CC BY
27
Журнал фундаментальной медицины и биологии оригинальные статьи
УДК 616.248-002-053.2:616.13/.16
А.А. Лебеденко, О.Е. Семерник, А.А. Аванесян
РОЛЬ ФАКТОРА РОСТА ЭНДОТЕЛИЯ СОСУДОВ В ГЕНЕЗЕ ХРОНИЧЕСКОГО АЛЛЕРГИЧЕСКОГО ВОСПАЛЕНИЯ У ДЕТЕЙ
С БРОНХИАЛЬНОЙ АСТМОЙ
Ростовский государственный медицинский университет, Россия, 344022, г. Ростов-на-Дону, пер. Нахичеванский, 29. Кафедра детских болезней №2
E-mail: semernick@mail.ru
Цель: оценить роль фактора роста эндотелия сосудов в поддержании хронического воспаления у детей с бронхиальной астмой (БА).
Материалы и методы: для реализации поставленной цели было обследовано 30 пациентов с диагнозом БА, контрольную группу составили 30 детей соответствующего пола и возраста. Протокол исследования включил сбор и оценку анамнестических данных, а также проведение ИФА для определения концентрации ФРЭС в сыворотке крови.
Результаты: проведенные нами исследования показали, что концентрация ФРЭС в сыворотке крови больных БА значительно превышает средние значения, определяемые у здоровых детей (p<0,05). Чем больше продолжительность заболевания и тяжесть его течения, тем выше уровень ФРЭС в сыворотке крови (r=0,65). Также на концентрацию ФРЭС оказывает влияние состояние больного в периоде обострения - чем тяжелее приступ БА, тем выше значения ФРЭС в сыворотке крови (r=0,53).
Заключение: повышенная концентрация ФРЭС в сыворотке крови больных БА является биомаркером хронического воспалительного процесса в слизистой оболочке бронхов, способствующего прогрессированию заболевания и формированию ряда осложнений.
Ключевые слова: бронхиальная астма, дети, фактор роста эндотелия сосудов.
A.A. Lebedebko, O.E. Semernik, A.A. Avanesyan
THE ROLE OF VASCULAR ENDOTHELIAL GROWTH FACTOR IN GENESIS OF ALLERGIC INFLAMMATION IN CHILDREN
WITH ASTHMA
Rostov State Medical University, Department of childhood illness.
29 Nakhichevansky str., Rostov-on-Don, 344022, Russia. E-mail: semernick@mail.ru
Purpose: to evaluate the role of vascular endothelial growth factor in the maintenance of chronic inflammation in children with asthma.
Materials and methods: to accomplish the goal 30 patients with asthma were studied, and the control group consisted of 30 children in the appropriate age and gender. The study protocol included the collection and evaluation of anamnestic data, as well as carrying out ELISA to determine the concentration of VEGF in serum.
Results: our studies have shown that the concentration of VEGF in the serum in patients with asthma was higher than the average values in healthy children (p<0,05). It was found that the longer the duration of the disease and severity clinical course, the level of VEGF in serum was the higher (r=0,65). Also, the patient's condition in the period of exacerbation affects the concentration of VEGF was higher - the heavier the attack of asthma, the higher values of VEGF in serum (r=0,53).
Summary: the increased concentration of VEGF in the serum of patients with asthma is a biomarker of chronic inflammation in the bronchial mucosa, contributing to the progression of the disease and the formation of a number of complications.
Keywords: asthma, children, vascular endothelial growth factor.
Журнал фундаментальной медицины и биологии
оригинальные статьи
Бронхиальная астма (БА) является одним из наиболее часто встречающихся хронических заболеваний детского возраста [1]. Основным патогенетическим звеном БА является воспалительная реакция, приводящая к ремоделированию слизистой оболочки бронхов. Важнейшую роль в этом процессе играют расстройства микроцир-куляторного русла, коррекция которых в основном осуществляется вегетативной нервной системой, нейрогуморальным звеном регуляции [2,3] и местными факторами. К последним относится целый ряд биологически активных веществ: ци-токинов (^-3, ^-4, ^-5, GM-CSF, ^-6, TGF), факторов роста, молекул клеточной адгезии (ин-тегрины и селектины). При их участии развивается гипертрофия гладкой мускулатуры бронхов, гиперплазия респираторного эпителия, отложение коллагена и протеогликанов под базальной мембраной, т.е. субэпителиальный фиброз, и, самое главное, рост и пролиферация новых кровеносных сосудов [4].
Важнейшую роль в индукции ангиогенеза может играть фактор роста эндотелия сосудов (ФРЭС), который синтезируется в эндотелии микрососудов дыхательных путей [5]. ФРЭС выполняет важную роль в гомеостазе эндотелиального барьера, разделяющего кровь и ткани, включая и регуляцию сосудистой проницаемости для воды и макромолекул, сосудистого тонуса, трансэндоте-лиальной миграции клеток. Действуя как провос-палительный цитокин, ФРЭС усиливает микро-васкулярную проницаемость за счет образования специфических транспортных органелл и влияния на сократительную способность эндотелио-цитов. Это влечет за собой выход белков плазмы в интерстиций и образование фибринового геля, что является достаточным предиктором роста эндотелиальных клеток с развитием неоваску-ляризации [6]. Рост новых сосудов способствует прогрессированию отека и гиперсекреции слизи бокаловидными клетками мерцательного эпителия, что приводит к обструкции воздухопроводя-щих путей, а, следовательно, прогрессированию БА.
Цель - оценить роль фактора роста эндотелия сосудов в поддержании хронического аллергического воспаления у детей с бронхиальной астмой.
Материалы и методы
Были обследованы 30 пациентов, поступивших в ДГБ №2 г. Ростова-на-Дону с приступом БА различной степени тяжести. Верификация диагноза проводилась в соответствии с Национальной программой «Бронхиальная астма у детей. Стратегия лечения и профилактика» [1]. Среди пациентов были 10 девочек (33,3%) и 20 маль-
чиков (67,3%). Средний возраст детей составил 9,66 ±3,02 лет.
Контрольную группу составили 30 детей соответствующего пола и возраста 1 и 2А групп здоровья.
Протокол исследования включал сбор и оценку анамнестических данных, а также проведение иммуноферментного анализа (ИФА) сыворотки крови для определения концентрации ФРЭС. Использовался набор реагентов для иммуно-ферментного определения концентрации ФРЭС в биологических жидкостях человека и культу-ральных средах «VEGF — ИФА — Бест» (Новосибирск).
Статистическая обработка проводилась с помощью набора прикладных программ «Microsoft Office 2000Pro» for Windows OSR 2 на ЭВМ PC Intel Pentium-166 (Microsoft Office 97 Professional, 1997). Для статистического анализа применялась компьютерная программа «STATISTICA 6.0». Анализ включал определение средних арифметических величин и коэффициентов корреляции. Достоверность различий между группами по среднеарифметическим величинам, а также достоверность коэффициента корреляции при нормальном законе распределения определяли по критерию Стьюдента (t), при отличии распределения показателей от нормального использовали непараметрический критерий Манна-Уитни (MU). Достоверным считался результат при t>2, при котором р<0,05. Сравнение нескольких групп по одному признаку производили с помощью одно-факторного дисперсионного анализа ANOVA.
Результаты
Концентрация ФРЭС в сыворотке крови больных бронхиальной астмой (60,86±17,45 пг/мл) значительно превышает средние значения, определяемые у здоровых детей (27,84±14,86 пг/мл). Чем больше был возраст пациентов, тем ниже было значение ФРЭС (r=- 0,32). Возможно, это связано с тем, что процессы ангиогенеза наиболее активно протекают в раннем возрасте, а затем замедляются.
Анализ анамнестических данных установил, что большинство обследованных детей страдали БА на протяжении 4,5 лет. При этом средний возраст манифестации заболевания составил 5,47±0,40 лет. Важно отметить, что чем больше продолжительность заболевания, тем выше концентрация ФРЭС в сыворотке крови (рис. 1). Возможно, это связано с тем, что новообразованные под действием данного фактора сосуды дыхательных путей обладают нестабильностью, что способствует возрастанию сосудистой проницаемости, а, следовательно, прогрессированию отека и бронхообструкции.
Рис. 1. Корреляционная зависимость продолжительности заболевания БА и концентрации ФРЭС в сыворотке крови.
За предшествующий обследованию год более половины больных имели приступы бронхооб-струкции (51,41%). Чаще всего они отмечались в ночные часы (80,0%); только в дневное время затруднения дыхания были лишь у 3 пациентов (10,0 %), а 3 детей испытывали регулярные приступы удушья вне зависимости от времени суток (10,0 %). У 33,3% обследованных регистрировалось более 3 приступов БА за предшествующий обследованию год. Установлено, что чем больше обострений БА перенес ребенок, тем выше у него был уровень ФРЭС в сыворотке крови (г=0,65). В свою очередь увеличение числа и размеров сосудов под действием ФРЭС при каждом новом обострении способствует утолщению стенки дыхательных путей, что приводит к сужению просвета, следовательно, предрасполагает в дальнейшем бронхообструкцию при воздействии минимальных по силе триггерных
факторов.
Аллергологический анамнез был отягощен более чем у половины (53,33%) пациентов с БА. Сенсибилизация к аллергенам домашней пыли выявлена у 43,3% детей, тогда как к пыльце растений у 28 обследованных (93,33%). У 63,3% больных приступ астмы отмечался после физической нагрузки, тогда как у 45,5% пациентов после контакта с домашними животными и при изменении погоды. Эмоциональные переживания приводили к бронхоспазму у 11 детей (36,7%). Сопутствующие аллергические заболевания имели 93% детей. В структуре сопутствующей аллергопатологии наиболее часто отмечены аллергический ринит (80%), атопический дерматит (60%) и пищевая аллергия (56,5%), тогда как у 20% детей отмечалась крапивница и лекарственная аллергия (рис.2).
Рис. 2. Структура сопутствующей аллергопатологии у детей с бронхиальной астмой.
оригинальные статьи
Журнал фундаментальной медицины и биологии
Анализ распределения больных по степени тяжести приступа БА показал, что у большинства обследованных отмечался тяжелый приступ бронхо-обструкции (43,7%), тогда как среднетяжелый — у
10 (33,3%) детей и легкий — у 6 (30,0 %) пациентов. Чем тяжелее оказывалось состояние ребенка, тем выше были значения ФРЭС в сыворотке крови (г=0,53) [рис. 3].
160 ,-140 120 ■ 100 -
20 -
0
-20 -
-40 -*-*-*-
Легкий приступ Среднетяжелый приступ Тяжелый приступ -о- ФРЭС
Рис. 3. Концентрация ФРЭС у пациентов с различной степенью тяжести приступа БА.
Основным стимулом активации ангионеогенеза при обострении БА является недостаток кислорода, возникающий вследствие формирующейся дыхательной недостаточности. Гипоксия способствует накоплению ряда транскрипционных факторов — НШ (НШ-1а и НШ-1Р). Эти факторы проникают в ядро клетки, связываются с соответствующим НШ-ответственным участком и изменяют транскрипцию многих генов, в том числе генов ФРЭС [7]. Поэтому чем тяжелее состояние ребенка в периоде обострения БА и чем чаще он испытывает приступы удушья, тем больше концентрация ФРЭС. К сожалению, повышение ФРЭС приводит к развитию неполноценных сосудов преимущественно капиллярного типа, имеющих нередко прерывистую базальную мембрану и нарушенную эндотелиальную выстилку. Таким образом, новообразованные ремоделированные сосуды дыхательных путей обладают нестабильностью, что может способствовать еще большему нарастанию сосудистой проницаемости, нарушению мукоцили-арного клиренса и последующего взаимодействия первичных, вторичных эффекторных клеток и их медиаторов, следовательно, и хронизации воспаления в бронхах. В результате этого воспалительный процесс захватывает все слои бронхиальной стенки (эпителий, базальную мембрану, сосуды и гладкую мускулатуру), приводя к формированию субэпителиального фиброза.
Этот замкнутый круг может разорвать лишь правильно подобранная базисная терапия, способствующая уменьшению воспаления в бронхах,
а также снижению количества обострений. Среди обследованных пациентов базисную терапию получали 25 (83,3%) детей. Чаще всего использовались ингаляционные глюкокортикостероиды (40,0%) и антилейкотриеновые препараты (40,0%). Средняя продолжительность применения противовоспалительных средств составила 3,6+2,18 месяцев. Анализ показал, что чем больше продолжительность базисной терапии, тем ниже значения концентрации ФРЭС (г=0,32). Это значит, что вероятность хронизации воспалительного процесса в слизистой оболочке воздухопроводящих путей и ремоделиро-вания бронхов в будущем уменьшается.
Заключение
Повышенная концентрация ФРЭС в сыворотке крови больных БА является биомаркером хронического воспалительного процесса в слизистой оболочке бронхов, способствующего прогрессиро-ванию заболевания и формированию ремоделиро-вания слизистой оболочки бронхиального дерева. Следовательно, высокая концентрация ФРЭС является прогностически неблагоприятным фактором, требующим своевременной коррекции базисной терапии и наблюдения пациента в динамике. Таким образом, изучение изменений, происходящих в дыхательных путях под действием ФРЭС в периоде обострения БА, может позволить разработать новые патогенетические подходы к лечению заболевания и достижению эффективного контроля над ним.
Журнал фундаментальной медицины и биологии
ЛИТЕРАТУРА
оригинальные статьи
Национальная программа «Бронхиальная астма у детей. Стратегия лечения и профилактика». - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Оригинал-макет. - 2013. - 184 с.
Лебеденко А.А., Семерник О.Е. Нейрогуморальные аспекты обострения бронхиальной астмы у детей // Пульмонология. -2013. - № 5. - С. 36-39.
Лебеденко А.А., Тараканова Т.Д., Козырева Т.Б. и др. Спектральный анализ вариабельности сердечного ритма - новый взгляд на проблему вегетативной дисфункции у детей с бронхиальной астмой // Медицинский вестник Юга России. - 2013. -№ 1. - С. 37-41.
Федоров И.А. Характеристика воспалительного процесса в бронхиальном дереве у детей при тяжелой форме бронхиаль-
ной астмы в фазу ремиссии // Пульмонология. - 1999. - №1. -С. 63-67.
Киселева Е.П., Крылов А.П., Старикова Э.А., Кузнецова С.А. Фактор роста эндотелия сосудов и иммунная система // Успехи современной биологии. - 2009. - Том 129, №4. - С. 1-12. Рывкин А.И., Андрианова Е.Н., Побединская Н.С. и др. Состояние микроциркуляции при бронхиальной астме у детей // Педиатрия. - 2005. - № 6. - С. 7-12.
Захарова Н.Б., Дурнов Д.А., Михайлов В.Ю. и др. Диагностическое значение исследования фактора роста эндотелия сосудов в сыворотке крови // Фундаментальные исследования. - 2011. -№11. - С. 215-220.
