ВВЕДЕНИЕ
Ожидаемая продолжительность жизни за последние десятилетия резко возросла. Старение населения и рост распространенности неинфекционных заболеваний приводят к быстрому увеличению числа людей с различными заболеваниями. Представляет интерес тот факт, что коморбидность, определяемая как сосуществование двух или более хронических состояний у одного и того же человека, оказывает существенное влияние на клиническую практику, прогноз заболеваний и затраты национальных систем здравоохранения [1].
Изучение коморбидной патологии способствует более детальному пониманию механизма развития болезней и разработке патогенетически обоснованной терапии, что особенно важно в отношении широко распространенных и социально значимых заболеваний, к которым относятся в первую очередь болезни сердечно-сосудистой и дыхательной систем.
Хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ) и гипертоническая болезнь (ГБ) – два наиболее распространенных хронических заболевания во всем мире и ведущие причины смертности в промышленно развитых странах. ХОБЛ и ГБ – причина более 3 млн и 8 млн смертей в год соответственно [2, 3].
Несмотря на доступность различных фармакологических и немедикаментозных методов лечения глобальное и финансовое бремя этих заболеваний для общественного здравоохранения остается неприемлемо высоким [4–6]. Указанные проблемы стимулировали значительный объем исследований, направленных на лучшее понимание молекулярных, биохимических и клеточных механизмов, лежащих в основе патофизиологии ХОБЛ и ГБ, и определение новых лекарственных мишеней и методов лечения [4, 7]. В качестве одного из возможных общих звеньев патогенеза ХОБЛ и ГБ рассматриваются нарушения регуляции эндогенного вазодилататора оксида азота (NO). Существенное ограничение в разработке аналитических платформ для оценки NO в биологических образцах обусловлено высокореактивной природой этого соединения, относительно коротким периодом его полураспада и влиянием других факторов на оценку циркулирующих метаболитов NO, таких как нитриты и нитраты [8]. Поэтому альтернативный подход заключается в измерении стабильных метаболитов в биохимических путях, которые тесно связаны с синтезом NO.
Одним из перспективных направлений поиска биомаркеров, относящихся к компонентам системы оксида азота, является изучение роли L-аргинина, который служит субстратом для нескольких ферментов, например для протеинаргининметилтрансферазы (PRMTs), аргиназ-1 и 2 и NO-синтаз (NOS) [9]. Под действием NOS L-аргинин метаболизируется до NO, а под действием аргиназы-1 L-аргинин превращается в L-орнитин и мочевину, ингибирующе действующих на NOS [9, 10]. Также метаболизм L-аргинина зависит от фермента протеинаргининметилтрансферазы (PRMTs), метилирующего остатки L-аргинина, которые подвергаются протеолизу с образованием асимметричного диметиларгинина (АДМА) и симметричного диметиларгинина (СДМА). В свою очередь, АДМА и СДМА подавляют функцию NOS, так как АДМА является конкурентным ингибитором фермента, в то время как СДМА – конкурентом транспорта L-аргинина [11].
В ранее проведенных исследованиях показана значимая роль модуляторов синтеза NO в патогенезе бронхообструктивных заболеваний. Так, снижение уровня L-аргинина способствует гиперреактивности дыхательных путей, при этом выявлена повышенная экспрессия и активность аргиназы в бронхоальвеолярном лаваже у пациентов с ХОБЛ, а также АДМА и СДМА в сыворотке. Кроме того, концентрации L-аргинина возрастают при ХОБЛ, дополнительно повышаясь при ее обострении и т. д. [10, 12, 13]. В связи с этим цель нашего исследования – изучить клиническое значение определения L-аргинина, аргиназы-1 и АДМА в плазме крови у больных ХОБЛ в условиях сердечно-сосудистой коморбидности.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ
В исследование были включены 133 человека в возрасте от 40 до 64 лет, средний возраст которых составил 56 [52; 60] лет. Исследование проводилось на кафедре факультетской терапии им. профессора В.Я. Гармаша ФГБОУ ВО «Рязанский государственный медицинский университет им. академика И.П. Павлова» Минздрава России на базе Рязанской областной клинической больницы в отделении пульмонологии при поддержке гранта Президента РФ для государственной поддержки молодых ученых – кандидатов медицинских наук МК-2925.2022.3.
Пациенты были разделены на две группы: в основную вошли 109 больных с ХОБЛ, в контрольную – 24 практически здоровых человека. Исследуемые группы были сопоставимы по полу (р = 0,341) и возрасту (р = 0,055), а также по статусу курения: все участники имели анамнез курения табака и были активными курильщиками. Определение уровня L-аргинина, аргиназы-1 и АДМА в плазме крови выполнялось методом иммуноферментного анализа с использованием лабораторных наборов Cloud-Clone Corp. (Китай).
Статистический анализ осуществлялся с помощью пакета прикладных программ jamovi 1.8. Нормальность распределения признаков оценивалась по критерию Шапиро – Уилка. Для описания признаков, имеющих нормальное распределение, использовались среднее значение (М) и стандартная ошибка среднего (m) с учетом 95% доверительного интервала; запись результатов представлена как M ± m. Описание количественных признаков, распределение которых отличается от нормального, дано в виде Me [Q25; Q75], где Me – медиана, а Q25 и Q75 – значения нижнего и верхнего квартиля соответственно. Для сравнения групп по количественному признаку использовались критерии Краскела – Уоллиса и Манна – Уитни. Для сравнения относительных показателей качественных признаков (частот и долей) между 2 независимыми группами применялся критерий χ2 Пирсона или точный критерий Фишера (при наименьшем значении ожидаемого явления менее 5). Статистически значимыми считали различия при p < 0,05.
РЕЗУЛЬТАТЫ
При сравнении уровней регуляторов синтеза NO в основной и контрольной группах нами было установлено, что непосредственно наличие у больного ХОБЛ оказывает значимое влияние только на уровень аргиназы-1: 1,40 [0,90; 5,90] против 1,07 [0,57; 1,75] нг/мл соответственно (р = 0,013). Также отмечалась тенденция к влиянию заболевания на содержание АДМА, которое было ощутимо ниже в группе пациентов с ХОБЛ по сравнению с контролем: 98,8 [21,1; 114,5] против 104,3 [96,3; 109,7] нг/ мл (р = 0,053). При этом концентрация L-аргинина и соотношение АДМА/L-аргинин в исследуемых группах значимо не различались (табл. 1).
С целью изучения влияния коморбидного состояния на уровни регуляторов синтеза NO мы разделили группу больных ХОБЛ на подгруппы с ГБ (ХОБЛ-ГБ) и без нее (ХОБЛ-неГБ). При анализе было выявлено, что наличие коморбидности ХОБЛ и ГБ у пациента также значимо влияет на содержание регуляторов синтеза NO в плазме крови. Так, концентрация аргиназы-1 в группе ХОБЛ-ГБ была 2,11 [0,99; 8,9] против 1,10 [0,90; 1,2] в группе ХОБЛ-неГБ и 1,07 [0,57; 1,75] нг/ мл в контрольной группе, т. е. оказалась ощутимо выше у пациентов с одновременным наличием ХОБЛ и ГБ (р < 0,01; рис. 1). Помимо этого, уровень L-аргинина был статистически значимо ниже в группе ХОБЛ-ГБ по сравнению с группой ХОБЛ-неГБ и контролем: 9,6 [7,10; 12,30] против 11,2 [9,28; 15,03] и 10,95 [9,97; 11,83] мкг/мл соответственно (р = 0,029). Показатели АДМА и соотношения АДМА/L- аргинин статистически не различались во всех 3 группах, однако мы заметили тенденцию снижения уровня АДМА в группе ХОБЛ-ГБ.
Одной из задач нашего исследования было изучение клинического значения регуляторов синтеза NO у больных ХОБЛ. По результатам исследования обнаружено наличие связи уровней всех изучаемых нами регуляторов синтеза NO и соотношения АДМА/L-аргинин со степенью тяжести бронхиальной обструкции у больных ХОБЛ (рис. 2). Содержание АДМА у пациентов с ХОБЛ с легкой (79,05 [42,60; 129,15]), средней (101,15 [92,08; 108,78]) и тяжелой (109,80 [87,40; 179,80]) степенью тяжестью бронхиальной обструкции оказалось значительно выше, чем у больных с крайне тяжелой (10,70 [10,40; 11,18]) степенью тяжести заболевания (р = 0,007). Аналогичные изменения были зарегистрированы и в отношении уровня L-аргинина (9,30 [8,30; 10,18], 10,10 [7,27; 14,50], 9,60 [7,60; 11,40] и 4,65 [4,40; 5,00] соответственно степеням тяжести, р = 0,02) и соотношения АДМА/L-аргинин (8,40 [4,85; 12,85], 7,55 [5,50; 11,48], 11,50 [9,90; 12,00] и 2,30 [2,27; 2,32] соответственно степеням, р = 0,011). В отношении концентраций аргиназы-1 наблюдались обратные изменения, т. е. при легкой, средней и тяжелой степени обструкции уровень этого маркера был ниже, чем при крайне тяжелой степени: 1,30 [0,86; 3,25], 1,29 [0,90; 2,40], 1,19 [0,83; 2,70] и 10,40 [10,35; 10,63] соответственно (р = 0,038).
При анализе уровней регуляторов синтеза NO по клиническим группам ХОБЛ в соответствии с классификацией GOLD (A, B, C, D) была получена достоверная связь для всех изученных биомаркеров с определяемой клинической группой пациентов (табл. 2).
ОБСУЖДЕНИЕ
В нашем исследовании уровни АДМА, L-аргинина в сыворотке крови коррелировали с сопротивлением дыхательных путей, особенно у пациентов с тяжелым течением ХОБЛ, как и в исследовании Tajti G. et al. [14]. Можно предположить, что АДМА в дыхательных путях при ХОБЛ приводит к функционально значимому сдвигу в метаболизме L-аргинина в сторону аргиназного пути. Функциональная значимость этого была продемонстрирована в исследовании на морских свинках Pera T. et al. [15], где ингибирование аргиназы меняло соотношение L-орнитин/L-цитруллин в сторону L-цитруллина и предотвращало развитие нейтрофилии, гиперсекреции слизи и синтеза коллагена.
В нашей работе также показаны функциональные сдвиги в метаболизме L-аргинина в сторону аргиназного пути: уровень аргиназы-1 был значительно выше в группе пациентов с ХОБЛ по сравнению с контрольной группой. Кроме этого, наблюдалось повышение содержания аргиназы-1 в плазме крови в зависимости от повышения степени бронхиальной обструкции и степени тяжести ХОБЛ. Также нужно отметить, что уровень аргиназы оказался значительно выше в коморбидной группе, что подтверждает утяжеление патологических процессов при коморбидных состояниях и высокий риск смерти.
Насколько нам известно, в настоящее время отсутствуют исследования у больных с ХОБЛ и ГБ, направленные на повышение доступности L-аргинина для NOS. Таким образом, можно предположить, что повышение доступности субстрата для NOS путем ингибирования аргиназы или дополнительного приема L-аргинина, L-цитруллина или их комбинации может быть терапевтической мишенью при ХОБЛ.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Уровни аргиназы-1 и АДМА в нашем исследовании были ассоциированы с наличием у пациента ХОБЛ. Наблюдаемые в крови уровни АДМА, L-аргинина, аргиназы-1 и соотношение АДМА/L-аргинин связаны с особенностями клинического течения ХОБЛ. Наличие коморбидности ХОБЛ и ГБ у пациента также значимо влияет на уровни аргиназы-1 и L-аргинина.
