Роль метаболитов оксида азота в формировании эндотелиальной дисфункции у детей с персистирующей бронхиальной астмой Текст научной статьи по специальности «Клиническая медицина»

is^^T/ребёнка

КёУчна пед1атр1я / Clinical Pediatrics

УДК 616.248-036.17-053.2-018.74-078:546.172.6 ОО!: 10.22141/2224-0551.6.74.2016.82129

ОАИНЕЦ Ю.В., ВАСИЛЬЧЕНКО Ю.В.

Харьковский национальный медицинский университет, г. Харьков, Украина

РОЛЬ МЕТАБОЛИТОВ ОКСИДА АЗОТА В ФОРМИРОВАНИИ ЭНДОТЕЛИАЛЬНОЙ ДИСФУНКЦИИ У ДЕТЕЙ С ПЕРСИСТИРУЮЩЕЙ БРОНХИАЛЬНОЙ АСТМОЙ

Резюме. Цель исследования: оценить роль метаболитов оксида азота в формировании эндотелиальной дисфункции у детей с персистирующей бронхиальной астмой в периодах обострения и ремиссии заболевания. Материалы и методы. Обследовано 58 пациентов в возрасте от 6 до 17 лет, страдающих персистирующей бронхиальной астмой, в периоды обострения и ремиссии заболевания, а также 15 практически здоровых детей группы контроля с целью оценки роли метаболитов оксида азота в формировании эндотелиальной дисфункции. Определяли уровни метаболитов оксида азота (8-нитрозотиол, NО,, NО) в сыворотке крови, толщину комплекса интимы-медиа ультразвуковым дуплексным сканированием, эндотелийзависимую дилатацию плечевой артерии с помощью манжеточной пробы. Результаты. Установлено снижение уровней метаболитов оксида азота, эндотелийзависимой дилатации плечевой артерии, утолщение комплекса интимы-медиа в период обострения. В динамике выявлено достоверное повышение уровней метаболитов оксида азота и эндотелийзависимой дилатации плечевой артерии по сравнению с периодом обострения, однако данные показатели остаются ниже в сравнении с показателями контрольной группы, что свидетельствует о наличии стойких изменений в сосудистой стенке. Выводы. Метаболиты оксида азота, а также толщина комплекса интимы-медиа общей сонной артерии и эндотелийзависимая дилатация плечевой артерии могут использоваться как маркеры выявления эндотелиальной дисфункции у детей с бронхиальной астмой. Ключевые слова: метаболиты оксида азота, эндотелиальная дисфункция, дети.

Связь публикации с плановыми научно-исследовательскими работами: № 0114и0093 «Медико-биологическая адаптация детей с соматической патологией в современных условиях».

Среди заболеваемости в целом и детских болезней в частности бронхиальная астма (БА) занимает одно из ведущих мест. В мировом рейтинге БА является одним из топ-20 хронических состояний, а в возрасте 5—14 лет — одной из топ-10 причин, приводящих к инвалидизации детей [7, 8].

При изучении механизмов развития БА в последние годы пристальный интерес исследователей вызывает эндотелиальная дисфункция, которая, обнаруживаясь уже на ранних стадиях заболевания, усугубляет нарастающие дыхательную недостаточность, гипоксемию и гипоксию тканей [2, 4, 10]. Участие эндотелия в регуляции системного и легочного сосудистого тонуса осу-

ществляется путем образования и высвобождения вазодилататорных и вазоконстрикторных веществ, в частности эндотелина-1 и эндотелийзависимо-го расслабляющего фактора — оксида азота (N0) [4]. Нарушение метаболизма оксида азота играет ведущую роль в дисфункции эндотелия. Вместе с тем оксид азота имеет важное значение в реализации многих патофизиологических эффектов при БА, являясь биологическим маркером активности воспалительного процесса [6]. Кроме того, в

Адрес для переписки с авторами: Васильченко Юлия Викторовна E-mail: [email protected]

© Одинец Ю.В., Васильченко Ю.В., 2016 © «Здоровье ребенка», 2016 © Заславский А.Ю., 2016

38

Здоровье ребенка, p-ISSN 2224-0551, e-ISSN 2307-1168

№ 6(74) • 2016

KAiHiHHa пед1атр1я / Clinical Pediatrics

условиях низких концентраций NO способствует развитию ^2-ассоциированного ответа, а в условиях высоких концентраций приводит к усилению Thl-ответа [1]. С учетом короткого периода полураспада данной молекулы в экспериментальных и клинических работах для оценки общего синтеза NO получило широкое распространение определение конечных метаболитов — нитритов и нитратов, являющихся устойчивыми конечными продуктами NO [9].

Несмотря на успехи в изучении эндотелиаль-ной функции у больных с различной патологией, функциональное состояние эндотелия и ремо-делирование сосудов дыхательных путей при БА остаются дискутабельными, что требует дальнейшего изучения.

Цель: оценить роль метаболитов оксида азота в формировании эндотелиальной дисфункции у детей с персистирующей БА в периодах обострения и ремиссии заболевания.

Материалы и методы

Обследовано 58 детей (31 (53,4 %) мальчик и 27 (46,6 %) девочек) в возрасте от 6 до 17 лет (средний возраст составил 12,4 ± 2,5 года) с персистирую-щим течением БА, которые находились на обследовании и лечении в пульмонологическом отделении КУОЗ «Харьковская городская клиническая детская больница № 16». Диагноз устанавливали на основании клинико-анамнестических данных, биохимических, инструментальных исследований с учетом требований, регламентированных соответствующим протоколом (приказ № 868 МЗ Украины от 08.10.2013). Группу контроля составили 15 практически здоровых детей, сопоставимых по полу и возрасту.

В зависимости от тяжести течения БА обследуемые были разделены на 3 группы: в 1-ю группу вошли дети с легким персистирующим течением (n = 26), во 2-ю — со среднетяжелым течением (n = 20), в 3-ю — с тяжелым течением заболевания (n = 12).

Исследование толщины комплекса интимы-ме-диа общей сонной артерии (КИМ ОСА) проводили с помощью ультразвукового дуплексного сканирования в дистальной трети общей сонной артерии по методу Р. Pignolli (1986). Для определения эндо-телийзависимой дилатации плечевой артерии использовали манжеточную пробу по D.S. Celermajer и соавт. (1992). При проведении данной пробы нормальным состоянием эластичности сосудов принято считать максимальный прирост диаметра плечевой артерии более 10 % [8]. Обследование проводилось с помощью цифрового допплеровско-го ультразвукового диагностического комплекса Ultima PA с использованием датчика 10—15 МГц. Измерялись уровни метаболитов оксида азота: S-нитрозотиола — спектрофлуориметрическим методом, NO2, NO3 — спектрофотометрическим методом с применением реакции Грисса с помо-

щью анализатора биохимического Stat Fax 303+. Больные обследованы в периодах обострения и ремиссии заболевания.

Статистический анализ проводили с помощью статистических пакетов Excel for Windows и Statistica 7.0 for Windows. В качестве характеристики группы для признаков с распределением, соответствующим закону Гаусса, использовали среднее арифметическое значение (X), его ошибку (SX) и стандартное отклонение (S). Для выборок с распределением, отличным от нормального, определяли медиану (Me) и интерквартильний размах (Lq — нижний квартиль; Uq — верхний квартиль). При сравнении показателей, которые характеризовались сравнением более 2 точек, использовали Н-критерий дисперсионного анализа Краскела — Уоллиса (KW Н). Уровень значимости определялся с учетом поправки Бонферрони. Для сравнения двух независимых выборок использовали непараметрический U-критерий Манна — Уитни (MW); для сравнения двух зависимых выборок — непараметрический критерий Уилкоксона (Т). Оценку связи между рядами показателей определяли с помощью метода ранговой корреляции Спирмана (r). Уровень значимости — с учетом р < 0,05.

Результаты

Статистически значимых различий по полу не выявлено (р > 0,05). Продолжительность заболевания более 5 лет чаще отмечалась у детей с тяжелым течением заболевания (р13 = 0,0011; р2 3 = 0,0103).

У подавляющего большинства обследуемых (77,3 %; р < 0,001) диагностирована аллергическая форма БА. Однако по мере увеличения степени тяжести установлена тенденция к снижению относительного количества детей с аллергической формой и, соответственно, увеличению числа пациентов со смешанной формой заболевания. У 64,2 % детей с наиболее тяжелым течением заболевания установлена смешанная форма БА.

При анализе данных аллергологического анамнеза у детей всех трех групп выявлена сопутствующая аллергопатология. У 28,4 % пациентов установлен диагноз «сезонный аллергический ринит», у 7,2 % обследованных — «атопический дерматит» и у 4,9 % детей — оба сопутствующих аллергических состояния.

Результаты исследования показателей функции эндотелия сосудов у детей с персистирующей БА в периоде обострения представлены в табл. 1, в периоде ремиссии — в табл. 2.

Во время проведения дисперсионного анализа KW статистических характеристик показателей состояния функции эндотелия установлено, что критерий Н по таким параметрам, как процент прироста диаметра плечевой артерии на 30-й секунде (Н = 38,22; р = 0,0000), КИМ ОСА (Н = 31,48; р = 0,0000), S-нитрозотиол (Н = 35,67; р = 0,0000), NO2 (Н = 39,51; р = 0,0000), NO3 (Н = 33,75; р = 0,0000), высокозначимый. Это дает право

КлШчна пед1атр1я / С!1п1са! Pediаtrics

утверждать, что статистические характеристики соответствующих показателей различных групп достоверно отличаются между собой, а уровень этих показателей зависит от принадлежности пациента к той или иной группе.

При оценке процента прироста диаметра плечевой артерии на 30-й секунде определено статистически значимое снижение его в период обострения у больных всех групп по сравнению с детьми группы контроля (соответственно рк-1 = 0,0001, рк-2 = 0,0004, рк-3 = 0,0000, где рк — показатели контрольной группы, р1-3 — показатели больных 1-й, 2-й и 3-й групп). Наиболее выраженные изменения выявлены у детей с тяжелой степенью заболевания (р1-3 = 0,0002; р12 = 0,0001). При анализе данного показателя в период ремиссии отмечается его достоверное повышение по сравнению с периодом обострения

(р1обостр.-1ремис. 0,0001, Т 2; р2обостр.-2ремис.

Т = 2; р

= 0,0003,

3обостр.-3ремис. = 0,°002, Т = 2)/ОД™™ °СТа-

жение его уровня по сравнению с контролем у детей всех групп (соответственно рк-1 = 0,0000; рк-2 = 0,0002; рк-3 = 0,0000). Существенные изменения выявлены уже при легком течении заболевания, а у детей 3-й группы уровень S-нитрозотиола был значительно снижен (р1-3 = 0,0005; р1-2 = 0,0001). При проведении статистической обработки данного показателя в периоде ремиссии установлено, что уровень S-нитрозотиола повышался в сравнении с периодом обострения (р

1обостр.-1ремис.

ется достоверно ниже нормативных величин (рк1 = 0,0135; р. , =0,0012; рк 3 = 0,0006).

^к-темис. ' ' *к-2ремис. ' ' *к-3ремис. ' '

Толщину КИМ ОСА по сравнению с контролем у пациентов всех групп регистрировали достоверно выше (соответственно рк-1 = 0,0000; рк-2 = 0,0002; рк-3 = 0,0001). В периоде ремиссии толщина КИМ ОСА достоверно снижалась (р,б , = 0,0011, Т = 2;р , = 0,0009,

1обостр.-1ремис. 2обостр.-2ремис.

Т = 2; р3обостр.-3ремис. = 0,0058 Т = 2), но в сравнении с показателями группы контроля сохранялась

повышенной (соответственно рк-1ремис. = 0,0005; рк2 = 0,0024; р, 3 =0,0011).-ремис.

к-2ремис. к-3ремис.

Исследование содержания S-нитрозотиола в крови определило статистически значимое сни-

= 0,0003, Т = 2;

Р2обостр.-2ремис. 0,0001, Т 2; р3обостр.-3ремис. 0,0021,

Т = 2), но сохранялся достоверно ниже показателей детей группы контроля (рк-1ремис.= 0,0006;

Рк-2ремис. = М00^ рк-3ремис. = 0,0005). ТЗКЯЮ определено и статистически значимое снижение уровней NO2 и NO3 в крови по сравнению с группой контроля (соответственно рк1= 0,0000; рк2 = 0,0001; рк-3 = 0,0000; рк-1= 0,0010; рк-2 = 0,0008; рк--3 = 0,0022). Установлено, что уровни метаболитов оксида азота в периоде ремиссии повышаются (N0,:

Р1обостр.-1ремис. 0,0002,Т 2; р2обостр.-2ремис. 0,0172,Т 2;

Р3обостр.-3ремис. 0,0011,Т 2;^^03* р1обостр.-1ремис. 0,0008, Т = 2; р2обостр.-2ремис. = 0,0012, Т = 2; р3обостр.-

3ремис = 0,0009, Т = 2), однако остаются ниже, чем у детей группы контроля (N0,: рк-1ремис = 0,0005, рк-

2ремис. = 0,0020, рк-3ремис. = 0,0032; N03: рк-1ремис. = 0,0000,

р., = 0,0000,Р. 3 = 0,0000).

к-2ремис. к-3ремис.

к-3ремис.

Обсуждение

Снижение уровней метаболитов N0 указывает на дефицит N0-зависимой функции эндотелия. На современном этапе уровень нитритов крови расценивается как предиктор активности эндотели-

Таблица 1. Показатели функции эндотелия у детей с различной степенью тяжести БА в период обострения заболевания (Me (Lq; Uq))

Показатели функции эндотелия 1-я группа (п = 26) 2-я группа (п = 20) 3-я группа (п = 12) Контроль(п = 15)

Процент прироста диаметра плечевой артерии на 30-й секунде 7,56 (6,62; 9,25) 7,12 (6,11; 7,72) 5,30 (4,16; 5,52) 19,35 (17,00; 21,00)

КИМ ОСА, мм 1,0 (0,9; 1,1) 1,0 (0,8; 1,2) 1,2 (1,1; 1,3) 0,6 (0,5; 0,7)

S-нитрозотиол, ммоль/л 0,18 (0,13; 0,21) 0,13 (0,12; 0,16) 0,11 (0,08; 0,13) 0,33 (0,28; 0,37)

NO2, мкмоль/л 8,28 (7,11; 11,32) 7,45 (6,14; 12,62) 6,21 (5,59; 10,96) 11,48 (10,86; 12,34)

NO3, мкмоль/л 13,68 (11,54; 17,52) 14,15 (11,45; 19,95) 9,74 (9,52; 14,69) 29,21 (28,15; 30,55)

Таблица 2. Показатели функции эндотелия у детей с различной степенью тяжести БА в период ремиссии заболевания (Me (Lq; Щ))

Показатели функции эндотелия 1-я группа (п = 26) 2-я группа (п = 20) 3-я группа (п = 12) Контроль(п = 15)

Процент прироста диаметра плечевой артерии на 30-й секунде 10,00 (8,00; 14,00) 9,00 (8,00; 10,00) 8,00 (6,00; 9,00) 19,35 (17,00; 21,00)

КИМ ОСА, мм 0,9 (0,8; 1,0) 1,0 (0,8; 1,0) 1,0 (0,9; 1,2) 0,6 (0,5; 0,7)

S-нитрозотиол, ммоль/л 0,29 (0,27; 0,33) 0,28 (0,22; 0,30) 0,21 (0,17; 0,24) 0,33 (0,28; 0,37)

NO2, мкмоль/л 11,02 (9,86; 13,42) 7,65 (6,34; 12,25) 6,35 (5,98; 10,86) 11,48 (10,86; 12,34)

NO3, мкмоль/л 21,15 (20,05; 28,47) 10,77 (9,65; 12,34) 9,93 (9,58; 14,42) 29,21 (28,15; 30,55)

40 Здоровье ребенка, р-^Ы 2224-0551, е-^БЫ 2307-1168 № 6(74) • 2016

KëiHi4Ha neAiorpifl / Clinical Pediatrics

альной NO-синтетазой (eNOS). Это указывает на выраженное угнетение eNOS, слабую реакцию ин-дуцибельной (iNO) синтетазой [3].

Дополнительно проведенный анализ корреляционных связей между уровнями S-нитрозотиола в сыворотке крови и эндотелийзависимой дилатации плечевой артерии выявил наличие достоверной прямой связи (r = +0,61; p < 0,05) у пациентов с БА в периоде обострения. Также выявлены обратные корреляционные связи S-нитрозотиола, NO2, NO3 с IgE сыворотки крови (r = —0,56, r = —0,45, r = —0,39 соответственно; р < 0,05). Это может объясняться тем, что при низких концентрациях NO относительно угнетает продукцию интерферона g и интерлейкина-2 Thl-клетками, не влияя на синтез интерлейкина-4 ^2-клетками, обусловливая Th2-направленность иммунного ответа [1].

Проведенное исследование показало, что у детей, больных БА, имеются признаки эндотелиальной дисфункции уже при легком персистирующем течении заболевания. Установлено, что у детей со среднетяжелым и тяжелым течением заболевания уровни конечных метаболитов оксида азота сохраняются сниженными и в период ремиссии.

Выводы

Таким образом, уровень эндотелиальной дисфункции и дисрегуляции сосудистого тонуса зависит от периода заболевания и увеличивается по мере нарастания тяжести течения БА. Отмечено, что конечные продукты метаболитов оксида азота остаются сниженными и в периоде ремиссии заболевания, продолжая оказывать воздействие на стенку сосуда, приводя к нарушению его тонуса, тем самым формируя стойкие изменения в сосудистой стенке, а снижение их концентрации обусловливает 1Ъ2-направленность иммунного ответа, что подтверждается наличием обратных корреляционных связей с IgE сыворотки крови. Метаболиты оксида азота (S-нитрозотиол, NO2, NO3), а также толщина

КИМ ОСА и эндотелийзависимая дилатация плечевой артерии могут использоваться как маркеры выявления эндотелиальной дисфункции у детей с бронхиальной астмой.

Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Список литературы

1. Абатуров А.Е. Механизм действия активированных азотсодержащих метаболитов в респираторном тракте: провоспа-лительное действие (часть 3) /А.Е. Абатуров, А.П. Волосовец, А.Е. Худяков// Здоровье ребенка. — 2016. — № 2. — С. 188-194.

2. Волкова О.А Изучение дисфункции эндотелия у детей с бронхиальной астмой // Актуальные проблемы медицины. — 2011. — С. 178-181.

3. Воронина Л.П., Полунина О.С., Севостьянова И.В. Полиморфизм гена эндотелиальной синтазы оксида азота // Астраханский медицинский журнал. — 2011. — № 2. — С. 47-50.

4. Поляков В.В., Сенаторова А.С. Клиническое значение эндотелиальной дисфункции у детей с рецидивирующим обструк-тивным бронхитом и бронхиальной астмой // Международный медицинский журнал. — 2012. — № 2. — С. 32-35.

5. Попова А.А., Березикова Е.Н., Маянская С.Д., Яковлева Н.Ф. Эндотелиальная дисфункция и механизмы ее формирования // Сибирское медицинское обозрение. — 2010. — Т. 64, № 4.

6. Рывкин А.И., Адрианова Е.Н., Решетова Т.Г., Победин-ская Н.С. Роль оксида азота и эндотелиальной дисфункции в генезереспираторных нарушений при бронхиальной астме у детей //Педиатрия. — 2003. — № 6.

7. Фещенко Ю.И. Бронхиальная астма — одна из главных проблем современной медицины// Укратський пульмонологiчний журнал. — 2006. — № 2 (дод.). — С. 13-16.

8. Asher I., Pearce N. Global burden ofasthma among children// Int. J. Tuberc. Lung. Dis. — 2014 Nov. — № 18(11). — Р. 12691278.

9. Celermajer D.S. Testing endothelial fonction using ultra-sound// J. Cardiovasc. Pharmacol. — 1998. — Vol. 32(Suppl. 3). — Р. 29-32.

10. Wanner A., Mendes E.S. Airway Endothelial Dysfunction in Asthma and Chronic Obstructive Pulmonary Disease: A Challenge for Future Research // Am. J. of Respiratory and Crit. Care Med. — 2010. — Vol. 182. — P. 1344-1351.

Получено 05.10.16 U

Одинець Ю.В., Васильченко Ю.В.

Хармвський нацональний медичний унверситет, м. Харюв, Укра'на

РОЛЬ МЕТАБОЛШВ ОКСИДУ АЗОТУ У ФОРМУВАНШ EHAOTEAiAAbHOÏ ДИСФУНКЦИ У AiTEÉ i3 ПЕРСИСТУЮЧОЮ БРOHXiAЛЬHOЮ АСТМОЮ

Резюме. Мета дослщження: оцшити роль метаболтв оксиду азоту у формуванш ендотелiальноi дисфункци у дггей iз персистуючою бронхiальною астмою в перюдах загострення i ремiсii захворювання. Матер1али та мето-ди. Обстежено 58 пащенпв вшом вщ 6 до 17 рошв, яш страждають вщ персистуючоi бронхiальноi астми, в перь оди загострення i ремiсii захворювання, а також 15 практично здорових ди-ей групи контролю з метою оцшки ролi метаболтв оксиду азоту у формуванш ендотелiаль-ноi дисфункци. Визначали рiвнi метаболтв оксиду азоту ^-нпрозотюл, N0^ N0^ у сироватщ кров^ товщину комплексу iнтими-медiа ультразвуковим дуплексним скануванням, ендотелшзалежну дилатацш плечово'1 артери за допомогою манжеточноi проби. Результати. Встановлено зниження рiвнiв метаболтв оксиду азоту,

ендотелшзалежно1 дилатаци плечово1 артери, потов-щення комплексу iнтими-медiа в перюд загострення. У динамщ виявлено вiрогiдне тдвищення рiвнiв метаболтв оксиду азоту i ендотелiйзалежноi дилатаци плечо-во'1 артери порiвняно з перюдом загострення, проте даш показники залишаються нижчими порiвняно з показ-никами контрольно! групи, що свщчить про наявшсть стшких змш у судиннш стшщ. Висновки. Метаболии оксиду азоту, а також товщина комплексу iнтими-медiа загально! сонно! артери i ендотелшзалежна дилатацiя плечово'1 артери можуть використовуватися як маркери виявлення ендотелiальноi дисфункци у дней iз бронхь альною астмою.

Ключов1 слова: метаболии оксиду азоту, ендотелiальна дисфункц1я, дти.

Kaíhnhq neAiaTpifl / Clinical Pediatrics

Odinets Yu.V., Vasilchenko Y.V.

Kharkiv National Medical University, Kharkiv, Ukraine

THE ROLE OF NITRIC OXIDE METABOLITES IN THE FORMATION OF ENDOTHELIAL DYSFUNCTION IN CHILDREN WITH PERSISTENT BRONCHIAL ASTHMA

Summary. The aim of the study was to assess the role of nitric oxide metabolites in the development of endothelium dysfunction in children with persistent bronchial asthma in acute period and during remission Material and methods. Fifty eight children aged 6—17 years old suffering from persistent bronchial asthma in the period of exacerbation and remission of disease and 15 healthy children of control group have been examined in order to evaluate the role of the metabolites of nitric oxide levels for the development of endothelium dysfunction in the children with persistent bronchial asthma. There were determined serum blood S-nitrosothiol, NO2, NO3, the intima-media complex by the ultrasound duplex scanning and en-dothelium-dependent dilation status of the brachial artery by cuff probe. Results. It showed a reduction in the levels of ni-

tric oxide metabolites and endothelium-dependent dilation of the brachial artery, intima-media thickening in the period of exacerbation. There was revealed a significant increase in the levels of nitric oxide metabolites and endothelium-dependent dilation of the brachial artery compared with the period of exacerbation, but these findings are still lower in comparison with the control group, which indicates the presence of persistent changes in the vascular wall. Conclusion. The nitric oxide metabolites as well as the carotid intimal medial thickness and endothelium-dependent dilation of brachial artery should be marders of endothelium dysfunction in the children with bronchial asthma.

Key words: metabolites of nitric oxide, endothelial dysfunction, children.

42

3äopoBbe peöeHKa, p-ISSN 2224-0551, e-ISSN 2307-1168

№ 6(74) • 2016