משמעות קלינית של תפקוד לקוי של האנדותל אצל ילדים עם ברונכיט חסימתית חוזרת ואסתמה של הסימפונות

אסתמה ברונכיאלית (BA) היא אחת ממחלות הילדות הנפוצות ביותר. מחקרים אפידמיולוגיים מהשנים האחרונות מצביעים על כך ש-5 עד 10% מהילדים סובלים ממחלה זו, ומספר זה עולה מדי שנה. העלייה בתמותה מאסתמה ברונכיאלית ומספר האשפוזים בבתי ספר לילדים מעוררים גם הם דאגה רבה. בשנים האחרונות, תפקוד לקוי של האנדותל מעורר עניין רב בקרב חוקרים החוקרים את מנגנוני התפתחות האסתמה. האנדותל הוא שכבה חד-תאית פעילה מבחינה מטבולית, המתמחה ביותר, המצפה את כל כלי הדם בגוף האדם. תאי אנדותל, המגיבים באופן ספציפי לאותות מולקולריים שונים, מבצעים מגוון פונקציות, כולל הובלה, מחסום, השתתפות בחילוף החומרים של המטריצה החוץ-תאית, ביוסינתזה של ציטוקינים שונים, אנגיוגנזה, ויסות תהליכי קרישת דם, טונוס כלי דם ותגובות דלקתיות חיסוניות, משתתפים בייצור ובמטבוליזם של תחמוצת החנקן. האנדותל משתתף בוויסות טונוס כלי הדם הסיסטמי והריאתי על ידי יצירה ושחרור חומרים מרחיבי כלי דם ומצרי כלי דם, בפרט אנדותלין-1 וגורם מרגיע תלוי-אנדותל - תחמוצת החנקן (NO). תפקוד לקוי של האנדותל, המתרחש תחת השפעת גורמים מזיקים (מכניים, זיהומיים, מטבוליים, קומפלקס חיסוני וכו'), משנה בחדות את כיוון הפעילות האנדוקרינית שלו לכיוון ההפוך: נוצרים חומרים מצרכי כלי דם, אנדותלינים וקרישי דם. תפקוד לקוי של האנדותל משבש את היחס בין NO (חומר נוגד טסיות דם, נוגד קרישה, מרחיב כלי דם) לבין פרוקסיניטרט - מטבוליט של NO, אשר מגביר את רמת הלחץ החמצוני, מה שמוביל לתגובות פתופיזיולוגיות שונות. בעשור האחרון, חוקרים הדגישו את ההשפעה המזיקה של ציטוקינים מעודדי דלקת (IL-1-β, TNF-α, IL-8 וכו') על האנדותל כלי הדם, ומפעילים מפל של תהליכים, החל מהתכווצות כלי דם מקומית ושחרור גורמי גדילה ועד לתהליכי שיפוץ דופן כלי הדם. בהקשר זה, נושא הקשר בין הפעלה חיסונית-דלקתית למצב האנדותל כלי הדם בחולים עם אסתמה הסימפונות הוא בעל עניין מיוחד. תפקוד לקוי של האנדותל נחשב לאחד המנגנונים הפתוגניים האפשריים להתפתחות אסתמה. מבחינה מורפולוגית, חולים עם אסתמה חווים עלייה בחתך הרוחב של השכבה התת-רירית של כלי הדם, עלייה במספר כלי הדם בדפנות דרכי הנשימה ועיבוי של האינטימה. אלמנטים דומים של עיצוב מחדש מתגלים כבר בילדות על רקע מהלך קל של אסתמה.

המנגנונים של תפקוד לקוי של האנדותל ועיצוב מחדש של כלי דם בדרכי הנשימה עדיין אינם מובנים היטב, דבר ששימש כתנאי מוקדם למחקר שלנו.

מטרת העבודה הייתה לחקור את תפקוד האנדותל אצל ילדים עם ברונכיט חסימתית חוזרת ואסתמה הסימפונות בתקופת החמרה וההפוגה.

בסך הכל נבדקו 147 ילדים חולים בגילאי 1-17 שנים. בהתאם לצורות הנוזולוגיות וחומרת המחלה, הילדים חולקו לקבוצות: חולים עם ברונכיט חסימתית חוזרת (קבוצה 1), אסתמה לסירוגין (קבוצה 2), אסתמה מתמשכת בדרגה קלה (קבוצה 3), אסתמה מתמשכת בדרגת חומרה בינונית או חמורה (קבוצה 4) במהלך החמרה של המחלה (תת-קבוצות 1A, 2A, 3A, 4A בהתאמה) ובתקופת ההפוגה (תת-קבוצות 1B, 2B, 3B, 4B בהתאמה).

רמת האנדותלין-1 (ET-1) בדם נקבעה בשיטת אימונו-אסאי אנזימים תוך שימוש בריאגנטים סטנדרטיים של DRG (ארה"ב). רמת ה-NO בדם נקבעה על ידי רמת המטבוליטים הסופיים (ניטריטים (NO2) / ניטרטים (NO3)) בשיטה קלורימטרית תוך שימוש בריאגנטים של Griess. אקו לב דופלר של הלב וכלי הדם בוצע במכשיר אולטרסאונד AU 3 Partner של Esaote Biomedica (איטליה) עם מדידת הלחץ הממוצע בעורק הריאה לפי קיטובאקה. קבוצת הביקורת כללה 13 ילדים בריאים כמעט באותו גיל ללא סימנים למחלות חריפות או כרוניות.

ניתוח סטטיסטי של הנתונים בוצע באמצעות חבילות הסטטיסטיקה Excel עבור Windows ו-Statistica 7.0 עבור Windows.

בהיעדר נתונים על משמעות רמות המדדים שנבחרו למחקר בילדים בריאים, נבדקו ילדים בקבוצת הביקורת כדי לקבוע את הפרמטרים הנורמטיביים.

תקופת החמרה של אסתמה וברונכיאט חסימתית חוזרת התאפיינה בהפרעות אוורור ריאתיות בדרגות חומרה משתנות. כידוע, הפרעות אוורור מובילות להתפתחות היפוקסיה אלוואולרית, אשר אינה יכולה אלא להשפיע על מצב תפקוד האנדותל.

בהערכת הפרמטרים במהלך תקופת ההחמרה, רמת גורם המכווץ כלי דם ET-1 עלתה משמעותית בכל הקבוצות והייתה הגבוהה ביותר בקבוצת הילדים עם אסתמה קשה ובינונית (תת-קבוצה 4A). מהלך המחלה בתת-קבוצה 4A התאפיין בהפרעות אוורור בולטות מסוג חסימה, המובילות להיפוקסיה אלוואולרית, שהיא גורם מעורר חזק של ET-1. בנוסף לתפקיד המעורר של היפוקסיה, קבוצת חולים זו מאופיינת בתגובות אימונופתולוגיות בולטות הן בעוצמתן והן במשך המחלה, התורמות גם לשחרור גדול יותר של ET-1 על ידי האנדותל של כלי הדם.

ניתוח שנערך של השוואות מרובות לפי שיטת קרוסקל-ואליס גילה קריטריון H בעל משמעות גבוהה (H = 38.02, p = 0.0001), המעניק את הזכות לקבוע כי המאפיינים הסטטיסטיים של רמות ET-1 בחולים מתת-קבוצות שונות במהלך תקופת ההחמרה שונים באופן משמעותי זה מזה, ורמתם תלויה בהשתייכות המטופל לתת-קבוצה מסוימת. מכיוון שהחולים חולקו לקבוצות לפי חומרת המחלה, ניתן לדבר על קיומו של קשר בין רמת ET-1 לחומרת המחלה.

לפיכך, בתת-קבוצה 1A, תפקוד לקוי של האנדותל התאפיין בעלייה מתונה ברמות ET-1 וירידה ברמות הניטרט והניטריט בדם. בחולים בתת-קבוצות 2A ו-3A (אסתמה קלה), על רקע עלייה מתונה ברמות ET-1 (0.1-0.13 ng/ml), נצפתה ירידה אמינה ברמות הניטריט (4.44-4.64 μmol/l) בהשוואה לבקרה והשוואה של מדדי מטבוליזם NO עקב עלייה יחסית ברמות הניטרט (31.54-33.48 μmol/l). חוסר איזון זה יכול להיחשב כלא שלילי מבחינה פרוגנוסטית בשל העובדה שעלייה ברמות הניטרט קשורה לחמצון מוגבר של שומנים, רדיקלים חופשיים פעילים ביותר ועלייה בפעילות של סינתאז NO מושרה (iNOS) בשרירים חלקים בכלי הדם ובמקרופאגים. בחולים בתת-קבוצה 4A עם אסתמה קשה של הסימפונות, חוסר האיזון היה בולט אף יותר: על רקע רמה גבוהה של ET-1 (עד 0.2 ng/ml), נצפתה עיכוב בולט יותר של סינתאז NO אנדותלי (eNOS), שהתבטא בירידה ברמת הניטריטים (6.19 μmol/l) ובהפעלה בולטת של iNOS, מה שהביא לעלייה ברמת הניטרטים ובמטבוליטים הכוללים של NO בהשוואה לקבוצת הביקורת.

כדי לקבוע את קיומו של קשר פונקציונלי בין רמת ET-1 לבין האינדיקטורים המאפיינים את מהלך מחלות ריאות חסימתיות כרוניות, נעשה שימוש בהליך רגרסיה לינארית מרובה עם הרחקה הדרגתית של משתנים לא משמעותיים. כתוצאה מהניתוח, התקבל מודל מתמטי:

ET-1 = -0.00368+(0.0142 x משך המחלה) + (0.00532 x PLA), כאשר R = 0.672; R2 = 0.525; dbf = 2; F = 8.408; p = 0.001.

מקדם הרגרסיה המרובה R משקף את קיומו של קשר מובהק סטטיסטית בין רמת ET-1 לבין משתנים בלתי תלויים (משך המחלה), כמו גם את לחץ העורק הריאתי הממוצע (PLA). יחד עם זאת, מקדם הקביעה R2 מאפשר לקבוע כי העלייה ברמת ET-1 ב-52.5% נובעת משינוי ברמת המשתנים הבלתי תלויים של משוואה זו, כלומר, משך המחלה (p = 0.008) ו-PLA (p = 0.022).

בהערכת מטבוליזם של NO לפי המטבוליטים הסופיים שלו (ניטריטים, ניטרטים) בילדים בתת-קבוצות, ניתן לציין שהוא השתנה בכיוונים שונים. בחולים בתת-קבוצה 1A עם החמרה של ברונכיט חסימתית חוזרת, נצפתה ירידה ברמת המטבוליטים של NO - הן ניטריטים והן ניטרטים - דבר המצביע על ליקוי בתפקוד האנדותל התלוי ב-NO, כאשר הירידה הבולטת ביותר הייתה ברמת הניטריט. בשלב הנוכחי, רמת הניטריט בדם נחשבת כגורם מנבא לפעילות eNOS באנדותל. זה מצביע על עיכוב בולט של סינתטאז eNO, תגובת iNO חלשה.

במהלך תקופת ההפוגה, רמת ET-1 בכל הקבוצות נותרה גבוהה במידה בינונית בטווח של 0.05-0.15 ננוגרם/מ"ל בהשוואה לקבוצת הביקורת, והייתה גבוהה ביותר בתת-קבוצה 4B עד 0.15 ננוגרם/מ"ל. רמות ET-1 כאלה מצביעות על כך שתת-קבוצה 4B, בהשוואה לתת-קבוצות אחרות, שומרת על חילוף החומרים הגבוה ביותר של גורמי הצרת כלי דם (ET-1) באנדותל כלי הדם. ייתכן שזה נובע מהעובדה שחולים עם אסתמה קשה שומרים על שינויים חסימתיים סמויים בתפקוד הנשימה החיצונית, היפוקסיה אלוואולרית, אשר מגרה את השחרור הגבוה ביותר של ET-1 על ידי תאי אנדותל.

קריטריון קרוסקל-ואליס H (H = 34.68, ^ = 0.0001) בעל המשמעות הגבוהה, שנקבע כתוצאה מהשוואה מרובה, מקנה את הזכות לטעון כי המאפיינים הסטטיסטיים של אינדיקטורי ET-1 של תת-קבוצות שונות נבדלים באופן משמעותי זה מזה, ורמתם תלויה בהשתייכות המטופל לקבוצה כזו או אחרת. לפיכך, כמו בתקופת ההחמרה, ניתן לדבר על קיומו של קשר בין רמת ET-1 לחומרת המחלה.

ניתוח נוסף של המתאם בין רמת ET-1 לבין האינדיקטורים של מהלך מחלות ריאות חסימתיות כרוניות גילה את קיומו של קשר ישיר ואמין בין רמת ET-1 ל-PLA (r = +0.38, p < 0.014) בחולים בתקופת ההפוגה.

מטבוליזם ה-NO בקבוצות הנחקרות מתנהג בצורה שונה. בקבוצת הילדים עם ברונכיט חסימתית חוזרת (תת-קבוצה 1B), נצפתה עלייה ברמת הניטריט בדם ל-5.48 מיקרומול/ליטר, אם כי היא נותרה נמוכה יותר בהשוואה לקבוצת הביקורת, ועלייה ניכרת ברמת הניטרט ל-41.45 מיקרומול/ליטר, שניתן להתייחס אליה כתגובה מפצה לחסר NO באנדותל. בקבוצות ילדים עם אסתמה קלה, נצפתה עלייה מתונה בניטריטים ל-5.6-6.45 מיקרומול/ליטר (שהיא נמוכה יותר מאשר בקבוצת הביקורת). ניתן להתייחס לכך כעלייה בפעילות eNOS ובהשפעה מגנה של מטבוליטים של NO. חוסר האיזון הבולט ביותר במטבוליזם של NO נצפה בילדים מתת-קבוצה 4B, שהתבטא בירידה ברמת הניטריט בהשוואה לשלב ההחמרה ובעלייה ברמת הניטרט. נתונים אלה עשויים להצביע על דיכוי בולט של eNOS גם במהלך רמיסיה ופעילות פתולוגית מתמשכת של iNOS.

כתוצאה מהמחקר שנערך, ניתן להסיק את המסקנות הבאות.

אצל ילדים עם ברונכיט חסימתית חוזרת ואסטמה של הסימפונות, זוהו שינויים ברמות הגורמים התלויים באנדותל (מטבוליטים של ET-1 ו-NO) בהתאם לשלב ולחומרת המחלה.

בשלב האקוטי של המחלה, חולים מכל תת-הקבוצות הראו שינויים חד כיווניים בצורת עלייה ברמת ET-1, כאשר השינויים הבולטים ביותר היו בחולים עם אסתמה ברונכיאלית קשה ובינונית עד לרמה של 0.2 ננוגרם/מ"ל.

הוכח קיומו של קשר פונקציונלי בין רמת ET-1 לבין אינדיקטורים המאפיינים את מהלך מחלת ריאות חסימתית כרונית (משך המחלה) לבין רמת הלחץ הממוצע בעורק הריאה בחולים עם ברונכיט חסימתית חוזרת ואסתמה של הסימפונות במהלך החמרה של המחלה.

שינויים ברמות המטבוליטים של NO (ניטרטים, ניטריטים) היו רב-כיווניים באופיים, בצורה של ירידה מתמשכת בניטריטים בשלבי ההחמרה וההפוגה ועלייה ברמת הניטרטים בעיקר באסתמה קשה של הסימפונות.

בחולים עם ברונכיט חסימתית חוזרת ואסתמה של הסימפונות, התגלתה נוכחות של תפקוד לקוי של האנדותל, ובולטת יותר בחולים בשלב החריף, שהתבטאה בצורת התכווצות כלי דם, עלייה ב-PLA הממוצע וברמת ET-1, שסינתזתו נגרמה על ידי היפוקסיה ותגובות פתואימונולוגיות. במקביל, רמה נמוכה של המטבוליט NO (ניטריט) קשורה לעיכוב של סינתטאז NO אנדותלי, ועלייה ברמת הניטרט קשורה לייצור NO פתוגני (NO מושרה), שיכול לשמש כגורם המוביל להרס האנדותל ולשמירה על התהליך הפתולוגי בריאות.

VV פוליאקוב, פרופ' AS סנטורובה. משמעות קלינית של תפקוד לקוי של האנדותל אצל ילדים עם ברונכיט חסימתית חוזרת ואסתמה // כתב עת רפואי בינלאומי מס' 4 2012

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ]