Механизмы участия нитрозилирующего стресса в формировании клинического полиморфизма бронхиальной астмы (01.03.2010)

Автор: Козина Ольга Владимировна

Козина Ольга Владимировна

МЕХАНИЗМЫ УЧАСТИЯ НИТРОЗИЛИРУЮЩЕГО СТРЕССА В ФОРМИРОВАНИИ КЛИНИЧЕСКОГО ПОЛИМОРФИЗМА БРОНХИАЛЬНОЙ АСТМЫ

14.03.03 – патологическая физиология

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

доктора медицинских наук

Томск – 2010

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Сибирский государственный медицинский университет Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию»

Научный консультант:

доктор медицинских наук, профессор, Огородова

член-корреспондент РАМН Людмила Михайловна

Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук, профессор Лишманов Шерстобоев

член-корреспондент РАМН Евгений Юрьевичий Борисович

доктор медицинских наук, профессор Степовая

Елена Алексеевна

доктор медицинских наук, профессор Кондакова

Ирина Викторовна

Ведущая организация:

Учреждение Российской академии медицинских наук НИИ физиологии СО РАМН

Защита состоится: «____»_____________2010 г. на заседании диссертационного совета Д 001.031.01 при Учреждении Российской академии медицинских наук НИИ фармакологии СО РАМН (634028, Томск, пр. Ленина, 3)

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Учреждения Российской академии медицинских наук НИИ фармакологии СО РАМН

Автореферат разослан «___» ______________2010 г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

доктор биологических наук Амосова Е.Н.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования

Бронхиальная астма (БА) является глобальной медико-социальной проблемой [GINA, 2009]. Сегодня в мире насчитывается около 300 миллионов больных БА. Согласно прогнозам к 2025 г. этот показатель может составить 400 миллионов. В России ежегодно регистрируется около 115 тысяч впервые выявленных больных. В 2007 г. на учете состояло более 1,2 миллионов больных астмой. Эта болезнь является причиной более 2 миллионов дней временной нетрудоспособности работающего населения и 4 миллионов дней госпитализации ежегодно на территории России (по данным Федерального государственного статистического наблюдения). В структуре инвалидности удельный вес БА среди болезней органов дыхания составляет 64,9%, а в трудоспособном возрасте 80,9% [Чучалин А.Г., 2009].

Проблемы диагностики и лечения БА связаны с выраженным клиническим полиморфизмом болезни [Anderson G.P., 2008; Holgate S.T., 2008; Buc M. et al., 2009]. Выделяют аллергический и неаллергический фенотип БА, с быстрым и медленным прогрессированием снижения функции легких, с эозинофильной и нейтрофильной инфильтрацией, терапевтически чувствительную и терапевтически резистентную. Неблагоприятным прогнозом отличается тяжелая терапевтически резистентная БА, что связано с неконтролируемым воспалением. В последние годы предметом пристального внимания пульмонологов всего мира является проблема тяжелого, неконтролируемого, резистентного к лечению течения БА, сопровождающегося высокой частотой инвалидизации и смертности больных [Чучалин А.Г., 2007; Огородова Л.М. и соавт., 2008; Цой А.Н., Архипов В.В., 2008, Bousguet J. et al., 2007; Bateman E.D. et al., 2008]. Недостаточная эффективность базисной терапии в условиях регулярного лечения может быть ассоциирована как с генетически детерминированной кортикостероидной резистентностью, так и снижением ответа на кортикостероиды, связанным с прогрессированием воспаления и ремоделирования дыхательных путей (ДП), в значительной мере обусловливающих сохранение у пациентов симптомов бронхиальной гиперреактивности и обструкции бронхов [Черняк Б.А., Воржева И.И., 2008].

Сегодня сформулированы клинические критерии фенотипов БА, но патофизиологические аспекты их развития остаются не до конца ясными [Фассахов Р.С., 2005]. В связи с этим выяснение фундаментальных аспектов клинического полиморфизма БА является актуальным, поскольку невозможно с позиции современных знаний предложить персонифицированные подходы к терапии этой болезни. Результаты последних исследований привели к пониманию важной роли оксида азота в развитии БА [Гельцер Б.И. и соавт., 2003; Brune B., 2003; Ricciardolo F.L.M. et al., 2004; Li C.Q., Wogan G.N. 2005; Gaston B. et al., 2008; Ichikawa T. et al., 2008]. Известно, что молекула оксида азота (NO•), будучи реакционно-способным соединением, участвует в развитии БА путем прямого и непрямого вклада в аллергическое воспаление [Осипов А.Н., 2007; Giustarini D. et al., 2003]. Прямой заключается в том, что оксид азота, как сигнальная молекула, регулирует функции бронхиального дерева и является одним из релаксирующих факторов эпителиального происхождения, регулирует функцию реснитчатого эпителия, бронхиальную и легочную гемодинамику. Непрямой путь участия оксида азота в механизмах БА реализуется при помощи биохимических превращений метаболитов NO• в реакциях воспаления [Bove P.F., Vliet A., 2006]. Около 85% от общего уровня NO-содержащих веществ в организме здорового человека составляют нитраты и нитриты и примерно 10% - S-нитрозосоединения, которые рассматриваются как депо NO• [Hess D.T., 2005; Kutzia A. et al., 2006; Gaston B., 2007].

Нитриты, будучи стабильными метаболитами аэробного окисления NO•, отражают как продукцию NO• (ферментативную и неферментативную), так и активность воспаления в ДП [Невзорова В.А. и соавт., 2001; Гельцер Б.И. и соавт., 2003; Филиппова Н.А. и соавт., 2006; Козырицкая Д.В. и соавт., 2007; Gookin J.L. et al., 2002; Kharitonov S.A. et al., 2004; Ricciardolo F.L.M. et al., 2004; Paredi P., 2005; Kharitonov S.A., Barnes P.J., 2006; Barnes P.J. et al., 2009; Brindicci C. et al., 2009]. В отношении других метаболитов NO• исследования находятся в стадии накопления данных и носят в основном экспериментальный характер [Saleh D. et al., 1998; Dweik R. et al., 2001; Ischiropoulos Н., 2003; Celio S. et al., 2006; Ichikawa Т. et al., 2008; Maarsingh H. et al., 2009].

Для обозначения механизмов развития воспаления, включающих повышенную генерацию активных форм азота (АФА) и повреждение высокоактивными соединениями азота молекулярных компонентов клетки, в работах J.S. Stamler et al. (1998), по аналогии c оксидативным стрессом (oxidative stress), предложен термин «нитрозилирующий стресс (nitrosative stress)». Изучение закономерностей нитрозилирующего стресса является сегодня одним из развивающихся научных направлений [Klatt P., 2000; DalleDonne I. et al., 2005; Chiappetta G., 2009]. В частности, регуляция образования метаболитов NO• и причины нарушения депонирования NO• Sнитрозотиолами при аллергическом воспалении ДП, с точки зрения формирования нитрозилирующего стресса, до сих пор остаются малопонятными.

В развитии мультифакториальной болезни, к которой относится БА, участвуют несколько факторов (механизмов). Конечный фенотип формируется в результате взаимодействия генетических особенностей индивида и внешнесредовых факторов [Пузырев В.П., 2003]. Морфологические и молекулярные особенности, лежащие в основе этой гетерогенности, не известны. На сегодняшний день показано сцепление БА и ее клинических проявлений со многими хромосомными регионами [Фрейдин М.Б., Пузырев В.П., 2007; Schwartz D.A., 2004; Gao L., Barnes K.C., 2009]. Однако вследствие сложного клинического фенотипа БА, полигенной модели наследования и значительной роли воздействий внешней среды в развитии и прогрессировании этого заболевания, большее число генов подверженности к астме до сих пор остается до конца не идентифицированным и требует дальнейшего исследования.

Несомненно, не только выраженность воспаления, но и генотип больного БА влияет на процессы превращения метаболитов NO• и их накопление в ДП. Однако данных об участии генов, контролирующих образование и метаболизм NO•, в настоящее время недостаточно. Несмотря на значительные достижения и большое число публикаций в области респираторной медицины [Nevin B.J., Broadley K.J., 2002; Bove P.F., Vliet A., 2006; Valko M. et al., 2006; Fitzpatrick A.M., 2009; Lewis S.J., Gaston B., 2009], некоторые пути превращений NO• при БА с этих позиций не изучены вообще.

Предположительно уровень экспрессии и полиморфизм генов NO-синтаз (NOS) ассоциированы с нарушением метаболизма NO• и персистенцией аллергического воспаления в ДП, а снижение активности глутатионSтрансферазы (GST), участвующей в реакции редокс-циклирования глутатиона, может быть причиной нарушения депонирования NO• Sнитрозотиолами. В этой связи получение новых научных знаний о закономерностях регуляции нитрозилирующего стресса при воспалении ДП создаст теоретические предпосылки для разработки новых диагностических и лечебных технологий. Определение патогенетического значения полиморфных вариантов генов NOS и GST, закономерностей экспрессии NOS при БА позволит сформулировать принципиально иные вмешательства в патологический процесс, основанные на разработке новых фармакологических мишеней персонифицированной терапии БА.

Цель исследования:

Установить общие закономерности развития нитрозилирующего стресса при аллергическом воспалении дыхательных путей и обосновать его значение в формировании клинического полиморфизма бронхиальной астмы.

Задачи исследования:

Определить содержание метаболитов нитрозилирующего (нитриты, нитрозоглутатион, 3-нитротирозин) и оксидативного (малоновый диальдегид) стрессов, а также активность (супероксиддисмутаза, каталаза) и содержание (глутатион) компонентов антиоксидантной системы в дыхательных путях у больных бронхиальной астмой с разной тяжестью и в разные периоды болезни. Установить их роль в механизмах нарушения функции легких при бронхиальной астме.

Установить специфические тканевые и клеточные маркеры структурно-функциональных нарушений слизистой оболочки бронхов больных бронхиальной астмой в зависимости от тяжести, периода болезни и содержания метаболитов оксида азота в дыхательных путях.


загрузка...