Поллютанты при бронхиальной астме
11 августа 2017г.
Бронхиальная астма (БА) это гетерогенное заболевание, которое в значительной степени зависит от факторов окружающей среды. В последние десятилетия доказано, что атмосферные поллютанты вызывают рост числа обострений бронхиальной астмы, но не влияют на рост распространенности заболевания. У детей реакция на атмосферные загрязнители более выраженная, т. к., их дыхательная и иммунная системы находятся в развитии, кроме того, большая физическая активность детей и склонность к гипервентиляции могут способствовать получению более высоких доз атмосферных загрязнителей [7].
Эпителиальные клетки являются первой линией врожденного иммунитета, тграют решающую роль в защите от повреждающего действия поллютантов. Некоторые из них (озон, диоксид азота, частички дизельного топлива) вызывают повышение проницаемости культуры клеток бронхиального эпителия человека в эксперименте, подавляют подвижность цилиарных ресничек, что может приводить к замедлению очищения от аллергенов и ирритантов. Повышенная проницаемость дыхательных путей способствует проникновению данных агентов в подслизистый слой, где они могут взаимодействовать с резидентными клетками, такими, как клетки гладких мышц, фибробластами, тучными клетками, эозинофилами, лимфоцитами и нейтрофилами [7].
Озон обладает сильной оксидативной активностью, вызывает повышение синтеза воспалительных медиаторов в легочных клетках. Изучение В-лимфоцитарных клеток человека показало, что продукты дизельного топлива (DEP- diesel exhaust particles, PAN- polyaromatic hydrocarbons) стимулируют продукцию IgE в присутствии IL-4 и CD40- моноклональных антител. Т. е., данные поллютанты могут потенцировать чувствительность к большинству аллергенов [7] .
Вызванное действием озона повышенное освобождение воспалительных медиаторов (PAF- фактор активации тромбоцитов, IL-8, GM-CSF- гранулоцитарный макрофаг- колонестимулирующий фактор, TNF- a- тумор некротизирующий фактор альфа и – растворимая молекула межклеточной адгезии) в культуре клеток бронхиального эпителия человека подавляется натуральным антиоксидантом глютатионом .
Диоксид азота может регулировать активацию Т- лимфоцитов через повышенную секрецию таких медиаторов как: LTC4, GM-CSF, TNF- a, IL-8.
DEP провоцирует освобождение IL-8, GM-CSF, sICAM-1 клетками бронхиального эпителия человека, представляющими антиген Т- клеткам, с помощью экспрессии специфических молекул, синтез которых подавляется DEP и антигеном домашней пыли у пациентов с бытовой сенсибилизацией [7].
Эпителиальные клетки астматиков в отличие от таковых у пациентов без БА, наиболее предрасположены к повреждающему эффекту поллютантов, под действием которых в стандартных условиях культура бронхиального эпителия продуцирует огромное количество медиаторов. Ингалируемые поллютанты обладают мощной оксидативной способностью и могут активировать сигнальные пути в эпителиальных и резидентных альвеолярных воспалительных клетках путем активации транскрипционного ядерного фактора, который транслоцируется в ядро, соединяется с ДНК, промоцирует провоспалительные гены, кодирующие синтез воспалительных цитокинов и хемокинов. Привлекаемые цитокинами нейтрофилы и адгезивные молекулы, в свою очередь, повышают рекруцию воспалительных клеток в дыхательную и легочную паренхиму и активируют синтез медиаторов повреждения тканей.
Гены, отвечающие за синтез различных антиоксидантных медиаторов (супероксид-дисмутаза, глютатион-пероксидаза, оксидоредуктаза, глютатион-S- трансфераза) подвержены полиморфизму. Полиморфизм глютатион -S- трансферазы M1 (GSTM1), глютатион -S- трансферазы P1 (GSTP1) и TNF-a ассоциирован с наличием бронхиальной астмы и с действием атмосферных загрязнителей. Диоксид азота, хотя и в меньшей степени, чем озон, также может активизировать оксидативные процессы.
DEP вызывает нитрозативный стресс в эпителиальных клетках и резидентных макрофагах [4]. Таким образом, актуальным направлением терапевтического воздействия с целью укрепления эпителиальных барьеров и уменьшения оксидантной агрессии является локальное использование содержащихся в альвеолярной жидкости антиоксидантов (мочевая кислота, альбумин, восстановленный глютатион, витамин С, витамин Е).
Обсуждается также возможность применения с терапевтическим эффектом, направленным на уменьшение последствий оксидативного стресса, таких субстанций как селен, серосодержащие аминокислоты, витамины группы В, глютамин и глицин [1].
Кратковременное воздействие поллютантов вызывает острое повреждение тканей с активацией эпидермального ростового фактора (EGFR) и провокацией восстановительных процессов. При непрерывном продолжении циклов повреждения и восстановления происходит эпителиально-слизистая метаплазия как результат длительного воспаления [10].
Поллютанты вызывают клеточную токсичность и модифицируют клеточную смерть и клеточный цикл. Так, действие озона вызывает клеточную смерть фибробластов, хотя низкие дозы поллютантов стимулируют пролиферацию макрофагов мышей. Органические экстракты DEP вызывают оксидативный стресс в эпителиальных клетках мышей, что приводит к повышенной экспрессии молекул, индуцирующих цитотоксичность.
Итак, влияние атмосферных поллютантов на органы дыхания сводится к следующим моментам: ослабление активности клеток ресничного эпителия; повышение проницаемости эпителиальных клеток; инициирование и потенциирование воспалительных изменений в клетках дыхательных путей и легочной паренхимы; модулирование клеточного цикла и гибели клеток дыхательной системы.
Сможет ли профилактическое назначение антиоксидантов повлиять на уменьшение распространенности БА? На сегодняшний день нет продолжительных наблюдений о влиянии добавления антиоксидантов или витаминов в диету матери на развитие астмы и аллергии у детей.
Поскольку внедрение широкомасштабных проектов по снижению уровня загрязнения воздушной среды трудно осуществимо, профилактическая стратегия должна основываться на индивидуальной защите наиболее чувствительных индивидов. Так, повышенные дозы витаминов С, Е, глютатиона необходимо прежде всего назначать лицам с генетическим риском антиоксидантной недостаточности [4].
Роль эпителиальных клеток в развитии повреждения, управлении своеобразным динамическим равновесием между повреждающими и защитными факторами трудно переоценить. Эпителиальные клетки первыми встают на пути различных экзогенных и эндогенных факторов. В ответ на внешнюю агрессию эпителий привлекает огромное количество иммунных клеток через активацию цитокинов: IL-25, IL-33, IL- 13, тимический стромальный лимфопоэтин. Повреждение эпителия у астматиков во многом зависит от митохондриальных функций. Митохондриальная дисфункция альвеолярного эпителия усиливает повреждающее действие факторов внешней среды. Так, повреждение бронхиального эпителия, вызванное воздействием IL-13, обусловлено митохондриальной дисфункцией вследствие активизации фермента 12/15 LOX ( 12/15 липоксигеназы) [12].
12/15 LOX это фермент, способный окислять липопротеины мембран клеток даже без участия фосфолипазы А2. Его активность повышена при воспалении и при многих хронических заболеваниях, таких как, атеросклероз, диабет и болезнь Альцгеймера. Клетки бронхиального эпителия экспрессируют 12/15 LOX под действием IL-4, IL-13. В свою очередь, 12/15 LOX выступает как инициатор оксидативного стресса, продуцирует жирные ацигидропероксидазы, которые активируют окислительные молекулы митохондрий, генерируют окислительный потенциал и митохондриальную деполяризацию путем формирования проницаемых отверстий в мембране, тем самым стимулируя эпителиальное повреждение [12].
Повреждение эпителия — отличительный признак многих респираторных заболеваний, хотя механизм данного повреждения остается плохо понятным и может отличаться при различных заболеваниях. У пациентов с тяжелой БА определенная роль в развитии эпителиального повреждения и обострений заболевания отводится метаболитам линоленовой кислоты [3]. Роль липидных метаболитов во многих воспалительных заболеваниях хорошо известна. 13-S- гидроксиоктадекадиеновая кислота (13-S- HODE)- образуется в высоких концентрациях во время митохондриальной деградации в ретикулоцитах. Являясь производным линоленовой кислоты (важнейшей полиненасыщенной кислоты, образующейся из различных энзиматических, таких как, 15- липоксигеназа, циклооксигеназа, и неэнзиматических, таких как, аутоокисление, источников, 13- гидроксилиноленовая кислота теснейшим образом связана с бронхиальной гиперреактивностью (БГР). Внеклеточная 13-S- HODE вызывает апоптоз эпителиальных клеток. Связывают повышенный уровень 13-S- HODE в воздушных путях, что имеет место у астматиков, с митохондриальной дисфункцией и повреждением эпителия. 13-S- HODE вызывает нарушение кальциевого гомеостазиса, структурное митохондриальное повреждение и повреждение бронхиального эпителия [11, 13].
Как следует из последних исследований, 13-S- HODE – это своеобразный ключ к пониманию стероидной устойчивости, природы нейтрофильного воспаления при БА и повышения уровня IL-17, что может являться потенциальной целью терапии [13].
Таким образом, митохондриальная дисфункция- важнейший аспект патогенеза многих респираторных заболеваний и она безусловно связана с гомеостатической функцией бронхиального эпителия, потенциируя повреждение эпителия в ответ на воздействие различных антигенов, поллютантов и т. д.
Рассматривается существенная роль глюкокортикоидных и эстрогеновых рецепторов митохондрий в координации энергетического обмена клеток, в ферментативных процессах окислительного фосфорилирования, биосинтеза, генерации реактивных форм кислорода и апоптоза. На мышиной модели было показано, что в легочной ткани есть митохондриальные глюкокортикоидные (mtGR) и эстрогеновые (mtER) рецепторы. Аллергическое воспаление вызывает угнетение этих рецепторов, процессов биосинтеза в митохондриях клеток легких и особенно бронхиального эпителия. Это сопровождается уменьшением митохондриальной массы в легких и индукцией апоптоза, подобные изменения были обнаружены при аутопсии людей, умерших от фатальной БА. Возможно, эти рецепторы играют ключевую роль а редукции митохондриальной функции у пациентов с БА, вовлечены в патофизиологию данного заболевания [6].
Повреждение легких, обусловленное оксидативным стрессом у детей с БА, зависит от генетических особенностей. TIMI/HAVCR1 – один из многочисленных генов, «подозрительных» в отношении возникновения БА, определяющий ответ клеток врожденного иммунитета на апоптотические сигналы бронхиального эпителия развитием воспаления и бронхиальной гиперреактивности. Данная не Th-2 опосредованная модель формирования БА объясняет неэозинофильное воспаление, связанное с оксидативным стрессом и нейтрофилией. TIMI –экспрессирующие клетки врожденного иммунитета отвечают только на сигналы апоптотических, но не здоровых эпителиальных клеток. Нарушение естественных механизмов очищения эпителиальных клеток и апоптоз могут инициироваться под действием озона, гипероксии, инфекции, экспозиции атмосферных частиц. Таким образом, индуцированный триггерами апоптоз эпителиальных клеток через TIMI –экспрессирующие клетки врожденного иммунитета инициирует воспаление и бронхиальную гиперреактивность через активацию врожденного клеточного иммунитета, минуя адаптивный гуморальный иммунитет. У одного и того же пациента могут присутствовать оба механизма индукции как врожденного, так и адаптивного иммунитета [8].
Современное понимание токсического влияния активных форм кислорода и реактивного азота на дыхательные пути подразумевает изменение концепции оксидативного стресса. Традиционная концепция под оксидативным стрессом подразумевает глобальное нарушение оксидантно-антиоксидантного баланса, в результате которого возникает болезнь. Модифицированная концепция объясняет оксидативный стресс разрушением окислительно-восстановительных сигналов и контроля за ними [6]. Наиболее мощным антиоксидантом, согласно данной концепции, является глютатион в его тиол-восстановленной форме, содержание которого в жидкости бронхиального эпителия существенно выше, чем в плазме. Первая ступень синтеза глютатиона регулируется принципом отрицательной обратной связи, однако, когда он потребляется в значительных количествах, данный принцип не срабатывает, и главным лимитирующим фактором для синтеза глютатиона в условиях большого потребления становится доступность цистеина [1, 2].
Распределение глютатиона в органах и тканях неравномерное, в биологических жидкостях его содержание меньше, чем в клетках. Любое заболевание, сопровождаемое воспалением, протеиново- энергетической недостаточностью приводит к потерям глютатиона [1, 9]].
Глютатион — самый мощный детоксикант ксенобиотиков, в результате процессов конъюгации ксенобиотики переводятся в наименее реактивную форму, освобождается меркаптопуриновая кислота, которая экскретируется почками. Глютатион также является мощным защитником от окисления свободными радикалами.
Концентрация глютатиона в дыхательных путях у детей с тяжелой неконтролируемой БА в 2 раза ниже, чем у детей с более легкими контролируемыми формами БА. Имеются данные, что у детей с тяжелым неконтролируемым течением БА имеет место тиоловый дисбаланс в дыхательных путях, что сопровождается снижением цистеиновых резервов для дополнительного синтеза глютатиона. Данный факт может служить одним из объяснений рефрактерности тяжелой БА, при которой воспаление персистирует, несмотря на высокие дозы ИГКС [1, 9].
В последние десятилетия в литературе появилось достаточно много указаний на возможность определения различных воспалительных маркеров в индуцированной мокроте и в конденсате выдыхаемого воздуха, однако исследования среди детей немногочисленны и не всегда достоверны.
По результатом 2-х исследований, у детей с легкой и среднетяжелой БА снижена концентрация глютатиона в конденсате выдыхаемого воздуха по сравнению со здоровой популяцией, и повышена концентрация малондиальдегида — маркера липидной пероксидации. После 5 дневного курса системными кортикостероидами концентрация глютатиона восстанавливалась, а малондиальдегида — снижалась. Данные исследования обосновывают возможность оценивать эффект фармакологической терапии БА на основе измерения в выдыхаемом воздухе концентрации глютатиона, 8- изопростана — специфического маркера липидной пероксидации, содержание которого коррелирует со степенью БГР и повышенной тяжестью БА [1].
Таким образом, оксидативный стресс может играть существенную роль в модуляции тяжести БА и влиять на эффективность противоастматической терапии.
Факторы окружающей среды в виде атмосферных поллютантов и вирусов могут влиять и на реализацию так называемых молекулярных фенотипов или эндотипов БА. Так, экпрессия IL-25 клетками бронхиального эпителия ассоциирована с выраженной экспрессией генов Th-2 ответа, что связано с определенной клинической характеристикой и ответом на ИГКС [5]. Т. е., экспрессия IL-25 эпителиальными клетками — главная детерминанта Th-2 статуса при БА, а уровень IL-25 в плазме коррелирует с экспрессией IL-25 эпителиальными клетками и ответом на ИГКС у детей с БА. Следовательно, измерение уровня содержания IL-25 в плазме может быть информативным для фенотипирования БА и прогноза ответа на терапию [5].
Однако, на сегодня мало известно о том, как реализация генетически опосредованной экспрессии IL-25, IL-33, тимического стромального лимфопоэтина у больных БА зависит от воздействия факторов внешней среды, таких как атмосферные поллютанты и респираторные вирусы.
Список литературы
1. Anne M. Fitzpatrick, Dean P. Jones, Lou Ann S. Brown. Glutathione Redox Control of Asthma: From Molecular Mechanisms to Therapeutic Opportunities. Antioxid Redox Signal. 2012 Jul 15; 17(2): 375–408.
2. Amy S. Feldman, Yuan He, Martin L. Moore, et. al. Toward Primary Prevention of Asthma. Reviewing the Evidence for Early-Life Respiratory Viral Infections as Modifiable Risk Factors to Prevent Childhood Asthma. Am J Respir Crit Care Med. 2015 Jan 1; 191(1): 34–44.
3. Ariane H. Wagener, Aeilko H. Zwinderman, Silvia Luiten, et. al. The Impact of Allergic Rhinitis and Asthma on Human Nasal and Bronchial Epithelial Gene Expression. PLoS One. 2013; 8(11): e80257.
4. Brian D. Modena, John R. Tedrow, Jadranka Milosevic, et. al. Gene Expression in Relation to Exhaled Nitric Oxide Identifies Novel Asthma Phenotypes with Unique Biomolecular Pathways. Am J Respir Crit Care Med. 2014 Dec 15; 190(12): 1363–1372.
5. Dan Cheng, Zheng Xue, Lingling Yi, et. al. Epithelial Interleukin-25 Is a Key Mediator in Th2-High, Corticosteroid-Responsive Asthma. Am J Respir Crit Care Med. 2014 Sep 15; 190(6): 639–648.
6. Davina C. M. Simoes, Anna-Maria G. Psarra, Thais Mauad, et. al. Glucocorticoid and Estrogen Receptors Are Reduced in Mitochondria of Lung Epithelial Cells in Asthma. PLoS One. 2012; 7(6): e39183.
7. Gennaro D’Amato, Stephen T. Holgate, Ruby Pawankar, et. al. Meteorological conditions, climate change, new emerging factors, and asthma and related allergic disorders. A statement of the World Allergy Organization. World Allergy Organ J. 2015; 8(1): 25.
8. Hye Young Kim, Ph.D., Ya-Jen Chang, Ph.D, Ya-Ting Chuang, Ph.D, et. al. TIM-1 deficiency eliminates airway hyperreactivity triggered by the recognition of airway cell death. J Allergy Clin Immunol. 2013 Aug; 132(2): 414–425.
9. Jie Zhu, MD, PhD, Simon D. Message, MD, PhD, Yusheng Qiu, MD, PhD, et. al. Airway Inflammation and Illness Severity in Response to Experimental Rhinovirus Infection in Asthma. Chest. 2014 Jun; 145(6): 1219–1229.
10. Jae Youn Cho. Recent Advances in Mechanisms and Treatments of Airway Remodeling in Asthma: A Message from the Bench Side to the Clinic. Korean J Intern Med. 2011 Dec; 26(4): 367–383.
11. Mohib Uddin, Laurie C. Lau, Grégory Seumois, et. al. EGF-Induced Bronchial Epithelial Cells Drive Neutrophil Chemotactic and Anti-Apoptotic Activity in Asthma. PLoS One. 2013; 8(9): e72502.
12. Ulaganathan Mabalirajan, Rakhshinda Rehman, Tanveer Ahmad, et. al. 12/15-lipoxygenase expressed in non-epithelial cells causes airway epithelial injury in asthma. Sci Rep. 2013; 3: 1540.
13. Ulaganathan Mabalirajan, Rakhshinda Rehman, Tanveer Ahmad, et. al. Linoleic acid metabolite drives severe asthma by causing airway epithelial injury. Sci Rep. 2013; 3: 1349.
Источник
Профессиональные вредности
Химические вещества, используемые на производстве, способны вызывать воспаление дыхательных путей, свойственное бронхиальной астме (БА) и хроническому бронхиту.
Известно более 200 соединений, вызывающих развитие профессиональных заболеваний легких.
По происхождению и структуре их делят на несколько групп:
1) органические соединения растительного происхождения — пыльца растений, пыль злаковых бобов, хлопковая и древесная пыль, корень ипекакуаны и др.;
2) органические соединения животного происхождения — перья, белки перхоти, моча, шерсть, ферменты млекопитающих и членистоногих;
3) вещества микробного происхождения — ферменты и белки бактерий и грибов;
4) органические (лекарственные препараты, формальдегид, фталевый альдегид, изоцианаты, урсол и др.) и неорганические (соли платины, никеля, кобальта, кадмия и др.) химические соединения;
5) фармакологически активные и раздражающие вещества — пары кислот, щелочей, инсектициды и др.
Механизмы формирования воспаления различны в зависимости от особенностей этиологических факторов. По патогенезу оно может быть аллергическим, неаллергическим и смешанным. Первое возникает в результате сенсибилизации больных к высокомолекулярным аллергенам (белкам и гликопротеинам). В развитии аллергической реакции принимают участие иммуноглобулины Е и G4 (I тип аллергических реакций по P. Gell, R. Coombs, 1975).
Примерами заболеваний, в основе которых лежит аллергическое воспаление, являются:
1. Астма мукомолов, вызываемая ингаляциями пшеничной муки. Развивается у 10-20% рабочих хлебопекарной и мукомольной промышленности.
2. Астма рабочих шелкоперерабатывающей промышленности. Впервые описана В.П. Саакадзе в 1967 году. Возникает в результате сенсибилизации к папильонажной пыли, состоящей из чешуек телец и крыльев бабочек. Чаще других заболевают рабочие гренажных (9,6%) и кокономотальных цехов (9,8%), реже — ткацкого производства (3,3%). У больных отмечается частое сочетание БА и аллергического ринита.
3. Астма животноводов, рабочих вивариев, зоопарков, ветеринаров. Возникает в результате повышенной чувствительности больных к эпидермальным аллергенам. Особенно высокой сенсибилизирующей активностью обладает эпидермис и перхоть кошек, лошадей, морских свинок.
4. Астма работников производства кофе. Считается, что аллергеном является пыль зеленых кофейных бобов.
5. Астма рабочих производства касторового масла. Высокой сенсибилизирующей активностью обладает пыль бобов касторового масла.
6. Астма работников производства моющих средств. Аллергенами, по-видимому, являются добавляемые в детергенты ферменты Bacilus subtilis.
7. Астма, вызываемая солями платины. Наблюдается у рабочих металлообрабатывающей промышленности, химиков и фотографов. Симптомы аллергических заболеваний имеют 60-100% персонала. Описана также сенсибилизация солями кобальта, никеля и хрома. Ионизированные металлы, как правило, являются гаптенами, которые, соединяясь с белками, образуют высокоактивные полноценные антигены.
8. Лекарственная бронхиальная астма. Чаще всего наблюдается у фармацевтов и медицинских работников. Как правило, сенсибилизацию вызывают антибиотики (особенно препараты пенициллина), ферменты (трипсин, панкреатин, стрептокиназа и др.), иммуноглобулины, сыворотки и вакцины.
Механизмы формирования неаллергического воспаления изучены пока недостаточно. Известно, что химические вещества повреждают эпителий бронхиального дерева, оказывают ирритативный эффект, блокируют бета-рецепторы бронхов, вызывают дегрануляцию тучных клеток, активируют систему комплемента и макрофаги.
Примеры заболеваний, при которых наблюдается неаллергическое воспаление:
1. Хронический бронхит, вызываемый длительным действием табачного дыма и промышленных ирритантов.
2. Астма рабочих хлопкообрабатывающей промышленности. Возникает в результате вдыхания больными пыли хлопка, льна, джута и конопли. Это заболевание является одним из проявлений биссиноза, впервые описанного Ramazzini в 1713 году. Другое его название — «болезнь понедельника», так как симптомы возникают у больных при возвращении больных на работу после выходных дней. Точный механизм развития БА неизвестен. Предполагается, что растительная пыль является либератором гистамина из тучных клеток легких. Согласно другой точке зрения, решающее значение имеет действие эндотоксина грамотрицательных бактерий, обсеменяющих сырье.
3. Астма упаковщиков мяса. Заболевание развивается у 16-57% рабочих, занятых упаковкой продуктов. Считается, что его причиной являются химические вещества, выделяющиеся при разрушении поливинилхлоридной пленки горячей проволокой. Механизм развития БА неизвестен. Попытки выделения специфических антител оказались пока безуспешными.
4. Астма, вызываемая формальдегидом. Встречается у медицинских работников, а также рабочих химической промышленности, производства пластмасс и каучука. Развитие БА, по-видимому, обусловлено ир-ритативным эффектом формалина. Концентрация обнаруженных к нему в сыворотке крови антител (Ig Е, G, М) не коррелирует с выраженностью симптомов болезни.
5. Синдром респираторной дисфункции дыхательных путей. Его первое описание в литературе сделано группой американских исследователей в 1985 году. Авторы сообщили о 10 больных, у которых симптомы астмы впервые в жизни возникли после однократного воздействия высоких концентраций ирритантов — газов, дыма, смога. В последующие годы было показано, что причинами развития этого синдрома являются изоцианаты, соединения серы и хлора, токсические вещества (фосген и слезоточивые газы), ингаляции гари, паров сварочного материала и уксусной кислоты.
Критерии диагностики синдрома респираторной дисфункции дыхательных путей:
1. Документированное отсутствие предшествующих симптомов хронических болезней дыхательных путей.
2. Начало, как правило, после ингаляции высокой концентрации ирритантов (газов, дыма, аэрозоля, порошка и др.). Следует отметить, что в последние годы появились единичные описания этого синдрома после ингаляции раздражающих веществ в низкой концентрации.
3. Внезапное появление симптомов в течение первых суток после действия этиологических факторов.
4. В клинической картине доминируют симптомы БА, существующие, как правило, продолжительное время (не менее 3 месяцев).
5. При исследовании функции внешнего дыхания выявляется обратимая бронхиальная обструкция.
6. Положительный бронхопровокационный тест с метахолином.
7. Исключение других заболеваний, имеющих похожие симптомы.
Таким образом, синдром респираторной дисфункции дыхательных путей — это расстройство, характеризуемое наличием клинических признаков обратимой бронхиальной обструкции и гиперреактивности бронхов, внезапно возникающее, как правило, в течение первых суток после ингаляции различных ирритантов в высокой концентрации. Высказывается мнение, что этот синдром, возникший в условиях производства, является одним из вариантов неаллергической (ирритантной) профессиональной БА. В биоптатах слизистой оболочки бронхов у больных отмечается повреждение эпителия и признаки воспаления с умеренным преобладанием лимфоцитов и плазматических клеток.
Воспаление, в формировании которого принимают участие механизмы обеих перечисленных выше групп, наблюдается при следующих заболеваниях:
1. Изоцианатовая бронхиальная астма. Изоцианаты широко применяются в производстве полиуретановой пленки, пластмасс, полимеров, искусственных волокон, клеев, красок и др. Наибольшее распространение в промышленности получили тоулендиизоцианат, дифенилметандиизоцианат, нафталендиизоцианат, гексаметилендиизоцианат. Их особенностью является высокая реактогенность и способность испаряться даже при комнатной температуре.
Этим объясняется преимущественное поражение у больных дыхательной системы. Около 5% рабочих заболевают профессиональной БА. Механизмы ее развития изучены пока недостаточно. Некоторые исследователи обнаружили специфические Ig Е и Ig G к изоциа-натам. Высказывается мнение, что Ig G являются лучшими индикаторами аллергии к этим веществам, чем Ig Е.
Помимо иммунного, вероятно, существуют и другие механизмы развития изоцианатовой БА. Установлено, что диизоцианаты вызывают нейрогенное воспаление, блокируют бета-адренорецепторы бронхиального дерева и в высоких концентрациях обладают ирритативным эффектом. По-видимому, эти механизмы имеют наибольшее значение в развитии синдрома респираторной дисфункции дыхательных путей.
2. Астма рабочих деревообрабатывающей промышленности. Возникает у людей, имеющих дело с сухой древесиной (столяры, краснодеревщики, резчики по дереву и т.д.). Сравнительно хорошо изучена астма, возникающая у лиц, занятых обработкой красного кедра, наиболее распространенного в Австралии и Канаде.
Из его пыли выделен активный компонент — пликатиковая кислота, которая не содержится в других породах древесины. Механизм развития БА сложен. У 40% больных в сыворотке крови обнаружены специфические Ig Е. Установлено, что пликатиковая кислота также активирует систему комплемента и блокирует бета-рецепторы бронхиального дерева. Возникновение астмы наблюдается у 4% рабочих, контактирующих с древесиной.
Поллютанты
Поллютанты — это различные химические вещества, которые при накоплении в атмосфере в высоких концентрациях могут вызывать ухудшение здоровья человека и животных. Различают 2 основных вида загрязнений окружающей среды: промышленный и фотохимический смог. Первый доминирует в крупных индустриальных районах и является результатом неполного сгорания жидкого и твердого топлива.
Второй возникает в местах скопления автотранспорта при действии солнечного света, активирующего фотохимические реакции в выхлопных газах. Как правило, эти два вида загрязнений одновременно присутствуют в крупных городах и индустриальных центрах. Химическими ингредиентами смога являются двуокись серы, диоксид азота, окись углерода, озон, кислоты, твердые частицы.
Источниками поллютантов в жилищах человека служат нагревательные приборы, кухонные печи, камины, синтетические и прессованные покрытия, клеи, лаки, краски. Помимо окислов азота, окиси углерода и двуокиси серы, они выделяют формальдегид и изоцианаты. Эти вещества имеют наибольшее патогенное значение для детей, инвалидов и пожилых людей, проводящих в квартирах большую часть времени.
К числу важнейших поллютантов относится табачный дым, содержащий более 4,5 тыс различных соединений (углеводороды, окись углерода, диоксид азота, никотин и др.). Активное и пассивное курение рассматривается в качестве основного фактора риска развития хронического бронхита и эмфиземы легких.
Установлено, что количество выкуриваемых сигарет и возраст начала курения прямо пропорциональны частоте возникновения симптомов поражения дыхательной системы и выраженности бронхиальной обструкции. У курильщиков отмечается наиболее высокий темп снижения OOB1 в течение года и частота смерти от хронической обструктивной болезни легких.
Установлено, что поллютанты вызывают развитие различных заболеваний легких. В эксперименте установлено, что высокие концентрации озона и двуокиси азота вызывают развитие нейтрофильно-макрофагаль-ного воспаления дыхательных путей.
Возможные механизмы отрицательного действия поллютантов на дыхательную систему:
1) Ирритативный эффект (двуокись серы, кислоты, твердые частицы).
2) Повреждение мукоцилиарного аппарата и повышение проницаемости эпителия бронхов для аллергенов и инфекции (озон, диоксид азота). Предполагается, что взаимодействие поллютантов и аллергенов является важной причиной обострения БА.
3) Выделение из С-волокон нейропептидов, вызывающих развитие нейрогенного воспаления (двуокись серы и табачный дым).
4) Активация перекисного окисления липидов и депрессия антиоксидантной защиты. Свободные радикалы способны повреждать антипротеазную защиту, что приводит к избыточному действию на легочную ткань нейтрофильной эластазы (табачный дым, озон, двуокись серы).
5) Повышение продукции медиаторов воспаления: метаболитов арахидоновой кислоты, цитокинов (IL-8, гранулоцитарно-макрофагального колиниестимулирующего фактора, фактора некроза опухоли), адгезивных молекул (озон, диоксид азота).
Таким образом, загрязнение окружающей среды может вызывать развитие воспаления бронхов и легких, эмфиземы, пневмосклероза, рефлекторного бронхоспазма, облегчает проникновение аллергенов и инфекции в дыхательные пути.
В настоящее время ведутся интенсивные исследования, посвященные изучению механизмов действия поллютантов на дыхательную систему. Интерес к этой проблеме во многом обусловлен появлением в различных странах мира экологически опосредованных заболеваний легких. В течение последних 15 лет в России отмечались эпидемии БА в городах Кириши, Ангарск и Волгоград, где находятся заводы по производству белково-витаминных концентратов. Установлено, что в выбросах этих предприятий содержатся грибы рода Candida и белок паприн, вызывающие сенсибилизацию населения. В Ангарске, по-видимому, существенную роль сыграло одновременное загрязнение воздуха продуктами нефтепереработки.
Таким образом, поллютанты, вероятно, имеют важное значение в развитии воспаления бронхов и легких. Однако роль большинства из них в формировании различных болезней дыхательной системы изучена недостаточно. Неизвестно, являются ли они самостоятельной причиной этих заболеваний или же усиливают влияние других факторов внешней среды (аллергенов, инфекции, профессиональных вредностей). Необходимы дальнейшие исследования, посвященные данной проблеме.
Федосеев Г.Б.
Опубликовал Константин Моканов
Источник
