Цитологический анализ мокроты и содержания оксида азота в конденсате выдыхаемого воздуха при антракозе у шахтеров

ЦИТОЛОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ мокроты и СОДЕРЖАНИЯ оксида азота в конденсате выдыхаемого воздуха при антракозе у шахтеров

*Ильинских Н.Н., Чурляев Ю. А. Редкокаша Л.Ю., *Романова М.С., *Семенов А.Г.

В последнее десятилетие наблюдается существенное увеличение заболеваемости шахтеров антракозом. Антракоз обусловлен вдыханием угольной пыли. Встречается у рабочих угольных шахт, углеобогатительных фабрик, коксохимических заводов. Заболевание развивается медленно. Первые признаки его обнаруживаются у лиц, имеющих не менее чем 10−20-летний стаж работы. Рентгенологическая картина зависит от стадии заболевания. При антракозе I стадии на рентгенограмме определяется мелкосетчатый легочный рисунок, на фоне которого в нижних и средних отделах легких видны очажковые тени диаметром от 1 до 5 мм. При антракозе II стадии число очажковых теней значительно возрастает. При III стадии антракоза на рентгенограммах выявляются массивные (величиной 5−10 см) тени неправильной формы, с четкими контурами, локализующиеся в средних и верхних отделах одного или обоих легких. Вокруг этих крупных теней обычно разбросаны мелкие очажки. Иногда на томограммах выявляются антракотические каверны. Эта патология одна из основных, приводящих к инвалидизации и резкому снижением продолжительности жизни у шахтеров. В настоящее время антракоз рассматривается как хронический воспалительный процесс в дыхательных путях, а ее симптомы и выраженность являются его следствием. Для диагностики и контроля динамики антракоза является оценка биоптатов из проксимальных бронхов, полученных при помощи фибробронхоскопии. Однако к недостаткам этой методики относятся инвазивность и обременительность для больного. В настоящий период изучается информативность таких неинвазивных методик, как исследование клеточного состава индуцированной мокроты и уровней оксида азота в выдыхаемом воздухе или в конденсате выдыхаемого воздуха [1, 15, 17].

Метод исследования клеточного состава мокроты впервые был предложен для диагностики рака и туберкулеза легких и в настоящее время используется для выявления инфекционных агентов, изучения клеточных и неклеточных маркеров воспаления при различных заболеваниях легких [1].

Оксид азота NO — наиболее изученный газ выдыхаемого воздуха [15], однако его исследование в выдыхаемом воздухе с помощью хемилюминесцентного анализатора является высокозатратной технологией. В качестве альтернативы был предложен метод исследования содержания метаболитов NO в конденсате выдыхаемого воздуха. NO продуцируется многими клетками респираторного тракта. При воспалении провоспалительные цитокины и эндотоксины индуцируют экспрессию в клетках индуцибельной изоформы NO-синтазы, увеличивая иногда продукцию NO на порядок, причем эта индукция блокируется ингаляционными глюкокортикостероидами (ИГКС) [15]. Повышение концентрации метаболитов NO в конденсате выдыхаемого воздуха показано при таких заболеваниях, как бронхиальная астма, бронхоэктазы, муковисцидоз [3, 6, 10, 14]. Возможно предположить, что NO в выдыхаемом воздухе или в конденсате выдыхаемого воздуха может использоваться для неинвазивного мониторинга бронхиального воспаления, однако в настоящее время еще недостаточно информации о применении метода для контроля лечения антракоза. В ранее проведенных нами исследованиях было показано, что при антракозе существенно возрастает уровень цитогенетических нарушений. Известно, что оксид азота обладает способностью индуцировать нарушения в числе и структуре хромосом. В связи с этим возникает закономерное предположение о том, что причиной возникновения цитогенетических нарушений при этом заболевании является повышенное содержание в клетках и тканях организма больного NO и его метаболитов.

Цель данного исследования — изучить уровень цитологических изменений клеточного компонента индуцированной мокроты в связи с содержанием в выдыхаемом воздухе оксида азота у больных антракозом.

Материал и методы

антракоз мокрота цитологический шахтер В исследование были включены 54 пациента в возрасте от 34 до 72 лет (средний возраст (51,2+ 9,5) года), находившихся на стационарном лечении по поводу наличия антракоза в г. Междуреченске Кемеровской области и г. Томске. Степень тяжести и фаза заболевания определялись согласно международным рекомендациям. У 18 пациентов диагностирован антракоз легкого персистирующего течения, у 31 — средней и у 5 — тяжелой степени. Группу контроля составили 20 некурящих, практически здоровых добровольцев.

У всех пациентов ежедневно оценивали симптомы: кашель, одышку, количество мокроты по шкале от 0 до 5 баллов, количество приступов удушья. Дважды в сутки измерялась пиковая скорость выдоха (ПСВ). До и после купирования обострения проводилось спирографическое исследование с бронхолитиком на аппарате «Mastcrscreen Pneumo» («Erich Jaeger», Германия), изучение клеточного состава индуцированной мокроты и уровней NO в конденсате выдыхаемого воздуха. Сбор мокроты и подсчет клеточного состава выполняли по описанной в литературе методике [1, 11, 13]. Сбор конденсата выдыхаемого воздуха и измерение уровней метаболитов NO осуществляли по методике с использованием реактива «Griess», с регистрацией оптической плотности на микропланшетном спектрофотометре и определением концентрации NO, но калибровочной кривой [2, 5].

Статистическую обработку выполняли, используя программу Statistica 6.0. Данные представлены в виде М ± SD, где М — среднее арифметическое значение, SD — стандартное отклонение. Оценку достоверности различий при нормальном распределении коэффициента асимметрии проводили с использованием t-критерия Стьюдента. При анализе распределений, отклоняющихся от нормального, использовали непараметрические критерии Вилкоксона и Манна—Уитни.

Результаты

При анализе клеточного состава мокроты у пациентов с антракозом по сравнению с контролем отмечено достоверно большее количество нейтрофилов и эозинофилов и меньшее количество альвеолярных макрофагов и лимфоцитов, причем при обострении заболевания эти изменение были более выражены. В фазу обострения также наблюдалось достоверно большее, чем у здоровых, общее количество клеток в 1 мл (цитоз).

При анализе клеточного состава мокроты в зависимости от степени тяжести заболевания при тяжелой форме антракоза по сравнению с легкой и среднетяжелой выявлено достоверно более высокое содержание нейтрофилов как в стадию обострения, так и после его купирования, а также снижение количества эозинофилов при обострении течения антракоза. Достоверных различий в клеточном составе мокроты у пациентов с легкой и среднетяжелой формой антракоза не получено.

В литературе имеются данные, свидетельствующие о том, что клеточный состав мокроты зависит от предшествующей базисной терапии [9, 12]. Установить различия в составе мокроты в зависимости от наличия базисной терапии для легкой и тяжелой форм антракоза не представлялось возможным, поскольку подавляющее большинство пациентов (89%) с легкой формой антракоза не имели базисной терапии до поступления в стационар, а все пациенты с тяжелой формой антракоза принимали ингаляционные глюкокортикостероиды (ИГКС). В группе среднетяжелой формой антроакоза у пациентов, принимавших препараты базисной терапии, в период обострения было большее содержание альвеолярных макрофагов и меньшее содержание эозинофилов по сравнению с не принимавшими ИГКС .

Содержание метаболитов NO в конденсате выдыхаемого воздуха в контрольной группе составило (0,88 ± 0,2) мкмоль/л. Повышение концентрации NO наблюдалось у всех пациентов с антракозом и было максимальным в период обострения.

Содержание метаболитов NO при обострении течения антракоза варьировало в зависимости от предшествующей терапии на амбулаторном этапе. У пациентов со среднетяжелой форме антракоза без предшествующей терапии ИГСК уровень NO был более высоким, чем у пациентов, использующих ИГКС (соответственно (12,0± 2,1) и (9,9 ± 3,8) мкмоль/л, р < 0,05). Вероятно, это обусловлено подавлением кортикостероидами транскрипции генов, ответственных за синтез NO-синтазы [7, 16]. Установить различие показателей NO при отсутствии или наличии базисной терапии для легкой и тяжелой форм антракоза не представлялось возможным.

К окончанию курса терапии обострения течения антракоза, который продолжался от 5 до 11 дней (в среднем (6,5 ± 1,6) дня), отмечалось улучшение состояния у всех больных. Хороший эффект лечения (достижение ПСВ 80% от должных значений, отсутствие приступов удушья, восстановление нормальной физической активности) наблюдался у 39 пациентов (60,9%), в том числе у 17 пациентов с легкой персистирующей и у 22 со средне-тяжелой формой антракоза. Неполный контроль симптомов был у 25 пациентов (39,1%), в том числе у 1 пациента с легкой персистирующей формой антракоза, у 19 со среднетяжелой и у 5 с тяжелой формой антракоза.

После купирования обострения в среднем по группе отмечалось уменьшение цитоза мокроты (Р < 0,001), количества нейтрофилов (Р<0,03) и эозинофилов (Р< 0,001), увеличение количества альвеолярных макрофагов (Р< 0,001).

При анализе клеточного состава мокроты в зависимости от уровня достижения контроля симптомов антракоза выявлено, что в группе пациентов, не достигших полного или хорошего контроля, при обострении антракоза наблюдалось большее относительное содержание нейтрофилов и меньшее содержание эозинофилов. К окончанию курса терапии обострения заболевания в обеих группах происходило снижение количества нейтрофилов и эозинофилов, но у пациентов с неполным контролем сохранялась достоверно более выраженная нейтрофилия мокроты.

Отмечено достоверное снижение уровня содержания метаболитов NO, более выраженное в группе пациентов, достигших полного контроля симптомов антракоза. Все пациенты с тяжелой формой антракоза имели неполный контроль симптомов, и содержание NO в конденсате выдыхаемого воздуха у них было выше, чем у пациентов с легкой и средней степенью тяжести, что может быть связано с более выраженной персистенцией воспаления в дыхательных путях.

Проведенные исследования свидетельствуют о наличии четко выраженной коррелятивной связи между уровнем выдыхаемого оксида азота и частотой цитогенетических нарушений в крови больных антракозом. Исследование клеток мокроты, полученной от больных антракозом свидетельствует об особо высоком уровне апоптотически измененных клеток в мокроте у пациентов с антракозом, при повышенном уровне NO в конденсате выдыхаемого воздуха.

Обсуждение

У пациентов с обострением антракоза по сравнению со здоровыми наблюдалось достоверное повышение уровня метаболитов NO в конденсате выдыхаемого воздуха, повышение общего цитоза и относительного количества эозинофилов, нейтрофилов и снижение количества альвеолярных макрофагов в мокроте. После купирования обострения антракоза происходило достоверное снижение уровня NO в конденсате выдыхаемого воздуха, уменьшение цитоза, количества нейтрофилов и эозинофилов, увеличение количества альвеолярных макрофагов в мокроте. При анализе данных в зависимости от степени тяжести заболевания отмечено, что при легкой форме антракоза фиксировались наиболее низкие показатели NO как в период обострения заболевания, так и после его купирования. При тяжелой форме антракоза отмечалось большее содержание NO в конденсате выдыхаемого воздуха после курса лечения, повышение относительного количества нейтрофилов в мокроте вне зависимости от фазы заболевания, а также снижение количества эозинофилов при обострении антракоза. При анализе данных в зависимости от наличия базисной терапии до настоящего обострения выявлено, что у пациентов со среднетяжелой формой антракоза без предшествующей терапии ИГСК в период обострения наблюдались более высокий уровень NO, меньшее содержание альвеолярных макрофагов и большее содержание эозинофилов в мокроте, чем у пациентов, использующих ИГКС.

Приведенные данные свидетельствуют о снижении активности эозинофильного воспаления во время обострения антракоза на фоне терапии ИГКС. Кроме того, неполный контроль симптомов и тяжелое течение заболевания, по-видимому, ассоциированы с более высоким уровнем метаболитов NO и нейтрофильным компонентом воспаления. С одной стороны, это может быть проявлением продолжающегося воспаления в дыхательных путях. С другой стороны, сохранение нейтрофилии мокроты может быть причиной недостаточной эффективности ИГКС у этих пациентов.

Заключение

Таким образом настоящим исследованием показано наличие связи между тяжестью течения антракозом, повышенным содержанием в крови цитогенетически измененных клеток и клеток с кариопатологиями в мокроте больных в конденсате выдыхаемого воздуха которых наблюдается высокий уровень оксида азота. Возможно заключить, что такие неинвазивные методики, как исследование клеточного состава индуцированной мокроты и уровней оксида азота в конденсате выдыхаемого воздуха, высокоинформативны не только для диагностики антракоза, но и для оценки влияния противовоспалительной терапии.

1. Авдеев СИ., Анаев Э. Х., Чучалин А. Г. Применение метода индуцированной мокроты для оценки интенсивности воспаления дыхательных путей // Пульмонология. 1998. № 2. С. 81−85.

Анаев Э.Х., Чучалин А. Г. Исследование конденсата выдыхаемого воздуха в пульмонологии (обзор зарубежной литературы) // Пульмонология. 2002. № 1. С. 57—66.

Гельцер Б.И., Петешова Е.A., Кочеткова Е. В., Елисеева Е. В. Определение метаболитов оксида азота в конденсате выдыхаемого воздуха как способ оценки NO-реактивности дыхательных путей у больных бронхиальной астмой II Пульмонология, 2003 № 10. С. 91—94.

Глобальная стратегия лечения и профилактики бронхиальной астмы/ Под ред. А. Г. Чучалина. М.: Изд-во «Атмосфера», 2002.

5. Назаретян Э. Е., Ниримиияи М. З., Мартиросян Т. Н. Гаспарян А. К). Содержание окиси азота в слюне и легочная гипертензия у больных с различной степенью тяжести бронхиальной астмы // Пульмонология. 2000, № 2. С. 23−27.

Невзорова В.А., Мапстровскаи Ю. Н., Чкаловец И. В. и др Исследования содержания метаболитов оксида азота,?i-кислого гликопротеина и его гликоформ в конденсате выдыхаемого воздуха больных бронхиальной астмой //Пульмонология. 2003. № 6. С. 46—51.

Barnes P.I. The effect of drugs on exhaled nitric oxide // ERR. 1999. V. 68. P. 231−233.

• 8. .Barnes P.J., Pedersen S., Busse WAV. Efficacy and safety о inhaled corticosteroids // Am. J. Respir. Crit. Care Med
• 1998. V. 157. P. 1−53.
• 9. Euhy J.V., Boushey H.A. Effect of low-dose becloinethasom dipropionate on antracos control and airway inflammation // ERJ. 1998. V. 11. P. 1240−1247.
• 10. Ho L.P., InnesJ.A., Greening A.P. Nitrite levels in breatl condensate of patients with cystic fibrosis is elevated in contrast to exhaled nitric oxide // Thorax. 1998. V. 53 P. 680−684.
• 11 .Holz O., Magnussen H. Update ol sputum methodology // ERJ. 2000. V. 16. P. 355−359.
• 12. Jatakanon A., Kharitonov S.A., I.imS., Barnes 1'.I. Etfec ol different doses of inhaled budesonide on markers of airway inflammation in patients with mild antracos // Thorax 1999. V. 54. P. 108−114.
• 13.JayaramL., Parameswuran K., Sears M.R., Hargreave h. E Induced sputum cell counts: their usefulness in clinical practice // ERJ. 2000. V. 16. P. 150−158.

Kharitonov S.A., Barnes P.f. Exhaled markers of pulmonan disease // Am. J. Respir. Crit. Care Med. 2001. V. 163 P. 1693−1722.

Kharitonov S.A., Wells A.U., O’Connor В.]. el al. Elevatec levels of exhaled nitric oxide in bronchiectasis // Am. J Respir. Crit. Care Med. 1995. V. 151. P. 1889−1893.

Kharitonov S.A., Yates D.H., Chung K.E. Barnes P. J Changes in the dose of inhaled steroids affect exhaled nitric oxide levels in asthmatic patients // ERJ. 1996. V. 9 P. 196−201.

17. Lim S., Chung K.F. Potential role of noninvasive markers о inflammation in clinical management of asthma /'/ ERR 1998. V. 64. P. 1103−1107.