CC BY
31
ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ И КЛИНИЧЕСКАЯ МЕДИЦИНА
УДК 616. 233 — 007. 271 — 053. 2 — 07 : 616. 155. 1 : 576. 314
СОСТОЯНИЕ КЛЕТОЧНЫХ МЕМБРАН ПРИ БРОНХООБСТРУКТИВНОМ СИНДРОМЕ У ДЕТЕЙ
В.Н. Ослопов, О.И. Пикуза, А.А. Кораблева, Х.М. Вахитов, Т.В. Клыкова
Кафедра детских болезней №1 (зав. — проф. О.И. Пикуза), кафедра пропедевтики внутренних болезней (зав. — проф. В.Н. Ослопов) Казанского государственного медицинского университета
Бронхообструктивный синдром у детей до настоящего времени остается сложной проблемой педиатрии, проявляясь патофизиологическими процессами, происходящими при бронхиальной обструкции, и не является самостоятельной нозологической единицей. Вместе с тем для проведения дифференцированной терапии и осуществления профилактических мероприятий по предотвращению развития тяжелых заболеваний, дебютом которых нередко является об-структивный бронхит, важно в каждом конкретном случае расшифровать причину формирования обструкции и решить вопрос об основном заболевании. Наибольший интерес и дискуссию вызывает дифференциация обструктивно-го бронхита и бронхиальной астмы (БА). В связи с этим выявление показателей, способных прогнозировать развитие этого заболевания у ребенка, страдающего обструктивным бронхитом, представляется одной из актуальных проблем педиатрии. Поиск маркеров в условиях существующих современных технологий следует проводить, вероятно, на клеточном и молекулярно-генетическом уровнях.
На протяжении последних лет ведется активное изучение одной из ионтранс-портирующих систем — №+-№+-обме-на. Этот вид ионного транспорта является вариантом облегченной диффузии, роль которого в физиологии клетки до настоящего времени неизвестна [14]. Состояние данной системы на 80% находится под влиянием генетических факторов и на 20% обусловлено действием внешней среды [10]. Активность №+-№+-обмена считается одним из информативных показателей проницаемости клеточных мембран для натрия. Указан-
ная система изучается на основании определения скорости №+-Ы+-проти-вотранстпорта (№+-Ы+-ПТ) через мембрану эритроцита.
Исследование величин скорости №+-Ы+-ПТ получило достаточно широкое распространение. Были выявлены взаимосвязи разных значений №+-Ы+-ПТ (квартилей) с распространением различных заболеваний внутренних органов, имеющих в своей основе генетическую детерминированность, с многообразными вариантами течения этих болезней и характером ответа на терапию [1, 5, 6]. На основании результатов этих работ В.Н. Ослоповым сделано предположение [5], что гены, кодирующие структуру клеточных мембран, могут быть сцеплены с генами, определяющими развитие различных заболеваний. С этих позиций интересным представляется изучение показателей №+-Ы+-ПТ у больных БА, которая, как и многие распространенные в популяции заболевания, рассматривается как полигенная болезнь с наследственной предрасположенностью.
Цель исследования — изучение скорости №+-Ы+-ПТ у больных обструк-тивным бронхитом и БА и оценка вклада этого показателя в дифференциальную диагностику указанных заболеваний.
Были обследованы 79 детей с атопической БА (38 человек в периоде обострения и 41 - в периоде ремиссии) и 21 ребенок с обструктивным бронхитом в возрасте от 3 до 15 лет. Группу сравнения составили 48 практически здоровых детей такого же возраста. Среди больных БА в периоде обострения у 71,8% детей наблюдалось легкое течение, у 25,6% — среднетяжелое и у 2,6% — тяжелое. У пациентов БА в периоде
Распределение детей с обструктивным бронхитом и БА в квартилях скорости ^+—Ы+-ПТ (%#)
Нозологические единицы I квартиль 63—152 II квартиль 153—197 III квартиль 198—253 IV квартиль 254—498
Обструктивный бронхит 14.3 9,5 28,6 47,6*
БА, период обострения 2,6** 15,8 26,3 55 3***
БА, период ремиссии 12,2 17,1 24,4 46,3**
Группа сравнения 25,0 25,0 25,0 25,0
Различия достоверны при сопоставлении с данными группы сравнения — * р<0,05, ** р<0,01, *** р<0,001. # Процент от общего числа детей в каждой из групп обследования.
ремиссии легкая форма заболевания диагностирована у 68,3% пациентов, среднетяжелая — у 19,5% и тяжелая - у 12,2%. Из общего числа обследованных с обструктивным бронхитом у 38,9% детей синдром бронхиальной обструкции наблюдался впервые, у 61,1% - повторно (от 2 до 3 эпизодов) на фоне острой респираторной вирусной инфекции (ОРВИ). Всем детям проводили аллергологическое обследование, а у пациентов старше 5 лет исследовали функцию внешнего дыхания (ФВД). Скорость Ш+-Ы+-ПТ через мембрану эритроцита изучали методом М. СапеББа (1980).
Статистический анализ проводили с помощью программы 8Р88 11.5. Распределение значений №+-Ы+-ПТ среди больных различных групп имело положительную асимметрию — коэффициенты асимметрии — 0,75 (БА, обострение), 0,52 (БА, ремиссия) и 0,39 (обструктивный бронхит), однако эти показатели незначимо отличались от нуля, что позволяло констатировать близкое к нормальному распределение признака. Обработка полученных результатов включала вычисление средних величин, коэффициента корреляции по Пирсону, а также квантильный (квар-тильный) анализ. Границы квартилей были определены ассистентом кафедры Х.М. Вахитовым при обследовании условно здоровых детей [3]: I квартиль — от 63 до 152 , II — от 153 до 197 , III — от 198 до 253 , IV — от 254 до 498 мкмоль Ы/л клеток/час. Достоверность различий между средними значениями нескольких независимых выборок оценивали с помощью дисперсионного анализа, при попарном сравнении групп исследования с группой сравнения — по критерию Даннета, значимость различий в
распределении в квартилях скорости №+-Ы+-ПТ —по критерию %2
Средняя скорость Ма+-Ы+-ПТ у детей с обструктивным бронхитом составляла 248,3±11,3 мкмоль Ы/л клеток/час, с БА в периоде обострения — 282,2± ±17,8 мкмоль Ы/л клеток/час, с БА в периоде ремиссии — 254,9±13,3 мкмоль Ы/л клеток/час. Все показатели значимо отличались от среднего значения скорости №+-Ы+-ПТ в группе сравнения (210,0± 11,8; соответственно р<0,001, р<0,01 и р<0,05). При сравнении средних значений скорости №+-Ы+-ПТ в трех группах исследования статистически достоверных различий не найдено.
Квартильный анализ позволил выявить некоторые особенности распределения больных БА и обструктивным бронхитом по шкале скорости №+-Ы+-ПТ (см. табл.). При сравнении характера распределения детей группы сравнения в квартилях скорости №+-Ы+-ПТ с соответствующим распределением больных БА в периоде обострения и в периоде ремиссии было обнаружено достоверно неравномерное распределение пациентов с БА в указанных квартилях с наибольшей встречаемостью среди лиц с высокими скоростями №+-Ы+-ПТ
(р=0,001 и р=0,01). Сходный характер распределения по шкале значений №+-Ы+-ПТ установлен в группе детей с об-структивным бронхитом: увеличение числа детей, имевших бронхообструк-тивный синдром на фоне ОРВИ, с увеличением номера квартиля. Величины скорости №+-Ы+-ПТ, соответствующие IV квартилю, достоверно чаще были у пациентов с БА и обструктивным бронхитом по сравнению с лицами из группы сравнения. Это свидетельствует о более частом развитии указанных забо-
леваний среди детей с показателями скорости №+-Ы+-ПТ более 253 мкмоль Ы/л клеток/час. Сравнение частоты встречаемости обструктивного бронхита в различных квартилях скорости №+-Ы+-ПТ с аналогичными величинами у больных БА (период обострения) не выявило достоверных различий. Небольшие отличия в характере распределения больных БА в периоде обострения по сравнению с распределением больных БА в периоде ремиссии в квартилях скорости №+-Ы+-ПТ также не достигали статистической значимости.
Обнаружены отрицательная корреляция средней силы (г= - 0,57; р<0,01) между величиной скорости №+-Ы+-ПТ и возрастом начала заболевания, а также положительная корреляция средней степени (г= 0,55; р<0,01) между значением №+-Ы+-ПТ и тяжестью БА.
Полученные результаты свидетельствуют об увеличении средних величин скорости №+-Ы+-ПТ в мембране эритроцита у больных БА по сравнению с показателями здоровых детей. В настоящее время этот показатель принято рассматривать как чувствительный индикатор функционального состояния клеточных мембран [14]. Фенотип №+-Ы+-ПТ определяется как влиянием генов, так и действием средовых факторов [10]. Таким образом, интерпретируя полученные результаты, необходимо проанализировать две возможные причины наличия высоких скоростей у большей части больных БА. Увеличение активности этой системы могло произойти под влияним патологических процессов, характерных для БА, т.е. являться вторичным в патогенезе заболевания. Вместе с тем обнаруженные высокие скорости №+-Ы+-ПТ могут отражать наличие генетически детерминированных характеристик в состоянии клеточных мембран у больных БА. В настоящее время невозможно однозначно ответить на этот вопрос. Однако точка зрения о генетической обусловленности выявленных изменений представляется более обоснованной.
Большое число исследований свидетельствует о том, что разные величины №+-Ы+-ПТ (в том числе низкие) мо-
гут быть сопряжены с различными патогенетическими вариантами течения заболеваний. Так, в работе В.Н. Ослопо-ва [5] было показано, что наиболее рано и часто развитие гипертонической болезни в популяции мужчин 35-50 лет происходит у индивидуумов, имеющих значения скорости Ма+-Ы+-ПТ, соответствующие II и IV квартилям №+-Ы+-ПТ, определенным для взрослых. При исследовании структурно-функционального состояния клеточных мембран у больных с различными формами гипертонической ангиоэнцефалопатии было обнаружено, что диффузная форма преобладает у мужчин с высокими значениями (IV квартиль), а очаговая — у мужчин с низкими значениями скорости Ма+-Ы+-ПТ (I квартиль). У женщин наблюдается противоположная тенденция [6]. Нельзя оста- вить без внимания факты преимущест- венно генетического контроля скорости №+-Ы+-ПТ (34% — влияние главного гена и 46% — полигенные факторы) [10], а также относительной стабильности этого показателя на протяжении жизни индивидуума [5].
Корреляционный анализ показал, что у детей с высокими значениями скорости Ш+-Ы+-ПТ отмечалось более раннее начало заболевания, а также прослеживалась положительная корреляция между значениями №+-Ы+-ПТ и тяжестью БА. Известно, что именно на эти два признака заболеваний с генетической предрасположенностью (возраст к началу болезни и тяжесть) оказывает влияние наследственная отягощенность [12]. Установлено, что фактором, достоверно определяющим раннее начало БА у детей, является наличие БА у сиб-сов [2]. Выявлена зависимость тяжести заболевания у детей от наличия БА у родителей в сравнении с другими группами родственников, обнаружена ассоциация тяжести БА с определенными аллелями генов НЬЛ-БЯ [2].
В работе Ю.В. Постнова [7], посвященной изучению состояния клеточных мембран при артериальной гипертензии, было показано, что при непосредственном активировании одного из компонентов фосфатидилинозитной
системы трансмембранной передачи сигнала в клетке (протеинкиназы С) происходит одновременное увеличение активности №+-Н+-обмена, №+-Ыа+-обмена и высвобождение Са2+ из цитоплазматического ретикулума. Эти результаты позволяют рассматривать высокие скорости переноса ионов в системе №+-№+-обмена как маркер наличия надпо-роговых концентраций свободного кальция в цитоплазме. Уровень внутриклеточного кальция является важной константной характеристикой, изменение которой существенно влияет на жизнедеятельность клетки. Согласно теории Ю.В. Постнова, сохранение специфической функции клетки в условиях более высоких концентраций внутриклеточного ионизированного кальция, регистрируемых у больных ГБ, возможно благодаря формированию комплекса адаптивных реакций, которые протекают с обязательным участием кортикостероидных гормонов. Удаление надпочечников у крыс со спонтанной гипертензией и нормотензивных крыс приводило к увеличению имевшегося различия между ними в величине внутриклеточных пулов кальция в адипоцитах и последующей гибели клеток от избыточного повышения уровня кальция в цитоплазме [8].
Ключевая роль кальция в регулировании многих внутриклеточных процессов, включая сокращение гладких мышц бронхов, позволяет предположить, что нарушение кальциевого баланса на уровне клетки может являться одной из причин гиперреактивности бронхов. Внутриклеточная концентрация кальция имеет важное значение и в таких процессах, как высвобождение биологически активных веществ из тучных клеток, реакциях хемотаксиса, секреции гормонов и медиаторов. Обнаружение высоких значений скорости №+-Ы+-ПТ у больных БА позволяет предположить у них наличие кальциевого дисбаланса на уровне клетки, а также то, что одним из вероятных путей формирования нарушений кальцие-вого гомеостаза при БА является изменение состояния фос-фоинозитидной сигнальной системы. В то же время, возможно, что изменение активности №+-Ма+-обмена при БА обусловлено какими-либо другими механизмами, не связанными с изменением кальциевого баланса.
Присутствие высоких значений скорости №+-Ы+-ПТ у здоровых лиц, вероятно, объясняется тем, что генотипические особенности функционального состояния клеточных мембран, сопровождающиеся высокими величинами скорости Ма+-Ы+-ПТ, не вызывают нарушений, которые изолированно могли бы привести к развитию заболевания.
Проведение квартильного анализа позволило выявить, что у 44,7% пациентов с БА в периоде обострения и у 53,7% детей с БА в периоде ремиссии имелись невысокие показатели скорости №+-Ы+-ПТ (¡-Ш квартили). Такие результаты можно объяснить особенностями патогенеза БА, когда развитие этого заболевания не связано с нарушением мембранных функций (или связано с изменением мембран, не влияющим на активность Ма+-Ы+-ПТ), а определяется вовлечением других механизмов формирования болезни. БА относится к заболеваниям с наследственной предрасположенностью. Генетическая составляющая БА представляет собой полигенную систему с комплексным эффектом нескольких генов, каждый из которых в отдельности не способен (или крайне редко способен) вызвать заболевание [11]. Особенности механизмов наследования болезней с генетической детерминированностью приводят к тому, что каждое заболевание представляет собой генетически гетерогенную патологию [9, 13]. Следовательно, формирование болезни не всегда протекает с вовлечением одинаковых патогенетических механизмов.
Однотипный характер распределения значений в квартилях скорости №+-Ы+-ПТ у больных БА и обструктивным бронхитом (увеличение числа детей с увеличением номера квартиля) свидетельствует о сходстве функционального состояния клеточных мембран при этих заболеваниях. Результаты исследования позволяют предположить наличие общих патогенетических механизмов в развитии БА и обструктивного бронхита у детей этой возрастной группы. Детей, имеющих эпизоды обструкции на фоне ОРВИ в возрасте старше 3 лет, следует относить к угрожаемым контингентам по формированию БА, что может быть подтверждено последующим катамнестичес-
ким обследованием. Возможно, дети с обструктивными бронхитами (имея генотип, позволяющий развиться БА) находятся в “переходном” периоде (здоровье ^ болезнь), и вероятность развития болезни будет во многом определяться характером унаследованного генотипа, интенсивностью влияния неблагоприятных факторов в этот период (в меньшей степени) и способностью организма адаптироваться к влиянию окружающей среды. Известно, что клинические проявления БА исчезают в пубертатном периоде у 30-50% детей, однако у части больных вновь возникают во взрослой жизни [4]. Это еще раз подтверждает предположение о важности процессов адаптации организма к внешним условиям на начальных этапах развития БА.
ВЫВОДЫ
1. Обнаружено увеличение средних значений скорости №+-Ы+-ПТ у больных атопической бронхиальной астмой в периоде обострения и в периоде ремиссии и у больных обструктивным бронхитом в остром периоде по сравнению с показателями здоровых детей.
2. Бронхиальная астма и обструктив-ный бронхит чаще развиваются у лиц с показателями скорости Ма+-Ы+-ПТ, соответствующими IV квартилю.
3. Выявлен сходный характер распределения больных бронхиальной астмой и обструктивным бронхитом в возрасте старше 3 лет в квартилях скорости Ма+-Ы+-ПТ, что позволяет предположить наличие общих патогенетических механизмов в развитии этих заболеваний у детей данной возрастной группы.
ЛИТЕРАТУРА
1. Амиров Н.Б. // Казанский мед. ж. — 2003. — № 3 . — С. 169-174.
2. Богорад А.Е. // Пульмонология. — 2002. — № 1. — С. 47-55.
3. Вахитов Х.М. Сравнительная характеристика показателей липидного спектра, мембрано-лиза и клеточного противотранспорта у детей с учетом частоты эпизодов респираторной заболе-
ваемости и отягощенной наследственности по атеросклерозу: Автореф. дисс. ... канд. мед. наук. — Казань, 2000.
4. Глобальная стратегия лечения и профилактики бронхиальной астмы [Доклад рабочей группы GINA]: пересмотр 2002 г./ Пер. с англ. — М., 2002.
5. Ослопов В.Н. Значение мембранных нарушений в развитии гипертонической болезни: Автореф. дисс. ... докт. мед. наук. — Казань, 1995.
6. Ослопов В.Н., Заббарова А.Т., Богданов Э.И. // Казанский мед. ж. — 2002. — № 6 .— С. 401-404.
7. Постное Ю.В. // Арх. патол. — 1988. — № 11 .— С. 5-11.
8. Постное Ю.В. // Кардиология. — 1993. — № 8. — С. 7-15.
9. Barnes K.S. // Pediatr. Pulmonol. — 1997. — Suppl. 16 — P. 80-81.
10. Hardman T.C., Lant A.F.// J. Hypertens. — 1996. — Vol. 14. — P. 695-703.
11. LeSouef P. // Pediatr. Pulmonol. — 1997. — Suppl. 15. — P. 3-8.
12. Michel F.B., Chanez P., Clauzel A.M. et al. // Rev. Fr. Allergol. -1989. - Vol. 29. - P. 81-87.
13. Plomin R., Owen MJ., McGuffin P. // Science. -1994. - Vol. 164. - P. 1733-1739.
14. Zerbini G., Mangili R., Gabellini D., Pozza G. // Am. J. Physiol. - 1997. - Vol. 4. - P. 1373-1379.
Поступила 13.01.04.
STATE OF CELLULAR MEMBRANES IN BRONCHOOBSTRUCTIVE SYNDROME IN CHILDREN
V.N. Oslopov, O.I. Pikuza, AA. Korableva,
KhM. Vakhitov, T.V. Klykova
S u m m a r y
Activity of Na+-Li+ countertransport is studied in children with obstructive bronchitis and bronchial asthma. The M. Conessa method (1980) was used to study the velocity of Na+—Li+ countertransport across the erythrocyte membrane (in mkmol Li/l cells/hour). The increase of average values of the velocity of Na+— Li+ countertransport is found in patients with atopic bronchial asthma in exacerbation period and in remission and in patients with obstructive bronchitis in acute period compared with ind^s of healthy children. Quartile analysis made it possible to reveal that bronchial asthma and obstructive bronchitis often develop in persons with the velocity indices of Na+—Li+ countertransport corresponding to IV quartile. Distribution of patients over 3 years of age with bronhial astma and obstructive bronchitis in quartiles of the velocity of Na+—Li+ countertransport was similar making it possible to suggest the presence of general pathogenetic mechanisms in development of these diseases in children of this age group.
