Роль оксиду азоту в перебігу муковісцидозу в дітей

сторінки: 27-31

Г.О. Леженко, О.Є. Пашкова, кафедра госпітальної педіатрії Запорізького державного медичного університету
Untitled Г.О. Леженко

Одним із значних досягнень останніх років стало відкриття біорегуляторних властивостей ендогенного оксиду азоту (NO). Це відкриття було революцією в біології та медицині, оскільки завдяки йому стало відомо про абсолютно новий тип передачі інформації в організмі. Величезний інтерес до біології оксиду азоту дав змогу редакції журналу «Science» ще в 1992 р. проголосити його молекулою року [1]. За цикл праць із вивчення ролі оксиду азоту «як сигнальної молекули серцево-судинної системи» американським дослідникам Феріду Мьюреду (Техаський університет у Х’юстоні), Роберту Ферчготту (Університет штату Нью-Йорк) і Луісу Ігнарро (Каліфорнійський університет у Лос-Анджелесі) присуджено Нобелівську премію з фізіології та медицини за 1998 р. [2].

Перші відомості про синтез оксиду азоту клітинами ссавців і людини та про його фізіологічні й патофізіологічні властивості з’явилися у 80-ті роки ХХ сторіччя [3]. Після публікації повідомлення R.F. Furchgott і J.V. Zowadcki в 1980 році з’ясувалося, що оксид азоту є універсальним біологічним регулятором і міститься майже у всіх тканинах людського організму та відіграє важливу роль у регуляції діяльності всіх клітин, органів, систем та організму в цілому.

Оксид азоту регулює безліч процесів в організмі, впливаючи на тонус порожнистих органів черевної порожнини, стан бронхів і альвеол легенів, реологічні властивості крові, імунні процеси, нервово-м’язову передачу. На сьогодні встановлено, що оксид азоту бере участь у регуляції тонусу судин як антагоніст адренергічної нервової системи, гальмує агрегацію тромбоцитів і їхню адгезію на стінках судин [4]. Крім того, молекула оксиду азоту проявляє протизапальну і антипухлинну активність, впливає на репродуктивну систему, вищу нервову діяльність людини та інші процеси. У зв’язку з цим відкрилися можливості нових підходів у лікуванні величезної кількості захворювань людини, зокрема захворювань дихальної системи. Так, наприклад, інгаляції NO усувають легеневу вазоконстрикцію, пов’язану з гіпоксією, первинною легеневою гіпертензією, серцевими вадами, персистуючою гіпертонією новонароджених і респіраторним дистрес-синдромом [5]. Уже з 90-х років минулого сторіччя почали застосовувати інгаляції оксидом азоту в лікуванні первинної легеневої гіпертензії, респіраторного дистрес-синдрому дорослих, персистуючої легеневої гіпертензії новонароджених, хронічної обструктивної хвороби легень, у серцево-судинній хірургії та при трансплантації легень і серця [6].

У нормі в здорової людини кількість оксиду азоту, що утворюється в цілому організмі, становить у середньому 1 ммоль/добу [7]. Проте сумарна швидкість синтезу оксиду азоту загалом організмі не завжди відображає швидкість синтезу оксиду азоту в кожному окремо взятому анатомічному локусі. Доведено, що оксид азоту може запасатися в двох різних клітинних депо у формі динітрозильних комплексів заліза і нітрозотіолів. Вивільнятися з них він може з різною кінетикою і у відповідь на різні стимули [8]. Стає очевидним, що вплив оксиду азоту неоднозначний і різноспрямований, а ефект дії визначається його концентрацією. Клітинними мішенями молекул оксиду азоту є залізовмісні ферменти і білки, такі як гуанілатциклаза, гемоглобін, мітохондріальні ферменти циклу Кребса, ферменти синтезу білка і ДНК. Взаємодія NO з цими мішенями відіграє важливу роль у цитотоксичній дії макрофагів, розслабленні м’язів судин і шлунково-кишкового тракту, перенесенні кисню, утворенні АТФ і формуванні довготривалої пам’яті [9, 10]. Оксид азоту є потужним каталізатором утворення дисульфідних містків. Завдяки взаємодії з білками, що містять SH-групи, він може регулювати біосинтез білка [11]. Ще однією мішенню оксиду азоту є активні форми кисню. Взаємодія NO з киснем призводить до утворення дуже токсичних сполук – пероксинітритів, які за своєю токсичністю значно перевершують оксид азоту [12]. Утворення пероксинітритів відіграє істотну роль у таких патологічних процесах, як септичний шок, ішемічні та виразкові пошкодження органів [8].

Утворення оксиду азоту відбувається внаслідок конверсії амінокислоти L-аргиніну в L-цитрулін під контролем ферменту NO-синтази (NOS). На сьогодні відомо 3 ізоформи NOS: нейрональна або нервальна (nNOS), ендотеліальна (eNOS) та індуцибельна (iNOS). Типи nNOS і eNOS є конституціональними (cNOS) і забезпечують синтез оксиду азоту в нормальних умовах; iNOS в нормальних умовах неактивні, їхній синтез збільшується у відповідь на дію патогенних стимулів. Активація iNOS відбувається при хворобах імунної системи, серцево-судинній патології, злоякісних новоутвореннях, гострих і хронічних запаленнях [13].

До екзогенних інгібіторів активності синтезованих молекул NOS відносяться глюкокортикоїди, аміногуанідин, 7-нітроіндазол, похідні L-аргініну та ін. [14]. До ендогенних інгібіторів ферментної активності синтезованих молекул NOS відносяться кортизол, асиметричний диметиларгінін (конкурентний блокатор NOS), білки-кавеоліни [15, 16].

У респіраторному тракті представлено всі три типи NOS [17]. У легеневій циркуляції бере участь оксид азоту, який у нормі утворюється під впливом cNOS в ендотеліальних клітинах легеневої артерії та вени, в інгібіторних неадренергічних нехолінергічних нейронах, а також при активації iNOS в епітелії дихальних шляхів, макрофагах, нейтрофілах, опасистих клітинах, ендотеліальних, гладеньком’язових клітинах і, можливо, клітинах інших типів, наявних у легенях [18, 19]. Під дією NOS утворюється не тільки оксид азоту, але й нітрати, нітрити та пероксинітрити. Залежно від концентрації реагентів та стану окислювально-відновлювальних процесів ефекти оксиду азоту і супероксидних форм пероксинітриту можуть бути як захисними, так і токсичними для клітин [20]. При цьому метаболіти оксиду азоту є додатковими окислювальними продуктами, які можуть бути необхідними як резерв для біологічної дії NO в легенях.

Оксид азоту збільшує утворення циклічного ГМФ в гладеньких міоцитах судин через активацію розчинної гуанілатциклази, яка у свою чергу активує Са2+ АТФазу. Це сприяє зниженню вмісту внутрішньоклітинного Са2+ і забезпечує релаксацію гладеньких міоцитів, а отже, регуляцію тонусу та структури легеневих судин, бронходилятації. Крім того, оксид азоту виконує функції нейромедіатора, транслятора нервових імпульсів, бере участь у механізмах циліарного транспорту, запалення й імунного захисту [17].

У здорових дітей і дорослих в утворенні ендогенного оксиду азоту беруть участь переважно верхні дихальні шляхи. При цьому в порожнині носа утворюється більше 90% оксиду азоту, 50-70% якого аутоінгалюється і потрапляє в легені. Нижні дихальні шляхи також беруть участь в утворенні оксиду азоту, але в повітрі з нижніх дихальних шляхів кількість газу значно менша, ніж у повітрі, яке знаходиться в порожнині носа і рота [21]. Також установлено, що оксид азоту може виступати в ролі нейротрансмітера за рахунок ефектів так званих неадренергічних-нехолінергічних нейронів (NANC-нейронів), які разом із холін- і норадренергічними провідниками автономної нервової системи можуть представляти третій тип нервової системи. Цей тип нейронів називають ще нітритергічними. Їх виявлено в серці, травній системі й дихальних шляхах, де вони іннервують як судинну, так і позасудинну гладеньку мускулатуру. Стимуляція NANC-нейронів призводить до біосинтезу і виділення ними NO, який за допомогою цГМФ викликає, наприклад, бронходилятацію, переважно крупних бронхів. Установлено, що порушення продукції або руйнування оксиду азоту має велике значення при виникненні гіперреактивності дихальних шляхів у патофізіології бронхіальної астми. Активні радикали азоту збільшують продукцію муцину й епітеліального слизу, підсилюючи активність підслизових залоз, прискорюють рухи війок війчастого епітелію, індукують активність апікальних аніонних і базолатеральних калієвих каналів епітеліоцитів, сприяючи механічній елімінації інфекційних агентів [22].

Як надлишковий, так і недостатній синтез оксиду азоту можуть бути значущими в патогенезі багатьох захворювань. Концентрація оксиду азоту зростає при запальних захворюваннях дихальних шляхів, таких як бронхіальна астма, бронхоектази, інфекції респіраторного тракту. Різке підвищення продукції оксиду азоту виникає у хворих у стані колапсу та шоку різної природи [23]. Підвищення рівня назального NO виявлено також при алергічному риніті, системному червоному вовчаку з ураженням легень, тоді як при артеріальній гіпертензії, системній склеродермії з легеневою гіпертензією, хронічній обструктивній хворобі легень, синдромі Картагенера та муковісцидозі спостерігається його зниження [6, 23]. Існують дані, які вказують на певну роль оксиду азоту в регуляції скоротливої функції міокарда, що, можливо, пов’язано з його впливом на вегетативну нервову систему [23].

Виявлено, що дефіцит оксиду азоту при муковісцидозі призводить до підвищення сприйнятливості до певних бактерійних інфекцій дихальних шляхів. У працях Ch. Keen (2007) показано, що низький рівень NO у хворих на муковісцидоз корелює з хронічною синьогнійною інфекцією [24]. Відомо, що P. aeruginosa здатна до анаеробного росту з використанням для свого дихання метаболітів оксиду азоту (NO3 або NO2) як термінальних електронних акцепторів [25] та утворенням надійної анаеробної біоплівки. При цьому за умови прогресування муковісцидозу P. aeruginosa стає домінуючим представником опортуністичної патогенної флори [26], стійкої до антибіотиків і фагоцитуючих нейтрофілів [27, 28], що призводить до хронізації процесу. Підвищення рівня оксиду азоту, навпаки, призводить до метаболічної загибелі цих бактерій [29].

Для вивчення ролі ендотелій-залежного утворення оксиду азоту в регуляції легеневого кровотоку було проведено декілька експериментів із гострою і хронічною гіпоксією та блокадою синтезу оксиду азоту. При цьому гостра блокада синтезу оксиду азоту призводила до посилення вазоконстрикції гіпоксії як у дослідах на ізольованих легенях, так і в умовах in vivo у собак і щурів [30]. В експерименті було показано, що судини малого кола кровообігу тварин, які знаходяться в умовах хронічної гіпоксії, втрачають здатність відповідати вазодилатацією на вплив ацетілхоліну і Са2+-іонофорів, на відміну від артерій тварин у нормальних умовах, через порушення NO-залежної релаксації [30].

Деякі спостереження підтверджують той факт, що недостатнє утворення і виділення оксиду азоту є переважним механізмом розвитку гіпертензії малого кола і втрати легеневими судинами здатності відповідати вазодилатацією на ендотелій-залежні субстанції при хронічній гіпоксії. Проведені гістохімічні та імунологічні дослідження довели зниження експресії cNOS під час легеневої гіпертензії внаслідок дії гіпоксії [30].

Крім того, хронічна гіпоксія може призводити до неадекватної вазоконстрикторної відповіді на різні стимули. Причиною цього може бути наявність рецепторів до таких вазоконстрикторних субстанцій, як серотонін й ендотелін в ендотеліальних і гладеньком’язових клітинах. Отже, їхня активація супроводжується одночасним зниженням продукції ендотеліальними клітинами оксиду азоту [30].

Окрім посиленої дії на вазоконстриктори, в умовах гіпоксії може спостерігатися і неадекватна судинна відповідь на такі нейротрансмітери, як ацетилхолін, субстанція Р або кальцитонін-ген-рилізінг-пептид, вивільнення яких із холінергічних або сенсорних нервових закінчень в умовах нормоксії викликає вазодилатацію [30].

Розвиток і збільшення легеневої гіпертензії під час хронічної гіпоксії є результатом зростання судинного тонусу, поліцитемії і структуральних змін легеневих артерій у вигляді проліферації гладеньких міоцитів. Постійні інгаляції оксиду азоту під час хронічної гіпоксії зменшують явища гіпертрофії правого шлуночка, викликаної вказаними змінами [30]. До тепер залишається нез’ясованим, чи є порушення утворення оксиду азоту легеневим ендотелієм первинним або вторинним, у результаті розвитку захворювань із явищами легеневої гіпертензії. Але, так чи інакше, прогресування легеневої гіпертензії знаходиться під впливом місцевої дії оксиду азоту [30].

На сьогодні відомо, що оксид азоту постійно утворюється в тканинах з L-аргініну і його аналогів під дією NOS: L-аргінін + О2 → L-цитрулін + NО [31]. Ресинтез L-аргініну з L-цитруліну каталізується аргінінсукцинатсинтазою й аргінінсукцинатліазою [32]. Ендотеліальний механізм утворення оксиду азоту з L-аргініну активується при порушеннях кровотоку і при дії ацетилхоліну, брадикініну, субстанції Р, гістаміну і факторів агрегації тромбоцитів [30].

L-аргінін – умовно незамінна амінокислота, вперше виділена в 1886 р. Е. Schulze і Е. Steiger, а її структура встановлена Е. Schulze і Е. Winterstein у 1897 р. Аргінін (1-aміно-4-гуанідиновалеріанова кислота) – це диаміномонокарбонова амінокислота, в молекулі якої, окрім аміногрупи, є амідинова група (NH2-C=NH). Молярна маса аргініну становить 174,3 г/моль. Ця амінокислота має лужні властивості (ізоелектрична точка при pH = 10,76) і утворює безбарвні кристали, що розчиняються у воді. Аргінін міститься в багатьох рослинних і тваринних білках, а деякі прості білки клітинних ядер сперміїв риб (протаміни) містять близько 80% аргініну. Вільна аргінінфосфорна кислота – продукт фосфорилювання аргініну – міститься в м’язах безхребетних тварин. Аргінін розпадається на амінокислоту орнітин і сечовину під дією ферменту аргінази, а також при лужному гідролізі. Ця реакція відіграє важливу роль в утворенні сечовини в печінці ссавців. L-аргінін є попередником синтезу білків і багатьох біологічно активних молекул, таких як орнітин, пролін, поліаміни, креатин і агматин. Однак головна роль L-аргініну в організмі людини – бути субстратом для синтезу оксиду азоту [33]. У дорослої і здорової людини аргінін виробляється організмом у достатній кількості. В той же час у дітей і підлітків у період інтенсивного зростання, у літніх людей, при деяких спадкових захворюваннях, стресових станах, пов’язаних з інтенсифікацією білкового та креатинін-креатинового обміну, інфекційних захворюваннях (зокрема септичних станах), відновленні після травм, загоєнні ран при хірургічних втручаннях та опіках рівень синтезу L-аргініну часто є недостатнім, у зв’язку з чим ця амінокислота в необхідних кількостях повинна потрапляти в організм іззовні [34].

В основному ендогенний аргінін утворюється в процесі обміну білка в організмі, однак ендогенний синтез аргініну не відіграє важливої ролі в регуляції гомеостазу здорових дорослих [35]. L-аргінін використовується в організмі як будівельний і енергетичний матеріал, а також функціонує як сигнальна молекула. Він містить позитивно заряджену R-групу й у великій кількості входить до складу основних білків. З аргініну як глюкогенної амінокислоти утворюється D-глюкоза і глікоген. Аргінін стимулює утворення цитокінів, вивільнення з гіпофіза гормону росту і пролактину, з підшлункової залози – глюкагону й інсуліну, а також активує вуглеводний і ліпідний обміни [35, 36].

Різнобічна участь аргініну в метаболізмі визначає широкий спектр його терапевтичної дії. L-аргінін, а також багаті на нього пептиди і білки, знижують ріст патогенної мікрофлори, що пов’язано з великим позитивним зарядом його бічного ланцюга і негативним зарядом зовнішньої стінки бактерій. Ця амінокислота збільшує м’язову масу, зменшує об’єм жирової тканини, сприяє нормалізації стану сполучної тканини. Аргінін бере участь у комунікації між нервовими клітинами і поліпшує пам’ять, надає бадьорості, знижує прояви депресії, зміцнює імунітет, пришвидшує загоєння ран, підвищує резистентність до інфекційних захворювань і ранніх стадій канцерогенезу. Позитивний ефект інфузії аргініну спостерігається при сепсисі [34].

При цьому велика частина ефектів, що приписуються аргініну, зумовлена дією його метаболіту – оксиду азоту. В дослідженнях G. Eby et al. (2006) було показано, що L-аргінін перешкоджає розвитку аритмій шляхом стабілізації рівня оксиду азоту в синусовому вузлі [37]. Результати дослідження A. Siani et al. свідчили про значне зниження артеріального тиску в здорових добровольців, які були переведені на збагачену L-аргініном дієту [38]. Згідно з даними М. Kielar et al. (2004), регулярне призначення L-аргініну сприяло поліпшенню загального стану хворих на ішемічну хворобу серця [39]. Численні дослідження свідчать про те, що тривале призначення L-аргініну супроводжувалося пригніченням колаген-індукованої агрегації тромбоцитів, інгібуванням коагуляції і/або активацією фібринолізу, поліпшенням властивостей реології крові [40, 41].

У дослідженні A. Minin (2005) було показано, що L-аргінін прискорює регенерацію печінки при її токсичному ураженні. Крім того, ця амінокислота може застосовуватися для профілактики і лікування цирозу печінки та жирового гепатозу [42].

У дослідженнях О.М. Васильєвої і співавт. (1999) проводилося вивчення впливу L-аргініну на АТФазну активність у дітей з астматичним бронхітом. При цьому в праці було показано, що L-аргінін у малих дозах викликає достовірне зниження активності Na/K-АТФази. Враховуючи, що цей ефект наставав швидко і не залежав від присутності іонів кальцію, вірогідніше припустити, що він пов’язаний з активацією ізоформи iNOS [43].

N. Nagaya et al. (2001) встановили позитивний ефект L-аргініну на гемодинаміку і здатність переносити фізичне навантаження у пацієнтів із прекапілярною легеневою гіпертензією, які приймали перорально L-аргінін у дозі 0,5 г/10 кг маси тіла 3 рази на добу в рандомізованому подвійному сліпому плацебо-контрольованому дослідженні. При цьому було встановлено значне підвищення концентрації L-цитруліну в плазмі крові, що вказує на посилення продукції NO, зниження на 9% середнього легеневого артеріального тиску (з 53 ± 4 до 48 ± 4 мм рт. ст.; р < 0,05) і на 16% – резистентності легеневих судин (з 14,8 ± 1,5 до 12,4 ± 1,4 од. Вуда1; р < 0,05), а також помірне зниження системного артеріального тиску (з 92 ± 4 до 87 ± 3 мм рт. ст.; р < 0,05). Застосування L-аргініну протягом 1 тижня призвело до незначного підвищення максимального споживання кисню (з 831 ± 88 до 896 ± 92 мл/хв; р < 0,05) і значного зниження нахилу кривої залежності хвилинної вентиляції від продукції вуглекислого газу (VE/VCO2 slope) (з 43 ± 4 до 37 ± 3; р < 0,05) [44].

У працях H. Grasemann et al. (2006) було з’ясовано, що інгаляційне призначення L-аргініну при муковісцидозі призводило до швидкого тимчасового поліпшення функції легенів, пов’язаного з утворенням оксиду азоту [45].

За даними N. Nagaya et al. (2001), терапевтична ефективність L-аргініну зумовлена змінами проліферації та апоптозу клітин гладеньких м’язів легеневої артерії, які є точкою впливу L-аргініну в регуляції легеневої гіпертензії [46]. L-аргінін в умовах експериментальної гіпоксії здатен регулювати гіпоксичну легеневу гіпертензію, а також сприяє структурній ремодуляції васкулярних змін шляхом промоції продукції оксиду азоту і, як наслідок, інгібіції ендотеліну-1 [47]. У дослідженнях J.P. Yang et al. (2000) також показано, що структурне ремодулювання легеневих артерій та ендотелію при гіпоксії полягає у зниженні величини середнього тиску, а також нормалізації рівня ендотеліну-1 [48].

Останні дослідження показали, що в патогенезі різних легеневих розладів важливу роль відіграє аргіназа, що перетворює L-аргінін на L-орнітин і сечовину. При цьому збільшення активності цього ферменту у хворих на хронічну обструктивну хворобу легенів, бронхіальну астму, муковісцидоз може сприяти розвитку обструкції і гіперреактивності дихальних шляхів за рахунок зниження утворення оксиду азоту, який має бронхолітичну дію. Крім того, в результаті зниження рівня L-аргініну підвищується продукція пероксинітриту, що має проконтрактильну і прозапальну дії. Збільшення синтезу L-орнітину може також сприяти ремоделюванню дихальних шляхів при вищезгаданих захворюваннях. L-орнітин є попередником поліамінів та L-проліну, які можуть сприяти проліферації клітин і колагену. Тривале підвищення вмісту аргінази може призводити і до інших фіброзних змін у легенях, зокрема до ідіопатичного фіброзуючого альвеоліту. Нарешті, збільшення активності аргінази пов’язане з первинними і вторинними формами легеневої гіпертензії в результаті зниження рівня оксиду азоту, який має судинорозширювальну дію [49].

Низькі концентрації L-аргініну можуть призвести не тільки до зниження рівня оксиду азоту або NO-синтази, але і до збільшення вмісту активних форм кисню, які викликають пошкодження тканин [50].

Було показано, що активність аргінази збільшується в мокротинні хворих на муковісцидоз [51]. Ці спостереження є додатковими доказами наявності порушення метаболізму L-аргініну при цьому захворюванні. За даними H. Grasemann et al. (2006), вміст аргінази в плазмі крові був значно підвищений при загостренні муковісцидозу порівняно з контрольною групою. При цьому високий уміст аргінази в крові пацієнтів із муковісцидозом може призвести до дефіциту L-аргініну і тим самим сприяти недостатньому утворенню оксиду азоту в дихальних шляхах і порушенню легеневої функції [50].

Доказом підвищеної системної активності аргінази при муковісцидозі є дослідження H. Grasemann et al. (2005), в яких було показано, що пероральне введення добавок із L-аргініном у разовій дозі 200 мг/кг маси тіла призводило до більш значного підвищення вмісту L-орнітину в плазмі крові хворих на муковісцидоз порівняно із здоровими [52]. Ці дані показують, що перетворення L-аргініну під дією аргінази посилюється при муковісцидозі, що може спричинити зниження доступності L-аргініну для синтезу оксиду азоту.

У дослідженнях іn vitro було показано, що підвищення антибіотичної сприйнятливості P. аeruginosa в біоплівці позв’язане саме з дією L-аргініну через NO-опосередкований механізм [53]. У зв’язку з цим збільшення вироблення ендогенного оксиду азоту шляхом додаткового введення L-аргініну є одним із перспективних методів лікування хворих на муковісцидоз з метою підвищення захисту проти патогенної флори, зокрема P. аeruginosa. Крім того, за даними V.N. Izgut-Uysal et al. (2004), призначення L-аргініну суттєво збільшує фагоцитоз перитонеальними макрофагами [54].

Значення екзогенного введення L-аргініну полягає у можливості модуляції продукції оксиду азоту, з одного боку, та в досягненні його приблизної фізіологічної норми в організмі, з іншого [55].

Дані багатьох досліджень свідчать про можливість цілеспрямованого впливу на шлях перетворення L-аргініну в ендотелії судин організму людини до оксиду азоту. Цього можна досягти шляхом застосування різних форм L-аргініну, зокрема у вигляді добавок до їжі, пероральних, а також розчинних внутрішньовенних форм [56].

L-аргінін усмоктується в тонкому кишківнику й транспортується в печінку, де основна його кількість метаболізується в орнітиновому циклі. Частина L-аргініну, що не метаболізувалася в печінці, використовується як субстрат для продукції оксиду азоту. Слід зазначити, що значна кількість аргініну легко метаболізується мікрофлорою кишківника і не надходить до кров’яного русла. Всмоктування аргініну з травного тракту особливо знижується при різних дисбактеріозах, що супроводжуються зменшенням рН. Тому останнім часом для перорального застосування аргініну пропонують різні його похідні, які майже повністю всмоктуються в кров’яне русло, проте найбільш ефективним шляхом доставки аргініну в організм залишається внутрішньовенна інфузія [34].

Власний досвід застосування L-аргініну у вигляді внутрішньовенної інфузії аргініну гідрохлориду в терапії 15 дітей, хворих на муковісцидоз, показав його позитивний вплив.

Було встановлено, що вміст оксиду азоту в дітей, хворих на муковісцидоз, був у 2 рази нижчим, ніж у здорових однолітків (5,96 ± 0,37 проти 10,02 ± 0,93 мкмоль/л відповідно, р < 0,05). Водночас у пацієнтів із муковісцидозом рівень iNOS в 1,5 рази перевищував показники контрольної групи і становив 0,59 ± 0,05 проти 0,38 ± 0,07 нмоль/мг білка/хв відповідно (р < 0,05), що може бути наслідком напруженого функціонування ендогенної вазодилатувальної системи, оскільки відомо, що індуцибельні ізоформи NО-синтази продукують у декілька разів більше оксид азоту, ніж його нормальний вміст. У результаті пригнічується активність функціонуючого у фізіологічних умовах eNOS, і як наслідок зменшується продукція ендотеліального оксиду азоту та поступово підвищується вміст вазоконстрикторних факторів [57]. Підтвердженням цього є виявлені показники високого рівня ендотеліну-1 у хворих на муковісцидоз. Так, якщо в контрольній групі рівень ендотеліну-1 становив 0,36 ± 0,09 нг/мл, то у пацієнтів, хворих на муковісцидоз, його вміст дорівнював 1,42 ± 0,27 нг/мл (р < 0,05). Крім того, незважаючи на підвищений рівень iNOS у хворих на муковісцидоз, співвідношення iNOS/ендотелін-1 у цій групі спостереження було в 3,7 рази нижчим за такий у контрольній групі, що свідчило про неадекватну вазоконстрикторну відповідь у хворих на муковісцидоз і недостатню продукцію вазодилататорів.

Вважається, що недостатній рівень утворення й виділення оксиду азоту є основною причиною розвитку гіпертензії малого кола й втрати легеневими судинами здатності відповідати вазодилатацією на ендотелій-залежні субстанції при хронічній гіпоксії [58]. Проведене ехокардіо-допплерографічне кольорове картування виявило в групі пацієнтів, хворих на муковісцидоз, зміни транстрикуспідального кровотоку, що виражались у помірній регургітації при середній швидкості близько 2,32 ± 0,04 проти 1,78 ± 0,05 см/с у групі контролю (р < 0,05). Це свідчило про підвищення тиску в системі легеневої артерії, яке в середньому в групі становило 39,2 ± 2,3 мм рт. ст. (норма – 17,4 ± 0,6 мм рт. ст., р < 0,05). При цьому встановлений тісний кореляційний зв’язок між рівнем тиску в легеневій артерії та вмістом оксиду азоту в крові обстежених хворих (r = -0,55).

Дослідження функції зовнішнього дихання показало, що для більшості хворих на муковісцидоз дітей (85%) притаманний змішаний тип (за рестриктивно-обструктивним типом) вентиляційних порушень. Ураження легенів у дітей, хворих на муковісцидоз, визначало достовірно більш низькі показники функції зовнішнього дихання порівняно з контрольною групою. У дітей, хворих на муковісцидоз, на відміну від здорових дітей, відзначалося зниження (відносно нормативних значень) таких об’ємних показників, як життєва ємність легенів (ЖЄЛ) (71,5 ± 2,7 проти 94,3 ± 2,1% відповідно, р < 0,05), форсована ЖЄЛ (ФЖЄЛ) (72,4 ± 3,2 проти 85,1 ± 2,3%, р < 0,05) та об’єм форсованого видиху за першу секунду (ОФВ1) (70,4 ± 1,3 проти 84,4 ± 1,4% відповідно, р < 0,05). Крім того, серед пацієнтів цієї групи зареєстровано достовірне зниження порівняно з контрольною групою і швидкісних показників: середньої об’ємної швидкості потоку (СОШ25-75) –74,1 ± 4,5 проти 101,7 ± 1,8% у контролі (р < 0,05), максимальної об’ємної швидкості в бронхах крупного та середнього калібру (МОШ25 й МОШ50) – 58,3 ± 5,2 і 60,2 ± 4,6 проти 95,8 ± 2,3 і 85,6 ± 1,6% у здорових дітей (р < 0,05), а також дрібних бронхах (МОШ75) – 92,3 ± 3,0 проти 111,2 ± 6,7% відповідно (р < 0,05).

Внутрішньовенна інфузія L-аргініну в дозі 5-10 мл/кг/добу протягом 7 днів у дітей, хворих на муковісцидоз, призводила насамперед до зменшення рівня тиску в легеневій артерії (з 39,2 ± 2,3 до 29,8 ± 1,9 мм рт. ст., р < 0,05). Також було відзначено поліпшення функції зовнішнього дихання, що виражалося в зменшенні проявів бронхообструктивного синдрому та підтверджувалося наявністю тенденції до зростання показників ФЖЄЛ до 76,6 ± 2,4% та ОФВ1 до 74,3 ± 2,5% (р > 0,05). При цьому вказані зміни з боку дихальної та серцево-судинної систем відбувалися на тлі відновлення вмісту оксиду азоту (з 5,96 ± 0,37 до 8,71 ± 0,47 мкмоль/л, р < 0,05) та зниження концентрації iNOS у плазмі крові з 0,59 ± 0,05 до 0,42 ± 0,06 нмоль/мг білка/хв (р < 0,05). Слід підкреслити, що надмірного вазодилятаційного ефекту за межами фізіологічного діапазону ми не спостерігали. Прийом L-аргініну не викликав розвитку надмірного гіпотензивного ефекту, ортостатичної дизрегуляції або рефлекторної тахікардії.

Таким чином, багатопланова роль L-аргініну в метаболізмі зумовлює широкий спектр його клінічної ефективності. L-аргінін є умовно незамінною амінокислотою, необхідною для забезпечення низки фізіологічних потреб, при патологічних станах забезпечує ефективне відновлення гомеостазу. Результати численних досліджень підтверджують користь застосування L-аргініну при легеневих розладах у хворих на муковісцидоз, зокрема в дитячому віці. Застосування препарату аргініну гідрохлориду у вигляді внутрішньовенної інфузії в терапії дітей, хворих на муковісцидоз, є патогенетично обґрунтованим і сприяє зростанню генерації метаболітів оксиду азоту, поліпшенню функції зовнішнього дихання та зменшенню проявів легеневої гіпертензії.

1 одиниця Вуда = 1 мм рт. ст. × хв-1 = 80 дин · с · см-5

Список літератури знаходиться в редакції

Поділитися з друзями:

Партнери

Логотип