Значение растворимых молекул клеточной адгезии, метаболитов оксида азота, эндотелина-1 и их ассоциаций как маркеров прогрессирования воспаления при ХОБЛ

Неуклонный рост распространенности хронической обструктивной болезни легких (ХОБЛ) и смертности при данной патологии во всем мире определяет важность исследования патогенетических механизмов развития этого заболевания [1]. Выявление новых маркеров активности и прогрессирования воспаления служит одной из ключевых задач в изучении данных механизмов.

Результатом иммуноопосредованных механизмов воспаления в ответ на повреждающие факторы является избыточная миграция эффекторных клеток в очаг повреждения. Молекулы клеточной адгезии ICAM-1 и ICAM-3 стимулируют процесс миграции этих клеток (нейтрофилов, моноцитов, Т-лимфоцитов) через альвеоло-капиллярную мембрану в место воспаления. Данные молекулы одновременно могут быть представлены как в мембраносвязанной форме на поверхности клеток, так и в растворимом виде в различных биологических средах [2, 3]. Растворимые дифференцировочные молекулы адгезии образуются с помощью протеолитического шеддинга мембранных белков и/или альтернативного сплайсинга матричной РНК [2]. Одним из основных механизмов иммуномодулирующего действия растворимых форм мембранных молекул является связывание лиганда и предотвращение его взаимодействия с мембранной формой антигена, а также транссигнальная функция [3–5]. Нарушение равновесия содержания изучаемых растворимых факторов может приводить к модуляции межклеточных мембранных взаимодействий и изменению иммунологической реактивности при многих заболеваниях. В настоящее время роль растворимых форм молекул клеточной адгезии ICAM-1 (sICAM-1, sCD54) и ICAM-3 (sICAM-3, sCD50) в прогрессировании системного и топического воспаления в патогенезе ХОБЛ не ясна. Однако актуальность широкого использования неинвазивных методов диагностики обусловливает исследование уровней sICAM-1 и sICAM-3 в конденсате выдыхаемого воздуха (КВВ) у больных ХОБЛ при стабильном течении и в стадии обострения заболевания.

Растворимые формы ICAM-1 и ICAM-3 способны модулировать адгезию лейкоцитов к эндотелию сосудов и таким образом изменять функциональную активность и морфологическую структуру эндотелиальных клеток [4–7]. Повреждение эндотелия и развитие эндотелиальной дисфункции лежат в основе формирования наиболее значимых системных проявлений (коморбидных состояний) ХОБЛ и во многом обусловлены избыточным повышением секреции эндотелина-1 (ЭТ-1) в клетках сосудистого эндотелия [8]. ЭТ-1 принадлежит к регуляторным пептидам и играет ключевую роль в процессах фиброгенеза сосудистой стенки и бронхов, индукции и поддержания вазо- и бронхоконстрикции, а также неуклонного прогрессирования хронического воспаления [9]. Уровень ЭТ-1 повышается в сыворотке крови при заболеваниях, связанных с курением, эндотелиальной дисфункцией и легочной гипертензией [10–12]. Обнаружено, что у больных ХОБЛ концентрация ЭТ-1 в крови, мокроте и КВВ взаимосвязана с уровнем парциального давления кислорода в артериальной крови [13, 14]. Вместе с тем требуются дальнейшие исследования для определения информативности изменений продукции ЭТ-1 при прогрессировании функциональных и структурных респираторных нарушений с учетом тяжести и стадии ХОБЛ.

Развитие эндотелиальной дисфункции патогенетически связано с изменениями секреции оксида азота (NO), который обладает широким спектром биорегуляторного действия [15]. Основным источником образования молекул NO является индуцибельная форма NO-синтазы (iNOS), концентрация которой резко возрастает во время интенсификации воспалительного процесса при многих заболеваниях [16]. Активное образование оксида азота и его метаболитов приводит к повреждению белков и липидов клеточных мембран, блокирует синтез ДНК, усиливает интенсивность оксидативного и нитрозативного стресса, нарушает структуру сосудистого эндотелия. При воспалении NO также может синтезироваться и неэнзиматическим путем за счет восстановления нитритов и нитратов до оксида азота [17, 18]. Ранее в наших работах было продемонстрировано повышение концентрации метаболитов оксида азота в КВВ по мере снижения уровня контроля бронхиальной астмы [19], а также увеличение системных и топических уровней производных NO и их взаимосвязь с маркерами апоптоза как в респираторном тракте, так и в циркуляции у пациентов с обострением ХОБЛ [20]. В то же время особенности изменений индикаторов нитрозативного стресса в различные периоды ХОБЛ (стабильное течение или обострение) остаются малоизученной проблемой.

Для более полного понимания патогенетических механизмов прогрессирования ХОБЛ существует необходимость мониторирования маркеров эндотелиальной дисфункции, нитрозативного стресса и иммунного ответа в различные стадии и фазы заболевания, а также анализа взаимосвязей между рассматриваемыми индикаторами хронического воспаления.

Цель исследования — оценить значение содержания метаболитов оксида азота, sICAM-1 и sICAM-3 в сыворотке крови и в конденсате выдыхаемого воздуха, сывороточного уровня эндотелина-1 в качестве системных и топических маркеров воспаления у больных с ХОБЛ, и их корреляционные связи с параметрами вентиляционной функции легких.

Материалы и методы. Диагноз ХОБЛ устанавливали в соответствии с критериями Глобальной инициативы по хронической обструктивной болезни легких (GOLD) [1]. Согласно определению GOLD, обострение ХОБЛ — это острое событие, характеризующееся ухудшением респираторных симптомов, которое выходит за пределы нормальных повседневных колебаний и приводит к изменению используемой терапии.

В исследование было включено 112 человек. Группу сравнения составили здоровые некурящие добровольцы (n=21), пациентов с ХОБЛ (n=91) разделили на четыре группы:

ХОБЛ средней степени тяжести в стадии обострения (n=21) — GOLD IIоб;

ХОБЛ средней степени тяжести в стадии стабильного течения (n=23) — GOLD IIст;

ХОБЛ тяжелой степени тяжести в стадии обострения (n=22) — GOLD IIIоб;

ХОБЛ тяжелой степени тяжести в фазе стабильного течения (n=25) — GOLD IIIст.

Исследование проведено в соответствии с Хельсинкской декларацией, принятой в июне 1964 г. (Хельсинки, Финляндия) и пересмотренной в октябре 2000 г. (Эдинбург, Шотландия), и одобрено Этическим комитетом НИИ пульмонологии ФМБА. От каждого пациента получено информированное согласие.

Были отобраны больные, отвечающие следующим критериям: возраст старше 40 лет; стаж курения ≥10 пачек/лет; частично обратимая бронхиальная обструкция после применения бронходилататора короткого действия (30%≤ОФВ1≤80%; ОФВ1/ФЖЕЛ<70%, где ОФВ1 — объем форсированного выдоха за 1 с; ФЖЕЛ — форсированная жизненная емкость легких; ОФВ1/ФЖЕЛ — индекс Тиффно); клинические симптомы обострения ХОБЛ (усиление кашля, одышки, изменение характера и/или объема мокроты).

Критерии исключения: бронхиальная астма и другие аллергические заболевания; пневмония на момент госпитализации; выраженная застойная сердечная недостаточность; тяжелая артериальная гипертензия; декомпенсированный сахарный диабет; состояния, требующие длительного приема системных глюкокортикоидов.

Исследование функции внешнего дыхания проводили на компьютерном спирографе SpiroLab III (MIR, Италия) путем анализа кривой «поток–объем» и оценки показателей ОФВ1 и ОФВ1/ФЖЕЛ, емкости вдоха. Функциональные характеристики больных ХОБЛ представлены в табл. 1.

---

Таблица 1. Функциональные характеристики пациентов с ХОБЛ и здоровых некурящих добровольцев (X±δ)

---

Подготовка сыворотки крови и конденсата выдыхаемого воздуха. Из срединной локтевой вены утром натощак у обследованных пациентов собирали образцы крови, которые сразу центрифугировали при 3000 об./мин в течение 10 мин. Сыворотки экстрагировались и хранились при температуре –80°С.

Сбор КВВ осуществляли в течение 20 мин после полоскания ротовой полости с помощью системы RTube (Respiratory Research, США), исключающей попадание слюны в КВВ.

Содержание ЭТ-1 в сыворотке крови определяли иммуноферментным методом с помощью набора реагентов Biomedica Gruppe (Австрия) по методике, описанной производителем.

Определение метаболитов оксида азота в сыворотке крови и конденсате выдыхаемого воздуха. Суммарную концентрацию NO₂^–/NO₃^– (ΣNO₂^–/NO₃^–) в КВВ и содержание нитритов (NO₂^–) в сыворотке крови определяли спектрофотометрическим методом с использованием реактива Грисса и кадмиевого восстановителя при длине волны 540 нм с помощью прибора Humalazer 2000 (Human GmbH, Германия) [21].

Определение содержания растворимых молекул адгезии sICAM-1 и sICAM-3. Содержание этих молекул в сыворотке и КВВ измеряли с помощью иммуноферментного анализа. При определении их концентрации использовали козьи поликлональные антитела против лейкоцитарных антигенов человека и мышиные моноклональные антитела ИКО-60 и ИКО-184 против антигенов CD54 и CD50, конъюгированных с пероксидазой хрена [22]. Измерение проводили с помощью ИФА-ридера Multiscan МС (Labsystems, Финляндия) при длине волны 405 нм. Результаты представлены в условных единицах на миллилитр (U/ml).

Статистический анализ. Данные представлены как среднее арифметическое ± стандартное отклонение (M±SD). Для определения распределения нормальности использован тест Шапиро–Уилка. Дальнейшую обработку результатов проводили с применением анализа ANOVA и t-теста Стьюдента. Для оценки степени корреляции использовали критерий корреляции Пирсона (r). Различия считались статистически значимыми при р<0,05. Статистический анализ выполнен при помощи компьютерных прикладных программ BIOSTAT и Statgraphicsv. 5.

Результаты. Сывороточная концентрация ЭТ-1 у всех обследованных пациентов была статистически значимо выше по сравнению со здоровыми некурящими добровольцами (0,67±0,27 фмоль/мл; ANOVA, р=0,006) (рис. 1). Не обнаружено существенных различий в концентрации ЭТ-1 в фазе обострения и при стабильном течении ХОБЛ внутри каждой группы пациентов. В то же время отмечалась тенденция линейного повышения уровня изучаемого пептида с увеличением тяжести ХОБЛ. Концентрация ЭТ-1 у пациентов группы GOLD IIIоб была в 1,4 раза выше, чем в группе GOLD IIоб (2,73±1,51 и 1,99±0,81 фмоль/мл соответственно, р=0,04). Выявлены негативные связи между значением емкости вдоха и сывороточным содержанием ЭТ-1 (r=–0,53; p=0,02) у всех обследованных пациентов с ХОБЛ (табл. 2).

---

Рис. 1. Содержание эндотелина-1 в сыворотке крови у пациентов с ХОБЛ при обострении и в стабильный период * — статистически значимая разница значений со здоровыми некурящими, р<0,05; # — с пациентами со средней степенью тяжести ХОБЛ в период обострения; р<0,05

---

Таблица 2. Корреляции между содержанием ЭТ-1, NO2–, sICAM-1, sICAM-3, ΣNO2–/NO3– в различных биологических жидкостях и параметрами функции внешнего дыхания у пациентов с ХОБЛ

---

Уровень метаболитов оксида азота в сыворотке крови и КВВ у пациентов с ХОБЛ был значимо выше, чем у здоровых некурящих добровольцев (ANOVA, p=0,001 и p=0,002 соответственно) (рис. 2).

---

Рис. 2. Уровень нитритов (NO2–) в сыворотке крови и суммарная концентрация ΣNO2–/NO3– в конденсате выдыхаемого воздуха у больных ХОБЛ при обострении и в стабильный период * — статистически значимая разница значений со здоровыми некурящими, р<0,05; # — с пациентами со средней степенью тяжести ХОБЛ в период обострения, р<0,05; ^ — с пациентами со средней степенью тяжести ХОБЛ в стабильный период, р<0,05

---

Существенных различий в концентрации продуктов оксида азота в сыворотке крови и КВВ в стабильный период и при обострении у пациентов групп GOLD II, GOLD III не обнаружено. Зарегистрировано прогрессирующее повышение содержания NO₂^– в циркуляции крови и ΣNO₂^–/NO₃^– — в КВВ у больных ХОБЛ с нарастанием степени тяжести бронхиальной обструкции. Сывороточная концентрация NO₂^– у больных с обострением ХОБЛ тяжелой степени тяжести (7,4±3,7 мкмоль/мл) и в стабильный период (8,2±4,46 мкмоль/мл) была в 1,8 раза выше, чем у пациентов групп GOLD II в аналогичные периоды заболевания (р=0,001 и р=0,002 соответственно).

Суммарная концентрация ΣNO₂^–/NO₃^– в КВВ у всех пациентов с ХОБЛ групп GOLD III (11,4±5,7 мкмоль/мл при обострении и 12,4±5,8 мкмоль/мл в стабильную фазу) в 1,3 раза превышала уровень изучаемых молекул в группах GOLD II (р=0,028 и р=0,026 соответственно) (см. рис. 2). Выявлена отрицательная корреляция между эндобронхиальной концентрацией ΣNO₂^–/NO₃^– и емкостью вдоха ЕВ% (где ЕВ% — доля от долженствующих величин) (г=–0,65; р=0,01) у всех обследованных пациентов с ХОБЛ (см. табл. 2).

У всех обследованных больных ХОБЛ выявлена положительная корреляция (r=0,39; р=0,04) между сывороточной концентрацией ЭТ-1 и NO₂^– (табл. 3). Кроме того, у пациентов со средней степенью тяжести заболевания между изучаемыми молекулярными маркерами обнаружена высокая степень корреляции (r=0,72; р=0,001).

---

Таблица 3. Корреляции между содержанием ЭТ-1, NO2– и концентрацией sICAM-1, sICAM-3 в различных биологических жидкостях у пациентов с ХОБЛ

---

Концентрация sICAM-1 в сыворотке крови и КВВ у всех обследованных пациентов ХОБЛ была статистически значимо выше, чем в группе контроля (ANOVA, р=0,006 и p=0,001 соответственно) (рис. 3).

---

Рис. 3. Концентрация молекул sICAM-1 в сыворотке крови и конденсате выдыхаемого воздуха у больных ХОБЛ при обострении и в стабильный период * — статистически значимая разница значений со здоровыми некурящими, р<0,05; # — с пациентами со средней степенью тяжести ХОБЛ в период обострения, р<0,05; ^ — с пациентами со средней степенью тяжести ХОБЛ в стабильный период, р<0,05

---

Концентрация sICAM-3 в КВВ повышалась у всех обследованных больных с ХОБЛ по сравнению со здоровыми некурящими лицами (220,2±81,1 U/ml; ANOVA, p=0,05) и статистически значимо не различалась между группами пациентов GOLD II и GOLD III (рис. 4). В то же время сывороточный уровень sICAM-3 превышал значения контрольной группы (351,4±45,7 U/ml) только при тяжелой степени тяжести ХОБЛ (р<0,05).

---

Рис. 4. Концентрация молекул sICAM-3 в сыворотке крови и конденсате выдыхаемого воздуха у больных ХОБЛ при обострении и в стабильный период * — р<0,05 в сравнении со здоровыми некурящими; # — с пациентами со средней степенью тяжести ХОБЛ в период обострения, р<0,05; ^ — с пациентами со средней степенью тяжести ХОБЛ в стабильный период, р<0,05

---

Обнаружено, что увеличение концентрации sICAM-1 и sICAM-3 связано с прогрессированием степени тяжести ХОБЛ. Их содержание у пациентов групп GOLD III было статистически значимо выше, чем в группах GOLD IIоб и GOLD IIст (р<0,05).

В КВВ уровень sCD54 молекул при тяжелой степени тяжести ХОБЛ был статистически значимо ниже значений в группе пациентов с умеренными бронхообструктивными нарушениями (р<0,05).

Существенных различий в содержании молекул sCD50 и sCD54 в биологических жидкостях при обострении и в стабильную фазу внутри обеих групп пациентов с ХОБЛ не выявлено.

Анализ ассоциаций между содержанием растворимых молекул sICAM-1 и sICAM-3, а также показателями нитрозативного стресса, эндотелиальной дисфункции и параметрами функции внешнего дыхания выявил следующие корреляции:

положительную корреляцию между сывороточной концентрацией sICAM-1 и sICAM-3 (r=0,62; р=0,0001) (рис. 5);

---

Рис. 5. Корреляция между уровнями sICAM-1 и sICAM-3 в сыворотке крови у больных ХОБЛ

---

положительную корреляцию между сывороточным уровнем sICAM-3 и концентрацией sICAM-3 в КВВ (r=0,4; р=0,007) (рис. 6);

---

Рис. 6. Корреляция между сывороточным уровнем sICAM-3 и концентрацией sICAM-3 в конденсате выдыхаемого воздуха у больных ХОБЛ

---

положительную корреляцию между сывороточным уровнем sICAM-1 и концентрацией sICAM-1 в КВВ (r=0,33; р=0,01) (рис. 7);

---

Рис. 7. Корреляция между сывороточным уровнем sICAM-1 и концентрацией sICAM-1 в конденсате выдыхаемого воздуха у больных ХОБЛ

---

отрицательную корреляцию между сывороточным уровнем sICAM-1 и ОФВ1 (r=–0,43; р=0,03) (см. табл. 2);

положительную корреляцию между уровнем sICAM-1 в КВВ и значением ОФВ1/ФЖЕЛ (r=0,51; p=0,01) (см. табл. 2);

отрицательную корреляцию между емкостью вдоха и сывороточными концентрациями sICAM-1 (p=–0,48; р=0,03) и sICAM-3 (r=–0,56; р=0,02) у пациентов с тяжелой ХОБЛ (см. табл. 2);

положительную корреляцию между ЭТ-1 и сывороточными концентрациями sICAM-1 (r=0,73; р=0,01) и sICAM-3 (r=0,45; р=0,03) (см. табл. 3);

положительную корреляцию между уровнем sICAM-3 в КВВ и концентрацией NO₂^– (r=0,47; р=0,03) (см. табл. 3).

Обсуждение. Результаты настоящего исследования показали избыточное накопление сывороточного и эндобронхиального содержания растворимых молекул адгезии ICAM-1 у всех пациентов с ХОБЛ по сравнению с контролем. Концентрация циркулирующих sICAM-3 молекул повышалась только при тяжелой степени тяжести заболевания. Вместе с тем на топическом уровне отмечался подъем содержания данных белков во всех группах больных ХОБЛ по сравнению со здоровыми некурящими лицами. Следует отметить, что увеличение концентрации данных растворимых белков в циркуляции ассоциировалось с ухудшением бронхиальной проводимости при ХОБЛ. Зарегистрированная линейная зависимость содержания sICAM-1 и уровня sICAM-3 в сыворотке крови подтверждает однонаправленность в изменении продукции тестируемых маркеров воспаления при прогрессировании ХОБЛ.

При обострении и в стабильную фазу заболевания концентрации исследуемых растворимых белков в изучаемых биологических средах внутри каждой группы существенно не различались. Таким образом, изменение содержания sICAM-1 и sICAM-3 не зависит от стадии ХОБЛ.

Функциональное значение растворимых молекул sICAM-1 и sICAM-3 определяется их участием в модуляции иммунного ответа [4, 5]. В частности, они могут ингибировать активацию, адгезию и миграцию клеток. Растворимые молекулы CD54 способны конкурировать с мембранной формой ICAM-1 за связывание c антигенами LFA-1 и Mac-1 на лимфоцитах и моноцитах и тем самым снижать адгезию лейкоцитов к эндотелию [2, 4, 5]. Молекулы sCD50, взаимодействуя с гомологичными рецепторами на поверхности антигенпрезентирующих клеток, способны блокировать инициацию процессов иммунного ответа [2]. Таким образом, избыточная продукция циркулирующих молекул sICAM-1 и sICAM-3 у пациентов с ХОБЛ может быть частью рестриктирующего механизма, направленного на торможение чрезмерной миграции воспалительных клеток во флогогенный участок, и в итоге способна привести к нарушению адекватного иммунного ответа. В этом случае увеличение концентрации рассматриваемых растворимых молекул в сочетании с прогрессированием бронхиальной обструкции может служить неблагоприятным прогнозирующим фактором при ХОБЛ, поскольку способность эффекторных клеток к выполнению их функции в очаге воспаления блокируется. Тем не менее возможно, что повышенные концентрации растворимых молекул CD54 и CD50 в циркуляции могут оказывать противовоспалительные эффекты и стимулировать самоограничивающие механизмы воспалительного ответа. Ранее H. Schmal с соавт. [23] предположили, что в легких sICAM-1 может функционировать в качестве как провоспалительного, так и противовоспалительного медиатора в зависимости от анатомической локализации шеддинга этого белка. Было показано, что сход молекул ICAM-1 с поверхности макрофагов и эпителиальных клеток в дистальных отделах респираторного тракта приводит к усилению повреждения легочной ткани вследствие активации альвеолярных макрофагов и их стимуляции к избыточной продукции цитокинов — MIP-2 и TNF-α. Учитывая, что при ХОБЛ деструкции наиболее подвержены в первую очередь дистальные отделы дыхательных путей, высокие концентрации s-формы протеинов CD54 могут играть значимую роль в прогрессировании воспалительного ответа в респираторном тракте.

Таким образом, повышенные концентрации циркулирующих растворимых молекул адгезии на системном уровне могут тормозить развитие воспалительных процессов, а локальный подъем содержания данных протеинов, наоборот, может увеличивать воспаление в респираторном тракте.

Корреляционный анализ выявил позитивные связи между сывороточным и топическим содержанием тестируемых растворимых молекул адгезии, что может свидетельствовать о тождественности механизмов, регулирующих продукцию данных молекул в ответ на развитие системных и местных воспалительных реакций при ХОБЛ.

Высокие концентрации растворимых молекул CD50 и CD54 могут быть обусловлены интенсивным высвобождением данных протеинов с поверхности антигенпозитивных клеток. Известно, что активированные эндобронхиальные эпителиальные клетки, эндотелиальные клетки, фибробласты и альвеолярные макрофаги являются потенциальными источниками растворимых молекул ICAM-1 и ICAM-3 [23–27]. На усиленное образование молекул адгезии могут оказывать свое влияние и гипоксические факторы. Хроническая гипоксия у пациентов с тяжелой и крайне тяжелой степенью тяжести ХОБЛ реализует свое негативное влияние на ряд патогенетических звеньев. C. Madjdpour с соавт. [28] продемонстрировали, что при длительной гипоксии активируется избыточная продукция TNF-α и гипоксического индуцибельного фактора α (HIF-α) альвеолярными макрофагами и, как следствие, стимулируется высвобождение растворимых молекул ICAM-1. Вместе с тем известно, что молекулы sCD54 принимают участие в инициации секреции эндотелиальными клетками и лейкоцитами таких воспалительных медиаторов, как IL-8, IL-6, TNF-α, γ-INF [23, 29]. Вышеперечисленные факторы в совокупности могут привести к созданию порочного круга и поддерживать прогрессирование системного воспалительного процесса, деструктивных процессов в респираторном тракте и нарушений легочной вентиляции у больных с ХОБЛ.

С целью уточнения роли растворимых молекул адгезии в генезе нарушений вентиляционной функции легких у больных ХОБЛ проведен корреляционный анализ между содержанием sCD50 и sCD54 и показателями функции внешнего дыхания. Установлено, что снижение значений ОФВ1 у пациентов с ХОБЛ сочеталось с увеличением концентрации sICAM-1. В связи с тем, что ОФВ1 отражает степень бронхиальной обструкции, можно предположить, что уровень sICAM-1 в крови может рассматриваться в качестве маркера прогрессирования нарушений бронхиальной проходимости.

Несмотря на повышение концентрации растворимых молекул в КВВ у всех больных ХОБЛ, уровень sCD54 при тяжелой степени заболевания был статистически значимо ниже значений у пациентов групп GOLD II. Снижение топической концентрации ICAM-1 может быть обусловлено дезактивацией клеток-продуцентов вследствие супрессии иммунного ответа в условиях индукции фиброгенеза и ремоделирования легочной ткани при тяжелом течении ХОБЛ. Кроме того, падение уровня sICAM-1 в КВВ при ХОБЛ в группах GOLD III может быть обусловлено усилением запрограммированной гибели клеток, продуцирующих данные растворимые молекулы адгезии в респираторном тракте. Подтверждением этой гипотезы могут служить результаты нашего предыдущего исследования, в котором было продемонстрировано увеличение маркеров апоптоза в дыхательных путях у пациентов с тяжелой ХОБЛ [20].

Выявленная позитивная ассоциация между уровнем sICAM-1 в КВВ и ОФВ1/ФЖЕЛ подтверждает закономерность снижения топического содержания этого маркера воспаления с ростом тяжести заболевания. Кроме того, установленные связи позволяют рассматривать содержание sICAM-1 в КВВ в качестве неинвазивного маркера прогрессирования ХОБЛ.

Таким образом, анализ полученных результатов позволяет отнести изменения содержания молекул адгезии ICAM-1 и ICAM-3, представленных в растворимой форме в крови и КВВ, к важным патогенетическим механизмам развития системного и топического воспаления при ХОБЛ.

Среди большого спектра флогогенных молекул, влияющих на развитие системного воспаления при ХОБЛ, следует выделить вазоактивный медиатор ЭТ-1 [30]. Результаты настоящего исследования показали увеличение сывороточного уровня данного пептида у всех пациентов с ХОБЛ по сравнению с контролем. Максимальное накопление ЭТ-1 обнаружено у больных с тяжелой степенью заболевания в стадии обострения. Таким образом, активация воспалительного процесса у пациентов с выраженными бронхообструктивными нарушениями характеризуется повышенным высвобождением ЭТ-1 в кровь эндотелиальными клетками.

Функциональная способность ЭТ-1 характеризуется плейотропностью. Известно, что избыточное накопление данного вазоактивного пептида в ответ на реализацию эндотелиальной дисфункции приводит к инициации фиброгенеза в легких, индукции вазо- и бронхоконстрикции [9, 13, 31, 32]. По всей вероятности, повышение концентрации ЭТ-1 в крови является одним из неблагоприятных факторов, влияющих на процессы ремоделирования бронхолегочной ткани в условиях активации и прогрессирования хронического воспаления при ХОБЛ.

ЭТ-1 также влияет на миграцию воспалительных клеток, изменяет их активность и адгезивные свойства [32, 33]. Обнаруженная позитивная ассоциация уровня ЭТ-1 и содержания sICAM-1 и sICAM-3 в сыворотке крови может указывать на общий механизм участия изучаемых биомаркеров в модуляции иммунологических реакций и клеточной миграции.

Линейная зависимость повышения уровня метаболитов оксида азота в крови и КВВ и прогрессирования степени тяжести ХОБЛ может свидетельствовать о патогенетической роли нитрозативного стресса в развитии системного и топического воспаления при данном заболевании. Увеличение синтеза оксида азота может быть вызвано активацией индуцибельной NO-синтазы, которая экспрессируется в макрофагах, нейтрофилах, тучных, эндотелиальных, эпителиальных и гладкомышечных клетках [16, 34]. Повышенное образование NO-метаболитов в дыхательных путях при ХОБЛ может быть связано с воздействием таких факторов, как патогенные бактерии и вирусы, вдыхание различных экзогенных соединений, включая сигаретный дым, диоксид азота и мелкодисперсные частицы [35–37]. Кроме того, продемонстрировано [38, 39], что увеличение количества продуктов оксида азота сопряжено с нарастанием гипоксии у больных с тяжелой степенью ХОБЛ. Все вышеперечисленные факторы могут способствовать накоплению NO и его производных как в дыхательных путях, так и во всем организме.

В настоящей работе установлено, что увеличение содержания нитритов (NO₂^–) в сыворотке крови ассоциировалось с ростом содержания ЭТ-1 у всех пациентов с ХОБЛ. Известно, что ЭТ-1 и NO могут синтезироваться одними и теми же клетками — эпителиоцитами, альвеолярными макрофагами, нейтрофилами и фибробластами [9, 15]. Активация этих клеток при хроническом воспалении способствует одновременному высвобождению различных вазоактивных медиаторов, и таким образом не исключается совместное участие ЭТ-1 и NO в прогрессировании системного воспалительного процесса при ХОБЛ.

Мы обнаружили положительные корреляционные связи между сывороточной концентрацией нитритов и топическим уровнем sICAM-3. Молекулы ICAM-3 играют определенную роль в инициации первичного контакта между Т-лимфоцитами и антигенпредставляющими клетками в процессе иммунного ответа [40]. Растворимая молекула sCD50, напротив, участвует в подавлении иммунной реакции путем связывания с рецепторными молекулами на поверхности антигенпредставляющих клеток [40]. Таким образом, молекулы ICAM-3 в высоких концентрациях могут оказывать блокирующий эффект на процессы формирования иммунного синапса и презентации антигена, тем самым нарушая адекватный иммунный ответ. Наблюдаемая связь между топическим содержанием sICAM-3 и сывороточным уровнем нитрита может свидетельствовать о возможности нарушения презентации антигена под влиянием нитрозативного стресса в дыхательных путях у больных ХОБЛ, что может быть одной из причин обострения заболевания и/или прогрессирования воспаления.

Патогенетическая значимость исследуемых медиаторов воспаления в механизмах развития ХОБЛ подтверждается наличием отрицательных ассоциаций между сывороточными уровнями ЭТ-1, sICAM-1, sICAM-3, топической концентрацией ΣNO₂^–/NO₃^– и таким показателем функции внешнего дыхания, как емкость вдоха. Известно, что снижение емкости вдоха связано с таким патофизиологическим нарушением, как развитие легочной гиперинфляции, которая проявляется нарастанием гипоксии и нарушением газового обмена. Выявленные ассоциации могут свидетельствовать о системном влиянии ЭТ-1, циркулирующих молекул адгезии ICAM-1 и sICAM-3 на структурные и функциональные изменения в дыхательной системе с усилением степени тяжести ХОБЛ. Вместе с этим активация нитрозативного стресса в дыхательных путях связано с прогрессированием гиперинфляции и развитием гипоксии в условиях тяжелого воспаления при данной патологии.

Заключение. Полученные нами данные свидетельствуют о том, что эндотелин-1, метаболиты оксида азота, sICAM-1 и sICAM-3 играют важную роль в патогенезе бронхиальной обструкции и неуклонном прогрессировании топического и системного хронического воспаления при ХОБЛ.

Установленные ассоциации параметров вентиляционной функции легких и комплекса исследуемых маркеров воспаления у пациентов с ХОБЛ позволяют говорить о целесообразности определения сывороточного и топического содержания sICAM-1, sICAM-3, уровня эндотелина-1 в циркуляции, суммарной концентрации NO₂^–/NO₃^– в качестве дополнительных системных и топических индикаторов степени тяжести заболевания.

Выявленные взаимосвязи содержания растворимых молекул адгезии CD50 и CD54, эндотелина-1 и маркеров нитрозативного стресса дают возможность более полно представить патогенетические механизмы прогрессирования хронического воспаления как в респираторном тракте, так и на системном уровне у пациентов с ХОБЛ.

Финансирование исследования. Работа частично была поддержана проектами 156150 и 240844 КОНАСИТ, México и №20.223.2014/K и 15-01-06456 РФФИ России, профинансирована субсидией Программы конкурентоспособного роста Правительства России Казанского федерального университета.

Конфликт интересов. У авторов нет конфликта интересов.