Динамика показателей свободнорадикального окисления в процессе лечения часто болеющих детей и детей с бронхиальной астмой

 

It performed the study of the dynamics of clinical manifestations and the free radical activity in children with respiratory diseases during treatment. It was found that the surveyed children — often ill and diagnosed with asthma — there is increased activity of free radical oxidation, in particular the increase in the concentration of malondialdehyde and diene conjugates in blood plasma, and the decrease in the activity of the antioxidant system — the weakening of the activity of enzymes superoxide dismutase and catalase. Against the background of the therapy in these patients, along with a reduction in the frequency of clinical manifestations of disease was observed decrease in activity of free radical oxidation and activation of antioxidant system. It is concluded that that the optimization of the balance of pro- and antioxidant systems of the body is an important mechanism and a necessary condition for the complex treatment and preventive measures undertaken for children with common infectious diseases in the developing allergic background.

Keywords: free radical oxidation, bronchial asthma, often ill children, upper respiratory tract

 

У больных с заболеваниями легких и верхних дыхательных путей (ВДП) развиваются изменения на клеточном и молекулярном уровне, практически не выявляемые в норме [2, 3, 9]. Эти сдвиги могут быть оценены с помощью лабораторного изучения биологических образцов, в частности путем оценки активности процессов свободнорадикального окисления (СРО) и состояния антиоксидантной системы (АОС) организма [1, 4, 8]. В полной мере такой подход может быть использован и для характеристики патологических процессов у детей с различной патологией дыхательной системы, в частности, при бронхиальной астме (БА), а также у часто болеющих детей (ЧБД), которые периодически переносят острые респираторные заболевания.

К настоящему времени проведено большое количество исследований, подтвердивших, что изменения процессов СРО и функции АОС вносят существенный вклад в патогенез этих заболеваний, в частности, активные формы кислорода играют важнейшую роль в патогенезе БА [2, 10]. Также установлено, что для патологии, сопровождающейся повышением активности СРО, характерно развитие окислительного стресса, что в полной мере относится и к острым респираторным заболеваниям у часто болеющих детей [4, 8, 11]. Однако, имеется лишь небольшое количество сообщений об изменениях интенсивности свободнорадикального окисления и активности АОС в сопоставлении с клиническими характеристиками в процессе лечения этих контингентов больных, не оценена в должной мере степень влияния на эти звенья патогенеза рассматриваемых заболеваний проводимых лечебно-профилактических мероприятий.

Цель работы — изучение динамики клинических проявлений и активности процессов свободно радикального окисления у детей с заболеваниями органов дыхания в процессе лечения.

Материалы и методы лечения. На базе аллергологического отделения Ошской межобластной детской клинической больницы проведено обследование 157 детей, которые были разделены на 2 группы:

          58 здоровых детей (1 группа — контрольная);

          74 ребенка (группа 2) — часто болеющие дети;

          83 ребенка (группа 3) — дети с бронхиальной астмой.

Распределение пациентов по возрасту, полу, средней длительности заболевания приведено в табл.1.

 

Таблица 1

Распределение пациентов по возрасту и полу и длительности заболевания

Параметр		Группа 1 (контрольная) (n=58)	Группа 2 (часто болеющие дети) (n=74)	Группа 3 (дети с бронхиальной астмой) (n=83)
Возраст		13,9±2,1	13,7±1,8	12,8±2,6
Пол	Мальчики	30 (51,7 %)	39 (52,8 %)	45 (54,2 %)
	Девочки	28 (48,3 %)	35 (41,3 %)	38 (45,8 %)
Длительность заболевания (лет)		—	9,9±2,1	5,7±3,5

 

У детей, включенных в исследование, была выполнена оценка активности процессов свободнорадикального окисления и антиоксидантной системы у обследуемых пациентов. При этом определяли концентрации диеновых конъюгат, малонового диальдегида, активность каталазы и супероксиддисмутазы (СОД). Определение малонового диальдегида в крови проводили флуориметрическим методом, основанном на том, что тиобарбитуровая кислота в кислой среде взаимодействует с низкомолекулярными диальдегидами (главным образом с малоновым) с образованием окрашенного в розовый цвет комплекса [6].

Определение диеновых коньюгат в плазме крови осуществляли по УФ-поглощению гептановых и изопропанольных экстрактов, который основан на измерении интенсивности поглощения в области 232–234 нм, обусловленной конъюгированными диеновыми структурами (предварительно экстрагированными из плазмы), возникающими при образовании гидpoперекисей полиненасыщенных жирных кислот [6].

Активность каталазы оценивали методом, основанным на определении скорости разложения перекиси водорода мМ/мин спектрофотометрически при длине волны 230 нм. Для стабилизации гемолизата и разложения комплекса каталаза — Н2О2 добавляли этанол [6].

Определение активности супероксиддисмутазы осуществляли методом, предложенным Костюк В. А. и др. (1990), основанным на реакции окисления кверцетина [5].

Исследование проводили до начала лечения, после его окончания и затем, спустя 3 месяца.

Дети с бронхиальной астмой получали лечение больных в соответствии с консенсусом «Глобальная инициатива по бронхиальной астме, 2014 (GINA 2014) [7]. В отношении часто болеющих детей проводили комплекс общеукрепляющих мероприятий для профилактики острых респираторных мероприятий, применяли также ряд иммуномодулирующих лекарственных средств.

Оценивали динамику жалоб, клинических проявлений заболеваний ВДП у обследуемых детей, частоту обострений у больных БА и инфекционных заболеваний у часто болеющих детей в течение года после проведенного лечения.

Лабораторные показатели определяли до лечения, сразу после его проведения и через 3 мес.

Статистическую обработку данных проводили с помощью пакета программ STATISTICA 8.0. При оценке статистической значимости различий между группами использовали непараметрический критерий Манна — Уитни, при сравнении показателей одной группы на разных этапах наблюдения — критерий Уилкоксона (тест Колмогорова-Смирнова показал, что распределение значений параметров существенно отличалось от нормального). При значении p<0.05 результаты оценивались как статистически значимые.

Результаты. Изучение активности СРО и антиоксидантной системы периферической крови у обследуемых детей показало наличие ряда сдвигов показателей (табл.2). У часто болеющих детей и детей с БА было выявлено достоверное увеличение (p<0,05) концентраций диеновых конъюгат и малонового диальдегида относительно контрольного уровня, в то время как значения активности ферментов антиоксидантной системы супероксиддисмутазы и каталазы были достоверно снижены относительно соответствующих значений в контрольной группе.

 

Таблица 2

Состояние процессов свободнорадикального окисления и активность антиоксидантной системы плазмы крови у обследуемых детей

Показатели	Группы детей
	Группа 1 (контрольная) (n=58)	Группа 2 (часто болеющие дети) (n=74)	Группа 3 (дети с бронхиальной астмой) (n=83)
Диеновые конъюгаты (ед. отн. плотн./ мг общ. липидов)	0,212±0,029	0,374±0,52*	0,414±0,77*
МДА (ед)	2,08±0,35	3,67±0,36*	3,85±0,21*
СОД (Ед/мг Нв)	1,72±0,41	0,62±0,19*	0,55±0,08*
Каталаза (КАТ) (МЕ/г Нв)	28,5±3,2	13,8±3,9*	17,3±2,8*

Примечание: различия достоверных (при p<0,05) относительно соответствующих значений показателей контрольной группы

 

Оценка частоты жалоб больных БА после окончания лечения показала, что у этих детей уменьшилась частота затруднений дыхания, удушья и одышки — до 48,2 %, а спустя 3 мес. — до 26,5 %. В группе ЧБД в эти сроки таких жалоб отмечено не было (табл.3). В обеих группах уменьшилась и частота кашля, соответственно до 40,5 % и 39,8 % в группах ЧБД и БА после проведенного лечения, спустя 3 мес значения этих показателей продолжили тенденцию к снижению соответственно до 39,8 и 20,5 %.

Наконец, заложенность носа была отмечена после окончания лечения у 25,7 % детей группы ЧБД и в 14,5 % случаях у детей с БА. Через 3 мес эта жалоба была выявлена лишь у 10,8 % пациентов группы 2 (ЧБД) и в 4,8 % случаев в группе 3 (БА).

 

Таблица 3

Частота жалоб у больных БА до и после лечения

Жалобы	После проведенного лечения				Через 3 мес
	Группа 2 ЧБД (n=74)		Группа 3 БА (n=83)		Группа 2 ЧБД (n=74)		Группа 3 БА (n=83)
	Абс.	Абс.	%	Абс.	%
Затруднение дыхания, удушье, одышка	-	-	40	48,2	-	-	22	26,5
Кашель	30	40,5	33	39,8	25	33,8	17	20,5
Заложенность носа	19	25,7	12	14,5	8	10,8	4	4,8

Примечание:

* — различия достоверны (p<0,05) относительно значения до лечения по критерию χ2

# — различия достоверны (p<0,05) показателя в группе ЧБД по критерию χ2

 

Сравнение количества обострений показало, что если до лечения у детей с бронхиальной астмой наблюдалось в среднем по 5,2 обострения в течение года, то после проведения курса терапии у этих больных значение данного показателя было почти в 2 раза ниже — 2,7 обострений в год (рис.1).

Рис. 1. Частота обострений бронхиальной астмы у обследуемых детей в течение года

 

Оценка частоты инфекционных заболеваний, в первую очередь ОРВИ у часто болеющих детей свидетельствовала о том, что уровень этого показателя был значимо ниже (p<0,05) после проведенного лечения, чем до его начала (рис.2).

Рис. 2. Частота инфекционных заболеваний у обследуемых больных в течение года

 

Изучение динамики параметров активности СРО и антиоксидантной системы у обследуемых детей после проведенного лечения продемонстрировало ряд изменений. Так, оценка концентрации диеновых конъюгат свидетельствовала о значимом снижении этого показателя в обеих группах сразу после лечения, при этом в группе ЧБД значение этого показателя снизилось достоверно (p<0,05) относительно исходного уровня, в группе детей с БА уменьшение было менее выраженным (рис.3). Однако, спустя 3 месяца после окончания лечения было отмечено дальнейшее выраженное снижение этого показателя в обеих группах до значений 0,303±0,15 и 0,285±0,31 соответственно у ЧБД и детей с бронхиальной астмой, при этом значимых межгрупповых отличий выявлено не было.

Рис. 3. Динамика концентрации диеновых конъюгат в плазме крови обследуемых детей после проведенного лечения

 

Исследование динамики другого индикатора активности процессов свободнорадикального окисления — уровня малонового диальдегида после проведенного лечения также показало его существенное снижение после проведенного лечения у детей обеих групп. Так, оценка концентрации МДА показала ее значимое уменьшение в обеих группах сразу после лечения, при этом в группе детей с БА эта динамика была несколько более выраженной, чем у детей с ЧБД (рис.4). Спустя 3 месяца после окончания лечения межгрупповые различия были еще более выраженными — было отмечено дальнейшее значимое снижение этого показателя у детей с БА, и менее выраженное, но тем не менее достоверное (p<0,05) относительно предыдущего уровня — у часто болеющих детей.

Рис. 4. Изменения уровня малонового диальдегида в плазме крови обследуемых детей после проведенного лечения

 

Исследование динамики показателей активности антиоксидантной системы, напротив, показало значительное увеличение их уровней. Так, активность фермента супероксиддисмутазы плазмы крови обследуемых детей значимо (p<0,05) возросло относительно исходного уровня после проведенного лечения в обеих группах, в большей степени у детей с БА (рис.5). Выявленная тенденция продолжилась и спустя 3 месяца после окончания лечения, уровни активности СОД еще больше возросли, при этом выявленные ранее соотношения сохранялись — значение показателя было несколько выше в группе детей с БА по сравнению с таковым у часто болеющих детей. Однако при этом значимых межгрупповых отличий выявлено не было.

Рис. 5. Динамика активности супероксиддисмутазы у обследуемых детей после проведенного лечения

 

Проведенные исследования свидетельствовали об увеличении активности и другого фермента — каталазы, что также подтверждало существенную активацию АОС после проведенного лечения у детей обеих групп. При этом после окончания лечения было отмечено достоверное увеличение (p<0,05) относительно исходного уровня значений данного показателя в обеих группах, в большей степени выраженное у детей с БА (рис.6). Через 3 мес выявленная тенденция сохранилась, максимальной была активность каталазы у детей с астмой, несколько ниже — в группе ЧБД, при этом значимых межгрупповых отличий выявлено не было.

Рис. 6. Динамика активности каталазы у обследуемых детей после проведенного лечения

 

Заключение. К настоящему времени в ряде исследованиях показано, что при заболеваниях органов дыхания основным последствием ремоделирования дыхательных путей является утолщение стенок бронхов и бронхиол, что приводит к уменьшению их просвета, снижению проходимости и в свою очередь развитию клинических проявлений той или иной патологии. На сегодняшний день существует представление, что ремоделирование происходит из-за ряда сложных взаимодействий между эпителием бронхов и подлежащим слоем мезенхимы, в основе которых лежат изменения различных процессов на клеточном и тканевом уровнях [9, 12]. В частности, сегодня установлена роль процессов СРО в развитии нарушений гомеостаза, при активации которых отмечается усиленная продукция ряда биологически активных соединений — лейкотриенов, цитокинов, пуриновых дезоксирибонуклеотидов, мочевой кислоты — изменения концентраций которых в тканях могут способствовать усилению ряда патологических состояний [10, 11]. С этим согласуются и данные, полученные в рамках нашего исследования. Установлено, что у обследуемых детей — часто болеющих и с диагнозом бронхиальная астма — наблюдалось повышение активности процессов свободнорадикального окисления, в частности повышение концентрации малонового диальдегида и диеновых конъюгат в плазме крови, а также снижение активности антиоксидантной системы — ослабление активности ферментнов СОД и каталазы.

Проведенные исследования показали, что на фоне проведения терапии у этих больных наблюдалось снижение активности процессов свободнорадикального окисления, о чем свидетельствовало снижение концентрации малонового диальдегида и диеновых конъюгат в плазме крови. Наряду с этим выявлена активация антиоксидантной системы у этих пациентов, что проявлялось активацией ферментных систем — СОД и каталазы. Выявленные биохимические сдвиги подтверждают высказываемое многими авторами мнение, что оптимизация баланса про- и антиоксидантных систем организма является важнейшим механизмом и необходимым условием комплекса лечебно-профилактических мероприятий, проводимых детям с частыми инфекционными заболеваниями, развивающимися на аллергическом фоне.

 

Литература:

 

1.               Белов Г. В., Арбузов А. А., Бримкулов Н. Н. Оценка состояния сурфактантной системы легких в норме и при патологии. — Бишкек: КНИИКиВЛ, 2005. — 105 с.
2.               Болевич С. Бронхиальная астма и свободнорадикальные процессы. Патогенетические, клинические и терапевтические аспекты. — М.: Медицина, 2006. — 253 с.
3.               Бримкулов Н. Н., Белов Г. В. Изменение поверхностной активности конденсата выдыхаемого воздуха у здоровых и больных бронхиальной астмой людей в процессе адаптации к высокогорью // Сурфактантная и антисурфактантная система легких. — Харьков, 1989. — С.44–46.
4.               Величковский Б. Т. Экологическая пульмонология (роль свободно-радикальных процессов). — Екатеринбург, 2001. — С.4–28.
5.               Костюк В. А., Потапович А. И., Ковалева Ж. В. Простой и чувствительный метод определения активности супероксиддисмутазы, основанный на реакции окисления кверцетина // Вопр. мед. химии. — 1990. — № 2. — С. 88–91.
6.               Меньшиков В. В., Делекторская Л. Н., Золотницкая Р. П. и др. Лабораторные методы исследования в клинике. — М., 1987. — 368 с.
7.               Ненашева Н. М. GINA 2014: обзор некоторых основных изменений // Практическая пульмонология. — 2014. — № 3. — С.2–14.
8.               Соодаева С. К. Окислительный стресс и антиоксидантная терапия при заболеваниях органов дыхания // Пульмонология. — 2006. — № 5. — С.122–126.
9.               Holgate S. T. Pathophysiology of asthma: what has our current understanding taught us about new therapeutic approaches? // Journal of Allergy and Clinical Immunology. — 2011. — Vol. 128 (3). — P. 495–505.
10.          Mathias L. J., Khong S. M., Spyroglou L. et al. Alveolar macrophages are critical for the inhibition of allergic asthma by mesenchymal stromal cells // J. Immunol. — 2013. — Vol.191 (12). — P.5914–5924.
11.          Rahman I., Biswas S. K., Kode A. Oxidant and antioxidant balance in the airways and airway diseases // Eur. J. Pharmacol. — 2006. — Vol. 533. — P.222–239.
12.          Wood L., Gibson P., Garg M. Biomarkers of lipid peroxidation, airway inflammation and asthma // Eur. Respir. J. — 2003. — Vol.21. — P.177–186.