Κλινική σημασία της ενδοθηλιακής δυσλειτουργίας σε παιδιά με υποτροπιάζουσα αποφρακτική βρογχίτιδα και βρογχικό άσθμα

Το βρογχικό άσθμα (ΒΑ) είναι μια από τις πιο συχνές παιδικές ασθένειες. Επιδημιολογικές μελέτες των τελευταίων ετών δείχνουν ότι το 5 έως 10% των παιδιών πάσχουν από αυτή την ασθένεια και αυτό το ποσοστό αυξάνεται κάθε χρόνο. Η αύξηση της θνησιμότητας από βρογχικό άσθμα και ο αριθμός των νοσηλειών σε παιδιατρικά ιδρύματα προκαλούν επίσης σοβαρή ανησυχία. Τα τελευταία χρόνια, η ενδοθηλιακή δυσλειτουργία έχει προκαλέσει μεγάλο ενδιαφέρον για τους ερευνητές που μελετούν τους μηχανισμούς ανάπτυξης του βρογχικού άσθματος. Το ενδοθήλιο είναι μια μεταβολικά ενεργή, εξαιρετικά εξειδικευμένη μονοστοιβάδα κυττάρων που επενδύει όλα τα αγγεία του ανθρώπινου σώματος. Τα ενδοθηλιακά κύτταρα, ανταποκρινόμενα ειδικά σε διάφορα μοριακά σήματα, εκτελούν μια ποικιλία λειτουργιών, όπως μεταφορά, φραγμός, συμμετοχή στον μεταβολισμό της εξωκυτταρικής μήτρας, βιοσύνθεση διαφόρων κυτοκινών, αγγειογένεση, ρύθμιση των διαδικασιών πήξης του αίματος, αγγειακό τόνο και ανοσοφλεγμονώδεις αντιδράσεις, συμμετοχή στην παραγωγή και τον μεταβολισμό του μονοξειδίου του αζώτου. Το ενδοθήλιο συμμετέχει στη ρύθμιση του συστηματικού και πνευμονικού αγγειακού τόνου σχηματίζοντας και απελευθερώνοντας αγγειοδιασταλτικές και αγγειοσυσπαστικές ουσίες, ιδιαίτερα την ενδοθηλίνη-1 και τον εξαρτώμενο από το ενδοθήλιο παράγοντα χαλάρωσης - μονοξείδιο του αζώτου (ΝΟ). Η δυσλειτουργία του ενδοθηλίου, που συμβαίνει υπό την επίδραση βλαβερών παραγόντων (μηχανικών, μολυσματικών, μεταβολικών, ανοσοσυμπλεγμάτων κ.λπ.), αλλάζει απότομα την κατεύθυνση της ενδοκρινικής του δράσης προς το αντίθετο: σχηματίζονται αγγειοσυσπαστικά, ενδοθηλίνες, πηκτικά. Η δυσλειτουργία του ενδοθηλίου διαταράσσει την αναλογία μεταξύ NO (αντιαιμοπεταλιακός παράγοντας, αντιπηκτικό, αγγειοδιασταλτικό) και υπεροξυνιτρικού - ενός μεταβολίτη του NO, το οποίο αυξάνει το επίπεδο οξειδωτικού στρες, το οποίο οδηγεί σε διάφορες παθοφυσιολογικές αντιδράσεις. Την τελευταία δεκαετία, οι ερευνητές έχουν τονίσει την βλαβερή επίδραση των προφλεγμονωδών κυτοκινών (IL-1-β, TNF-α, IL-8 κ.λπ.) στο αγγειακό ενδοθήλιο, πυροδοτώντας μια αλληλουχία διεργασιών από τοπική αγγειοσύσπαση και απελευθέρωση αυξητικών παραγόντων έως διεργασίες αναδιαμόρφωσης του αγγειακού τοιχώματος. Από αυτή την άποψη, το ζήτημα της σχέσης μεταξύ της ανοσο-φλεγμονώδους ενεργοποίησης και της κατάστασης του αγγειακού ενδοθηλίου σε ασθενείς με βρογχικό άσθμα παρουσιάζει ιδιαίτερο ενδιαφέρον. Η ενδοθηλιακή δυσλειτουργία θεωρείται ως ένας από τους πιθανούς παθογενετικούς μηχανισμούς για την ανάπτυξη του βρογχικού άσθματος. Μορφολογικά, οι ασθενείς με βρογχικό άσθμα παρουσιάζουν αύξηση της διατομής του υποβλεννογόνιου στρώματος των αιμοφόρων αγγείων, αύξηση του αριθμού των αγγείων στα τοιχώματα της αναπνευστικής οδού και πάχυνση του έσω χιτώνα. Παρόμοια στοιχεία αναδιαμόρφωσης ανιχνεύονται ήδη στην παιδική ηλικία στο πλαίσιο μιας ήπιας πορείας βρογχικού άσθματος.

Οι μηχανισμοί της ενδοθηλιακής δυσλειτουργίας και της αγγειακής αναδιαμόρφωσης στην αναπνευστική οδό εξακολουθούν να είναι ελάχιστα κατανοητοί, γεγονός που αποτέλεσε προϋπόθεση για τη μελέτη μας.

Σκοπός της εργασίας ήταν η μελέτη της λειτουργίας του ενδοθηλίου σε παιδιά με υποτροπιάζουσα αποφρακτική βρογχίτιδα και βρογχικό άσθμα κατά την περίοδο της έξαρσης και της ύφεσης.

Εξετάστηκαν συνολικά 147 άρρωστα παιδιά ηλικίας 1-17 ετών. Ανάλογα με τις νοσολογικές μορφές και τη σοβαρότητα της νόσου, τα παιδιά χωρίστηκαν σε ομάδες: ασθενείς με υποτροπιάζουσα αποφρακτική βρογχίτιδα (ομάδα 1), διαλείπον βρογχικό άσθμα (ομάδα 2), επίμονο βρογχικό άσθμα ήπιου βαθμού (ομάδα 3), επίμονο βρογχικό άσθμα μέτριας ή σοβαρής σοβαρότητας (ομάδα 4) κατά τη διάρκεια έξαρσης της νόσου (αντίστοιχα υποομάδες 1Α, 2Α, 3Α, 4Α) και στην περίοδο ύφεσης (αντίστοιχα υποομάδες 1Β, 2Β, 3Β, 4Β).

Το επίπεδο της ενδοθηλίνης-1 (ET-1) στο αίμα προσδιορίστηκε με τη μέθοδο ανοσοενζυμικής δοκιμασίας χρησιμοποιώντας πρότυπα αντιδραστήρια από την DRG (ΗΠΑ). Το NO στο αίμα προσδιορίστηκε από το επίπεδο των τελικών μεταβολιτών (νιτρώδη (NO2) / νιτρικά (NO3)) με τη θερμιδομετρική μέθοδο χρησιμοποιώντας αντιδραστήρια Griess. Πραγματοποιήθηκε ηχοκαρδιογράφημα Doppler της καρδιάς και των αιμοφόρων αγγείων στη συσκευή υπερήχων AU 3 Partner της Esaote Biomedica (Ιταλία) με μέτρηση της μέσης πίεσης στην πνευμονική αρτηρία σύμφωνα με την Kitobataka. Η ομάδα ελέγχου περιελάμβανε 13 πρακτικά υγιή παιδιά της ίδιας ηλικίας χωρίς σημάδια οποιασδήποτε οξείας ή χρόνιας ασθένειας.

Η στατιστική ανάλυση των δεδομένων πραγματοποιήθηκε χρησιμοποιώντας τα στατιστικά πακέτα Excel για Windows και Statistica 7.0 για Windows.

Δεδομένης της έλλειψης δεδομένων σχετικά με τη σημασία των επιπέδων των δεικτών που επιλέχθηκαν για τη μελέτη σε υγιή παιδιά, τα παιδιά της ομάδας ελέγχου εξετάστηκαν για να προσδιοριστούν οι κανονιστικές παράμετροι.

Η περίοδος επιδείνωσης του βρογχικού άσθματος και της υποτροπιάζουσας αποφρακτικής βρογχίτιδας χαρακτηρίστηκε από διαταραχές πνευμονικού αερισμού ποικίλης σοβαρότητας. Όπως είναι γνωστό, οι διαταραχές αερισμού οδηγούν στην ανάπτυξη κυψελιδικής υποξίας, η οποία δεν μπορεί παρά να επηρεάσει την κατάσταση της ενδοθηλιακής λειτουργίας.

Κατά την αξιολόγηση των παραμέτρων κατά την περίοδο της έξαρσης, το επίπεδο του αγγειοσυσπαστικού παράγοντα ET-1 αυξήθηκε σημαντικά σε όλες τις ομάδες και ήταν υψηλότερο στην ομάδα παιδιών με σοβαρό και μέτριο βρογχικό άσθμα (υποομάδα 4Α). Η πορεία της νόσου στην υποομάδα 4Α χαρακτηρίστηκε από έντονες διαταραχές αερισμού αποφρακτικού τύπου, που οδηγούν σε κυψελιδική υποξία, η οποία είναι ένας ισχυρός επαγωγέας της ET-1. Εκτός από τον επαγωγικό ρόλο της υποξίας, αυτή η ομάδα ασθενών χαρακτηρίζεται από έντονες ανοσοπαθολογικές αντιδράσεις τόσο σε ένταση όσο και σε διάρκεια της πορείας, οι οποίες συμβάλλουν επίσης σε μεγαλύτερη απελευθέρωση ET-1 από το αγγειακό ενδοθήλιο.

Η ανάλυση πολλαπλών συγκρίσεων με τη μέθοδο Kruskal-Wallis αποκάλυψε ένα εξαιρετικά σημαντικό κριτήριο H (H = 38,02, p = 0,0001), το οποίο δίνει το δικαίωμα να υποστηριχθεί ότι τα στατιστικά χαρακτηριστικά των επιπέδων ET-1 σε ασθενείς διαφορετικών υποομάδων κατά την περίοδο έξαρσης διαφέρουν σημαντικά μεταξύ τους και το επίπεδό τους εξαρτάται από την ένταξη του ασθενούς σε μια συγκεκριμένη υποομάδα. Δεδομένου ότι οι ασθενείς χωρίστηκαν σε ομάδες ανάλογα με τη σοβαρότητα της νόσου, μπορούμε να μιλήσουμε για την ύπαρξη σχέσης μεταξύ του επιπέδου του ET-1 και της σοβαρότητας της νόσου.

Έτσι, στην υποομάδα 1Α, η ενδοθηλιακή δυσλειτουργία χαρακτηρίστηκε από μέτρια αύξηση των επιπέδων ET-1 και μείωση των επιπέδων νιτρικών και νιτρωδών στο αίμα. Σε ασθενείς των υποομάδων 2Α και 3Α (ήπιο βρογχικό άσθμα), σε φόντο μέτριας αύξησης των επιπέδων ET-1 (0,1-0,13 ng/ml), υπήρξε αξιόπιστη μείωση των επιπέδων νιτρωδών (4,44-4,64 μmol/l) σε σύγκριση με τον έλεγχο και την εξίσωση των δεικτών μεταβολισμού NO λόγω σχετικής αύξησης των επιπέδων νιτρικών (31,54-33,48 μmol/l). Αυτή η ανισορροπία μπορεί να θεωρηθεί προγνωστικά δυσμενής λόγω του γεγονότος ότι η αύξηση των επιπέδων νιτρικών σχετίζεται με αυξημένη υπεροξείδωση λιπιδίων, εξαιρετικά δραστικές ελεύθερες ρίζες και αύξηση της δραστηριότητας της επαγώγιμης συνθάσης NO (iNOS) στους λείους αγγειακούς μύες και τα μακροφάγα. Σε ασθενείς της υποομάδας 4Α με σοβαρό βρογχικό άσθμα, η ανισορροπία ήταν ακόμη πιο έντονη: σε φόντο υψηλού επιπέδου ET-1 (έως 0,2 ng/ml), παρατηρήθηκε μια πιο έντονη αναστολή της ενδοθηλιακής συνθάσης NO (eNOS), η οποία εκδηλώθηκε με μείωση του επιπέδου των νιτρωδών (6,19 μmol/l) και έντονη ενεργοποίηση της iNOS, η οποία οδήγησε σε αύξηση του επιπέδου των νιτρικών και των συνολικών μεταβολιτών NO σε σύγκριση με την ομάδα ελέγχου.

Για να προσδιοριστεί η παρουσία λειτουργικής σχέσης μεταξύ του επιπέδου ET-1 και των δεικτών που χαρακτηρίζουν την πορεία των χρόνιων αποφρακτικών πνευμονοπαθειών, χρησιμοποιήθηκε μια διαδικασία πολλαπλής γραμμικής παλινδρόμησης με σταδιακό αποκλεισμό ασήμαντων μεταβλητών. Ως αποτέλεσμα της ανάλυσης, ελήφθη ένα μαθηματικό μοντέλο:

ET-1 = -0,00368+(0,0142 x διάρκεια νόσου) + (0,00532 x PLA), με R = 0,672; R2 = 0,525; dbf = 2; F = 8,408; p = 0,001.

Ο συντελεστής πολλαπλής παλινδρόμησης R αντικατοπτρίζει την παρουσία μιας στατιστικά σημαντικής σχέσης μεταξύ του επιπέδου ET-1 και ανεξάρτητων μεταβλητών (διάρκεια νόσου), καθώς και της μέσης πίεσης της πνευμονικής αρτηρίας (PLA). Ταυτόχρονα, ο συντελεστής προσδιορισμού R2 καθιστά δυνατό να δηλωθεί ότι η αύξηση του επιπέδου ET-1 κατά 52,5% οφείλεται σε μια αλλαγή στο επίπεδο των ανεξάρτητων μεταβλητών αυτής της εξίσωσης, δηλαδή στη διάρκεια της νόσου (p = 0,008) και στο PLA (p = 0,022).

Αξιολογώντας τον μεταβολισμό του NO μέσω των τελικών μεταβολιτών του (νιτρώδη, νιτρικά) σε παιδιά σε υποομάδες, μπορεί να παρατηρηθεί ότι άλλαξε προς διαφορετικές κατευθύνσεις. Σε ασθενείς της υποομάδας 1Α με επιδείνωση υποτροπιάζουσας αποφρακτικής βρογχίτιδας, παρατηρήθηκε μείωση στο επίπεδο των μεταβολιτών του NO - τόσο των νιτρωδών όσο και των νιτρικών - η οποία υποδηλώνει ανεπάρκεια της εξαρτώμενης από το NO ενδοθηλιακής λειτουργίας, με την πιο έντονη μείωση του επιπέδου των νιτρωδών. Στο παρόν στάδιο, το επίπεδο νιτρωδών στο αίμα θεωρείται προγνωστικός παράγοντας της ενδοθηλιακής δραστηριότητας της eNOS. Αυτό υποδηλώνει έντονη αναστολή της συνθετάσης του eNO, μια ασθενή απόκριση iNO.

Κατά τη διάρκεια της περιόδου ύφεσης, το επίπεδο ET-1 σε όλες τις ομάδες παρέμεινε μέτρια αυξημένο στην περιοχή των 0,05-0,15 ng/ml σε σύγκριση με την ομάδα ελέγχου και ήταν πιο αυξημένο στην υποομάδα 4Β στα 0,15 ng/ml. Αυτά τα επίπεδα ET-1 υποδεικνύουν ότι η υποομάδα 4Β, σε σύγκριση με άλλες υποομάδες, διατηρεί τον υψηλότερο μεταβολισμό αγγειοσυσπαστικών παραγόντων (ET-1) στο αγγειακό ενδοθήλιο. Αυτό μπορεί να οφείλεται στο γεγονός ότι οι ασθενείς με σοβαρό βρογχικό άσθμα διατηρούν λανθάνουσες αποφρακτικές αλλαγές στη λειτουργία της εξωτερικής αναπνοής, κυψελιδική υποξία, η οποία διεγείρει την υψηλότερη απελευθέρωση ET-1 από τα ενδοθηλιακά κύτταρα.

Το εξαιρετικά σημαντικό κριτήριο Kruskal-Wallis H (H = 34,68, ^ = 0,0001), που καθορίστηκε ως αποτέλεσμα πολλαπλών συγκρίσεων, δίνει το δικαίωμα να υποστηριχθεί ότι τα στατιστικά χαρακτηριστικά των δεικτών ET-1 διαφορετικών υποομάδων διαφέρουν σημαντικά μεταξύ τους και το επίπεδό τους εξαρτάται από την ένταξη του ασθενούς σε μία ή την άλλη ομάδα. Έτσι, όπως και στην περίοδο της έξαρσης, μπορούμε να μιλήσουμε για την ύπαρξη σύνδεσης μεταξύ του επιπέδου του ET-1 και της σοβαρότητας της νόσου.

Μια πρόσθετη ανάλυση της συσχέτισης μεταξύ του επιπέδου της ET-1 και των δεικτών της πορείας των χρόνιων αποφρακτικών πνευμονοπαθειών αποκάλυψε την ύπαρξη μιας αξιόπιστης άμεσης σχέσης μεταξύ του επιπέδου της ET-1 και του PLA (r = +0,38, p < 0,014) σε ασθενείς κατά την περίοδο ύφεσης.

Ο μεταβολισμός του NO στις ομάδες που μελετήθηκαν συμπεριφέρεται διαφορετικά. Στην ομάδα παιδιών με υποτροπιάζουσα αποφρακτική βρογχίτιδα (υποομάδα 1Β), παρατηρείται αύξηση του επιπέδου των νιτρωδών στο αίμα στα 5,48 μmol/l, αν και παραμένει μειωμένο σε σύγκριση με την ομάδα ελέγχου, και σημαντική αύξηση του επιπέδου των νιτρικών στα 41,45 μmol/l, η οποία μπορεί να θεωρηθεί ως αντισταθμιστική απόκριση στην ενδοθηλιακή ανεπάρκεια NO. Σε ομάδες παιδιών με ήπιο βρογχικό άσθμα, παρατηρήθηκε μέτρια αύξηση των νιτρωδών στα 5,6-6,45 μmol/l (η οποία είναι χαμηλότερη από ό,τι στην ομάδα ελέγχου). Αυτό μπορεί να θεωρηθεί ως αύξηση της δραστικότητας της eNOS και της προστατευτικής δράσης των μεταβολιτών του NO. Η πιο έντονη ανισορροπία στον μεταβολισμό του NO παρατηρήθηκε στα παιδιά της υποομάδας 4Β, η οποία εκδηλώθηκε με μείωση του επιπέδου των νιτρωδών σε σύγκριση με τη φάση της έξαρσης και αύξηση του επιπέδου των νιτρικών. Αυτά τα δεδομένα μπορεί να υποδηλώνουν έντονη καταστολή της eNOS ακόμη και κατά τη διάρκεια της ύφεσης και επίμονη παθολογική δραστηριότητα της iNOS.

Ως αποτέλεσμα της έρευνας που διεξήχθη, μπορούν να εξαχθούν τα ακόλουθα συμπεράσματα.

Σε παιδιά με υποτροπιάζουσα αποφρακτική βρογχίτιδα και βρογχικό άσθμα, ανιχνεύθηκαν αλλαγές στα επίπεδα των ενδοθηλιακά εξαρτώμενων παραγόντων (μεταβολίτες ET-1 και NO) ανάλογα με το στάδιο και τη σοβαρότητα της νόσου.

Στην οξεία φάση της νόσου, οι ασθενείς όλων των υποομάδων εμφάνισαν μονοκατευθυντικές αλλαγές με τη μορφή αύξησης του επιπέδου της ET-1, με τις πιο έντονες αλλαγές σε ασθενείς με σοβαρό και μέτριο βρογχικό άσθμα έως το επίπεδο των 0,2 ng/ml.

Έχει αποδειχθεί η ύπαρξη λειτουργικής σχέσης μεταξύ του επιπέδου της ET-1 και των δεικτών που χαρακτηρίζουν την πορεία της χρόνιας αποφρακτικής πνευμονοπάθειας (διάρκεια της νόσου) και του επιπέδου της μέσης πίεσης στην πνευμονική αρτηρία σε ασθενείς με υποτροπιάζουσα αποφρακτική βρογχίτιδα και βρογχικό άσθμα κατά τη διάρκεια μιας έξαρσης της νόσου.

Οι μεταβολές στα επίπεδα των μεταβολιτών του ΝΟ (νιτρικά, νιτρώδη) ήταν πολυκατευθυντικές, με τη μορφή επίμονης μείωσης των νιτρωδών στις φάσεις έξαρσης και ύφεσης και αύξησης του επιπέδου των νιτρικών, κυρίως στο σοβαρό βρογχικό άσθμα.

Σε ασθενείς με υποτροπιάζουσα αποφρακτική βρογχίτιδα και βρογχικό άσθμα, αποκαλύφθηκε η παρουσία ενδοθηλιακής δυσλειτουργίας, η οποία ήταν πιο έντονη σε ασθενείς στο οξύ στάδιο, η οποία εκδηλώθηκε με τη μορφή αγγειοσύσπασης, αύξησης του μέσου PLA και του επιπέδου ET-1, η σύνθεση του οποίου προκλήθηκε από υποξία και παθοανοσολογικές αντιδράσεις. Ταυτόχρονα, ένα χαμηλό επίπεδο του μεταβολίτη NO (νιτρώδες) σχετίζεται με την αναστολή της ενδοθηλιακής συνθετάσης NO, και μια αύξηση του επιπέδου νιτρικών σχετίζεται με την παραγωγή παθογόνου NO (επαγώγιμο NO), το οποίο θα μπορούσε να χρησιμεύσει ως παράγοντας που οδηγεί στην καταστροφή του ενδοθηλίου και στη διατήρηση της παθολογικής διαδικασίας στους πνεύμονες.

VV Polyakov, Καθηγητής AS Senatorova. Κλινική σημασία της ενδοθηλιακής δυσλειτουργίας σε παιδιά με υποτροπιάζουσα αποφρακτική βρογχίτιδα και βρογχικό άσθμα // Διεθνές Ιατρικό Περιοδικό Αρ. 4 2012

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ]