Klinički značaj endotelne disfunkcije u djece s rekurentnim opstruktivnim bronhitisom i bronhijalnom astmom

Bronhijalna astma (BA) jedna je od najčešćih dječjih bolesti. Epidemiološke studije posljednjih godina pokazuju da 5 do 10% djece pati od ove bolesti, a ta se brojka svake godine povećava. Povećanje smrtnosti od bronhijalne astme i broj hospitalizacija u pedijatrijskim ustanovama također je ozbiljna zabrinutost. Posljednjih godina endotelna disfunkcija izaziva veliko zanimanje istraživača koji proučavaju mehanizme razvoja bronhijalne astme. Endotel je metabolički aktivan, visoko specijalizirani monosloj stanica koje oblažu sve krvne žile ljudskog tijela. Endotelne stanice, specifično reagirajući na različite molekularne signale, obavljaju niz funkcija, uključujući transport, barijeru, sudjeluju u metabolizmu izvanstaničnog matriksa, biosintezi različitih citokina, angiogenezi, reguliraju procese zgrušavanja krvi, vaskularni tonus i imuno-upalne reakcije, sudjeluju u proizvodnji i metabolizmu dušikovog oksida. Endotel sudjeluje u regulaciji sistemskog i plućnog vaskularnog tonusa stvaranjem i oslobađanjem vazodilatatornih i vazokonstriktornih tvari, posebno endotelina-1 i endotel-ovisnog relaksirajućeg faktora - dušikovog oksida (NO). Disfunkcija endotela, koja nastaje pod utjecajem štetnih agensa (mehaničkih, infektivnih, metaboličkih, imunoloških kompleksa itd.), naglo mijenja smjer njegove endokrine aktivnosti u suprotan: stvaraju se vazokonstriktori, endotelini, koagulanti. Disfunkcija endotela narušava omjer između NO (antitrombocitnog sredstva, antikoagulansa, vazodilatatora) i peroksinitrata - metabolita NO, što povećava razinu oksidativnog stresa, što dovodi do različitih patofizioloških reakcija. U posljednjem desetljeću istraživači naglašavaju štetan učinak proinflamatornih citokina (IL-1-β, TNF-a, IL-8 itd.) na vaskularni endotel, pokrećući kaskadu procesa od lokalne vazokonstrikcije i oslobađanja faktora rasta do procesa preoblikovanja vaskularne stijenke. U tom smislu, od posebnog je interesa pitanje odnosa između imuno-upalne aktivacije i stanja vaskularnog endotela u bolesnika s bronhijalnom astmom. Endotelna disfunkcija smatra se jednim od mogućih patogenetskih mehanizama za razvoj bronhijalne astme. Morfološki, pacijenti s bronhijalnom astmom imaju povećanje presjeka submukoznog sloja krvnih žila, povećanje broja žila u stijenkama dišnih putova i zadebljanje intime. Slični elementi pregradnje otkrivaju se već u djetinjstvu na pozadini blagog tijeka bronhijalne astme.

Mehanizmi endotelne disfunkcije i vaskularnog remodeliranja u respiratornom traktu još uvijek su slabo shvaćeni, što je poslužilo kao preduvjet za naše istraživanje.

Cilj rada bio je proučiti funkciju endotela kod djece s rekurentnim opstruktivnim bronhitisom i bronhijalnom astmom u razdoblju egzacerbacije i remisije.

Pregledano je ukupno 147 oboljele djece u dobi od 1 do 17 godina. Prema nozološkim oblicima i težini bolesti, djeca su podijeljena u skupine: pacijenti s rekurentnim opstruktivnim bronhitisom (skupina 1), intermitentnom bronhijalnom astmom (skupina 2), perzistentnom bronhijalnom astmom blagog stupnja (skupina 3), perzistentnom bronhijalnom astmom umjerenog ili teškog stupnja (skupina 4) tijekom pogoršanja bolesti (respektivno podskupine 1A, 2A, 3A, 4A) i u razdoblju remisije (respektivno podskupine 1B, 2B, 3B, 4B).

Razina endotelina-1 (ET-1) u krvi određena je metodom enzimskog imunološkog testa korištenjem standardnih reagensa tvrtke DRG (SAD). NO u krvi određen je razinom konačnih metabolita (nitriti (NO2) / nitrati (NO3)) kalorimetrijskom metodom korištenjem Griessovih reagensa. Doppler ehokardiografija srca i krvnih žila provedena je na ultrazvučnom uređaju AU 3 Partner tvrtke Esaote Biomedica (Italija) s mjerenjem prosječnog tlaka u plućnoj arteriji prema Kitobataki. Kontrolnu skupinu činilo je 13 praktički zdrave djece iste dobi bez znakova bilo kakvih akutnih ili kroničnih bolesti.

Statistička analiza podataka provedena je korištenjem statističkih paketa Excel za Windows i Statistica 7.0 za Windows.

S obzirom na nedostatak podataka o značajnosti razina odabranih pokazatelja za istraživanje kod zdrave djece, djeca u kontrolnoj skupini pregledana su kako bi se utvrdili normativni parametri.

Razdoblje pogoršanja bronhijalne astme i rekurentnog opstruktivnog bronhitisa karakterizirali su poremećaji plućne ventilacije različitog stupnja. Kao što je poznato, poremećaji ventilacije dovode do razvoja alveolarne hipoksije, što ne može ne utjecati na stanje endotelne funkcije.

Prilikom procjene parametara tijekom razdoblja egzacerbacije, razina vazokonstriktornog faktora ET-1 značajno se povećala u svim skupinama i bila je najviša u skupini djece s teškom i umjerenom bronhijalnom astmom (podskupina 4A). Tijek bolesti u podskupini 4A karakterizirali su izraženi poremećaji ventilacije opstruktivnog tipa, što dovodi do alveolarne hipoksije, koja je snažan induktor ET-1. Osim inducirajuće uloge hipoksije, ovu skupinu pacijenata karakteriziraju izražene imunopatološke reakcije i po intenzitetu i po trajanju tijeka, koje također doprinose većem oslobađanju ET-1 od strane vaskularnog endotela.

Provedena analiza višestrukih usporedbi Kruskal-Wallisovom metodom otkrila je vrlo značajan kriterij H (H = 38,02, p = 0,0001), što daje za pravo tvrditi da se statističke karakteristike razina ET-1 kod pacijenata različitih podskupina tijekom razdoblja egzacerbacije značajno razlikuju jedna od druge, a njihova razina ovisi o pripadnosti pacijenta određenoj podskupini. Budući da su pacijenti podijeljeni u skupine prema težini bolesti, možemo govoriti o prisutnosti veze između razine ET-1 i težine bolesti.

Dakle, u podskupini 1A, endotelna disfunkcija bila je karakterizirana umjerenim porastom razine ET-1 i smanjenjem razine nitrata i nitrita u krvi. Kod pacijenata u podskupinama 2A i 3A (blaga bronhijalna astma), na pozadini umjerenog porasta razine ET-1 (0,1-0,13 ng/ml), došlo je do pouzdanog smanjenja razine nitrita (4,44-4,64 μmol/l) u usporedbi s kontrolom i izjednačavanja pokazatelja metabolizma NO zbog relativnog porasta razine nitrata (31,54-33,48 μmol/l). Ova neravnoteža može se smatrati prognostički nepovoljnom zbog činjenice da je porast razine nitrata povezan s povećanom lipidnom peroksidacijom, visoko aktivnim slobodnim radikalima i povećanjem aktivnosti inducibilne NO sintaze (iNOS) u vaskularnim glatkim mišićima i makrofagima. U bolesnika u podskupini 4A s teškom bronhijalnom astmom, neravnoteža je bila još izraženija: na pozadini visoke razine ET-1 (do 0,2 ng/ml) uočena je izraženija inhibicija endotelne NO sintaze (eNOS), što se manifestiralo smanjenjem razine nitrita (6,19 μmol/l) i izraženom aktivacijom iNOS-a, što je rezultiralo povećanjem razine nitrata i ukupnih NO metabolita u usporedbi s kontrolnom skupinom.

Za utvrđivanje prisutnosti funkcionalne veze između razine ET-1 i pokazatelja koji karakteriziraju tijek kroničnih opstruktivnih plućnih bolesti korišten je postupak višestruke linearne regresije s postupnim isključivanjem neznačajnih varijabli. Kao rezultat analize dobiven je matematički model:

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

Koeficijent višestruke regresije R odražava prisutnost statistički značajne veze između razine ET-1 i nezavisnih varijabli (trajanje bolesti), kao i srednjeg tlaka u plućnoj arteriji (PLA). Istovremeno, koeficijent determinacije R2 omogućuje tvrdnju da je porast razine ET-1 za 52,5% posljedica promjene razine nezavisnih varijabli ove jednadžbe, naime, trajanja bolesti (p = 0,008) i PLA (p = 0,022).

Procjenjujući metabolizam NO prema njegovim konačnim metabolitima (nitriti, nitrati) kod djece u podskupinama, može se primijetiti da se mijenjao u različitim smjerovima. Kod pacijenata podskupine 1A s pogoršanjem rekurentnog opstruktivnog bronhitisa uočeno je smanjenje razine NO metabolita - i nitrita i nitrata - što ukazuje na nedostatak NO-ovisne endotelne funkcije, s najizraženijim smanjenjem razine nitrita. U sadašnjoj fazi, razina nitrita u krvi smatra se prediktorom endotelne eNOS aktivnosti. To ukazuje na izraženu inhibiciju eNO sintetaze, slab iNO odgovor.

Tijekom razdoblja remisije, razina ET-1 u svim skupinama ostala je umjereno povišena u rasponu od 0,05-0,15 ng/ml u usporedbi s kontrolnom skupinom, a najviše je povišena u podskupini 4B na 0,15 ng/ml. Takve razine ET-1 ukazuju na to da podskupina 4B, u usporedbi s drugim podskupinama, zadržava najveći metabolizam vazokonstriktornih faktora (ET-1) u vaskularnom endotelu. To može biti posljedica činjenice da pacijenti s teškom bronhijalnom astmom zadržavaju latentne opstruktivne promjene u funkciji vanjskog disanja, alveolarnu hipoksiju, što stimulira najveće oslobađanje ET-1 od strane endotelnih stanica.

Visoko značajan Kruskal-Wallisov kriterij H (H = 34,68, ^ = 0,0001), utvrđen kao rezultat višestruke usporedbe, daje za pravo tvrditi da se statističke karakteristike ET-1 pokazatelja različitih podskupina značajno razlikuju jedna od druge, a njihova razina ovisi o pripadnosti pacijenta jednoj ili drugoj skupini. Dakle, kao i u razdoblju pogoršanja, možemo govoriti o prisutnosti veze između razine ET-1 i težine bolesti.

Dodatna analiza korelacije između razine ET-1 i pokazatelja tijeka kroničnih opstruktivnih plućnih bolesti otkrila je prisutnost pouzdane izravne veze između razine ET-1 i PLA (r = +0,38, p < 0,014) kod pacijenata u razdoblju remisije.

Metabolizam NO u proučavanim skupinama ponaša se drugačije. U skupini djece s rekurentnim opstruktivnim bronhitisom (podskupina 1B) uočava se porast razine nitrita u krvi na 5,48 μmol/l, iako ostaju smanjeni u usporedbi s kontrolnom skupinom, te izrazit porast razine nitrata na 41,45 μmol/l, što se može smatrati kompenzacijskim odgovorom na nedostatak endotelnog NO. U skupinama djece s blagom bronhijalnom astmom uočen je umjeren porast nitrita na 5,6-6,45 μmol/l (što je niže nego u kontrolnoj skupini). To se može smatrati povećanjem aktivnosti eNOS-a i zaštitnim učinkom metabolita NO. Najizraženiji disbalans u metabolizmu NO uočen je kod djece podskupine 4B, što se očitovalo u smanjenju razine nitrita u usporedbi s fazom egzacerbacije i povećanju razine nitrata. Ovi podaci mogu ukazivati na izraženu supresiju eNOS-a čak i tijekom remisije i perzistentnu patološku aktivnost iNOS-a.

Kao rezultat provedenog istraživanja mogu se izvući sljedeći zaključci.

U djece s rekurentnim opstruktivnim bronhitisom i bronhijalnom astmom uočene su promjene u razinama endotel-ovisnih faktora (metabolita ET-1 i NO) ovisno o stadiju i težini bolesti.

U akutnoj fazi bolesti, pacijenti svih podskupina pokazali su jednosmjerne promjene u obliku porasta razine ET-1, s najizraženijim promjenama kod pacijenata s teškom i umjerenom bronhijalnom astmom do razine od 0,2 ng/ml.

Dokazano je postojanje funkcionalne veze između razine ET-1 i pokazatelja koji karakteriziraju tijek kronične opstruktivne plućne bolesti (trajanje bolesti) i razine prosječnog tlaka u plućnoj arteriji u bolesnika s rekurentnim opstruktivnim bronhitisom i bronhijalnom astmom tijekom pogoršanja bolesti.

Promjene u razinama metabolita NO (nitrati, nitriti) bile su višesmjerne prirode, u obliku trajnog smanjenja nitrita u fazama egzacerbacije i remisije te porasta razine nitrata uglavnom kod teške bronhijalne astme.

Kod pacijenata s rekurentnim opstruktivnim bronhitisom i bronhijalnom astmom otkrivena je prisutnost endotelne disfunkcije, i to izraženija kod pacijenata u akutnoj fazi, koja se manifestirala u obliku vazokonstrikcije, povećanja prosječne PLA i razine ET-1, čija je sinteza inducirana hipoksijom i patoimunološkim reakcijama. Istovremeno, niska razina metabolita NO (nitrita) povezana je s inhibicijom endotelne NO sintetaze, a povećanje razine nitrata povezano je s proizvodnjom patogenog NO (inducibilnog NO), što bi moglo poslužiti kao faktor koji dovodi do uništavanja endotela i održavanja patološkog procesa u plućima.

VV Polyakov, prof. AS Senatorova. Klinički značaj endotelne disfunkcije u djece s rekurentnim opstruktivnim bronhitisom i bronhijalnom astmom // Međunarodni medicinski časopis br. 4 2012

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