Лабораторні методи дослідження хворих на бронхіальну астму

Лабораторні методи дослідження

Результати лабораторних досліджень мають велике значення для підтвердження діагнозу бронхіальної астми (БА), оцінки ступеня її активності та ефективності лікування.

1. У загальному аналізі крові в період загострення хвороби виявляють еозинофілію, лейкоцитоз, прискорення ШОЕ.
2. Біохімічний аналіз крові (БАК) дозволяє визначити активність запального процесу в бронхах, особливо при інфекційно-залежній бронхіальній астмі. Здебільшого зростає вміст α₂ і γ- глобулінів, сіалових кислот, серомукоїду, фібрину, гаптоглобуліну, появляється с-реактивний білок та знижується рівень альбумінів у сироватці крові.
3. При бронхіальній астмі зростає рівень імуноглобулінів, знижується кількість та активність Т-супресорів у крові.
4. В аналізі харкотиння виявляють багато еозинофілів, кристали Шарко-Лейдена, спіралі Куршмана, «тільця Креоли», за умови розвитку активного запального процесу знаходять у великій кількості лейкоцити.

Зміна електролітного складу

Електроліти приймають активну участь в патогенезі бронхіальної астми, зокрема, у звільненні гістаміну та інших медіаторів з опасистих клітин, в синтезі циклічних нуклеотидів (Платков Е.М., 1989). Встановлено зростання вмісту кальцію в крові хворих при інфекційній астмі, в порівнянні з пацієнтами атопічної та хімічної астми. Порушення системи мобілізації кальцію лежить в основі бронхіальної гіперреактивності. Іони кальцію беруть участь у звільненні з опасистих клітин медіаторів алергічної реакції, різко підвищують секрецію слизу і скорочення гладких м’язів бронха.

Особливе місце серед електролітів займає магній. Він відіграє суттєву роль в механізмах алергічних реакцій. Показано, що із-за недостатності магнію в організмі виникає «дегрануляція» опасистих клітин і звільнюється гістамін, а також знижується здатність тканин зв’язувати ендогенний гістамін.

У хворих на бронхіальну астму спостерігається значна втрата внутрішньоклітинного магнію та збільшення його вмісту в сироватці крові.

Внаслідок дефіциту внутрішньоклітинного магнію знижується рівень циклічного аденозинмонофосфату (ЦАМФ). Магній є регулятором переміщення іонів кальцію через клітинну мембрану і пригнічує бронхозвужувальний вплив деяких гуморальних речовин так ефективно, як і інгібітори кальцієвих каналів.

Зміна активності медіаторів

Численні дослідження показали, що універсального гуморального фактора, який би зумовлював розвиток бронхоспазма, не існує, здебільшого в його формуванні приймає участь ціла низка медіаторів (гістамін, ПРС-А, лейкотрієни, С, Д, Е, простагландини F_2α  та інші), які звільнюються під час реакції алергенів з антитілами, що є фіксовані на поверхні клітин.

Основні медіатори алергії поділяються на три групи:

1. Гістамін, еозинофільний хемотаксичний фактор анафілаксії, серотонін ― медіатори алергії, які швидко звільнюються за умови активації клітин-мішеней.
2. Гепарин, хімаза, триптаза та інші медіатори алергії, які міцно зв’язані з гранулами.
3. Повільнореагуюча субстанція анафілаксії, лейкотрієни, простагландини, тромбоксан А₂ та інші-медіатори алергії, які утворюються в ході активації клітин (С.И. Гущин, А.И. Зебрев, 1987).

Гістамінє найбільш вивченою біологічно активною речовиною при алергічних реакціях. Він індукує обструкцію бронхів внаслідок прямого впливу на гладку мускулатуру дихальних м’язів, вагусного рефлексу, звільнення нейропептидів, підсилює альфа-адренергічну відповідь, продукцію слизу, набряк дихальних шляхів.

Встановлено, що рівень гістаміну в крові хворих на БА в міжприступний період є вищим, ніж у здорових людей, і ще більше зростає в період загострення хвороби. Цей показник є також вищим при інфекційній астмі в порівнянні з атопічною.

Відомо, що одним з ферментативних механізмів інактивації гістаміну є окислювальне дезамінування, що здійснюється гістаміназою. Активність гістамінази була вищою при бронхіальній астмі, ніж у здорових людей, проте недостатньою для нормалізації рівня гістаміну в крові.

У хворих на бронхіальну астму різко знижується гістамінопексична здатність сироватки крові. Визначається також взаємозв’язок між гіпергістамінемією та зниженням гістамінопексії.

Ацетилхолін. Алергічний процес суттєво впливає на діяльність холінергічних структур. При цьому в них змінюється активність холінестерази та збільшується звільнення ацетилхоліну, якому належить велика роль в ґенезі бронхоспазму (Адо А.Д., 1978; J. Girard, 1982).

Е.М. Платков (1989) встановив, що вміст ацетилхоліну в крові хворих БА був вищим, а активність холінестерази нижчою, ніж у здорових людей. В.И. Вайчеконис (1981) показав, що у хворих на інфекційну астму концентрація ацетилхоліну і активність холінестерази була вищою, ніж у пацієнтів на атопічну астму.

Простагландин F_2α. У хворих на бронхіальну астму встановлено (А.Г. Чучалин, 1985; E. Goetzi, 1984) підвищену концентрацію в крові простагландину F_2α (ПГF_2α), особливо під час нападу, що свідчить про активну роль ПГF_2α у формуванні цього захворювання.

Циклічний аденозинмонофосфат (ЦАМФ) є універсальним регулятором внутрішньоклітинних процесів. У хворих на бронхіальну астму передбачається генетично зумовлений або набутий дефіцит аденілатциклази з наступним зниженням його рівня. Встановлено, що рівень ЦАМФ при БА є нижчим , а кількість ЦГМФ є вищою, ніж у здорових людей.

Циклічний аденозинмонофосфат разом з циклічним гуанозинмонофосфатом (ЦГМФ) приймають участь в трьох основних процесах формування бронхіальної астми:

• скоротливій активності гладкої мускулатури бронхів;
• секреції слизу;
• звільнення медіаторів.

Порушення залоз внутрішньої секреції при бронхіальній астмі

Велику роль в патогенезі бронхіальної астми відіграють різні функціональні порушення залоз внутрішньої секреції. Важливе значення має стан гіпофізарно-наднирникової системи. Доказано, що функція коркової речовини наднирників, яка досліджується за допомогою проби Торна, та визначення в сечі 17-кетостероїдів при бронхіальній астмі суттєво знижується. Здебільшого ці показники знижуються в період нападів, та нормалізація їх відбувається за умови розвитку ремісії.

Встановлено, що активність коркової речовини наднирників знижується у нічний час доби (Молотков В.Н., Чернушенко Е.Ф., 1984).

З літературних джерел відомо, що адреналін, як ефективний засіб, що знімає напади БА, також успішно попереджує анафілактичний шок морських свинок в експерименті та в клініці.

Певний вплив на перебіг бронхіальної астми спричиняє стан інкреторної функції статевого апарату. Відомо, що у жінок напади бронхіальної астми зустрічаються значно частіше в менструальний період та під час вагітності. Бронхіальна астма переважає у жінок. Більше ніж половина з них страждають різними порушеннями в статевій сфері як функціонального, так і органічного характеру (фіброміома матки, хронічні запальні захворювання жіночих статевих органів, виражений клімактеричний синдром).

Існують відомості про значення гіпофункції паращитовидних залоз в патогенезі бронхіальної астми. Таким чином, стан ендокринної системи, як і нервової, створює своєрідний ґрунт, на якому розв’язується алергічний процес. В одних випадках вплив нервово-ендокринної системи проявляється більше, в інших ― менше. Проте, слід зауважити, що здебільшого він не є вирішальним, не може усунути алергізуючий стан або бути його причиною. Про це свідчать численні спроби застосовувати при алергічних захворюваннях, зокрема при бронхіальній астмі, різноманітні гормони і органопрепарати (оваріальний гормон, паратиреокрин, тиреоїдин, астмолізин, алое), які давали не постійні результати (Молотков В.Н., Чернушенко Е.Ф., 1984).

Порушення білкового обміну

Встановлено, що при анафілактичному шоці протеолітичні процеси в крові і тканинах різко підсилюються. Відомо, що сироватка крові або плазма багатьох тварин має протеолітичну активність, і разом з тим парадоксальну здатність інгібувати вплив трипсину та інших протеолітичних ферментів. З урахуванням цих факторів одна з теорій алергії полягає у тому, що в нормальній сироватці протеаза і її інгібітори знаходяться в нестійкому комплексі.

Внаслідок реакції алерген-антитіло комплекс фермент-інгібітор дисоціює, і протеаза починає діяти не лише проти алергену, але і проти білків господаря. Під час реакції антиген-антитіло відбувається збільшення протеолітичних ферментів, які за звичайних умов знаходяться в неактивному стані в сироватці крові та тканинах. Ці ферменти руйнують деякі клітини, які виділяють гістамін та інші медіатори, що зумовлюють розвиток клінічної картини захворювання. Як відомо, при алергії кількість протеаз у крові і у сечі значно зростають.

Зміна неспецифічних імунологічних реакцій

Активність запального процесу

Встановлено, що швидкість осідання еритроцитів (ШОЕ) та середня кількість лейкоцитів у периферичній крові хворих на інфекційну астму була вищою, ніж у пацієнтів з неінфекційною формою захворювання.

Дослідження білкових фракцій в крові БА виявило зростання бета і гамма-глобулінів, та зниження вмісту альбумінів. Окремі автори вважають, що підвищення рівня фібрину при БА найбільш точно відображає активність запального процесу у хворих.

Е.Н. Сидоренко (1975, 1991) стверджує, що поява с-реактивного протеїну (СРП) є характерним чутливим тестом, який свідчить про активність запального процесу в легенях при інфекційній астмі.

Порушення фагоцитозу

Зміна кількості моноцитів. За даними J. Bousquet (1987) моноцитам належить значна роль в ґенезі бронхіальної астми. Імунна відповідь регулюється моноцитами-макрофагами та Т-клітинами. Встановлено, що хворі на інфекційну бронхіальну астму мали вищий моноцитоз, ніж у пацієнтів атопічної та хімічної астми.

V. Tanizaki (1982), вивчаючи зміну числа моноцитів впродовж бронхоспазму, який викликаний ацетилхоліном та фізичним навантаженням, дійшов висновку, що підвищення числа моноцитів під час нападу астми свідчить про алергічну реакцію організму.

Зміна числа сегментоядерних лейкоцитів. Відомо, що первинна функція нейтрофілів полягає в захисті організму від мікробної інфекції. Е.М. Платков (1989) встановив, що активність нейтрофілів у хворих на інфекційну астму була вищою, ніж у пацієнтів атопічної та хімічної астми.

Зміна активності гідролітичних ферментів нейтрофілів. З літературних джерел відомо, що лізосомальні субстанції беруть активну участь в імунних процесах.

М.М. Омеров (1979) не знайшов суттєвих змін в активності лужної та кислої фосфотази у хворих на професійну БА. Протилежні результати одержав В.Г. Алексеев (1983) ― активність лізосомальних гідролаз була найвищою у хворих з інфекційною астмою, ніж при атопічній та хімічній астмі. Про проникність лізосомальних мембран можна оцінювати за результатами зміни активності лізосомальних гідролаз.

Зміна специфічних імунних реакцій

Внаслідок проникнення специфічних алергенів (інфекційних, атопічних, хімічних) через базальну мембрану клітин слизової оболонки бронхів розвиваються місцеві та загальні імунологічні реакції.

За результатами дослідження П.К. Булатова, Г.Б. Федосеева (1975), А.Д. Адо, Н.В. Адрианова (1976), Е.М. Платкова (1989), Е.Н. Сидоренко (1991) показано, що у формуванні бронхіальної астми приймають участь як гуморальні, так і клітинні ланки специфічної імунологічної реакції.

Порушення клітинного імунітету

Виявлено, що кількість лімфоцитів у периферичній крові хворих на інфекційну бронхіальну астму була вищою, ніж пацієнтів атопічної та хімічної астми.

У хворих на бронхіальну астму, особливо інфекційну, спостерігались морфологічні та функціональні зміни лімфоцитів. У пацієнтів хімічної астми встановлено зсуви функціонального рецепторного апарату лімфоцитів (Т.Ф. Хилько, З.Б. Альтынбекова, 1982).

Активовані лімфоцити виділяють фактор, який пригнічує поліморфно-ядерні лейкоцити, впливають на їх електрофоретичну рухомість (H. Harthus, К. Hanning, 1982).

Встановити не тільки морфологічні, але і імунологічні особливості лімфоцитів можна за результатами електронної мікроскопії. В лімфоцитах хворих на інфекційну астму знаходять напівкругле, дещо витягнуте ядро, яке зміщене до одного полюсу. По краях гіпертрофованої цитоплазми виявляють численні вирости. В цитоплазмі є багато мітохондрій, особливо лізосом різних розмірів, і знаходяться вони на різних стадіях розвитку.

Для бронхіальної астми усіх форм характерним є зниження кількості Т-лімфоцитів у крові. Зниження супресорної функції лімфоцитів ймовірно лежить в основі ґенезу алергічних захворювань, зокрема, атопічної астми, викликаних гіперпродукцією антитіл класу IgE (K.Tse, 1985).

Порушення гуморального імунітету

Встановлено, що у хворих на БА зростає вміст IgM та G у сироватці крові, що свідчить про підвищену функцію В-системи лімфоцитів, інтенсивність антитілоутворення, важливу роль гуморальних механізмів імунітету в ґенезі різних форм астми. Підвищений рівень IgM та G відображає їх роль в боротьбі з мікробами як антитіл, які несуть основне навантаження.

Інший імуноглобулін А виявився підвищеним лише на 25% у хворих на хімічну астму, а при атопічній та інфекційній не відрізнявся від величин здорових осіб (Е.М. Платков, 1989). Протилежні результати визначили П.Н. Юренев (1976), Э.Б. Махмудбекова (1985) ― низький вміст ІgA у хворих на інфекційну астму особливо з тяжким перебігом захворювання.

Імуноглобулін А відіграє важливу роль в регуляції бактеріальної та вірусної флори слизових оболонок, захищає дихальні шляхи від алергічних уражень. Тому у хворих зі зниженим рівнем IgA спостерігається тенденція до рецидивів інфекційних хвороб дихальних шляхів.

Важливими антитілами, які беруть участь в алергічних реакціях людини, є реагіни, і являють собою IgE, що здатні фіксуватись моновалентними рецепторами на мембрані опасистих клітин та звільняти гістамін у разі контакту зі специфічним антигеном. За високим рівнем IgE виявляють атопічну алергію, а також визначають дисбаланс функцій супресорних і допоміжних клітин (S. Johanson, H. Bennich, 1982).

Е.М. Платков (1989) встановив, що рівень IgE у хворих на атопічну БА був найвищим (у 5 разів більший, ніж у здорових осіб), дещо нижчий вміст у пацієнтів інфекційної та хімічної астми (у 1,5 рази більший , ніж у контролі). Таким чином, імунологічний статус хворих на різні форми бронхіальної астми характеризується недостатністю клітинної системи імунітету та підвищеною функцією гуморальної ланки імунітету, що проявляється інтенсивним синтезом антитіл.

Виявлення бактеріальної сенсибілізації

В.Н. Молотков, Е.Ф. Чернушенко, Л.С. Когосова (1984) встановили, що найбільш виражена ступінь бактеріальної сенсибілізації була у хворих з інфекційно-алергічною формою БА, яку визначали за такими клітинними реакціями як показник пошкодження нейтрофілів (ППН), інгібіція міграції лімфоцитів (ІМЛ).

Місцевий імунітет при бронхіальній астмі

Слід відмітити, що механізми місцевого імунітету переважають над загальними захисними реакціями організму лише за умови, коли інфекція не дуже вірулентна, носить більш доброякісний характер, і викликані нею пошкодження тканин є менш глибокими.

До факторів місцевого неспецифічного імунітету відноситься поглинальна активність альвеолярних макрофагів, бактерицидна, бактеріостатична і вірус-нейтралізуюча активність різних речовин, які є присутні в секреті. Місцевий специфічний імунітет забезпечується В і Т-системою лімфоцитів.

В даний час важко визначити, особливо практикуючому лікареві, чи первинно або вторинно порушується місцевий імунітет дихальної системи за умови різного перебігу БА.

Поряд з цим відомо, що при бронхіальній астмі спостерігаються зміни у всіх ланках місцевого імунітету дихальної системи. Матеріальну основу неспецифічного місцевого імунітету дихальної системи складає інтерферон, лізоцим, різні інгібітори та клітинні елементи (епітелій та макрофаги). Фагоцитоз є важливим механізмом стійкості респіраторної системи до різних бактеріальних інфекцій.

Альвеолярні макрофаги відіграють важливу роль у виведенні частин з бронхіальних просторів нижніх дихальних шляхів.

Як свідчать численні літературні дані, пригнічення активності альвеолярних макрофагів ― основна ланка патогенезу багатьох інфекційних патологічних процесів, які розвиваються в дихальній системі, на ґрунті яких виникають бронхоспастичні явища, притаманні для інфекційно-алергічної форми БА.

Під впливом мікробних антигенів та імунних комплексів макрофаги секретують кислі гідролази, нейтральні протеази (колагенази, активатор плазміногену, лізоцим), піроген, простагландини, а також фактори, які пригнічують бласттрансформацію Т-лімфоцитів та стимулюють функцію В-клітин (В.Н. Молоткова, Е.Ф. Чернушенко, 1984).

Зіставляючи рівні імуноглобулінів у сироватці крові і в змивах бронхів, можна сказати про те, що у переважній більшості хворих встановлено високий нормальний або низький рівень IgA в сироватці крові, відповідають аналогічні концентрації IgA в секреті бронхів.
У хворих на інфекційно-алергічну форму бронхіальної астми, у міру прогресування захворювання, в сироватці крові спостерігалось зниження IgA, яке супроводжувалось підвищенням IgG і незміненим рівнем IgM. У секреті бронхів у цих хворих паралельно зі зростанням тяжкості процесу спостерігалось зниження IgA i IgG, та підвищення IgM.

Таким чином, стан місцевого імунітету у хворих на бронхіальну астму має суттєве значення для оцінки патогенетичних механізмів розвитку захворювання, стану імунологічної реактивності організму.

Регеда М.С.
Львівський національний медичний університет ім. Данила Галицького
З монографії «Алергічні захворювання легенів»