Патофізіологічні механізми пневмонії на різних етапах її розвитку

МІНІСТЕРСТВО ОХОРОНИ ЗДОРОВ’Я УКРАЇНИ

ОДЕСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ МЕДИЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

ПОЛІЯНЦ Ілона Владиславівна

УДК: 616.24-002-036.11-092:612.015]-08

ПАТОФІЗІОЛОГІЧНІ МЕХАНІЗМИ ПНЕВМОНІЇ НА РІЗНИХ ЕТАПАХ ЇЇ РОЗВИТКУ

14.03.04 – патологічна фізіологія

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата медичних наук

Одеса-2005


Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Одеському державному медичному університеті МОЗ України та Медичному коледжі “Монада” МОН України.

Науковий керівник: доктор медичних наук, доцент, заслужений працівник освіти України Регеда Михайло Степанович, Львівський національний медичний університет ім. Данила Галицького, кафедра фтизіатрії і пульмонології.

Офіційні опоненти:доктор медичнихнаук, Дегтяренко Тетяна

Володимирівна, Інститут очних хвороб тканинної терапії ім. В.П.Філатова АМН України, провідний науковий співробітник лабораторії імунології та патоморфології.

доктор медичних наук, професор Сервецький Костянтин Леонідович, Одеський державний медичний університетМОЗ України, завідувач кафедри інфекційних хвороб з курсом епідеміології.

Провідна установа: Київський національний медичний університет

ім..О.О.Богомольця МОЗ України, кафедра патологічної фізіології

Захист відбудеться 17.05.2005 р. о 11 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 41.600.01 в Одеському державному медичному університеті МОЗ України (65026, Одеса Валіховський пров., 2)

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Одеського державного медичного університету (65026, Одеса, Валіховський пров.,3)

Автореферат розісланий 15.04. 2005 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради к.мед.н, доцент Годован В.В.


ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Проблема патогенезу, ранньої діагностики та своєчасного лікування гострої пневмонії (ГП) набула особливого значення і є однією з актуальних у сучасній пульмонології, терапії та патологічній фізіології (Нейко Е.М., Шпак Б.Ю., 1990; Покровський В.И., Прозоровский С.В., Малеев В.В., 1995; Зайцев В.Т., Зайцева С.И., 1995; Дубкова Г.І., 2000; Окороков А.Н., 2001; Регеда М.С., 2005).

Захворюваність на пневмонію складає в середньому від 10 до 13,8 на 1000 населення . Ця патологія займає 30-40% від усіх захворювань легень (Бартлетт Дж., 2000; El Sadr W., 1998; Fagon J.V., 1993).

Пневмонія розглядається як гостре інфекційно-запальне захворювання легень із залученням усіх структурних елементів легеневої тканини з обов’язковим ураженням альвеол та розвитком в них запальної ексудації (Передерій В.Г., Ткач С.М., 1998; Федорів Я.М., 2001).

Зараз відомі етіологічні фактори захворювання, але механізми формування гострої пневмонії повністю не з’ясовані. Має місце у практичній роботі лікаря як гіпо, так і гіпердіагностика цього захворювання. Несвоєчасна і недосконала діагностика а також неадекватне лікування призводить досить часто до розвитку різноманітних ускладнень гострої пневмонії.

Встановлено, що інфекція, гіпоксія та токсичні фактори створюють умови для підсилення окислення ліпідів клітинних мембран, активізації ендогенних фосфоліпаз, пригнічення активності антиоксидантів. Виявлено, що у хворих на пневмонію значно активізуються процеси перекисного окиснення ліпідів (ПОЛ) і при цьому утворюються вільні радикали та перекисні сполуки, які спричиняють безпосередній пошкоджуючий вплив на легеневу тканину і сприяють розвитку в ній запального процесу (Казанцев В.А., Удальцов Б.Б., 2002, Регеда М.С., Кресюн В.Й., 2003).

Не з’ясованим залишаються питання про роль прооксидантної і антиоксидантної систем в механізмах пневмонії і особливо в різні періоди розвитку цього захворювання, в залежності від площі запального ураження в легенях та статі хворого. Не охарактеризовані показники неспецифічної резистентності організму та імунологічного захисту у хворих у ранні, середні та пізні періоди формування пневмонії.

Виходячи з викладеного матеріалу, проблема актуальна і існує необхідність подальших досліджень патофізіологічних механізмів пневмонії в різні періоди її розвитку.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота є фрагментом комплексної науково-дослідної роботи кафедри гістології, цитології та ембріології Одеського державного медичного університету “Розробка шляхів направленої регуляції метаболічних процесів за умов несприятливої дії навколишнього середовища” (№ державної реєстрації 0196U017677). Дисертант є співвиконавцем теми.

Мета дослідження. З’ясування ролі і функціонального стану прооксидантної та антиоксидантної систем неспецифічної резистентності організму та імунологічного захисту у патогенезі пневмонії в експерименті і клініці в різні періоди розвитку захворювання в залежності від статі та площі запального ураження легень.

Задачі дослідження:

1. Визначити стан неспецифічних та специфічних клітинних та гуморальних механізмів пошкодження та захисту в різні періоди розвитку захворювання, в залежності від площі запального ураження легень та статі.

2. Вивчити активність антиоксидантних ферментів і вміст продуктів ПОЛ в крові та в легеневій тканині тварин при гострій пневмонії після інтраназального зараження щурів культурою Staphylococus aureus (через 2, 6 год, 4 і 10 доби) в експерименті та клініці.

3. Виявити морфологічні зміни в легенях при гострій пневмонії в залежності від статі та періодів розвитку захворювання.

4. З’ясувати особливості змін активності ферментів антиоксидантної системи та вмісту продуктів ПОЛ у крові хворих в різні періоди формування пневмонії та визначити залежність цих змін від площі запального ураження в легенях та статі хворого.

Об’єкт дослідження:Патофізіологічні механізми пневмонії в різні періоди її розвитку.

Предмет дослідження: стан про- і антиоксидантних систем, неспецифічна резистентність організму, імунологічна реактивність у хворих на пневмонію та у щурів з експериментальною пневмонією в різні періоди розвитку захворювання.

Методи дослідження: біохімічні, імунологічні, гістологічні, загальноклінічні, патофізіологічні, статистичні.

Наукова новизна отриманих результатів Вперше встановлено та охарактеризовано функціональний стан прооксидантних і антиоксидантних систем та визначена їх суттєва роль в патогенезі пневмонії в різні періоди розвитку захворювання як в експерименті, так і в клініці, а також з’ясовано їх стан в залежності від статі і площі запального ураження в легенях.

В експерименті вперше показано, що у самців швидше починає знижуватись ферментативна активність антиоксидантної системи (АОС) як у сироватці крові, так і в легенях.

З’ясовано, що деструктивні зміни в легенях самок появляються лише на 6 год. після зараження тварин і менше виражені ніж у самців, що відповідають зсувам функціонального стану прооксидантно-антиоксидантної систем в сироватці крові та в легенях щурів.

Вперше доведено, що на першу, 4 та 10 доби розвитку пневмонії як в експерименті (в сироватці крові і в легенях), так і в клініці (у сироватці крові), поступово збільшуються показники ПОЛ – дієнові кон’югати (ДК), малоновий диальдегід (МДА) досягаючи найвищих величин у пізній період формування хвороби, при цьому активність ферментів АОС – каталази, супероксиддисмутази (СОД) зростає у ранній та пригнічується вона у середній та пізні періоди розвитку пневмонії.

Встановлено, що у чоловіків, хворих на крупозну пневмонію спостерігається більш висока ступінь пероксидації ліпідів та суттєвіше пригнічення ферментативної ланки АОС, ніж у жінок з вогнищевою пневмонією, в усі періоди розвитку захворювання, а особливо в пізній період. Вперше виявлено участь неспецифічних та специфічних (імунних) клітинних і гуморальних механізмів пошкодження та захисту при пневмонії в різні періоди розвитку захворювання, а також досліджено їх стан в залежності від площі запального ураження легень та статі хворого. Визначено, що стан неспецифічної резистентності організму і імунної системи змінюється – зростає НСТ-тест, фагоцитарна активність лейкоцитів (ФАЛ), показники пошкодження нейтрофілів і лімфоцитів (ППН, ППЛ) в периферичній крові в ранні, середні та пізні періоди, знижується вміст Т-лімфоцитів і зростає В-лімфоцитів в крові лише в пізній період і у хворих з крупозною пневмонією і залежить від періоду розвитку захворювання та площі запального ураження легенів. Вперше виявлено, що функціональний стан поліморфноядерних лейкоцитів (ПЯЛ) у хворих на пневмонію – є одним з основних ланок неспецифічних механізмів захисту.

Практичне значення отриманих результатів . Запропоновані тести можливо використовувати для діагностики перебігу, стадій пневмонії, оцінки активності запального процесу.

Визначено, що зниження активності ферментів АОС, рівня Т лімфоцитів та вмісту калію в крові хворих можуть призводити до затяжного перебігу пневмонії, погіршувати прогноз і процес видужання, а також сприяти розвитку різноманітних ускладнень. Виходячи з отриманих даних та з метою усунення цих несприятливих впливів доцільно рекомендувати призначення для комплексного лікування антиоксиданти, починаючи з 4 доби хвороби, імунокоригуючу терапію та препарати калію спрямованих на ліквідацію гіпокаліємії і дефіциту Т-ланки імунітету особливо в пізні періоди розвитку пневмонії.

Результати дослідження впроваджені в навчальний процес курсу патологічної фізіології, внутрішніх хвороб, біологічної хімії, гістології, цитології, ембріології, а прикладні результати до практичної роботи біохімічної лабораторії Львівського медичного коледжу „Монада”, кафедр гістології, цитології та ембріології Одеського державного медичного університету та Львівського медичного інституту. Наукові та практичні результати дослідження можна використати в процесі післядипломної підготовки магістрів, інтернів, аспірантів, лікарів-пульмонологів, терапевтів, у практичній охороні здоров’я сімейним лікарям, пульмонологам та терапевтам.

Особистий внесок здобувача. Відповідно до поставленої мети і завдань дослідження автором самостійно здійснено пошук, аналіз літератури за темою роботи, особисто розроблено програму досліджень, відтворено моделювання процесу гострої пневмонії у щурів, проведено методологію обстежень та клінічний аналіз хворих на вогнищеву та крупозну пневмонії, засвоєні методики дослідження. Проведено статистичну обробку одержаних даних, облік та аналіз первинного матеріалу. Самостійно написані розділи дисертації, сформульовані висновки і надані практичні рекомендації.

Апробація результатів дисертації. Основні положення роботи повідомлені на науково-практичній конференції медичного коледжу “Монада” „Актуальні проблеми пульмонології” (Львів, 2002), на VІІ Міжнародному медичному конгресі студентів і молодих учених (Тернопіль, 2003), на ІІІ з’їзді фтизіатрів і пульмонологів України (Київ, 2003), на Вченій раді Львівського медичного інституту (Львів, 2004), на педагогічній раді медичного коледжу “Монада” (Львів, 2003).

Публікації. За матеріалами дисертації надруковано 8 наукових праць, з них 3 статті у провідних фахових виданнях ВАК України, 1 монографія, 2 статті у збірниках наукових праць, 2 тези доповідей на з’їзді та конгресі.

Обсяг та структура дисертації. Дисертаційна робота викладена на 141 сторінках машинопису, містить вступ, огляд літератури, розділ з описом матеріалів та методів дослідження, 5 розділів власних досліджень, висновки, список використаних джерел (всього 315 джерел, з них 134 іноземних).

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Матеріали і методи дослідження. Дана робота представляє собою експериментально-клінічне дослідження, виконане на різних рівнях організації організму (клітинному, органному, системному, організмовому). Дослідження проведене на 100 статевозрілих щурах (46 самців і 34 самок, хворих на гостру пневмонію та 20 інтактних тварин) лінії Вістар масою 180-210 г. Експериментальну модель пневмонії викликали методом В.Н.Шляпникова, Т.Л.Солодова, С.А.Степанова (1988).

Через 2, 6 год та на 4 і 10 добу після інтраназального зараження тварин культурою Staphylococcus aureus забирали кров із хвостової вени, після чого щурів забивали. Для морфологічних досліджень брали шматочки легень, фіксували у 10% розчині формаліну, заливали у парафін, готували зрізи товщиною 5-7 мкм, забарвлювали гематоксиліном та еозином (Саркисова Д.С., Перова Ю.Л., 1996). З тканин легень готували наважку, гомогенізували у фізіологічному розчині у співвідношенні: маса наважки : розчин – 1:1 на мікрозмішувачі тканин РТ-2. Активність СОД визначали методом R.Fried (1975), каталази методом R. Holmes, C.E. Masters (1970). Вміст ДК досліджували методом В.Б. Гаврилов, М.И. Мишкорудная (1989), МДА – методом Э.Н. Коробейникова (1989). Експериментальні дослідження проводились на кафедрі гістології, цитології та ембріології Одеського державного медичного університету. Також здійснено комплексне клінічне, лабораторне та рентгенологічне обстеження 120 хворих на пневмонію в умовах клінічних баз медичного коледжу ТзОВ “Монада”, (вік хворих становить від 30 до 50 років, 32 здорових особи складали контрольну групу). При обстеженні хворих визначалась площа запального ураження легенів, враховувались періоди розвитку захворювання та стать хворого. Відповідно були виділені такі групи пацієнтів: хворі на крупозну (46) і вогнищеву (74) пневмонії, хворі на ГП чоловіки (59) і жінки (61). Досліджувались пацієнти на ранньому (1 доба), середньому (4-5 діб) і пізньому (8-10 діб) періодах розвитку захворювання; розподіл хворих здійснювався таким чином, щоб максимально адаптувати строки дослідження в експерименті та клініці, порівняти результати цих досліджень, а також їх співставити. При цьому обов’язково брали до уваги наказ № 311 МОЗ України від 30.12.99 р., щодо обґрунтованого дослідження патогенезу ГП у вищезазначені періоди розвитку захворювання.

За допомогою основних і додаткових методів підтверджувався діагноз пневмонії, уточнювалась локалізація та площа запального ураження легенів (ліво- чи правобічна, крупозна або вогнищева) і у таких хворих забиралась кров з вени для біохімічних, імунологічних досліджень в різні періоди розвитку захворювання.

Визначали ФАЛ у периферичній крові хворих методом В.М.Надраги (1967), НСТ-тест – В.Е.Логинского, В.В.Короткого (1978).ППН і ППЛ методом В.А.Фрадкіна (1962), електроліти (натрій і калій) методом L.Herrera (1958), кальцію - H.Connerty (1966). Активність аспартатамінотрансферази (АСТ) і аланінамінотрансферази (АЛТ) методом Н.Райтмана, М.Френкеля (1982), рівень Т і В-лімфоцитів методом Е.Ф.Чернушенко, Л.С.Когосова (1981).

Статистична обробка цифрових даних проводилась з використанням загальноприйнятого методу Стюдента на ПЭВМ “Robotron” (мова “Basic”).

Результати досліджень та їх обговорення. З метою вивчення особливостей функціонального стану прооксидантно-антиоксидантних систем при пневмонії в експерименті в різні періоди розвитку захворювання визначали ДК, МДА, СОД і каталазу, як у сироватці крові, так і в легеневій тканині щурів (самок і самців). У результаті проведених досліджень виявлено, що через дві години після інтраназального зараження щурів у сироватці крові і в легенях самців зростала інтенсивність утворення продуктів ПОЛ. У сироватці крові інфікованих самців містилося на 59,4%і 82,6% більше ДК і МДА. Поруч з цим активність СОД зростала на 50,3% і каталаза на 35,9%. У цей же час у легенях активність супероксиддисмутази і каталази зростала відповідно на 60,3 і 52,7%; при цьому кількість дієнових кон’югат збільшувалася на 89,7%, а малонового диальдегіду на 110% порівняно з інтактними щурами. Схожі зміни виявлені у сироватці крові та в легенях самок через 2 години після зараження, але у них були певні відмінності від самців. Так зростав вміст ДК і МДА у сироватці крові самок на 42,9 і 60,8%. При цьому підвищувалась активність АОС: СОД на 49,8%, каталаза на 42,3% в порівнянні з контролем. У цей же час у легенях самок зростав вміст ДК і МДА на 64,6 і 82,3 % порівняно з інтактними тваринами, що супроводжувалось збільшенням активності СОД на 77% і каталази на 50,9%.

Таким чином через 2 год після зараження щурів Staphylococcus aureus зростає інтенсивність утворення продуктів ПОЛ і відбувається активація АОС, зокрема її ферментативної ланки, що супроводжується підтримкою рівноваги між утворенням продуктів ПОЛ і їх знешкодженням. Слід зазначити, що функціонування АОС у самок більш ефективне ніж у самців, що у свою чергу може пояснювати відсутність морфологічних змін в тканинах легень самок через 2 год після зараження. У той час, у самців на відміну від інтактних тварин і самок на мікроскопічному рівні виявлене незначне потовщення міжальвеолярних перетинок і їх круглоклітинна інфільтрація.

Внаслідок проведених досліджень було встановлено, що через шість годин після зараження у тканинах легень дослідних самців відзначався більш високий рівень ДК і МДА – на 160,3 і 190,1% в порівнянні з інтактними тваринами. При цьому зменшувалась активність СОД і каталази, але водночас ця активність перевищувала показники контрольних (здорових) тварин відповідно на 40 і 25,3%. Паралельно з цими зрушеннями у сироватці крові виявлено подальше збільшення вмісту ДК і МДА (на 118,8 і 160,9% порівняно з інтактними щурами), що супроводжувалося зменшенням активності ферментів АОС, в результаті чого вона перевищувала показники сироватки крові інтактних тварин лише на 31,1% для СОД і 18,5% для каталази.

Через 6 год після зараження у самок, як і у самців, зростав вміст у сироватці крові і в легенях продуктів ПОЛ. Так у сироватці крові самок містилося на 74,3% більше ДК і 98% МДА, а у легенях зростала кількість ДК і МДА відповідно на 99,3 і 117,3% порівняно з інтактними самками. Паралельно з цим змінювалась активність ферментів АОС у сироватці крові та в легенях самок.

Через 6 год після зараження збільшувалась активність СОД і каталази на 63 і 55,3% у сироватці крові самок, при цьому активність зазначених ферментів перевищувала у сироватці крові самців на 42,4% для СОД і 53,2% для каталази. Аналогічні за напрямками зміни активності ферментів АОС відбувалися у легенях самок через шість годин після зараження. Так у них порівняно з показниками інтактних тварин активність СОД збільшувалася на 67%, а активність каталази була вищою на 51%. Наведені зрушення ПОЛ і АОС супроводжувалися появою морфологічних ознак гострої пневмонії (мікропрепарати легенів).

Таким чином через 6 год після зараження у самців зростав вміст у сироватці крові і в легенях продуктів ПОЛ і зменшувалась активність ферментів АОС, що призводило до зменшення активності СОД/ вміст ДК.

У самок інтенсифікація утворення продуктів ПОЛ супроводжувалась подальшим зростанням активності СОД у сироватці крові і легенях, що забезпечувало збереження співвідношення активність СОД/вміст ДК у сироватці крові у відповідності до рівня інтактних тварин. Зазначені зміни супроводжувалися появою ознак гострого запалення на мікроскопічному рівні легенів, і при чому в самців вони були більше виразними. У сукупності це свідчить про існування взаємозв’язку між виразністю морфологічних зрушень у тканинах легенів і станом АОС та свідчить про більш значні функціональні резерви її ферментативної ланки у самок порівняно з самцями.

На 4 добу після зараження самців у легенях вміст ДК і МДА зростав порівняно з інтактними тваринами на 205 і 240%; при цьому активність СОД і каталази пригнічувалася на 50,2% і 46,6%. У свою чергу в сироватці крові рівень ДК підвищувався на 159,3%, а МДА на 189,1%; поруч з цим активність СОД пригнічувалася на 38,5%, а каталази на 30,4% порівняно з інтактними самцями.

У самок на 4 добу після зараження у сироватці крові і в легенях

Страницы: 1 2 3