Введение к работе
Актуальность темы
В последнее время результаты эпидемиологических исследований, к сожалению, свидетельствуют об увеличении заболеваемости бронхиальной астмой (БА) (Чучалин А.Г., 1997; Федосеев Г.Б., 2001). Вызывает обоснованную тревогу большой процент инвалидности, включая смертность больных БА, а также размеры экономического ущерба, связанного с заболеваемостью БА (Федосеев Г.Б., 2001). Страдают этим заболеванием люди среднего возраста, для которых большая или меньшая повседневная физическая деятельность является неизбежной.
Результаты исследований дали существенные аргументы для постулирования концепции аллергической бронхиальной астмы (АБА) как патологии мембрано-рецепторного комплекса. Необходимо отметить, что патогенетические нарушения являются универсальными и затрагивают разнообразные клеточные популяции. Выделяется первичность, универсальность и наследственная обусловленность мембранных нарушений (Жихарев С.С., Минеев В.Н. и соавт., 1989).
Роль эритроцитов в патогенезе БА активно изучается многие годы. Показано, что важно не только участие эритрона в газообмене и реологии крови, но и огромное патогенетическое значение имеет состояние эритроцитарной мембраны. Эритроцитарная модель общепризнанна, хорошо апробирована и широко используется для изучения мембрано-рецепторных особенностей клеток, не только в пульмонологии, но и в кардиологии.
По мнению С.С.Жихарева (1989), легкие представляют собой наиболее крупную биологическую мембрану организма. Внешняя поверхность ее представлена альвеолярным эпителием и сурфактантом, внутреннюю поверхность этой мембраны выстилают эндотелиальные клетки легочных капилляров. Аэрогематический барьер этой мембраны обеспечивается, главным образом, структурной организацией мембранных липидов.
Клетки альвеолярного эпителия и эндотелия легочных капилляров, также как и мембрана эритроцитов одними из первых воспринимают информацию об изменяющихся внешних условиях и состоянии внутренней среды организма. Ведущую роль в этом процессе играет их клеточная мембрана.
Как известно, переход кислорода из альвеолярного воздуха в кровь легочных капилляров происходит посредством диффузии этого газа через альвеолокапиллярную мембрану, которая включает перечисленные выше клетки. Оценить функциональное состояние альвеолокапиллярной мембраны и адекватность процесса перехода кислорода из альвеол в кровь можно, анализируя общую диффузионную способность легких и ее компоненты. В литературе мы не встретили данных о влиянии мембрано-рецепторных особенностей клеток, входящих в понятие альвеолокапиллярной мембраны на диффузионную способность легких.
Физическая работа, предъявляя организму, повышенные требования и стимулируя его ответную адаптивную реакцию (увеличение ЧСС, сердечного выброса, “напряжения сдвига”; частоты дыхания и дыхательного объема; выброс катехоламинов, кортизола и других биологически активных веществ; изменение температуры, pH крови и слизистых), активно изменяет не только микроокружение альвеолоцитов, эндотелиоцитов и эритроцитов, но и в первую очередь, состояние их мембран.
Таким образом, ключевая роль в восприятии изменений, вызванных физической нагрузкой (ФН), а также в формировании адекватного адаптивного ответа на них принадлежит, на наш взгляд, клеточным мембранам эритроцитов, эндотелиоцитов, клеток альвеолярного эпителия.
Исследования о влиянии ФН на диффузионную способность легких в связи с изменениями мембрано-рецепторного комплекса клеток ранее не проводились.
Для больных БА физическое напряжение имеет особое значение, так как часть этих больных реагирует на него формированием обструктивного синдрома. Патогенез этого явления до конца не изучен. В литературе приводятся разнообразные, но не взаимоисключающие гипотезы о механизмах формирования обструктивного синдрома, вызванного физической нагрузкой, у этих больных. Данные об участии мембрано-рецепторного комплекса клеток в развитии постнагрузочной обструкции у больных БА малочисленны, а информации об изменениях диффузионной способности легких при выполнении ФН в доступной литературе мы не встречали.
Универсальный дефект восприятия и передачи клеткой меняющегося информационного сигнала, имеющийся при АБА приводит к патологическим изменениям на разных уровнях функционирования бронхолегочной системы, что представляет интерес для исследования.
Цель исследования
Изучить мембрано-рецепторные особенности эритроцитов и с этих позиций охарактеризовать изменения диффузионной способности легких у больных аллергической бронхиальной астмой при выполнении физической нагрузки.
Задачи исследования
-
Выявить особенности мембрано-рецепторного комплекса эритроцитов у больных аллергической бронхиальной астмой при выполнении физической нагрузки на модели оценки резистентности этих клеток к гиперосмолярному холодовому воздействию.
-
Охарактеризовать особенности адренореактивной системы эритроцитов у больных аллергической бронхиальной астмой на модели их агрегации, до и после выполнения физической нагрузки.
-
Исследовать влияние физической нагрузки на диффузионную способность легких и ее компоненты у больных аллергической бронхиальной астмой.
-
Проанализировать изменения диффузионной способности легких у больных аллергической бронхиальной астмой при выполнении физической нагрузки с позиций мембрано-рецепторной теории патогенеза этого заболевания.
-
Установить характер изменений уровня циркулирующих в крови десквамированных эндотелиоцитов у больных аллергической бронхиальной астмой при выполнении физической нагрузки.
Положения, выносимые на защиту
-
Физическая нагрузка является провокационным тестом, выявляющим мембрано-рецепторные особенности эритроцитов, характерные для больных аллергической бронхиальной астмой. Это заключается в наиболее существенном проявлении парадоксального воздействия адреноантагониста на резистентность эритроцитов больных аллергической бронхиальной астмой после выполнения физической нагрузки, отсутствии изменений исходной агрегации эритроцитов в результате выполнения теста в этой группе и тормозящем влиянии обзидана на агрегацию эритроцитов после физической нагрузки.
-
В механизмах изменения диффузионной способности легких при выполнении физической нагрузки больными аллергической бронхиальной астмой имеет значение адренореактивность эритроцитарных мембран. Это подтверждается положительными корреляционными связями между агрегацией эритроцитов при модуляции адреноагонистом и адреноантагонистом до теста с физической нагрузкой и показателями общей диффузионной способности легких и ее динамики, а также, динамикой коэффициента диффузионной способности легких после воздействия физической нагрузки.
-
Физическая нагрузка приводит к увеличению значений общей диффузионной способности легких и коэффициента диффузии у больных аллергической бронхиальной астмой. В отличие от здоровых лиц, у больных аллергической бронхиальной астмой это нарастание происходит, за счет увеличения мембранного компонента общей диффузионной способности легких, причем внутрикапиллярный компонент у этих больных имеет тенденцию к снижению. Эти изменения наиболее ярко выражены в группе больных в фазе затихающего обострения.
-
Физическая нагрузка приводит к уменьшению количества циркулирующих в крови десквамированных эндотелиоцитов у больных аллергической бронхиальной астмой, что не наблюдается у практически здоровых лиц и отражает, особенность нереспираторных функций легких у этих больных.
-
Развитие у больных аллергической бронхиальной астмой обструкции после физической нагрузки связано с исходной резистентностью мембран эритроцитов к гиперосмолярному холодовому воздействию. Больные аллергической бронхиальной астмой с развитием постнагрузочного бронхоспазма характеризуются мембрано-рецепторными и функциональными особенностями реакции на физическую нагрузку. Выявленные особенности, по-видимому, принимают участие в механизмах развития у таких больных обструктивного синдрома, вызванного физической нагрузкой.
Научная новизна работы
Впервые изучено влияние физической нагрузки на состояние мембрано-рецепторного комплекса эритроцитов у больных аллергической бронхиальной и выявлено, что физическая нагрузка вызывает существенное проявление парадоксального эффекта адреноантагониста обзидана, хотя и не приводит к изменению исходной агрегации эритроцитов у этих больных.
Впервые выявлено нарастание диффузионной способности легких за счет мембранного компонента и уменьшение внутрикапиллярного компонента у больных аллергической бронхиальной астмой в результате выполнения физической нагрузки, а также различный характер этих изменений у больных с неодинаковой реакцией на такую нагрузку.
Впервые выявлены положительные корреляционные связи между значениями агрегации эритроцитов в условиях модуляции адреноагонистом и адреноантагонистом до теста и показателями: общей диффузионной способности легких, динамики общей диффузии, динамики ее коэффициента после воздействия физической нагрузки, указывающие на роль состояния клеточных мембран эритроцитов в механизмах изменения диффузионной способности легких при выполнении физической нагрузки.
Впервые выявлено уменьшение количества циркулирующих в крови десквамированных эндотелиоцитов, при физической нагрузке у больных аллергической бронхиальной астмой, как характерная особенность эндотелиальной дисфункции и проявление нарушения нереспираторной функции легких у этих больных.
Практическая ценность работы
Выявленные особенности агрегации эритроцитов до выполнения ФН у больных АБА позволяют прогнозировать развитие постнагрузочного бронхоспазма.
У больных АБА определение исходной резистентности к гиперосмолярному холодовому воздействию до выполнения ФН может быть использовано для прогнозирования уровня значений ОФВ1 после ФН.
Апробация работы
Материалы работы были представлены на VI Булатовских чтениях, посвященных 100-летию кафедры госпитальной терапии им.акад.М.В.Черноруцкого СПбГМУ им.акад.И.П.Павлова, III Всероссийской конференции с международным участием, посвященной 175 летию со дня рождения Ф.В.Овсянникова в Институте физиологии им.И.П.Павлова РАН (СПб., 2003), IV Всероссийской конференции с международным участием, посвященной 80-летию Института физиологии им.И.П.Павлова РАН (СПб., 2005), на 15-th Annual Congress of the European Respiratory Society (Copenhagen, 2005).
По результатам Санкт-Петербургского конкурса грантов для студентов, аспирантов и молодых специалистов, проводимого Министерством образования РФ, Российской Академией наук и Правительством Санкт-Петербурга конкурсный проект по материалам работы стал победителем конкурса 2003 и 2004 года. Шифры грантов 2003г. (МО3-4.ОК-3) и 2004г. (МО4-4.ОК-22).
Первичная апробация работы проведена на заседании проблемной комиссии Патология органов дыхания Санкт-Петербургского Государственного Медицинского Университета им.акад.И.П.Павлова 13.06.2006.
По теме и материалам диссертации опубликовано 7 научных работ.
Внедрение результатов исследования
Результаты исследования внедрены в лечебную и диагностическую практику пульмонологического отделения клиники госпитальной терапии СПбГМУ им.акад.И.П.Павлова.
Объем и структура диссертации
Диссертация изложена на 200 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, главы с результатами собственных наблюдений, обсуждения, выводов, практических рекомендаций, списка литературы. Работа иллюстрирована 36 таблицами и 14 рисунками. Библиография включает 198 источников, из них 79 отечественных и 119 зарубежных авторов.
