CC BY
1512. Хавинсон В.Х., Малинин В.В. // Аллергология и 15. Desmettre T.J., Mordon S.R., Buzawa D.M., иммунология. 2008. Т. 9, № 4. С. 443—444. Mainster M.A. // Brit. J. Ophthalmology. 2006. Vol. 90
13. Хавинсон В.Х., Трофимова С.В. Пептидные био- (6). P. 709—712.
регуляторы в офтальмологии. С.-Пб.: ИКФ «Фолиант», 16. King S., Jonson M., Wilcox M. et al. // BIOS.
2000. 2006. 77 (1). P. 13—19.
14. Шатаева Л.К., Хавинсон В.Х., Ряднова И.Ю. 17. Neuman J., Brinkmann R. // J. Biomed. Optic. Пептидная саморегуляция живых систем (факты и гипо- 2005. 10. P. 1—12.
тезы). С.-Пб.: Наука, 2003. Поступила 17.04.09
ПРАКТИЧЕСКОМУ ЗДРАВООХРАНЕНИЮ
J
УДК 616.233-007.64:616.24
В.С. Фомина, Л.П. Кузьмина
ОЦЕНКА СОДЕРЖАНИЯ МАТРИКСНЫХ МЕТАЛЛОПРОТЕИНАЗ (про-ММП-1, ММП-2,8) И ИХ ИНГИБИТОРА (ТИМП-1) У БОЛЬНЫХ ПРОФЕССИОНАЛЬНЫМИ
ЗАБОЛЕВАНИЯМИ ЛЕГКИХ
НИИ медицины труда РАМН, Москва
При изучении системы матриксных металлопротеиназ у больных профессиональными заболеваниями бронхолегочной системы и лиц, контактирующих с асбестсодержащей пылью была выявлена гиперактивация протеазной системы, выражающаяся в понижения уровня про-фермента ММП-1 и обнаружено повышение продукции ингибитора металлопротеиназ — ТИМП-1 во всех группах обследованных. У лиц с пневмокониозами и профессиональным хроническим бронхитом обнаружено повышение уровней нейтрофильной эластазы, которая является активатором метал-лопротеиназ, воздействие которых способствует развитию склеротических процессов и фиброзу легочной ткани.
Ключевые слова: профессиональная бронхолегочная патология, протеолитические ферменты, нейтрофильная эластаза, матриксные металлопротеиназы, ингибиторы про-теолитических ферментов.
У.5. Fomina, L.P. Kouzmina. Evaluation of matrix metaloproteinases (pro-MMP-1, MMP-2,8) and their inhibitor (TIMP-1) contents in patients with occupational lung diseases. Studies of matrix metaloproteinases in patients with occupational bronchopulmonary diseases and in individuals exposed to asbestos dust revealed hyperactivated protease system - lower level of MMP-1 proenzyme and increased production of TIMP-1 (metaloproteinases inhibitor) - in all the examinees groups. Patients with pneumoconiosis and occupational dust bronchitis demonstrated increased neutrophilic elastase that is activator of metaloproteinases inducing sclerotic changes and pulmonary fibrosis.
Key words: occupational bronchopulmonary diseases, proteolytic enzymes, neutrophilic elastase, matrix metaloproteinases, proteolytic enzymes inhibitors.
Комплексное и комбинированное воздействие 6, 9, 10], изысканию возможностей для ранней
факторов окружающей среды, производствен- диагностики и представлению новых подходов к
ных вредностей, социальные факторы приводят лечению данной патологии [1, 9]. к возникновению и развитию бронхолегочной В патогенезе бронхолегочной патологии мож-
патологии различного генеза. В настоящее вре- но выделить три ведущих составляющих: хрони-
мя возрос интерес исследователей к изучению ческое воспаление, дисбаланс в системе протео-
механизмов повреждения легочной ткани [2, 5, лиз—антипротеолиз и оксидативный стресс. В
качестве главных клеток воспаления выступают нейтрофилы, макрофаги, и С08+ лимфоциты [4, 8].Именно эти клетки участвуют в выработке протеолитических ферментов с мощным деструктивным действием. Протеолитические ферменты вызывают деградацию всех компонентов внеклеточного матрикса паренхимы легких, включая эластин, коллаген, фибронектин, ламинин, протеогликаны. При этом происходит разрушение эластического каркаса тканей и нарушение нормальной архитектоники легких. Как известно, экстрацеллюлярный матрикс легочной паренхимы состоит из длинных белковых цепей, представленных эластином, коллагеном, желатином, ламинином. Несмотря на то, что эластин составляет лишь 2,5 % от сухого веса легочной ткани, его роль в поддержании тонуса и предотвращении экспираторного коллапса терминальных отделов нижних дыхательных путей является первостепенной [7].
Деструкция коллагена, обеспечивающего жесткость внутриклеточного каркаса, также имеет значение в развитии эмфиземы. Тонкие эластические волокна межальвеолярных перегородок разрушаются быстрее, чем их пучки в стенках — формируется эмфизема легких. Возникает обструктивный синдром, в основе которого лежит нарушение равновесия эластического натяжения между легочной паренхимой и бронхами [7—9].
Основным ферментом, повреждающим эластические структуры бронхолегочного дерева, является нейтрофильная эластаза, которая способна вызывать деградацию не только эластина, но и нативного коллагена и протеогликанов дыхательных путей, что делает ее участником процесса склерозирования. Кроме того, ней-трофильная эластаза расщепляет многие растворимые протеины — иммуноглобулины, факторы коагуляции, компоненты комплемента и многие протеазные ингибиторы, в том числе и а1-антитрипсин. Весьма важным представляется значение нейтрофильной эластазы, как регулятора воспаления, причем в разных ситуациях она может выступать как провоспалительный, так и противовоспалительный агент [2]. Известна стимулирующая активность нейтрофильной эластазы на продукцию бронхиального секрета и способность подавлять цилиарную активность эпителия, усугубляя тем самым течение заболевания.
В процессе деградации эластина и коллагена в легких участвуют сериновые (эластаза, катеп-син С) , цистеиновые (катепсины Б,С,И,Ь) и матриксные протеазы (ММП-1,2,3,7,8,9,12).
Матриксные металлопротеиназы относятся к семейству цинковых металлопротеиназ, функция которых связана с обменом соединительнотканного матрикса в норме и при патологии. Известно более 20 представителей этого семейства, которые на основании доменной структуры и субстратной специфичности можно разделить на пять подсемейств: 1. коллагеназы (ММП-1,8,13,18); 2. желатиназы (ММП -2,9); 3. стро-мелизины (ММП-3,10,11); 4. мембранный тип ММП - МТ-ММП (ММП-14,15,16,17) и 5. ММП, не относящиеся к известным подсемействам (ММП-7,12,19,20) [4, 6, 8—10].
Матриксные металлопротеиназы играют важную роль в физиологических и патологических процессах, включая: эмбриогенез, тканевое ре-моделирование, заживление ран, воспаление, артрит, рак [1, 3, 4, 7].
Активность ферментов в тканях зависит от уровня экспрессии их генов и от наличия активаторов и ингибиторов. ММП относятся к «индуцируемым» ферментам, транскрипция которых зависит от целого ряда факторов (цитокинов, факторов роста и некроза опухолей, химических агентов и др.). Исключение составляет желати-наза А (ММП-2), экспрессия которой происходит по конститутивному пути [4, 10].
Вместе с тем на всех этапах развития воспаления высвобождаются ингибиторы, предупреждающие избыточное накопление разрушающих ферментов. Соотношение ферментов и их ингибиторов во многом определяет формирование и индивидуальные особенности течения воспаления. Ингибиторы поступают в бронхиальный секрет вследствие транссудации из плазмы крови, а также местного биосинтеза или секреции лимфоцитами и макрофагами.
В верхних дыхательных путях, а также в бронхах крупного и среднего калибра роль ингибиторов ограничена. Они ответственны за 15 — 20 % антипротеолитической активности бронхиального секрета. Однако в нижних отделах, на уровне альвеол а1-ИП приобретает значение главной антилейкопротеиназы, предотвращающей развитие эмфиземы.
Основными ингибиторами матриксных ме-таллопротеиназ являются их тканевые ингибиторы (ТИМП). Биологический баланс в системе протеолиз-антипротеолиз является залогом нормального протекания физиологических процессов, в которых участвует эта система. Начальная деструкция коллагена определяется либо активностью матриксных металлопротеиназ, либо снижением фоновой активности тканевых ингибиторов матриксных металлопротеиназ [9, 10]
Целью работы явилась оценка содержания матриксных металлопротеиназ (про-ММП-1, ММП-2,8) и их ингибитора (ТИМП-1) у больных профессиональными заболеваниями легких для разработки биохимических критериев оценки выраженности воспалительных и деструктивных процессов.
М а т е р и а л ы и м е т о д и к и. Проведено обследование 100 человек (63 % мужчины и 37 % женщин) имеющих профессиональные заболевания бронхолегочной системы (пневмоко-ниозы — силикоз и гиперчувствительный пнев-монит; пылевой бронхит; бронхиальная астма) и 30 работников производств асбестоцементных изделий, не имеющих установленной профессиональной патологии.
Отмечено, что все рабочие подвергались воздействию различных видов промышленных аэрозолей в концентрациях, превышающих ПДК и веществ раздражающего и сенсибилизирующего действия. Большая часть больных были заняты в строительстве, производстве строительных материалов или работали на домостроительных комбинатах (59,2 %). Эти рабочие имели контакт с цементом или асбоцементом, в состав которых входили соединения металлов-аллергенов (хром, кобальт, никель). Кроме того, работники, занятые в строительстве, имели контакт с факультативными раздражителями (краски, лаки, органические растворители). Работа не всегда велась с использованием средств индивидуальной защиты. 38 % лиц от общего числа обследованных, занятых в строительстве составили работники производств асбестоцементных изделий, они подвергались воздействию асбестоцементной пыли (величина пылевой нагрузки — менее 100 грамм за весь период работы), неблагоприятных микроклиматических условий, труд был связан с физическим напряжением.
Профессии 13,8 % лиц были связаны с обработкой металла или же они имели контакт с металлами. Эти лица контактировали с хром-, никель- и кобальтсодержащими сталями либо с хромированными или никелированными покрытиями, а также с формальдегидом, смолами, полиэтиленполиамином. 7,7 % обследованных были медицинскими работниками и работниками фармацевтической промышленности и имели контакт с медикаментами, формальдегидом, хлорамином. 3 % лиц работали в приборостроительной промышленности имели контакт с кислотами, соединениями хлора, растворителями, смолами. 3,9 % работали в сельскохозяйственной промышленности и контактировали с удобрениями, ядохимикатами и животными. 8,5 % лиц рабо-
тали в швейном производстве и имели контакт с текстильными аллергенами, клеями, кожей, мехом животных. 3,9 % лиц работали в пищевом производстве, контактируя с мучной пылью. Концентрации кварцсодержащей пыли на рабочих местах колебалась от 2— 56,2 мг/см3 с содержанием диоксида кремния от 5 —10 %, концентрации угольной пыли от 4 до 126,9 мг/см3.
Основная масса обследованных больных представлена средней и старшей возрастными группами. Группа лиц, имевших контакт с асбест-содержащей пылью, представлена в основном пациентами среднего возраста. При распределении пациентов по стажу, было выявлено преобладание в группах с профессиональной патологией стажированных рабочих. Развитие пневмоконио-зов от воздействия токсико-аллергенной пыли отмечено у лиц различных профессий и после небольшого стажа работы во вредных условиях. Так, 20 % больных с пневмокониозами имели стаж работы с аэрозолями, содержащими пыль металлов-аллергенов, от 5 до 10 лет, 12 % от 11 до 15 лет, остальные рабочие были с большим стажем. У работников производств асбесто-цементных изделий стаж работы во вредных условиях составлял от 2 до 27 лет.
Все обследованные лица в зависимости от формы профессионального заболевания бронхолегочной системы были разделены на 4 группы. 1-ю группу обследованных составили 45 пациентов с профессиональной бронхиальной астмой; Во 2-ю группу вошли 30 больных с профессиональным бронхитом; 3-ю группу составили лица, страдающие пневмокониозами —25 человек; 4-я группа была представлена 30 работниками производств асбестоцементных изделий, она была разбита на 2 подгруппы по наличию или отсутствию бронхо-легочной патологии.
Результаты биохимических исследований сопоставлялись с группой из 40 практически здоровых лиц (группа сравнения), не имевших брон-холегочной патологии и контакта с веществами раздражающего и сенсибилизирующего действия (по результатам обследований в клинике НИИ медицины труда). Во время проведения обследования все больные находились в стационаре клиники НИИ медицины труда РАМН. Диагнозы больным устанавливались на основе применения клинических, клинико-рентгенологических, клинико-лабораторных методов исследования.
Все обследованные находились в клинике на стационарном лечении. Программа биохимических исследований включала: определение уровней матриксных металлопротеиназ (ММП-2,8) и профермента ММП-1 и ТИМП-1 в сыворотке
крови с помощью метода иммуноферментного анализа с использованием тест-систем фирмы «RsD Systems» (США) с оценкой результатов на вертикальном фотометре «Multiscan» и последующей обработкой результатов компьютерной программой «Genesis». Результаты биохимических исследований сопоставлялись с результатами, полученными при обследовании 40 практически здоровых лиц, не имевших заболеваний кожи и контакта с веществами раздражающего и сенсибилизирующего действия.
Р е з у л ь т а т ы. Анализ изученных биохимических показателей системы протеолиз-антипротеолиз выявил у всех обследованных больных профессиональными заболеваниями легких (бронхиальная астма, бронхит и пнев-мокониозы) однонаправленные биохимические изменения, наиболее выраженные в группах больных профессиональным бронхитом и пнев-мокониозами: достоверно высокие уровни ней-трофильной эластазы и ТИМП-1. Так, у лиц с профессиональным хроническим бронхитом и пневмокониозами уровни нейтрофильной эластазы по сравнению со значениями данного показателя в группе сравнения составили 3,23 и 3,18 против 1,99 нг/мл соответственно. Кроме этого, при индивидуальном анализе уровней НЭ было выявлено повышение уровней фермента в 1,5 раза и более у 32 % лиц группы профессиональной бронхиальной астмы. У работников производств асбестоцементных изделий в подгруппе лиц с бронхолегочной патологией высокие уровни нейтрофильной эластазы обнаружены у 21 % лиц, в подгруппе — без бронхолегочной патологии — 14 % лиц.
Обращает на себя внимание достоверное понижение уровня про-ММП-1 в группах больных профессиональной бронхиальной астмой, профессиональным бронхитом и пневмокониозами — 0,92, 1,53, 1,44 против 3,45 нг/мл соответственно.
В группе работников производств асбестоце-ментных изделий средние значения профермента в обеих подгруппах были на уровне нормальных (3,2 и 4,7 нг/мл соответственно), однако тенденция понижения профермента отмечена у 27 % лиц подгруппы с бронхолегочной патологией непрофессионального генеза и у 13 % лиц подгруппы без бронхолегочной патологии.
Нейтрофильная эластаза является мощным активатором матриксных металлопротеиназ, воздействие которых способствует развитию склеротических процессов и фиброзу легочной ткани. Пониженный уровень про-ММП-1 и высокий уровень нейтрофильной эластазы у обследован-
ных лиц свидетельствует об активности протео-литических процессов и превращении фермента из неактивной формы в активную. Понижение содержания профермента может также указывать на наличие мутации в гене ММП-1 и недостаточной (вследствие неправильного синтеза) продукции профермента.
При анализе средних уровней ММП-2 и ММП-8 в обследованных группах не было выявлено статистически значимых отличий от контрольных значений. При индивидуальном анализе ММП-8 было показано увеличение этого показателя в 1,5 раза и более в сравнении с референтными значениями у 27 % лиц группы больных с профессиональной бронхиальной астмой, у 11 % лиц группы с профессиональным хроническим бронхитом соответственно. В группе больных пневмокониозами ММП-8 (повышен у 66 % больных, у 33 % — в 1,5 раза и более в сравнении с референтными значениями) имеет тенденцию к повышению, она считается одной из наиболее активных коллагеназ, способных инициировать разложение коллагена I типа, что может свидетельствовать о начале развития фиброзных поражений легких под действием неблагоприятных факторов.
В группе работников производств асбестоце-ментных изделий ММП-8 имела тенденцию к снижению у 59 % обследованных в подгруппе пациентов с бронхолегочной патологией непрофессионального генеза и у 50 % пациентов подгруппы без бронхолегочной патологии.
Таким образом, проведенные исследования по изучению уровня металлопротеиназ и их ингибитора у больных профессиональными заболеваниями бронхолегочной системы расширяют представления о роли протеолиза в патогенетических механизмах развития указанных нозологий.
В ы в о д ы. 1. У больных профессиональными заболеваниями бронхолегочной системы (бронхиальная астма, бронхит, пневмоконио-зы) выявлено достоверное повышение уровней нейтрофильной эластазы и ТИМП-1, снижение уровня про-ММП-1, что свидетельствует о дисбалансе в системе «протеолиз-антипротеолиз» на уровне металлопротеиназ и их ингибитора. 2. Изученные биохимические показатели протеолитической системы и их соотношения могут служить маркерами выраженности воспалительных и деструктивных процессов в легочной ткани и индивидуального риска развития профессиональных заболеваний органов дыхания у работающих в контакте с промышленными аэрозолями.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Басаргина, М.А. // Материалы XII конгресса педиатров России «Актуальные проблемы педиатрии».
М., 2008. С. 101.
2. Винник Л А, Герович Л.М. / / Пробл. туберкулёза.
1985. № 12. С. 35—39.
3. Матриксная металлопротеиназа-9 и ее ингибитор у пациентов с аортальным стенозом / Гончарова Н.С., Моисеева О.М., Алешина Г.М., Шляхто Е.В. / / Кардиология СНГ. 2007. Т. 5, № 1.
4. Соловьева Н.И., Елисеева Ю.А., Локшина Л.А. // Вестн. РАМН. 1995. 2. С. 3—9.
5. Atkinson J., Senior R.M. // Amer. J. Respir. Cell Mol. Biol. 2003. Vol. 28. P. 12—24.
6. Beasley R., Page C., Lichtenstein L. // Clin. Exp. All. Rev. 2002. Vol. 2. P. 109—116.
7. Beckett P.A., Howarth P.H. // Thorax. 2003. Vol. 58. P. 163—174.
8. Black J.L., Roth M., Lee J. et al. // Amer. J. Respir. Crit. Care Med. 2001. Vol. 164. P. 563—566.
9. Matrix metalloproteinases and its effect on leukocyte migration and inflammation // J. Leukoc Biol. 2007. 82: 6. P. 135—1381.
10. Stamenkovic I. // J. Pathol. 2003. 4. P. 448—464. Van Lint P., Libert C.
Поступила 11.05.10
УДК 616.248
М.В. Петрыкина, Л.П. Кузьмина, Н.С. Соркина
НОВЫЕ ПОДХОДЫ К ЛЕЧЕНИЮ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ БРОНХИАЛЬНОЙ
АСТМЫ
НИИ медицины труда РАМН, Москва
Проведенные клинико-биохимические исследования с учетом патогенетических механизмов профессиональной бронхиальной астмы подтвердили эффективность препарата «Сингуляр» и перспективность его использования в комплексной терапии указанной нозологии.
Ключевые слова: профессиональная бронхиальная астма (ПБА), неиммунные механизмы, циклические нуклеотиды.
M.V. Petrykina, L.P. Kouzmina, N.S. Sorkina. New approaches to treatment of occupational bronchial asthma. Clinical and biochemical studies considering pathogenetic mechanisms of bronchial asthma supported efficiency of "Singular" preparation and its promising quality for complex therapy of bronchial asthma.
Key words: occupational bronchial asthma, non-immune mechanisms, cyclic nucleotides.
Число химических веществ, вызывающих сенсибилизацию, в производственных условиях весьма велико и постоянно увеличивается в связи с синтезом новых соединений. Стремительное развитие новых технологий, снижение действующих концентраций промышленных токсикантов вызвало рост аллергических заболеваний, среди которых одно из первых мест занимает бронхиальная астма (БА). Эпидемиологические исследования, проведенные в последние годы в разных странах мира, показали, что распространенность БА колеблется от 1 до 18 % человечества, и 2 % из них занимает профессиональная БА (ПБА) [3]. Вместе с тем истинные значения заболеваемости и распространенности ПБА определить сложно. ПБА относится к группе полиэтиологических, «условно» профессиональных заболеваний, в развитии которых установлена причинная связь с воздействием определенных
производственных факторов. В то же время ПБА является самостоятельной нозологической формой профессиональной патологии и одновременно одним из видов «общей бронхиальной астмы». Многие вопросы патогенеза, классификации, клиники и лечения касаются как общей, так и ПБА.
В патогенезе ПБА наблюдается ряд особенностей, в частности характерно значительное участие неиммунных патогенетических механизмов, обусловленное развитием дистрофических изменений слизистой бронхов, приводящих к снижению местного иммунитета.
Ретроспективный анализ клинических материалов свидетельствует о преобладании форм ПБА со сложным патогенезом, включающим как иммунные, так и неиммунные механизмы. Такие формы заболевания являются наиболее тяжелыми по течению, ригидными к проводимой
