A nitrogén-monoxid rendszer összetevőinek klinikai értéke asztmában és COPD-ben (ASCONO)

A krónikus obstruktív tüdőbetegség és a bronchiális asztma vezető helyet foglal el a légúti betegségek között. A COPD exacerbációi jelentős mértékben hozzájárulnak a klinikai képhez és a hosszú távú prognózishoz, ami fontossá teszi azok előrejelzésére és megelőzésére szolgáló módszerek keresését. A bronchiális asztmával kapcsolatos globális kezdeményezés (GINA) szerint a bronchiális asztmát nagy heterogenitás, valamint számos fenotípus és endotípus megléte jellemzi, ami fontossá teszi a személyre szabott gyógyászati ​​módszerek alkalmazását a betegkezelésben, és különösen az új biomarkerek keresésében. az asztmától. Jelenleg a klinikai gyakorlatban az obstruktív tüdőbetegségek egyes biomarkereit széles körben használják. Ezek közé tartozik az eozinofilek szintje a vérben és a köpetben, az immunglobulin E szintje és a nitrogén-monoxid kilégzett frakciója (FeNO). Az obstruktív tüdőbetegségeket a légutak tartós gyulladása jellemzi, melyhez szisztémás gyulladás és endothel diszfunkció elemeinek megnyilvánulása társul, ami a vazoaktív mediátorok megváltozott felszabadulásával jár, ezek egyike a nitrogén-monoxid (NO). Az NO egy erős értágító, amelyet L-argininből szintetizálnak a NO-szintáz (NOS) enzim segítségével. A NO molekula élettartama kicsi, 3-30 s, ezért fontos a stabilabb élettartamú biomarkerek keresése. Némelyikük nitrogén-monoxid metabolit, például nitrátok (NO3-), nitritek (NO2-), S-nitrozotiolok, 3-nitrotirozin. A nitrátok és nitritek, amelyek a nitrogén-monoxid metabolitjai, érdekesek lehetnek, mint az egyik ígéretes biokémiai marker, amely tükrözi az emberi szervezetben zajló NO metabolizmust. Vizsgálatunk során korábban kimutattuk a kapcsolatot a nitrogén-monoxid metabolitok plazmaszintje és a bronchiális asztma súlyossága között, ami előfeltétele lehet a nitrogén-monoxid rendszer összetevőinek, mint a bronchiális obstruktív betegségek lehetséges biomarkereinek további vizsgálatának.

A nitrogén-monoxid rendszerrel kapcsolatos biomarkerek kutatásának ígéretes iránya az L-arginin vizsgálata, amely szubsztrátként működik a NO képződési reakciójában. Az L-arginin biohasznosulása az NO szintázok számára meghatározza a nitrogén-monoxid képződésének aktivitását a légutakban, amint azt a belélegzett L-arginin hatása a kilélegzett nitrogén-monoxid-frakció szintjére bizonyítja. Korábban egy amerikai vizsgálatban 26 bronchiális asztmában szenvedő betegnél szignifikánsan csökkent a plazma L-arginin szintje egészséges önkéntesekhez képest, és a laboratóriumi állatmodellek azt mutatták, hogy az L-argininszint csökkenése légúti hiperreaktivitáshoz vezet. Jelenleg számos kísérleti klinikai intervenciós vizsgálatot végeztek, amelyekben az L-arginin adása egyes betegeknél javította a bronchiális asztma megnyilvánulásait, de nem változtatta meg az exacerbációk gyakoriságát a betegek teljes mintájában. Ez a bronchiális asztma endotípusának lehetséges létezésére utal, amely a nitrogén-monoxid-rendszer károsodott működéséhez kapcsolódik, és ígéretessé teszi a vér L-arginin szintjének tanulmányozását, mint az obstruktív tüdőbetegségek lehetséges biomarkerejét.

A nitrogén-monoxid metabolitok tanulmányozása mellett a NO képződését befolyásoló anyagokat is figyelembe kell venni a betegség lehetséges biomarkereiként. Az egyik ilyen anyag az argináz, amelynek hatására az L-arginin L-ornitinné és karbamiddá alakul. Emberben az argináz két izoenzimét, az argináz 1-et és az argináz 2-t azonosították, amelyek eltérőek a sejtes elhelyezkedésben és a szöveti eloszlásban. Mindkét argináz enzim expresszálódik a légutakban, és megtalálható az endoteliális és hámsejtekben, a fibroblasztokban, a makrofágokban és a légúti simaizom sejtekben. Az L-ornitin további metabolizmusa poliaminok és L-prolin képződéséhez vezet, amelyek részt vesznek a sejtproliferációban és -differenciálódásban, valamint a kollagén termelésben. A tudósok kimutatták, hogy a légutak fokozott arginázaktivitása hozzájárul a légúti elzáródáshoz és a hiperreaktivitáshoz azáltal, hogy csökkenti a NOS elérhető szubsztrátját. Ennek eredményeként csökken a NO termelése és szuperoxidok képződnek, amelyek reakcióba lépnek az NO-val, és peroxinitrit keletkezik, ezáltal fokozódik a légutak összehúzódása és gyulladása. Ezenkívül a megnövekedett légúti argináz aktivitás az L-ornitin termelés növekedéséhez vezet, ami potenciálisan hozzájárul a légutak átalakulásához a sejtproliferáció és a kollagénképződés stimulálása miatt.

Az L-arginin metabolizmusa nem csak az argináztól függ, hanem a metiltranszferáz enzimtől is, amely metilálja az L-arginin maradékokat, amelyek proteolízisen mennek keresztül aszimmetrikus és szimmetrikus dimetil-arginin (ADMA és SDMA) képződésével. Ezek az aminosavak gátolják a NOS aktivitását, mivel az ADMA az enzim kompetitív inhibitora, míg az SDMA az L-arginin transzport versenytársa. A szérum ADMA és SDMA, valamint az L-arginin koncentrációja nő a COPD-vel, és tovább nő az exacerbáció kialakulásával. Fontos megjegyezni, hogy az ADMA koncentrációja a vérszérumban valószínűleg független kockázati tényező az obstruktív tüdőbetegségek minden okából eredő hosszú távú mortalitás szempontjából, és fokozott légúti ellenállással jár. Az elmúlt években számos tanulmányt végeztek az ADMA és az obstruktív tüdőbetegségek összefüggésének vizsgálatára. Korábban kimutatták az ADMA összefüggését az obstruktív tüdőbetegségek kialakulásával, a légúti ellenállással és a külső légzés működésének mutatóival obstruktív tüdőbetegségben szenvedő betegeknél.

Tehát előfeltételek a nitrogén-monoxid rendszer összetevőinek, így a nitrogén-monoxid metabolitjainak, az L-argininnek, az argináznak és az aszimmetrikus dimetil-argininnek, mint az obstruktív tüdőbetegségek biomarkereinek tanulmányozására. Ennek alapján a nitrogén-monoxid metabolitok (nitrátok és nitritek), az L-arginin, az argináz-1 és az aszimmetrikus dimetil-arginin vizsgálatát tervezik bronchiális asztmában és krónikus obstruktív tüdőbetegségben szenvedő betegeknél, majd megfigyeléssel a betegség prognózisának felmérésére. betegség.

A vizsgálat célja a nitrogén-monoxid szintézis modulátorok (L-arginin, argináz-1 és aszimmetrikus dimetil-arginin) klinikai értékének tanulmányozása bronchiális asztmában és krónikus obstruktív tüdőbetegségben szenvedő betegeknél, valamint a prognózisra és lefolyásra gyakorolt ​​hatásának felmérése. betegségekről.

A tanulmányi célok az

1. Az asztmás és krónikus obstruktív tüdőbetegségben szenvedő betegek vérében a nitrogén-monoxid szintézisét moduláló anyagok (L-arginin, argináz-1 és aszimmetrikus dimetil-arginin) szintjének és a betegség klinikai lefolyásával való kapcsolatának felmérése.
2. A nitrogén-monoxid szintézisét modulátorok (L-arginin, argináz-1 és aszimmetrikus dimetil-arginin) és a nitrogén-monoxid metabolitjai (nitrátok és nitritek) szintézisének arányának klinikai értékének értékelése bronchiális asztmában és krónikus obstruktív légúti betegség.
3. Felmérni a nitrogén-monoxid szintézis modulátorainak szintjének meghatározását az obstruktív tüdőbetegségek lefolyásának előrejelzésére, valamint a bronchiális asztma és a krónikus obstruktív tüdőbetegség súlyosbodásának megelőzésére.
4. Az obstruktív tüdőbetegségek személyre szabott kezelési rendjének kidolgozásának lehetőségének felmérése a nitrogén-monoxid szintézis modulátorainak (L-arginin, argináz-1 és aszimmetrikus dimetilarginin) szintjének felmérése alapján asztmás és krónikus betegek vérében obstruktív tüdőbetegség.

A tervek szerint egy prospektív eset-kontroll vizsgálatot végeznek a három vizsgálati csoportban. Minden betegnek elvégzik: általános klinikai vizsgálatot; Az inhalátorokhoz való tapadás tesztje; a vér klinikai és biokémiai elemzése; spirometria; a nitrogén-monoxid metabolitok szintjének meghatározása a szérumban fotokolorimetriás módszerrel Griss-reakcióban; az L-arginin, argináz-1 és aszimmetrikus dimetil-arginin szintjének meghatározása a szérumban enzim immunoassay segítségével, az Immundiagnostik (Németország) laboratóriumi kittel. A vizsgálat második szakaszában, amely 2 évig tart, a nitrogén-monoxid szintézis modulátorainak szintjének értékelésére vonatkozó prognosztikai képességeket egy kombinált végpont segítségével értékelik, beleértve az alapterápia szintjének emelését, az exacerbációt, a kórházi kezelést és az asztmával kapcsolatos morálokat. COPD.