Логотип журнала "Провизор"








Неинвазивный, информативный, доступный...

Л. В. Львова, канд. биол. наук

… не обременительный для пациента, пригодный для использования в амбулаторных и даже домашних условиях метод исследования конденсата выдыхаемого воздуха все больше и больше привлекает внимание клиницистов.

Достоинства и недостатки

С каждым вдохом в наш организм проникают аллергены, патогенные микроорганизмы и отнюдь не безвредные оксиданты окружающей среды — табачный дым, озон, окислы азота. В норме их пагубному влиянию надежно противостоит жидкость, выстилающая нижние отделы дыхательных путей и состоящая из множества летучих и нелетучих соединений. В случае легочной патологии та же жидкость, но уже с измененным качественным и количественным составом может служить источником информации о повреждении дыхательных путей, воспалительных процессах и эффективности лечения. Для полноценного же использования источника информации всего-то и нужно, что собрать и проанализировать конденсат выдыхаемого воздуха. Придя к такому выводу, белорусские кардиологи, пожалуй, первыми начали работать над созданием устройства для сбора конденсата при обычном дыхании человека. В начале 80-х годах уже прошлого, ХХ века, такой прибор был разработан. Правда, направление исследований пришлось менять, как говорится, на ходу, поскольку первоначальные предположения о достаточно высоком содержании в конденсате липидов, входящих в состав сурфактанта не оправдались. К тому же со временем стало ясно, что даже использование весьма внушительного объема конденсата, в несколько раз превышающего обычно используемые дозы, позволяет обнаружить лишь следовые количества липидного фосфора, хотя он и является основным компонентом сурфактанта легких. В результате усилия ученых сосредоточились на определении других, не менее информативных для клиники легочных заболеваний, соединениях: цитокинах и  эйкозаноидах, окиси азота и продуктах ее метаболизма, электролитах и активных формах кислорода.

Сегодня за неимением стандартной методики сбор конденсата осуществляется различными способами. Но наибольшей популярностью среди специалистов пользуется метод, при котором пациент дышит через ротовой мундштук со специальным клапаном: подобная конструкция, предотвращая смешивание вдыхаемого и выдыхаемого воздуха, тем самым обеспечивает поступление в конденсор исключительно выдыхаемого воздуха. Во избежание разрушения некоторых маркеров (к примеру, 8-изопростана или лейкотриенов) во время сбора конденсата конденсор охлаждается либо тающим льдом, либо рефрижераторным устройством. С учетом того, что загрязнение слюной может исказить результаты анализа (к примеру, большое количество эйкозаноидов в слюне детей-астматиков может повлиять на уровень эйкозаноидов в конденсате) сбор конденсата проводят под постоянным контролем его загрязнения слюной, в частности, по активности α-амилазы.

Как и любой метод, исследование конденсата выдыхаемого воздуха имеет свои достоинства и недостатки. Говоря о достоинствах, приверженцы метода обычно упоминают:

  • простоту и воспроизводимость результатов;
  • компактность прибора и возможность проведения исследования в поликлинических и даже домашних условиях;
  • сопоставимость изменений, обнаруживаемых при исследовании конденсата, с изменениями, выявленными традиционными методами — анализе бронхоальвеолярной лаважной жидкости или индуцированной мокроты;
  • безопасность для слизистой бронхов и отсутствие фактора разведения, имеющих место при бронхоскопии и последующем исследовании бронхоальвеолярной лаважной жидкости;
  • доступность для пациентов любого возраста — от новорожденных до лиц преклонного возраста;
  • возможность получения результата при спонтанном дыхании и при механической вентиляции легких.

Говоря о недостатках, они, прежде всего, сетуют на отсутствие стандартной методики сбора конденсата. Их волнует, что нет гарантии испарения воды с капелек жидкости, образующихся при конденсации выдыхаемых паров; что для правильного получения конденсата выдыхаемого воздуха прибор для его сбора нужно испытывать с помощью аэрозольных растворов, содержащих известные концентрации определяемых веществ; что отсутствует специфичность конденсата выдыхаемого воздуха в отношении того или иного анатомического образования и что до сих пор не ясно, из какого именно отдела нижних дыхательных путей происходят аэрозольные частицы.

Претенденты в маркеры

Претендент № 1 — перекись водорода

В конденсате выдыхаемого воздуха взрослых содержание перекиси водорода выше, чем у детей. Казалось бы, этот показатель должен зависеть от возраста. Но у здоровых детей количество выдыхаемой перекиси водорода не зависит от возраста. Впрочем, с полом и с состоянием функции легких оно тоже никоим образом не коррелирует. Зато у детей-астматиков с различной тяжестью заболевания явно прослеживается взаимосвязь между выдыхаемой перекисью водорода, количеством эозинофилов в мокроте и гиперреактивностью дыхательных путей. Причем у тяжелых астматиков кортикостероидная терапия снижает только концентрацию выдыхаемой закиси азота. Уровень перекиси водорода по-прежнему остается повышенным. Вероятно, по причине избыточного количества супероксидных радикалов, продуцируемых преобладающими в бронхах нейтрофилами.

По той же причине у курильщиков пятикратно — в сравнении с некурящими — увеличивается уровень выдыхаемой перекиси водорода. При хронических обструктивных заболеваниях легких он возрастает еще больше. И что интересно: по статистике хроническими обструктивными заболеваниями страдает 10%, максимум — 20% курильщиков, что явно противоречит бытующему ныне мнению о ведущей роли курения в развитии подобной патологии. Не менее любопытно и то, что у курящих и некурящих больных нет существенных различий в концентрации выдыхаемой перекиси водорода. Как нет связи между количеством выкуриваемых сигарет и уровнем перекиси водорода. Вывод отсюда простой: для хронических обструктивных заболеваний легких окислительный стресс, действительно, характерен. Только далеко не всегда возникновение этого стресса обусловлено курением.

 

Претендент № 2 — изопростаны и продукты перекисного окисления липидов

С изопростанами ситуация несколько иная.

По некоторым данным в конденсате выдыхаемого воздуха курильщиков содержится гораздо больше 8-изопростана, чем у больных хроническими обструктивными заболеваниями легких. При легком течении астмы уровень выдыхаемого 8-изопростана превышает норму вдвое, а при тяжелом — и того больше, в три раза. Причем вне зависимости от проводимой стероидной терапии, что, на взгляд исследователей, указывает на неспособность кортикостероидов ингибировать окислительный стресс. Но этот же факт свидетельствует о том, что изопростаны можно использовать в качестве маркеров выбора при оценке тяжести окислительного стресса у больных астмой.

Вместе с тем развитие бронхиальной астмы сопровождается усилением интенсивности перекисного окисления липидов и снижением антиоксидантной активности конденсата выдыхаемого воздуха. По мере увеличения тяжести заболевания сдвиг в сторону преобладания свободно-радикальных процессов нарастает и достигает максимума при среднетяжелом течении заболевания. А это означает, что по уровню продуктов перекисного окисления липидов (к примеру, маланового диальдегида) и активности антиоксидантных ферментов (к примеру, супероксидисмутазы) конденсата можно судить об активности метаболического процессах в легких.

Претендент № 3 — простагландины и лейкотриены

Как известно, при астме и хронических обструктивных заболеваниях легких в клетках усиливается экспрессия циклооксигеназы-2, ответственной за продуцирование тромбоксанов и простагландинов, одни из которых обладают противовоспалительным действием, а другие — к примеру, ПгЕ2 — препятствуют образованию активных форм азота.

Теоретически и в том, и в другом случае их содержание в конденсате выдыхаемого воздуха должно возрастать. В действительности все выглядит иначе: по сравнению со здоровыми людьми у больных хроническими обструктивными заболеваниями легких возрастает уровень выдыхаемых простагландинов (ПгЕ2 и ПгЕ2), а у астматиков — уровень тромбоксана В2. Вдобавок при бронхиальной астме в конденсате выдыхаемого воздуха ощутимо повышается содержание целого ряда лейкотриенов — активных участников формирования заболевания.

Претендент № 4 — нитраты, нитриты, S-нитрозотиолы и нитротирозин

То, что окись азота реагирует с супероксиданионом с образованием S-нитрозотиолов и что промежуточные продукты обмена закиси азота способны модифицировать структуру различных биомолекул, а в конденсате выдыхаемого воздуха идентифицируются нитрозо- и нитропроизводные типа 3-нитротирозина навело исследователей на мысль о получении информации о состоянии метаболизма окиси азота и его роли в воспалительном процессе дыхательных путей и окислительном стрессе. Дальше — больше. После того, как в конденсате выдыхаемого воздуха, самостоятельно собранного больными бронхиальной астмой в домашних условиях, было обнаружено высокое содержание нитритов, стало ясно, что такой тест идеально подходит в качестве «домашнего» маркера обострения бронхиальной астмы.

В ходе последующих исследований выяснилось, что в трахеальной жидкости детей-астматиков с дыхательной недостаточностью существенно снижается уровень S-нитрозотиолов, а через три недели после начала лечения стероидами их содержание в конденсате по-прежнему оставалось сниженным. В отличие от уровня нитритов/нитратов этот показатель оказался весьма чувствительным к противовоспалительной терапии. При ингаляционном введении кортикостероидов уровень нитритов/нитратов в конденсате снижался, а степень его снижения напрямую зависела от дозы стероидов. Вместе с тем увеличение концентрации выдыхаемого нитротирозина неизменно сопутствовало ухудшению легочной функции больных. Избыточную продукцию нитротирозина исследователи объяснили накоплением агрессивных промежуточных продуктов, образующихся при взаимодействии окиси азота с активными формами кислорода. Сам же показатель предложили считать прогностическим признаком ухудшения течения астмы.

Претендент № 5 — иммунологические показатели

Концепция «одни дыхательные пути — одна болезнь» появилась недавно, буквально в последние годы, когда выяснилось, насколько тесно связаны аллергический ринит и бронхиальная астма. Особенно у детей-атопиков: у них астма часто начинается либо с ринита, либо одновременно с ним. Да и основа у обоих заболеваний одна и та же — IgE-опосредованное воспаление слизистой оболочки верхних (при аллергическом рините) и нижних (при бронхиальной астме) дыхательных путей.

События при этом развиваются по следующему сценарию.

Начинается все со встречи Т-лимфоцитов и антиген-представляющих клеток. Встречаясь, они вступают во взаимодействие. Их взаимодействие, стимулируя образование интерлейкина-4 и одновременно подавляя секрецию -интерферона, тем самым вынуждает Ig-M-несущие клетки переключиться на синтез IgE. В то же время под действием интерлейкина-4 усиливается продуцирование низкоаффинного рецептора IgE — молекулы CD23.

Словом, дисрегуляция секреции интерлейкина-4 играет ключевую роль в развитии аллергопатологии. Подтверждение тому — корреляция повышенного уровня интерлейкина-4 в дыхательных путях астматиков с уровнем гиперреактивности и эозинофилии мокроты. (Видимо, интерлейкин, меняя состояние молекул адгезии на эндотелиальных клетках легких, способствует привлечению эозонофилов в дыхательные пути.)

Если говорить о γ-интерфероне, то снижение его уровня приводит к замедлению пролиферации клеток-хелперов и, как следствие, активизации воспалительного процесса. Системное же содержание обоих цитокинов в сыворотке крови у астматиков и больных ринитом отражает течение заболевания: обострение болезни сопровождается дисбалансом в содержании интерлейкина и интерферона. Повышение системного уровня IgE у таких больных наблюдается далеко не всегда. И это неудивительно, поскольку IgE синтезируется в основном плазматическими клетками, локализованными в слизистых оболочках дыхательных путей. Обычно повышенное содержание IgE определяется в жидкости бронхоальвеолярного лаважа, назальном секрете или индуцированной мокроте. По логике вещей он должен присутствовать и в конденсате выдыхаемого воздуха. Это ученые поняли давно. Но обнаружить IgE, впрочем, как интерлейкин-4 и γ-интерферон, не могли, пока российские специалисты с целью повышения чувствительности определения этих соединений не разработали специальную методику подготовки конденсата.

Претендент № 6 — биофизические параметры

Полезную информацию можно извлечь не только из биохимических или иммунологических показателей. Биофизические параметры конденсата — модуль вязкоэластичности (ВЭэ), поверхностное натяжение (ПНэ) и время релаксации экспирата (ВРэ) — тоже представляют определенную ценность. Подтверждение тому — результаты изучения этих параметров методом анализа формы осесимметричных капель с помощью канадского компьютерного аппарата ADSA-Toronto у больных с системной красной волчанкой и разной степени активности заболевания.

Основываясь на полученных данных, исследователи пришли к заключению, что высокое поверхностное натяжение (т. е. более 55 мН/м) может свидетельствовать о наличии бронхоконстрикции, а низкий модуль вязкоэластичности (т. е. менее 30 мН/м) — о развитии легочной гипертензии.

При системной красной волчанке без поражения легких и плевры первый показатель увеличивается, а второй, наоборот, уменьшается по сравнению с нормой. При возникновении люпус-пневмонита и люпус-плеврита изменения модуля вязкоэластичности усиливаются и к ним присоединяются изменения времени релаксации экспирата (таблица). По предположению исследователей, снижение модуля ВЭэ (менее 43 мН/м) и ВРэ (менее 247 с) указывает на уже имеющуюся патологию органов дыхания или на возможность ее развития.

Что касается изучения биофизических параметров конденсата у пациентов с различными клинико-лабораторными вариантами поражения почек, то здесь тоже удалось обнаружить немало интересного.

Хотя бы то, что, несмотря на выявленную корреляцию биофизических параметров с показателями азотовыделительной функции почек, поверхностного натяжения с уровнем креатинемии и модуля вязкоэластичности с содержанием в крови креатинина, мочевины и оксипуринола, наличие или отсутствие почечной недостаточности на биофизических параметрах практически не сказывается (таблица). Тем не менее исследователи не исключают возможности изменения обоих параметров на терминальной стадии почечной недостаточности, когда в конденсате регистрируется высокий уровень небелковых азотистых продуктов. Но это лишь предположение, поскольку подобных больных среди обследованных не нашлось.

 

Таблица. Биофизические параметры конденсата выдыхаемого воздуха у больных с системной красной волчанкой и у здоровых лиц (Н. М. Степанова «Межфазная тензиометрия и реометрия конденсата выдыхаемого воздуха у больных с системной красной волчанкой в процессе лечения»)

Группа обследованных Параметры конденсата выдыхаемого воздуха
Пнэ, мН/м ВЭэ, мН/м ВРэ, с
Без поражения легких 51,1 ± 1,68 48,20 ± 1,75 307,00 ± 20,13
С поражением легких 52,40 ± 1,74 19,30 ± 0,096 148,90 ± 11,05
Без поражения почек 53,20 ± 2,14 32,70 ± 1,57 311,00 ± 22,26
С мочевым синдромом 51,00 ± 1,33 33,50 ± 1,39 231,40 ± 14,72
С нефротическим синдромом 50,60 ± 2,36 38,80 ± 2.10 107,10 ± 10,43
Без почечной недостаточности 51,10 ± 1,45 34,00 ± 1,40 190,20 ± 15,15
С почечной недостаточностью 51,40 ± 1,88 34,40 ± 2,24 221,30 ± 20,46
Здоровые 28,80 ± 0,68 54,90 ± 1,26 329,80 ± 12,70

 

Вместе с тем им удалось показать, что системной красной волчанке без поражения почек свойственно повышение поверхностного натяжения при одновременном снижении модуля вязкоэластичности экспирата и что развитие люпус-нефрита сопровождается уменьшением времени релаксации, а присоединение нефротического синдрома влечет за собой дальнейшее падение ВРэ на фоне увеличения модуля ВЭэ.

Исходя из этого, исследователи выдвинули гипотезу, согласно которой низкие значения времени релаксации (менее 247 с) могут служить дополнительным критерием вовлечения в патологический процесс почек, а увеличение модуля вязкоэластичности (более 38 нМ/м) в сочетании с уменьшением времени релаксации (менее 187 с) — указывать на развитие нефротического синдрома.

Выдвинутые предположения, конечно же, нуждаются в дополнительной проверке. Но то, что традиционное патогенетическое лечение системной красной волчанки абсолютно не влияет на биофизические параметры конденсата, факт доказанный.

От перинатологии …

Некоторые показатели конденсата выдыхаемого воздуха можно использовать в качестве диагностических и прогностических критериев в перинатологии и неонатологии — утверждают исследователи.

Для выявления гипоксии плода они предлагают проводить определение жирнокислотного состава конденсата альвеолярной влаги беременной женщины, чтобы затем использовать эти данные для расчета коэффициента гипоксии плода или, проще говоря, отношения суммы жирных кислот с четным числом атомов углерода к сумме жирных кислот с нечетным числом атомов углерода. У новорожденных они рекомендуют определять количество выдыхаемых продуктов перекисного окисления липидов, поскольку по их данным при бронхолегочной патологии содержание продуктов липопероксидации в выдыхаемом воздухе увеличивается. Причем степень накопления продуктов перекисного окисления липидов может служить дифференциально-диагностическим критерием воспалительных заболеваний бронхолегочной системы и респираторного дистресс-синдрома.

И что немаловажно: «попутно» исследователям удалось получить убедительные доказательства неблагоприятного влияния продленной искусственной вентиляции легких на свободно-радикальный и жирнокислотный статус ребенка, максимально проявляющегося с пятых, иногда — с седьмых суток респираторной терапии.

… до хеликобактериоза

Поиски неинвазивных методов диагностики хеликобактериоза для российских ученых закончились разработкой газоанализатора выдыхаемого воздуха, позволяющего определять показатель инфицированности пациента Helicobacter pylory.

Принцип действия газоанализатора основан на определении продукции аммиака до и после приема нагрузки — водного раствора карбамида нормального изотопного состава.

Среди достоинств предлагаемого прибора нельзя не упомянуть звуковую и визуальную индикацию последовательности операций с пробой и пациентом, математическую обработку данных в режиме реального времени и, конечно, схему защиты системы пробоотвода, благодаря которой значительно повышается надежность и точность измерений, поскольку соединительный капилляр остается практически чистым, даже в случае повышенной влажности выдыхаемого воздуха или загрязнения его слюной. Высокую точность диагностирования обеспечивает и учет базального уровня концентрации газа, зависящий от индивидуальных особенностей пациента: кислотности желудка, объема легких, курения, употребления алкоголя и демографических признаков.

Само обследование проводится в один этап и занимает не более десяти минут.

(Для сравнения. Обследование с помощью дыхательного «Хелик-Тест» проводится в два этапа и длится в среднем четырнадцать минут. К тому же, судя по результатам сравнительного анализа, газоанализатор, разработанный российскими специалистами, обеспечивает более высокую точность диагностирования.)

Литература

  1. Суровенко Т. Н. и др. Прогностическое значение исследования IL-4, IFNG, IGE в конденсате выдыхаемого воздуха при бронхиальной астме и аллергическом рините у детей // Цитокины.— 2002.— № 4.
  2. Хышиктуев Б. С., Хышиктуева Н. А. Неинвазивная диагностика патологических состояний плода и новорожденного // http://www.catalysis.ru/chem/medicina
  3. Буданов А. В. и др. Газоанализатор выдыхаемого воздуха для определения инфицирования бактерией Helicobacter pylori //http://www.farosplus.ru
  4. Гурьянова Е. М. Психовегетативные особенности и некоторые параметры окислительного стресса у детей, больных бронхиальной астмой // Автореферат дис. на соискаиние степени канд. мед. наук, Омск, 2000.
  5. Степанова Н. М. Межфазная тензиометрия и релометрия конденсата выдыхаемого воздуха у больных с системной красной волчанкой в процессе лечения // Український ревматологічний журнал.— 2001.— № 1.




© Провизор 1998–2017



Грипп у беременных и кормящих женщин
Актуально о профилактике, тактике и лечении

Грипп. Прививка от гриппа
Нужна ли вакцинация?
















Крем от морщин
Возможен ли эффект?
Лечение миомы матки
Как отличить ангину от фарингита






Журнал СТОМАТОЛОГ



џндекс.Њетрика