Изучение метаболизма оксида азота при бронхиальной астме

Актуальность.

По данным эпидемиологических исследований, бронхиальная астма (БА) является одной из наиболее распространенных болезней в мире [Чучалин A.F., 2004]. В последние годы отмечается неуклонный рост заболеваемости БА, особенно среди детей, увеличивается доля данного заболевания в структуре инвалидности и смертности, повышаются размеры экономического ущерба, связанного с этой болезнью [276Чучалин, 2000, Barnes P.J., 2006]. Высокая медико-социальная значимость БА диктует необходимость всестороннего изучения патогенеза, поиска эффективных методов диагностики, профилактики и лечения [Чучалин А.Г., 2004].

В патогенезе Б, А важную роль играет оксидативный стресс (ОС) [Barnes P.J., 2002]. На модельных системах, показано, что гиперпродукция активных форм кислорода (АФК) вызывает бронхоконстрикцию, гиперсекрецию слизи, повреждение различных клеток и др. [36, 90, 160, 206, 207,]. Однакодо настоящего времени не выявлены механизмы образования тех или иных АФК при Б А, не ясно какие именно АФК реализуют обострение БА, не изучена взаимосвязь между образованием АФК и активными формами азота (АФА).

К факторам, определяющим благоприятное течение и прогноз заболевания, относится своевременная и адекватная диагностика, в том числе и преклиническая. Среди диагностических тестов в настоящее время большое внимание уделяется необременительным для пациентов, неинвазивным методикам. Одним из таких тестов, является определение оксида азота (NO) в выдыхаемом воздухе на хемилюминесцентном газовом анализаторе в режиме on line [284]. Показано, что увеличение NO при БА является диагностическим маркером этого заболевания. [97,284]. Однако, в связи с высокой лабильностью измеряемого NO, обусловленной его реакционной способностью и дороговизной анализатора, данный метод не находит широкого практического применения. С другой стороны, известно, что в организме продуцируемый NO претерпевает целый каскад превращений, приводящий к образованию стабильных соединений, таких как нитраты, нитриты, S-нитрозотиолы, нитротирозины [125, 173]. Наибольшим процентом выхода из указанных продуктов обладают нитрати нитрит-анионы. Изменение концентрации этих стабильных метаболитов оксида азота в респираторном тракте может быть оценено в конденсате выдыхаемого воздуха (КВВ) [95,97]. КВВ представляет собой сумму аэрозольной фракции выдыхаемого воздуха, несущей в своем составе диспергационные частицы, сорванные с поверхности дыхательных путей, и конденсированного пара воды, и отражает процессы, протекающие в респираторном тракте, воспалительные изменения и эффект лечения. Необременительность и неинвазивность процедуры получения КВВ обуславливает перспективность ее использования в пульмонологии. Тем не менее, за период с 1966 по 2002 гг. в поисковой системе MEDLINE отмечено лишь 11 работ, посвященных определению нитрит-анионов в КВВ при заболеваниях легких [109]. В связи с низким содержанием нитрит-аниона в КВВ, представляется целесообразным определение суммарной концентрации нитрати нитрит-анионов. Однако, до сих пор остаются неизученными возможности применения оценки уровня нитратов и нитритов для преклинической, первичной диагностики, мониторинга эффективности проводимой терапии БА. Не определены так же границы нормальных значений, не исследованы взаимосвязи продукции АФА с генерацией АФК, с тяжестью заболевания.

Цель исследования: изучение метаболизма оксида азота при бронхиальной астме и возможности применения метода определения суммарной концентрации нитратов и нитритов в конденсате выдыхаемого воздуха для диагностики, мониторинга и оценки эффективности проводимой терапии данного заболевания.

Задачи исследования.

1. Провести сравнительный анализ между уровнем оксида азота в выдыхаемом воздухе и суммарной концентрацией нитратов и нитритов в конденсате выдыхаемого воздуха у здоровых добровольцев и у пациентов с бронхиальной астмой различной степени тяжести.

2.Изучить влияние продукции активных форм кислорода на уровень выдыхаемого оксида азота и суммарную концентрацию нитратов и нитритов в конденсате выдыхаемого воздуха при обострении бронхиальной астмы легкого течения.

3. Изучить возможность использования метода определения суммарной концентрации нитратов и нитритов в конденсате выдыхаемого воздуха для преклинической диагностики, мониторинга течения и эффективности проводимой терапии бронхиальной астмы.

4. Оценить динамику суммарной концентрации нитратов и нитритов в конденсате выдыхаемого воздуха у детей с бронхиальной астмой легкого течения при адаптации к интервальной гипоксической тренировки.

5. Изучить динамику суммарной концентрации нитратов и нитритов в конденсате выдыхаемого воздуха в ходе экспозиции сезонными аллергенами у больных бронхиальной астмой и поллинозом.

Научная новизна.

Впервые изучена корреляционная связь между суммарной концентрацией нитратов и нитритов в конденсате выдыхаемого воздуха и уровнем выдыхаемого оксида азота при различных степенях тяжести бронхиальной астмы.

Впервые проведена комплексная оценка связи между суммарной концентрацией нитратов и нитритов в конденсате выдыхаемого воздуха, уровнем выдыхаемого оксида азота и показателями свободнорадикального окисления в периферической крови, что способствовало выявлению роли свободнорадикальных механизмов развития обострения бронхиальной астмы легкого течения.

Впервые выявлена динамика суммарной концентрации нитратов и нитритов в конденсате выдыхаемого воздуха при различных степенях тяжести бронхиальной астмы на фоне базисной терапии. Обоснована возможность применения метода определения суммарной концентрации нитратов и нитритов в конденсате выдыхаемого воздуха для выявления групп риска по бронхиальной астме.

Впервые изучена динамика суммарной концентрации нитратов и нитритов в конденсате выдыхаемого воздуха у детей с бронхиальной астмой при адаптации к интервальной гипоксической тренировке.

Впервые оценено изменение суммарной концентрации нитратов и нитритов в конденсате выдыхаемого воздуха при сочетании бронхиальной астмы и поллиноза.

Практическая значимость.

Определение суммарной концентрации нитратов и нитритов в конденсате выдыхаемого воздуха позволяет оценивать выраженность воспалительных изменений в респираторном тракте при бронхиальной астме и поллино-зах. Определены критерии использования метода измерения суммарной концентрации нитратов и нитритов в конденсате выдыхаемого воздуха для диагностики бронхиальной астмы и поллинозов. Обоснована возможность выявления групп риска развития бронхиальной астмы среди детей по концентрации нитратов и нитритов в конденсате выдыхаемого воздуха. Выявлено, что уровень суммарной концентрации нитратов и нитритов в конденсате выдыхаемого воздуха не показателен для достоверной диагностики бронхиальной астмы по степени тяжести. Установлено, что исследование концентрации нитратов и нитритов в конденсате выдыхаемого воздуха можно использовать для мониторинга состояния и эффективности проводимой противовоспалительной базисной и антиоксидантной терапии при бронхиальной астме.

Внедрение в практику.

Метод исследования суммарной концентрации нитратов и нитритов в конденсате выдыхаемого воздуха внедрен в практику в ФГУ «НИИ Пульмоно-огии» РОСЗДРАВА, кафедре терапии внутренних болезней педиатрического факультета ГОУ ВПО РГМУ РОСЗДРАВА, Военно-медицинском институте ФСБ РФ (г. Нижний Новгород), ВлГУ, 57 ГКБ г. Москвы.

Апробация работы.

Основные положения диссертации доложены и обсуждены на:

Национальных конгрессах:

XII, XIII, XIV, XV Национальных конгрессах по болезням органов дыхания (Москва, 2002, 2004, 2005, Санкт-Петербург 2003).

2 Национальном педиатрическом конгрессе «Современные технологии в педиатрической практике.

Международных конгрессах: ERS Annual Congress (Vena, 2003, Glasgow, 2004, Copenhagen 2005).

Национальной «школе по свободнорадикальным механизмам патогенеза» (Суздаль, 2005).

Публикации.

По теме диссертации опубликованы 16 печатных работ.

Объем и структура работы.

Диссертационная работа написана в традиционном стиле и состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов, результатов собственных исследований, обсуждения результатов, выводов, практических рекомендаций и указателя литературы, который содержит 105 отечественных и 189 зарубежных источников). Диссертация изложена на 143 страницах машинописного текста. Работа иллюстрирована 28 рисунками.

Выводы.

1. Установлено, что при обострении бронхиальной астмы статистически значимо повышается суммарная концентрация нитратов и нитритов в конденсате выдыхаемого воздуха при всех степенях тяжести и уровень выдыхаемого оксида азота при легкой и средней степени тяжести в сравнении со здоровыми добровольцами. Достоверная положительная корреляционная связь между изученными показателями выявлена только при легкой бронхиальной астме.

2. Показано, что при обострении бронхиальной астмы легкого течения снижение уровня выдыхаемого оксида азота связано с его взаимодействием с АФК, что подтверждается достоверной отрицательной корреляционной связью между ними. Образующиеся в результате этого продукты метаболизма оксида азота обуславливают повышенный уровень суммарной концентрации нитратов и нитритов в конденсате выдыхаемого воздуха.

3. Определение суммарной концентрации нитратов и нитритов в конденсате выдыхаемого воздуха может быть использовано для преклинической диагностики бронхиальной астмы. Повышение уровня суммарной концентрации нитратов и нитритов в конденсате выдыхаемого воздуха более 6 мкМ в сочетании с наличием 3−4 признаков атопии является основанием для включения пациентов в группу риска по бронхиальной астме.

4. На фоне проводимой базисной терапии заболевания, показано достоверное снижение суммарной концентрации нитратов и нитритов в конденсате выдыхаемого воздуха при легкой (в 1,7 раза) и среднетяжелой астме (в 1,9 раза), что может быть использовано для мониторинга течения болезни и оценки эффективности проводимой терапии.

5. Установлено, что в ходе адаптации детей с бронхиальной астмой легкого течения к интервальной гипоксической тренировке в 2,3 раза повышается уровень нитратов и нитритов в конденсате выдыхаемого воздуха, что обусловлено физиологической ролью оксида азота.

6. Выявлено, что в период поллинации увеличивается содержание стабильных метаболитов оксида азота в конденсате выдыхаемого воздуха у пациентов как с поллинозом, так и сочетанием поллиноза и бронхиальной астмы.

Практические рекомендации.

1. Для определения продукции нитроксид-продуцирующей способности легких следует использовать суммарную концентрацию нитратов и нитритов в конденсате выдыхаемого воздуха.

2. Метод определения суммарной концентрации нитратов и нитритов в конденсате выдыхаемого воздуха следует применять для преклинической диагностики бронхиальной астмы. Повышение уровня суммарной концентрации нитратов и нитритов в конденсате выдыхаемого воздуха более 6 мкМ в сочетании с наличием 3−4 признаков атопии является основанием для включения пациентов в группу риска по бронхиальной астме.

3. Метод определения суммарной концентрации нитратов и нитритов в конденсате выдыхаемого воздуха следует применять для первичной диагностики БА всех степеней тяжести, мониторинга эффективности проводимой терапии при легкой и среднетяжелой БА.