The paper describes the biochemical processes underlying free-radical inflammation, presents the mechanisms of antiradical defense, and evaluates their efficiency in patients with bronсhial asthma. It also gives data on the activity of antioxidative enzymes during various treatment regimens (rutin, intal, symptomatic agents).

Ю.К. Новиков
Профессор, заведующий курсом пульмонологии РГМУ
Yu. K. Novikov
Professor, Head, Postgragraduate Pulmonology Course, Russian State Medical University

Общепризнано,что существуют три типа образования свободных радикалов (СР) [1]: первичное инициирование, обусловленное внешними воздействиями, вторичное, связанное со свободнорадикальным окислением жирных кислот фосфолипидов клеточных мембран, и ферментативное инициирование.
   Было установлено, что усиление свободнорадикального окисления сопровождает и процесс активации иммунокомпетентных клеток. При уменьшении числа отрицательно заряженных групп на поверхности клетки происходит увеличение концентрации внутриклеточного Са2⁺ либо путем деполяризации мембраны клетки, либо ферментативным путем. Попав в цитоплазму клетки, Са2⁺ связывается со специфическими внутриклеточными рецепторными белками, активирует различные ферментные системы, принимающие участие в восстановлении молекулярного кислорода. Если молекулярный кислород принимает один электрон, образуется супероксидный анион-радикал (O). Добавление второго электрона приводит к образованию пероксид-иона (HO), протонирующегося до перекиси водорода. Если одновременно с восстановлением молекулярного кислорода происходит спиновый переворот, то образуется синглентный кислород О. В последующем образуется гидроксильный радикал, обладающий наиболее высокой реакционной способностью и инициирующий перекисное окисление липидов [2].
   Таблица 1. Уровень спонтанной и активированной ХЛ у больных атопической формой БА в фазе обострения

Таблица 2. Уровень спонтанной и активированной ХЛ у больных атопической формой БА в фазе ремиссии

Таблица 3. Уровень спонтанной и активированной ХЛ у больных атопической (пыльцевой) астмой при проведении различного вида терапии

Таблица 4. Активность антиоксидантных ферментов у больных атопической формой БА

Таблица 5. Активность антиоксидантных ферментов у больных атопической (пыльцевой) БА на фоне разных схем терапии

    Избыток АФК (активные формы кислорода) приводит к сдвигу метаболизма арахидоновой кислоты [3], один из метаболитов которой (15-гидроарахидоновая кислота) снижает бета-адренергическую активность прямым действием на бета-адренорецепторы [4], которые регулируют в легких продукцию АФК нейтрофилами и моноцитами. Это вызывает неконтролируемое образование ими С. Избыток АФК патологически воздействуют на легкие, обусловливая основные клинические проявления: воспаление, нарушение функции внешнего дыхания, вторичную эмфизему. Это связано с тем, что СР быстро реагируют с ненасыщенными липидами мембран, способствуя образованию липидных перекисей, и окисляют восприимчивые группы белков и нуклеиновых кислот.
   Патологические последствия оксидантного стресса, как показали морфологические исследования легочной ткани, связаны с гипертрофией и гиперплазией альвеолоцитов II типа, интерстициальным отеком, гиперплазией интерстициальных клеток, разрушением легочных капилляров [5]. В то же время неинтенсивная реакция лейкоцитов на бактериальный агент может привести к персистенции его в организме, накоплению липидных медиаторов воспаления и хронизации процесса.
   Контроль за интенсивностью и продолжительностью свободнорадикальной реакции осуществляет система антиоксидантной защиты, включающая супероксиддисмутазу и каталазу, а также неферментативные метаболиты, такие как аскорбиновая кислота и рутин [6].
   В 1934 г. А.Г. Гурвичем обнаружил митогенетическое излучение в ультрафиолетовой области спектра, испускаемое в процессе деления растительных и животных клеток. В последующем было отмечено, что биологические объекты получают энергию для такого свечения за счет химических реакций, и это явление было названо хемилюминесценцией (ХЛ). В 1972 г. Allen и соавт. впервые обнаружили ХЛ в суспензии фагоцитирующих клеток – нативное свечение. Однако такое свечение является сверхслабым и для его регистрации применяются люминесцирующие соединения: люминол, люцигенин, люциферин (сенсибилизаторы свечения). После изобретения различных приборов, способных регистрировать ХЛ, этот метод стал применяться в различных областях медицинской диагностики.
   Вначале он использовался в основном в целях изучения свободнорадикальной патологии (например, лучевая болезнь и авитаминоз Е). Cо временем ученые стали отмечать достоинства метода – высочайшую чувствительность, возможность непрерывной регистрации быстро изменяющихся процессов, простоту регистрирующей аппаратуры. Широкое распространение метод ХЛ получил в определении активности нейтрофилов, лимфоцитов, различных ферментов, антител в биологических средах, для оценки состояния лимфоцитов после применения модуляторов [7], для контроля иммунного статуса организма после трансплантаций. Общей закономерностью является увеличение спонтанной ХЛ (СХЛ) при всех острых воспалительных процессах [3, 8]. Степень увеличения ХЛ оказалась пропорциональной тяжести воспалительного процесса [9].
   Целью настоящей работы было изучение свободнорадикальной активности, антиоксидантной защиты и возможностей коррекции выявленных изменений у больных бронхиальной астмой (БА). Под наблюдением находились 32 больных с атопической формой БА. С учетом частоты и тяжести приступов удушья, обьема медикаментозной терапии у 8 больных БА расценивали как легкую, у 21 – средней тяжести и у 3 больных – тяжелую.
   Контрольная группа состояла из 15 здоровых доноров. Среднее значение СХЛ в этой группе составило 49,5±3,9 мВ.
   Состояние антирадикальной защиты определяли по активности ключевых антиоксидантных ферментов. Средняя активность каталазы у доноров составила 17,3±1,6 мгHв/c, супероксиддисмутазы (СОД) – 4,2±0,6 Е/мгHb, глутатионпероксидазы (ГП) – 10,4±1,0 мгHb/мин, глутатионредуктазы (ГР) 3,0±0,2 мгHb/с. Полученные данные соответствовали результатам других авторов, использующих описанные выше методики исследования.
   У больных с атопической формой БА исходно в фазе обострения (табл.1) отмечался высокий уровень спонтанной и индуцированной ХЛ.
   Наиболее высокие показатели СХЛ отмечались при среднетяжелом (196±22 мВ) и тяжелом течении (201±37 мВ) заболевания; они достоверно отличались от нормы и показателей при легком течении (104±35 мВ).
   Таким образом, интенсивность свободнорадикальных процессов отражает тяжесть клинических проявлений при БА, а в динамике позволяет оценить эффективность лечения и глубину наступившей ремиссии (табл. 2). При легком течении заболевания полноте клинической ремиссии соответствуют нормальные (54±16 мВ) показатели ХЛ. При среднетяжелом течении показатели СХЛ остаются несколько выше нормы (71±22 мВ), но недостоверно отличаются от нее. При тяжелом течении нестойкости клинического улучшения соответствуют и остающиеся достоверно высокими показатели СХЛ (156±33 мВ). Высокие значения активированной ХЛ, по-видимому, свидетельствуют о высокой готовности клеток к продукции свободных радикалов.
   Для оценки влияния на ХЛ лейкоцитов различного вида терапии была сформирована группа больных БА с четко выраженной сезонностью обострения (апрель – май) и выявленной с помощью кожных скарификационных проб гиперчувствительностью к пыльцевым аллергенам (береза, орешник). Группа состояла из 14 больных в возрасте от 21 года до 45 лет. За 2 нед до периода предполагаемой поллинации, в течение всего периода цветения и в течение 2 нед после поллинации эти пациенты получали 2 г рутина в сутки и не принимали антигистаминных и нестероидных и стероидных противовоспалительных препаратов. Контролем служили пациенты (15 человек в возрасте 19-43 лет), у которых проводилась терапия инталом, задитеном, антигистаминными препаратами в различных сочетаниях, и группа больных, по различным соображениям получавшая симптоматическую терапию (бронхолитические, симпатомиметические средства в каплях, антигистаминные препараты).
   Отчетливо видно, что у больных, получавших рутин и интал, помимо клинической эффективности лечения, наблюдались и нормальные показатели СХЛ, а в группе больных, не получавших ни антиоксидантную, ни противовоспалительную терапию, помимо необходимости постоянно пользоваться бронхолитическими, симпатомиметическими средствами в каплях и антигистаминными препаратами, наблюдался достоверно повышенный уровень СХЛ (121±4,3мВ) как во время периода цветения, так и после его окончания (82,0±4,4 мВ) (табл. 3).
   Полученные результаты свидетельствуют о целесообразности терапии, воздействующей на самые ранние этапы воспаления, одним из которых является этап образования свободных радикалов.

Система антирадикальной защиты крови у больных с атопической формой БА

   Система антиоксидантной защиты включает в себя прежде всего ключевые ферменты, ингибирующие на разных этапах перекисное окисление. К ним относятся СОД, каталаза, ГП, ГР.
   Низкая активность антиоксидантных ферментов, особенно СОД, ГР и ГП, свидетельствует о недостаточной антиоксидантной защите, что в сочетании с высоким уровнем свободных радикалов создает условия для рецидивирования воспаления (табл. 4).
   Терапия антиоксидантами должна способствовать выравниванию соотношения свободные радикалы/антиоксидантные ферменты.
   У больных с пыльцевой астмой при отсутствии контакта с аллергеном клинической картине стойкой ремиссии соответствуют нормальные показатели активности антиоксидантных ферментов.
   Специфическое воспаление, вызванное аллергеном и развивающееся по законам аллергической реакции немедленного типа, сохраняется в течение всего периода поллинации. Помимо повышенной продукции свободных радикалов, в этот период наблюдается и дефицит антиоксидантных ферментов, что отчетливо видно по данным группы больных, не получавших противовоспалительную терапию: снижение активности СОД до 3,1±0,2 Е/мгНЬ, ГП до 8,1±0,7 мгН/мин и ГР до 2,2±0,3 мгНb/с. В табл. 5. приведены данные об активности антиоксидантных ферментов на фоне раличных схем терапии. Рутин, оказывая антиоксидантное действие, позволяет собственной системе антиоксидантных ферментов без перенапряжения справиться с повышенной продукцией свободных радикалов и не дать развиться последующим патогенетическим этапам воспаления. Интал как препарат, блокирующий транспорт кальция в клетку, и не позволяющий клетке встать на путь активации, также прерывает патогенетическую цепочку развития и рецидивирования аллергического воспаления.

Литература:

   1. Журавлев А. И. Биохемилюминесценция. - М.: Наука, 1983.
   2. Kitagawa S., Takakii F., Sakamoto S. A comparison of superoxide releasing response in human polymorphonuclear leukocytes and monocytes. Immunol 1980;125 (1):359-64.
   3. Bryant RW, Simon TC, Bailey JM. J Biol Chem 1982;257:14933-43.
   4. Nijkamp EP, Cisterhout. Agents and actions 1984;15 (1-2):85-6.
   5. Levine SA, Reinhardt J. J Orthomol Psychiatry 1983;12:166-83.
   6. Афанасьев И.Б. Кислородные радикалы в биологических процессах. “Успехи химии”. 1979;48:977.
   7. Гриневич Ю.А., Барабай В.А., Орел В.Э. Хемилюминесцентный метод в иммунологии. Журн. микробиол. эпидемиол. и иммунобиол. - 1986;1:91-7.
   8. Barbour AG, Allred CD, Solbery CO, Hill AR. Chemiluminescence by polymorphonuclear leukocytes from patients with active bacterial infection. J Infect Dis 1980;141:14-26.
   9. Бондарев И.Ш., Журавлев А.И., Шполянская А.М. Сверхслабое свечение сыворотки крови при воспалении. Пробл. туб. 1971;9:71-4.