые выявлена корреляционная за висимость между активностью дегидрогеназ нейтрофилов и накоплением эндо токсинов у больных бронхолегочными заболеваниями. Показано, что эндоток сины мембранотропного действия вносят вклад в формирование хронизации при бронхолегочных заболеваниях. Впервые с помощью корреляционного ана лиза выявлено отсутствие зависимости между показателями фагоцитоза и уровнем мембранотропных эндотоксинов крови при различных формах брон холегочной патологии.
Научно-практическая значимость. Полученные в работе данные расши ряют представления об интегральных показателях эндотоксикоза и биогенных аминах, которые являются критериями объективной оценки состояния больных бронхолегочными заболеваниями, а также о роли НАД- и ФАД-зависимых де гидрогеназ нейтрофилов, связанных с биоэнергетикой клетки. Результаты ис следований необходимы для выяснения вклада мембранотропных эндотоксинов в развитие патологии бронхолегочной системы. В условиях клиники эти пока затели не определяются. Но это целесообразно учитывать в практической ме дицине при назначении лекарственных препаратов. Полученные данные могут быть положены в основу разработки объективных диагностических критериев фазы и течения бронхолегочных заболеваний. Отсутствие полной нормализа ции показателей в стадии ремиссии необходимо учитывать при проведении комплексной терапии и реабилитационных мероприятий.
Использование комплексной оценки биохимических показателей крови по зволяет использовать данные показатели как в диагностике бронхолегочных за болеваний (при оценке степени нарушения биохимических процессов в орга низме), так и для прогноза исхода болезни. Полученные данные могут быть ис пользованы в клинической практике в комплексе с общепринятыми исследова ниями для оценки активности воспалительного процесса и эффективности про водимой терапии.
Основные положения, выносимые на защиту.
1. При бронхолегочных заболеваниях происходит изменение активности НАД- и ФАД-зависимых дегидрогеназ нейтрофилов, что связано с накоплением в крови эндотоксинов мембранотропного действия.
2. Интегральные показатели эндотоксикоза вносят вклад в развитие дест руктивных процессов при бронхолегочной патологии.
3. При бронхолегочных заболеваниях нарушается нормальное функциони рование детоксикационной системы организма, связанное с накоплением в кро ви продуктов эндотоксикоза.
4. В основе развития бронхолегочных заболеваний лежат аллергические реакции, что связано с изменением баланса в системе биогенных аминов.
5. У больных бронхолегочными заболеваниями наблюдается угнетение фа гоцитарной активности нейтрофилов, которая слабо зависит от влияния эндо токсинов.
Апробация работы. Результаты работы и основные положения диссерта ции доложены и обсуждены в материалах научных конференций «Клинико экспериментальные аспекты современной медицины» (г. Саранск, 1999);
«Со временные аспекты теоретической и клинической медицины: проблемы диаг ностики, лечения и реабилитации» (г. Саранск, 2000, 2003);
Международной научно-практической конференции «Окружающая природная среда и медицин ская экология» (г. Пенза, 2001);
в материалах конференции «Новые подходы в естественных исследованиях: экология, биология, сельскохозяйственные нау ки» (г. Саранск, 2002);
в материалах VIII Международного конгресса по имму нореабилитации «Аллергия, иммунология и глобальная сеть» (г. Канны, Фран ция, 2002);
I Всероссийской конференции по иммунотерапии «Физиология им мунной системы» (г. Сочи, Дагомыс, 2003);
IV Всемирного конгресса по астме (г. Бангкок, Таиланд, 2004);
II Европейского конгресса по астме (г. Тбилиси, Грузия, 2004);
в материалах научной конференции с международным участием «Современные наукоемкие технологии» (о. Тенерифе, Испания, 2005);
научной конференции «Естественные и технические науки» (г. Саранск, 2006).
Публикации по теме диссертации. По материалам диссертации опубли ковано 16 научных работ.
Объем и структура работы. Диссертация изложена на 149 страницах ма шинописного текста, документирована 27 таблицами и иллюстрирована 21 ри сунком. Работа состоит из введения, обзора литературы (глава 1), описания ма териалов и методов (глава 2), изложения и обсуждения собственных результа тов (глава 3), выводов и списка литературы, включающего 249 источников, в том числе 147 отечественных.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ Материалы исследования. Материалом исследования служила кровь практически здоровых людей (доноров) и кровь больных бронхолегочными за болеваниями в стадии обострения и ремиссии. Больные были разделены по клиническому диагнозу на 3 группы: больные бронхитом, пневмонией, бронхи альной астмой. Определяли активность дегидрогеназных ферментов нейтрофи лов, показатели фагоцитоза, эндотоксикоза, оценивали детоксикационную сис тему организма, а также определяли содержание гистамина и серотонина в кро ви и плазме доноров и больных бронхолегочными заболеваниями.
Методы исследования. Нейтрофилы выделяли по методу Шепотиновско го и др. (1979). Жизнеспособность выделенных клеток определяли по Меньши кову (1987). Кинетическое спектрофотометрическое определение активности лактатдегидрогеназы проводили по методу Sevela et al. (Скорняков и др., 1989).
Активность сукцинатдегидрогеназы исследовали по методу Пастушенкова и др. (1993). Определение концентрации белка проводили по методу Bradford (Шоно и др., 1989).
Уровень молекул средней массы оценивали спектрофотометрическим ме тодом (Габриэлян и др., 1984) при длине волны 280 нм для определения белков, содержащих ароматические аминокислоты, и при длине волны 254 нм для оп ределения нуклеопротеидов. Количество циркулирующих иммунных комплек сов определяли по методике Вельбри и др. (1988). Для определения интенсив ности свободнорадикального окисления и антиоксидантной активности сыво ротки крови применяли хемилюминесцентный метод (Афонина и др., 1990).
Общую и эффективную концентрацию альбумина определяли флуорес центным методом (Миллер и др., 1994) со стандартным набором реактивов. Ре зервную способность альбумина рассчитывали по формуле:
РСА = ЭКА/ОКА*100%. Индекс токсичности, определяемый как ОКА/ЭКА-1, характеризует степень интоксикации организма по альбумину.
Определение гистамина и серотонина проводили в одной пробе по Про шиной (1981) на основании образования флюоресцирующих продуктов конден сации гистамина и серотонина с ортофталевым альдегидом и нингидрином.
Исследование фагоцитарной активности нейтрофилов проводили по тра диционной методике (Медведев и др., 1991). Подсчет поглощенных частиц производили в 50 нейтрофилах по фагоцитарному числу и фагоцитарному ин дексу. При определении функциональной активности нейтрофилов с нитроси ним тетразолием (Park B.H. et al., 1968) в каждом мазке подсчитывали 100 ней трофилов, среди которых определяли процент клеток, содержащих фиолетовые отложения диформазана, далее подсчитывали индекс активации нейтрофилов.
Статистическую обработку результатов исследований проводили вычис лением среднего арифметического (М), среднего квадратичного отклоне ния (), ошибки среднего (m). Достоверность различий средних величин оце нивали с использованием критерия Стьюдента (t). Корреляционный анализ проводили с использованием коэффициента линейной корреляции Пирсона.
Все расчеты проводили с помощью персонального компьютера.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ Проблема современной патогенетической терапии бронхолегочных забо леваний (БЛЗ) является важной в клинике в связи с широкой их распространен ностью. Воспалительные заболевания бронхолегочного аппарата сопровожда ются развитием гипоксии, что приводит к активации гликолиза. При развитии патологии, связанной с гипоксией, в стадии обострения наблюдалась корреля ционная зависимость между активностями дегидрогеназ нейтрофилов: сущест венно повышалась активность НАД-зависимых ферментов – лактатдегидроге назы (ЛДГ) и снижалась активность ФАД-зависимых – сукцинатдегидрогеназы (СДГ), что связано с изменением интенсивности гликолиза (Логинов, 2005).
Наиболее выраженное по сравнению с контролем повышение активности ЛДГ на 36,5% и снижение активности СДГ на 47% наблюдалось при бронхиальной астме в стадии обострения, менее выраженное при пневмонии – активность ЛДГ повышалась на 31,6%, активность СДГ снижалась на 41,3%, еще менее выраженное при бронхите – активность ЛДГ повышалась на 23,4%, активность СДГ снижалась на 35,1%. Наблюдаемая динамика активности дегидрогеназ в нейтрофилах больных свидетельствует о напряженности адаптационных меха низмов, включающихся в связи с гипоксией тканей (Zyuz'kov et al., 2005;
Zubi eta-Castillo et al., 2006). В этих условиях повышение активности ЛДГ и одно временное снижение активности СДГ в нейтрофилах представляет собой сте реотипный переход на менее продуктивный анаэробный механизм дыхания, уменьшающий потребление кислорода.
В стадии ремиссии после традиционного лечения снижалась активность НАД-зависимых ферментов и повышалась активность ФАД-зависимых фер ментов. Особенно это заметно при бронхите – происходило снижение активно сти ЛДГ на 14,6% и повышение активности СДГ на 13,8% по отношению к ста дии обострения. Медленнее по отношению к стадии обострения снижалась ак тивность ЛДГ (на 13,5%) и повышалась активность СДГ (на 12,1%) при пнев монии. Наиболее медленно и незначительно происходило снижение активности ЛДГ и повышение активности СДГ при бронхиальной астме – на 7,9% и 9,8% соответственно по сравнению со стадией обострения. После проведенного ле чения уменьшаются проявления гипоксии, снижается активность анаэробного гликолиза, происходит стабилизация мембран клеток и органелл, что приводит к увеличению активности мембраносвязанных ферментов (СДГ). Если не про исходит снижения активности ЛДГ и повышения активности СДГ к концу ле чения, то можно ожидать повторного обострения заболевания.
Основополагающим фактором развития полиорганной и полисистемной недостаточности, определяющих разгар и исход заболевания, признается эндо токсикоз (Владыко и др., 1990;
Ерохин и др., 1993;
Киселева и др., 2002). Любое воспалительное заболевание сопровождается развитием нарушения процессов метаболизма и накоплением интермедиатов. Именно эти показатели характери зуют состояние патологических процессов на клеточном уровне. Мембрано тропные эндотоксины выступают в роли интегральных показателей нарушения обмена веществ: молекулы средней массы (МСМ) – белкового и нуклеопроте идного метаболизма, циркулирующие иммунные комплексы (ЦИК) – состояния гуморального звена иммунитета, свободнорадикальное окисление (СРО) – ли пидного обмена. В ходе исследований установлено, что тяжелое течение забо леваний бронхолегочного аппарата в стадии обострения характеризовалось значительным повышением уровня СРО и ЦИК. В стадии обострения происхо дило нарастание уровня СРО в 3 раза при бронхиальной астме, в 2,3 раза – при пневмонии и в 2 раза – при бронхите по отношению к донорам (рис. 1, рис. 2, рис. 3). Инициатором чрезмерной активности перекисного окисления липидов (ПОЛ) и накопления свободных радикалов являются гипоксия, повреждение мембран, действие токсикантов, несостоятельность антиоксидантной защиты организма (Киселева и др., 2004). Важнейшей причиной усиления СРО при воспалении может служить накопление в очаге поражения нейтрофилов, кото рые секретируют большое количество активных форм кислорода.
% % 300 275 250 ** * 225 ** ** ** ** 200 200 ** ** ** * 175 ** ** ** ** 150 ** ** 125 100 75 *- р0,05;
МСМ280 МСМ254 ЦИК СРО МСМ280 МСМ254 ЦИК СРО **- р0,01 **- р0, Доноры Стадия обострения Стадия ремиссии Доноры Стадия обострения Стадия ремиссии Рис. 1. Показатели эндотоксикоза крови Рис. 2. Показатели эндотоксикоза крови больных бронхитом больных пневмонией % ** * 275 ** * ** * 175 ** * 0 *- р0,05;
МСМ280 МСМ254 ЦИК СРО **- р0, Доноры Стадия обострения Стадия ремиссии Рис. 3. Показатели эндотоксикоза крови больных бронхиальной астмой Динамическим процессом, постоянно протекающим в организме, является образование комплекса антиген-антитело. Все антигены, взаимодействующие с рецепторами клеток иммунокомпетентной системы и вызывающие синтез анти тел, являются индукторами образования ЦИК. При бронхите у больных в ста дии обострения наблюдалось повышение содержания ЦИК на 42,4% по отно шению к контролю, при пневмонии – на 51,5%. Повышение уровня ЦИК наи более существенно при бронхиальной астме (на 57,3% выше контрольного зна чения) (рис. 1, рис. 2, рис. 3) в связи с тем, что происходит накопление большо го количества антигенов, и иммунокомпетентные клетки не справляются с вы работкой антител. Это создает процесс хронизации заболевания.
Накопление ЦИК коррелировало с нарастанием уровня МСМ280 и МСМ по отношению к контролю – в 1,5 и 1,9 раза соответственно при бронхите, в 1, и 2 раза – при пневмонии, в 2,3 и 2,5 раза – при бронхиальной астме (рис. 1, рис. 2, рис. 3), что обусловлено сильным нарушением белкового обмена. МСМ обладают мембранотропным действием вследствие изменения свойств поверх ностных и внутриклеточных мембран. Некоторые эффекты МСМ объясняются угнетением связывания альбумином низкомолекулярных эндотоксинов и транспорта их к системам катаболизма (Киселева и др., 2002). Накопление МСМ в крови определяется уровнем катализа и снижением функциональной активности систем детоксикации, сопровождающихся ингибированием фагоци тарной активности лейкоцитов, запуском ряда иммунологических реакций, от ветственных за формирование вторичной иммунодепрессии, изменением про ницаемости клеточных мембран и нарушением межмембранного пространства, а также процессов цитотоксического и цитопатогенного эффектов, ингибирова нием активности ряда ферментов (Васильева и др., 2004). Эндотоксины, изме няя конформационное состояние ЛДГ и СДГ, создают условия изменения их активности как в период обострения и невозможности восстановления в период ремиссии. Если сопоставить полученные результаты влияния продуктов эндо токсикоза на функциональную активность НАД- и ФАД-зависимых ферментов, то оказывается, что все эндотоксины вносят вклад в изменение активности изу чаемых ферментов. Они, деформируя митохондриальную мембрану, что осо бенно важно для функционирования СДГ, вызывают снижение ее активности.
А за счет изменения структурированности плазматической мембраны происхо дит повышение активности ЛДГ. Наиболее глубокие изменения при данной группе заболеваний наблюдаются при бронхиальной астме.
После традиционного лечения, длившегося от 18 до 24 дней, показатели эндотоксикоза несколько снижались, что особенно заметно при бронхите. Но ни один показатель эндотоксикоза не достигал уровня контроля. Более сущест венно снижался уровень МСМ280 и МСМ254 – на 18,4% и 20,3% соответственно при бронхите по отношению к стадии обострения, на 13,3% и 14,5% при пневмонии, на 8,8% и 9,2% при бронхиальной астме. Это говорит о затруд ненном удалении токсических среднемолекулярных комплексов. Менее сни жался уровень ЦИК – на 17,6% при бронхите, на 12,7% при пневмонии, на 15,3% при бронхиальной астме по отношению к стадии обострения (рис. 1, рис. 2, рис. 3). Преобладание патогенных ЦИК у больных БЛЗ является факто ром, характеризующим хронизацию процесса и предрасполагающим к тяжело му течению заболевания. Уровень СРО снижался совсем незначительно – на 19,1% при бронхите, на 15,1% при пневмонии, особенно это касается бронхи альной астмы – на 7,4% по отношению к стадии ремиссии (рис. 1, рис. 2, рис. 3). Эндотоксины накапливаются в организме больного в стадии обострения БЛЗ, и их уровень полностью не нормализуется в стадии ремиссии. В результа те анализа полученных результатов было выяснено, что эндотоксины способны формировать процессы хронизации при бронхите, пневмонии, а особенно при бронхиальной астме.
С все более увеличивающимся количеством липоперекисей не может спра виться детоксикационная система крови, представленная антиоксидантной за щитой и альбумином, важнейшим белком крови, способным сорбировать на своей поверхности токсины и тем самым уменьшать уровень интоксикации.
Воспаление приводит к изменению проницаемости сосудов за счет повышенно го содержания гистамина и переходу альбумина из кровотока в межклеточное пространство с падением его содержания в сыворотке крови. При БЛЗ происхо дило нарушение связывающей способности альбумина – в стадии обострения снижались общая (ОКА) и эффективная концентрации альбумина (ЭКА) – если при бронхите это понижение составляло 14,8% и 22% соответственно по отно шению к контролю, при пневмонии – это уже 24,8% и 33,5%, а при бронхиаль ной астме это понижение уже было более значительно – 29,4% и 38,2%. ЭКА служит эквивалентом полноценного альбумина и зависит не только от концен трации белка, но и от состояния его молекулы. На ЭКА могут влиять три фак тора: потеря альбумина (снижение ОКА), его загрузка метаболитами и измене ние конформации молекулы альбумина. При БЛЗ при снижении ОКА и ЭКА происходило уменьшение резервной способности альбумина (РСА) – при брон хите на 8,4%, при пневмонии – на 11,6%, при бронхиальной астме – на 12,5% по отношению к донорам. Низкий процент РСА свидетельствует о том, что ос новная часть связывающих центров альбумина заблокирована токсинами. Т.к.
альбумин является одним из звеньев детоксикационной системы организма, при его дефиците и снижении связывающей способности резко растет индекс токсичности (ИТ). Этот рост очень значителен – при бронхите в 6,8 раза, при пневмонии – в 9,4 раза, а при бронхиальной астме – в 10,1 раза по отношению к контролю. Рост ИТ по альбумину свидетельствует об увеличении токсикоза.
Чем выше значение ИТ, тем выше загруженность активных центров альбумина.
В стадии ремиссии наблюдалось повышение ОКА и ЭКА – при бронхите на 10,6% и 17,4%, при пневмонии – на 19,4% и 26,3%, при бронхиальной астме – на 13,9% и 20,1% соответственно по отношению к стадии обострения. Незначи тельно происходило повышение РСА – при бронхите на 6,3%, при пневмонии – на 5,7%, при бронхиальной астме – на 5,3% по отношению к стадии обостре ния. ИТ в стадии ремиссии снижался более значительно – на 59,6% при брон хите, на 41,7% при пневмонии, на 37% при бронхиальной астме по отноше нию к стадии обострения.
БЛЗ сопровождаются глубокими нарушениями в системе эндогенной ан тиоксидантной защиты. Нарушается равновесие между уровнем СРО и состоя нием антиоксидантной системы (АОС), что приводит к избыточному накопле нию продуктов ПОЛ, структурно-функциональному повреждению мембран и образованию патогенных медиаторов воспалительных и аллергических реакций липидного происхождения. Большинство активных центров антирадикальной защиты «заняты», поэтому на фоне высокого уровня пероксидации антиокси дантная активность (АОА) выглядит низкой. При этом АОА наиболее снижена по сравнению с донорами при бронхиальной астме (на 48,8%), менее при пнев монии (на 39%) и бронхите (на 25,6%). Адаптационные резервы и способность организма адекватно функционировать при изменении условий внешней и внутренней среды, во многом, определяются интенсивностью процесса СРО и состоянием АОС организма. При БЛЗ наблюдалась обратная корреляционная взаимосвязь (сильная или средняя) между уровнем СРО и АОА и уровнем ЦИК и АОА. Недостаточность антиоксидантной защиты является причиной, приво дящей к срыву всей системы детоксикации. Сбалансированное взаимодействие всех систем – необходимое условие для нормальной регуляции СРО. Наруше ния в этой системе приводят к изменению уровня СРО и содержания продуктов ПОЛ. Усиление СРО снижает активность ферментов, что выражается в деста билизации мембран. Применение лекарственных препаратов ведет к снижению СРО, стабилизации мембран нейтрофилов, повышению активности ферментов (Лифшиц, 2002). В результате в стадии ремиссии повышалась активность АОС – при бронхите на 21,3%, при пневмонии – на 18%, при бронхиальной ас тме – на 14,3% по отношению к стадии обострения.
Еще более усугубляет ситуацию рост концентрации биогенных аминов (гистамина и серотонина) в ответ на повреждающее действие свободных ради калов на эндотелий сосудов легкого. Интенсификация СРО при БЛЗ протекает на фоне значительного сдвига в системе биогенных аминов – увеличения коли чества гистамина и в меньшей степени серотонина. Гипоксия при БЛЗ ведет к освобождению большого количества гистамина. Под его действием расширя ются сосуды легких, и увеличивается их проницаемость, что приводит к отеку слизистой и сужению пространства бронхов. При взаимодействии антигена с антителом происходит внезапная дегрануляция тучных клеток, из которых вме сте с другими медиаторами высвобождается серотонин. Гистамин и серотонин в легких вызывают бронхоконстрикцию, повышают сосудистую проницае мость. Особенно следует отметить накопление гистамина в крови в стадии обо стрения в 3,4 раза при бронхиальной астме по сравнению с пневмонией (в 2,8 раза) и бронхитом (в 2,5 раза) по отношению к донорам. В плазме содержа ние гистамина также возрастало значительно – в 4,8 раза при бронхиальной ас тме, в 4,1 раза – при пневмонии и меньше при бронхите – в 3,2 раза по отноше нию к контрольной группе. Также происходило накопление серотонина крови и плазмы в 2,7 и 3,9 раза соответственно при бронхиальной астме, в 1,9 и 3 раза – при пневмонии, в 1,5 и 2,4 раза – при бронхите по отношению донорам. Спо собность гистамина проявлять себя активным эндогенным иммуномодулятором предопределена экспрессией рецепторов к этому медиатору на клетках, участ вующих в различных формах иммунного ответа. Конечным этапом взаимодей ствия гистамина с Н2-рецепторами является повышение уровня цАМФ в клет ках, приводящее к изменениям метаболизма (Котова и др., 1992). Повышение содержания гистамина в крови и плазме достигается вследствие высвобожде ния его из тучных клеток и базофилов. У больных происходит также избыточ ное накопление серотонина за счет снижения метаболической функции эндоте лия сосудов легкого, обусловленного повреждающим действием свободных ра дикалов, возникающих при аллергическом воспалении. Серотонин и гистамин, играющие важную роль в гуморальном контроле легочной циркуляции, одно временно участвуют в развитии легочной патологии (Трубина и др., 1990).
Если функциональные и биохимические клеточные изменения в ответ на действие альтерирующих факторов не привели к грубым нарушениям в клетке, то в стадии ремиссии, на фоне снижения общей концентрации биогенных ами нов, будет происходить частичное постепенное восстановление физиологиче ского аппарата клетки. В стадии ремиссии наблюдалась тенденция к снижению гистамина и серотонина как крови, так и плазмы. Это особенно заметно при бронхите – гистамин крови снижался на 55,6%, плазмы – на 53,7%, серотонин крови – на 29,6%, плазмы – на 23,5% по отношению к стадии обострения. При пневмонии происходило снижение гистамина крови на 47,6%, плазмы – на 29%, серотонина крови – на 35,8%, плазмы – на 16,7% по отношению к стадии обо стрения. Незначительно снижение концентрации гистамина и серотонина крови и плазмы при бронхиальной астме – гистамин крови снижался на 36,5%, плаз мы – на 18,8%, серотонин крови – на 22,2%, плазмы – на 9,1% по отношению к стадии обострения. В период обострения увеличивался уровень аминов с тен денцией к снижению в период ремиссии, что связано с обратимостью воспали тельного процесса в бронхах, носящего локальный характер, и сохраненной способностью слизистой оболочки к регенерации. Снижение концентрации гистамина связано с восстановлением чувствительности Н2-рецепторов к ме диатору и способности связывать последний на фоне снижения концентрации гистамина в крови и плазме в фазе ремиссии.
Чтобы острый инфекционный воспалительный процесс в легких закончил ся выздоровлением, необходима определенная активация микробицидного по тенциала нейтрофилов. При хроническом воспалительном процессе в легких наблюдались нарушения иммунологической реактивности, фагоцитарной ак тивности. При всех БЛЗ происходило снижение показателей фагоцитоза как по фагоцитарному числу (ФЧ), так и по фагоцитарному индексу (ФИ) и повыше ние процента нейтрофилов, восстанавливающих нитросиний тетразолий (НСТ) (НСТ-позитивных нейтрофилов), и индекса активации нейтрофилов (ИАН).
Депрессия фагоцитарной деятельности нейтрофилов при тяжелом течение бо лезни свидетельствует о том, что хронически действующая иммуновоспали тельная стимуляция приводит к истощению функциональной активности фаго цитирующего клеточного пула. При бронхите ФЧ снижался на 33,3%, ФИ – на 15,7% по отношению к контрольной группе, при пневмонии – на 44,4% и 27,1%, при бронхиальной астме – на 57,8% и 31,6% соответственно. ФЧ и ФИ характеризуют количественную сторону фагоцитарной реакции. Они являются показателями, отражающими поглотительную способность нейтрофилов. По давленная фагоцитарная активность нейтрофилов рассматривается как следст вие супрессивного воздействия вирусов на фагоцитирующие клетки. При хро нических заболеваниях функциональная активность нейтрофилов изменяется в результате длительного воспалительного процесса (Ягода и др., 2005). В орга низме нейтрофилы вступают в контакт с комплексом аллерген-антитело с це лью инактивации его путем поглощения и переваривания. Эти комплексы в свою очередь вызывают деструктивные изменения в нейтрофилах, что приво дит к нарушению поглотительной и переваривающей функции. Это объясняет ся нарушением функционального состояния нейтрофилов у больных. В стадии обострения наблюдалось повышение процента НСТ-позитивных нейтрофилов на 30,5% при бронхите по отношению к донорам, на 40,4% – при пневмонии, на 55,2% – при бронхиальной астме. Это свидетельствует о повышении внутри клеточного кислородзависимого метаболизма (Гольдберг и др., 1991). Увеличе ние НСТ-теста говорит о сдвигах во внутренней среде организма. Он использу ется для оценки бактерицидной способности нейтрофилов (Мельников, 1991).
Индуцированный НСТ-тест рассматривается как биохимический критерий го товности нейтрофилов к завершенному фагоцитозу. При бактериальных ин фекциях продукты бактерий, попадая в кровь, воздействуют на оболочку гра нулоцитов, активируя их, что приводит к резкому увеличению числа нейтрофи лов, восстанавливающих тетразолий в темно-синий формазан. Также в стадии обострения наблюдалось повышение ИАН по отношению к донорам в 2,2 раза при бронхите, в 3,4 раза – при пневмонии, в 3,9 раза – при бронхиальной астме.
Функциональная активность нейтрофилов страдает тем сильнее, чем более выражен воспалительный процесс. Снижение функциональной способности клеток (фагоцитоз) на фоне их метаболической активности может вносить вклад в развитие деструктивного процесса в легких (Колодкина и др., 1991).
Показатели фагоцитоза не нормализовались и в период ремиссии. ФЧ и ФИ при бронхите повышались на 30% и 12,4%, при пневмонии – на 28% и 9,3%, при бронхиальной астме – на 15,8% и 8,1% соответственно по отноше нию к стадии обострения. В стадии ремиссии после лечения наблюдалось сни жение процента НСТ-позитивных нейтрофилов и ИАН по отношению к стадии обострения при бронхите на 11,7% и 13,8%, при пневмонии – на 8,8% и 9,4%, при бронхиальной астме – на 6,9% и 7,4% соответственно. Снижение показате лей НСТ-теста к концу лечения при высоких исходных значениях может свиде тельствовать о более полной ремиссии. Если снижения показателей НСТ-теста не происходит или оно незначительно, что особенно заметно при бронхиальной астме, то можно ожидать повторного обострения заболевания.
Комплексное определение функциональной активности лейкоцитов боль ных БЛЗ способствует получению дополнительной информации о тяжести те чения заболевания, возможных осложнениях, эффективности проводимого ле чения, позволяет судить о полноте выздоровления.
Несмотря на большое число исследований, остаются недостаточно выяс ненными механизмы развития БЛЗ. Клинический эффект после традиционной терапии при БЛЗ достигается снижением уровня продуктов эндотоксикоза и биогенных аминов, улучшением качественных характеристик. Но следует при знать проводимое в стационаре лечение малоэффективным. Это делает необхо димым изыскание средств, способствующих коррекции нарушенных звеньев метаболизма в организме больного.
ВЫВОДЫ 1. Выявлен общий характер динамики активности лактатдегидрогеназы и сукцинатдегидрогеназы нейтрофилов при гипоксии, сопровождающей бронхо легочные заболевания, независимо от их этиологии. Выявлено, что уровень ак тивности лактатдегидрогеназы и сукцинатдегидрогеназы варьирует в зависимо сти от содержания эндотоксинов.
2. Воспалительная реакция при бронхолегочных заболеваниях характери зуется значительным повышением уровня циркулирующих иммунных ком плексов и свободнорадикального окисления липидов, что особенно выражено при бронхиальной астме. В стадии ремиссии показатели эндотоксикоза остают ся повышенными, что обусловливает процесс хронизации заболевания.
3. В период обострения бронхолегочных заболеваний равновесие между уровнем свободнорадикального окисления липидов и системой антиоксидант ной защиты нарушается и значительно снижается антиоксидантная активность крови.
4. Повышенное содержание эндотоксинов в крови больных бронхолегоч ными заболеваниями приводит к нарушению связывающей способности альбу мина и усилению интоксикации, о чем свидетельствует резкий рост индекса токсичности по альбумину, что особенно отчетливо проявляется при бронхи альной астме.
5. Стадия обострения при бронхолегочных заболеваниях характеризуется повышением уровня гистамина и серотонина в крови и плазме, что сопровож дается развитием интенсивной аллергической реакции.
6. При бронхолегочных заболеваниях в стадии обострения наблюдается снижение фагоцитарной способности (как по фагоцитарному числу, так и по фагоцитарному индексу) и повышение числа НСТ-позитивных нейтрофилов.
Между показателями фагоцитоза и уровнем эндотоксинов крови отсутствует корреляционная взаимосвязь.
СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ 1. Киселева Р.Е., Федотова Г.Г., Ляпина С.А., Родина М.А., Мозговая О.В., Новожилова О.С. Возможности коррекции апоптоза нейтрофилов низкоинтен сивным гелий-неоновым лазером // XXVIII Огаревские чтения – материалы на учн. конф. «Клинико-экспериментальные аспекты современной медицины».
Ч. II. – Саранск, 1999. – С. 155-158.
2. Киселева Р.Е., Кузьмичева Л.В., Дорофеева О.М., Новожилова О.С., Горшенина Л.В. Использование зонда-катиона ДСМ в оценке энергизованности митохондрий лимфоцитов и нейтрофилов // Межвузовский сб. научн. трудов «Современные аспекты теоретич. и клинич. медицины: проблемы диагностики, лечения и реабилитации». Вып. 1. – Саранск, 2000. – С. 101-104.
3. Киселева Р.Е., Кузьмичева Л.В., Новожилова О.С., Горшенина Л.В., Дорофеева О.М. Влияние эфферентной терапии на показатели эндотоксикоза у больных бронхолегочными заболеваниями // Межвузовский сб. научн. трудов «Современные аспекты теоретич. и клинич. медицины: проблемы диагностики, лечения и реабилитации». Вып. 1. – Саранск, 2000. – С. 157-158.
4. Киселева Р.Е., Альба Н.В., Барнашова Г.С., Кузьмичева Л.В., Аль ба Д.Л., Новожилова О.С., Рыжова Н.Г., Дорофеева О.М. Влияние гепарин криопреципитатфереза и эритросорбции на показатели эндотоксикоза при гнойно-септических заболеваниях // Сб. материалов Международной научно практической конф. «Окружающая природная среда и медицинская эколо гия». – Пенза, 2001. – С. 34-35.
5. Киселева Р.Е., Новожилова О.С., Конкина А.В. Изменение неспецифи ческих дегидрогеназ в нейтрофилах при бронхолегочных заболеваниях // Меж вузовский сб. научн. трудов «Новые подходы в естественных исследованиях:
экология, биология, с/х науки». Вып. II. – Саранск, 2002. – С. 31-34.
6. Киселева Р.Е., Кузьмичева Л.В., Штырова В.И., Новожилова О.С., Бор ченко Р.В. Влияние свободных радикалов на мембранный аппарат иммуноком петентных клеток при атопической бронхиальной астме // Материалы VIII Ме ждународного конгресса по иммунореабилитации «Аллергия, иммунология и глобальная сеть». Канны, Франция. – М.: Медицина-Здоровье, 2002. – Т. 4, № 1. – С. 60.
7. Новожилова О.С., Киселева Р.Е., Кузьмичева Л.В., Паевская М.В. Био химические показатели нейтрофилов при бронхолегочных заболеваниях // Сб.
научн. трудов «Современные аспекты теоретич. и клинич. медицины: проблемы диагностики, лечения и реабилитации». Вып. II. – Саранск, 2003. – С. 133-136.
8. Киселева Р.Е., Кузьмичева Л.В., Пиксин И.Н., Новожилова О.С. Плаз маферез и иммунодиагностика при бронхолегочных заболеваниях // Тез. докл.
I Всероссийской конф. по иммунотерапии. «Физиология иммунной системы».
Сочи, Дагомыс. – М.: Медицина-Здоровье, 2003. – Т. 5, № 2. – С. 214-215.
9. Кузьмичева Л.В., Киселева Р.Е., Новожилова О.С. Влияние гелий неонового лазера на иммунокомпетентные клетки при бронхиальной астме // Тез. докл. IV Всемирного конгресса по астме. Бангкок, Таиланд. М.: Медицина Здоровье, 2004. – Т. 6, № 1. С. 53.
10. Киселева Р.Е., Кузьмичева Л.В., Новожилова О.С. Апоптоз лимфоци тов в развитии бронхолегочных заболеваний // Морфологические ведомости. – 2004. – № 3-4. С. 104-105.
11. Киселева Р.Е., Кузьмичева Л.В., Новожилова О.С. Влияние биогенных аминов на процессы адаптации иммунокомпетентных клеток при бронхиальной астме // Труды II Европейского конгресса по астме. Тбилиси, Грузия. – М.: Ме дицина-Здоровье, 2004. – Т. 5, № 1. – С. 108-109.
12. Новожилова О.С., Кузьмичева Л.В., Киселева Р.Е. Влияние НЭГНЛ на свободнорадикальное окисление мембран лейкоцитов // Тез. научн. конф. с ме ждунар. участием «Современные наукоемкие технологии». о. Тенерифе, Испа ния, 2005. – № 10. – С. 100-101.
13. Кузьмичева Л.В., Киселева Р.Е., Новожилова О.С. Изменения фосфо липидного состава мембран лимфоцитов при бронхолегочных заболеваниях // Иммунология – 2005. – Т. 26, № 5. С. 304-308.
14. Дарькина Ю.А., Новожилова О.С., Киселева Р.Е. Изменение активно сти НАД-зависимых ферментов в нейтрофилах при бронхолегочных заболева ниях // Сб. научн. работ студентов биол. фак. «Студенты – науке XXI века». – Саранск, 2006. – С. 19-23.
15. Новожилова О.С., Дарькина Ю.А., Киселева Р.Е. Активность некото рых дегидрогеназ в норме и при бронхолегочных заболеваниях // XXXIV Ога ревские чтения – материалы научн. конф. «Естественные и технические науки».
Ч. 2. – Саранск, 2006. – С. 60-61.
16. Киселева Р.Е., Федотова Г.Г., Новожилова О.С. Изменение активности НАД-, ФАД-дегидрогеназ и НАДФН-оксидаз при бронхолегочных заболевани ях // Морфологические ведомости. – 2006. – № 1-2. – С. 88-90.
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ АОА – антиоксидантная активность АОС – антиоксидантная система БЛЗ – бронхолегочные заболевания ИАН – индекс активации нейтрофилов ИТ – индекс токсичности ЛДГ – лактатдегидрогеназа МСМ – молекулы средней массы НСТ – нитросиний тетразолий ОКА – общая концентрация альбумина ПОЛ – перекисное окисление липидов РСА – резервная способность альбумина СДГ – сукцинатдегидрогеназа СРО – свободнорадикальное окисление ФИ – фагоцитарный индекс ФЧ – фагоцитарное число ЦИК – циркулирующие иммунные комплексы ЭКА – эффективная концентрация альбумина