CC BY
50
СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ
1. Гаврисюк В.К. Возможности коррекции диффузионной функции легких у больных хроническим обструктивным заболеванием легких / В.К. Гаврисюк,
Н.В. Пендальчук // Укр. пульмонол. журнал. - 2011.
- № 1. - С.14-17.
2. Гуменюк Н.И. Инфузионная терапия /
Н.И. Гуменюк, С.И. Киркилевский. - К.: Книга плюс, 2004. - 208 с.
3. Зильбер А.П. Этюды респираторной медицины / А.П. Зильбер. - Москва: МЕДпрессинформ, 2007.
- 292 с.
4. Покровский В.М. Физиология человека: учеб.
пособие для студентов медицинских вузов / В.М. Покровский, Г.Ф. Коротько. -М.: Медицина, 2007.-656с.
5. Уэст Дж. Патофизиология органов дыхания. Пер. с англ. под ред. А.И. Синопальникова / Дж. Уэст.
- М.: БИНОМ, 2008. - 232 с.
6. Global Initiative for Chronic Obstructive Lung Disease (Updated 2010) // Electronic Resourses: www.goldcopd.com
7. Johnson D.C. Importance of adjusting monoxside diffusing capacity (DLCO) and carbon monoxide transfer coefficient (KCO) for alveolar volume / D.C. Johnson // Respiratory Medicine. - 2000. - Vol. 94. - P. 28-37.
♦
УДК 616.24-002-007.272-036.1-008.8:577.112.85
Т.О. Перцева, Л.І. Конопкіна, Б. О. Басіна, Ю.А. Гордієнко
РОЛЬ МАТРИКСНИХ МЕТАЛОПРОТЕЇНАЗ У ВИЗНАЧЕННІ ОСОБЛИВОСТЕЙ СИСТЕМНОГО ЗАПАЛЕННЯ ПРИ ХРОНІЧНОМУ ОБСТРУКТИВНОМУ ЗАХВОРЮВАННІ ЛЕГЕНЬ
ДЗ «Дніпропетровська медична академія
Міністерства охорони здоров ’я України»
кафедра факультетської терапії та ендокринології
(зав. - член-кор. НАМН України, д. мед. н., проф. Т.О.Перцева)
Ключові слова: хронічне обструктивне захворювання легень, матриксні металопротеїнази, системне запалення
Key words: chronic obstructive pulmonary disease, matrix metalloproteinase, systemic inflammation
Резюме. В статье представлены данные о роли матриксных метал-лопротеиназ в определении особенностей системного воспаления при хроническом обструктивном заболевании легких (ХОЗЛ). Определены уровни ММП-2 и ММП-9 у больных ХОЗЛ в стабильной фазе зависимо от стадии заболевания, проведен индивидуальный анализ уровней показателей и показана возможность использования этих данных для дальнейшей оптимизации лечения больных. Доказано, что сывороточный уровень ММП-2 у больных ХОЗЛ почти в три раза ниже показателя у здоровых лиц, что может отображать задержку тканевой регенерации и интенсификацию воспаления, причем уже начиная с П стадии заболевания, а сывороточный уровень ММП-9 - в два раза выше, чем у здоровых лиц, что может свидетельствовать о значительной деградации коллагена, перестройку легочных тканей и интенсификацию системного воспаления. Независимо от степени бронхообструкции, выделены 2 фенотипа больных - с высоким и нормальным сывороточным уровнем ММП-9. Полученные данные могут быть основанием для индивидуального подбора противовоспалительной терапии у больных ХОЗЛ.
Summary. The article revealed the role of matrix metalloproteinases in identifying features of systemic inflammation in chronic obstructive pulmonary disease (COPD). Levels of MMP-2 and MMP-9 in patients with COPD in a stable phase depending on the stage of disease were detected, and individual analysis of parameters for further optimization of their treatment was made. It is shown that serum level of MMP-2 in patients with COPD is almost three times lower than in the healthy individuals; this may reflect tissue regeneration delay and intensification of inflammation starting from the
second stage of the disease. Serum level of MMP-9 in COPD patients is 2 times higher than in healthy subjects, suggesting a significant degradation of collagen, tissue reconstruction and intensification of systemic inflammation. Regardless of bronchial obstruction degree, two phenotypes of COPD patients - with high and normal level of MMP-9 were distinguished. The data obtained may be grounds for individual selection of anti-inflammatory therapy in COPD patients.
Сучасна концепція хронічного обструктивного захворювання легень (ХОЗЛ) трактує його як захворювання з системними проявами, при якому ураження легенів розглядається як один з компонентів хвороби [6].
Серед клітин, що беруть участь у реакції системного запалення, переважають альвеолярні макрофаги [4]. Вони відіграють важливу роль у розвитку запальної реакції шляхом секреції факторів хемотаксису, таких як інтерлейкін-8, фактор некрозу пухлин-а та лейкотрієн В4 [13]. Крім того, альвеолярні макрофаги також беруть участь у синтезі та вивільненні матриксних метало-протеїназ (ММП), які сприяють пошкодженню легенів у хворих на ХОЗЛ.
ММП представляють собою групу цинк-за-лежних і кальцій-залежних ендопептидаз, що можуть руйнувати більшість компонентів позаклітинного матриксу [11]. Протягом останіх років активно вивчається роль ММР-1 (інтерсти-ціальної колагенази-1), ММР-2 (желатинази), ММП-9 (желатинази В), ММР-7 (матрилізину), ММР-12 (макрофагальної металоеластази) [8,9]. Активність макрофагальних ММП регулюється інтерлейкінами 10 та 13, а також фактором некрозу пухлин-а, котрі утримують баланс між синтезом ММП та їх специфічною інгібіцією [12].
Нещодавно проведені клінічні дослідження продемонстрували, що ММП-2 та ММП-9 відіграють центральну роль у ремоделюванні легеневих тканин у хворих на ХОЗЛ [7, 10]. Втім залишається ціла низка невирішених питань, серед яких - і щодо можливості визначення фе-нотипів ХОЗЛ.
У зв’язку з вищезазначеним метою нашого дослідження було визначити рівні ММП-2 та ММП-9 у хворих на ХОЗЛ у стабільну фазу залежно від стадії захворювання, а також провести індивідуальний аналіз рівнів показників для подальшої оптимізації їх лікування.
МАТЕРІАЛИ ТА МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕНЬ
Основну групу склали 24 хворих на ХОЗЛ ІІ-IV стадій у стабільну фазу захворювання. Середній вік обстежених хворих основної групи становив 67,7± 1,40 року; чоловіків було 25 (92,6 %), жінок - 2 (7,4 %); середня тривалість захворювання становила 13,4 ± 3,9 року. Усі хво-
рі були «активними курцями» у минулому або на теперішній час, індекс «пачка/рік» становив 32,3 ± 3,2. Згідно зі стадією ХОЗЛ хворі були розподілені на підгрупи: до підгрупи 1 увійшло 6 хворих на ХОЗЛ ІІ стадії, до підгрупи 2 - 14 хворих на ХОЗЛ III стадії, до підгрупи 3 - 4 хворих на ХОЗЛ IV стадії.
Формулювання клінічних діагнозів ХОЗЛ проводилось згідно з рекомендаціями Наказу МОЗ України № 128 від 19 березня 2007 року «Про затвердження інструкцій щодо надання допомоги хворим на туберкульоз і неспецифічні захворювання легенів». У дослідження не включались хворі з тяжкою супутньою патологією інших органів та систем (серцево-судинної, шлунково-кишкового тракту, сечовивідних шляхів, органу зору тощо). Хворі отримували медикаментозну терапію згідно зі стадією захворювання.
Усі обстежені дали письмову згоду на проведення дослідження.
Контрольну групу склали 10 практично здорових осіб.
Оцінка вентиляційної функції легень (з вимірюванням рівня об’єму форсованого видиху за першу секунду (ОФВі) у відсотках належної величини (% належн.) з урахуванням співвідношення ОФВ1/форсована життєва ємність легень (ФЖЄЛ) за абсолютними значеннями показників (ОФВ1/ФЖЄЛ)) проводилась методом комп’ ю-терної спірометрії на апараті Master Screen Body/Diff («Jager», Німеччина) вранці натще. Аналіз даних спірографічного дослідження проводився згідно з вимогами міжнародних стандартів [5] та рекомендаціями вітчизняних вчених [1].
Дослідження рівня ММП-2 та ММП-9 у сироватці крові обстежених проводилось методом зимографії (вертикальний субстратний електрофорез). Використовувалась сироватка, відділена з венозної крові пацієнтів, яку зберігали до моменту дослідження при температурі -20°С. Результати інтерпретувались напівкількісно порівняно зі зразками від здорових суб'єктів у відсотках від інтенсивності забарвлення контрольних смуг.
Статистична обробка матеріалів досліджень проводилась з використанням методів біомет-
ричного аналізу, що реалізовані у пакетах програм БХСБЬ-2003 (№ 74017-641-9475201-57075) та 8ТЛТКТІСЛ 6.0 (№ 31415926535897) [2, 3]. РЕЗУЛЬТАТИ ТА ЇХ ОБГОВОРЕННЯ Сироватковий рівень ММП-2 у хворих на ХОЗЛ в цілому по групі був майже у 3 рази
нижчим, ніж у осіб контрольної групи (р < 0,001, табл. 1). Такий низький рівень показника може відображати затримку тканевої регенерації та інтенсифікацію запалення навіть у стабільну фазу захворювання завдяки деградації моно-цитарного хемотактивного протеїну-3.
Таблиця 1
Рівень ММП-2 та ММП-9 у обстежених хворих на ХОЗЛ (M±m)
Групи та підгрупи обстежених ОФВх, % належн. ММП-2, ум. од. ММП-9, ум. од.
Хворі на ХОЗЛ (n=24), із них:
54,8 i 3,21*
102,1 i 4,67*
249,4 ±46,17л
- ХОЗЛ ІІ ст. (n=6)
- ХОЗЛ III ст. (n=14)
- ХОЗЛ IV ст. (n=4)
75,6 i 1,50* 54,3 i 1,63* 29,5 i 1,76*
86.3 i 5,57* 104,0 i 4,38*
119.3 i 1,39*
269.8 i 58,16#
273.8 i 48,33л 133,3 i 12,17
Контрольна група (n=10) 101,3 i 4,24 303,6 i 12,26 114,5 i 3,70
Примітки : *- р < 0,001 порівняно з контрольною групою; л- р < 0,01 порівняно з контрольною групою; #— р < 0,05 порівняно з контрольною групою.
При цьому у хворих на ХОЗЛ був визначений достовірний негативний кореляційний зв’язок між сироватковим рівнем ММП-2 та рівнем показника ОФВі (г = - 0,47, р = 0,020) (рис. 1), що свідчило про дещо нижчий рівень маркера у
хворих з менш виразною бронхіальною обструкцією. Отримані результати вказують на те, що вже починаючи з другої стадії ХОЗЛ відбувається активація системного запалення, що призводить до затримки тканевої регенерації.
ММП-2 = 139,0444-0,6628*x
ОФВ1 (% належн)
Рис. 1. Дані кореляційного аналізу щодо сироваткового рівня ММП-2 залежно від рівня ОФВі у хворих
на ХОЗЛ у стабільну фазу патологічного процесу
Сироватковий рівень ММП-9, навпаки, був статистично достовірно вищим у хворих на ХОЗЛ, ніж у осіб контрольної групи (див. табл. 1). Втім, якщо у хворих з IV стадією захворювання показник не відрізнявся від такого в групі контролю, то при ІІ та ІІІ стадіях ХОЗЛ він був статистично достовірно вищим.
Індивідуальний аналіз показав, що незалежно від виразності бронхообструкції можна виділити
дві підгрупи хворих на ХОЗЛ залежно від сироваткового рівня ММП-9: перша підгрупа — з рівнем, який не відрізняється від показника у практично здорових осіб (менше за 140 ум. од.), друга — з досить високим рівнем маркера (вищим за 220 ум. од.) (табл. 2).
Медіани, квартилі та викиди по підгрупах щодо рівня ММП-9 представлені на рис. 2.
Таблиця 2
Розподіл пацієнтів на підгрупи за рівнем ММП-9 (М±т)
Підрупи ОФВі, % ММП-9, ум. од.
ММП-9 □ 140 ум. од. (п=15) 56,9 ± 3,71* 108,3 ± 5,88
ММП-9 □ 220 ум. од. (п=9) 53,7 ± 3,96* 484,4 ± 45,51*#
Контрольна група (п=10) 101,3 ± 4,24 114,5 ± 3,70
Примітки : *— р < 0,001 порівняно з контрольною групою; #- р < 0,05 порівняно між підгрупами.
За літературними даними [6] високий рівень ММП-9 може свідчити про значну деградацію колагену з перебудовою тканин та інтенсифікацією системного запалення.
Отримані нами дані дають підставу стверджувати про наявність двох фенотипів хворих на ХОЗЛ щодо виразності системного запалення незалежно від ступеня бронхообструкції, що
може бути використаним для індивідуального підбору протизапальної терапії (наприклад, глю-кокортикостероїдів): 1) визначення доз (низькі, середні, високі) лікарських препаратів, що призначаються; 2) раннє призначення препаратів протизапальної дії (у певної категорії хворих -вже починаючи з ІІ стадії захворювання).
900
800
700
600
500
1= 400
300
200
100
0 1 2 підгрупи шрдо рівня ММП-9
° медіана 25%-75% викиди
Рис. 2 . Сироваткові рівні ММП-9 (квартилі, відхилення, викиди) у хворих на ХОЗЛ у стабільну фазу патологічного процесу:
0 - контрольна група;
1 - підгрупа хворих на ХОЗЛ з нормальними показниками сироваткового рівня ММП-9 (□ 140 ум. од.);
2 - підгрупа хворих на ХОЗЛ з високими показниками сироваткового рівня ММП-9 (□ 220 ум. од.).
0
ВИСНОВКИ
1. Сироватковий рівень ММП-2 у хворих на ХОЗЛ майже втричі нижчий за показник у здорових осіб, що може відображати затримку тканинної регенерації та інтенсифікацію системного запалення, причому вже починаючи з ІІ стадії захворювання.
2. Сироватковий рівень ММП-9 у хворих на ХОЗЛ в цілому по групі удвічі вищий, ніж у
здорових осіб, що може свідчити про значну деградацію колагену, перебудову легеневих тканин та інтенсифікацію системного запалення. При цьому незалежно від ступеня бронхооб-струкції можна виділити 2 фенотипи хворих на ХОЗЛ - з високим та нормальним рівнем показника, що може бути підставою для індивідуального підбору протизапальної терапії.
СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ
1. Інструментальні методи дослідження функції зовнішнього дихання при захворюваннях бронхо-легеневої системи: метод. рекомендації / Ю.М.Мос-товий, Т.В.Константинович-Чічерельо, О.М.Колошко, Л.В.Распутіна. - Вінниця, 2000. - 36 с.
2. Лапач, С.Н. Статистические методы в медикобиологических исследованиях с использованием Exel / С.Н. Лапач, А.В .Губенко, П.Н.Бабич. - К. : Морион, 2000. - 320 с.
3. Реброва О.Ю. Статистический анализ медицинских данных. Применение пакета прикладних программ STATISTICA / О.Ю.Реброва. - М.: МедиаСфера, 2002. - 312 с.
4. Cosio, M.G. Chronic obstructive pulmonary disease: inflammation of small airways and lung parenchyma / M.G.Cosio , A.Guerassimov // Am. J. Respiratory Critical Care Med. - 1999. - Vol. 60. - P. 22-25.
5. Global Initiative for Chronic Obstructive Lung Disease. Global Strategy for the diagnosis, management, and prevention of chronic obstructive pulmonary disease.
- Copyright, 2010. - MCR VISION, Inc.
6. Gueders, M.M. Matrix metalloproteinases (MMPs) and tissue inhibitors of MMPs in the respiratory tract: potential implications in asthma and other lung diseases / M.M. Gueders, J.M.Foidart // Eur. J. Pharmacology. - 2006. - Vol. 533. - P. 133-144.
7. Montano, M. Matrix metalloproteinase-2 protein in lung periphery is related to COPD progression / M.Mo-ntano, C.Beccerril // Chest.-2007.-Vol.132, N6.-P.33-40.
8. Shapiro S.D. The macrophage in chronic obstructive pulmonary disease / S.D.Shapiro // Am. J. Respiratory Critical Care Med. - 1999. - Vol. 160. - P. 529552.
9. Stetler-Stevenson, W.G. Dynamics of matrix turnover during pathologic remodeling of the extracellular matrix / W.G. Stetler-Stevenson // Am. J. Pathology. -1996. - Vol. 148. - P. 1345-1350.
10. Vernooy J.H.J. Increased activity of matrix me-talloproteinase-8 and matrix metalloproteinse-9 in induced sputum from patients with COPD / J.H.J.Ver-nooy, J.H.N.Liendeman // Chest. - 2004. - Vol. 126. - P. 1802-1810.
11. Vu T.H. Matrix metalloproteinases: effectors of development and normal physiology / T.H.Vu, Z.Weib // Genes Dev. - 2000. - Vol. 14. - P. 2123-2133.
12. Xie, B. Autocrine regulation of macrophage differentiation and 92-kDa gelatinase production by tumor necrosis factor-alpha via alpha 5 beta 1 integrin in HL-60 cells / B.Xie, A.Laouar // J. Biological Chemistry. - 1998.
- Vol. 273. - P. 11583-11588.
13. Yamamoto C. Airway inflammation in COPD assessed by sputum levels of interleukin-8 / C.Yamamoto, T.Yoneda // Chest. - 1997. - Vol. 112. - P. 505-510.
♦
