Автореферат и диссертация по медицине (14.01.11) на тему:Метаболизм оксида азота при хронической ишемии головного мозга

На правах рукописи

ЛИ ТИМУР ВЛАДИМИРОВИЧ

МЕТАБОЛИЗМ ОКСИДА АЗОТА ПРИ ХРОНИЧЕСКОЙ ИШЕМИИ ГОЛОВНОГО МОЗГА

14.01.11 - нервные болезни

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

г б сен т

005533270

Москва - 2013

005533270

Работа выполнена в Государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Российский национальный исследовательский медицинский университет имени Н.И. Пирогова» Министерства здравоохранения Российской Федерации

Научный руководитель:

доктор медицинских наук, профессор Федин Анатолий Иванович

Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук, профессор Камчатнов Павел Рудольфович профессор кафедры неврологии, нейрохирургии и медицинской генетики лечебного факультета ГБОУ ВПО «Российский национальный исследовательский медицинский университет имени Н.И. Пирогова» Министерства здравоохранения Российской Федерации

доктор медицинских наук, профессор Котов Сергей Викторович

профессор, заведующий кафедрой неврологии ФУВ «Московский областной научно-исследовательский клинический институт имени М.Ф. Владимирского» Министерства здравоохранения Российской Федерации

Ведущая организация:

Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Московский государственный медико-стоматологический университет им. А.И. Евдокимова» Министерства здравоохранения Российской Федерации

Защита диссертации состоится «_»_2013 в 14:00 на

заседании диссертационного совета Д 208.072.09 на базе ГБОУ ВПО РНИМУ им.Н.И.Пирогова Министерства здравоохранения Российской Федерации по адресу: 117997, г. Москва, ул. Островитянова, д.1

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГБОУ ВПО РНИМУ им. Н.И.Пирогова Министерства здравоохранения Российской Федерации по адресу: 117997, г. Москва, ул. Островитянова, д.1

Автореферат разослан «_»_2013

Ученый секретарь диссертационного совета,

доктор медицинских наук, профессор Леонид Васильевич Губский

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность исследования

Согласно экспертным данным ВОЗ, в последние годы отмечается неуклонный рост числа больных с сосудистыми заболеваниями головного мозга (Mackay J. et al, 2004). Вследствие высокой смертности, стойкой инвалидизации, снижения качества жизни пациентов и высоких экономических затрат, цереброваскулярные болезни представляют важную не только медицинскую, но и социальную проблему (Гусев Е.И., Скворцова В.И., 2001; Скворцова В.И., 2006, 2008, 2011; Суслина З.А.2002, 2006; Федин А.И., 2004, 2009). Среди цереброваскулярных болезней большой удельный вес имеют их хронические формы, в том числе и хроническая ишемия головного мозга (ХИМ). ХИМ является значимой медико-социальной проблемой, которая в ближайшие годы станет еще более актуальной в связи с «постарением» населения и увеличением в популяции доли лиц с факторами риска инсульта (Гехт А.Б., 2005; Камчатнов П.Р. с соавт., 2008). По мере развития ХИМ происходит нарастание расстройств высших мозговых функций, существенно снижающих качество жизни и адаптацию пациентов (Яхно H.H., 2004, 2006; Федин А.И., 2005, 2007; Захаров В.В., Яхно H.H., 2012; Сарра S.F., 2008). Патогенез поражения церебральных структур при хронических сосудистых поражениях головного мозга, независимо от этиологии, всегда однотипен и заключается в последовательном нарастании комплекса патобиохимических расстройств, обусловленных, с одной стороны, снижением уровня кислорода артериальной крови (гипоксемией) и воздействием интермедиатов восстановления молекулярного кислорода - активных форм кислорода (оксидативным стрессом), с другой стороны (Гусев Е.И., Скворцова В.И., 2000; Федин А.И., 2002; Суслина З.А., Румянцева С.А., 2005). В настоящее время углубленное изучение роли оксидантов в повреждении мозга дает основание считать ключевым направлением исследование нитрозивного стресса, выражающегося в изменении метаболизма оксида азота.

Оксид азота (NO) - свободный радикал, является одним из важнейших биологических медиаторов многих физиологических и патологических процессов в большинстве систем организма, играющим ведущую роль, как в функциональной активности, так и цитотоксичности ЦНС (Dawson V.L. et al , 1995, 1996; Сосунов А.А., 2000; McCleverty J.A., 2003). Выявлено, что в эксперименте при острой ишемии головного мозга увеличивается генерация NO (Mishra O.P. et al., 2000, 2004). При этом NO отводят как повреждающую, (Castillio J. et al., 2000; Mishra O.P. et al., 2000, 2004), так и адаптационную роль (Wang P.G. et al., 2002). При гипоксии NO может приводить к вазодилатации и улучшению кровоснабжения, а при реперфузии возможен его повреждающий эффект. Таким образом проявляется двойственность эффектов NO (Kuang P., et al., 1996; Гомазков О.A. 2003; Малахов и др. 2011). В последнее время пристальное внимание уделяется коморбидным гипоксическим состояниям, в том числе, ассоциации ишемии мозга и хронической обструктивной болезни легких (ХОБЛ) (Donaldson G.C. et al., 2010). Реализация тех или иных эффектов NO, зависит от различных факторов и, в первую очередь, от его метаболизма. Однако, метаболизм NO при ХИМ, а также при сопутствующих заболеваниях и коморбидных состояниях практически не изучен.

Цель работы

Изучение метаболизма оксида азота при хронической ишемии головного мозга.

Задачи исследования

1. Исследование клинического, неврологического и нейропсихологического статуса пациентов с ХИМ на различных стадиях.

2. Изучение метаболизма NO по динамике его основных стабильных метаболитов в сыворотке крови на различных стадиях ХИМ в сравнении с контролем.

3. Анализ динамики метаболитов NO при ХИМ в сочетании с гипертонической болезнью и ишемической болезнью сердца.

4. Исследование метаболизма N0 при коморбидных состояниях - ХИМ в сочетании ХОБЛ.

5. Проведение корреляционного анализа между показателями метаболизма N0 и данными клинического обследования, неврологического статуса, нейропсихологического исследования пациентов с ХИМ.

Научная новизна

Впервые проведено комплексное исследование клинико-неврологического, нейропсихологического и нитрозивного статуса пациентов с ХИМ на различных стадиях. Впервые у больных с ХИМ различной стадии проведено исследование спектра основных стабильных метаболитов N0: нитрит- и нитрат-анионов, их суммарной концентрации, а также 3-нитротирозина. Впервые установлено, что ХИМ 2-й и 3-й стадий сопровождаются развитием нитрозивного стресса, выражающегося в достоверном повышении по сравнению с контролем конечных стабильных метаболитов оксида азота - уровня нитрат-аниона и суммарной концентрации нитратов и нитритов в сыворотке крови (р<0,05). Напряженность нитрозивного стресса возрастает с прогрессированием ХИМ. Впервые при сравнительном исследовании метаболизма N0 у больных 2-й и 3-й стадиями ХИМ, ХИМ в сочетании с ХОБЛ и ХОБЛ выявлено достоверное повышение уровня нитрат-анионов и суммарной концентрации стабильных метаболитов N0 всех группах в сравнении с контролем. Зарегистрирован повышенный уровень метаболитов в группе больных ХИМ в сочетании с ХОБЛ по сравнению со всеми остальными группами, что свидетельствует об усилении церебральной ишемии при гипоксическом поражении. Совокупный анализ результатов сравнительного исследования динамики продукции метаболитов N0 при коморбидных состояниях гипоксического генеза свидетельствует о том, что при ХИМ 2-й и 3-й стадии возможно изменение цикла N0 по нитрит-редуктазному пути с восстановлением нитрит-аниона до N0, выполняющего при этом адаптивную функцию.

Практическая значимость

Комплексное исследование клинического, неврологического, нейропсихологического и нитрозивного статуса способствует улучшению диагностики пациентов с ХИМ. Исследование метаболизма N0 с оценкой динамики спектра его основных конечных стабильных метаболитов позволяет выявить степень напряженности нитрозивного стресса при ХИМ, а также коморбидных состояниях и оптимизировать проводимую терапию. Использование выбранных оптимальных методологических подходов исследования нитрозивного статуса позволит определить объем медикаментозной терапии, а также оценить эффективность проводимого лечения при заболеваниях гипоксического генеза.

Положения, выносимые на защиту

1. ХИМ 2-й и 3-й стадий характеризуются развитием нитрозивного стресса, выражающегося в достоверном повышении по сравнению с контролем основных стабильных метаболитов N0 — уровня нитрат-аниона и суммарной концентрации нитратов и нитритов в сыворотке крови.

2. При ХИМ 1-й стадии достоверных изменений метаболизма N0 по сравнению с контролем не выявлено.

3. Результаты сравнительного исследования метаболизма N0 у больных 2-й и 3-й стадиями ХИМ, ХИМ в сочетании с ХОБЛ и ХОБЛ свидетельствуют о наибольшей напряженности нитрозивного стресса при коморбидных состояниях - в группе больных ХИМ в сочетании с ХОБЛ.

4. Корреляционный анализ между показателями метаболизма N0 и данными исследования выраженности неврологической симптоматики по шкале А.И.Федина выявил положительную корреляцию между параметрами у пациентов с 1-й стадией ХИМ.

Внедрение результатов исследования Результаты проведенного исследования внедрены в практику лечебно-диагностической работы неврологического отделения Центральной клинической больницы Российской академии наук, ГБУЗ городская

6

клиническая больница №57 департамента здравоохранения г. Москвы, ГБУЗ городская больница №28 г. Нижний Новгород, а также в практику научной деятельности ФГБУ «НИИ пульмонологии» ФМБА России и кафедры неврологии ФУВ ГБОУ ВПО Российский национальный исследовательский медицинский университет им.Н.И.Пирогова Минздрава России.

Апробация диссертации

Апробация диссертации состоялась 16 апреля 2013 на заседании совместной научно-практической конференции сотрудников кафедры неврологии ФУВ ГБОУ ВПО РНИМУ им.Н.И.Пирогова, врачей неврологических отделений ЦКБ РАН, ГКБ № 15 им.О.М.Филатова г. Москвы. Основные положения работы и результаты исследований доложены на XVII, XIX Российских Национальных Конгрессах «Человек и лекарство», г. Москва (2010, 2012); научно-практической конференции «Современные технологии функциональной диагностики и лечения сосудистых заболеваний», г. Москва (2011); XX и XXI Конгрессах Европейского Респираторного общества, г. Барселона, Испания (2010) и г. Амстердам, Нидерланды (2011); XXII Национальном Конгрессе по болезням органов дыхания, г. Москва (2012); X Всероссийском съезде неврологов, г. Нижний Новгород (2012).

Публикации

По теме диссертации опубликовано 17 печатных научных работ, в том числе 2 статьи в журналах, рекомендованных к изданию в ВАК Минобрнауки РФ.

Объем и структура диссертации

Диссертационная работа изложена на 160 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, результатов собственных исследований, их обсуждения, выводов, практических рекомендаций, приложения и списка цитируемой литературы. Работа иллюстрирована 15 таблицами и 32 рисунками. Библиографический указатель включает 170 источников литературы, из которых 60 отечественных и 110 зарубежных.

7

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Материалы и методы исследования

Исследование выполнено на кафедре неврологии ФУВ ГБОУ ВПО РНИМУ им. Н.И.Пирогова МЗ РФ (заведующий кафедрой - д.м.н., профессор А.И.Федин) в период с 2008 по 2013 гг. В основу настоящей работы положены результаты комплексного клинико-лабораторного и инструментального обследования 130 пациентов находившихся на амбулаторном или стационарном лечении в ЦКБ РАН и ГБУЗ «ГКБ №57» г. Москвы. Пациенты были разделены на основные и контрольную группы. Основные группы составили 110 человек, из которых были выделены 14 пациентов с 1-й стадией ХИМ (ХИМ 1), 20 пациентов со 2-й стадией ХИМ (ХИМ 2), 24 - с 3-й стадией ХИМ (ХИМ 3), 27 пациентов с ХОБЛ 2 и 3 стадий и 25 пациентов с ХИМ 2 и 3 стадий в сочетании с ХОБЛ 2 и 3 стадий. Возраст пациентов, вошедших в основные исследуемые группы, колебался от 44 до 78 лет. Контрольная группа состояла из 20 практически здоровых некурящих добровольцев в возрасте 1844 лет (таблица 1).

Таблица 1

Распределенние пациентов по полу и возрасту

Показатели Контроль Стадии ХИМ ХОБЛ ХОБЛ и ХИМ

1-я 2-я 3-я

Средний возраст (лет, М±т) 29,7±4,3 55,14±6,9 67,1±7,9 71,29±8,4 59,7±5,2 61,9±3,9

Мужчины 14(70%) 2(14,29%) 6(30%) 14(58,33%) 14(51,85%) 15(60%)

Женщины 6(30%) 12(85,71%) 14(70%) 10(41,67%) 13(48,15%) 10(40%)

Клиническое исследование проводилось в соответствии с принципами

Хельсинской Декларации последнего пересмотра (2000 г.) и требованиями

Качественной Клинической Практики. Критерии включения пациентов с ХИМ:

мужчины и женщины, проходившие амбулаторное или стационарное

обследование, без психических нарушений, состояние которых удовлетворяло

критериям МКБ-10 (цереброваскулярная болезнь, хроническая ишемия

головного мозга), способные понять цель исследования и пройти

8

диагностическое обследование. Критериями включения пациентов с ХОБЛ явились: верифицированный диагноз ХОБЛ 2-й и 3-й стадии в период ремиссии - постбронходилататорные показатели ОФВ, - 80 - 30%, ОФВ1/ФЖЕЛ < 70% согласно GOLD (2009). При включении в исследование больных с ХОБЛ в сочетании с ХИМ использовались критерии включения для ХОБЛ, а также по ХИМ. Общими критериями исключения из исследования являлись: обострение ХОБЛ, бронхиальная астма, аллергия, пневмония, выраженная застойная сердечная недостаточность, длительный прием системных ГКС; наличие грубых когнитивных расстройств, деменции, различной степени тяжести, наличие психических заболеваний, прием препаратов, влияющих на метаболизм NO.

Многие пациенты, входящие в основную группу с ХИМ имели различные сопутствующие хронические заболевания вне обострения. Структура сопутствующих заболеваний и их частота в различных группах больных ХИМ представлены на рис.1.

100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0%

■

I _

В ХИМ 1 ст.

а хим 2 ст.

■ ХИМ 3 ст.

...........ш

ill §

■ ■ 1 .........1____1 ■ L

АГ АГип ИБС ИМ СД ЯБ

Обозначения: АГ - артериальная гипертензия; АГип - артериальная гипотония; ИБС -ишемическая болезнь сердца; ИМ - инфаркт миокарда; СД - сахарный диабет; ЯБ - язвенная болезнь желудка.

Рис.1. Частота сопутствующих заболеваний у пациентов с ХИМ различных стадий.

Ультразвуковое дуплексное сканирование (УЗДС) прецеребральных артерий проведено 43 больным основной группы (ХИМ 1-12, ХИМ 2 - 15 и ХИМ 3-16 пациентов). У пациентов с ХИМ 1 поражений артерий не выявлено. Изменения в экстракраниальных магистральных артериях в той или иной степени выявлены у 31 (72,1%) пациентов с ХИМ 2 и ХИМ 3. Критериями атеросклеротического поражения артерий при УЗДС являлись диффузное утолщение их стенок, и нарушение дифференцировки на слои. В 17 случаях (39,5%) определялся паттерн стеноза артерии различной степени.

Магнитно-резонансная томография (МРТ) головного мозга. МРТ проведена 23 пациентам с ХИМ различной стадии, из них с ХИМ 1 - 2 пациента, ХИМ 2-8 пациентов и ХИМ 3-13 больных. Изменения сосудистого характера (кисты, субкортикальный лейкоареоз) отмечались у 8 пациентов с ХИМ 2 и у 22 с ХИМ 3. Расширение желудочков и субарахноидального пространства зарегистрировано у 7 пациентов с ХИМ 2 и у 22 с ХИМ З.При ХИМ 1 патологических изменений на МРТ не выявлено.

Исследование функции внешнего дыхания (ФВД) пациентов с ХОБЛ проводили на спирографе с анализом кривой "поток-объем" и оценкой постбронходилататорных показателей объёма форсированного выдоха за 1 секунду (ОФВ1) и отношения ОФВ1/ФЖЕЛ (форсированной жизненной ёмкости легких).

Клинико-неврологические методы исследования.

Исследование неврологического статуса: с целью количественной характеристики клинических проявлений ХИМ и более детальной оценки неврологического статуса, применялась адаптированная количественная неврологическая шкала А.И.Федина (1995).

Нейропсихологические методы исследования: когнитивные функции оценивались по суммарным показателям с помощью тестирования, которое включало краткую шкалу оценки психического статуса (MMSE), батарею лобной дисфункции (FAB) и тест рисования часов (CDT).

Исследование метаболизма оксида азота проводилось путем регистрации концентрации основного спектра конечных стабильных метаболитов оксида азота: нитрат- и нитрит-анионов, их суммарной концентрации, а также 3-нитротирозина в сыворотке крови. Определение концентрации нитритов осуществлялось спектрофотометрически с использованием реактива Грисса. Нитраты, содержащиеся в пробах, предварительно восстанавливались до нитритов нитрат-редуктазой. Содержание 3-нитротирозина определялись с применением иммуноферментного анализа с помощью наборов НВТ Nitrotyrosine.

Статистическая обработка данных.

Результаты всех исследований в дальнейшем подвергались статистическому анализу с использованием компьютерного статистического пакета «Статистика 6.0, версия for Windows». Большинство итоговых значений приведены в формате М±ш (среднее арифметическое стандартная ошибка/отклонение). Для анализа значимых отличий между двумя независимыми выборками использовался t-тест для независимых выборок (тест Стьюдента), а также такие непараметрические тесты, как U-тест по методу Манна-Уитни. Для анализа связи между различными числовыми параметрами использовался ранговый коэффициент корреляции по Спирману.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ Результаты анализа неврологических нарушений.

Частота различных неврологических синдромов в основной группе больных с ХИМ приведена на рис. 2. В первой группе, состоящей из пациентов ХИМ 1 (14 пациентов), наиболее часто отмечались головная боль, эмоциональная лабильность, повышенная утомляемость. У ряда больных были обнаружены нерезко выраженная пирамидная недостаточность, положительные рефлексы орального автоматизма и кохлео-вестибулярные расстройства. Вторая группа с ХИМ 2 (20 пациентов) отличалась более четкими клиническими признаками по сравнению с предыдущей. Почти у всех больных были жалобы на головную боль, головокружение, нарушение сна, ухудшение

11

31,0% 37,9%

Обозначения: 1 - цефалгические синдромы; 2 - астенические синдромы; 3 - вестибулярно-атактические синдромы; 4 - пирамидные синдромы; 5 - глазодвигательные нарушения; 6 -нарушение черепной иннервации; 7 - когнитивные нарушения.

Рис. 2. Частота (%) неврологических синдромов в основной группе пациентов с ХИМ.

памяти. Наряду с вестибулярно-атактическим синдромом с большой частотой выявлялась кортико-нуклеарная и пирамидная симптоматика. В третьей группе больных с ХИМ 3 (24 пациента) по сравнению с группой с ХИМ 2 неврологическая симптоматика была более выраженной и разнообразной. У большинства пациентов превалировали пи-рамидные и координаторные нарушения. Экстрапирамидный синдром отмечался в половине случаев.

В трех группах больных с ХИМ проведен математический анализ неврологических синдромов с применением адаптированной количественной неврологической шкалы А.И.Федина. Средний суммарный балл у больных с ХИМ 1 составлял 7,6 ± 3,2, ХИМ 2 - 11,6 ± 4,8 и ХИМ 3 - 17,4± 4,3 баллов. Разница показателей между 1-й и 2-й группами была несущественной (р>0,05). Общий средний балл в группе пациентов с ХИМ 3 был достоверно выше, чем в группе пациентов с ХИМ 1 и ХИМ 2 (р<0,01), что свидетельствует о наиболее выраженной неврологической симптоматике в этой группе больных. При анализе балльной выраженности различных неврологических синдромов отмечено, что при ХИМ 1 наибольший удельный вес в баллах имели

общемозговые симптомы и астенический синдром (р<0,05), во 2-й и 3-й группах - очаговые неврологические синдромы: пирамидная и кортико-нуклеарная недостаточность, координаторные и когнитивные нарушения (Р<0,05).

Анализ сосудистых факторов риска развития ХИМ включал в себя оценку частоты у больных артериальной гипертензии, мерцательной аритмии и ишемической болезни сердца (таблица 2).

Таблица 2.

Сосудистые факторы риска развития ХИМ в исследуемых группах.

Факторы риска ХИМ 1 ХИМ 2 ХИМЗ

Артериальная гипертензия (АГ) 8(57,1%) 17 (85%) 17 (70,8%)

Нарушения ритма сердца (НРС) 1 (7,1%) 3 (15%) 7 (29,2%)

Ишемическая болезнь сердца (ИБС) 4 (28,6%) 14 (70%) 23 (95,8%)

Как показано в таблице 2, выявлено достоверное преобладание частоты ИБС и НРС в группе ХИМ 3 по сравнению с группами пациентов с ХИМ 1 и ХИМ 2 (р<0,05). Отмечалось также достоверное преобладание пациентов с ИБС в группе ХИМ 2 по сравнению с группой ХИМ 1 (р<0,05). Разницы в частоте АГ между всеми группами больных не обнаружено (р>0,05).

Данные нейропсихологического исследования.

При тестировании пациентов по шкале ММБЕ (таблица 3) и анализе полученных результатов обнаружено достоверное снижение среднего суммарного балла у пациентов с ХИМ 3 по сравнению с ХИМ 1 и ХИМ 2 (р<0,05). Также выявлено достоверное снижение показателя при ХИМ 2 по сравнению с ХИМ 1 (р<0,05). Диагностика лобной дисфункции по РАВ показала, что между группами пациентов с ХИМ 1 и ХИМ 2 достоверной разницы не наблюдается (р>0,05). В то же время выявлено достоверное снижение в сравнении с ХИМ 1-й и 2-й стадий среднего суммарного балла при ХИМ 3 стадии (р<0,05). Показатели СОТ при ХИМ 3 были достоверно также существенно ниже по сравнению с ХИМ 1 и ХИМ 2 (р<0,05).

Таблица 3.

Результаты нейропсихологических тестов в исследуемых группах (средний

суммарный балл, М±т)

Шкалы ХИМ 1 ХИМ 2 химз

MMSE 28,6±1,4 24,6±2,2 16,4±2,3*л

FAB 16,9±0,9 16,Ш,8 10,7±2,5*

CDT 10±0,01 9,3±0,8 7,2±1,2*

Обозначения: * - р<0,05 достоверное отличие от первой группы; л - р< 0,05 достоверное отличие от второй группы.

Таким образом, когнитивные функции при ХИМ 2 имели тенденцию к ухудшению, но их показатели существенно не отличались от значений при ХИМ 1 (р>0,05). При ХИМ 3 определялись более выраженные когнитивные расстройства, особенно при сравнении с ХИМ 1 (р < 0,05).

Результаты исследования метаболизма оксида азота Состояние метаболизма оксида азота при различных стадиях ХИМ. С целью выявления особенностей метаболизма N0 при ХИМ было проведено исследование метаболитов N0 у 58 пациентов разделенных на три группы в зависимости от стадии заболевания (ХИМ 1, ХИМ 2, ХИМ 3) в сравнении с контрольной группой, состоящей из 20 практически здоровых добровольцев без признаков ХИМ. При этом была изучена динамика основных стабильных метаболитов N0: нитрат-анионов (ЫОз-), нитрит-анионов (ЫОг-), их суммарной концентрации (X Ы0з-/Ы02-), а также концентрация 3-нитротирозина в сыворотке крови. Следует отметить, что при измерении во всех исследованных группах уровень 3-нитротирозина не превышал нижний порог чувствительности методики, равный 3,2 нг/мл. На рис.3 приведены данные исследования суммарной концентрации стабильных метаболитов оксида азота — нитрат- и нитрит-анионов. Среднее значение этого показателя в контрольной группе составило 14,15 ± 3,77 мкМ.

Контроль НХИМ1СТ. Я ХИМ 2 ст. ■ ХИМ Зет.

Обозначение: р - статистически значимые различия между изучаемыми группами. Рис. 3. Суммарная концентрация нитрат- и нитрит-анионов (£ ¡ЧОз-ЛЧОг-) у пациентов с ХИМ различной стадии.

Выявлено достоверное увеличение £ М0з-/М02- в сравнении с контрольными значениями при ХИМ2 и ХИМ 3 (21,29±8,1 мкМ и 26,29±6,7 мкМ, соответственно). Обнаружено, что суммарная концентрация этих метаболитов оксида азота была статистически достоверно выше при ХИМ 3 в сравнении с показателями при ХИМ 1 (17,26±4.8 мкМ) (р < 0,05). Выявлено также достоверное различие £ М03-/Ы02- в группах пациентов с ХИМ 2 и ХИМ 3 (р < 0,05). Между контрольной группой и группой с ХИМ 1 достоверных различий не выявлено.

р<0,05 [ | р<0,05 | п

и д

и г 1— и _

[ 1

т Т ■ 1 а 1

'„"А 14,97 19,41

_ 1 ' 1 12,5 23,43

□ Контроль □ ХИМ 1 ст. ЯХИМ2СТ. ■ ХИМ Зет.

Рис.4. Уровень нитрат-анионов (N03-) при ХИМ различной стадии.

На рисунке 4 приведены результаты измерения нитрат-анионов (Ы03-) при различных стадиях ХИМ. Контрольное значение этих метаболитов N0

равнялось 12,5±3,7 мкМ. Зарегистрировано достоверное увеличение их при ХИМ 2 и ХИМ 3 (19,41 ± 7,59 мкМ и 23,43 ± 6,46 мкМ, соответственно) по сравнению с группой контроля. Получены достоверные различия показателя при ХИМ 1 и ХИМ 2 (р < 0,05), а так же между ХИМ1 и ХИМЗ (р < 0,05).

Данные исследования нитрит-анионов приведены на рис.5. Контрольные значения этого метаболитов равнялись 1,65±0,83 мкМ. При ХИМ 1, ХИМ 2, ХИМ 3 показатели равнялись 2,29±1,5мкМ, 1,88±1.28 мкМ и 2,86±1,74 мкМ, соответственно. Достоверных различий по этому параметру между исследуемыми группами не обнаружено.

Рис.5. Содержание нитрит-анионов (N02-) У пациентов с ХИМ различной стадии.

Таким образом, при ХИМ 1 достоверных изменений метаболизма оксида азота по сравнению с контролем не выявлено. Зарегистрирована статистически достоверная разница уровня нитрат-анионов, а также суммарной концентрации стабильных метаболитов оксида азота при ХИМ1 и ХИМ 3 (р < 0,05), и при сравнении ХИМ 2 и ХИМ 3 (р < 0,05). Содержание нитрит-анионов у больных на различных стадиях ХИМ существенно не отличались (р>0,05).

Полученные данные свидетельствуют о том, что ХИМ 2 и 3 стадии сопровождаются развитием нитрозивного стресса выражающегося в достоверном повышении по сравнению с контролем конечных стабильных метаболитов N0 - уровня нитрат-аниона и суммарной концентрации нитратов

и нитритов в сыворотке крови (р < 0,05). Напряженность нитрозивного стресса нарастает с прогрессированием ХИМ.

Сравнительный анализ полученных данных выявил, что в группе с ХИМ 2 величина показателя суммарной концентрации метаболитов N0 у пациентов с умеренными стенозами составила 24,4±6,7 мкМ и достоверно превышала такой же показатель в группе больных с невыраженными стенозами (17,5±5,0) (р<0,05). Уровни нитрат-аниона существенно не отличались. Таким образом, прослеживается взаимосвязь между показателями стеноза и уровня конечных стабильных метаболитов N0: при увеличении выраженности стеноза отмечается повышение суммарной концентрации метаболитов.

Анализ показателей стабильных метаболитов оксида азота при ХИМ 2 и ХИМ 3 в сочетании с сопутствующей кардиальной патологией выявил, что метаболизм оксида азота при ХИМ 1 не имеет достоверных отличий от контроля. Исходя из этого, в дальнейшем особое внимание было уделено исследованиям особенностей метаболизма N0 при ХИМ 2 и ХИМ 3.

Включенные с исследование пациенты с ХИМ 2 были разделены на подгруппы в соответствии с сопутствующей кардиальной патологией: с сопутствующей артериальной гипертензией (ХИМ 2+АГ); с сопутствующей артериальной гипертензией в сочетании с ишемической болезнью сердца (ХИМ 2+АГ+ИБС). Сводные результаты исследования динамики нитрат- и нитрит-анионов, их суммарной концентрации у обследованных больных с ХИМ 2 и сопутствующей кардиальной патологией приведены в таблице 4. Как видно из табличных данных, уровни изучаемых метаболитов N0 в сыворотке крови в среднем существенно не отличались между выделенными подгруппами и достоверных различий не обнаружено (р > 0,05).

Больные с ХИМ 3 были также разделены на подгруппы: с сопутствующей артериальной гипертензией в сочетании с ишемической болезнью сердца (ХИМ 3+АГ+ИБС) и с сопутствующей ишемической болезнью сердца (ХИМ 3+ИБС).

Таблица 4.

Метаболиты оксида азота при ХИМ 2 в сочетании с сопутствующей кардиальной патологией (мкМ)

Метаболиты N0 ХИМ 2 ХИМ 2+АГ ХИМ 2+АГ+ИБС

Нитрит-анионы 1,88 ± 1,28 2,0 ± 1,2 2,1 ± 1,6

Нитрат-анионы 19,41 ±7,59 21,4 ±7,7 18,7 ±7,2

Суммарная концентрация 21,29 ±8,1 23,4 ± 7,9 20,7 ± 8,7

Сводные результаты исследования динамики нитрат- и нитрит-анионов, их суммарной концентрации у обследованных больных с ХИМ 3 и сопутствующей кардиальной патологии приведены в таблице 5.

Таблица 5.

Метаболиты оксида азота при ХИМ 3 в сочетании с сопутствующей кардиальной патологией (мкМ)

Метаболиты N0 ХИМ 3 ХИМ 3+АГ+ИБС ХИМ 3+ИБС

Нитрит-анионы 2,86 ± 1,74 2,6 ± 1,5 4,0 ±3,1

Нитрат-анионы 23,43 ±6,46 24,1 ±8,3 21,3 ±2,2

Суммарная концентрация 26,29 ± 6,7 26,7 ± 8,5 25,2 ± 4,6

По представленным данным исследования, уровни суммарной концентрации метаболитов оксида азота, нитрат-анионов, нитрит-анионов в сыворотке крови существенно не отличались между выделенными подгруппами и достоверных различий не обнаружено (р>0,05).

Исследование метаболизма оксида азота при ХИМ в сочетании с ХОБЛ.

Для изучения метаболизма оксида азота при ХОБЛ в сочетании с ХИМ в сравнении с больными с ХОБЛ с оценкой концентрации стабильных метаболитов оксида азота - нитрат- и нитрит-анионов, их суммарной концентрации, а также 3-нитротирозина, в исследование были включены пациенты в возрасте 51-67 лет, находившиеся на стационарном лечении. Обследуемые были разделены на подгруппы. 1-ю подруппу составили 27

пациентов с ХОБЛ 2-й и 3-й стадии, 2-ю подгруппу - 25 больных с ХОБЛ 2-й и 3-й стадиями в сочетании с ХИМ 2 и 3. Пациенты обеих групп на момент обследования имели стабильное течение ХОБЛ. В качестве группы сравнения были исследованы также пациенты с ХИМ 2 и 3 без ХОБЛ. Контрольная группа состояла из 20 практически здоровых некурящих добровольцев. Содержание 3-нитротирозина регистрированное с применением иммуноферментного анализа не превышало нижнего порога чувствительности метода, который составил 3,2 нг/мл.

У больных с ХИМ, с ХОБЛ и при сочетании ХОБЛ и ХИМ обнаружено достоверное повышение ^ТЖ^/ЖЬ" в среднем в 1,66, 1,93 и 2,5 раза соответственно по сравнению с контрольными значениями (р<0,05). В опытных группах выявлены достоверно повышенные уровни этого показателя в группе пациентов с ХОБЛ в сочетании с ХИМ по сравнению с пациентами с ХИМ без ХОБЛ (р<0,05). Эти данные отражены на рис. 6.

Обозначение: р - статистически значимые различия между изучаемыми группами.

Рис. 6. Суммарная концентрация нитрат- и нитрит-анионов (£ 1Ч0з-/1Ч02-)

при ХИМ, ХИМ+ХОБЛ и ХОБЛ.

На рис. 7 приведены данные исследования уровня нитрат-анионов сыворотки крови во всех изученных группах. Среднее значение показателя в контрольной группе составило 12,5±3,7 мкМ. Выявлено достоверное увеличение, по сравнению с контролем содержания нитрат-анионов при ХИМ, при ХОБЛ и при сочетании ХОБЛ и ХИМ (21,3±2,0 мкМ, при р<0,05, 23,5±5,5

мкМ, при р<0,05 и 27,8±4,3 мкМ, при р<0,05 соответственно) в 1,7, 1,88 и 2,22 раза соответственно. Зарегистрировано достоверно повышение показателя в группе пациентов с сочетанием ХОБЛ и ХИМ по сравнению с группой с ХИМ.

Обозначение: р - статистически значимые различия между изучаемыми группами. Рис.7. Уровень нитрат-анионов (N03-) при ХИМ, ХИМ+ХОБЛ и ХОБЛ.

При исследовании содержания нитрит-анионов (рис. 8) обнаружено достоверное их повышение при ХОБЛ в сравнении с группой контроля (3,7±1,0 мкМ и 1,6±0,8 мкМ соответственно, р=0,03), а также в группе больных с ХОБЛ в сочетании с ХИМ, р<0,05. У пациентов только с ХИМ отсутствуют достоверные различия с контрольным уровнем метаболита. Нитриты были достоверно повышены при ХОБЛ и при сочетании ХИМ с ХОБЛ в сравнении с группой только с ХИМ, р<0,05. Кроме того обнаружено достоверное повышение показателя при ХИМ с ХОБЛ в сравнении с ХОБЛ р<0,05. Зарегистрированные значения в этих группах (с ХИМ и при сочетании ХОБЛ и ХИМ) связаны с изменением цикла оксида азота, причем при ХИМ - с превалированием активности нитрит-редуктазных систем и изменением равновесия в цепочке М03"<->Ж)2"<-»N0.

14

Г

12

р<0.05|

р<0,05

р<0,05

10

5

I 8

I6

4

2

Ж

о

□ Контроль ■ ХИМ 2 и 3 ст. ■ ХИМ + ХОБЛ 2 и 3 ст. В ХОБЛ 2 и 3 ст.

Обозначение: р - статистически значимые различия между изучаемыми группами.

Рис. 8. Содержание нитрит-анионов (N02-) при ХИМ, ХИМ+ХОБЛ и

ХОБЛ.

При оценке корреляций во всех исследованных группах между показателями метаболизма оксида азота и параметрами функции внешнего дыхания обнаружена достоверная отрицательная коррелятивная связь только между уровнем нитрит-анионов в крови и ОФВ1 (г=-0,77, р<0,05) у пациентов с ХОБЛ. Эти данные свидетельствуют о том, что выявленное изменение цикла N0 при ХОБЛ связано, в первую очередь, с напряженностью нитрозивного стресса, обусловленного активностью индуцибельной ЫО-синтазы. При сочетании ХОБЛ с ХИМ, отсутствует линейная зависимость между исследованными параметрами, что обусловлено, по всей видимости, различной активностью реакций, протекающих по нитрит-редуктазному или нитрит-синтазному пути. Снижение процентного соотношения нитрит-анионов в группе с ХИМ, по всей видимости связано со вступлением этих метаболитов в функционирование нитрит-редуктазного пути, приводящего к продукции N0, который выполняет в данных условиях адаптивную функцию, а именно -эндотелийрелаксирующую. Изменения метаболизма N0 при ХОБЛ и ХИМ имеют сонаправленную динамику. Однако, при оценке по отдельности нитрат-и нитрит- анионов, можно сделать вывод о том , что при ХИМ изменения N0 связаны с его адаптивной ролью, влияющей на сосудистый тонус и превалирующей работой нитрит-редуктазного звена цикла оксида азота

(неизменяющаяся концентрация нитрит-аниона - предшественника N0), в отличие от ХОБЛ, где изменения в уровне отдельных метаболитов (увеличение нитрит - аниона), связаны с окислением N0 в ходе провоспалительных (оксидативный стресс) процессов на фоне его увеличенного синтеза NOS. Вовлечение обоих путей продукции N0 (нитритредуктазного и NO-синтазного) при сочетании двух патологий — ХИМ и ХОБЛ - доказывает интегральное увеличение изучаемых показателей.

Проведен корреляционный анализ взаимосвязи динамики метаболизма оксида азота и выраженности неврологической симптоматики по шкале А.И.Федина. Сопоставление выраженности неврологической симптоматики по шкале Федина и динамики нитрат- и нитрит-анионов, их суммарной концентрации выявило статистически значимую корреляцию среди изучаемых пациентов с различными стадиями ХИМ только в группе с ХИМ 1 (р<0,05). Выявлена прямая корреляция между выраженностью неврологической симптоматики по шкале А.И. Федина и уровнем суммарной концентрации стабильных метаболитов оксида азота в группе пациентов с ХИМ 1 (г = 0.73,р<0,05); уровнем нитрат-анионов (г = 0.75, р<0,05) и уровнем нитрит-анионов (г = 0.65, р<0,05).

Проведенный корреляционный анализ между результатами нейропсихологического исследования (MMSE, FAB, CDT) и показателями метаболизма N0 при ХИМ не выявил статистически значимой корреляции в исследованных группах (р > 0,05).

При обсуждении полученных результатов исследования метаболизма N0 у больных ХИМ необходимо принимать во внимание, что определение метаболитов N0, как правило, осуществляется не в непосредственном месте продукции и/или потребления N0 и характеризует динамическое равновесие концентраций молекул цикла оксида азота. Эти равновесные концентрации могут изменяться в зависимости от фазы или выраженности того или иного физиологического/патофизиологичекого процесса, в который вовлечен цикл N0. Исходя из схемы цикла, высоковероятным является заключение, что

22

повышение концентрации N0 связано с увеличением уровней нитрит- и нитрат-анионов. Непосредственная близость нитрит - аниона, как продукта или предшественника N0 в цикле оксида азота, выделяет его из других метаболитов. Изучение взаимосвязи и превращений нитрит- и нитрат-анионов при ХИМ позволит выявить новые патогенетические механизмы заболевания.

Из представленных данных следует, что необходимо раздельное изучение и сравнительный анализ основных стабильных метаболитов (нитрат - и нитрит - анионов) при оценке продукции и роли N0 в патогенезе как ХИМ, так и коморбидных состояний.

Таким образом, широкий спектр биохимических и патофизиологических эффектов N0, влияющих на процессы клеточной регуляции, его высокая биологическая активность определяют перспективность исследования метаболизма N0 при оценке состояния пациентов как с ХИМ, так и сочетании ХОБЛ с ХИМ.

Выводы

1. Выявлено, что ХИМ 2-й и 3-й стадии сопровождается развитием нитрозивного стресса, выражающегося в достоверном повышении по сравнению с контролем конечных стабильных метаболитов оксида азота -уровня нитрат-аниона и суммарной концентрации нитратов и нитритов в сыворотке крови (р < 0,05). Напряженность нитрозивного стресса нарастает с прогрессированием ХИМ.

2. При ХИМ 1 -й стадии достоверных изменений метаболизма оксида азота по сравнению с контролем не выявлено. Отмечена при сравнении с показателями ХИМ 1-й стадии статистически достоверная разница уровня нитрат-анионов, а также сумммарной концентрации стабильных метаболитов оксида азота при ХИМ 2-й и 3-й стадии (р<0,05). Содержание нитрит-анионов у больных на различных стадиях ХИМ существенно не отличались (р>0,05).

3. Сопутствующая артериальная гипертензия и ишемическая болезнь сердца у больных с ХИМ существенно не влияла на метаболизм оксида азота, регистрируемый по уровню его стабильных метаболитов - нитрат-анионов и

23

нитрит-анионов, а так же их суммарной концентрации в сыворотке крови (р >

0.05..

4. При сравнительном исследовании метаболизма оксида азота у больных 2-й и 3-й стадиями ХИМ, ХИМ в сочетании с ХОБЛ и ХОБЛ во всех группах выявлено достоверное повышение уровня нитрат-анионов и суммарной концентрации стабильных метаболитов оксида азота в сравнении с контролем. Зарегистрирован повышенный уровень метаболитов в группе больных ХИМ в сочетании с ХОБЛ по сравнению со всеми остальными группами, что свидетельствует о усилении ишемии условиях хронической гипоксии.

5. Выявлена прямая корреляция между данными исследования выраженности неврологической симптоматики и показателями стабильных метаболитов оксида азота при ХИМ 1-й стадии.

Практические рекомендации

1.Для адекватной оценки нитрозивного стресса при ХИМ необходима полная оценка метаболизма оксида азота с исследованием всего спектра его основных конечных стабильных метаболитов - нитрат-анионов, нитрит-анионов, а так же их суммарной концентрации.

2.Измерение 3-нитротирозина в сыворотке крови нецелесообразно при хронических гипоксических состояниях.

3. Исследование метаболизма оксида азота с оценкой динамики спектра его конечных стабильных метаболитов позволяет выявить степень напряженности нитрозивного стресса при ХИМ, а также коморбидных состояниях и оптимизировать проводимую терапию.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Ли Т.В. Нитрозивный стресс при хронической ишемии головного мозга / Федин А.И., Соодаева С.К., Миронова О.П., Ли Т.В. // Сборник материалов XVII Российского Национального Конгресса «Человек и лекарство». Москва,- 2010.- С. 281 -282.

2. Т. Li. Nitrosative and oxidative stress in COPD and chronic cerebrovascular diseases / S. Soodaeva, I. Klimanov, A Lisitsa, T. Li, O. Mironova, A. Fedin. // Eur. Resp. J. - 2010 .- Vol. 36, suppl.54.- P.437s.

3. Ли Т.В. Нитрозивный и оксидативный стресс при хронической ишемии головного мозга и ХОБЛ / Соодаева С.К., Климанов И.А., Ли Т. В., Федин А. И., Миронова О.П., Попова Н.А. // Сборник трудов XX Национального Конгресса по болезням органов дыхания. Москва. - 2010. - С. 12.

4. Ли Т.В. Динамика метаболитов оксида азота при хронической ишемии головного мозга /Ли Т.В., Миронова О.П., Федин А.И. // Сборник материалов научно-практической конференции «Современные технологии функциональной диагностики и лечения сосудистых заболеваний». Москва.-2011,- С.45-46.

5. Ли Т.В. Окислительный стресс при гипертензивной энцефалопатии / Миронова О.П., Болевич С.Б., Федотова А.В., Ли Т.В., Федин А.И. // Сборник материалов научно-практической конференции «Современные технологии функциональной диагностики и лечения сосудистых заболеваний». Москва.- 2011. - С.46-48.

6. Ли Т.В. Особенности метаболизма оксида азота при хроничской ишемии головного мозга и хронической обструктивной болезни легких / Ли Т.В., Федин А.И., Миронова О.П., Климанов И.А., Соодаева С.К. // Сборник материалов XVIII Российского Национального Конгресса «Человек и лекарство». Москва.- 2011. - С. 324.

7. Т. Li. Nitrosative and cytokine status in patients with COPD and chronic cerebrovascular diseases / S. Soodaeva, T. Li, I. Klimanov, A. Lisitsa, N. Kubysheva, L. Postnikova, O. Mironova, A. Fedin. // Eur. Resp. J. - 2011. - Vol. 38, Suppl. 55. - P. 706s.

8. T. Li. The dynamics of free radical parameters in exhaled breath condensate (EBC) in smokers during the course of physical workload / E. Zaprudnova, N. Popova, S. Soodaeva, I. Klimanov, A. Lisitsa, T. Li. // Eur. Resp. J.- 2011. - Vol. 38, Suppl. 55.-P. 312s.

9. Ли Т.В. Нитрозивный и цитокиновый статусы при ХОБЛ и хронической ишемии головного мозга / Соодаева С.К., Ли Т.В., Климанов И.А., Кубышева Н.И., Постникова Л.Б., Миронова О.П., Федин А.И. // Сборник трудов XXI Национального Конгресса по болезням органов дыхания. Уфа.-2011,- С.161-162.

10.Ли Т.В. Изменение показателей СРП в конденсате выдыхаемого воздуха при физической нагрузке у курящих / Запруднова Е.А., Соодаева С.К. Климанов И.А., Ли Т.В., Попова Н.А. // Сборник трудов XXI Национального Конгресса по болезням органов дыхания. Уфа.- 2011,- С.161.

11 .Ли Т.В. Влияние мексидола на метаболизм оксида азота при хронической ишемии головного мозга / Ли Т.В., Федин А.И., Миронова О.П., Климанов И. А., Соодаева С.К. II Сборник материалов XIX Российского Национального Конгресса «Человек и лекарство». Москва.- 2012,- С. 140

12.Т. Li Effect of stress on free radical indices in bronchial asthma / E. Zaprudnova, S. Soodaeva, I. Klimanov, T. Li, Yu.Petrovskaya, L. Nikitina, F. Petrovsky. // Eur. Resp. J. - 2012. - Vol. 40. - P. 691.

13.Ли T.B. Нитрозивный стресс и растворимые дифференцировочные молекулы при обострении хронической обструктивной болезни легких / Л.Б. Постникова, Н.И. Кубышева, М.В. Болдина, Т.В. Ли, И.А. Климанов, В.В. Новиков // Пульмонология. - 2012. - N1- С. 35-39.

14.Ли Т.В. Влияние стресса на свободнорадикальные показатели при бронхиальной астме / Запруднова Е.А., Соодаева С.К., Климанов И.А., Ли Т.В. и др. // Сборник трудов XXII Национального Конгресса по болезням органов дыхания. Москва. - 2012.- С.79-80.

15.Ли Т.В. Состояние цикла оксида азота у пациентов с ХОБЛ в сочетании с хронической ишемией головного мозга / Соодаева С.К., Климанов И.А., Ли Т.В., Миронова О.П., Федин А.И. и др. // Сборник трудов XXII Национального Конгресса по болезням органов дыхания. Москва.- 2012.-С.11.

16. Ли Т.В. Изменение метаболизма оксида азота при хронической обструктивной болезни легких в сочетании с хронической ишемией головного мозга / Соодаева С.К., Климанов И.А., Ли Т.В., Миронова О.П., Федин А.И. и др. // Пульмонология. - 2012.- N1- С.31-34.

17.Ли Т.В. Изменение нитрозивного статуса при хронической ишемии головного мозга. Сборник материалов X Всероссийского съезда неврологов. Нижний Новгород. - 2012,- С. 106-107.

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

АГ - артериальная гипертензия ВСА - внутренняя сонная артерия ИБС - ишемическая болезнь сердца МРТ - магнитно-резонансная томография НРС - нарушения ритма сердца ОСА - общая сонная артерия

ОФВ1 - объем форсированного выдоха за 1-ю секунду ПА - позвоночная артерия

УЗДС - ультразвуковое дуплексное сканирование

ФВД - функция внешнего дыхания

ФЖЕЛ - форсированная жизненная емкость легких

ХИМ - хроническая ишемия головного мозга

ХОБЛ - хроническая обструктивная болезнь легких

CDT - тест рисования часов

FAB - батарея лобной дисфункции

GOLD - Глобальная инициатива по диагностике, лечению и профилактике

хронической обструктивной болезни легких

MMSE — краткая шкала оценки психического статуса

NO - оксид азота

NO2- - нитрит-анионы

NO3- - нитрат-анионы

X NO3-/NO2- - суммарная концентрация нитратов и нитритов

Заказ № 69-а/09/2013 Подписано в печать 19.09.2013 Тираж 80 экз. Усл. пл. 1.0

ООО "Цифровичок", тел. (495) 649-83-30 www.cfr.ru; е-таП: info@cfr.ru