Клиническое значение компонентов системы оксида азота при астме и ХОБЛ (ASCONO)

Среди болезней органов дыхания ведущее место занимают хроническая обструктивная болезнь легких и бронхиальная астма. Существенный вклад в клиническую картину и отдаленный прогноз вносят обострения ХОБЛ, что делает актуальным поиск методов их прогнозирования и профилактики. Согласно глобальной инициативе по бронхиальной астме (GINA), бронхиальная астма характеризуется высокой гетерогенностью и наличием множества фенотипов и эндотипов, что делает актуальным использование методов персонализированной медицины в ведении пациентов и, в частности, поиск новых биомаркеров. астмы. В настоящее время в клинической практике широко используются некоторые биомаркеры обструктивных заболеваний легких. Среди них уровень эозинофилов в крови и мокроте, уровень иммуноглобулина Е и выдыхаемой фракции оксида азота (FeNO). Обструктивные заболевания легких характеризуются персистирующим воспалением в дыхательных путях, которое сопровождается проявлением элементов системного воспаления и эндотелиальной дисфункции, что связано с измененным выбросом вазоактивных медиаторов, одним из которых является оксид азота (NO). NO является мощным сосудорасширяющим средством, которое синтезируется из L-аргинина с помощью фермента NO-синтазы (NOS). Молекула NO имеет малое время жизни от 3 до 30 с, поэтому актуален поиск биомаркеров с более стабильным временем жизни. Некоторые из них являются метаболитами оксида азота, такие как нитраты (NO3-), нитриты (NO2-), S-нитрозотиолы, 3-нитротирозин. Нитраты и нитриты, являющиеся метаболитами оксида азота, могут представлять интерес как одни из перспективных биохимических маркеров, отражающих метаболизм NO в организме человека. Ранее в нашем исследовании была показана взаимосвязь между уровнем метаболитов оксида азота в плазме крови и тяжестью течения бронхиальной астмы, что может явиться предпосылкой для дальнейшего изучения компонентов системы оксида азота как потенциальных биомаркеров бронхообструктивных заболеваний.

Перспективным направлением поиска биомаркеров, связанных с системой оксида азота, является изучение L-аргинина, выступающего субстратом в реакции образования NO. Биодоступность L-аргинина для NO-синтаз определяет активность образования оксида азота в дыхательных путях, о чем свидетельствует влияние вдыхаемого L-аргинина на уровень выдыхаемой фракции оксида азота. Ранее в исследовании, проведенном в США, у 26 пациентов с бронхиальной астмой было выявлено значительное снижение уровня L-аргинина в плазме крови по сравнению со здоровыми добровольцами, а в моделях на лабораторных животных было показано, что снижение уровня L-аргинина приводит к гиперреактивности дыхательных путей. В настоящее время проведен ряд пилотных клинических интервенционных исследований, в которых введение L-аргинина улучшило проявления бронхиальной астмы у части больных, но не изменило частоту обострений в общей выборке больных. Это указывает на возможное существование эндотипа бронхиальной астмы, связанного с нарушением функционирования системы оксида азота, и делает перспективным изучение уровня L-аргинина в крови как потенциального биомаркера обструктивных заболеваний легких.

Помимо изучения метаболитов оксида азота, в качестве потенциальных биомаркеров заболевания следует рассматривать вещества, влияющие на образование NO. Одним из таких веществ является аргиназа, под действием которой L-аргинин превращается в L-орнитин и мочевину. У человека идентифицированы два изофермента аргиназы, аргиназа 1 и аргиназа 2, которые различаются клеточной локализацией и распределением в тканях. Оба фермента аргиназы экспрессируются в дыхательных путях и могут быть обнаружены в эндотелиальных и эпителиальных клетках, фибробластах, макрофагах и гладкомышечных клетках дыхательных путей. Дальнейший метаболизм L-орнитина приводит к образованию полиаминов и L-пролина, которые участвуют в пролиферации и дифференцировке клеток, а также в продукции коллагена. Ученые показали, что повышенная активность аргиназы в дыхательных путях способствует обструкции дыхательных путей и гиперреактивности за счет снижения доступности субстрата для NOS. В результате снижается продукция NO и образуются супероксиды, которые реагируют с NO с образованием пероксинитрита, тем самым усиливая сократимость дыхательных путей и воспаление. Кроме того, повышенная активность аргиназы в дыхательных путях приводит к увеличению продукции L-орнитина, что потенциально способствует ремоделированию дыхательных путей за счет стимуляции пролиферации клеток и образования коллагена.

Метаболизм L-аргинина зависит не только от аргиназы, но и от фермента метилтрансферазы, который метилирует остатки L-аргинина, подвергающиеся протеолизу с образованием асимметричного и симметричного диметиларгинина (АДМА и СДМА). Эти аминокислоты ингибируют активность NOS, поскольку АДМА является конкурентным ингибитором фермента, а СДМА является конкурентом транспорта L-аргинина. Сывороточные концентрации ADMA и SDMA, а также L-аргинина увеличиваются при ХОБЛ и увеличиваются еще больше при развитии обострения. Важно отметить, что концентрация АДМА в сыворотке крови, вероятно, является независимым фактором риска отдаленной смертности от всех причин при обструктивных заболеваниях легких и связана с повышением сопротивления дыхательных путей. В последние годы было проведено несколько исследований, изучающих связь АДМА с обструктивными заболеваниями легких. Ранее была показана связь АДМА с развитием обструктивных заболеваний легких, сопротивлением дыхательных путей и показателями функции внешнего дыхания у больных с обструктивными заболеваниями легких.

Таким образом, есть предпосылки для изучения компонентов системы оксида азота, таких как метаболиты оксида азота, L-аргинин, аргиназа и асимметричный диметиларгинин, как биомаркера обструктивных заболеваний легких. Исходя из этого, планируется изучение метаболитов оксида азота (нитратов и нитритов), L-аргинина, аргиназы-1 и асимметричного диметиларгинина у больных бронхиальной астмой и хронической обструктивной болезнью легких с последующим наблюдением для оценки прогноза течения заболевания. болезнь.

Целью исследования является изучение клинического значения модуляторов синтеза оксида азота (L-аргинина, аргиназы-1 и асимметричного диметиларгинина) у больных бронхиальной астмой и хронической обструктивной болезнью легких, а также оценка их влияния на прогноз и течение болезней.

Цели исследования

1. Оценить уровни модуляторов синтеза оксида азота (L-аргинина, аргиназы-1 и асимметричного диметиларгинина) в крови больных бронхиальной астмой и хронической обструктивной болезнью легких и их связь с клиническим течением заболевания.
2. Оценить клиническое значение соотношения уровней модуляторов синтеза оксида азота (L-аргинина, аргиназы-1 и асимметричного диметиларгинина) и уровня метаболитов оксида азота (нитратов и нитритов) у больных бронхиальной астмой и хроническая обструктивная болезнь легких.
3. Оценить возможность использования определения уровней модуляторов синтеза оксида азота для прогнозирования течения обструктивных заболеваний легких и предупреждения развития обострений бронхиальной астмы и хронической обструктивной болезни легких.
4. Оценить возможность разработки персонализированных схем лечения обструктивных заболеваний легких, основанных на оценке уровней модуляторов синтеза оксида азота (L-аргинина, аргиназы-1 и асимметричного диметиларгинина) в крови больных бронхиальной астмой и хронической обструктивная болезнь легких.

Планируется провести проспективное исследование случай-контроль в трех исследуемых группах. Всем больным будет проведено: общеклиническое обследование; Тест на приверженность к ингаляторам; клинический и биохимический анализ крови; спирометрия; определение уровня метаболитов оксида азота в сыворотке крови фотоколориметрическим методом в реакции Грисса; определение уровня L-аргинина, аргиназы-1 и асимметричного диметиларгинина в сыворотке крови методом иммуноферментного анализа с использованием лабораторного набора Immundiagnostik (Германия). На втором этапе исследования продолжительностью 2 года прогностические возможности оценки уровня модуляторов синтеза оксида азота будут оцениваться с использованием комбинированной конечной точки, включающей повышение уровня базисной терапии, обострение, госпитализацию и смерть, связанную с бронхиальной астмой и ХОБЛ.