Автореферат и диссертация по медицине (14.00.09) на тему:Состояние мукоцилиарного транспорта и системы биогенных аминов при острой пневмонии у детей (клинико-экспериментальное исследование)

На правах рукописи

МОСТОВАЯ ИРИНА ДМИТРИЕВНА

СОСТОЯНИЕ МУКОЦИЛИАРНОГО ТРАНСПОРТА И СИСТЕМЫ БИОГЕННЫХ АМИНОВ ПРИ ОСТРОЙ ПНЕВМОНИИ У ДЕТЕЙ (клинико-экспериментальное исследование)

14.00.09 - педиатрия 03.00.25 — гистология, цитолошя, клеточная биология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Владивосток — 2004

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Владивостокский государственный медицинский университет» Министерства Здравоохранения Российской федерации

Научные руководители:

доктор медицинских наук, профессор Лучанинова Валентина Николаевна доктор медицинских наук, профессор Каредина Валентина Семеновна

Официальные оппоненты:

кандидат медицинских наук Васильева Татьяна Геннадьевна доктор медицинских наук, профессор Рева Галина Витальевна

Ведущая организация Хабаровский филиал Дальневосточного научного центра физиологии и патологии дыхания СО РАМН - НИИ охраны материнства и детства

Защита состоится г. на заседании диссертационного

совета К 208.007.03 при Владивостокском государственном медицинском университете по адресу: 690950, г. Владивосток, пр. Острякова, 2

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Владивостокского государственного медицинского университета.

Автореферат разослан «^5» марта 2004 года.

Ученый секретарь диссертационного совета

Садова Н.Г.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. Инфекционные воспалительные процессы органов дыхания составляют половину общей заболеваемости детей и одну треть заболеваемости подростков (СЮ. Каганов с соавт, 2003). По данным ВОЗ, ежегодно в мире от острых инфекций респираторного тракта умирает 4,3 млн. детей в возрасте до 5 лег. В структуре младенческой смертности в России в настоящее время заболевания органов дыхания находятся на 3 месте.

В последнее десятилетие отмечается устойчивый рост болезней opi анов дыхания, и в 2001 году у детей в возрасте до 14 лет он составил 13,1% по сравнению с 1990 г (В.А.Таболин, В.И.Харченко, Г.С. Лисичкин, 2003).

Одним из важнейших защитных механизмов органов дыхания является система мукоцилиарного транспорта (МЦТ), обеспечивающая очищение легких от различных изолированных веществ. Изучение функции мукоцилнарной системы началось еще в первые десятилетия XX века. В дальнейшем были обнаружены доказательства ведущей роли дефектов МЦТ при различных заболеваниях дыхательных путей, в т.ч. и при пневмонии (Л.Б. Постникова, 1994; Н.А. Дидковский, 1995; С.А. Гуляев, 1996). Имеются исследования мукоцили-арной системы у детей при различных бронхолегочных заболеваниях (Е.В. Климанская с соавт., 1993; J.L. Carson, A.M. Collier, 1994; Е.Н. Андрианова с соавторами, 1996). При острой пневмонии изучение МЦТ представлено в единичных работах, причем данные разноречивые (Т.Н. Пономаренко, 1990; Л.А. Матвеева, 1993).

В настоящее время в связи с ростом числа бронхолегочной патологии, неблагоприятной экологической обстановкой, которая негативно отражается на функции мукоцилиарной системы (А.И. Ицкович, Т.Г. Слепцова, Л.В. Селиванова, Я.Н. Тихонов, 1996; М.А. Белякова, 2000), данная проблема представляется актуальной в педиатрии.

В патогенезе воспалительного процесса при заболеваниях органов дыхания обязательным компонентом является изменение в системе медиаторов воспаления. Нарушению метаболизма биогенных аминов (БАм) придается большое значение в развитии заболеваний легких (Е.Н Андрианова с соавт., 1996). Концентрация данных биологически активных веществ (БАВ) в значительной степени определяет тенденцию воспалительного процесса и выраженность компенсаторно-приспособительных реакций (Г.Б.Федосеев, 1998). В доступной

РОС. НАЦИОНАЛЬНАЯ

БИБЛИОТЕКА СПс ОЭ

нам литературе мы не обнаружили работ, посвященных комплексному исследованию БАм при острой пневмонии у детей. Изучение этой проблемы представляется перспективным с точки зрения влияния биогенных аминов на систему мукоцилиарного транспорта.

Цель исследования: изучить некоторые патогенетические механизмы течения воспалительного процесса при острой пневмонии в клинике у детей и в эксперименте.

Задачи исследования.

1. Оценить состояние мукоцилиарного транспорта при острой пневмонии у детей в динамике заболевания.

2. Исследовать количественное содержание биогенных аминов при острой пневмонии в крови у детей в динамике заболевания.

3. Изучить морфологические особенности бронхиального дерева легких при пневмонии в эксперименте.

4. Определить особенности активности тучных клеток и изменений системы моноаминов в ткани легкого при экспериментальной пневмонии в разные сроки течения патологического процесса.

5. Дать комплексную характеристику состояния мукоцилпарного транспорта и системы биогенных аминов при острой пневмонии у дегей.

Научная новизна исследования. Впервые проведено комплексное исследование состояния мукоцилиарного транспорта и системы биогенных аминов в динамике острой пневмонии у детей. Установлена регулирующая роль биогенных аминов в функционировании мукоцилиарного очищения и предложена концепция о единой функциональной системе «биогенные амины -мукоцилиарный транспорт».

Впервые исследовано функциональное состояние дыхательной системы при острой пневмонии у детей с помощью простой, неинвазивной, неаппаратной методики - пробы Giuliani и выявлены изменения ее параметров, зависящие от периода заболевания и от возраста детей.

Выявлены структурные изменения слизистой оболочки кондукторного отдела легких и разная степень активности тучных клеток в процессе развития - воспалительного процесса в легочной ткани, сочетающиеся с количественным содержанием биогенных аминов в ткани легкого.

Практическая значимость работы. Выявлены дополнительные факторы формирования мукоцилиарной недостаточности у детей в течение заболевания. Обосновано применение более длительной реабилитации детей с очатво-сливной и сегментарной формами пневмонии.

Получены новые данные по уровню биогенных аминов при разных морфологических формах острой пневмонии, которые могут служить дополнительными диагностическими критериями активности острой пневмонии и объема поражения легочной ткани у детей.

Установлено участие биогенных аминов в развитии вторичной мукоци-лиарной недостаточности при острой пневмонии у детей, что может служить основой для патогенетического подхода к лечению и прогнозу заболевания. Основные положения, выносимые на защиту.

1. При острой пневмонии у детей наблюдается нарушение мукоцилиарного транспорта и функционального состояния дыхательной системы, зависящие от клинического течения и морфологической формы заболевания.

2. Направление изменения уровня биогенных аминов в крови зависит от

периода заболевания и морфологической формы острой пневмонии у детей.

3. При экспериментальной пневмонии у животных изменения в слизистой оболочке кондукторного отдела и в альвеолярной ткани сопровождаются повышением функциональной активности тучных клеток бронхиального дерева и легочной ткани; эти процессы сочетаются с динамикой изменений катехоламинов и индолалкиламинов в легких.

Апробация диссертации. Материалы диссертации представлены на Дальневосточной региональной конференции молодых ученых «Фундаментальные проблемы охраны окружающей среды» (Владивосток, 1997); 39-й и 40-й научно-практических конференциях студентов и молодых ученых «Проблемы экспериментальной, клинической и профилактической медицины на Дальнем Востоке» (Владивосток, 1998, 1999); 7-м Международном медицинском симпозиуме (Хиросаки, 1999); 9-м Национальном конгрессе по болезням органов дыхания (СПб, 1999); 1 и 2-й Тихоокеанской научно-практической/ конференции студентов и молодых ученых с международным участием (Владивосток, 2000, 2001); II Конгрессе молодых ученых и специалистов «Науки о человеке» (Томск, 2001); 13-м Национальном конгрессе по болезням органов дыхания (СПб, 2003); IX

Конгрессе педиатров России (Москва, 2004); совместной конференции кафедр педиатрии № 2; биологии и экологии; гистологии, цитологии и эмбриологии ВГМУ (Владивосток, 2003); совместном заседании Проблемных комиссий «Материнство и детство» и «Морфология, физиология и биохимия» ВГМУ (Владивосток, 2004).

Внедрение результатов работы. По материалам диссертации опубликовано 12 печатных работ.

В работе детских лечебно-профилактических учреждений Приморского края используются: 1) информационное письмо «Состояние системы биогенных аминов при острой пневмонии у детей», 2004 г.; 2) рационализаторское предложение «Способ оценки функционального состояния респираторной системы при помощи пробы Giuliani у детей при острой пневмонии», 2004 г., регистрационный номер № 2549.

Материалы исследования внедрены в учебный процесс ВГМУ для студентов 4-6 курсов, клинических интернов и ординаторов, аспирантов, врачей.

Структура и объем диссертации. Текстовая часть работы изложена на 160 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, 4 глав собственных исследований, заключения, выводов, практических рекомендаций и списка литературы, состоящего из 230 источников, в том числе 156 отечественных и 74 зарубежных авторов. Тексг иллюстрирован 31 рисунком, 13 фотографиями и 22 таблицами.

Работа выполнялась в рамках комплексной программы НИР Владивостокского государственного медицинского университета и Департамента здравоохранения при Администрации Приморского края по теме «Современные технологии сохранения, развития и восстановления здоровья детей и подростков в изменяющихся условиях окружающей среды (социально-демографические, экологические и биоритмологические аспекты)», номер государственной регистрации 01200105600, номер индивидуальной регистрации 0198002194.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

Материалы и методы исследования: Работа состояла из двух этапов: клинического и экспериментального. Клинические исследования выполнены в базовых учреждениях кафедры педиатрии № 2 Владивостокского государственного медицинского университета (зав. кафедрой - доктор медицинских наук, профессор В.Н. Лучанинова): в городской детской клинической больнице № 3

(главный врач - к.м.н. В.Н. Рассказова), в городской детской поликлинике № 1 (главный врач - И.К. Кельдюшсва). Фрагмент работы выполнен в Доме юношеского и детского творчества «Юность», детском комбинате № 110 г. Владивостока. Биогенные амины в крови у детей определяли в лаборатории ТИНРО-ЦЕНТРА г. Владивостока (зав. лабораторией - к.х.м. СВ. Леваньков).

Экспериментальные исследования проводились на кафедре биологии ВГМУ (зав. кафедрой - доктор медицинских наук, профессор B.C. Каредина); в лаборатории патоморфологии и электронной микроскопии (зав. лабораторией -доктор медицинских наук, профессор Л.М. Исачкова) Института эпидемиологии и микробиологии СО РАМН (директор - академик РАМН Н.Н. Беседнова). Фрагмент работы выполнен в лаборатории компьютерных технологий (заведующий - к.б.н. И.И. Деридович) Института биологии моря ДВО РАН.

Под нашим наблюдением находились 222 ребенка в возрасте от 3 до 16 лет, проживающие в г. Владивостоке. Из них здоровых детей — 122 и больных острой пневмонией - 100. Дети были разделены на три возрастные группы: I группа (3-6 лет) - 28 здоровых и 30 больных детей, II группа (7-11 лет) - 52 здоровых и 35 больных, ИГ группа (12-16 лет) - 42 здоровых и 35 больных. На каждого ребенка была оформлена специальная анкета, куда фиксировались данные анамнеза, объективного статуса, лабораторных и функциональных методов исследования. Дети контрольной группы относились к I и И группам здоровья; дети основной группы распределились следующим образом: 15 чел. (15%) было I группы здоровья, 55 чел. (55%) - II и 30 чел. (30%) - III группы здоровья.

Детям, больным острой пневмонией, проводилось полное клииико-лабо-раторное и рентгенологическое исследование. Диагноз острой пневмонии выставлялся согласно классификации, принятой в нашей стране с учетом ряда дополнений, внесенных на симпозиуме по неспецифическим заболеваниям легких (1995).

Оценка функционального состояния респираторной системы у детей проводилась с помощью пробы Giuliani (1978) с определением расчетных коэффициентов: индекса эффективности вентиляции, индекса потребления кислорода, общей задержки дыхания. Это простая в выполнении, неинвазивная и информативная проба, которая может выполняться у детей старше 5 лет.

Для исследования времени мукоцилиарного транспорта (МЦТ) использовали тест по определению времени перемещения индикаторного вещества с мо-

мента нанесения его на слизистую оболочку полости носа до появления его в ротоглотке. За норму принимали время МЦТ до 30 мин. (Б.В. Шеврыгин, 1996).

Количественное содержание биогенных аминов (БАм) в крови у детей проводили по методике Б.Н. Манухина, Л.В.Бердышевой, Е.В.Волиной (1975, 1981). Пробы крови брались в утренние часы, в количестве 1 мл.

Функциональные исследования и определение БАм осуществлялось в динамике развития острой пневмонии - в период выраженных клинических проявлений и в период реконвалесценции.

Характеристика экспериментального материала и методы исследования.

Экспериментальные исследования проводили на 29 (21 - в основной группе и 8 - в контрольной) нелинейных неполовозрелых крысах (возраст 2-4 недели), содержащихся в стандартных условиях вивария. Воспалительный процесс в легких вызывали путем интратрахеальной ижпилляции культуры Staphylo-coccus aureus, штамм № 16 (доза заражения 5х 109). Животных выводили из опыта на 4, 7, 14 и 21 сутки от момента заражения, предварительно наркотизировав эфирным наркозом, затем проводили экстирпацию легких. Препараты из легочной ткани готовились по общепринятым в гистологии методикам прш отовления гистологических препаратов.

Морфологическая структура легких изучалась путем окраски срезов гематоксилином и эозином. Для определения морфометрических показателей с помощью винтового окуляр-микрометра MOB1-16 проводились расчеты апикально-базального индекса.

Изучение тучных клеток проводилось на гистологических препаратах, окрашенных метиленовым синим. Для исследования содержания БАм в тучных клетках применяли гистохимический метод Фурнесс и Коста (1979).

Для определения количественного содержания БАм в легочной ткани использовали методику Б.Н. Манухина с соавторами (1975,1981).

Статистическая обработка данных клинического и экспериментального исследований проводилась с использованием методов вариационной статистики в описании П.Ф. Рокицкого (1973) с помощью компьютерных средств статистической обработки данных Statistica 5.0. Рассчитывались следующие показатели: средняя арифметическая (М), ошибка средней арифметической (m), среднее квадратическое отклонение, критерий Стьюдента (t), показатель достоверности различий (р). Для оценки существенности

различий полученных результатов использовали доверительный интервал 95%, т.е. отклонение от истинного значения параметров не превышало 5% (р<0,05).

Наличие связей и силу между исследуемыми величинами изучали с использованием коэффициента корреляции Пирсона (г). Слабую корреляционную связь констатировали при г < 0,30, умеренную - при г = 0,300,69, сильную - при г = 0,1-1,0. Достоверность наличия корреляционной связи оценивали положительно при р<0,05.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ.

Изучена клиническая характеристика. острой внебольничной пневмонии, выявлены её возрастные особенности, которые не отличались от описанной ранее клинической картины острой пневмонии В.К. Таточенко, 1994 и Г.Н. Бондарь, 1998.

Интерес представляют выявленные некоторые отличительные особенности пневмонии при различных морфологических формах. Так, сегментарная пневмония чаще являлась первым эпизодом пневмонии по сравнению с очаговой (81% и 11% (р<0,05)). При очаговой пневмонии чаще наблюдалась двусторонняя локализация процесса (41,1%). При сегментарной и очагово-сливной формах у большей части детей наблюдалось. повышение температуры до феб-рильных цифр (10,0% и 66,1% соответственно) по сравнению с очаговой (56,0%). При сегментарной форме у большего количества детей наблюдались выраженные симптомы интоксикадии по сравнению с очагово-сливной и очаговой формой (39,1%, 25,0% и 9,2% соответственно). Симптомы дыхательной недостаточности чаще выявлялись при сегментарной форме и очагово-сливной по сравнению с очаговой пневмонией (18,3%, 66,1% и 45,4% (р<0,05)). При физикальном исследовании укорочение перкуторного звука и локальное ослабление дыхания также чаще выявлялось при сегментарной форме, чем при очаговой (13,9% и 52,3% (р<0,05) и 13,9% и 41,8% (р<0,05) соответственно). При сегментарной форме пневмонии аускультативные данные сохранялись достоверно дольше, чем при очаговой форме (10,1±0,8 и 8,3±0,3 дней (р<0,05).

Функциональные нарушения дыхательной системы, выявленные в острый период заболевания, были более выражены у детей младшего возраста. Так, у детей 1 группы в возрасте до 6 лет в период разгара заболевания отмечалось достоверное изменение всех параметров пробы Giuliani - уменьшение индекса эффективности вентиляции (ИЭВ) до 0,9±0,1, суммарного коэффициента -

обшей задержки дыхания (ОЗД) до 57,9±3,5 и увеличение индекса потребления кислорода (ИПК) до 2,0±0,1 по сравнению со здоровыми детьми того же возраста (ИЭВ - 1,14±0,05; ИПК - 1,7±0,1; ОЗД - 67,6±2,7). Во 2 и 3 возрастных группах детей в острый период наблюдалось достоверное изменение двух параметров данной пробы - снижение общей задержки дыхания до 69,1 ±3,3 и 87,5±5,4 соответственно и увеличение индекса потребления кислорода до 1,9±0,07 и 2,15±0,08 (при норме: ОЗД- 80,4±4,1 и 100,91±4,03; ИПК - 1,71±0,06 и 1,9±0,08). Достоверных различий между параметрами пробы Giuliani при разных морфологических формах не выявлялось, хотя прослеживалось более интенсивное снижение параметров пробы Giuliani при очагово-сливной и сегментарной формах пневмонии по сравнению с очаговой. Период реконвалесценции характеризовался выравниванием показателей данной пробы до уровня здоровых детей.

Представленные результаты можно соотнести с данными, полученными с помощью аппаратных методов исследования. Известно, что эффективная легочная вентиляция обеспечивает беспрепятственное прохождение воздуха по бронхиальному дереву и наличие достаточного количества альвеол, способных увеличивать свой объем при дыхании (В.К. Таточенко, 2000). В острый период пневмонии чаще наблюдается рестриктивная форма вентиляционной недостаточности, обусловленная уменьшением площади газообмена и снижением растяжимости легочной ткани. Это находит отражение в снижении легочных обьемов - жизненной емкости легких, форсированной жизненной емкости легких, уменьшении продолжительности выдоха при проведении спирогра-фического и пневмотахографического обследований (В.К. Тагоченко, 2000). Уменьшение площади функционирующей альвеолокапиллярной мембраны приводит к нарушению газового состава крови - артериальной гиперкапнии и гипоксемии. Кроме этого, артериальная гипоксемия, которая в остром периоде болезни наблюдается у подавляющего большинства больных, развивается вследствие нарушения равномерности распределения вентиляционно-перфузионных отношений в легких. Данные литературы свидетельствуют о более выраженных изменениях газового состава крови у детей раннего возраста по сравнению со старшими детьми (И.С. Ширяева, 1994). Таким образом, результаты нашего исследования (выявленное уменьшение индекса эффективности вентиляции и увеличение индекса потребления кислорода пробы Giuliani) согласуются с данными других исследователей, полученных

аппаратными методами исследования. Уменьшение показателя общей задержки дыхания, что отражает наличие повышенной потребности организма в кислороде, согласуется с работами других авторов, отмечающих уменьшение показателей проб Штанге и Генча у взрослых пациентов в период разгара воспалительных заболеваний легких (Л.Т. Эфендиева с соавт. 1975; Г.Б.Федосеев, 1998). В период реконвалесценции наблюдалась нормализация показателей пробы Giuliani, что свидетельствует о восстановлении функциональной способности легких по мере разрешения воспалительного процесса.

Результаты комплексного исследования времени мукоцилиарного аранс-порта, системы БАм при острой пневмонии у детей позволили выявить ряд закономерностей изменения данных показателей в зависимости от клинического течения заболевания и морфологической формы.

В острый период заболевзния у 69% детей наблюдалось нарушение муко-цилиарного транспорта, при этом в 66,7% случаев имелась II степень двигательной функции мерцательного эпителия (ДФМЭ) (31 - 60 мин.), а у 2,3% - III степень (более 60 мин.). За норму принимали время МЦТ до 30 минут (I степень ДФМЭ). Среднее время МЦТ в острый период пневмонии составило 34,1±1,0мин.

Нормальные показатели МЦТ имели место у детей с разными морфологическими формами пневмонии в 31% случаев. Клиническая картина заболевания у них характеризовалась слабозыраженными катаральными явлениями в носоглотке, умеренными симптомами интоксикации, невыраженной дыхательной недостаточностью, локальными

мелкопузырчатыми хрипами в легких.

Сравнительный анализ данных МЦТ при различных морфологических формах пневмонии не выявил достоверных различий между ними, хотя менее выраженное нарушение МЦТ имелось при очаговой пневмонии (33,9=Ы,2), наибольшее отклонение от нормы имело место при сегментарной пневмонии (35,4±2,2). Этот факт может говорить о том, что больший объем поражения легочной - ткани приводит к более выраженному нарушению мукоцилиарной функции. Не выявлено достоверной зависимости времени МЦТ от возраста детей.

Исследование времени МЦТ в динамике выявило следующие закономерности. В период реконвалесценции наблюдалось значительное уменьшение времени МЦТ до 29,6-Ю,9 (р|<0,001), т.е. улучшение мукоцилиарной функции.

При этом статистически достоверно увеличивалось количество детей с нормальной функцией МЦТ (с 31% до 60% (р<0,001)). Оценивая динамику показателей времени МЦТ при различных морфологических формах пневмонии, мы выявили достоверное улучшение данного показателя при очаговой пневмонии (ускорение в 1,2 раза) и тенденцию к ускорению при очагово-сливной и сегментарной формах. В то же время,- на фоне проводимого лечения у 40% рекоивалесцентов сохранялось нарушение мукоцилиарной функции. Изучение влияния на данный показатель наличия хронических заболеваний носоглотки, одно- или двустороннего характера поражения легочной ткани, кратности заболевания пневмонией, не выявило достоверной зависимости от исследуемых показателей.

Таким образом, при острой пневмонии наблюдалось нарушение мукоцилиарной функции, зависящее от периода клинического течения заболевания. В период реконвалесценции происходило восстановление мукоцилиарного очищения. Однако, почти у половины пациентов оставалось нарушение мукоцилиарного транспорта. Анализ анамнестических данных и преморбидного фона объяснения последнего факта нам не дал. Одновременно мы не выявили и каких-либо достоверных отличительных особенностей течения заболевания у данной группы пациентов, что диктует необходимость продолжения исследований в этой области.

Результаты изучения уровня биогенных аминов показали, что в период выраженных клинических проявлений острой пневмонии содержание всех исследуемых БАм в крови у детей основной группы превышало аналогичные показатели здоровых детей (увеличение катехоламинов в 1,6 раза и индолал-киламинов в 1,2 раза) (табл.1). При этом изменение содержания каждого биогенного амина подвержено значительным индивидуальным колебаниям.

Исследование зависимости уровня БАм от объема поражения легочной ткани выявило ряд фактов. В острый период в содержании катехоламинов отмечалось варьирование средних показателей БАм при разных морфологических формах - наибольший уровень адреналина и норадреналина (АЖА) отмечался при сегментарной форме (72Д±9,5), наименьший - при очаговой (61,0±6,3), но различия между ними статистически не достоверны. Установлено достоверное различие в содержании серотонииа (С) - при

сегментарной форме пневмонии уровень серотонина больше, чем при очаговой форме (154,3+5,5 и 141,4-ЬЗ,4 (р<0,05)).

Таблица 1

СОДЕРЖАНИЕ БИОГЕННЫХ АМИНОВ В КРОВИ У ДЕТЕЙ В ДИНАМИКЕ ОСТРОЙ ПНЕВМОНИИ (В Н17МЛ).

Показатели Контрольная группа (п=14) Основная группа

острый период (п=64) период реконвалесценции (п=51)

Адреналин+-норадреналин 38,5+5,5 65,3+4,9 р,<0,05 48,3+2,6 р2'0.001

Дофамин 9,5+0,9 17,0+1,1 р:<0,01 10,6+0,6 р-<о.оо|

Серотонин 119,3+3,1 146,4+2,8 р,<с,оо1 128,9+2,2 рг<о,оо!

Триптамин 141,6+10,5 173,5+4,7 р^о.оо! 145,8+3,5 р,<0.001

Р1- достоверность различий с показателем контрольной группы

Р;- достоверность различий показателей между периодами

При изучении дальнейшей динамики содержания БАм при острой пневмонии выявлено их достоверное снижение (р<0,001) и нормализация в период реконвалесценции. Отмечены возрастные особенности в содержании суммарного количества адреналина и норадреналина: у детей 3-6 лет и 7-11 лет уровень данных БАм снизился, но не достиг показателей контрольной группы в отличие от группы детей 12-16 лет, где происходила нормализация уровня адреналина и норадреналина. При этом выявлена зависимость содержания БАм от морфологической формы пневмонии. Уровень адреналина и норадреналина при сегментарной форме (54,3+4,5) превышал контрольные показатели в отличие от других форм (р<0,02). Уровень дофамина нормализовался при всех морфологических формах заболевания. Похожая динамика прослеживалась в содержании индолалкиламинов. Так, при сегментарной пневмонии уровни серотонина и триптамина (Т) (135,2+4,2 и 149,1 ±5,2) по-прежнему были наибольшими по сравнению с другими формами. При этом содержание серотонина при сегментарной форме достоверно снизилось, но не достигло нормальных значений (р<0,05).

Таким образом, при острой пневмонии происходит изменение уровня биогенных аминов, зависящее от периода заболевания и морфологической формы.

Корреляционный анализ выявил наличие взаимосвязей между содержанием исследуемых БАм. Так, в контрольной группе прослеживалась прямая сильная связь между индолалкиламинами - С и Т (г = +0,9, р<0,01). В основной группе в период выраженных клинических проявлений имелись умеренные прямые связи между уровнем серотонина и А+НА (г= +0,33, р<0,01); серотонина и дофамина (г= +0,46, р<0,001); серотонина и триптамина (г= +0,53, р<0.001). Кроме того, слабая прямая связь обнаруживалась между уровнем дофамина и триптамина (г= +0,27, р<0,05). В период рсконвалесценции взаимосвязи между катехоламинами и индолалкиламинами утрачивались, сохранялась прямая умеренная связь между С и Т (г= +0,63, р<0,001). Выявленные взаимосвязи между различными БАм позволяют говорить о них как о единой системе, контролирующей различные физиологические процессы в организме. При этом нарастание уровня одних биологически активных веществ вызывает увеличение количества других, обладающих противоположным действием, что, в конечном итоге, способствует поддержанию постоянства внутренней среды (A.M. Угевский, 1970).

С целью изучения морфологических изменений слизистой оболочки бронхиального дерева при пневмонии и количественного содержания БАм непосредственно в легочной ткани, что невозможно произвести в клинике. нами проведено экспериментальное исследование.

При изучении морфологической картины легочной ткани при пневмонии мы наблюдали очаги выраженной лимфоидной инфильтрации ткани легкого, со скоплением в просвете альвеол большого количества клеточных элементов и экссудата, кровоизлиянием в полость альвеол, нарушением целостности альвеолярных перегородок, полнокровием легочных сосудов.

При этом выявлены определенные структурные изменения всего кондукторного отдела легких. Происходило изменение эпителиального пласта (величины апикально-базального индекса): обнаруживались участки истонченного эпителия, а также участки с перерожденным эпителием, т.е. с явлениями метаплазии. В отдельных бронхах бокаловидные клетки были «замурованы» в толще метаплазированного эпителия. Появлялись участки «лысых» полей - лишенные ресничек. Кроме того, деструктивные процессы приводили не только к нарушению эпителиального пласта, но и к увеличению количества слизистых клеток (бокаловидно-клеточная гиперплазия),

приводящей к гиперпродукции секрета. Просвет некоторых бронхов был полностью заполнен слизью. Полученные данные согласуются с результатами исследований других авторов (Х.К.Султанов с соавт., 1983; С.Л. Гуляев, 1996).

Результаты нашего исследования показывают, что в разные сроки экспериментальной пневмонии выраженность изменений в бронхах разного калибра неодинакова, чем, возможно, объясняется, динамика фичикальнмх изменений в легких при пневмонии у детей (рис.1).

мкм

Крупный бронх Средний бронх Мелний бронх

□ контрольная [руппа 04сутки В7суиеи Ш 14сутки ЕЭ21 сугки

Рисунок 1. Динамика апикально-базального индекса в бронхиальном дерезе в течение 21 суток экспериментальной пневмонии у крыс.

На ранних сроках воспалительного процесса десгруктивные изменения наблюдались преимущественно в бронхах крупного и среднего калибра. Для клинической картины заболевания у детей в данный период характерно, как правило, отсутствие хрипов. В период разгара пневмонии патологические изменения выявлялись во всех бронхах, но более выраженными они были в средних и мелких бронхах. В клинической картине заболевания у большинства детей в этот период выявляются мелко- и среднепузырчатые хрипы. В период репаративных процессов в легочной ткани бронхи крупного и среднего калибров были преимущественно интактны, но в мелких бронхах сохранялись отдельные очаги деструкции. Период реконвалесценции у детей характеризуется регрессом физикальных изменений в легких.

Таким образом, результаты проведенного морфологического исследования свидетельствуют о том, что при острой пневмонии у животных наблюдаются структурные и функциональные изменения мерцагельного эпителия на разных уровнях бронхиального дерева. Несмотря на условность каких-либо аналогий с

патогенезом пневмонии у человека, указанные изменения могут являться морфологической основой нарушения мукоцилиарного транспорта при острой пневмонии у детей.

Полученные данные о динамике содержания тучных клеток (ТК) в легких при экспериментальной пневмонии свидетельствовали об активном вовлечении тканевых базофилов в патогенез воспалительной реакции при пневмонии. Так, наблюдалось увеличение общего количества тучных клеток в течение всего патологического процесса, их активная дегрануляция, возрастание интенсивности дегрануляции (рис.2,3).

на 1 кв.мм

крупный бронх средний бронх мелкий бронх альвеолярная 1 кань □ Контрольная группа □ 4-е сутки В 7-е сутки 014-е сутки @ 21-е сутки

Рис.2 Изменение общего количества тучных клеток при экспериметальной пневмонии в разные сроки заболевания.

крупный бронх средний бронх мелкий бронх альвеолярная

ткань

□ Контрольная группа □ 4-е сутки Ш 7-е сутки 014-е сутки В 21-е сутки

Рис.3 Динамика коэффициента дегрануляции тучных клеток при экспериментальной пневмонии.

При этом выраженность реакции ТК в бронхах разного калибра в разные

сроки заболевания неравнозначна. В ранние сроки воспалительного процесса

изменение ТК происходило на протяжении всего бронхиального дерева и в респираторном отделе. Наиболее активная реакция ТК отмечалась в бронхах среднего и мелкого калибров. На этом же сроке патологического процесса выявлялось значительное увеличение содержания дофамина, серотонина и триптамина в ткани легкого, причем увеличение индолалкиламинов выражено в большей степени, чем дофамина (рис.4).

нг/г 700 , 600 | 500 ; 400 -| 300 -(

200 100 0 -

Рис.4 Динамика уровня биогенных аминов в легких крыс при экспериментальной пневмонии.

К концу 1 недели после заражения активность тучных клеток продолжала нарастать в бронхах разного калибра. Необходимо отметить, что в данный период патологического процесса отмечалась максимальная активность тучных клеток кондукторного отдела. Уровень биогенных аминов в ткани легкого оставался стабильно высоким. На 14 сутки после заражения, в период ярко выраженного воспалительного процесса в альвеолярной ткани в бронхах крупного и среднего калибра отмечалось постепенное снижение активности тучных клеток, хотя она оставалась высокой по сравнению с контрольной группой. В бронхах мелкого калибра и в альвеолярной ткани отмечалась выраженная реакция ТК. Более того, в альвеолярной ткани она максимальна за весь период развития патологического процесса. Содержание индолалкиламинов на эюм сроке несколько снизилось (серотонина - до 444,0±21,6; триптамина - до 355,0124,8 нг/г), но оставалось выше показателей контрольной группы. На 21-е сутки от момента заражения в период репаративных изменений все характеристики ТК в бронхах крупного калибра практически не отличались от контрольной группы. В бронхах среднего калибра показатели активности ТК также приближались к показателям контрольной группы. В мелких бронхах и респираторном отделе

легкого по-прежнему отмечалась высокая активность ТК. При этом люминесцентный анализ свидетельствовал о выраженном процессе обмена медиаторами между ТК и соединительной тканью. На этот срок приходился второй пик подъема содержания индолалкиламинов в легочной ткани (серотонина - до 535,6±29,1; триптамина - до 453,0+31,5 нг/г). По данным литературы, серотонин и триптамин оказывают пролиферирующее действие на элементы соединительной ткани, в частности на фибробласты, осуществляющие синтез гликозаминопротеогликанов основного вещества соединительной ткани, и с этим может быть связано повышение их уровня в период образования соединительной ткани (А.М.Чернух, 1979).

Таким образом, тучные клетки принимают активное участие в реализации воспалительной реакции при экспериментальной пневмонии. Их активная дегрануляция приводит к массовому выходу гранул, содержащих биогенные амины, что приводит к увеличению уровня последних в ткани легкого и циркулирующей крови. Данные литературы свидетельствуют о наличии корреляционной связи между содержанием биогенных аминов в крови и легочной ткани у больных бронхолегочными заболеваниями (Л.Е.Кривенко,

1997). Результаты нашего исследования свидетельствуют о модулирующем действии биогенных аминов на воспаление на протяжении всего патологического процесса - от этапа повреждения до периода репарлгивных процессов в ткани легкого.

Повышение уровня БАм может происходить также и за счет нарушения инактивирующей способности легочной ткани в условиях воспаления и гипоксии. В настоящее время доказана связь легочного метаболизма БАм с развитием воспаления - происходит угнетение легочной инактивации БАм, особенно тех, которые метаболизируются преимущественно легочным эндотелием (серотонина, норадреналина, брадикинина). Это, в конечном итоге, способствует повышению их уровня в циркулирующей крови (Г.Б. Федосеев,

1998). Последнее может быть одним из объяснений того факта, выявленного в ходе нашего исследования, что уровень БАм зависит от объема пораженной легочной ткани.

Серотонин является признанным медиатором воспаления. Повышая тонус гладкомышечных клеток и проницаемость капилляров, он обусловливает отечный и бронхоспастический компоненты воспалительного процесса

(П.Л. Мотавкин, 1997). Избыточные концентрации серотонина могут способствовать перерастанию звена сосудистых воспалительных реакций в патологические, углублению микроциркуляторных расстройств и

формированию тяжелых гипоксических изменений в очаге воспаления. Серотонин может принимать участие в реализации изменений ряда функций систем организма, имеющих место при острой пневмонии. Известно, что серотонин регулирует интенсивность респираторного влаговыделения (РВ) (Б.И. Гельцер с соавт., 2000).При острой пневмонии имеет место снижение РВ, что нарушает состояние слизистой оболочки дыхательных путей. Серотонин является стимулятором образования перекисей липидов. что имеет место при гипоксии. Серотонин увеличивает вязкость крови и способствует образованию микротромбов, что может служить причиной гиперкоагуляции, выявляемой практически у всех больных острой пневмонией в разгар заболевания (A.M. Федоров. 1994). Известно негативное влияние серотонина на иммунологические реакции, что может быть одной из причин недостаточности иммунной системы при пневмонии (Ю.Г. Алексеевских с соавт., 1991).

Триптамин, близкое к серотонину соединение, в биосинтезе и метаболизме которого участвуют те же ферменты. Известно, что триптамин, как и серотонин, является вазоконстриктором. Кроме того, избыточная концентрация триптамина оказывает ингибируюшес действие на синтез сурфактанта легких, что может служить причиной нарушения данной функции при пневмонии (Л.Е. Кривенко, 1997). Результаты нашего исследования показывают, что изменение уровня триптамина протекает однонаправлено с серотонином. Это свидетельствует об участии триптамина в реализации воспалительной реакции, но механизм его воздействия на воспалительный процесс до конца не изучен.

Многие исследователи отмечают влияние серотонина на уровень катехоламинов (A.M. Чернух, 1979; В.И. Кулинский, 1983). Результаты нашего исследования показывают наличие взаимосвязи катехоламинов с индолалкил-аминами именно в острый период заболевания. Влияние катехоламинов на воспалительный процесс неоднозначно. В зависимости от концентрации в очаге воспаления катехоламины могут обладать как противовоспалительными эффектами (за счет спазма прекапилляров и ограничения экссудативных процессов), так и увеличивать зону деструктивных изменений, что связано как с дополни-

тельным спашом прекапилляров, так и с непосредственным воздействием катехоламинов на клетки (Г.Б. Федосеев, I 998).

Корреляционный анализ данных верифицировал влияние некоторых БАм на параметры МЦТ. Так, в острый период заболевания имелась прямая - связь между уровнем серотонина и временем МЦТ, причем в 1 и 2 группе детей регистрировалась средняя зависимость (г= +0,47, р<0,05 и г= +0,45, р<0,05 соответственно), а в 3 группе - сильная (г= +0,71, р<0,05). Интересно отметить, что в период реконвалесцекции в 1 группе детей данная связь утрачивалась; во 2 группе немного усиливалась (г= +0,59 , р<0,05), а в 3 группе - ослаблялась (г= +0,63 , р<0,05). Кроме этого, в 3 группе детей в период реконвалесценции имелась прямая умеренная связь между уровнем триптамина и временем МЦТ (г= +0,42, р<0,05).

Таким образом, результаты проведенного нами комплексного исследования свидетельствуют о том, что в регуляции функции мукоцилиарной системы принимают участие биогенные амины. Выявленные взаимосвязи позволяют нам предположить наличие единой функциональной системы «биогенные амины - мукоцилиарный транспорт» (рис.5). Одним из источников биогенных аминов являются тучные клетки, активация которых приводит к увеличению уровня последних в легочной ткани и циркулирующей крови. Причем влияние БАм возможно как на механизмы продвижения секрета, так и на процесс его выработки. Данные литературы свидетельствуют о влиянии катехоламинов непосредственно на цилиарный аппарат мерцательного эпителия (Б.И. Гельцер, 1993). Воздействие индолалкиламинов реализуется через формирование отечного компонента воспалительного процесса, на что указывают многие исследователи - вследствие расстройства микроциркуляции, повышенной проницаемости сосудов развивается отек слизистой оболочки бронхиального дерева, чго приводит к структурным изменениям мерцательного эпителия: наблюдается деструкция эпителия, его метаплазия, наряду с этим выявляются участки, лишенные ресничек. Помимо этого, имеет место бокаловидно-клеточная гиперплазия, нарушение структуры и функции бокаловидных клеток. Поскольку эти клетки содержат рецепторы адренергических регуляторных систем, возможно влияние биогенных аминов на выработку и свойства секрета (П.А.Мотавкин, 1998). Структурные и функциональные нарушения слизистой оболочки кондукторного отдела легких приводят к

нарушению механизмов образования и выведения секрета, способствуя развитию вторичной мукоцилиарной недостаточности.

Рис.5 Схема единой функциональной системы «биогенные амины мукоцилиарный транспорт»

Таким образом, при острой пневмонии развивается мукоцилиарная недостаточность, морфологической основой которой являются деструктивные процессы мерцательного эпителия кондукторного отдела легких и гиперпродукция слизи. Активация системы тучных клеток сопровождается повышением уровня биогенных аминов, что, наряду с нарушением процессов инактивации последних в условиях гипоксии, приводит к увеличению их содержания в ткани легкого и в периферической крови. Катехоламины и индолалкиламины, воздействуя на мерцательный эпителий и регулируя выработку слизи, контролируют систему мукоцилиарного транспорта, определяя в целом течение воспалительного процесса и, возможно, его исход.

Таким образом, в резулыатс проведенной работы нам удалось решить поставленные задачи и добиться конечной цели исследования.

ВЫВОДЫ.

1. Выявлено изменение мукоцилиарного транспорта и содержания биогенных аминов (БАм), зависящее от стадии клинического течения и морфологической формы острой пневмонии у детей. В период выраженных клинических проявлений имеет место замедление мукоцилиарного транспорта (МЦТ) до 34,1 ±1,0 мин. и повышение в крови уровня адреналина+норадреналина - до 65,3+4,9 нг/мл (р<0,05), дофамина - до 17,0±1,1(р<0,01), серотонина - до 146,4±2,8 (р<0,001), триптамина - до 173,5±4,7(р<0,001)). Минимальные изменения данных показателей определены при очаговой пневмонии, максимальные - при сегментарной.

2. Установлено, что в период реконвалесценции пневмонии мукоцилиарная функция улучшается (уменьшение времени МЦТ до 29,6+0,9 мин. фК0,001). Выявлена зависимость времени мукоцилиарного транспорта от морфологической формы пневмонии: при очаговой имеет место уменьшение времени МЦТ (с 33,9±1,2 до 29,2±1,0 ^<0,01); при очагово-сливной и сегментарной формах - тенденция к улучшению мукоцил парной функции (уменьшение времени МЦТ с 34,8±2,4 до 29,9±2,2 мин. и с 35,4±2,2 до 31,84:2,0 мин. соответственно). При сегментарной форме пневмонии сохраняется повышенный уровень БАм (адреналина+норадреналина - до 54,3+4,5 нг/мл, серотонина - до 135,2±4,2 нг/мл), при очаговой и очагово-сливной формах отмечена нормализация уровня биогенных аминов.

3. Установлена прямая корреляционная зависимость между уровнем катехоламинов и индолалкиламинов в период выраженных клинических проявлений острой пневмонии у детей, уровнем серотонина и временем мукоцилпарного транспорта в течение всего заболевания.

4. На модели экспериментальной пневмонии показано, что при остром воспалительном процессе в легочной ткани происходят структурные нарушения всего кондукторного отдела, выражающиеся в деструктивных процессах эпителиального пласта и изменении соотношения бокаловидных и реснитчатых клеток, что приводит к замедлению выведения избыточно продуцируемого секрета. Доказано, что структурные нарушения кондукторного отдела легкого находятся в соответствии со сроком заболевания: в ранние сроки воспалительного процесса деструктивные изменения наблюдаются преимущественно в бронхах крупного и среднего калибра; в период разгара патологические изменения выявляются во всех бронхах, но более выражены они в средних и мелких бронхах. В период репаративных процессов в легочной ткани бронхи крупного и среднего калибров преимущественно интактны, в мелких же бронхах сохраняются отдельные очаги деструкции.

5. Определена разная степень активности тучных клеток легкого в динамике экспериментальной пневмонии, что тесно связано со степенью дегрануляции тучных клеток и их различной концентрацией в кондукторном и альвеолярном- отделах в разные сроки заболевания: в ранние сроки воспалительною процесса наиболее активная реакция тучных клеток отмечается в бронхах среднего и мелкого калибров; в период разгара выявляется максимальная активность тучных клеток респираторного отдела; в период репаративных изменений высокая активность тканевых базофилов остается в мелких бронхах и респираторном отделе легкого. Выявлена прямая корреляционная зависимость между количеством дегранулирующих тучных клеток и содержанием серотонина в ткани легкого.

6. Установлено, что развитие воспалительного процесса в легких при экспериментальной пневмонии сопровождается увеличением содержания в легочной ткани дофамина до 30,4±5,2 нг/г (р|<0,05), серотонина до 634,6±36.8 нг/г (р<0,001) и триптамина до 572,4±40,1 нг/г (р<0,001). Отмечено, что повышенный уровень биогенных аминов сохраняется на протяжении всего воспалительного процесса. Выявлены два пика подъема уровня

индолалкиламинов: первый — при формировании воспалительных изменений в ткани легкого, второй - в ходе репаративных процессов в очаге воспаления.

7. Выявленная зависимость между временем мукоцилиарного транспорта и уровнем некоторых биогенных аминов, степенью изменения слизистой оболочки бронхиального дерева, активностью тучных клеток в разные сроки воспалительного процесса и содержанием биогенных аминов в ткани легкого позволяет предположить наличие единой функциональной системы «биогенные амины - мукоцилиарный транспорт», что является основой для патогенетического подхода к лечению и прогнозу заболевания.

1.Для оценки функционального состояния респираторной системы при острой пневмонии у детей в качестве скринингового метода рекомендуем использовать пробу Giuliani с определением расчетных коэффициентов: индекса эффективности вентиляции (ИЭВ), индекса потребления кислорода (ИПК), общей задержки дыхания (ОЗД). Нормальные показатели ИЭВ ИПК ОЗД

Критериями нарушения функционального состояния респираторной системы рекомендуем считать снижение ИЭВ, ОЗД и увеличение ИПК.

2. Отсутствие полного восстановления мукоцилиарного транспорта в период реконвалесценции при очагово-сливной и сегментарной формах острой пневмонии у детей диктует необходимость разработки методов коррекции мукоцилиарной функции на этапе реабилитации при указанных морфологических формах, что может являться одной из профилактических мер формирования затяжной пневмонии..

3. Уровень биогенных аминов в крови у детей в динамике острой пневмонии может служить дополнительным критерием диагностики активности процесса и объема поражения легочной ткани.

4. Представление о единой функциональной системе «биогенные амины-мукоцилиарный транспорт» позволяет рекомендовать се использование в дальнейших морфологических и клинических исследованиях.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ'

дети от 5 до 6 лет дети от 7 до 11 лет дети от 12 до 16 лет

0,9-1,2 1,4-1,9 60,3 - 73,0 1,2- 1,4 1,5- 1,9 72,1 -88,6 1,1 - 1,5 1,7-2,0 92,7- 109,1

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ.

1. Демченко В.Б., Овчинникова (Мостовая) И.Д. Функциональные особенности паттерна дыхания у детей школьного возраста // Тезисы докладов Дальневосточной региональной конференции молодых ученых «Фундаментальные проблемы охраны окружающей среды». Владивосток, 1997г.- С. 151-154.

2. Трофимова А.А., Овчинникова (Мостовая) И.Д., Швец О.В. Функциональные особенности внешнего дыхания у детей // Тезисы докладов 39 научно-практической конференции студентов и молодых >ченых ВГМУ. - Владивосток, 1998г. - С. 38.

3. Захаров С.С., Овчинникова (Мостовая) И.Д. Состояние и роль N0-синтазы при острых пневмониях у детей // Тезисы докладов 39 научно-практической конференции студентов и молодых ученых ВГМУ. -Владивосток, 1998г. - С . 172.

4. Овчинникова (Мостовая) И.Д., Сычева Е.Н. Сравнительный анализ некоторых параметров внешнего дыхания, гемодинамических показателей и функции слизистой оболочки носа у детей с разной длительностью занятий плаванием // Тезисы докладов 40 научно-практической конференции студентов и молодых ученых ВГМУ. -Владивосток, 1999г. - С. 85.

5. Овчинникова (Мостовая) И.Д., Шуматова Е.В., Шульга А.С. Влияние длительности занятий плаванием на параметры внешнего дыхания, основные гемодинамические показатели и функциональное состояние слизистой оболочки носа у детей // Тезисы докладов 40 научно-практической конференции' студентов и молодых ученых ВГМУ. -Владивосток, 1999г. - С. 86.

6. Каредина B.C., Овчинникова (Мостовая) И.Д., Исачкова Л.М. Биогенные амины в развитии экспериментальной пневмонии // сборник резюме 9-го Национального Конгресса по болезням органов дыхания. Москва,1999г.-С. 166.

7. Caredina V.S., Isachkova L.M., Ovchinnikova (Mostovaya) I.I). The morphological characteristics of the mucous membrane bronchus and biogenic amines contents at experimental pneumonia // сборник материалов 7-го

Международного симпозиума Японско-российского обмена. - Хиросаки, 1999г.-С. 246.

8. Овчинникова (Мостовая) И.Д. Роль биогенных аминов в развитии экспериментальной пневмонии // Тезисы докладов I Тихоокеанской научно-практической конференции студентов и молодых ученых с международным участием. - Владивосток, 2000. - С.22.

9. Мостовая И.Д Тучные клетки лехких крыс при экспериментальной пневмонии // Сборник статей «Науки о человеке» Второго конгресса молодых ученых и специалистов. - Томск, 2001.- С. 217-218.

10. Мостовая И.Д Тучные клетки легких крыс при экспериментальной пневмонии // Тезисы докладов II Тихоокеанской научно-практической конференции студентов и молодых ученых с международным участием. - Владивосток, 2001. - С.75.

11. Мостовая И.Д. Мукоцилиарный гранспорт и биогенные амины при острой пневмонии у детей // сборник резюме 13-го Национального Конгресса по болезням органов дыхания. - СПб, 2003. - С. 215.

12. Мостовая И.Д., Лучаиинова В.Н., Чижова Л.А. Состояние м}коцилиарного транспорта и системы биогенных аминов при острой пневмонии у детей // Сб. магериалов IX Конгресса педиатров России «Актуальные проблемы педиатрии». - Москва, 2004. - С. 294.

Список сокращений.

А - адреналин

БАм - биогенные амины

БАВ - биологически активные вещества

ДА - дофамин

ДФМЭ - двигательная функция мерцательного эпителия

И1ТК - индекс потребления кислорода

ИЭВ - индекс эффективности вентиляции

МЦТ - мукоцилиарный транспорт

МЭ - мерцательный эпителий

МЦС - мукоцилиарная система

НА - норадреналин

ОЗД - общая задержка дыхания

ОП - острая пневмония

РВ - респираторное влаговыделение

С -серотонин

Т -триптамин

ТК - тучные клетки

Мостовая Ирина Дмитриевна

СОСТОЯНИЕ МУКОЦИЛИАРНОГО ТРАНСПОРТА И СИСТЕМЫ БИОГЕННЫХ АМИНОВ ПРИ ОСТРОЙ ПНЕВМОНИИ У ДЕТЕЙ

(клинико-экспериментальное исследование)

АВТОРЕФЕРАТ

Подписано в печать с оригинал-макетов 04.03.2004. Формат 60x84/16. Бумага офсетная. Гарнитура Тайме. Объем 1.39 п.л. Печать цифровая. Тираж 100 шт. Заказ № 33

Отпечатано в типографии ООО РИЦ «Автограф» г. Владивосток ул. Фонтанная 3, оф. 2 Тел: 205-021

-s ^

Актуальность. Инфекционные воспалительные процессы органов дыхания являются одной из наиболее распространённых причин болезней человека [147]. Они составляют половину общей заболеваемости детей и одну треть заболеваемости подростков [48]. По данным ВОЗ, ежегодно в мире от острых инфекций респираторного тракта умирает 4,3 млн. детей в возрасте до 5 лет. Более 3 млн. в год из этого числа умирает от пневмонии [84]. В структуре младенческой смертности в России за последние годы заболевания органов дыхания находятся на 3 месте.

В последнее десятилетие отмечается устойчивый рост болезней органов дыхания, и в 2001 году у детей в возрасте до 14 лет он составил 13,1% по сравнению с 1990 г [20].

Наряду с ростом заболеваемости наблюдается тенденция к увеличению числа затяжных, рецидивирующих и хронических бронхолегочных заболеваний, которые весьма часто становятся причиной инвалидизации ребенка [117]. Источником же таких пневмоний нередко являются перенесенные острые пневмонии.

Одним из важнейших защитных механизмов органов дыхания является система мукоцилиарного транспорта (МЦТ), обеспечивающая очищение легких от различных ингалированных веществ. Изучение функции мукоцилиарной системы началось еще в первые десятилетия XX века. В дальнейшем были обнаружены доказательства ведущей роли дефектов МЦТ при различных заболеваниях дыхательных путей, в т.ч. и при пневмонии [29, 38, 44, 55, 65, 67, 72, 99, 112, 115]. Имеются исследования мукоцилиарной системы у детей при различных бронхолегочных заболеваниях [52, 94, 100, 106]. При острой пневмонии изучение МЦТ представлено в единичных работах, причем данные разноречивы [90, 91, 111].

В настоящее время в связи с ростом числа бронхолегочной патологии, неблагоприятной экологической обстановкой, которая негативно отражается на функции мукоцилиарной системы [5, 93, 142], данная проблема представляется актуальной в педиатрии.

В патогенезе воспалительного процесса при заболеваниях органов дыхания обязательным компонентом является изменение в системе медиаторов воспаления. Нарушению метаболизма биогенных аминов (БАм) придается большое значение в развитии заболеваний легких [94]. Концентрация указанных биологически активных веществ в значительной степени определяет тенденцию воспалительного процесса и выраженность компенсаторно-приспособительных реакций [96]. В доступной нам литературе мы не обнаружили работ, посвященных комплексному исследованию БАм при острой пневмонии у детей. Изучение этой проблемы представляется перспективным с точки зрения влияния биогенных аминов на систему мукоцилиарного транспорта.

Цель исследования: изучить некоторые патогенетические механизмы течения воспалительного процесса при острой пневмонии в клинике у детей и в эксперименте.

Задачи исследования

1. Оценить состояние мукоцилиарного транспорта при острой пневмонии у детей в динамике заболевания.

2. Исследовать количественное содержание биогенных аминов при острой пневмонии в крови у детей в динамике заболевания.

3. Изучить морфологические особенности бронхиального дерева легких при пневмонии в эксперименте.

4. Определить особенности активности тучных клеток и изменений системы моноаминов в ткани легкого при экспериментальной пневмонии в разные сроки течения патологического процесса.

5. Дать комплексную характеристику состояния мукоцилиарного транспорта и системы биогенных аминов при острой пневмонии у детей.

Научная новизна исследования

Впервые проведено комплексное исследование состояния мукоцилиарного транспорта и системы биогенных аминов в динамике заболевания острой пневмонии у детей.

Установлена регулирующая роль биогенных аминов в функционировании мукоцилиарного очищения и предложена концепция о единой функциональной системе «биогенные амины — мукоцилиарный транспорт».

Впервые исследовано функциональное состояние дыхательной системы при острой пневмонии у детей с помощью простой, неинвазивной, неаппаратной методики - пробы Giuliani, и выявлены изменения ее параметров, зависящие от периода заболевания и возраста детей.

Выявлены структурные изменения слизистой оболочки кондукторного отдела легких и разная степень активности тучных клеток в процессе развития воспалительного процесса в легочной ткани, сочетающиеся с количественным содержанием биогенных аминов в ткани легкого.

Практическая значимость работы

Выявлены дополнительные факторы формирования мукоцилиарной недостаточности у детей в течение острой пневмонии. Обосновано применение более длительной реабилитации детей с очагово-сливной и сегментарной формами пневмонии.

Получены новые данные по уровню биогенных аминов при разных морфологических формах острой пневмонии, которые могут служить дополнительными диагностическими критериями активности острой пневмонии и объема поражения легочной ткани у детей.

Установлено участие биогенных аминов в развитии вторичной мукоцилиарной недостаточности при острой пневмонии у детей, что может служить основой для патогенетического подхода к лечению и прогнозу заболевания.

Основные положения, выносимые на защиту

1. При острой пневмонии у детей наблюдается нарушение мукоцилиарного транспорта и функционального состояния дыхательной системы, зависящие от клинического течения и морфологической формы заболевания.

2. Направление изменения уровня биогенных аминов в крови зависит от периода заболевания и морфологической формы острой пневмонии у детей.

3. При экспериментальной пневмонии у животных изменения в слизистой оболочке кондукторного отдела и в альвеолярной ткани сопровождаются повышением функциональной активности тучных клеток бронхиального дерева и легочной ткани; эти процессы сочетаются с динамикой изменений катехоламинов и индолалкиламинов в легких.

Апробация диссертации Материалы диссертации представлены на Дальневосточной региональной конференции молодых ученых «Фундаментальные проблемы охраны окружающей среды» (Владивосток, 1997); 39-й и 40-й научно-практических конференциях студентов и молодых ученых «Проблемы экспериментальной, клинической и профилактической медицины на Дальнем Востоке» (Владивосток, 1998, 1999); 7-м Международном медицинском симпозиуме (Хиросаки, 1999); 9-м Национальном конгрессе по болезням органов дыхания (СПб, 1999); 1 и 2-й Тихоокеанской научно-практической конференции студентов и молодых ученых с международным участием (Владивосток, 2000, 2001); II Конгрессе молодых ученых и специалистов «Науки о человеке» (Томск, 2001); 13-м Национальном конгрессе по болезням органов дыхания (СПб, 2003); IX Конгрессе педиатров России (Москва, 2004); совместной конференции кафедр педиатрии № 2; биологии; гистологии, цитологии и эмбриологии ВГМУ (Владивосток, 2003); совместном заседании Проблемных комиссий «Материнство и детство» и «Морфология, физиология и биохимия» ВГМУ (Владивосток, 2004).

Внедрение результатов работы

В работе детских лечебно-профилактических учреждений Приморского края используются: 1) информационное письмо «Состояние системы биогенных аминов при острой пневмонии у детей», 2004 г.;

2) рационализаторское предложение «Способ оценки функционального состояния респираторной системы при помощи пробы Giuliani у детей при острой пневмонии», 2004 г., регистрационный номер № 2560.

Материалы исследования внедрены в учебный процесс Владивостокского государственного медицинского университета для студентов 4-6 курсов, клинических интернов и ординаторов, аспирантов, врачей.

Публикации

По материалам диссертации опубликовано 12 печатных работ, в том числе 4 - в центральной и 1 — в зарубежной печати.

Структура и объем диссертации

Материал диссертации изложен на 160 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, 4 глав собственных исследований, заключения, выводов, практических рекомендаций и списка литературы, состоящего из 230 источников, в том числе 156 отечественных и 74 зарубежных авторов. Текст иллюстрирован 31 рисунком, 13 фотографиями и 22 таблицами.

ВЫВОДЫ

1. Выявлено изменение мукоцилиарного транспорта и содержания биогенных аминов (БАм), зависящее от стадии клинического течения и морфологической формы острой пневмонии у детей. В период выраженных клинических проявлений имеет место замедление мукоцилиарного транспорта (МЦТ) до 34,1 ±1,0 мин. и повышение в крови уровня адреналина+норадреналина - до 65,3±4,9 нг/мл (р<0,05), дофамина - до 17,0±1,1(р<0,01), серотонина - до 146,4±2,8 (р<0,001), триптамина - до 173,5±4,7 нг/мл (р<0,001)). Минимальные изменения данных показателей определены при очаговой пневмонии, максимальные — при сегментарной.

2. Установлено, что в период реконвалесценции пневмонии мукоцилиарная функция улучшается (уменьшение времени МЦТ до 29,6±0,9 мин. (pi<0,001). Выявлена зависимость времени мукоцилиарного транспорта от морфологической формы пневмонии: при очаговой имеет место уменьшение времени МЦТ (с 33,9±1,2 до 29,2±1,0 (pi<0,01); при очагово-сливной и сегментарной формах - тенденция к улучшению мукоцилиарной функции (уменьшение времени МЦТ с 34,8±2,4 до 29,9±2,2 мин. и с 35,4±2,2 до 31,8±2,0 мин. соответственно). При сегментарной форме пневмонии сохраняется повышенный уровень БАм (адреналина+норадреналина - до 54,3±4,5 нг/мл, серотонина - до 135,2±4,2 нг/мл), при очаговой и очагово-сливной формах отмечена нормализация уровня биогенных аминов.

3. Установлена прямая корреляционная зависимость между уровнем катехоламинов и индолалкиламинов в период выраженных клинических проявлений острой пневмонии у детей, уровнем серотонина и временем мукоцилиарного транспорта в течение всего заболевания.

4. На модели экспериментальной пневмонии показано, что при остром воспалительном процессе в легочной ткани происходят структурные нарушения всего кондукторного отдела, выражающиеся в деструктивных процессах эпителиального пласта и изменении соотношения бокаловидных и реснитчатых клеток, что приводит к замедлению выведения избыточно продуцируемого секрета. Доказано, что структурные нарушения кондукторного отдела легкого находятся в соответствии со сроком заболевания: в ранние сроки воспалительного процесса деструктивные изменения наблюдаются преимущественно в бронхах крупного и среднего калибра; в период разгара патологические изменения выявляются во всех бронхах, но более выражены они в средних и мелких бронхах. В период репаративных процессов в легочной ткани бронхи крупного и среднего калибров преимущественно интактны, в мелких же бронхах сохраняются отдельные очаги деструкции.

5. Определена разная степень активности тучных клеток легкого в динамике экспериментальной пневмонии, что тесно связано со степенью дегрануляции тучных клеток и их различной концентрацией в кондукторном и альвеолярном отделах в разные сроки заболевания: в ранние сроки воспалительного процесса наиболее активная реакция тучных клеток отмечается в бронхах среднего и мелкого калибров; в период разгара выявляется максимальная активность тучных клеток респираторного отдела; в период репаративных изменений высокая активность тканевых базофилов остается в мелких бронхах и респираторном отделе легкого. Выявлена прямая корреляционная зависимость между количеством дегранулирующих тучных клеток и содержанием серотонина в ткани легкого.

6. Установлено, что развитие воспалительного процесса в легких при экспериментальной пневмонии сопровождается увеличением содержания в легочной ткани дофамина до 30,4±5,2 нг/г (pi<0,05), серотонина до 634,6±36,8 нг/г (р<0,001) и триптамина до 572,4±40,1 нг/г (р<0,001). Отмечено, что повышенный уровень биогенных аминов сохраняется на протяжении всего воспалительного процесса. Выявлены два пика подъема уровня индолалкиламинов: первый - при формировании воспалительных изменений в ткани легкого, второй - в ходе репаративных процессов в очаге воспаления.

7. Выявленная зависимость между временем мукоцилиарного транспорта и уровнем некоторых биогенных аминов, степенью изменения слизистой оболочки бронхиального дерева, активностью тучных клеток в разные сроки воспалительного процесса и содержанием биогенных аминов в ткани легкого позволяет предположить наличие единой функциональной системы «биогенные амины - мукоцилиарный транспорт», что является основой для патогенетического подхода к лечению и прогнозу заболевания.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1.Для оценки функционального состояния респираторной системы при острой пневмонии у детей в качестве скринингового метода рекомендуем использовать пробу Giuliani с определением расчетных коэффициентов: индекса эффективности вентиляции (ИЭВ), индекса потребления кислорода (ИПК), общей задержки дыхания (ОЗД). Нормальные показатели ИЭВ ИПК ОЗД

Критериями нарушения функционального состояния респираторной системы рекомендуем считать снижение индекса эффективности вентиляции, общей задержки дыхания и увеличение индекса потребления кислорода.

2. Отсутствие полного восстановления мукоцилиарного транспорта в период реконвалесценции при очагово-сливной и сегментарной формах острой пневмонии у детей диктует необходимость разработки методов коррекции мукоцилиарной функции на этапе реабилитации при указанных морфологических формах, что может являться одной из профилактических мер формирования затяжной пневмонии.

3. Уровень биогенных аминов в крови у детей в динамике острой пневмонии может служить дополнительным критерием диагностики активности процесса и объема поражения легочной ткани.

4. Представление о единой функциональной системе «биогенные амины-мукоцилиарный транспорт» позволяет рекомендовать ее использование в дальнейших морфологических и клинических исследованиях. дети от 5 до 6 лет дети от 7 до 11 лет дети от 12 до 16 лет

0,9- 1,2 1,4- 1,9 60,3-73,0 1,2- 1,4 1,5- 1,9 72,1 -88,6 1,1 - 1,5 1,7-2,0 92,7- 109,1