Клинико-лабораторные маркеры атопического фенотипа и липиднй обмен в мембранах эритроцитов и лимфоцитов периферической крови у детей с бронхиальной астмой

Актуальность проблемы.

Бронхиальная астма (БА), является одним из самых распространенных неинфекционных хронических заболеваний в детском возрасте (Гегше H.A. с соавт., 2000; Куртасова Л. М., 2002; Чучалин А. Г., 2001, 2002, 2003; Федосеев Г. Б., 2001; Балаболкин И. И., 2003, 2005.). Для России в ближайшее десятилетие будет характерен значительный рост заболеваемости БА в детской популяции по мере приближения к «западным стандартам» жизни, что, определяет актуальность фундаментальных и прикладных исследований в этой области педиатрии и аллергологии (Казначеева Л.Ф., 1998, Геппе H.A. 2002; Огородова J1.M., с соавт., 2003, Лютина Е. И. с соавт., 2004).

Атония, как иммунологический феномен, чрезвычайно широко распространена в популяции от 30% до 50% (Глобальная стратегия лечения и профилактики бронхиальной астмы (GINA-2005)). В лабораторной диагностике атонического фенотипа ключевыми является тесты позволяющие выявить гиперпродукцию общего либо специфического IgE. (Гущин И.С., 2000; Пыцкий В. И. с соавт., 2003; Огородова Л. М. с соавт., 2005; Geha R.S., et al., 2005). Гиперпродукция IgE, без наличия клинических проявлений, определяет вероятность наличия суммы других патогенетических факторов, приводящих к клинической манифестации атопии (Хопкин Ю.М., 1999, Федосеев Г. Б., с соавт., 1984, 1998, 2000; Казначеева Л. Ф., с соавт., 2001; Прямкова Ю. В., 2001, Савченко A.A., Смирнова C.B., 2002; Куртасова A.M., Савченко A.A., 2003; Мартинес Ф. Д., 2003, Чебуркин A.B., Репина Е. А., 2003; Макарова С. И. с соавт., 2004, Куртасова A.M., с соавт. 2005.). Таким образом, возникает необходимость комплексной оценки наличия и степени выраженности атопического фенотипа, с целью снижения диагностической неопределенность отдельных тестов.

В последнее время все более очевидной становиться патогенетическая гетерогенность атопических болезней, в значительной мере определяющая особенности клинических проявлений у отдельного больного (Смолкин Ю.С., с соавт., 2000.) — Так, например, в случае БА предполагаются отдельные, не связанные между собой генетические системы, кодирующие атоническую направленность иммунного ответа, гиперреактивность бронхов и провоспалительную направленность обмена липидов плазматических мембран с соответствующим спектром эйкозаноидов (Вельтищев Ю.Е., Святкина О. Б., 1984, 1995; Гавалов С. М., с соавт. 1999, Евсюкова Е. В., Федосеев Г. Б., 2000; ГТогомий H.H., Святкина О. Б., 2001; Огородова JI.M., с соавт., 2003.). Выделены отдельные клинические фенотипы тяжелой Б, А (Чучалин А.Г., 2000, Шестовицкий В. А., Гринштейн Ю. И., 2003).

Возникает предположение о наличии первичных биологических дефектов, предрасполагающих к возникновению персистирующего аллергического воспаления у сенсибилизированных субъектов, имеющих атопический фенотип (Молокова A.B., Казначеева Л. Ф., 2004; Федосеев Г. Б., Хлопотова Г. П., 1998; Чебуркин A.A., Репина Е. А., 2003; Чучалин А. Г., 2001: Огородова JI.M., с соавт., 2003; Минеев В. Н., с соавт., 2003; Балаболкин И. И., 2003.). Внимание исследователей, занимающихся проблемой аллергических заболеваний, привлекло изучение структуры и функции плазматической мембраны клетки (Святкина О.Б., 1987; Прахин Е. И., Терещенко С. Ю., 2000; Минеев В. Н., 2001.).

Два важнейших компонента плазматической мембраны клеткихолестерин и фосфолипиды определяют общую метаболическую активность клетки. Большинством мембранологов считается, что именно отношение холестерин/фосфолипиды критически определяет микровязкость мембраны в ее поверхностных, наиболее богатых рецепторами слоях (Минеев В.Н., 1990, Минеев В. Н., с соавт. 1999, 2003, 2004; Манчук В. Т. с соавт., 2003).

До настоящемуго времени открытым остается вопрос, существует ли внутренняя связь между указанными процессами в следующей цепи: взросление (старение) организма ~ повышение отношения СХ/ОФЛ к мембранах клеток (в частности за счет накопления холестерина) — повышение микровязкости мембран — снижение общей иммунореактивности (в частности, снижение пролиферативного ответа лимфоцитов при контакте с аллергеном) -снижение атопической реактивности — уменьшения распространенности атонических болезней? Кроме того, неизвестно, отличаются ли свойства мембран эритроцитов и лимфоцитов периферической крови у детей с атоническими болезнями в сравнении со здоровыми детьми?

Значение ЖК в патогенезе атонических заболеваний и их определение в биологических средах все больше находит применение в научных исследованиях для практической медицины, однако трактование результатов имеет некоторые сложности (Заболоцких Т.В., Святкина О. Б., 1989, Морозова О. В., Святкина О. Б., 2001.). Некоторыми исследователями предполагается вероятность положительного эффекта от использования различных полиненасыщенных жирных кислот (Г1НЖК) при атонических заболеваниях (Пампура А.Н., с соавт. 2000; Смолкин Ю. С., Чебуркин A.A., 2003.). К настоящему времени данных о содержании ПНЖК непосредственно в мембранах клеток у детей с атоническими заболеваниями недостаточно, не проведено экспериментальных исследований сравнительного изучения жирнокислотного спектра мембран при различных атопических болезняхБА, поллинозе, АД.

Изложенное определяет актуальность проведенного исследования и его соответствие требованиям практической педиатрии.

Цель исследования: выявить связь различных маркеров атопии с клиническими проявлениями заболевания и обменом липидов в плазматических мембранах клеток периферической крови у детей с бронхиальной астмой.

Задачи исследования:

1. Провести комплексный анализ связи клинико-лабораторных маркеров атопии (общего IgE плазмы крови, общей и назальной эозинофилии, результатов кожного тестирования) с клиническими особенностями, тяжестью и фазой заболевания у детей с БА.

2. Оценить возможность использования интегрального индекса сенсибилизации для оценки степени тяжести БА у детей и влияние наличия АД в грудном возрасте на риск формирования гиперчувствительности к аллергенам различной групповой принадлежности (бытовым, эпидермальным, пыльцевым).

3. Выявить характерные для детей, страдающих БА, особенности метаболизма нейтральных липидов в различных клетках периферической крови (эритроцитах и лимфоцитах) с выделением изменений, присущих обеим клеточным линиям.

4. Провести сопоставление данных липидного обмена в мембранах клеток периферической крови с различными маркерами атопического фенотипа у детей с БА.

5. Провести сравнительный анализ состава жирных кислот мембран эритроцитов у детей с респираторными атопическими заболеваниями (БА и поллинозом) и АД, выделив нозоспецифические особенности их обмена.

Научная новизна результатов исследования.

Впервые у детей с БА показана диагностическая значимость интегрального индекса сенсибилизации для оценки степени тяжести заболевания и проведен анализ связи наличия АД в грудном возрасте с формированием сенсибилизации к различным группам аллергенов в более старшем возрасте.

Впервые установлена связь содержания основных фракций нейтральных липидов эритроцитов и лимфоцитов периферической крови со степенью выраженности атопического фенотипа у детей с БА. При этом установлено, что наиболее низкие значения отношения СХ/ОФЛ в плазматических мембранах характерны для группы детей с полиорганным атопическим заболеванием — при одновременном сочетании БА с аллергическим ринитом и атопическим дерматитом.

Впервые показано, что группа респираторных атопических заболеваний (БА и поллиноз) и АД характеризуются разнонаправленными изменениями метаболизма полиненасыщенных жирных кислот и установлена связь содержания у-линоленовой кислоты в мембране эритроцита с тяжестью атопического дерматита, верифицированной с использованием индекса БОЖАО.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Предложенный нами интегральный индекс сенсибилизации имеет связь с тяжестью БА у детей и обладает достаточной прогностической значимостью для верификации легкой (интермиттирующей и персистирующей) степени тяжести заболевания в случае отсутствия необходимых дополнительных критериев. Факт наличия и клинико-анамнестические особенности АД грудного ребенка у детей с БА сопряжены с высоким риском формирования сенсибилизации к пыльцевым аллергенам.

2. Липидный обмен в плазматических мембранах клеток периферической крови детей с БА характеризуется измененным соотношением двух основных фракций нейтральных липидов — холестерина и фосфолипидов, в частности низким содержанием СХ. Отношение СХ/ОФЛ у детей с БА обнаруживает связь со степенью выраженности атопического фенотипа.

3. Для обмена жирных кислот в плазматических мембранах клеток периферической крови детей с респираторными атопическими заболеваниями, в отличие от детей с АД характерна высокая продукция ПНЖК ряда со-6 и сниженное содержание ПНЖК ряда ео-3.

Практическая значимость работы.

Выявленные особенности важнейших маркеров атопии у здоровых детей, имевших клинические проявления АД на первом году жизни, могут использоваться для установления границ нормальных значений лабораторных показателей, связанных со степенью и спектром сенсибилизации (общего и специфического^Е, общей и местной эозинофилии, результатов кожного тестирования).

Данные о высоком риске формирования пыльцевой сенсибилизации у детей с БА, перенесших на первом году жизни АД, являются достаточным основанием для обязательного тестирование этой клинической подгруппы на выявление гиперчувствительности к аллергенам растений и раннего проведения специфической и неспецифической гипосенсибилизации.

Полученные данные о достаточной диагностической значимости предложенного нами интегрального индекса сенсибилизации для верификации легкой степени тяжести БА у детей могут использоваться в клинической практике в случае недостатка анамнестических и параклинических данных.

Выявленное нами у детей с АД снижение концентрации у-линоленовой кислоты в клеточных мембранах, связанное с тяжестью болезни, может быть в дальнейшем объектом корригирующего терапевтического вмешательства.

Внедрение результатов исследования.

Результаты проведенных исследований внедрены в практическую работу клиники Института медицинских проблем Севера СО РАМН, детских отделений Краевого легочно-аллергологического центра при Краевой клинической больнице № 1 (Красноярск), в учебный процесс кафедры педиатрии № 2, кафедры педиатрии лечебного факультета, кафедры клинической лабораторной диагностики ИПК ГОУ ВПО КрасГМА Росздрава.

Апробация материалов диссертации.

Материалы работы были представлены на научной конференции «Основные направления формирования здоровья человека на Севере» (Красноярск, 1999) — 5-м Конгрессе педиатров России «Здоровый ребенок», (Москва, 1999) — итоговых научных конференциях Института медицинских проблем Севера СО РАМН (Красноярск, 1999, 2000, 2001, 2002, 2003, 2004) — «Этно-экологические аспекты здоровья и патологии населения Сибири и Крайнего Севера» (Красноярск, 2000) — 2-м, 3-м Конгрессе специалистов клинической лабораторной диагностики (Москва, 2000; Москва, 2001) — Всероссийской научной конференции с международным участием «Север-человек: проблемы сохранения здоровья» (Красноярск, 2001) — 4-м Конгрессе Российской Ассоциации Аллергологов и Клинических иммунологов, РААКИ (Москва, 2001) — 11-м, 12-м, 13-м, 14-м Национальном конгрессе по болезням органов дыхания (Москва, 2001; Москва, 2002; С-Петербург, 2003; Москва, 2004) — 18-м Всемирном конгрессе Всемирной аллергологической ассоциации, WAO (Ванкувер (Канада), 2003) — Ежегодной конференции американской ассоциации клинической аллергологии, астмы и иммунологии, ACAAI (Ныо-Орлеан, США, 2003) — 14-м Национальном конгрессе по болезням органов дыхания и 3-м конгрессе IUATLD Европейского региона (Москва, 2004) — Ежегодном Конгрессе Европейской Респираторной Ассоциации (Глазго, Великобритания, 2004) — 12-й Русско-японский симпозиум (Красноярск, 2005).

Публикации.

По основным научным результатам было опубликовано 20 печатных работ, в том числе 6 статей в рецензируемых журналах, 6 в зарубежной печати. Получен 1 патент на изобретение.

Структура и объем работы.

Диссертация содержит 168 страниц машинописного текста, 17 таблиц, и 17 рисунков. Состоит из введения, обзора литературы, одной главы собственных исследований, заключения, выводов, практических рекомендаций, списка литературы. Список использованной литературы включает 290 источников, в том числе 162 отечественных, и 128 зарубежных авторов.

выводы.

1. Предложенный нами клинико-лабораторный индекс сенсибилизации обладает достаточной информативностью (чувствительность — 69%, специфичность — 51%) в отношении выделения подгрупп детей с БА, требующих облигатного назначения ингаляционных стероидов в соответствии с критериями «С1ЫА 2002», и может использоваться в случае недостатка анамнестических данных для установления тяжести заболевания у детей. Прогностическая ценность отрицательного результата (вероятность отсутствия среднетяжелой/тяжелой ! БА при значении индекса <8 баллов) составляет 71%.

2. Наличие клинических проявлений АДГР в анамнезе детей, страдающих БА, в 2,7 раза повышает риск формирования у них пыльцевой сенсибилизации (ОШ — 2,73- ДИ — 1,07−6,95) и не связано с риском формирования бытовой и эпидермальной аллергии. Для клинических проявлений АДГР у детей с БА и высоким уровнем пыльцевой сенсибилизации характерно наличие экзематизации в структуре кожного синдрома, большая площадь поражения кожи и длительность клинических проявлений дерматита более 1 месяца.

3. Наиболее характерной особенностью липидного обмена детей с БА, выявляемой как в плазме, так и мембранах эритроцитов и лимфоцитов периферической крови является снижение содержания свободного холестерина. В мембранах эритроцитов и лимфоцитов кроме того отмечается снижение отношения СХ/ОФЛ и микровязкости липидного слоя в поверхностных слоях липидного бислоя.

4. Отношение СХ/ОФЛ в мембранах эритроцитов обнаруживает четкую тенденцию к снижению с ростом выраженности атопического фенотипа наиболее низкие его значения зарегистрированы в подгруппе БА с наличием АДГР в анамнезе и при сочетании БА с атоническим дерматитом и аллергическим ринитом.

5. Группа респираторных атонических заболеваний (БА и поллиноз) и атонический дерматит характеризуются разнонаправленными изменениями метаболизма полиненасыщенных жирных кислот. Для БА и поллиноза характерна тенденция к относительному преобладанию содержания со-6-ПНЖК (у-линоленовой и арахидоновой) и снижению содержания со-З-ПНЖК (эйкозопентаеновой) в плазматических мембранах, а для атопического дерматита — противоположная направленность липидного обмена.

6. Наличие в структуре атопической болезни поражения кожи в виде атопического дерматита характеризуется низкой концентрацией у-линоленовой кислоты (ряд ю-6) в плазматической мембране клетки с наибольшей выраженностью при высоких значениях индекса активности заболевания. Снижение уровня у-линоленовой кислоты у детей с атопическим дерматитом высоковероятно является наследуемым конституциональным признаком, так как выявляется и у практически здоровых детей, имевших клинические проявления болезни на первом году жизни (АДГР).

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ.

1. Для оценки степени и спектра сенсибилизации в научных и клинических целях в качестве контроля необходимо использовать группы детей, не имевших в анамнезе АДГР, в связи с высокой частотой латентной сенсибилизации у детей с анамнестическими указаниями на перенесенный в грудном возрасте атопический дерматит. Данный подход целесообразен и для установления границ нормальных значений лабораторных показателей, связанных со степенью и спектром сенсибилизации (общего и специфического^Е, общей и местной эозинофилии, результатов кожного тестирования).

2. Особенности клинического течения атонического дерматита грудного ребенка являются прогностическими маркерами степени и спектра сенсибилизации у детей, страдающих БА. Для формирования сенсибилизации к аэроаллергенам характерны высокие значения предложенного нами индекса активности АДГР. В группе детей с индексом активности АДГР более 6 баллов целесообразно начало проведения интенсивных аллергенразобщающих мероприятий с аэроаллергенами в возрасте до 1 года.

3. При оценке результатов кожного тестирования для определения степени сенсибилизации у детей с БА наиболее информативным является суммарный учет размера папул в различных группах аллергенов, выраженный в баллах, а не общее число положительных проб.

4. Для определения степени тяжести БА у детей в условиях диагностической неопределенности низкие значения (менее 8 баллов) предложенного нами ИС имеют большую клиническую значимость, чем высокие — двое из трех больных не нуждаются в облигатном назначении ингаляционных стероидов. При выявлении индекса сенсибилизации более 8 баллов, целесообразно предпринять дополнительные меры для верификации степени тяжести БА: оценить показатели внешнего дыхания во время обострения заболевания и провести мониторинг пикфлоуметрии.

5. Детям, страдающим БА с наличием анамнестических указаний на перепесенный в грудном возрасте АД, рекомендуется обязательное тестирование на наличие пыльцевой сенсибилизации, так как риск формирования латентной и клинически значимой аллергии к пыльце растений у таких детей в 2,73 раза выше, чем у детей, не имевших АДГР.