Взаимосвязь курения с холодовой гиперреактивностью дыхательных путей и течением деструктивно-цитолитических процессов в бокаловидном эпителии бронхов больных бронхиальной астмой
Оценка влияния табакокурения на клинические проявления болезни, реакцию дыхательных путей на воздействие холодного воздуха, деструктивно-цитолитические процессы в бокаловидном эпителии бронхов больных бронхиальной астмой. Нарушение структуры эпителия.
Рубрика | Медицина |
Вид | статья |
Язык | русский |
Дата добавления | 09.10.2020 |
Размер файла | 53,2 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Статья по теме:
Взаимосвязь курения с холодовой гиперреактивностью дыхательных путей и течением деструктивно-цитолитических процессов в бокаловидном эпителии бронхов больных бронхиальной астмой
Пирогов А.Б., Приходько А.Г., Колосов В.П., Перельман Ю.М. Дальневосточный научный центр физиологии и патологии дыхания (ДНЦ ФПД) Россия, 675000, г. Благовещенск, ул. Калинина, 22
Табакокурение больных бронхиальной астмой (БА) может усилить повреждение слизистой оболочки бронхов и существенно ухудшить течение заболевания.
Цель. Оценить влияние табакокурения на клинические проявления болезни, реакцию дыхательных путей на воздействие холодного воздуха, деструктивно-цитолитические процессы в бокаловидном эпителии бронхов больных БА.
У 145 больных БА определяли уровень контроля над заболеванием по данным вопросника AsthmaControlTest, функцию легких (ОФВ1, %), реакцию дыхательных путей (АОФВ1, %) на 3-минутную изокапническую гипервентиляцию холодным (-20 °С) воздухом (ИГХВ), осуществляли сбор индуцированной мокроты (ИМ). В цитограммах ИМ определяли процентное содержание, индекс деструкции клеток (ИДК) и интенсивность цитолиза (ИЦ), гистохимически - активность миелопероксидазы (МПО) и содержание гликопротеинов. В группу 1 включены 102 некурящих лица, в группу 2 - 43 курящих.
В ИМ больных группы 2 по сравнению с группой 1 найдено усиление деструктивной (ИДК = 0,47 ± 0,02 и 0,40 ± 0,02 соответственно, р = 0,044) и цитолитической активности бокаловидных клеток (ИЦ = 0,22 ± 0,03 и 0,15 ± 0,02 соответственно, р = 0,047) с преобладанием количества полностью разрушенных клеток ((21,7 ± 2,4) и (14,5 ± 1,6)%, р = 0,043) и снижением клеток нормальной структуры ((52,5 ± 2,1) и (60,5 ± 3,1)%, р = 0,047). Для курящих характерно высокое содержание нейтрофилов в ИМ ((34,1 ± 3,0) и (23,9 ± 1,4)% соответственно, р = 0,0006) и уровня миелопероксидазы в гранулоцитах бронхов ((94,3 ± 5,4) и (80,7 ± 3,6) пикселей, р = 0,037). Курящие активнее реагировали на ИГХВ (АОФВ1 = (-13,7 ± 2,6) и (-7,9 ± 1,2)% соответственно, р = 0,032), и степень реакции коррелировала с показателями деструктивно-цитолитической активности клеток ИМ.
Табакокурение у больных БА приводит к нарушению структуры бокаловидного эпителия бронхов с усилением деструктивно-цитолитических процессов, что сопровождается снижением уровня содержания гликопротеинов в цитоплазме, увеличением секреторной активности бокаловидных клеток, нейтрофилией, усилением оксидативной пероксидазной активности гранулоцитов, ухудшением бронхиальной проходимости и усилением реакции дыхательных путей на воздействие холодного воздуха.
Ключевые слова: бронхиальная астма, табакокурение, холодовая гиперреактивность дыхательных путей, бокаловидные клетки, гранулоциты, воспаление, оксидативный стресс.
Tobacco smoking in patients with asthma can intensify the bronchi mucosa damage and significantly worsen the course of the disease.
To assess the influence of tobacco smoking on the clinical manifestations of the disease, airway response to cold air exposure and destructive-cytological processes in the goblet cells of bronchial epithelium in patients with asthma.
In 145 patients with asthma their asthma control level was determined by the Asthma Control Test, lung function (FEV^ %) and airway response (AFEVj, %) to a 3-minute isocapnic hyperventilation (-20 °С) of cold air (IHCA) were evaluated, and induced sputum (IS) was collected.
In cytograms of IS a percentage content, the index of cell destruction (ICD) and the index of cytolysis intensiveness (IC) were assessed; histochemically the activity of myeloperoxidase (MPO) and the contents of glycoproteins were identified. The 1st group included 102 non-smokers and the 2nd group included 43 smokers.
In IS of patients of the 2nd group in comparison with the 1st one we found intensification of the destructive (ICD = 0.47 ± 0.02 and 0.40 ± 0.02, respectively, р = 0.044) and cytolytic activity of goblet cells (IC = 0.22 ± 0.03 and 0.15 ± 0.02, respectively, р = 0.047) with the domination of the number of completely destroyed cells (21.7 ± 2.4 vs. 14.5 ± 1.6%, р = 0.043) and the decrease in the number of cells with a normal structure (52.5 ± 2.1 vs. 60.5 ± 3.1%, р = 0.047). For smokers it was typical to have high contents of neutrophils in IS (34.1 ± 3.0 vs. 23.9 ± 1.4%, respectively, р = 0.0006) and high level of myeloperoxidase in granulocytes of bronchi (94.3 ± 5.4 vs. 80.7 ± 3.6 pixels, р = 0.037). Smokers responded more actively to IHCA (AFEV1 was -13.7 ± 2.6 vs. -7.9 ± 1.2%, respectively, р = 0.032), and the degree of the response correlated with the indices of destructive-cytological activity of IS cells.
Tobacco smoking in patients with asthma leads to the disturbance of the structure of goblet epithelium in the bronchi with the intensification of destructive-cytological processes, which is accompanied by a decrease in the level of glycoproteins in cytoplasm, an increase in the secretory activity of the goblet cells, neutrophilia, growth of oxidative peroxidase activity of granulocytes, worsening of the bronchial conductance, and intensification of airway response to cold air.
Key words: asthma, tobacco smoking, airway hyperresponsiveness to cold, goblet cells, granulocytes, inflammation, oxidative stress.
Введение
бронхиальный астма табакокурение
Курение табака играет важную роль в патогенезе заболеваний бронхолегочного аппарата в связи с тем, что органы дыхания являются основной мишенью воздействия табачного дыма [1, 2]. У больных бронхиальной астмой (БА) курение увеличивает частоту и тяжесть респираторных симптомов, ускоряет темпы снижения легочных функций [3], усиливает степень тяжести астмы [4], снижает ответ на ингаляционные и системные глюкокортикостероиды [5], а также другие противоастматические препараты [6], уменьшает вероятность достижения контроля болезни, повышает частоту обострений и госпитализаций, увеличивает риск смерти от астмы [7], снижает качество жизни [8].
Прогрессирование нарушения вентиляционной функции легких при табакокурении поддерживается хроническим воспалением и ремоделированием дыхательных путей, обусловленными оксидативным повреждением, бокаловидно-клеточной гиперплазией и плоскоклеточной метаплазией бронхиального эпителия, продукцией провоспали- тельных медиаторов и цитокинов активированными нейтрофилами и макрофагами, разрушением соединительнотканного матрикса нейтрофильными протеиназами, интерстициальным фиброзом, гиперсекрецией бронхиальной слизи и мукоцилиарной недостаточностью [2]. Кроме того, в настоящее время курение рассматривается в ряду механизмов бронхиальной гиперреактивности, достоверный риск развития которой у курильщиков характеризуется доза-эффект-зависимостью, а увеличение тяжести коррелирует с нарастанием интенсивности и продолжительности курения, выраженных в показателе «пачка/лет» [9].
В выполненных нами ранее работах установлено, что индукция нейтрофилами повреждения и некроза бронхиального эпителия у больных БА опосредована осуществляемым при дегрануляции, деструкции и цитолизе гранулоцитов экзоцитозом лизосомальных ферментов, в частности миелопероксидазы [10], обеспечивающей генерацию наряду с активными формами кислорода (АФК) высокоактивных форм галогенов, что, в свою очередь, приводит к утяжелению течения болезни [11].
Сочетанное влияние табакокурения и такого потенциально бронхопровоцирующего экзогенного триггера, как низкая температура атмосферного воздуха, на архитектонику слизистой оболочки бронхов, может служить важным фактором формирования эпителиальной и мукоцилиарной дисфункции в ассоциации с морфофункциональными преобразованиями структурного и ферментативно-оксидантного статуса нейтрофильного сегмента воспалительного инфильтрата.
Целью настоящей работы явилось изучение взаимосвязи табакокурения с клиническими проявлениями болезни, реакцией дыхательных путей на воздействие холодного воздуха и течением деструктивно-цитолитических процессов в бокаловидном эпителии бронхов больных БА.
Материалы и методы
Обследовано 145 больных легкой персистирующей БА [12] в период наступления низких температур (-5 °С и ниже) окружающей среды (октябрь - апрель). Из них 93 (64%) женщины, 52 (36%) мужчины, средний возраст (40,5 ± 1,2) лет, рост - (168,4 ± 0,8) см, вес - (80,4 ± 1,3) кг. Критерием включения в клиническое исследование являлись: базовое значение ОФВх> 75% от должной величины, терапия ингаляционными кортикостероидами в виде монотерапии либо в сочетании с длительно действующими Р2-агонистами в соответствии со степенью тяжести заболевания, отсутствие острой респираторной инфекции, патологии других органов и систем, влияющей на результаты исследования, в течение предшествующих 4 нед до взятия биологического материала и проведения клинико-функционального тестирования.
Клиническое исследование выполнено в соответствии с Хельсинкской декларацией Всемирной медицинской ассоциации «Этические принципы проведения научных медицинских исследований с участием человека» с поправками 2000 г. и «Правилами клинической практики в Российской Федерации», утвержденными Приказом Минздрава РФ от 19.06.2003 г. № 266. Пациенты подписывали информированное согласие на участие в исследовании в соответствии с протоколом, одобренным локальным Комитетом по биомедицинской этике Дальневосточного научного центра физиологии и патологии дыхания.
Дизайн работы предполагал оценку уровня контроля над заболеванием по данным вопросника AsthmaControlTest(АСТ, QualityMetricInc., 2002), в баллах, исследование функции внешнего дыхания посредством спирометрии форсированного выдоха (Easyon-PC, nddMedizintechnikAG, Швейцария) с определением показателей ОФВ1, ФЖЕЛ, ОФВ1/ФЖЕЛ, ПОС, МОС50, СОС25-75 и последующей проверкой на обратимость обструкции (ДОФВ1Б, %) после введения Р2-агони- ста (сальбутамол), выявление гиперреактивности дыхательных путей (ДОФВ1ИГХВ, %) путем проведения 3-минутной изокапнической гипервентиляции холодным (-20 °С) воздухом (ИГХВ) [13], сбор индуцированной мокроты (ИМ) по стандартной методике [14].
Цитологическое исследование индуцированной мокроты (ИМ) пациентов проводили не позднее 2 ч после ее получения. Отбирался материал с минимальным уровнем контаминации плоскоклеточным эпителием. Подсчитанное количество клеток (нейтрофилов, эозинофилов, макрофагов, лимфоцитов, клеток бронхиального эпителия и бокаловидных клеток) выражали в процентах от общего числа. Степень деструкции и интенсивности цитолиза бронхиального эпителия, бокаловидных клеток, эозинофилов и нейтрофилов определяли по методу Л.А. Матвеевой [15]. Выделяли пять классов деструкции клеток в зависимости от изменений структурной целостности клеточных элементов: 0 - нормальная структура; I - частичное (не более 1/2) деструктивное повреждение цитоплазмы, нормальная структура ядра; II - значительная (более 1/2), но неполная деструкция цитоплазмы, частичное повреждение ядра; III- полная деструкция цитоплазмы, значительная деструкция ядра; IV - полная деструкция с распадом цитоплазмы и ядра. Вычисляли суммарный индекс деструкции клеток (ИДК) и индекс интенсивности цитолиза (ИЦ как отношение наиболее разрушенных клеток к содержанию остальных поврежденных клеток):
где 0, 1, 2, 3, 4 - номера классов деструкции; ni, n2, n3, n4 - количество клеток соответствующего класса.
Цитохимическое исследование активности миелопероксидазы (МПО) нейтрофильных и эозинофильных лейкоцитов в цитологических мазках ИМ проводили по методу Грэхема - Кнолля с докраской мазков после обработки бензидином и перекисью водорода водным раствором азура-2 [16]. Изображения микропрепаратов получали с помощью цифровой видеокамеры ДСМ 510 с системой захвата изображения. Для цифровой обработки изображений клеток использовали компьютерные программы ImageToolи OptikaVisionPro(Италия), MacBiophotonicsImageS(США). На основании полученных данных рассчитывали средний цитохимический коэффициент (СЦК) активности МПО в пикселях.
Для изучения содержания гликопротеинов в бокаловидном эпителии после фиксации препаратов в формалине использовали метод окраски цитологических мазков альциановым синим, элективно выявляющим муцины (гликопротеины, кислые гликозаминогликаны - ГАГ) в цитоплазме бокаловидных клеток [17]. Уровень содержания гликопротеинов и ГАГ в бокаловидном эпителии оценивали по количеству окрашенных альциановым синим клеток, выраженному в процентах.
Статистический анализ выполнялся на основе стандартных методов вариационной статистики. Проверка на нормальность распределения выборок проводилась методами Колмогорова - Смирнова и Пирсона - Мизеса. Количественные значения исследуемых параметров представлены в виде среднего и стандартной ошибки среднего M± т. Для определения уровня статистической значимости различий между группами в случае нормального распределения использовали непарный t-критерий Стьюдента. Различие считалось достоверным при р< 0,05. В случаях отклонения закона распределения в выборке от нормального для сравнения использовали непараметрический критерий Колмогорова - Смирнова. С целью определения степени связи между двумя случайными величинами проводили корреляционный анализ, рассчитывали коэффициент корреляции Пирсона г. Корреляция считалась значимой при р< 0,05.
Результаты
По результатам обследования больные БА были разделены на следующие группы. В группу 1 вошли 102 некурящих лица, в группу 2 - 43 курящих и ранее куривших пациента (ИК в среднем (14,8 ± 2,1) пачка/лет, 5-40 сигарет в сутки). Среди них активно курили 55% больных (в 21% случаев стаж курения превышал 10 пачка/лет, в 33% - 20 пачка/лет), 45% больных курили в прошлом, прекратив курение после выявления астмы. Обращает на себя внимание практически равное количество курящих лиц мужского и женского пола (56 и 44% соответственно).
При оценке основных клинических и функциональных параметров состояния больных на момент проведения исследования (табл. 1) не выявлено существенных различий по уровню контроля над заболеванием: 69% больных группы 1 и 74% больных группы 2 последние 4 нед, по данным АСТ, характеризовались отсутствием контроля над астмой на фоне применяемой терапии (табл. 1).
Таблица 1
Сравнительная клинико-функциональная характеристика больных БА, М ± m Comparative clinical characteristics and indices of the lung function in the studied groups, М± m |
||||
Показатель Parameter |
Группа 1, n= 102 Group 1, n= 102 |
Группа 2, n= 43 Group 2, n= 43 |
P |
|
Возраст, лет Age, years |
42,1 ± 1,0 |
39,8 ± 1,4 |
0,210 |
|
ОФВ1, % долж. FEV1, % from predicted value |
92,7 ± 1,6 |
87,8 ± 2,9 |
0,131 |
|
ОФВ/ФЖЕЛ, % FEV1/FVC, % from predicted value |
73,4 ± 0,7 |
70,3 ± 1,4 |
0,034 |
|
ПОС, % долж. FEF50, % from predicted value |
100,4 ± 2,1 |
91,7 ± 3,3 |
0,023 |
|
МОС50, % долж. FEF50, % from predicted value |
69,4 ± 2,8 |
61,1 ± 3,1 |
0,047 |
|
МОС25--75, % долж. FEF25--75, % from predicted value |
67,2 ± 2,6 |
60,1 ± 2,8 |
0,062 |
|
Д°ФВ1 и^ % AFEV1after 1НСА, % |
-7,9 ± 1,2 |
-13,7 ± 2,6 |
0,032 |
|
ДОФВ1% AFEV1after the bronchodilator test with salbutamol, % |
8,5 ± 1,0 |
14,9 ± 2,6 |
0,007 |
|
АСТ, баллы ACT, scores |
16,6 ± 0,5 |
16,2 ± 0,8 |
0,591 |
Примечание. Здесь и в табл. 4: ИГХВ -- изменение показателя в ответ на пробу ИГХВ; БЛ -- бронходилататор, изменение показателя в ответ на введение Р2-агониста, ОФВ1 -- объем форсированного выдоха за первую секунду; ФЖЕЛ -- форсированная жизненная емкость легких; ПОС -- пиковая объемная скорость; МОС -- мгновенная объемная скорость. Note. Here and in Table 4: IHCA - change of the parameter in response to the IHCA test; FEV1 - forced expiratory volume, 1 second, FVC -- forced vital capacity of the lungs; PEFR -- peak expiratory flow rate; MEF -- maximum expiratory flow.
В то же время при спирометрическом исследовании зарегистрированы более низкие значения показателей функции внешнего дыхания у курящих лиц и достоверно более высокий прирост ОФВ2 в ответ на введение Р2-агониста. При проведении пробы ИГХВ данные пациенты активнее реагировали на бронхопровокацию холодным воздухом. В свою очередь, это было сопряжено с более значимой гиперплазией бронхиального бокаловидного эпителия, судя по увеличению в цитограммах ИМ количества бокаловидных клеток (табл. 2). Фоном для интенсификации бокаловидно-клеточной гиперплазии у больных группы 2 являлись увеличение количества нейтрофилов и снижение числа эозинофилов в воспалительном инфильтрате бронхов, что отмечалось одновременно с достоверным снижением уровня макрофагов и повышению цитоза мокроты (см. табл. 2). Показатели уровня синтеза и депонирования пероксидазы в гранулоцитах также достигали максимума в группе 2, о чем свидетельствовали значения СЦК МПО нейтрофилов и эозинофилов (см. табл. 2).
Экзоцитоз МПО в группе 2 преобладал только в отношении дегранулирующих и деструктурированных эозинофилов, ИДК которых был достоверно выше, чем в группе 1 (см. табл. 2). Вероятно, это было связано с более интенсивным накоплением в дыхательных путях курильщиков пероксидазы гранулярных лейкоцитов, преимущественно нейтрофильных.
Таблица 2
Клеточный состав индуцированной мокроты и показатели деструктивно-цитолитической активности нейтрофилов и эозинофилов у больных БА, М ± m Cellular composition of induced sputum and the indices of destruction and intensity of cytolysis of neutrophils and eosinophils in patients with asthma, М± m |
||||
Показатель Parameter |
Группа 1, n= 102 Group 1, n= 102 |
Группа 2, n= 43 Group 2, n =43 |
P |
|
Цитоз, % Cytosis, % |
2,8 ± 0,2 |
2,9 ± 0,38 |
0,672 |
|
Нейтрофилы, % Neutrophils, % |
23,9 ± 1,4 |
34,1 ± 3,0 |
0,0006 |
|
Макрофаги, % Macrophages, % |
52,7 ± 1,6 |
44,0 ± 2,9 |
0,007 |
|
Эозинофилы, % Eosinophils, % |
19,6 ± 1,2 |
15,0 ± 1,9 |
0,034 |
|
Лимфоциты, % Lymphocytes, % |
2,9 ± 0,17 |
3,1 ± 0,50 |
0,663 |
|
БЭ, % Bronchial epithelium, % |
1,7 ± 0,21 |
1,5 ± 0,38 |
0,701 |
|
БК, % Goblet cells, % |
0,10 ± 0,06 |
0,21 ± 0,08 |
0,634 |
|
ГПБК, % Number of goblet cells containing glycoproteins, % |
56,7 ± 7,3 |
47,3 ± 8,7 |
0,543 |
|
СЦК МПО, пиксель MPO, pixels |
79,1 ± 3,5 |
96,6 ± 9,1 |
0,031 |
|
ИЦнейтрофилов, усл. ед IC of neutrophils, units |
0,44 ± 0,02 |
0,41 ± 0,04 |
0,535 |
|
ИЦ эозинофилов, усл. ед ICofeosinophils, units |
0,28 ± 0,03 |
0,23 ± 0,03 |
0,874 |
|
ИДК нейтрофилов, усл. ед ICDofeosinophils, units |
0,49 ± 0,02 |
0,47 ± 0,03 |
0,893 |
|
ИДК эозинофилов, усл. ед ICDofeosinophils, units |
0,39 ± 0,02 |
0,45 ± 0,02 |
0,043 |
Примечание. БЭ -- бронхиальный эпителий; БК -- бокаловидные клетки; ГП БК -- количество бокаловидных клеток, содержащих гликопротеины; СЦК МПО -- средний цитохимический коэффициент активности миелопероксидазы; ИЦ -- индекс деструкции клеток; ИДК -- индекс интенсивности цитолиза.
Резервирование в бронхах курящих пациентов большого количества нейтрофильной МПО, очевидно, связано с усугублением окислительно-восстановительного дисбаланса путем снижения на определенных этапах активности деструкции и цитолиза нейтрофилов с целью дальнейшей наиболее эффективной индукции праймированными нейтрофилами воспаления и оксидативного стресса в результате накопления в лизосомальных цитоплазматических гранулах окислительного ферментативного запаса.
Количество бокаловидных эпителиоцитов, дающих положительную цитохимическую реакцию на гликопротеины и ГАГ, превалировало в группе 1 (табл. 2). В группе 2 прослеживалось падение уровня гликопротеинов в бокаловидных клетках, что подтверждалось, наряду с признаками более выраженной дезорганизации бокаловидного эпителия, более значимой деструктивно-цитолитической и секреторной муциновой эпителиальной активностью, обусловливающей высвобождение мукопротеидов из цитоплазмы бокаловидных клеток (табл. 3).
Так, показатели ИДК БК и ИЦ БК, характеризующие деструктивную и цитолитическую активность бокаловидных клеток, у курящих пациентов были выше, чем у лиц группы 1. В мокроте курящих больных превалировало содержание бокаловидных клеток, подвергшихся наибольшему разрушению: II, III и IV классов деструкции.
Таблица 3 - Индексы деструкции клеток и интенсивности цитолиза бронхиального эпителия и бокаловидных клеток, классы деструкции клеток бронхиального эпителия и бокаловидных клеток больных БА, М ± m
Показатель Parameter |
Группа 1, n = 102 Group 1, n = 102 |
Группа 2, n = 43 Group 2, n = 43 |
P |
|
Бронхиальный эпителий |
||||
Bronchial epithelium |
||||
ИДК ICD |
0,55 ± 0,02 |
0,47 ± 0,03 |
0,039 |
|
ИЦ IC |
0,43 ± 0,02 |
0,32 ± 0,03 |
0,010 |
|
N0 |
45,3 ± 2,1 |
53,4 ± 2,6 |
0,050 |
|
N1 |
8,1 ± 0,84 |
9,7 ± 1,4 |
0,362 |
|
n2 |
2,8 ± 0,23 |
4,3 ± 0,55 |
0,004 |
|
N3 |
1,1 ± 0,18 |
1,7 ± 0,40 |
0,375 |
|
N4 |
42,5 ± 2,4 |
31,5 ± 2,9 |
0,013 |
|
Бокаловидные |
клетки |
|||
Goblet cells |
||||
ИДК ICD |
0,40 ± 0,02 |
0,47 ± 0,02 |
0,044 |
|
ИЦ IC |
0,15 ± 0,02 |
0,22 ± 0,02 |
0,047 |
|
N0 |
60,5 ± 3,1 |
52,5 ± 2,1 |
0,047 |
|
N, |
15,4 ± 2,4 |
14,5 ± 1,7 |
0,808 |
|
N2 |
6,8 ± 0,89 |
8,7 ± 0,86 |
0,146 |
|
N3 |
2,8 ± 0,76 |
2,9 ± 0,96 |
0,934 |
|
N4 |
14,5 ± 1,6 |
21,7 ± 2,4 |
0,043 |
Примечание. N0, Nj, N2, N3, N4 -- количество клеток 0, I, II, III, IVклассов деструкции, %.
Содержание наименее разрушенных бокаловидных клеток I класса деструкции и сохранивших структурную целостность ядра и цитоплазмы бокаловидных клеток 0 класса деструкции, напротив, доминировало в группе 1 (см. табл. 3).
Снижение содержания бронхиального эпителия в цитограммах мокроты курящих лиц по сравнению с некурящими (см. табл. 2), скорее всего, связано с бокаловидно-клеточной гиперплазией эпителиального пласта бронхов и замещением бокаловидными клетками мерцательных и камбиальных клеточных элементов. В мокроте больных группы 2 среди деструктурированных клеток бронхиального эпителия превалировали клетки с 0 по III класс деструкции, тогда как процентное содержание клеток с полной деструкцией с распадом цитоплазмы и ядра (IV класс) присутствовало в достоверно меньшем количестве относительно больных группы 1 (см. табл. 3). Кроме того, у последних были получены более высокие расчетные величины ИДК и ИЦ бронхиального эпителия, что свидетельствовало об уязвимости бронхиального эпителиального пласта в целом у некурящих больных. Курящие пациенты характеризовались приоритетным и более значительным повреждением бокаловидного компонента эпителия, сопровождающимся ростом муциновой активности секреторных клеток и инициирующей оксидативный стресс пероксидазной активности нейтрофильного звена воспалительного паттерна бронхов.
Нами обнаружена тесная корреляционная связь между деструктивно-цитолитической активностью клеточных элементов ИМ и степенью выраженности реакции дыхательных путей в ответ на холодовую бронхопровокацию (табл. 4).
Таблица 4 - Корреляционные взаимосвязи между деструктивно-цитолитической активностью клеточных элементов ИМ и степенью выраженности реакции дыхательных путей на холодовую бронхопровокацию у курящих астматиков (группа 2)
Показатель Parameter |
ИДКБЭ ICD bronchial epithelium |
ИЦбэ IC bronchial epithelium |
N0 БЭ N0 bronchial epithelium |
N4 БЭ N4 bronchial epithelium |
ИДКбк ICD goblet cells |
N0 БК N0 goblet cells |
|
АОФВ1 ИГХВ |
r = -0,44; |
r = -0,44; |
r = 0,49; |
r = -0,44; |
r = -0,57; |
r = 0,57; |
|
AFFV1 ihca |
p = 0,011 |
p = 0,011 |
p = 0,0004 |
p = 0,011 |
p = 0,086 |
p = 0,086 |
|
АМОС50 ИГХВ |
r = -0,57; |
r = -0,42; |
r = 0,57; |
r = -0,44; |
r = -0,68; |
r = 0,68; |
|
AFEF50 IHCA |
p = 0,0001 |
p = 0,016 |
p = 0,0001 |
p = 0,018 |
p = 0,031 |
p = 0,031 |
|
АМОС25-75 ИГХВ |
r = -0,59; |
r = -0,49; |
r = 0,60; |
r = -0,48; |
r = -0,67; |
r = 0,67; |
|
AFFF 25-75 IHCA |
p = 0,0004 |
p = 0,004 |
p = 0,0003 |
p = 0,005 |
p = 0,033 |
p = 0,033 |
ОБСУЖДЕНИЕ
Как известно, оксидативный стресс лежит в основе механизма формирования гиперреактивности бронхов у курильщиков, а также принимает участие в появлении чрезмерной реакции бронхов на холодовое воздействие у больных астмой [13]. При вдыхании табачного дыма, содержащего большое количество свободных радикалов, в дыхательных путях курильщиков нарушается равновесие в системе прооксиданты-антиоксиданты с превалированием оксидантов и активацией пула нейтрофилов [2]. Аналогичным образом при бронхоспазме в паренхиме легких усиленно синтезируются АФК, пероксинитрит, гипохлорит [18, 19], модифицирующие активность ядерного транскрипционного фактора ИГ-кВ с последующей стимуляцией экспрессии генов провоспалительных цитокинов [20], увеличением генерации циркулирующих нейтрофилов и миграции гранулоцитов в очаг воспаления [21].
Активация нейтрофилов, установленная у курящих лиц [2], в том числе у курящих больных БА с холодовой гиперреактивностью дыхательных путей, обусловливающая в последнем случае высокий уровень дезорганизации и деструкции бокаловидного эпителия, приводит к свободно-радикальному повреждению крист митохондрий и деэнергизации эпителиоцитов, разрушению эндоплазматического ретикулума и гибели клеток [22]. Деэнергизация эпителиоцитов считается альтернативным путем, опосредующим развитие клеточного апоптоза, в отличие от традиционного прямого пути передачи сигналов апоптоза - от лигирования рецептора смерти до активации каспазного каскада и гибели клеток [22]. При астме эпителиальная дисфункция потенцируется низким уровнем экспрессии факторов антиоксидантной защиты, таких как суперок- сиддисмутаза, которые способствуют увеличению восприимчивости эпителиальных клеток к агрессивному действию оксидантов, в частности продуцируемых гранулоцитами [23].
Ключевым механизмом воспалительного повреждения эпителия со стороны активированных нейтрофилов выступает респираторный взрыв, сопровождаемый экзоцитозом МПО. В результате взаимодействия МПО с Н2О2 генерируются высокореакционные галогенсодержащие соединения, модифицирующие функциональные группы белков, липидов, гликопротеинов, нуклеиновых кислот и других жизненно важных молекул [24]. Биологическая конструкция МПО-Н2О2 конвертирует оксидативный стресс в галогенирующий с образованием, помимо АФК, активных форм галогенов и нарастанием воспалительной альтерации тканей [24].
Выраженное нарушение структурной организации бокаловидного эпителия, эскалация продукции и секреции гликопротеинов и кислых ГАГ, манифестирующие мукостаз и снижение мукоцилиарного клиренса в бронхах, у курящих больных
БА ассоциированы с риском увеличения реакции дыхательных путей на воздействие холодного воздуха и усилением воспаления. Персистенция воспаления базируется у таких пациентов на нейтрофилии бронхиального инфильтрата, способствуя появлению высокой лабильности бронхов в ответ на холодовой стимул и Р2-агонисты. Согласно данным литературы, гранулоцитарный нейтрофилез и нейтрофильный тип воспаления дыхательных путей коррелируют с системным воспалением у астматиков, клинические результаты лечения которых оказываются хуже, чем у пациентов с ненейтрофильным фенотипом [25].
В проведенных нами ранее исследованиях, касающихся деструкции эпителия бронхов у больных тяжелой БА с холодовой гиперреактивностью дыхательных путей, высокий уровень эпителиальной дисфункции [26], сопряженной с хроническим воспалением, супрессией антиоксидантной и иммунной защиты, ремоделированием бронхов [27], рассматривался в качестве морфологического маркера инертности достижения контроля над болезнью [11]. Массивное повреждение эпителия с преобладанием III и IV классов деструкции служит одним из параметров ремоделирования слизистой оболочки бронхов и ассоциируется со смешанным паттерном бронхиального воспаления, в котором активация нейтрофильного пула оказывает негативное влияние на клиническое течение тяжелой неконтролируемой астмы [11].
Аналогичным образом можно утверждать, что более выраженные бокаловидно-клеточная гиперплазия и активация муциновой секреции у курящих больных БА, индуцирующие на фоне нейтрофи- лии бронхиального воспалительного инфильтрата мукоцилиарную недостаточность и ремоделирование дыхательных путей, способствуют ухудшению проходимости и появлению высокой лабильности бронхов. Кроме того, наиболее значимая перестройка цитоархитектоники десмо-эпителиального барьера слизистой оболочки респираторного тракта у курящих пациентов ассоциируется с усилением реакции дыхательных путей на холодный воздух. Одним из ведущих факторов, инициирующих дезорганизацию и разрушение бокаловидного эпителия и, следовательно, оказывающих негативное влияние на клиническое течение астмы, является рост оксидантной миелопероксидазной активности нейтрофилов и эозинофилов дыхательных путей. Связанная с табакокурением гиперпродукция гранулоцитами МПО, обеспечивающая повышение содержания в экстрацеллюлярном пространстве бронхов АФК и активных форм галогенов, принимает участие в эскалации оксидативного стресса и развитии бронхоспастической реакции больных БА на холодовой триггер.
Заключение
Табакокурение у больных БА приводит к нарушению структуры бокаловидного эпителия бронхов с усилением деструктивно-цитолити- ческих процессов, что сопровождается снижением уровня содержания гликопротеинов в цитоплазме, увеличением секреторной активности бокаловидных клеток, нейтрофилией, усилением оксидативной пероксидазной активности грану- лоцитов, инфильтрирующих дыхательные пути. Структурная дезорганизация бокаловидного эпителия, обусловленная активацией нейтрофильно- го пула бронхиальных гранулоцитов, влечет за собой ухудшение бронхиальной проходимости и усиление реакции дыхательных путей на воздействие холодного воздуха.
Литература
1. Гамбарян М.Г. Хронические респираторные заболевания и потребление табака (обзор). Медицинскийсовет. 2016; 17: 144-152. [Gambaryan M.G. Chronic respiratory diseases and tobacco use (review). Medical Council. 2016; 17: 144-152 (in Russ.)].
2. Краснова Ю.Н. Влияние табачного дыма на органы дыхания. Сибирскиймедицинскийжурнал. 2015; 137 (6): 11-16. [Krasnova Yu.N. Effect of tobacco smoke on the respiratory system. Siberian Medical Journal. 2015; 137 (6): 11-16 (in Russ.)].
3. Backman H., Hedman L., Jansson S., Lindberg А., Lund- btick В., Ronmark Е. Prevalence trends in respiratory symptoms and asthma in relation to smoking - two cross-sectional studies ten years apart among adults in northern Sweden. World Allergy Organ. J. 2014; 7 (1):
4. Polosa R., Russo C., Caponnetto P., Bertino G., Sanm М., Antic Т., Mancuso S., Al-Delaimy W. Greater severity of new onset asthma in allergic subjects who smoke: a 10- year longitudinal study. Respiratory Research. 2011; 12 (1): 16.
5. Chalmers G.W., Macleod K.J., Little S.A., Thomson L.J., McSharry C.P., Thomson N.C. Influence of cigarette smoking on inhaled corticosteroid treatment in mild asthma. Thorax. 2002; 57 (3): 226-230.
6. Thomson N.C., Spears M. The influence of smoking on the treatment response in patients with asthma. Curr. Opin. Allergy Clin. Immunol. 2005; 5 (1): 57-63.
7. Boulet L.P., FitzGerald J.M., McIvor R.A., Zimmerman S., Chapman K.R. Influence of current or former smoking on asthma management and control. Can. Re- spir. J. 2008; 15 (5): 275-279.
8. Перельман Н.Л. Влияние табакокурения на связанное со здоровьем качество жизни у больных бронхиальной астмой. Бюллетень физиологии патологии дыхания. 2014; 53: 30-35. [Perelman N.L. Effects of tobacco smoking on health-related quality of life in patients with asthma. Bulletin Physiology and Pathology of Respiration. 2014; 53: 30-35 (in Russ.)].
9. Juusela M., Pallasaho P., Ronmark E., Sarna S., Sovijtir- vi A., Lundbtick B. Dose-dependent association of smoking and bronchial hyperresponsiveness. Eur. Respir. J. 2013; 42: 1503-1512.
10. Пирогов А.Б., Приходько А.Г., Перельман Ю.М., Зиновьев С.В. Влияние нейтрофильного компонента бронхиального воспаления на уровень контроля болезни и функцию внешнего дыхания у больных бронхиальной астмой. Бюллетень физиологии патологии дыхания. 2016; 61: 16-24. [Pirogov A.B., Perelman J.M., Prikhodko A.G., Zinov'ev S.V. Influence of the neutrophilic component of bronchial inflammation on the level of disease control and lung function in patients with asthma. Bulletin Physiology and Pathology of Respiration. 2016; 61: 16-24 (in Russ.)].
11. Пирогов А.Б., Колосов В.П., Перельман Ю.М., Приходько А.Г., Зиновьев С.В., Гассан Д.А., Мальцева Т.А. Oсобенности воспалительных паттернов бронхов и клинико-функциональная характеристика тяжелой неконтролируемой астмы у больных с холодовой гиперреактивностью дыхательных путей. Пульмонология. 2016; 26 (6): 701-707. [Pirogov A.B., Kolosov V.P., Perelman J.M., Prikhod'ko A.G., Zinov'ev S.V., Gassan D.A., Mal'tseva T.A. Airway inflammation patterns and clinical and functional features in patients with severe uncontrolled asthma and cold-induced airway hyperresponsiveness. Russian Pulmonology. 2016; 26 (6): 701-707 (in Russ.)].
12. Global Initiative for Asthma (GINA). Global strategy for asthma management and prevention (Updated 2016).
13. Приходько А.Г., Перельман Ю.М., Колосов В.П. Гиперреактивность дыхательных путей. Владивосток: Дальнаука, 2011: 204. [PrikhodkoA.G., PerelmanJ.M., KolosovV.P. Airwayhyperresponsiveness. Vladivostok: Dal'nauka Publ., 2011: 204 (in Russ.)].
14. Bakakos P., Schleich F., Alchanatis M., Louis R. Induced sputum in asthma: From bench to bedside. Curr. Med. Chem. 2011; 18 (10): 1415-1422.
15. Матвеева Л.А. Местная защита респираторного тракта у детей. Томск: Издательство Томского унта, 1993: 276. [MatveevaLA. Local protection of the respiratory tract in children. Tomsk: Tomsk University Publ., 1993: 276 (in Russ.)].
16. Хейхоу Ф.Г.Дж., Кваглино Д. Гематологическая цито-химия; пер. с англ.; под ред. Н.С. Кисляк. М.: Медицина, 1983: 319. [Hauhoe F.G.J., Quaglino D. Hematologic cytochemistry. per. s angl; pod red. N.S. Kislyak. Moscow: Meditsina Publ., 1983 (in Russ.)].
17. Медицинские лабораторные технологии: руководство по клинической лабораторной диагностике в 2 т.; под ред. А.И. Карпищенко; 3-е изд., перераб. и доп. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2012: 472. [Medical laboratory technologies: a guide on clinical laboratory diagnostics in 2 vol.; pod red. A.I. Karpishhenko; 3-e izd., pererab. i dop. Moscow: GEHOTAR-Media Publ., 2012: 472 (in Russ.)].
18. Соодаева С.К., Климанов И.А. Нарушения окислительного метаболизма при заболеваниях респираторного тракта и современные подходы к антиоксидантной терапии. Атмосфера. Пульмонология и аллергология. 2009; 1: 34-38. [Soodaeva S.K., Klimanov I.A. Disorders of oxidative metabolism in respiratory diseases and modern approaches to antioxidant therapy. Atmosphere. Pulmonology and Allergology. 2009; (1): 34-38 (in Russ.)].
19. Соодаева С.К. Свободно-радикальные механизмы повреждения при болезнях органов дыхания. Пульмонология. 2012; 1: 5-10. [Soodaeva S.K. Free radical mechanisms of injury in respiratory disease. Russian Pulmonology. 2012; 1: 5-10 (in Russ.)].
20. Jin Y.S., Park K.K., Park J.Y., Kim M.J., Lee W.L., im H.Y., Lee H. J., Park E.K. Effects of exercise induced oxidative stress and antioxidant supplementation on NF-kB activation in peripheral mononuclear cells. Korean J. Sports Med. 2000; 18 (2): 261-270.
21. Васильева Г.И., Иванова И.А., Тюкавкина С.Ю. Кооперативное взаимодействие моно- и полинуклеарных фагоцитов, опосредованное моно- и нейтрофилокинами. Иммунология. 2000; 5: 11-17. [Vasil'eva G.I., Ivanova I.A., Tyukavkina S.Yu. Cooperative interaction of mono- and polynucleated phagocytes, mediated by mono- and neutrophilokines. Immunology. 2000; (5): 11-17 (in Russ.)].
22. Kuwano K. Epithelial cell apoptosis and lung remodeling. Cell. Mol. Immunol. 2007; 4 (6): 419-429.
23. Конищева А.Ю., Гервазиева В.Б., Лаврентьева Е.Е. Особенности структуры и функции респираторного эпителия при бронхиальной астме. Пульмонология. 2012; 5: 85-91. [Konishcheva A.Y., Gervazieva V.B., Lavrentyeva E.E. Changes in the structure and function of respiratory epithelium in bronchial asthma. Russian Pulmonology. 2012; 5: 85-91 (in Russ.)].
24. Панасенко О.М., Сергиенко В.И. Галогенирую- щий стресс и его биомаркеры. ВестникРоссийскойАМН. 2010; 1: 27-39. [Panasenko O.M., Sergienko V.I. Halogenated stress and its biomarkers. Herald of RAMS. 2010; 1: 27-39 (in Russ.)].
25. Wood L.G., Baines K.I., Fu J. Scott H.A., Gibson P.G. The neutrophilic inflammatory phenotype is associated with systemic inflammation in asthma. Chest. 2012; 142 (1): 86-93.
26. Pirogov A.B., Zinov'ev S.V., Perelman J.M., Prikhodko A.G., Kolosov V.P. Destructive-cytolytic activity of bronchial epithelium and its influence on the development of cold airway hyperresponsiveness in patients with asthma. Respirology. 2017; 22 (3): 172.
27. Holgate S.T. Epithelium dysfunction in asthma. J. Allergy Clin. Immunol. 2007; 120 (6): 1233-1244.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Анатомия строения органов дыхания. Классификация и клинические проявления бронхиальной астмы. ЛФК, массаж, физиотерапия при бронхиальной астме на поликлиническом этапе. Оценка эффективности комплексной физической реабилитации больных бронхиальной астмой.
дипломная работа [151,5 K], добавлен 25.05.2012Описание бронхиальной астмы, факторы её возникновения. Влияние физических упражнений на состояние детей, страдающих бронхиальной астмой. Схема дыхательных и гимнастических упражнений, тренировки в период ремиссии и противопоказания при занятиях.
реферат [31,1 K], добавлен 29.11.2012Этиология и клинические проявления бронхиальной астмы. Клинико-физиологическое обоснование применения лечебной гимнастики и массажа у детей, больных бронхиальной астмой. Физическая реабилитация больных астмой и пневмонией на санаторно-курортном этапе.
реферат [61,7 K], добавлен 11.01.2015Этиология и патогенез хронического бронхита и бронхиальной астмы, их клиническая картина, отличительные особенности, причины возникновения и развития. Комплексы лечебной физкультуры, применяемые для больных бронхиальной астмой и хроническим бронхитом.
курсовая работа [39,1 K], добавлен 09.04.2010Хроническое прогрессирующее воспалительное заболевание дыхательных путей. Обратимая бронхиальная обструкция и гиперреактивность бронхов. Спазм гладкой мускулатуры бронхов. Оздоровление при помощи звуковых упражнений. Рекомендации по питанию, фитотерапия.
презентация [9,6 M], добавлен 19.12.2013Изучение бронхиальной астмы, хронического воспалительного заболевания дыхательных путей, характеризующегося обратимой бронхиальной обструкцией бронхов. Исследование этиологии, патогенеза, клинической картины и методов комплексного лечения заболевания.
презентация [801,8 K], добавлен 21.12.2011Мешковидные или цилиндрические расширения бронхов. Случаи врожденной бронхоэктазии. Профилактика и лечение бронхоэктатической болезни. Лечение больных бронхиальной астмой. Применение гормонов коркового слоя надпочечников. Острая и хроническая пневмония.
реферат [30,1 K], добавлен 16.01.2011Понятие и клиническая картина бронхиальной астмы как хронического воспалительного заболевания дыхательных путей, которое характеризуется обратимой обструкцией и феноменом гиперреактивности бронхов. Действие медсестры при его приступе, требования к ней.
презентация [512,8 K], добавлен 09.04.2015История исследования заболевания бронхиальной астмой. Этиология бронхиальной астмы и ее аллергическая природа. Патоморфологические изменения у больных. Роль инфекции в патогенезе бронхиальной астмы. Клинические наблюдения психогенной бронхиальной астмы.
реферат [17,8 K], добавлен 15.04.2010Этиология и патогенез бронхиальной астмы. Особенности системы внешнего дыхания у лиц с бронхиальной астмой, методы медикаментозной и немедикаментозной коррекции. Методика лечебной гимнастики при бронхиальной астме, ее влияние на состояние здоровья.
курсовая работа [50,5 K], добавлен 10.06.2014Сбор объективных данных о состоянии больного бронхиальной астмой. Оформление амбулаторной карты: паспортные данные, жалобы. Анамнез: факторы развития заболевания пациента, объективный статус. Осмотр больного, лабораторное обследование, диагноз, терапия.
презентация [276,7 K], добавлен 17.03.2016Возникновение бронхиальной астмы у детей. Наследственность в происхождении бронхиальной астмы. Клиническая картина и схемы оценки статуса больного с бронхиальной астмой. Анализ заболеваемости бронхиальной астмой у детей ММУ ГП№ 9 ДПО-3 (участок 23).
реферат [122,9 K], добавлен 15.07.2010Характеристика методов лечения больных бронхиальной астмой: этиотропная терапия, неспецифическая десенсибилизация, гистаминофизиотерапия и акупунктура. Особенности профилактики бронхиальной астмы, которая должна быть построена по принципу диспансеризации.
реферат [21,1 K], добавлен 17.04.2010Бронхиальная астма – хроническое воспалительное заболевание дыхательных путей, которое отличается наличием обратимой обструкции бронхов. Факторы риска бронхиальнай астмы. Факторы, провоцирующие обострение бронхиальной астмы. Формы бронхиальной обструкции.
реферат [23,0 K], добавлен 21.12.2008Развитие первичного бронхообструктивного синдрома при бронхиальной астме, вследствие спазма гладких мышц бронхов, гиперсекреции и отека слизистой оболочки бронхов. Осмотр грудной клетки для объективного подтверждения синдрома бронхиальной обструкции.
презентация [434,9 K], добавлен 05.10.2016Разработка методики биоинженерного закрытия дефектов верхних дыхательных путей с использованием тканевого эквивалента у онкологических больных. Определение показаний и противопоказаний к реконструкции верхних дыхательных путей по разработанной методике.
автореферат [435,4 K], добавлен 09.01.2011Хроническое воспалительное заболевание дыхательных путей. Этиология бронхиальной астмы – аллергены. Неспецифические триггеры БА. Аллергическое воспаление слизистой оболочки бронхов. Проведение пикфлоуриметрии. Базисная и неотложная терапия, профилактика.
презентация [2,1 M], добавлен 01.03.2014Соматические изменения у детей в зависимости от метода лечения бронхиальной астмы. Изменение психологических особенностей родителей в зависимости от метода лечения детей. Влияние препарата Тенотен детский на психоэмоциональный статус детей с астмой.
дипломная работа [1,2 M], добавлен 15.09.2016Основные клинические симптомы бронхиальной астмы как хронического воспалительного аллергического заболевания дыхательных путей. Этиология заболевания, классификация его форм. Сестринский процесс при бронхиальной астме (характеристика по периодам).
презентация [864,6 K], добавлен 13.12.2016Проявления бронхиальной астмы - остро развившаяся обструкция дыхательных путей. Причины нарушения бронхиальной проходимости. Графики частоты обострений у мужчин и женщин без учета возраста. Отличия в возрастных ритмах обострений бронхиальной астмы.
статья [257,1 K], добавлен 22.07.2013