CC BY
29
УДК 616-053.2-056.43 ББК 52.5 М 79
Моргуль Е.В.
Кандидат биологических наук, доцент кафедры медицинской биологии и генетики Ростовского государственного медицинского университета, Ростов-на-Дону, e-mail: [email protected]
Колмакова Т.С.
Доктор биологических наук, доцент, зав. кафедрой медицинской биологии и генетики Ростовского государственного медицинского университета, Ростов-на-Дону, e-mail: [email protected]
Становление адренергической медиации у детей при аллергических заболеваниях
(Рецензирована)
Аннотация. Аллергические заболевания занимают ведущее место среди неинфекционных болезней у детей. Их рост и риск перехода в тяжелую инвалидизирующую форму - бронхиальную астму -ставит необходимым изучение патогенетических звеньев регуляции иммунного ответа. В работе изучена роль катехоламиновых нейромедиаторов в формировании аллергического ответа при крапивнице и бронхиальной астме у детей в возрасте от 1 до 8 лет. Показано, что в возрасте до 3-х лет аллергические реакции сопровождаются повышенной секрецией дофамина. В более старшем возрасте установлены различия адренергической медиации при острой крапивнице и бронхиальной астме. При бронхиальной астме у детей в возрасте от 3 до 8 лет повышается секреция норадреналина, что может быть одной из причин развития бронхоспазма.
Ключевые слова: катехоламины, бронхиальная астма, крапивница, дети.
Morgul E.V.
Candidate of Biology, Associate Professor of the Department of Medical Biology and Genetics, Rostov State Medical University, Rostov-on-Don, e-mail: [email protected]
Kolmakova T.S.
Doctor of Biology, Associate Professor, Head of the Department of Medical Biology and Genetics, Rostov State Medical University, Rostov-on-Don, e-mail: [email protected]
The formation of adrenergic mediation at children with allergic diseases
Abstract. The allergic diseases come to the front of noninfectious diseases of children. Incidence rate of allergic diseases and risk of transition in a severe incapacitating forme - bronchial asthma - necessitate the examination of pathogenetic components of regulation of the immune response. In the scientific discussion the role of catecholamine's neurotransmitters in the formation of allergic response of children at the age of 1-8 years, which are suffering from urticaria and bronchial asthma, is observed. It is a well known fact, that all allergic reactions of organisms of children at the age of 1-3 years are accompanied by high secretion of dopamine. The differences of adrenergic mediation of acute urticaria and bronchial asthma are defined in the organisms of children at the age of 3-8 years. Children at the age of 3-8 years, which are suffering from bronchial asthma, have high level of secretion of noradrenaline, which can cause the development of bronchial spasm.
Keywords: catecholamines, bronchial asthma, urticaria, children.
За последние несколько десятилетий во всем мире отмечается значительный рост заболеваний аллергического генеза [1-3]. Многолетние клинико-эпидемиологиче-ские исследования, проведенные в течение последних десятилетий, показали, что распространение аллергических заболеваний в регионах России различно и колеблется от 15 до 35% [2]. Аллергией чаще страдают дети, поэтому увеличение численности детей с аллергическими заболеваниями является одной из главных проблем педиатрии. По сведениям Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), аллергические болезни, протекающие в виде бронхиальной астмы (БА) и атопического дерматита (АД), в настоя-
* Представлена на Международной научной конференции «Механизмы функционирования нервной, эндокринной и висцеральных систем в процессе онтогенеза», посвященной 75-летию Адыгейского государственного университета, 8-9 октября 2015 г. Адыгейский государственный университет, Майкоп, Республика Адыгея.
ваний в детском возрасте. По официальной статистике, число детей, страдающих аллергическими заболеваниями, за последние десять лет увеличилось почти в 3 раза [4, 5]. Наиболее часто встречаемыми аллергическими болезнями являются АД (16-18%), БА (10-12%) и крапивница (К) (8-10%). Практически каждый пятый человек испытывает в жизни, по крайней мере, один эпизод крапивницы [6].
Особенности формирования пищеварительной системы у детей, особенно в первые годы жизни, являются основной причиной аллергии у детей. Как правило, первоначально развивается пищевая аллергия, сопровождающаяся кожными проявлениями в виде крапивницы или с последующим возникновением атопического дерматита. Особую тревогу вызывает переход кожных форм аллергических заболеваний в более тяжелые формы: аллергический ринит, бронхиальную астму и другие. Аллергические заболевания значительно снижают качество жизни ребенка, способствуют физической и эмоциональной дезадаптации [2]. Кроме этого, поздняя диагностика, рецидивирующий характер заболевания приводят к нарастанию тяжести течения аллергических болезней, инвалидизации и неэффективности терапии.
При разном фенотипическом проявлении АД, БА и К относятся к одной группе атопических болезней, связанных с гиперактивностью иммунного ответа, что приводит к повреждению собственного организма. Для регуляции гомеостатических функций организма нейроэндокринная регулирующая система тесно сотрудничает с иммунной системой. Наличие рецепторов к нейромедиаторам (гистамину, катехоламинам, серо-тонину, ацетилхолину) на лимфоидных клетках доказывает подчиненность иммунной системы нейрогуморальному воздействию [7].
Со стороны нервной системы ведущая роль принадлежит катехоламинам. Катехо-ламины являются первичными медиаторами стрессорного действия. Они активируют гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковую систему, обеспечивают метаболические и гемодинамические адаптивные реакции. Гипер- или гипокатехоламинемия ведут к нарушению регуляции различных функций органов и систем, развитию патологических реакций и заболеваний.
Исходным продуктом для образования катехоламинов является аминокислота тирозин. После ее гидроксилирования образуется диоксифенилаланин (ДОФА), который является непосредственным предшественником катехоламинов. Он легко проникает через гематоэнцефалический барьер, но при этом обладает относительно невысокой биологической активностью. Из ДОФА образуются медиаторы адренергической системы (норадреналин, дофамин) и гормоны (адреналин, норадреналин) симпатоадренало-вой системы. В детском возрасте взаимоотношения между нейроэндокринными звеньями и иммунной системой находятся в стадии становления.
Таким образом, можно предположить, что нарушение обмена катехоламинов является патогенетически значимым при аллергических заболеваниях у детей.
В связи с вышеизложенным целью работы явилось установить особенности мо-ноаминовой медиации у детей с аллергическими заболеваниями.
Материалы и методы исследования
В исследовании приняли участие: 51 ребенок в возрасте от 1 года до 8 лет. Из них 22 детям поставлен диагноз острая крапивница средней степени тяжести, 19 детям -бронхиальная астма. По возрастному критерию дети каждой группы разделены на две подгруппы: от 1 года до 3 лет и от 3 до 8 лет. В связи с отсутствием гендерных отличий по содержанию катехоламинов, установленных нами ранее, разделение групп по половой принадлежности не проводили [8]. В качестве контрольных значений использовали результаты, полученные при обследовании 10 детей соответствующего возраста, имеющих I группу здоровья. Все исследования проводились только с согласия родителей.
У всех обследованных определяли содержание катехоламинов [диоксифенилала-нин (ДОФА), дофамин (ДА), норадреналин (НА), адреналин (А)] в утренней порции мочи флуориметрическим методом.
Статистическую обработку выполняли с использованием стандартного пакета прикладного статистического анализа 81ай81;1са 6.0.
Результаты исследования и их обсуждение
При анализе полученных результатов обнаружены возрастные особенности изменения катехоламиновой секреции у детей с аллергическими заболеваниями, а также особенности медиации при разных формах аллергии. У пациентов с бронхообструкци-ей в возрасте от 1 до 3 лет в пределах нормы отмечены показатели ДОФА, предшественника синтеза катехоламинов, и А, выполняющего гормональную функцию. Их содержание регистрировали в средних границах нормы, тогда как уровни ДА и НА, выполняющих функцию медиаторов, достоверно были выше контрольных значений. Концентрация ДА превышала средние границы нормы на 77,1% и НА - на 147,0%. У обследованных детей с диагнозом БА в возрасте от 3 до 8 лет в переделах нормы регистрировали только уровень ДА, при этом его содержание находилось в верхней границе нормы. Уровень ДОФА превысил средние контрольные значения на 167,0%, НА - на 173,4%, А - на 78,9% (рис. 1). В этой возрастной группе выявлены дети с очень высоким уровнем катехоламинов в моче. У 32% пациентов в возрасте от 6 до 8 лет содержание ДОФА превысило средние контрольные значения в 4,2 раза, ДА - в 1,5 раза, НА - в 3,5 раза, А - в 2,3 раза. Данный факт свидетельствует о том, что при БА метаболизм катехоламинов у детей имеет особенности. Установленные изменения могут иметь место при усиленном синтезе или угнетении распада катехоламинов, а также при снижении связывания катехоламинов с рецепторами клеток верхних дыхательных путей.
% 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 -20
Рис. 1. Содержание катехоламинов в моче у детей с бронхиальной астмой
(в % к контролю)
У детей с острой крапивницей в возрасте от 1 года до 3 лет в средних границах нормы также регистрировали содержание ДОФА и А, а также НА. Уровень ДА, как и у детей с БА, превышал средние контрольные значения (139,4%). У детей более старшего возраста (от 3 до 8 лет) с этим диагнозом в пределах нормы отмечено содержание ДОФА и ДА. При этом содержание НА превышало средний уровень контрольных значений на 64,3%. Содержание А превысило средние контрольные значения на 36,0% (рис. 2).
•Ja
4.
т
ж «i»
ППТПТ1
1-3 года 3-8 лет
и ДОФА □ ДА □ НА □ А
Рис. 2. Содержание катехоламинов в моче у детей с острой крапивницей (в % к контролю)
Примечание: На рисунках 1 и 2 * обозначены изменения, достоверные относительно контроля (Р<0,05)
На основании полученных данных было установлено, что в раннем возрасте (от 1 года до 3 лет) у детей с аллергическими заболеваниями увеличено содержание ДА, что, по нашему мнению, отражает возрастные особенности становления нейроиммунных связей (рис. 1, 2). Вероятнее всего, в первые три года жизни повышение уровня дофамина, который стимулирует иммунный ответ организма, является патогенетически значимым при аллергических заболеваниях. ДА повышает выход из тучных клеток гиста-мина, что при аллергических и псевдоаллергических реакциях обусловливает возникновение местных или генерализованных симптомов, проявляющихся в кожных повреждениях при острой крапивнице и спазмах бронхов при бронхиальной астме.
Для определения метаболической активности катехоламинов оценивали соотношение содержания НА/А у детей с аллергическими заболеваниями. Самый высокий коэффициент установлен у детей с бронхиальной астмой в возрасте от 1 до 3 лет. Этот коэффициент превысил контрольные значения на 157,7%. В возрасте от 3 до 8 лет у пациентов с этой патологией соотношение НА/А повышено на 54,0%. У детей с острой крапивницей независимо от возраста соотношение НА/А достоверно не отличалось от показателей детей контрольной группы. Это дает основание предполагать значительное усиление симпатомиметических эффектов при бронхиальной астме, что является одной из причин нарушения чувствительности рецепторов бронхов к катехоламинам и выражается в появлении спазмов бронхов.
Заключение
Таким образом, из полученных данных следует, что характерные изменения кате-холаминовой регуляции у детей первых 3-х лет жизни с разными формами аллергии не отражают участие отдельных катехоламинов в патогенезе заболеваний, что может быть связано с несформировавшимися взаимоотношениями между адренергической и иммунной системами [9]. У детей в возрасте от 3-х лет характер направленности изменений катехоламинов связан с формой атопии.
У детей с бронхиальной астмой содержание катехоламинов значительно выше, чем у детей с острой крапивницей. Повышенная секреция катехоламинов является неспецифической приспособительной реакцией организма на воздействие раздражителя.
Повышенное содержание ДА указывает на стрессовое состояние организма детей с аллергическими заболеваниями, вызванное аллергенами. Так как аллергические реакции являются результатом генеративного ответа иммунной системы на раздражитель, то повышение уровня ДА является одной из причин этого явления. У детей с бронхиальной астмой высокий уровень НА указывает на активацию симпатоадреналовой системы (САС), адаптационная роль которой состоит в запуске и подготовке всех клеточных эффекторных структур для работы на новом уровне функциональной активности. Гуморальным медиатором этого процесса является норадреналин, имеющий наибольшее сродство к альфа-адренорецепторам и вызывающий спазм бронхов [10].
Таким образом, повышенная секреция нейромедиаторных катехоламинов может лежать в основе формирования патологического ответа иммунной системы. Кроме того, катехоламины являются триггерами свободнорадикального окисления, активность которого значительно повышается при аллергии и сопровождается разными воспалительными процессами.
Примечания:
1. Безрукова Д. А. Атопическая патология у детей, проживающих в условиях сочетанного воздействия антропогенной нагрузки и йодного дефицита: автореф. дис. ... д-ра мед. наук. Астрахань, 2010. 38 с.
2. Зайцева О.В. Профилактика аллергии у детей // Практическая медицина. 2008. № 31. С. 3-8.
3. Качество питьевой воды и заболеваемость ато-пической патологией у детей и подростков, проживающих в условиях йодного дефицита и антропогенного загрязнения окружающей среды / Д.А. Безрукова, А.А. Джумагазиев, А.Б. Мясищева [и др.] // Экология человека. 2010. № 6. С. 24-29.
4. Иванова О.Н., Петрова П.Г., Барашкова Н.Н. Эпидемиология и факторы риска развития бронхиальной астмы у детей на Севере // Фундаментальные исследования. 2006. № 5. С. 72
5. Мачарадзе Д.Ш., Шанидзе М.А., Джишкариани И.Р. Распространенность аллергических заболеваний у детей по данным литературы и ISAAC // Астма. 2005. № 6. С. 11-17.
6. Development and validation of the Urticaria Control Test: A patient-reported outcome instrument for assessing urticaria control / K. Weller, A. Groffik, M. Church [etc.] // Allergy and Clinical Immunology. 2014. Vol. 133. P. 1365-1372.
7. Акмаев И.Г. Нейроиммуно-эндокринология: патофизиологические аспекты // Патофизиология. М., 1999. 169 с.
8. Особенности нейроэндокринной регуляции у детей, страдающих крапивницей / Е.В. Моргуль, С.В. Мальцев, О.С. Оксенюк [и др.] // Естествознание и гуманизм. 2014. Т. 8, № 1. С. 51-53.
9. Особенности нейроэндокринных взаимоотношений у детей раннего возраста, часто и длительно болеющих респираторными заболеваниями / Н.Н. Усейнова, Т.С. Колмакова, В.А. Шовкун [и др.] // Актуальные проблемы пульмонологии и аллергологии детского возраста: материалы всерос. науч.-практ. конф. Смоленск, 2009. С. 280-282.
10. Медведев А.С., Кондрашова С.Б. Нейрогумо-ральные реакции в тканях бронхов при симпатической стресс-электростимуляции // Журнал Гродненского гос. мед. ун-та, 2009. № 2. С. 70-73.
References:
1. Bezrukova D.A. Atopic pathology of children living in conditions of the combined influence of an-thropogenous loading and iodine deficit: Dis. abstract for the Dr. of Medicine degree. Astrakhan, 2010. 38 pp.
2. Zaytseva O.V. Prevention of children's allergy // Practical Medicine. 2008. No. 31. P. 3-8.
3. The quality of drinking water and the incidence of atopic pathology of children and teenagers, living in conditions of iodine deficit and anthropogenic pollution of the environment / D.A. Bezrukova, A.A. Dzhumagaziev, A.B. Myasishcheva [etc.] // Human Ecology. 2010. No. 6. P. 24-29.
4. Ivanova O.N., Petrova P.G., Barashkova N.N. Epidemiology and risk factors of bronchial asthma development of children in the North // The Fundamental Researches. 2006. No. 5. P. 72.
5. Macharadze D.Sh., Shanidze M.A., Dzhishkariani I.R. Prevalence of allergic diseases of children according to the data of literature and ISAAC // Asthma. 2005. No. 6. P. 11-17.
6. Development and validation of the Urticaria Control Test: A patient-reported outcome instrument for assessing urticaria control / K. Weller, A. Groffik, M. Church [etc.] // Allergy and Clinical Immunology. 2014. Vol. 133. P. 1365-1372.
7. Akmaev I.G. Neuroimmuno-endocrinology: pathophysiological aspects // Pathophysiology. M., 1999. 169 pp.
8. Features of neuroendocrine regulation of the children suffering from urticaria / E.V. Morgul, S.V. Maltsev, O.S. Oksenyuk [etc.] // Natural sciences and Humanism. 2014. Vol. 8, No. 1. P. 51-53.
9. Features of neuroendocrine interactions of young children, often and chronically ill with respiratory diseases / N.N. Useynova, T.S. Kolmakova, V.A. Shovkun [etc.] // Actual problems of pulmonology and allergology of children's age: proceedings of Russian scient. and pract. conf. Smolensk, 2009. P. 280-282.
10. Medvedev A.S., Kondrashova S.B. Neurohumoral reactions in bronchi tissues during sympathetic stress-electrostimulation // Journal of Grodno State Medical University. 2009. No. 2. P.70-73.
