Статья: Влияние курения на уровни сурфактантных белков SP-A и SP-D в крови у пациентов без бронхолегочных заболеваний

Научно-исследовательский институт терапии и профилактической медицины (НИИТПМ) - филиал Федерального исследовательского центра «Институт цитологии и генетики» Сибирского отделения Российской академии наук (ИЦиГ СО РАН)

Влияние курения на уровни сурфактантных белков SP-A и SP-D в крови у пациентов без бронхолегочных заболеваний

Харламова О.С., Николаев К.Ю., Рагино Ю.И., Воевода М.И.

Россия, г. Новосибирск

РЕЗЮМЕ

Актуальность. Ежегодно около 6 млн человек умирают из-за употребления табака. Дыхательный эпителий - первая линия защиты против экзогенной инвазии, в частности вредных вдыхаемых частиц, патогенов и аллергенов. Однако эпителий дыхательных путей является не просто физическим барьером, но и регулятором иммунологических и воспалительных реакций посредством секреции медиаторов воспаления и рекрутинга иммунных клеток. Важным компонентом легочной иммунной системы является сурфактант, в частности его белки SP-A и SP-D, синтезируемые в основном пневмоцитами II типа.

Цель. Оценить уровень сурфактантных белков SP-A и SP-D в крови у курящих пациентов без наличия бронхолегочных заболеваний.

Материалы и методы. В исследование включены 59 пациентов, госпитализированных в терапевтическое отделение по поводу гипертонической болезни. Общая группа разделена на подгруппы: некурящие пациенты (п = 31) и «здоровые курильщики» (п = 28). Всем пациентам проведены клиническое, функционально-диагностическое и лабораторное исследования. Содержание сурфактантных белков SP- А и SP-D в крови определяли методом иммуноферментного анализа.

Результаты. Подгруппы не различались по полу, возрасту, росту, массе тела, уровню артериального давления, частоте сердечных сокращений, частоте дыхательных движений, а также по распределению сопутствующей патологии. Сравниваемые подгруппы достоверно отличались по уровню тромбоцитов, по остальным основным параметрам общего анализа крови, биохимического анализа различий не отмечено. Выявлено, что уровень в крови сурфактантных белков SP-A и SP-D в подгруппе «здоровых курильщиков» достоверно выше в сравнении с подгруппой некурящих пациентов. При корреляционном анализе прямая связь получена для сурфактантных белков SP-A и SP-D и курения (К = 0,360; р = 0,006; R = 0,274; р = 0,037). Обратная корреляционная связь выявлена SP-D с возрастом (К = -0,315; р = 0,016) и прямая связь белка SP-A - с диастолическим артериальным давлением (К = 0,271; р = 0,039). В подгруппе некурящих получена обратная связь SP-D с возрастом (К = -0,438; р = 0,016) и систолическим артериальным давлением (К = -0,433; р = 0,017).

Заключение. Отмечены более высокий уровень сурфактантных белков SP-A и SP-D в группе курящих пациентов, их прямая связь патогенетически обоснована (воспалительные изменения, структурные аномалии в паренхиме легких при воздействии сигаретного дыма). Белок SP-D более значим в сравнении с SP-A при ремоделировании сосудистой стенки, матрикса ткани легкого, при окислительном повреждении ткани легкого и апоптозе, что объясняет его обратную связь с возрастом и систолическим артериальным давлением.

Ключевые слова: сурфактант, сурфактантный белок А, сурфактантный белок D, биомаркер, курение.

Effects of smoking on the level of sp-a and sp-d surfactant proteins in the blood of patients without bronchopulmonary diseases

Kharlamovа O.S., Nikolaev K.Yu., Ragino Yu.I., Voevoda M.I.

Research Institute of Therapy and Preventive Medicine, branch of the Federal Research Institute of Cytology and Genetics of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences 175/1, Boris Bogatkov Str., Novosibirsk, 630089, Russian Federation

ABSTRACT

Every year, about six million people die from tobacco use. Respiratory epithelium is the first line of defense against exogenous invasion, in particular, harmful inhaled particles, pathogens and allergens. However, the epithelium of the respiratory tract is also a regulator of immunological and inflammatory reactions through secretion of inflammation and immune cell recruitment mediators. An important component of the pulmonary immune system is the surfactant, and, in particular, its proteins SP-A and SP-D, synthesized mainly by type II pneumocytes.

Aim. To assess the levels of surfactant proteins SP-A and SP-D in the blood of smoking patients without bronchopulmonary diseases.

Materials and мethods. The study included 59 patients admitted to the department of internal medicine with hypertension. The general group was divided into subgroups: non-smoking patients (n = 31) and healthy smokers (n = 28). All patients underwent clinical, functional, diagnostic and laboratory tests. The content of surfactant proteins SP-A and SP-D in the blood was determined by enzyme immunoassay.

Results. The subgroups did not differ in sex, age, height, body weight, blood pressure, heart rate, respiratory rate, and the distribution of comorbidities. The subgroups differed in the platelet level; in other main parameters of complete blood count and blood biochemistry no differences were revealed. It was found that the blood levels of surfactant proteins SP-A and SP-D in the subgroup of healthy smokers were significantly higher in comparison with the subgroup of non-smoking patients. The correlation analysis revealed a direct relationship between surfactant proteins SP-A and SP-D and smoking (R = 0.360, p = 0.006, R = 0.274, p = 0.037), a negative correlation between SP-D protein and age (R = -0.315, p = 0.016), and a direct relationship between SP-A protein and diastolic blood pressure (R = 0.271, p = 0.039). In the non-smoking subgroup, a negative correlation between SP-D and age (R = -0.438, p = 0.016) and between SP-D and systolic blood pressure (R = -0.433, p = 0.017) was identified.

Conclusion. The direct relationship between higher levels of the surfactant proteins SP-A and SP-D and smoking in the group of healthy smokers is justified (inflammatory changes, structural abnormalities in the lung parenchyma under the influence of cigarette smoke). The SP-D protein is more significant in comparison with the SP-A protein in vascular wall remodeling, lung tissue matrix, oxidative lung tissue damage, and apoptosis, which explains its negative correlation with age and systolic blood pressure.

Key words: surfactant, surfactant protein A, surfactant protein D, biomarker, smoking.

ВВЕДЕНИЕ

Несмотря на усилия, направленные на снижение распространенности курения, ежегодно около 6 млн человек во всем мире умирают из-за употребления табака [1]. Курение сигарет вносит значительный вклад в патогенез хронической обструктивной болезни легких (ХОБЛ), гипертонии, сердечно-сосудистых и онкологических заболеваний, а также является признанным фактором риска для неинфекционных заболеваний с воспалительными компонентами, такими как атеросклероз, болезнь Крона, ревматоидный артрит, псориаз, офтальмопатия Грейвса и неинсулинзависимый сахарный диабет [2-5]. Кроме того, у курильщиков наблюдается повышенная восприимчивость к микробным инфекциям (инфекции дыхательных путей, бактериальный менингит и пародонтит) и ухудшение заживления ран [6]. Дыхательный эпителий - первая линия защиты против экзогенной инвазии, в частности вредных вдыхаемых частиц, патогенов и аллергенов. Однако эпителий дыхательных путей является не просто физическим барьером, но и регулятором иммунологических и воспалительных реакций посредством секреции медиаторов воспаления и рекрутинга иммунных клеток [7-9]. Важным компонентом легочной иммунной системы является сурфактант, в частности его белки SP-A и SP-D, синтезируемые в основном пневмоци- тами II типа [10].

Физиологически сурфактантные белки SP-A и SP-D встречаются в небольших количествах в крови, табачный дым вызывает повышенную альвеоло-капиллярную утечку поверхностно-активных белков в кровь, и их уровень может помочь в оценке повреждения легких, вызванного дымом. Возможность использования сурфактантных белков в качестве маркеров повреждения альвеолярного эпителия при курении не изучена, также лишь единичные исследования уровней SP-A и SP-D у пациентов с ХОБЛ. В связи с вышесказанным, изучение данных механизмов является актуальным в современной медицинской науке для ранней идентификации курильщиков, подверженных риску ХОБЛ.

Цель исследования - оценить уровень сурфактантных белков SP-A и SP-D в крови у курящих пациентов без наличия бронхолегочных заболеваний.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

В исследование включены 59 пациентов, госпитализированных в терапевтическое отделение по поводу гипертонической болезни. Критерии включения пациентов в исследование: ухудшение течения гипертонической болезни (средний показатель систолического артериального давления >140 мм рт. ст. при автоматическом измерении артериального давления в кабинете у врача), пациенты обоих полов в возрасте 18-75 лет, отсутствие острых и хронических заболеваний бронхов и легких, отсутствие изменений по данным спирографии и рентгенографии органов грудной клетки, согласие на участие в данном исследовании и заполнение соответствующей формы добровольного информированного согласия.

Критерии исключения пациентов: наличие острого инфекционного процесса на момент включения в исследование, наличие онкологических заболеваний, предшествующие курсы химиотерапии или лучевой терапии, иммунодефицитное заболевание, перенесенный (активный) туберкулез легких, клинически значимое, по мнению исследователя, нестабильное кардиологическое заболевание, например неконтролируемая симптоматическая аритмия, фибрилляция предсердий, сердечная недостаточность с застойными явлениями 3-4-й степени согласно классификации МГНА, тяжелая степень почечной недостаточности, определяемая при значении рСКФ, рассчитанном по формуле CKD-EPI (сотрудничества в области эпидемиологии хронических заболеваний почек) с учетом концентрации креатинина в сыворотке крови менее 15 мл/мин/1,73 м2, сахарный диабет (СД) 1-го типа, период беременности или лактации, известное сопутствующее заболевание, представляющее опасность для жизни, при котором ожидаемая продолжительность жизни составит менее 18 мес с момента включения в исследование.

Общая группа разделена на подгруппы: некурящие пациенты (п = 31) и «здоровые курильщики» (п = 28). «Здоровые курильщики» - термин, используемый в современной литературе, подразумевает у данных пациентов отсутствие респираторных симптомов или минимальные респираторные симптомы (такие как кашель, выделение мокроты, одышка после незначительных физических нагрузок), которые могут быть обнаружены только с помощью клинического опроса [11]. В подгруппу здоровых курильщиков были включены пациенты с минимальным индексом курения от 2 пачка/лет.

Всем пациентам проведены клиническое, функционально-диагностическое и лабораторное исследования. Лабораторная диагностика (гемограмма, биохимический анализ крови) проводилась на биохимическом анализаторе Beckman Coulter AU 480 (Бекмен Культер, США) и гематологическом анализаторе Siemens adiva2120i, вс 5300 (Германия). Содержание сурфактантных белков SP-A и SP-D в сыворотке крови определяли методом иммуно- ферментного анализа на анализаторе Multiscan EX (Финляндия) с использованием тест-системы ELISA BioVendor (R&D, США). Рентгенографическое исследование органов грудной клетки проводилось на аппарате «ТелеКоРД-МТ» (комплекс рентгеновский диагностический телеуправляемый, Россия), исследование функции внешнего дыхания - на аппарате Spirolab I спирометр (Италия).

Статистическая обработка полученных данных проводилась с помощью пакета программ SPSS 10.05. Определялся характер распределения количественных признаков методом Колмогорова - Смирнова. В случае нормального распределения вычислялось среднее значение и стандартное отклонение М ± SD. При сравнении двух нормально распределенных выборок использовался (-тест Стьюдента. При отсутствии нормального распределения вычислялись медиана, 25- и 75-й процентили Ме (25%; 75%). Связи между признаками оценивались путем вычисления коэффициента корреляции Спирмена (R). При оценке качественных признаков использовался критерий х2. Во всех процедурах статистического анализа критический уровень значимости нулевой статистической гипотезыр принимался равным 0,05.

РЕЗУЛЬТАТЫ

Клиническая характеристика пациентов представлена в табл. 1.

Таблица 1

Примечание. ИМТ - индекс массы тела, р - достоверность различия подгрупп некурящих пациентов и «здоровых курильщиков» (здесь и в табл. 2, 3).

Подгруппы не различались по полу, возрасту, росту, массе тела, уровню артериального давления, частоте сердечных сокращений, частоте дыхательных движений, а также по распределению сопутствующей патологии.

Характеристика лабораторных показателей (общий анализ крови, биохимический анализ, анализ уровней сурфактантных белков SP-A и SP-D в крови) пациентов представлена в табл. 2, 3.

Сравниваемые подгруппы достоверно отличались по уровню тромбоцитов, по остальным основным параметрам общего анализа крови, биохимического анализа различий не выявлено. Выявлено, что уровень в крови сурфактантных белков SP-A и SP-D в подгруппе «здоровых курильщиков»достоверно выше в сравнении с подгруппой некурящих пациентов. кровь сурфактантный белок паренхима

Значимые корреляционные связи в общей группе пациентов представлены в табл. 4.

Таблица 2