CC BY
78
УДК 616.24:616.15
ДИАГНОСТИЧЕСКАЯ И ПРОГНОСТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ ИССЛЕДОВАНИЯ П2-ГЛОБУЛИНОВ ПРИ ОБОСТРЕНИИ ХРОНИЧЕСКОЙ ОБСТРУКТИВНОЙ БОЛЕЗНИ ЛЕГКИХ И АТОПИЧЕСКОЙ БРОНХИАЛЬНОЙ АСТМЫ
Ю.Р. АГАПОВА1’ 2 А.В. ГУЛИН3 Ю.И. ЖУРАВЛЕВ4
1) Липецкий государственный технический университет
2)ГУЗ Липецкая городская больница №3 «Свободный сокол»
3)Липецкий государственный педагогический университет
4)Белгородский государственный национальный исследовательский университет
е-таіі: [email protected].
Исследовано содержание фракции а2-глобулинов у пожилых пациентов с ХОБЛ и атопической бронхиальной астмой в фазе обострения. Отмечен высокий уровень а2-глобулинов на ранних фазах ХОБЛ с тенденцией к его снижению по мере прогрессирования заболевания. При ХОБЛ Ш-ГУ стадий на фоне гипер-а2-глобулинемии также наблюдалось достоверное повышение Р-фракции и снижение Y-фракции глобулинов. При атопической БА такой зависимости не установлено.
С учетом того, что фракция а2-глобулинов содержит высокомолекулярный протеазный ингибитор а2-макроглобулин, обсуждается возможность использования результатов исследования уровня а2-глобулинов для косвенной оценки антипроте-азной активности сыворотки крови при ХОБЛ.
Ключевые слова: хроническая обструктивная болезнь легких, бронхиальная астма, а2-глобулины, ингибиторы протеаз.
Хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ) остается одной из серьезных медико-социальных проблем современного здравоохранения. Как причина смертности ХОБЛ занимает четвертое место в мире в возрастной группе старше 45 лет, при этом сохраняется тенденция к увеличению заболеваемости и смертности. Очевидно, что дальнейшее комплексное изучение всех аспектов этого заболевания поможет найти выход из сложившейся пока неразрешимой ситуации [7, 13]. Бронхиальная астма (БА) - сходное с ХОБЛ по клиническим проявлениям заболевание, в клинике которого доминирует бронхообструктивный синдром на фоне перси-стирующего воспаления в бронхах. Ключевыми отличиями астмы считается аллергический, а не инфекционный характер воспаления и обратимый характер обструкции, что делает течение заболевания и прогноз более оптимистическими. Однако такая позиция оправдана лишь при условии достижения долгосрочного контроля над БА, при котором вероятность развития пневмофиброза и эмфиземы минимальна [8]. Между тем при ХОБЛ эти осложнения предсказуемы и необратимы.
Одним из ведущих звеньев патогенеза ХОБЛ является дисбаланс в системе «протеолиз-антипротеолиз». Ключевым ферментом-протеиназой, участвующим в прогрессировании фиброза, является эластаза (Э) нейтрофилов. Её активность регулируется системой протеиназных ингибиторов, присутствующих в различных тканях организма и сыворотке крови. Наибольшее значение имеют а1-протеиназный ингибитор (а1-ПИ, а1-антитрипсин) и а2-макроглобулин (а2-МГ). Снижение уровня ингибиторов ведет к неконтролируемой активации Э, разрушению эластических волокон легочной паренхимы, запуску каскада реакций образования коллагена. В конечном итоге это приводит к развитию пневмофиброза, редукции капиллярного русла в легких с сопутствующим нарушением микроциркуляции. Кроме того, Э способна подавлять воспалительный ответ на местном тканевом уровне [1, 2, 4, 5, 10].
Кроме Э в протеолитических процессах большую роль играют трипсиноподобные ферменты. Антипротеазная защита тесно связана с интенсивностью процессов перекисного окисления липидов (ПОЛ), которым принадлежит существенная роль в патогенезе многих заболеваний респираторной системы. При хроническом бронхите, БА, нагноительных заболеваниях легких обнаружена тесная положительная корреляционная связь между повышением уровня ингибитора трипсина и содержанием в крови продуктов ПОЛ [9]
Активность эластазоподобных протеиназ в плазме крови больных ХОБЛ легкой, средней и тяжелой степени возрастает более, чем в 2 раза [4], а содержание а2-МГ повышается в 1,9; 1,2 и 1,4 раза, соответственно [12]. Дефицит а1-ПИ наблюдается также и при атопической БА, в патогенезе которой существенное значение имеет неспецифическая воспалительная реакция. Снижение активности а1-ПИ в плазме крови при БА происходит на фоне повышения активно-
сти эластазоподобных протеиназ, а активность а2-МГ при этом существенно не изменяется. В связи с этим выделяют два варианта реагирования ингибиторов протеиназ плазмы крови и тканей: адаптивный, характерный для ХОБЛ и дефицитный - для БА. Таким образом, дальнейшее изучение особенностей антипротеазной активности сыворотки крови при ХОБЛ и БА представляется одной из актуальных задач пульмонологии. Очевидно, именно эти особенности лежат в основе прогрессирования легочного фиброза с необратимым нарушением респираторной функции при ХОБЛ и обратимости обструкции на ранних фазах развития БА.
С точки зрения изучения сывороточной протеолитической активности интерес представляют представители а-глобулинов, содержащие 95% всех антипротеаз. Так, фракция а1-глобулинов содержит а1-антитрипсин, а фракция а2-глобулинов - высокомолекулярный протеазный ингибитор 2-макроглобулин (а2-МГ), который составляет более половины от всех а2-глобулинов. Молекулярная масса а2-МГ равна 720 кДа, концентрация в плазме крови -1,5-3 г/л. Он, одновременно с ингибированием активности протеиназ всех классов, также способен связывать инсулин. Продолжительность активности а2-МГ не велика и составляет около 5 мин. а2-МГ - универсальный «чистильщик» крови, комплексы «а2-макроглобулин-фермент» способны сорбировать на себе активную Э, иммунные пептиды, например, интерлейкины, факторы роста, фактор некроза опухолей, и выводить их из кровотока. Эта фракция в значительно меньшей степени включает регуляторные белки, факторы свертывания крови, компоненты системы комплемента, транспортные белки.
В то же время фракция в-глобулинов содержит трансферрин (главный плазменный белок - переносчик железа), гемопексин (обеспечивающий связывание гемма/метгема и предотвращающий выведение его почками и потерю железа), компоненты комплемента, бета-липопротеины (принимающие участие в транспорте холестерина и фосфолипидов), а также -часть иммуноглобулинов. Во фракции у-глобулинов содержатся в основном антитела - белки, синтезируемые в лимфоидной ткани и в клетках РЭС, а также некоторые компоненты системы комплемента [13, 15].
Имеются работы, посвященные изучению содержания отдельных сывороточных белков: а2 - МГ, а1-антитрипсин, металлопротеиназы и др. [2, 3, 12]. Значительную их часть можно количественно определить современными иммуноферментными, иммунохемилюминесцент-ными и иммуно-турбидиметрическими методами. Однако при высокой степени информативности и доказательности таких исследований они, как правило, малодоступны для широкого практического использования из-за относительной дороговизны. Себестоимость одного количественного определения содержания апопротеинов, антитрипсина или иммуноглобулинов составляет от 2 до 8 долларов США. При этом более доступный электрофоретический метод позволяет оперативно оценить общую картину белкового спектра и получить значимую диагностическую информацию [6].
В современных условиях важно, чтобы диагностические лабораторные исследования были легко воспроизводимы в практической деятельности широкой сети медицинских организаций, экономически доступны и достаточно информативны. Этим требованиям соответствует электрофоретический тест на белковые фракции сыворотки крови, входящий в перечень обязательных исследований при ХОБЛ в соответствии с действующими стандартами оказания медицинской помощи.
Цель исследования. Провести оценку диагностической и прогностической значимости фракции а2-глобулинов у больных с обострением ХОБЛ и атопической бронхиальной астмой.
Материалы и методы исследования. В исследование были включены 135 пациентов с ХОБЛ (муж. - 70 чел., жен. - 45 чел., средний возраст - б3,7±9,4 лет) и 45 пациентов с обострением бронхиальной астмы (муж. - 14 чел., жен. - 31 чел., средний возраст -б1,3±7,6 лет), госпитализированных в пульмонологический стационар в связи с обострением. Заболевания у всех пациентов находились в клинически развернутой фазе, средняя продолжительность болезни при ХОБЛ составляла 34,2±12,9 года (средняя частота обострений -2,2±0,8 года), при БА - 17,8±3,3 года (средняя частота обострений - 1,4±0,6 года).
У половины пациентов с ХОБЛ (69 чел., 51,1%) определялась III стадия заболевания, у трети (42 чел., 31,1%) - II, на долю I и IV стадий пришлось по 8,9% (12 чел.) соответственно. У подавляющего большинства пациентов с БА (34 чел., 75,5%) страдание имело форму средней тяжести, у четверти (11 чел., 24,5%) - тяжелую. Пациенты с ХОБЛ курили чаще, чем пациенты с БА, индекс курения составил 34,8±12,9 и 23,9+7,3 пачек/лет соответственно. Пациенты были информированы об исследовании и дали письменное согласие на участие в нем.
Критериями включения пациентов в исследование были возраст старше 30 лет; диагноз ХОБЛ и БА в фазе обострения, установленный в соответствии с действующими в РФ критериями, стандартами и порядками оказания медицинской помощи [7, 8, 16]. Диагностика фазы
обострения ХОБЛ основывалась на критериях Anthonisen (усиление диспноэ, гиперпродукция и увеличение степени гнойности мокроты) [16]. Оценка диспноэ проводилась по русскоязычной версии шкалы диспноэ Borg [17]. Общая оценка тяжести заболевания проводилась с помощью шкалы APACHI II [14]. У пациентов с ХОБЛ на фоне обострения наблюдалась дыхательная недостаточность, выражавшаяся в виде одышки, степень которой в среднем по группе составила 6,8±1,8 баллов. Степень выраженности дыхательной недостаточности у пациентов с БА была несколько меньшей - 5,1±1,2 баллов.
Критериями исключения стали другие острые и хронические заболевания легких, в том числе - онкологические; хронический алкоголизм, наркомания, токсикомания, психические заболевания, беременность, заболевания крови, хроническая сердечная, почечная и печеночная недостаточность, обострения хронических воспалительных заболеваний иной локализации, осложнения ИБС и гипертонической болезни в анамнезе, сахарный диабет.
Кровь для исследования белковых фракций забирали из локтевой вены утром натощак на второй день пребывания пациентов на койке. Белковые фракции сыворотки крови определяли методом электрофореза на ацетатцеллюлозе с последующим фотометрированием на устройстве для электрофореза сыворотки крови УЭР-01-«Астра» [11].
В качестве контроля использовались показатели сыворотки крови 25 студентов обоего пола Липецкого государственного технического университета, средний возраст которых составил 19,3±1,1 лет, не имеющих в анамнезе каких-либо хронических заболеваний и давших письменное согласие на участие в исследовании. Результаты исследования в группе пациентов с ХОБЛ и БА кроме сравнения с показателями в контрольной группе сопоставлялись с условными нормами (физиологическими показателями), принятыми в лаборатории ГУЗ Липецкая городская больница №3 «Свободный сокол».
Полученные материалы обрабатывались с помощью методов вариационной статистики при помощи пакета прикладных программ Statistica for Windows, Release 6.0 StatSoft, Inc. Определялись средние значения (М) и стандартные отклонения (±о). Доверительный интервал >95% принимался как статистически значимый. Различия считались статистически достоверными при р<0,05.
Результаты и обсуждение. Уровень общего белка, содержание альбуминов, а1-глобулинов, у пациентов с ХОБЛ и бронхиальной астмой от физиологических и контрольных величин достоверно не отличались (таблица).
Таблица
Содержание общего белка, белковых фракций и коэффициент отношения альбуминов к глобулинам у пациентов с обострением ХОБЛ и атопической бронхиальной астмы
Показатели Контроль Физиоло- гические показа- тели Группы больных
БА n=45 ХОБЛ I n=12 ХОБЛ II n=42 ХОБЛ III n=69 ХОБЛ IV n=12
Общий белок, г/л 79,3±8,1 66,0-87,0 77,4±7,3 71,3±7,9 73,5±6,8 69,8±6,2 72,6±8,3
Альбумины/гло- булины 1,14±0,09 1,20-2,00 1,3±0,21 1,04±0,09** 1,07±0,17 1,08±0,23 1,21±0,27
Альбумины, % 58,2±4,3 46,9-61,4 56,5±6,1 51,о±4,3 51,7±4,8 51,9±5,3 54,7±5,2
а1-глобулины, % 3,9±о,5 2,2-4,2 3,8±0,6 3,7±0,4 4,о±о,8 4,3±о,5 4,5±0,9
а2-глобулины, % 9,6±1,4 7,9-10,9 10,4±1,1 13,7±2,0*** 13,2±1,6*** 11,9±1,9*** 12,1±2,1***
Р-глобулины, % 11,9±1,4 10,2-18,3 11,4±1,7 12,9±2,3 13,5±1,8 15,1±2,1** 15,0±1,9**
Y-глобулины % 21,4±2,0 17,6-25,4 17,9±2,8*** 18,7±1,8*** 17,6±1,2*** 16,8±3,0*** 13,7±3,9***
* - достоверные различия с контрольной группой (р<0,05);
** - достоверные различия с контрольной группой (р<0,01); *** - достоверные различия с контрольной группой (р<0,001)
Между тем у пациентов с обострением ХОБЛ наблюдалось достоверное повышение содержания фракции а2-глобулинов, в то время когда у пациентов БА оно хотя и наблюдалось, но было не достоверным (рисунок).
Так, показатели фракции а2-глобулинов достоверно превышали контрольные величины на 42,7%, 37,5%, 24,0% и 26,1% при ХОБЛ I, II, III и IV стадии соответственно (р<0,001). Выявленная тенденция к снижению активности компонентов а2-фракции от высокой на ранних этапах заболевания к более низкой при ХОБЛ IV, заметно коррелировала с клинической выраженностью фиброзных изменений в легких. Можно полагать, что прогрессирование пневмо-
фиброза, ремоделирование бронхов и кровеносных сосудов по мере эволюции ХОБЛ связано со снижением антипротеазной активности а2-фракции глобулинов и активацией протеаз.
•Контрольная группа, 100%
Группы
обследованных
Рис. Распределение обследованных пациентов по нозологическим группам, стадиям ХОБЛ и степени изменения уровней фракции а2-глобулинов в сыворотке крови относительно контрольной группы, %
Кроме того, абсолютное увеличение содержания а2-глобулинов отразилось на коэффициенте соотношении альбуминов к глобулинам в сторону более (на 8%, р<0,001) или менее достоверного его понижения при ХОБЛ I и II стадий соответственно. Обнаруженное увеличение уровня в-глобулинов на поздних стадиях ХОБЛ носило относительный характер и не выходило за пределы физиологических значений.
С учетом того, что большая доля фракции а2-глобулинов представлена антипротеазами, становится очевидной проекция конфликта в системе «протеазы-антипротеазы» на профиль сывороточных белковых фракций у пациентов с обострением ХОБЛ. Можно полагать, что ведущая роль в абнормальной активности антипротеаз принадлежит а2-МГ, что согласуется с данными Санжаровской М.С. с соавт. (2006) [12] о зависимости степени увеличения уровня а2-МГ от стадии ХОБЛ и отсутствии таковой при БА.
Резюмируя полученные результаты, можно полагать, что в период обострения ХОБЛ, особенно на ранних стадиях заболевания, степень напряженности антипротеазной активности в сыворотке крови адекватна избытку протеаз. Благодаря этому обеспечивается торможение процессов избыточного воспалительного ответа, а также - развития пневмофиброза и эмфиземы легких. По мере эволюции ХОБЛ развивается декомпенсация механизмов антипротеазной защиты с усилением активности протеазных ферментов, запускающих каскад реакций, связанных с развитием осложнений заболевания (легочного фиброза, эмфиземы, гипертензии в малом круге кровообращения и т.д.). При атопической БА низкий уровень а2-глобулинов можно рассматривать как признак того, что в условиях преимущественно атопического воспаления реакция антипротеазной системы регулируется другими механизмами. По-видимому, в условиях атопического воспаления истощение резервов антипротеазной системы развивается раньше, при ХОБЛ. При этом поздние стадии ХОБЛ и БА у пациентов пожилого возраста характеризуются во многом схожей степенью выраженности пневмофиброза, эмфиземы легких и дыхательной недостаточности (6,8±1,8 и 5,1±1,2 баллов по шкале диспноэ Borg, соответственно). Нельзя исключить и другие факторы, угнетающие активность антипротеазной защиты у пациентов с поздними стадиями ХОБЛ (курение, иммунопатии, дисбаланс в других ферментативных системах (перекисного окисления липидов) и др.).
Полученные результаты позволяют рассматривать изучение содержания фракции а2-глобулинов как несложный в исполнении способ косвенной оценки антипротеазной активности сыворотки крови у пациентов с обострением ХОБЛ и БА. Повышенные показатели фракции а2-глобулинов можно расценивать как проявление способности системы ингибиторов противостоять активности протеаз, что является прогностически положительным маркером достаточного ответа на традиционную терапию в фазе обострения. Нормальные или низкие цифры фракции а2-глобулинов чаще наблюдаются на более поздних стадиях заболевания, а слабый ответ на повреждающее действие протеаз свидетельствует об активизации механизмов прогрессировании заболевания.
Выявленные особенности в содержании фракции а2-глобулинов могут быть использованы, в комплексе с другими признаками, для дифференциальной диагностики ХОБЛ и БА, стадии ХОБЛ, а также прогнозирования течения и развития осложнений этих заболеваний.
Дальнейшее изучение роли а2-глобулинов в антипротеазной защите позволит глубже изучить патогенез ХОБЛ и усовершенствовать подходы к ее лечению.
Литература
1. Аверьянов, А^. Нейтрофильная эластаза и болезни органов дыхания [Текст] / AB. Аверьянов, А.Э. Поливанова / / Пульмонология. - № 5. - 2006 - С. 74-79.
2. Аверьянов, AB. Дефицит al-антитрипсина и хроническая обструктивная болезнь легких [Текст] / AB. Аверьянов, А.Э. Поливанова / Пульмонология. - 2007. - № 3. - С. Ю3-Ю9.
3. Баймаканова, Г.Е., Авдеев С.Н. Диагностическая и прогностическая значимость N-отрезка мозгового натрийуретического пептида (Nt-proBNP) при обострении ХOБЛ [Текст] / Г.Е. Баймаканова, С.Н. Авдеев // Пульмонология. - 20ll. - № 6. - С. 80-86.
4. Букреева, Е.Б. Активность эластазы и ее ингибиторов при разной этиологии обострения у больных хроническим обструктивным бронхитом [Текст] / Е.Б. Букреева, O.E. Акбашева, Г.А. Суханова и др. // Бюлл. экспериментальной биологии и медицины. - 2002. - № l. — С. 55-58.
5. Букреева, Е.Б. Этиология инфекционного процесса и особенности воспаления при хронической обструктивной болезни легких [Текст] : автореф. дисс. ... д-ра мед. наук : l4.00.43. / Е.Б. Букреева, Сибирский медицинский университет.- Томск, 2004.- 50 с., С. 3.
6. Гильманов, А.Ж. Электрофорез сывороточных белков: современные возможности анализа
[Текст] / А.Ж. Гильманов, P.M. Саляхова [Электронный ресурс].- Режим доступа: http://
http://med.com.ua/articles/64/ll38.html (дата обращения 23.l2.20l3).
7. Глобальная стратегия диагностики, лечения и профилактики хронической обструктивной болезни легких (пересмотр 20ll г.) [Текст] / Пер. с англ. под ред. А.С. Белевского. - М. : Российское респираторное общество, 20l2. - 80 с., С. l7.
8. Глобальная стратегия лечения и профилактики бронхиальной астмы (пересмотр 20ll г.) [Текст] / Пер. с англ. под ред. А.С. Белевского. - М.: Российское респираторное общество, 20l2. - l08 с., С. 20-24.
9. Журавлев, Ю.И. Bлияние антиоксидантов на перекисное окисление липидов у больных хроническими неспецифическими заболеваниями и раком легкого [Текст] : автореф дис. канд. мед. наук: l4.00.05 / Ю.И. Журавлев, Астрахан. гос. мед. акад. - Астрахань, l995-- 27 с.
10. Кароли, НА. Системное воспаление у больных ХOБЛ [Текст] / Н.А. Кароли, А.П. Реброва // Материалы 16-го Национального Конгресса по болезням органов дыхания. СПб., 2006. - С. 222.
11. Колб, B.P Справочник по клинической химии / BX. Колб, B.C Камашников. - Мн.: Беларусь, l982. - 366 с., С. 43-45.
12. Санжаровская, М.С. Протеазы и их ингибиторы в индуцированной мокроте при хронической обструктивной болезни легких и в группе высокого риска [Текст] / М.С. Санжаровская, Н^. Bарвянская, Н.С. Ямкина и др. // Сб. трудов ТОКБ, выпуск XIII. Томск : изд-во ТПУ, 2006. - С. 113-Н7.
13. Сергеева, Н.А. / Электрофорез в современном диагностическом процессе [Текст] / Н.А. Сергеева // Клин. лаб. диагн. - l999. - № 2. - С. 25-32.
14. Хроническая обструктивная болезнь легких: Монография [Текст] / Под. Ред. Чучалина А.Г. (Серия монографий Российского респираторного общества). - М.: Изд-во «Атмосфера», 2011. - 568 с., С.13-27.
15. Электрофорез в клинической лаборатории [Текст] / O. П. Шевченко, B. B. Долгов, Г. А. Oлефи-ренко. - М. : Реафарм. 2 : Белки крови, ликвора, мочи. - 2008. - 158 с., 157^58.
16. Anthonisen, N.R. Antibiotic therapy in exacerbations of chronic obstructive pulmonary disease [Теxt] / N.R. Anthonisen, J. Manfreda, C.P. Warren et al. // Annals of Internal Medicine. - l987. - № 106 (2). -P. l96-204.
17. Borg G.A. Psychophysical bases of perceived exertion [Теxt] / G.A. Borg Medicine and Sciencein Sports and Exercise. - l982. - № 14. - P. 377-38!
DIAGNOSTIC AND PROGNOSTIC SIGNIFICANCE OF THE STUDY H2-GLOBULIN DURING EXACERBATION OF CHRONIC OBSTRUCTIVE PULMONARY DISEASE AND ATOPIC ASTHMA
Yu.R. AGAPOVA1’ 2 A.V. GULIN3 Y.I. ZHURAVLEV4
1) Lipetsk State Technical University 2 Municipal Hospital № 3, Lipetsk
3) Lipetsk State Pedagogical University
4) Belgorod State Research University е-mail: [email protected].
Content of a.2-globulin fraction was studied in elderly patients with COPD and atopic asthma exacerbation. High level of a2-globulin was observed in the early stages of COPD with a downward trend as the disease progresses. In COPD III-IV stages in conjunction with hyper-a2-globulinemiey also observed a significant increase in P- fraction and reduced Y-globulin fraction. In patients with atopic asthma found no such relationship.
Since the a2-globulin fraction comprises a high protease inhibitor a2-macroglobulin, discussed the possibility of using the results of the study a2-globulin level for indirect estimation of activity of serum anti-proteases in COPD.
Keywords: chronic obstructive pulmonary disease, asthma, a2-globulins, protease inhibitors.
