Роль протеиназно-ингибиторного дисбаланса в патогенезе системного воспаления и активации сосудисто-гемостатических реакций у больных с обострением хронической обструктивной болезни легких

ХОБЛ занимает 4–5-е место в мире среди причин смертности в возрастной группе старше 45 лет, оставаясь единственным заболеванием с все возрастающим уровнем смертности [4]. По прогнозу экспертов ВОЗ, к 2020 г. ХОБЛ войдет в первую тройку болезней, лидирующих по показателям смертности, обусловливая ежегодно около 4,7 млн смертей. Обострение ХОБЛ является основной причиной госпитализаций пациентов в стационар. Заболевание характеризуется прогрессированием воспалительных изменений в нижних отделах дыхательных путей и развитием системных проявлений [4, 6, 10]. До 80% этиологических факторов обострения составляют бактерии, вирусы и атипичные патогены. У значительной части пациентов наблюдается хроническая колонизация дыхательных путей бактериальными возбудителями. В связи с преобладающей ролью инфекционных факторов ключевым механизмом патогенеза воспаления в период обострения заболевания становятся нейтрофилы, осуществляющие свои функции во взаимодействии с системой мононуклеарных фагоцитов [4, 6]. Бактерицидные и элиминационные функции этих клеток опосредуются механизмами повышения их протеолитической активности, выработки в процессе кислород-зависимого фагоцитоза большого количества активных кислородных радикалов и продуктов окисления. Протеиназно-ингибиторный дисбаланс и окислительный стресс, которые развиваются при воздействии бактериальных патогенов и курения, рассматриваются исследователями как основные механизмы и причины прогрессирования деструкции легочной ткани и развития эмфиземы [1, 4, 6, 10].

В настоящее время изучена роль ряда протеиназ в патогенезе воспалительных заболеваний легких, в частности семейства матриксных металлопротеиназ (ММП) – ММП-1, ММП-8, ММП-9 [1, 4]. Их активность регулируется тканевыми ингибиторами матриксных металлопротеиназ (ТИМП). Считается, что ТИМП-1 и ТИМП-2 играют основную роль в регуляции деструкции легочной ткани и замедлении процессов сосудистого роста. В то же время значительной представляется роль несбалансированной продукции протеиназ и их эндогенных регуляторов не только в повреждении соединительнотканных элементов паренхимы легкого, но и в таких механизмах системного воспаления, как нарушение взаимодействия клеток и внеклеточного матрикса, облегчение миграции клеток из сосудов вследствие деструкции коллагена базальной мембраны, регуляция ангиогенеза с помощью индукции выработки эндотелиальных факторов роста (ЭФР), ремоделирование ткани, противоопухолевая защита [12, 14, 15]. Многие варианты генетического полимор- физма ММП повышают риски развития сердечно-сосудистых заболеваний, включая заболевания коронарных артерий, инсульты, атеросклероз крупных артерий. В экспериментальных исследованиях установлено, что ММП-2 и ММП-9 играют критическую роль в разрыве миокарда при инфаркте, а также в развитии аневризмы брюшного отдела аорты [14]. Недавно показано, что ММП-3 и ММП-9 могут оказывать защитное действие на атеросклеротические бляшки, ограничивая их рост и увеличивая их стабильность, в то время как ММП-12, напротив, способствует расширению площади поражения и дестабилизации процесса [14, 15]. Эти данные согласуются с результатами клинических исследований характера системных воспалительных проявлений ХОБЛ. В числе последних ведущая роль принадлежит развитию сердечнососудистых заболеваний, в том числе фатальных коронарных тромбозов и аритмий, и тяжести их проявлений [5, 7, 10].

Увеличение активности медиаторов системного воспаления сопряжено с активацией гемостатических реакций [2, 3]. К числу таких механизмов взаимодействия факторов воспаления и гемостаза относят: экспрессию тканевого фактора и активацию внешнего пути свертывания крови при повреждении эндотелия и тканевых структур в очагах воспаления под воздействием протеаз лейкоцитов; стимулирующие эффекты цитокинов – интерлейкинов-6 и 8 (ИЛ-6, ИЛ-8) – на пролиферацию и агрегационную функцию тромбоцитов; повышение образования матриксных металлопротеиназ при активации плазминогеном их предшественников.

Среди причин летальности больных ХОБЛ отмечается высокая частота тромбоэмболии легочной артерии

(ТЭЛА), достигающая 50% [11]. Причем прижизненная диагностика ТЭЛА у пациентов с тяжелым обострением ХОБЛ осуществляется приблизительно в 30% случаев. Изучение патогенеза системного воспаления позволит лучше понять его механизмы и разработать новые подходы к профилактике и снижению тяжести коморбидных заболеваний, летальности больных с обострением ХОБЛ. Цель исследования: анализ нарушений протеиназно-ингибиторного баланса во взаимосвязи с механизмами системного воспаления и эндотелием опосредованной активации гемостатических реакций у больных с инфекционно-зависимым обострением ХОБЛ.

Материал и методы

В основную группу включено 74 больных с клиническими признаками инфекционно-зависимого обострения ХОБЛ, имевших 2 или 3 положительных критерия согласно классификации N.R. Anthonisen (1987) [10]. Средний возраст пациентов составил 59,60±1,18 лет. Преобладали пациенты мужского пола (табл. 1).

Индекс массы тела (ИМТ) составлял 26,10±0,70 кг/м2, индекс курения (ИК) – 34,30±1,91 пачка-лет. В изучаемой группе пациентов обращала на себя внимание широкая распространенность болезней сердечно-сосудистой системы. Кроме хронического легочного сердца, диагностированного у 39 (52,7%) пациентов, 55 (74,3%) больных страдали гипертонической болезнью, у 38 (51,4%) выявлены симптомы хронической сердечной недостаточности (ХСН) согласно критериям Национальных рекомендаций ВНОК и ОССН по диагностике и лечению (2009), у 13 (17,6%) – ИБС, у 5 (6,8%) – желудочковые и

Таблица 1

Сравнительная характеристика больных с инфекционно-зависимым обострением ХОБЛ

Характеристика больных Все больные (n=74) Подгруппы больных p абс. число % I (n=25) II (n=49) абс. число % абс. число % Пол: Мужской 60 81,1 19 76,0 41 83,7 >0,1 Женский 14 18,9 6 24,0 8 16,3 >0,1 Статус курения: Некурящие 18 4,3 7 28,0 11 22,4 >0,1 Бывшие курильщики 17 23,0 5 20,0 12 24,5 >0,1 Курящие 39 52,7 13 52,0 26 53,1 >0,1 Тип ХОБЛ: Бронхитический 62 83,8 21 84,0 41 83,7 >0,1 Эмфизематозный 12 16,2 4 16,0 8 16,3 >0,1 Стадии ХОБЛ: I, легкая 2 2,7 0 0 2 4,1 >0,1 II, среднетяжелая 11 14,9 4 16,0 7 14,3 >0,1 III, тяжелая 41 55,4 15 60,0 26 53,1 >0,1 IV, крайне тяжелая 20 27,0 6 24,0 14 28,6 >0,1 Дыхательная недостаточность, в том числе, по степеням: 108 76,6 17 68,0 90 77,6 >0,1 I (SaO2 90–94%) 85 60,3 16 64,0 69 59,5 >0,1 II (SaO2 75–89%) 21 15,0 1 4,0 19 16,4 <0,05 III (SaO2 <75%) 2 1,4 0 0 2 1,7 >0,1 суправентрикулярные аритмии, у 2 (2,7%) – атеросклероз экстракраниальных и артерий нижних конечностей. Нарушения обмена веществ установлены у 35человек (47,3%). Из них избыточным весом и ожирением страдали 32 чел. (43,2%), дефицитом массы тела – 3 чел. (4,1%), сахарным диабетом – 6 чел. (8,1%), нарушениями функции щитовидной железы – 4 чел. (5,4%).

Оценка степени дыхательной недостаточности (ДН) выполнялась с применением пульсоксиметрии и газоанализатора крови “ABL5” (Radiometer, Дания), что позволило дифференцировать больных по степени тяжести и типу дыхательной недостаточности в соответствии с Российскими рекомендациями (2007) [4]. Преобладали пациенты с I степенью и гипоксемическим типом ДН. У всех больных проводились динамическая оценка функции внешнего дыхания в тесте с бронходилататором при спирографии, микробиологическое исследование мокроты и бронхиальных смывов. У 51,4% больных выделены бактериальные возбудители, в т.ч. S. Pneumonia – у 10,8%, Acinetobacter – у 10,8%, H. Influenza – у 9,5%, K. Pneumonia – у 8,1%, P. aeruginosa – у 5,4%, Enterobacter – у 4,1%, S. aureus – у 2,7%.

Все пациенты получали антибактериальную терапию и бронходилататоры короткого действия или бронходи-лататор длительного действия – формотерол. В связи с неэффективностью использования дозированных ингаляторов глюкокортикоидов и бронходилататоров пациентам назначались системные глюкокортикоиды (преднизолон) в соответствии с рекомендациями GOLD (2010) [10].

В группу контроля вошли 36 человек: 26 мужчин (72,2%) и 10 (27,8%) женщин, не страдавших хроническими заболеваниями органов дыхания, а также ревматологическими и онкологическими заболеваниями, никогда не куривших, их средний возраст составил 58,40±1,52 лет.

С целью оценки влияния антиоксидантов на механизмы системного воспаления, ассоциированного с обострением ХОБЛ, больных основной группы разделили на 2 подгруппы. В подгруппе I 25 пациентов в составе комплексной терапии получали парентерально N-ацетилцистеин в дозе 600 мг/сут. в течение периода от 7 до 10 дней; остальные 49 человек (подгруппа II) – традиционное лечение обострения ХОБЛ. Обе подгруппы были сопоставимы по возрасту, полу, индексу курения и тяжести клинических проявлений ХОБЛ, однако частота выявления тяжелой гипоксемии во подгруппе II была на 12% выше. Критериями достижения фазы ремиссии считались общепринятые критерии клинического излечения и положительная динамика показателей функции внешнего дыхания [4, 10].

Содержание матриксных металлопротеиназ ММП-1 и ММП-9 в сыворотке крови, играющих важную роль в механизмах деструкции и репарации ткани, а также их эндогенного регулятора ТИМП-1, определялось методом иммуноферментного анализа с применением реагентов фирмы “RayBiotech”, Inc. (США). Для определения элас-толитической активности нейтрофильных лейкоцитов в периферической крови иммуноферментным методом (реагенты фирмы “RayBiotech”, Inc., США) оценивали со- держание пептида, активирующего нейтрофилы НАП-2. Последний относится к семейству хемокинов. Его основная физиологическая роль заключается в стимуляции высвобождения нейтрофильной эластазы. Ряд других механизмов действия НАП-2 аналогичен интерлейкину-8 и связан с миграцией лейкоцитов в очаг воспаления. В экспериментальных исследованиях показано, что его экспрессия на человеческих моноцитах индуцируется при их активации бактериальным эндотоксином [3, 8]. Определялись показатели активности системного воспаления, ассоциированного с ХОБЛ, – С-реактивный белок (СРБ) и интерлейкин-6 (ИЛ-6) высокочувствительным тестом твердофазного иммуноферментного анализа с использованием тест-систем фирмы “Peninsula Laboratoris Inc.” (США). Концентрацию маркеров эндотелиальной дисфункции и тромботической готовности – эндотели-на-1 (ЭТ-1) и D-димера измеряли иммуноферментным методом с использованием набора реагентов той же фирмы. Плазменное содержание D-димеров определяли методом иммуноферментного анализа реагентами фирмы “Axis–Shield PoC AS” (Норвегия).

Характер распределения изучаемых показателей оценивали критерием Шапиро–Уилка с использованием пакета компъютерных программ для статистического анализа Sigmaplot 11.0. Результаты тестирования показали нормальное распределение показателей матриксных металлопротеиназ, тканевого ингибитора ТИМП-1, хемоки-на НАП-2, близкое к нормальному – распределение показателей С-реактивного белка и интерлейкина-6, эндо-телина-1. Данные представлены в виде среднего арифметического выборочной совокупности X и стандартной ошибки среднего m. При нормальном распределении изучаемые параметры сравнивали с использованием t-критерия Стьюдента для связанных и несвязанных между собой выборок, а также метода линейного корреляционного анализа. Для оценки показателя D-димеров, не имевшего нормального распределения, для сравнения двух несвязанных групп применяли критерий Манна– Уитни, а при сравнении двух связанных выборок – критерий Вилкоксона. За критический уровень значимости результатов исследования принимали p<0,05.

Результаты и обсуждение

Средняя продолжительность стационарного лечения в подгруппах I и II была примерно равной и составила соответственно 19,9±1,0 и 19,2±0,9 дней. На фоне проводимой терапии во всех случаях наблюдалось уменьшение выраженности клинических симптомов – кашля, степени гнойности и объема мокроты, одышки по шкале Borg [4], интоксикации, а также нормализация температуры. У ряда пациентов при достижении клинической ремиссии установлено возрастание емкостных и динамических показателей проходимости дыхательных путей при спирографии (ФЖЕЛ, ОФВ1). До лечения у больных с инфекционно-зависимым обострением ХОБЛ при анализе показателей протеиназно-ингибиторного баланса определено статистически значимое повышение содержания в периферической крови ММП-1 и ММП-9 в сравнении с контрольной группой (табл. 2).

Таблица 2

Динамика показателей протеиназно-ингибиторного баланса у больных с инфекционно-зависимым обострением ХОБЛ на фоне противовоспалительной терапии

Показатели	Контрольная группа	Группа больных				р1
		до лечения	p	после лечения	p
ММП-1 (пг/мл)	4,1±0,25	5,2±0,24	<0,01	4,9±0,22	<0,02	<0,001
ММП-9 (пг/мл)	56,2±4,13	69,3±3,36	<0,02	63,3±3,35	>0,1	<0,01
ТИМП-1 (пг/мл)	830,8±22,82	788,5±18,71	>0,1	825,0±17,15	>0,1	<0,01
НАП-2 (пг/мл)	84,9±2,02	69,7±1,72	<0,001	75,0±2,17	<0,01	<0,01

Примечание: р – уровень статистической значимости различий между группой больных и группой контроля; р1 – уровень статистической значимости различий в группе больных до и после лечения.

(r=–0,55; p<0,05), сила которой нарастала в период обострения (r=–0,65; p<0,05). Эта корреляция сохранялась применительно к отношению ММП-9/ ТИМП-1 (r=–0,52; p<0,05).

Матриксные металлопротеиназы продуцируются преимущественно моно-нуклеарными фагоцитами, которые у больных с обострением ХОБЛ во взаимодействии с нейтрофилами играют ключевую роль в воспалении. Считается, что рост их сывороточного содержания может быть связан как с избыточ-

Таблица 3

Динамика показателей системного воспаления и сосудисто-гемостатических реакций у больных с инфекционно-зависимым обострением ХОБЛ на фоне антиоксидантной терапии

ной продукцией активированными моноцитами крови, так и со стимуляцией образования активных форм из предшественников металлопротеиназ под действием продуктов окислительного стресса [9, 12]. По нашему мнению, причиной повышенной активности ряда металлопротеиназ является длительно сохраня-

Показатели	Контрольная группа	Подгруппы больных
		I		II
		до лечения	после лечения	до лечения	после лечения
СРБ (мг/л)	3,3±0,14	11,9±2,94	11,7±2,44	11,5±2,20	13,9±3,52
p	-	<0,01	<0,01	<0,001	<0,01
p1	-	-	-	>0,1	0,1
p2	-	-	>0,1	-	>0,1
ИЛ-6 (пг/мл)	2,8±0,74	6,2±0,50	4,3±0,51	5,9±0,69	5,1±0,67
p	-	<0,001	>0,1	<0,01	<0,05
p1	-	-	-	>0,1	>0,1
p2	-	-	=0,01	-	>0,1
ЭТ-1 (фмоль/мл)	0,3±0,04	2,7±0,73	2,3±0,91	2,3±0,72	1,8±0,63
p	-	<0,01	<0,05	<0,01	<0,05
p1	-	-	-	>0,1	>0,1
p2	-	-	>0,1		>0,1
D-димер (мг/л)	0,1±0,01	1,6±0,38	0,6±0,18	1,3±0,24	1,2±0,27
p	-	<0,001	<0,01	<0,001	<0,001
p1	-	-	-	>0,1	>0,05
p2	-	-	<0,05	-	>0,1