Коморбідність хронічного обструктивного захворювання легень з артеріальною гіпертензією: стан системи антиоксидантного захисту

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Враховуючи зростаючу поширеність тютюнокуріння [1], а також забруднення повітря [2], хронічне обструктивне захворювання легень (ХОЗЛ) виступає тихим вбивцею у країнах із низьким та середнім рівнем доходу. За оцінкою експертів, у 2016 р. 5 % смертей в усьому світі були спричинені ХОЗЛ, з них 90 % - у країнах з низьким і середнім рівнем доходу [3], хоча інші дані свідчать про високу смертність від ХОЗЛ також в економічно розвинутих регіонах [4]. Варто відмітити, що існує велика розбіжність у поширеності ХОЗЛ серед країн світу. Так, світова поширеність ХОЗЛ становить 9,2 %, тоді як у країнах Латинської Америки - 13,4 % [5] порівняно з 6 % у США [6, 7] і 8,6 % у Японії [8]. Кількість жителів Канади у віці 35 років і старше, які мають діагноз ХОЗЛ, збільшилася на 82 %: з 1,1 млн (в період між 2000-2001 рр.) до трохи більше 2 млн (у 20122013 рр.) [9]. У 2016 р. поширеність ХОЗЛ в Індії становила 4,2 %, що виводить дане захворювання на друге місце серед захворювань в Індії [10]. У Європі також спостерігається висока варіабельність поширення ХОЗЛ (від 4 до 10,2 %) [11]. Статистичне дослідження, проведене в Англії, вказує, що близько 6 % дорослого населення має ХОЗЛ [12]. У Греції поширеність ХОЗЛ, за різними даними, коливається в межах від 9,6 до 17,1 % [13]. Дослідження CORE показало, що поширення ХОЗЛ становило 10,4; 13,8 та 4,3 на 1000 населення відповідно в Україні, Казахстані та Азербайджані [14].

Відомо, що ХОЗЛ асоціюється зі значною кількістю коморбідних станів. Основними органами-мішенями при ХОЗЛ є бронхи і легені, але при цьому на певному етапі розвитку хвороби уражаються інші органи й системи. Як і очікувалося, найбільш значущу кореляцію виявлено між ХОЗЛ та серцево-судинними захворюваннями. Встановлено, що ХОЗЛ є попередником розвитку серцево-судинних захворювань та/або його загострення [15, 16]. Протягом останніх 30 років в Україні поширення серцево-судинних захворювань зросла в 3,5 раза, а рівень смертності від них - на 46 %. У структурі захворюваності першими є гіпертонічна хвороба - 41 % та ішемічна хвороба серця - 28 % [17]. Поширення артеріальної гіпертензії також було значно вищим у хворих на ХОЗЛ [18]. Спільними механізмами між більшістю цих позалегеневих проявів є хронічне системне запалення й оксидативний стрес [19, 20]. Таким чином, коморбідність повинна розглядатися з більшою увагою в стратегіях контролю ХОЗЛ і повинна бути важливою складовою коваріативних аналізів у дослідженні коморбідності [21]. позалегеневий артеріальний гіпертензія каталаза

Метою дослідження було оцінити стан антиоксидантної системи захисту в пацієнтів із коморбідним перебігом хронічного обструктивного захворювання легень й артеріальної гіпертензії.

МАТЕРІАЛИ І МЕТОДИ

У дослідженні взяли участь 53 хворих на ХОЗЛ, 28 з яких мали артеріальну гіпертензію та перебували на стаціонарному лікуванні в пуль- монологічному та кардіологічному відділеннях Тернопільської університетської лікарні з 2016 до 2019 р. Контрольну групу склали 20 практично здорових осіб. За віковим і статевим складом між групами хворих і практично здорових осіб істотної різниці не було. Усі пацієнти проінформовані про мету клінічного дослідження і дали письмову інформаційну згоду на свою участь у ньому. Конфіденційність інформації про особу і стан здоров'я пацієнта були збережені.

Критерії включення в дослідження: пацієнти чоловічої статі, вік яких на момент обстеження в межах 40-60 років, встановлений діагноз ХОЗЛ згідно з наказами МОЗ України та рекомендаціями Європейського респіраторного товариства, підписання пацієнтом форми письмової інформованої згоди перед початком участі у дослідженні. Критерії виключення з дослідження: бронхіальна астма, дефіцит ф-антитрипсину, активний туберкульоз, рак легень, значні бронхоектази, саркоїдоз, фіброз легень, інтерстиційні захворювання легень; наявність ознак клінічно значущих неврологічних, психічних, ниркових, печінкових, імунологічних, шлунково-кишкових, сечостатевих розладів, ураження м'язово-скелетної системи, шкіри, органів чуття, ендокринної системи (неконтрольований діабет чи захворювання щитоподібної залози) або гематологічні захворювання, які є неконтрольованими, нестабільне захворювання печінки, нестабільне або життєво небезпечне захворювання серця, пацієнти зі злоякісними новоутворенням, які не перебували у повній ремісії упродовж щонайменше 5 років, медикаментозна (наркотична) залежність, алкогольна залежність.

Діагноз ХОЗЛ встановлювали згідно з наказами МОЗ України № 128 від 19 березня 2007 р. та МОЗ України № 555 від 27 червня 2013 р. і рекомендаціями Американського респіраторного товариства, Європейського респіраторного товариства (GOLD, 2016) [22]. Ступінь обструкції дихальних шляхів встановлювали за класифікацією GOLD, 2016. У дослідження включили пацієнтів із ХОЗЛ, середнього ступеня обструкції (2 стадія) - ОФВ1 50-79 %.

Діагноз артеріальної гіпертензії (АГ) I стадії встановлювали згідно з новими рекомендаціями ESC/ESHз АГ 2018 р., які представили на конгресі Європейського товариства кардіологів (ESC) [23]. Гіпертрофію лівого шлуночка підтверджували електрокардіографічно.

Стан системи антиоксидантного захисту (АОЗ) оцінювали за активністю ензимів первинного захисту - супероксиддисмутази (СОД) і каталази, а також за вмістом церулоплазміну (ЦП). Активність сумарної СОД (КФ 1.15.1.1) у плазмі оцінювали за ступенем гальмування реакції окиснення кверцетину [24], активність КАТ (КФ 1.11.1.6) у сироватці - за її здатністю розкладати гідрогену пероксид [25], вміст ЦП визначали - за окисненням фенілендіа- міндигідрохлориду при наявності ЦП [26].

Статистичну обробку результатів дослідження здійснювали за загальновизнаними методами варіаційної статистики з використанням програми БТАТІБТІСА 7. Кількісні характеристики ознак представляли у вигляді медіани та квартилів - Ме ; Щ).

РЕЗУЛЬТАТИ ТА ОБГОВОРЕННЯ

При аналізі показників системи антиоксидантного захисту відмічено порушення антиоксидантних резервів у пацієнтів із ХОЗЛ та при коморбідності ХОЗЛ і АГ. Так, активність СОД у першій дослідній групі була нижча на 20,8 %, а в другій групі - на 31,4 % стосовно контрольної групи. Зниження активності СОД у хворих на ХОЗЛ з поєднаним перебігом ХОЗЛ і АГ, на думку дослідників, може бути наслідком нездатності підтримки бар'єрних функцій еритроцитарною мембраною та її ушкодження продуктами пероксидного окиснення ліпідів [27]. Спрямованість змін активності каталази у дослідних групах також мала схожу динаміку. Так, у пацієнтів із ХОЗЛ відмічено вірогідне зменшення активності досліджуваного ензиму, а в пацієнтів із поєднаним перебігом ХОЗЛ і АГ активність каталази була вдвічі нижча проти даних контролю (табл.). Варто відмітити, що при коморбідному перебігу ХОЗЛ та АГ активність ензимів первинного захисту була вірогідно нижча стосовно даних у групі хворих на ХОЗЛ. Вміст церулоплазміну в першій дослідній групі був вищий на 37,1 %, а у другій групі - на 94,3 % стосовно контрольної групи. При цьому в пацієнтів із поєднаним перебігом ХОЗЛ і АГ його вміст у 1,9 раза перевищував дані першої дослідної групи.

У патогенезі ХОЗЛ вивчено чотири основні механізми, зокрема оксидативний стрес, запалення, дисбаланс протеазо-антипротеазної системи й апоптоз [28-30]. Вплив кожного з цих механізмів на розвиток і прогресування ХОЗЛ різний, проте центральну роль дослідники відводять оксидативному стресу, оскільки окрім прямої ушкоджувальної дії, він посилює три інші вказані механізми [31, 32]. Організм людини забезпечений рядом ендогенних ензимів, а також неензимних антиоксидантів, які нейтралізують вільні радикали. Як легені, так і кров, достатньо захищені цілим рядом неензимних речовин (наприклад аскорбінова кислота, а-токоферол, феритин, сечова кислота) та ен- зимних антиоксидантів, таких, як СОД, каталаза та глутатіонпероксидаза, які можуть реагувати з гідроген пероксидом. Клітини альвеолярного епітелію II типу мають зазвичай більш щільно упаковані антиоксидантні ферменти, ніж альвеолоцити I типу. Каталаза, високореактивний внутрішньоцитоплазматичний ензим міститься як в альвеолярних макрофагах II типу, так і у клітинах запального інфільтрату [33]. На думку дослідників, тютюнокуріння, як один з етіологічних чинників ХОЗЛ, може виснажити цей антиоксидантний захист і порушити механізми антиоксидантного захисту в пацієнтів цієї категорії [34]. СОД є у всіх клітинах дихальної системи і може перетворювати супероксид-аніон радикал у гідроген пероксид та оксиген. За даними різних авторів, у патогенезі ХОЗЛ найбільше значення мають манганзалежна й екстрацелюлярна СОД, які захищають альвеолярний епітелій легень [35, 36]. Результати проведеного дослідження підтверджують виснаження пулу СОД, що може бути пов'язане з посиленим його використанням для нейтралізації вільних радикалів оксигену в пацієнтів із ХОЗЛ та при поєднанні ХОЗЛ й АГ.

Табл. 1

Гідроген пероксид під дією каталази розкладається до 2 молекул води й оксигену. Каталаза міститься у більшості аеробних клітин та локалізована в пероксисомах (80 %) і цитоплазмі (20 %). Невелика її кількість може бути наявна в лізосомах і мітохондріях [37]. Каталаза належить до внутрішньоклітинних ензимів та через велику молекулярну масу погано проникає у позаклітинне середовище, де може швидко піддаватися протеолітичному розщепленню [38, 39]. Звісно, що каталаза є синергістом СОД і між активностями цих ферментів у нормі існує прямий кореляційний зв'язок, що пояснює спряжену дію ензимів СОД і каталази у хворих на ХОЗЛ. Отримані результати підтверджують інші дослідження [40, 41]. Варто відмітити суперечливі наукові дані щодо активності каталази у хворих на АГ [42, 43], проте ми встановили, що коморбідний перебіг ХОЗЛ і АГ поглиблює недостатність антиоксидантного захисту.

Антиоксидантна роль ЦП пов'язана з його оксидазною активністю, яка спрямована на ароматичні аміни і феноли, а також через фероксидазну активність [27]. Зростання вмісту ЦП може виступати критерієм активації пероксидного окиснення ліпідів, а також нездатності АОС нейтралізувати надлишок вільних кисневих радикалів у пацієнтів із ХОЗЛ та коморбідним перебігом ХОЗЛ і АГ.

Спільні фактори ризику ХОЗЛ та АГ, посилення системного запалення при загостренні ХОЗЛ супроводжуються каскадом патофізіологічних механізмів, одним із яких є оксидативний стрес, який пов'язаний із виснаженням антиоксидантних резервів (вірогідне зниження активності супероксиддисмутази і каталази, підвищення вмісту церулоплазміну).

Список літератури

1. WHO global report on trends in prevalence of tobacco smoking. 2015.

2. Respiratory risks from household air pollution in low and middle income countries. / S. B. Gordon, N. G. Bruce, Grigg [at al.] // Lancet Respir. Med. - 2014. - No. 2 (10). - P. 823-860.

3. Chronic obstructive pulmonary disease (COPD). - Access mode: https://www.who.int/news-room/fact-sheets/ detail/chronic-obstructive-pulmonary-disease-(copd).

4. Economic burden of chronic respiratory diseases in Austria and Slovenia Results of a life-cycle model / M. Pock, T. Czypionka, M. Reiss, G. Rцhrling [et al.] // 2018. - Access mode: http://irihs.ihs.ac.at/4663/1/2018-ihs-report-pock-czypionka-reiss-copd-chronic-respiratory-diseases-austria-slovenia.pdf.

5. Chronic obstructive pulmonary disease mortality and prevalence: the associations with smoking and poverty - a BOLD analysis / P. Burney, A. Jithoo, B. Kato [et al.] // Thorax. - 2014. - No. 69. - P. 465-473.

6. The epidemiology and burden of COPD in Latin America and the Caribbean: systematic review and meta-analysis / A. Ciapponi, L. Alison, M. Agustina [et al.] // COPD. - 2014. - No. 11. - P. 339-350.

7. Diaz-Guzman E. Epidemiology and prevalence of chronic obstructive pulmonary disease / E. Diaz-Guzman, M. Mannino // Clin. Chest Med. - 2014. - No. 35. - P. 7-16.

8. COPD in Japan: the Nippon COPD epidemiology study / Y Fukuchi, M. Nishimura, M. Ichinose [et al.] // Res- pirology. - 2004. - No. 9. - P. 458-465.

9. Canadian Chronic Disease Surveillance System (CCDSS). - Access mode: https://infobase.phac-aspc. gc.ca/ccdss-scsmc/data-tool/.

10. The burden of chronic respiratory diseases and their heterogeneity across the states of India: the Global Burden of Disease Study 1990-2016 / India State-Level Disease Burden Initiative CRD Collaborators // Lancet Glob Health. - 2018. - Vol. 6 (12). - P. 1363-1374.

11. Global and regional estimates of COPD prevalence: systematic review and meta-analysis / D. Adeloye, S. Chua, C. Lee [et al.] // J. Glob. Health. - 2015. - No. 5. - 020415.

12. Work-related Chronic Obstructive Pulmonary Disease (COPD) in Great Britain 2018. - Retrieved from: http://www.hse.gov.uk/statistics/causdis/copd.pdf.

13. Impact of the financial crisis on COPD burden: Greece as a case study / O. S. Kotsiou, S. Zouridis, M. Kos- mopoulos [et al.] // European Respiratory Review. - 2018. No. 27 (147). - P. 170106.

14. The prevalence, burden and risk factors associated with chronic obstructive pulmonary disease in Commonwealth of Independent States (Ukraine, Kazakhstan and Azerbaijan): results of the CORE study / D. Nugmanova,

Y. Feshchenko, L. lashyna [et al.] // BMC Pulm. Med. - 2018. - No. 18 (1). - P. 26.

15. Calverley P.M. Is airway inflammation in chronic obstructive pulmonary disease (COPD) a risk factor for cardiovascular events? / P. M. Calverley, S. Scott // COPD. - 2006. - No. 3 (4). - P. 233-242.

16. Risk factors for cardiovascular disease in patients with COPD: mild-to-moderate COPD versus severe-to-very severe COPD / L. M. Caram, R. Ferrari, C. R. Naves [et al.] // J. Bras. Pneumol. - 2016. - No. 42 (з). - P. 179-184.

17. Превентивна кардіологія: імплементація міжнародних рекомендацій в Україні / Асоц. кардіологів України, ВГО "Превент. кардіологія та реабілітація" [авт.-уклад.: В. М. Коваленко та ін.]. - Київ: МОРІОН, 2015. - 103 с.

18. Prevalence of comorbidities in chronic obstructive pulmonary disease patients: A meta-analysis / H. Yin, S. Yin, Q. Lin [et al.] // Medicine (Baltimore). - 2017. - No. 96 (19). - e6836.

19. Comorbidities of COPD / A. Cavailles, G. Brinchault- Rabin, A. Dixmier [et al.] // European Respiratory Review. - 2013. - No. 22. - 454-475.

20. Марущак М. І. Роль активних форм кисню у розвитку і про-гресуванні гострого ураження легень в експерименті / М. І. Марущак // Медична хімія. - 2012. - T. 14, № 1(50). - С. 104-108.

21. The influence of co-morbidity on health-related quality of life in asthma and COPD patients / Н. A. Wijn- hoven, D. M. Kriegsman, A. E. Hesselink [et al.] // Respir. Med. - 2003. - No. 97 (5). - P. 468-475.

22. Global Initiative for Chronic Obstructive Lung Disease (GOLD) 2016. - Access mode: www.goldcopd.org.

23. ESC/ESH Guidelines for the management of arterial hypertension / B. Williams, G. Mancia, W. Spiering [et al.] // European Heart Journal. - 2018. - No. 39 (33). - P. 3021-3104.

24. Костюк В. А. Простой и чувствительный метод определения супероксиддисмутазы, основанный на реакции окисления кверцетина / В. А. Костюк, А. И. Потапович, Ж. В. Ковалева // Вопросы медицинской химии. 1990. - № 32. - С. 88-91.

25. Метод определения активности каталазы / М. А. Королюк, А. И. Иванова, И. Г. Майорова [и др.] // Лаб. дело. - 1988. - № 1. - С. 16-19.

26. Арутюнян А. В. Методы оценки свободно-радикального окисления и антиоксидантной системы организма / А. В. Арутюнян, Е. Е. Дубинина, Н. Н. Зыбина. СПб.: Фолиант, 2000. - 104 с.

27. Івчук В. В. Оксидантно-антиоксидантна система при хронічному обструктивному захворюванні легень професійної етіології / В. В. Івчук, Т. А. Ковальчук // Медична та клінічна хімія. - 2019. - Т 21, № 2. - С. 61-67.

28. Tuder R. M. Pathogenesis of chronic obstructive pulmonary disease / R. M. Tuder, I. Petrache // J. Clin. Invest. - 2012. - No. 122 (8). - P. 2749-2755.

29. Lee J. H. Pathogenesis of COPD / J. H. Lee // COPD Springer, Berlin, Heidelberg. - 2017.

30. Maksiv C. Y. The role of oxidative stress in the development of chronic obstructive pulmonary diseases / C. Y. Maksiv, M. I. Marushchak // Medical and Clinical Chemistry. - 2019. - No. 1. - P. 120-125.

31. Cavalcante A. G. The role of oxidative stress in COPD: current concepts and perspectives / A. G. Cavalcante, P. F. de Bruin // J. Bras. Pneumol. - 2009. - No. 35 (12). - P. 1227-1237.

32. Патогенетична роль нейтрофільних гранулоцитів у розвитку гострого ураження легень / А. А. Гудима, М. І. Марущак, Г. Г. Габор [та ін.] // Буковинський медичний вісник. - 2011. - № 3 (59). - С. 82-85.

33. Domej W Oxidative stress and free radicals in COPD-implications and relevance for treatment / W. Domej,

H. Oettl, W. Renner // International journal of chronic obstructive pulmonary disease. - 2014. - No. 9. - P. 12071224.

34. Nadeem A. Increased oxidative stress and altered levels of antioxidants in chronic obstructive pulmonary disease / A. Nadeem, H. G. Raj, S. K. Chhabra // Inflammation. 2005. - No. 29 (1). - P. 23-32.

35. Smoking and COPD increase sputum levels of extracellular superoxide dismutase / E. A. Regan, W. Mazur, Meoni [et al.] // Free Radic. Biol. Med. - 2011. - No. 51 (3). - P. 726-732.

36. Лемко О. І. Деякі аспекти етіології, патогенезу та перебігу хронічного обструктивного захворювання легень (частина ІІ) / О. І. Лемко // Науковий вісник Ужгородського університету, серія «Медицина». - 2013. - № 1 (46). - С. 197-207.

37. Окислительный стресс. Прооксиданты и антиоксиданты / Е. Б. Меньщикова, В. З. Ланкин, Н. К. Зенков [и др.]. - М.: Фирма «Слово», 2006. - 556 с.

38. Reactive oxygen species: from health to disease / K. Brieger, S. Schiavone, F. J. Miller [at al.] // Swiss. Med. Wkly. - 2012. - Vol. 142. - P. W13659.

39. Limon-Pacheco J. The role of antioxidants and antioxidant-related enzymes in protective responses to environmentally induced oxidative stress / J. Limon-Pacheco, M. E. Gon- sebatt // Mutation Research. - 2009. - Vol. 674. - P. 137-147.

40. Ahmad A. Relation of oxidant-antioxidant imbalance with disease progression in patients with asthma / A. Ahmad, M. Shameem, Q. Husain // Ann. Thorac Med. - 2012. No. 7. - P. 226-232.

41. Evaluation of oxidative stress and antioxidant status in chronic obstructive pulmonary diseases / S. K. Singh, S. Verma, M. K. Kumar [et al.] // Dixit Scandinavian Journal of Immunology. - 2017. - No. 85 (2). - P. 130-137.

42. Ковальова О. М. Рівень 8-ізопростану та активність супероксиддисмутази і каталази у хворих на гіпертонічну хворобу з надмірною масою тіла й ожирінням на фоні комбінованої антигіпертензивної терапії / О. М. Ковальова, Н. М. Герасимчук, Н. А. Сафаргаліна-Корнілова // Експериментальна і клінічна медицина. - 2013. - № 2 (59). С. 86-92.

43. Biomarkers of antioxidant status and lipid peroxidation in elderly patients with hypertension / H. Pawluk, R. Pawluk, J. Robaczewska [et al.] // Redox Report. - 2017. No. 22 (6). - P. 542-546.

Размещено на Allbest.ru