Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Современные представления о бронхиальной астме. Клини- ко-функциональная характеристика респираторной функции легких и их метаболическая активность при заболеваниях органов дыхания. Система организационно-методических мероприятий при бронхиальной астме. (Обзор литературы) V.
1.1. Патогенетические основы бронхиальной астмы у детей, клинико-диагностические критерии К
1.2. Метаболическая активность легких при патологии органов дыхания 2'.
1.2.1. Сурфактантная система легких, перекисное окисление липидов и система антиоксидантной защиты в норме и при заболеваниях органов дыхания 2'.
1.2.2. Баланс макро- и микроэлементов у больных с хронической бронхолегочной патологией 31
1.3. Респираторная функция легких при заболеваниях органов дыхания 41
1.4. Система организационно-методических и лечебно- профилактических мероприятий при бронхиальной астме на современном этапе 4:
ГЛАВА 2. Методы и объем исследования. Клинико-функциональная характеристика наблюдаемых больных, анализ факторов, способствующих возникновению бронхиальной астмы 5
2.1. Методы и объем исследования 5
2.2. Клиническая характеристика наблюдаемых больных, анализ факторов возникновения бронхиальной астмы 51
ГЛАВА 3. Анализ изменений метаболической активности легких у детей с бронхиальной астмой в различные периоды патологического процесса "
3.1. Количественная оценка липидного метаболизма сурфактантной системы легких 77
3.2. Перекисное окисление липидов и антиоксидантная защита, их роль в метаболизме фосфолипидов легочного сурфактанта 91
3.3. Изменения показателей двухвалентных макро- и микроэлементов в различные периоды бронхиальной астмы и в зависимости
от особенностей течения заболевания 101
3.4. Показатели водно-электролитного состояния у детей с бронхиальной астмой 111
3.5. Состояние адениловой системы крови у больных, ее взаимосвязь с показателями липидного и минерального обмена 125
ГЛАВА 4. Изменения респираторной функции легких при бронхиальной астме 134
4.1. Изменения функции внешнего дыхания и мукоцилиарного клиренса у детей с бронхиальной астмой 134
4.2. Функциональная активность дыхательной мускулатуры и энергообмен в различные периоды бронхиальной астмы 138
4.3. Кислотно-основное состояние у больных бронхиальной астмой.. 150
ГЛАВА 5. Патогенетические механизмы изменений газообменной и не-газообменной функции легких при бронхиальной астме 1
5.1. Взаимосвязь параметров респираторной и метаболической активности легких 157
5.2. Компенсаторно-приспособительные и дезадаптационные изменения нереспираторной функции легких у больных детей 186
ГЛАВА 6. Современная технология прогнозирования, диагностики и оптимизации реабилитационных мероприятий при бронхиальной астме 198
6.1. Прогностическая и информативная значимость некоторых параметров метаболической и респираторной активности легких в формировании бронхиальной астмы 198
6.2. Сравнительная эффективность различных медикаментозных комплексов в коррекции нарушений метаболической функции легких при бронхиальной астме 208
6.3. Система организационных мер по профилактике возникновения бронхиальной астмы и реабилитации больных с данной патологией 216
Заключение 221
Выводы 247
Практические рекомендации 249
Список литературы 251
- Сурфактантная система легких, перекисное окисление липидов и система антиоксидантной защиты в норме и при заболеваниях органов дыхания
- Клиническая характеристика наблюдаемых больных, анализ факторов возникновения бронхиальной астмы
- Состояние адениловой системы крови у больных, ее взаимосвязь с показателями липидного и минерального обмена
- Функциональная активность дыхательной мускулатуры и энергообмен в различные периоды бронхиальной астмы
Введение к работе
Бронхиальная астма остается одной из актуальных проблем в детской пульмонологии. За последнее десятилетие отмечается увеличение числа больных с данной патологией почти в 2 раза [203]. Успешное проведение реабилитационных мероприятий во многом зависит от выяснения патогенетических особенностей возникновения и персистирующего течения воспалительного процесса в бронхолегочной системе, определенные аспекты которых до настоящего времени остаются пока за рамками научных изысканий.
Учитывая, что легочную ткань из-за многочисленных альвеол и капиллярно-альвеолярных контактов рассматривают как одну из наиболее обширных биологических мембран организма, весьма перспективным в этом плане является изучение, наряду с респираторной, метаболической функции легких. При бронхолегочных заболеваниях повреждение эндогенного легочного фильтра сопряжено с воздействием гипоксии, токсикоза, ведущих к нарушению функций аэрогематического барьера, изменению метаболизма макро- и микроэлементов, ряда биологически активных веществ [26, 171, 172]. Не менее важна метаболическая роль экзогенного легочного барьера, функцией которого является задержка и удаление вредных частиц и веществ, попадающих с вдыхаемым воздухом [18]. В механизмах данной метаболической защиты играют роль ней- трофилы, макрофаги, иммунокомпетентные клетки, бронхиальный эпителий [226].
Многочисленными исследованиями [106, 132, 133, 141, 183, 184] доказана роль одно- и двухвалентных катионов, оказывающих влияние на секреторную активность тучных клеток, нервномышечную проводимость, образование слизи дыхательных путей и контролирующих активность процессов липопероксида- ции. Известно также, что обязательным компонентом воспалительного процесса при заболеваниях органов дыхания, как и воспаления любой локализации [1, 45, 46, 116, 218], являются изменения в системе перекисное окисление липидов - ан- тиоксидантная защита, по которым косвенно можно судить о нарушении целостности структуры мембран клеток.
Хотя в отечественной и зарубежной литературе имеется достаточное количество работ, касающихся этих проблем, приведенные в них результаты весьма фрагментарны и противоречивы. В настоящее время нет данных, обобщающих взаимосвязь респираторной и метаболической функции легких при различных вариантах течения бронхиальной астмы у детей. Не раскрыты закономерности и патогенетические механизмы изменений нереспираторной функции легких во взаимосвязи с функциональной активностью дыхательной
мускулатуры. Мы полагаем, что предпринятое комплексное решение поставленных вопросов позволит раскрыть один из возможных путей формирования бронхиальной астмы и научно обосновать подходы к длительной базисной терапии, что способствовало бы профилактике возникновения и снижению числа больных тяжелыми формами заболевания.
Цель научного исследования
Раскрыть закономерности патогенетических сдвигов, лежащих в основе персистенции воспалительного процесса в респираторном тракте с позиций изучения метаболической и респираторной функций легких при бронхиальной астме у детей с тем, чтобы научно обосновать и разработать комплексную программу организационно-методических и лечебно-реабилитационных мер при данной патологии.
Задачи научного исследования
1. Установить закономерности изменений метаболической функции легких (липидный, водно-электролитный, перекисный и энергетический обмен) при бронхиальной астме, оценить диагностическую и прогностическую значимость их маркеров в зависимости от периода заболевания, особенностей его течения, характера проводимой терапии.
Исследовать параметры кислотно-основного состояния организма, концентрацию продуктов окисления оксида азота в конденсате выдыхаемого воздуха, крови и эритроцитах, уровень циркулирующих эндотелиоцитов в зависимости от периода и степени тяжести бронхиальной астмы.
Выявить особенности функциональных изменений внешнего дыхания, мукоцилиарного клиренса и активности дыхательной мускулатуры при различных вариантах течения заболевания, их сопряженность с маркерами метаболизма, активностью воспалительного процесса и состоянием внутренней среды организма.
На основании клинико-функционального анализа выявленных изменений метаболизма выделить отклонения компенсаторно-приспособительного и дезадаптационного характера, систематизировать их диагностические критерии.
Оценить последовательность возникающих метаболических сдвигов в механизмах персистенции воспалительного процесса и хронической стрессовой реакции.
Научно обосновать систему организационных мероприятий первичной профилактики и модифицировать алгоритм длительной ступенчатой терапии в зависимости от тяжести заболевания с включением средств фармакологической коррекции выявленных изменений, сравнить эффективность их применения.
Научная новнзна исследования
В настоящей работе
- Раскрыты общие закономерности изменений метаболизма (перестройка и асимметрия фосфолипидного слоя альвеолярной мембраны, водно- минеральный дисбаланс, активация процессов липопероксидации, угнетение антиоксидантной защиты, энергетическая недостаточность, гиперпродукция оксида азота), имеющие фазовый характер, их взаимосвязь с респираторной дисфункцией (бронхиальной обструкцией, угнетением мукоцилиарного клиренса и снижением функциональной активности дыхательной мускулатуры), изменениями кислотно-основного состояния организма, периодом, тяжестью и длительностью течения заболевания.
Показано, что в персистирующем течении бронхиальной астмы, наряду с иммунным воспалением, существенное место принадлежит хронической стрессовой реакции (эрготропной фазе), маркерами которой являются нарушение питания (снижение массо-ростовых показателей, уменьшение толщины диафрагмы), недостаточное энергообеспечение метаболических процессов и использование дополнительных высокоэнергетических соединений, восполняющих затраты АТФ.
Выявлено, что при бронхиальной астме в респираторном тракте имеет место апоптоз эпителиальных и эндотелиальных клеток, о чем свидетельствует экспрессия на наружной поверхности альвеолярной мембраны фосфатидилсерина, дефицит макроэргов и цинка, повышенная внутриклеточная концентрация кальция, гиперпродукция оксида азота и увеличение уровня циркулирующих эндотелиоцитов.
Выделены и концептуально обоснованы изменения метаболической и респираторной функции легких компенсаторно-приспособительного характера, включающие в себя альтернативные пути синтеза основных компонентов сур- фактанта, нарушение минерального и перекисного обмена, использование дополнительных высокоэнергетических липидных соединений, адекватную энергообеспеченность метаболических превращений и гипертрофию диафрагмы.
Верифицированы дезадаптационные изменения метаболизма (катаболиче- ские реакции в липидном обмене, гиперпродукция оксида азота, энергетическая недостаточнсть), легочной вентиляции (генерализованная обструкция) и активности дыхательной мускулатуры (миодистрофия диафрагмы) у детей с бронхиальной астмой.
Систематизирована патогенетическая схема нарушений метаболизма при бронхиальной астме у детей в зависимости от особенностей течения заболевания.
Определена информативная значимость исследуемых параметров для комплексной оценки метаболической и респираторной активности легких, составлены формализованные таблицы для верификации периода и степени тяжести бронхиальной астмы.
Разработана патогенетически обоснованная комплексная программа лечебно- реабилитационных мер при бронхиальной астме у детей.
Практическая значимость исследования
Предложены оценочные маркеры изменений сурфактантной системы легких, минерального, перекисного, липидного и энергетического обмена, функции дыхательной мускулатуры и кислотно-основного состояния, характеризующие степень тяжести бронхиальной астмы;
Выделены основные признаки компенсаторно-приспособительных и деза- даптациончых изменений метаболизма и функции дыхательной мускулатуры при бронхиальной астме.
Предложены формализованные таблицы с определением информационно- диагностической ценности каждого маркера для диагностики периода и степени тяжести заболевания.
Доказано положительное влияние комбинированной терапии, а также соче- танного использования ингаляционных кортикостероидов и витаминно- минерального комплекса мультитабс на коррекцию метаболических и респираторных нарушений при бронхиальной астме у детей.
Научные положения, выносимые на защиту
Изменения метаболизма, взаимосвязанные с выраженностью респираторной дисфункции и активностью патологического процесса, зависят от периода, степени тяжести и длительности бронхиальной астмы, обусловлены сочетанием воспалительной реакции в бронхолегочной системе и хронического стресса, составляют основу преждевременной гибели эпителиальных и эндотелиальных клеток респираторного тракта.
Последовательность возникающих метаболических и респираторных изменений при бронхиальной астме составляет основу компенсаторно- приспособительных и дезадаптационных изменений.
Принципы прогнозирования, диагностики и коррекции выявленных отклонений метаболической и респираторной активности легких.
Апробация работа
Результаты работы доложены на IX, X, XI, XII Национальных конгрессах по болезням органов дыхания (Москва, 1999, 2001, 2002; Санкт-Петербург, 2000), V, VI, VII конгрессах педиатров России, научно-практических конференциях, посвященных 15-летию кафедры педиатрии факультета последипчомного профессионального образования ИвГМА (Иваново, 2000), 70-летию Ивановской государственной медицинской академии (Иваново, 2000), 140-летию областной клинической больницы (Иваново, 2000), межрегиональной научно- практической конференции "Актуальные проблемы здоровья детей и подростков" (Рязань, 2002), Всероссийской конференции "Пульмонология детского возраста: проблемы и решения" (Иваново, 2002).
Публикации, внедрения результатов работы
На основании полученных данных опубликована 41 научная работа, в том числе разделы в монографии "Бронхиальная астма у детей", посвященные состоянию респираторной функции легких, технологиям диагностики и оптимизации реабилитационных мероприятий при данной патологии. Результаты исследований и вытекающие из них рекомендации внедрены в учебный процесс и практическую работу кафедры педиатрии факультета последипломного профессионального образования ИвГМА. В практику работы детского пульмонологического отделения областной клинической больницы г.Иваново внедрена система пульмонологической помощи, включающая прогнозирование, диагностику, клинико-функциональный контроль отклонений, алгоритм медикаментозной терапии и оценку эффективности реабилитационных мероприятий при бронхиальной астме.
Получена приоритетная справка №200117 от 28.05.02 г. на патент "Способ диагностики подвижности диафрагмы при бронхиальной астме у детей". Поданы заявки на патент №2002130469 от 13.11.02 г. "Способ диагностики степени тяжести периода обострения бронхиальной астмы у детей" и №2002130474 от 13.11.02 г. "Способ оценки эффективности лечения бронхиальной астмы у детей".
список
Атах - максимальная амплитуда биоэлектрической активности мышц
Аср - средняя амплитуда биоэлектрической активности мышц АДФ - аденозиндифосфат АМФ - аденозинмонофосфат АОЗ - антиоксидантная защита АТФ - аденозинтрифосфат АФК - активные формы кислорода БА - бронхиальная астма ГД - глубокое дыхание ГРБ - гиперреактивность бронхов ДД - диафрагмальное дыхание ДК - диеновые конъюгаты ЖЕЛ - жизненная емкость легких иГКС - ингаляционный глюкокор- тикостероид ИЛ - интерлейкин ИТ - индекс Тиффно КВВ - конденсат выдыхаемого воздуха
КПД - коэффициент подвижности диафрагмы
СОКРАЩЕНИЙ
ЛС - легочный сурфактант ЛФХ - лизофосфатидилхолин МВЛ - минутная вентиляция легких МДА - малоновый диальдегид МЦК - мукоцилиарный клиренс ОФВ| - объем форсированного выдоха за 1 секунду
ПОЛ - перекисное окисление липи- дов
ПСВ - пиковая скорость выдоха СГХП - средний гистохимический показатель
СД - спокойное дыхание СЖК - свободные жирные кислоты СИТ - специфическая иммунотерапия
СМ - сфингомиелин СОД - супероксидцисмутаза ФВД - функция внешнего дыхания ФЖЕЛ - форсированная жизненная емкость легких ФС - фосфатидилсерин ФХ - фосфатидилхолин ФЭА - фосфатидилэтаноламин
Сурфактантная система легких, перекисное окисление липидов и система антиоксидантной защиты в норме и при заболеваниях органов дыхания
В настоящей работе
- Раскрыты общие закономерности изменений метаболизма (перестройка и асимметрия фосфолипидного слоя альвеолярной мембраны, водно- минеральный дисбаланс, активация процессов липопероксидации, угнетение антиоксидантной защиты, энергетическая недостаточность, гиперпродукция оксида азота), имеющие фазовый характер, их взаимосвязь с респираторной дисфункцией (бронхиальной обструкцией, угнетением мукоцилиарного клиренса и снижением функциональной активности дыхательной мускулатуры), изменениями кислотно-основного состояния организма, периодом, тяжестью и длительностью течения заболевания.
- Показано, что в персистирующем течении бронхиальной астмы, наряду с иммунным воспалением, существенное место принадлежит хронической стрессовой реакции (эрготропной фазе), маркерами которой являются нарушение питания (снижение массо-ростовых показателей, уменьшение толщины диафрагмы), недостаточное энергообеспечение метаболических процессов и использование дополнительных высокоэнергетических соединений, восполняющих затраты АТФ.
- Выявлено, что при бронхиальной астме в респираторном тракте имеет место апоптоз эпителиальных и эндотелиальных клеток, о чем свидетельствует экспрессия на наружной поверхности альвеолярной мембраны фосфатидилсерина, дефицит макроэргов и цинка, повышенная внутриклеточная концентрация кальция, гиперпродукция оксида азота и увеличение уровня циркулирующих эндотелиоцитов.
- Выделены и концептуально обоснованы изменения метаболической и респираторной функции легких компенсаторно-приспособительного характера, включающие в себя альтернативные пути синтеза основных компонентов сур- фактанта, нарушение минерального и перекисного обмена, использование дополнительных высокоэнергетических липидных соединений, адекватную энергообеспеченность метаболических превращений и гипертрофию диафрагмы.
- Верифицированы дезадаптационные изменения метаболизма (катаболиче- ские реакции в липидном обмене, гиперпродукция оксида азота, энергетическая недостаточнсть), легочной вентиляции (генерализованная обструкция) и активности дыхательной мускулатуры (миодистрофия диафрагмы) у детей с бронхиальной астмой.
- Систематизирована патогенетическая схема нарушений метаболизма при бронхиальной астме у детей в зависимости от особенностей течения заболевания.
- Определена информативная значимость исследуемых параметров для комплексной оценки метаболической и респираторной активности легких, составлены формализованные таблицы для верификации периода и степени тяжести бронхиальной астмы.
- Разработана патогенетически обоснованная комплексная программа лечебно- реабилитационных мер при бронхиальной астме у детей.
Практическая значимость исследования
- Предложены оценочные маркеры изменений сурфактантной системы легких, минерального, перекисного, липидного и энергетического обмена, функции дыхательной мускулатуры и кислотно-основного состояния, характеризующие степень тяжести бронхиальной астмы;
- Выделены основные признаки компенсаторно-приспособительных и деза- даптациончых изменений метаболизма и функции дыхательной мускулатуры при бронхиальной астме.
- Предложены формализованные таблицы с определением информационно- диагностической ценности каждого маркера для диагностики периода и степени тяжести заболевания.
- Доказано положительное влияние комбинированной терапии, а также соче- танного использования ингаляционных кортикостероидов и витаминно- минерального комплекса мультитабс на коррекцию метаболических и респираторных нарушений при бронхиальной астме у детей.
Научные положения, выносимые на защиту
- Изменения метаболизма, взаимосвязанные с выраженностью респираторной дисфункции и активностью патологического процесса, зависят от периода, степени тяжести и длительности бронхиальной астмы, обусловлены сочетанием воспалительной реакции в бронхолегочной системе и хронического стресса, составляют основу преждевременной гибели эпителиальных и эндотелиальных клеток респираторного тракта.
- Последовательность возникающих метаболических и респираторных изменений при бронхиальной астме составляет основу компенсаторно- приспособительных и дезадаптационных изменений.
- Принципы прогнозирования, диагностики и коррекции выявленных отклонений метаболической и респираторной активности легких.
Клиническая характеристика наблюдаемых больных, анализ факторов возникновения бронхиальной астмы
С целью изучения факторов риска возникновения БА отобрано 344 больных в возрасте 6-14 лет, находившихся на лечении в детском пульмонологическом отделении Областной клинической больницы г. Иваново. Характеристика обследованных детей в зависимости от пола, возраста и особенностей течения заболевания представлена в таблице 2, на рисунке 1.
Более половины обследованных составили мальчики (69,19%), что согласуется с данными отечественных и зарубежных исследователей [130, 387, 389]. Предполагают, что для мальчиков характерна большая узость воздухоносных путей и распространенность атопии [389]. "Мужской фактор" ассоциирован с андрогенобусловленной эпителийингибирующей активностью, что приводит к более частым респираторным инфекциям. В результате этого увеличивается риск бронхиальной обструкции, в том числе тяжелых жизнеугрожающих эпизодов острой астмы у мальчиков [130, 166, 305, 362].
Дошкольников и младших школьников среди обследованных детей было 42,15%. 21,51% обследованных страдали астмой с течение 1-2 лет, причем подавляющее большинство в данной группе составили пациенты с легким и сред- нетяжелым вариантом заболевания (по 10,47%). У 33,72% детей «стаж» болезни составил 3-4 года. Наконец, 44,77% обследованных имели давность заболевания 5 и более лет. Следует подчеркнуть, что основу этой группы составили пациенты с тяжелой БА (64,04%).
Легкая астма диагностирована у 24,13% пациентов, у половины наблюдаемых детей верифицирован среднетяжелый вариант заболевания. Соответственно, 25,87% больных имели БА тяжелой степени. В периоде обострения обследовано 244 ребенка. В зависимости от степени тяжести приступа больные со среднетяжелой астмой разделены на 2 группы (у 51,56% отмечался легкий, у 48, 44% - среднетяжелый приступ), а пациенты с тяжелой БА - на 3 группы. Из них легкий приступ выявлен у 49,28%, среднетяжелый - у 28,99?/о, тяжелый - в 18,84% случаев. Двое госпитализированы в отделение интенсивной терапии в астматическом состоянии.
Наши данные совпадают с результатами многочисленных эпидемиологических исследований по распространенности БА в различных возрастных группах [7, 14, 16, 129]. Нет сомнений, что среди основных причин, ведущих к формированию тяжелой астмы, является длительное течение заболевания. В то же время, в исследованиях получено множество доказательств прогрессирования воспаления в возрастной группе до 10 лет и признаков ремоделирования бронхов вне связи с длительностью и тяжестью заболевания. В группе детей старшего возраста наиболее актуальным в клинике является повышение частоты астматического статуса. На этот возраст приходится и пик детской смертности от БА [129].
Необходимо указать на отсутствие своевременной диагностики у ряда больных БА. Анализ респираторного анамнеза показал, что повторные «об- структивные бронхиты», появляющиеся как на фоне респираторных инфекций, так и без них, которые можно расценить как манифестацию астмы, наблюдались у многих детей на первом, а чаще - на 2-3 году жизни. Средний возраст начала заболевания составил 3,3±0,8 лет, а постановка диагноза - 6,6±0,9 лет. Гиподиагностика, естественно, приводит к позднему началу адекватной противовоспалительной терапии и, соответственно, тяжелому течению заболевания.
Как указывалось выше, все факторы риска развития БА делятся на 4 группы: предрасполагающие, причинные, факторы, усугубляющие действие причинных факторов, и триггеры.
Наследственная предрасположенность к атопии выявлена у 64,53% (таблица 3). Причем, 20,35% матерей и 12,5% отцов этих детей имели признаки аллергии. Клиническая реализация аллергического диатеза в атопический дерматит наблюдалась у 62,79% детей на первом году жизни. В настоящее время атопический дерматит в качестве сопутствующего заболевания выявлен у 20,93% пациентов. Атопический дерматит, как правило, является первым аллергическим заболеванием, демонстрирующим способность к продукции иммуноглобулинов Е. По данным И.В.Смоленова и Н.Г.Мишуковой (2001), способность к выработке специфических иммуноглобулинов Е к пищевым продуктам, выявляемая на первом году жизни, свидетельствует о высоком риске развития сенсибилизации к аэроаллергенам в течение ближайших нескольких лет [167].
Анализ факторов, сенсибилизирующих дыхательные пути, у обследованных больных проводился с учетом аллергологического обследования детей методом кожных проб и определения специфических иммуноглобулинов Е в сыворотке крови (таблица 4).
Состояние адениловой системы крови у больных, ее взаимосвязь с показателями липидного и минерального обмена
Поддержание метаболических процессов в организме в целом и в различных органах и системах, в частности, обеспечивается балансом между энергопотребностью и энергообеспечением.
При исследовании уровня адениловых кислот в периоде обострения выявлено снижение энергетических ресурсов (таблица 48), о чем свидетельствовали низкие значения АТФ (0,85±0,03 ммоль/л) на фоне высоких концентраций АМФ (0,084±0,002 ммоль/л) и АДФ (0,53±0,01 ммоль/л). Фосфатный потенциал, рассчитываемый нами по формуле АТФ/(АДФ АМФ), оказался сниженным более чем в 2 раза (20,08±1,45).
Показатели адениловой системы крови в остром периоде заболевания зависели от степени тяжести бронхиальной астмы (таблица 49). Легкая бронхиальная астма сопровождалась лишь увеличением концентрации АМФ (0,07810,002 ммоль/л) и падением фосфатного потенциала (33,0312,54). При среднетяжелом и тяжелом варианте заболевания изменения претерпевали все компоненты адениловой системы. Фосфатный потенциал у пациентов с тяжелой бронхиальной астмой оказался сниженным в 5,3 раза в сравнении с контролем.
Таким образом, обострение БА характеризовалось повышенным распадом макроэргов вследствие возросшей скорости метаболизма и высокого уровня функционирования бронхолегочной системы в ответ на активацию воспаления в ней.
Известно, что в энергопродукции отмечается примерное равенство участия жиров и углеводов [17]. Однако при развитии обострения БА с мукосгазом и бронхоспазмом на фоне гипоксии протекает анаэробный гликолиз с образованием лактата, истощением запасов гликогена и высокоэнергетических фосфатов. В этом случае доминирующим источником энергии становятся липиды, что, по мнению ряда авторов, является типичным проявлением энергетической адаптации [127, 135, 136]. Как указывалось выше, у детей с легкой Б А в острую фазу заболевания количественное содержание триацилглицеридов и свободных жирных кислот, играющих важную роль в качестве поставщика энергии, не отличается от показателей контроля. Корреляционный анализ между показателями липидного обмена и уровнем адениловых кислот в периоде обострения легкой астмы (таблица 50) выявил наличие сильных и средних положительных взаимозависимостей концентрации АТФ и содержания фосфоли- пидов (г=+0,64), свободных жирных кислот (г=+0,71) и триацилглициридов (г=+0,51).
По мере утяжеления заболевания роль жиров в процессах энергообеспечения также значительно уменьшалась, о чем свидетельствовало ослабление связей между концентрациями макроэргов и процентным содержанием отдельных липидных фракций. У больных с тяжелым приступом межсистемные взаимосвязи изучаемых параметров исчезали, указывая на истощение энергетического обеспечения компенсаторных реакций.
Характер корреляционных связей (таблица 51) между концентрацией макроэргов и параметрами антиоксидантной системы свидетельствует о том, что энергетическая обеспеченность метаболических превращений поддерживается соединениями, содержащими БН-группу. По данным А.А.Ананенко и
М.В.Ермолаева (1983), усиленное окисление тиоловых групп также направлено на восполнение расходующейся молекулы АТФ [6].
Корреляционные взаимосвязи концентрации АТФ и содержания тиоловых групп в зависимости от тяжести периода обострения бронхиальной астмы
Контроль Легкая БА Среднетяжелая БА Тяжелая БА
+0,49 +0,39 +0,42 +0, Как видно из таблицы, у больных с тяжелым приступом имеет место возрастание роли 8Н-групп в энергообмене. Однако значительное снижение содержания тиоловых групп у этих пациентов не может полностью восполнить адекватный уровень АТФ, приводя к энергетической недостаточности.
Поддержание внутриклеточного баланса электролитов осуществляется за счет специальных систем, транспортирующих катионы через цитоплазиу во внеклеточное пространство против градиента концентрации. К их числу относятся АТФ-азы (Са-АТФ-аза, №,К-АТФ-аза), осуществляющие выведение кальция и натрия из клеток за счет энергии гидролиза АТФ. Это подтверждают и корреляционные взаимосвязи энергообмена и внутриклеточных концентраций ионов у здоровых детей (таблица 52). Однако, как показал корреляционные взаимосвязи между концентрацией макроэргов и внутриклеточным уровнем отдельных катионов, у больных БА дисбаланс макро- и микроэлементов, вероятно, обусловлен и дефицитом энергии в организме.
Как видно из таблицы 52, в периоде обострения легкой и среднетяжелой БА указанные взаимосвязи значительно ослабевали, а при тяжелом приступе практически отсутствовали, что подтверждает влияние энергообеспечения на поддержание катионного баланса.
Функциональная активность дыхательной мускулатуры и энергообмен в различные периоды бронхиальной астмы
Известно, что в норме около 70% работы дыхательной мускулатуры расходуется на преодоление эластического и 30% - аэродинамического сопротивления [170]. Как указывалось выше, у больных БА оба этих компонента возрастают, что заставляет респираторные мышцы проделывать значительно больший объем работы в неблагоприятных условиях. Кроме того, тахипноэ, развивающееся в периоде обострения, способствует увеличению "ловушечного" газа, приводя к гипервоздушности и, как следствие, к низкому стоянию купола диафрагмы. В итоге снижается сила ее сокращений из-за возрастания радиуса кривизны, изменения направления волокон и неблагоприятного соотношения сила- длина. Выявленные изменения функциональной активности дыхательной мускулатуры можно расценивать как респираторную мышечную недостаточность.
Диафрагма участвует в деятельности грудобрюшного гемодинамического аппарата, поддерживающего необходимый приток крови к сердцу. Исследованиями Е.Н.Андриановой (2002) показано, что у больных с тяжелой бронхиальной обструкцией длительное спастическое сокращение диафрагмы и других респираторных мышц препятствует адекватному кровотоку, что приводит к вентиляционно-перфузионому дисбалансу [7], развитию тканевой гипоксии и активации анаэробного гликолиза [17]. Эти изменения метаболизма также сопровождаются падением силы мышечных сокращений.
В периоде ремиссии КПД при спокойном дыхании в горизонтальном положении оставался сниженным, составив 10,5±0,5 у.е. (таблица 58). Средняя амплитуда активности интеркостальной мускулатуры у большинства больных оказалась повышенной (170,8±10,1 мкВ).
У больных с легкой БА (таблица 62, рисунки 20, 21) КПД не отличался от нормы, кроме показателя подвижности диафрагмы при спокойном дыхании в горизонтальном положении (10,2±0,6 у.е.). Средняя амплитуда спонтанной активности межреберной мускулатуры оказалась в 1,6 раза повышенной.
У лиц со среднетяжелой астмой зафиксировано достоверное увеличение КПД при глубоком (66,2-56,4 у.е.), диафрагмальном дыхании (65,1-56,4 у.е.), а также средней амплитуды мышечной активности (Аср=200,4±11,6 мкВ). При тяжелой БА все изучаемые параметры экскурсий диафрагмы и электромиографии достоверно уменьшались.
Исследование толщины диафрагмы в периоде ремиссии выявило ее увеличение (4,72±0,19 мм) у пациентов с легкой астмой.
В ремиссию среднетяжелой БА толщина диафрагмы не отличалась от аналогичного показателя у здоровых детей (4,36±0,23 мм). У больных с тяжелым патологическим процессом, частыми обострениями и длительным течением заболевания, толщина диафрагмы имела тенденцию к уменьшению, составив 4,0±0,18 мм.
Полученные данные свидетельствуют о гипертрофии главной инспиратор- ной мышцы на фоне повышенной функциональной нагрузки у больных с легкой БА. По мере прогрессирования данные механизмы истощаются и, хотя размеры диафрагмы остаются прежними, неблагоприятное соотношение сила- длина приводит к уменьшению экскурсий дыхательной мышцы и, возможно, ее миодистрофии [120].
Следует отметить, что у больных со среднетяжелым вариантом и давностью заболевания менее 5 лет выявлены более высокие значения толщины диафрагмы (4,84±0,14 мм), КПД при глубоком (69,7-70,1 у.е.) и диафрагмальном дыхании (74,6-62,7у.е.), а также средней амплитуды активности интеркостальной мускулатуры (221,7±22,6 мкВ).
Длительное течение тяжелой астмы приводило снижению толщины диафрагмы и более выраженному угнетению мышечной активности. Практически все значения КПД и электромиографии у детей со «стажем» заболевания более 5 лет были максимально сниженными (толщина диафрагмы = 3,84±0,13 мм; КПД д=39,0-36,7 у.е.; КПДдд=37,1 -38,4 у.е.; Ашкс = 169,4±2,9 мкВ; Аср=89,7±2,9 мкВ).
Итак, развитие респираторной мышечной недостаточности является фазовым, постепенно развивающимся процессом, который определяется тяжестью и длительностью выполняемой мышцами работы, направленной на преодоление бронхиального сопротивления, необходимой для поддержания адекватного уровня вентиляции, потребления кислорода и выделения углекислоты. Результатом значительного повышения объема выполняемой работы является снижение сократительной силы и выносливости респираторных мышц, что, как мы полагаем, связано с развитием мышечного утомления.
Одной из основных причин, ведущих к недостаточности дыхательной мускулатуры, является повышенное механическое сопротивление легочной ткани и дыхательных путей, которое в некоторых случаях сочетается со сниженной растяжимостью легких. Все это заставляет инспираторные мышцы проделывать значительно больший объем работ в неблагоприятных условиях деятельности. Уплощение диафрагмы при гипервоздушности снижает ее способность генерировать нужное трансдиафрагмальное дыхание, так как из-за возрастания радиуса кривизны для этого требуется более высокое мышечное напряжение.
Однако не только гипервоздушность вызывает нарушение функции дыхательных мышц. Повышенная тоническая активность инспираторной мускулатуры во время вдоха усугубляет гипервоздушность, что не дает возможности экспираторным мышцам сократиться до конца, а легким достигнуть уровня нормальной функциональной остаточной емкости. Другой механизм, за счет которого недостаточность функции респираторных мышц способствует про- грессированию гипервоздушности легких - это тахипноэ, при котором экспираторного времени становится недостаточно для полного выдоха.
Кроме того, при одышке и тахипноэ аппарат дыхания работает "на себя", потребляя основную часть кислорода, которую он же поставляет в организм [170]. Гипоксия на фоне повышенного сопротивления дыханию снижает работоспособность человека, ускоряя развитие респираторной мышечной недостаточности.
Повторяющиеся эпизоды бронхиальной обструкции и повышение функциональной нагрузки приводят к тому, что мышцы начинают генерировать большую силу. Это поначалу вызывает их гипертрофию, что в наших исследованиях проявляется утолщением диафрагмы у детей с легкой бронхиальной астмой. Данные факты способствуют повышению сократительной силы и выносливости этой мышцы.
Однако по мере прогрессирования БА уплощение диафрагмы и возникающие вследствие этого неблагоприятные соотношения между силой, развиваемой мышечными волокнами и соответствующими изменениями в длине, компенсируются тем, что постоянно сокращенная диафрагма постепенно теряет свои саркомеры.
![Клинико-функциональные особенности бронхиальной астмы у детей с гастроэзофагальной рефлюксной болезнью и обоснование дифференцированной терапии [Электронный ресурс]](/i/i/4353/196426.png "Клинико-функциональные особенности бронхиальной астмы у детей с гастроэзофагальной рефлюксной болезнью и обоснование дифференцированной терапии [Электронный ресурс] Каган Юлия Михайловна")
