Распространенность табакокурения среди населения в мире составляет от 40% до 60%, в Российской Федерации увеличивается среди курящих лиц число женщин и молодых людей. Такое значительное распространение табакокурения является важной медико-социальной проблемой [1]. В России заболевания, обусловленные курением, ежегодно приводят к 300 тыс. смертей в год и увеличивают риск возникновения заболеваний разных органов и систем [2; 3].
Табак – уникальный продукт, в котором, кроме никотина, содержится более 4,5 тыс. токсических веществ (органические соединения, тяжелые металлы, свободные радикалы, радиоактивные вещества и пр.). Длительное воздействие токсических веществ, содержащихся в сигаретном дыме при курении, инициирует воспаление в респираторной системе, поражение кровеносных сосудов, что является причиной формирования большого спектра заболеваний респираторной (прежде всего, хроническая обструктивная болезнь легких) и сердечно-сосудистой систем [4]. Показано влияние табакокурения, его продолжительности и интенсивности на риск развития туберкулеза легких, на утяжеление течения впервые выявленного туберкулеза, на развитие распространенного специфического поражения в легких [5].
Поэтому изучение влияния табакокурения на состояние здоровья, особенно у практически здоровых лиц молодого возраста, является приоритетным направлением медицинской науки для преодоления высокой приверженности населения табакокурению и предупреждения болезней респираторной системы, поскольку для хронических неинфекционных заболеваний сердечно-сосудистой и респираторной систем – табакокурение является единственным модифицируемым фактором риска. Для эффективного газообмена в легких большое значение имеет функциональное состояние альвеолярно-капиллярной мембраны, которая обеспечивает согласованность между вентиляцией и кровотоком в легких [6]. При разных патологических состояниях и заболеваниях респираторной системы проницаемость мембраны может существенно изменяться [7; 8]. Поэтому представляет определенный интерес оценить влияние токсического действия табачного дыма на состояние проницаемости альвеолярно-капиллярной мембраны.
Цель исследования: изучить влияние табакокурения на проницаемость альвеолярно-капиллярной мембраны у здоровых курящих лиц в сравнении с некурящими и пациентами с пневмонией.
Материалы и методы исследования
Вид исследования: проспективное, когортное. Обследовано 85 пациентов: 45 здоровых добровольцев и 40 пациентов с пневмонией.
Здоровые добровольцы, средний возраст – 20,3 (18,9-21,2) года. Среди них выделены группы: некурящие – 25 и курящие – 20 человек со стажем курения – 4,5 (3,5-5,1) года и индексом курящего человека – 140,8 (138,5-141,7). Критерии включения в исследование здоровых добровольцев: возраст 18-25 лет, отсутствие при обследовании признаков заболеваний сердечно-сосудистой системы, кашлевого синдрома, патологических изменений на обзорной рентгенограмме легких, острых респираторных заболеваний в течение предшествующих 3 месяцев, наличие информированного согласия.
Пациенты с верифицированным диагнозом пневмонии, средний возраст – 36,4 (28,1-37,5) года. Критерии включения в исследование пациентов с пневмонией: пациенты с нетяжелой пневмонией с односторонней нижнедолевой локализацией инфильтрации, некурящие, возраст от 18 до 40 лет, наличие информированного согласия.
Критерии исключения для всех пациентов: отсутствие информированного согласия.
Всем включенным в исследование выполнена вентиляционно-перфузионная пульмоносцинтиграфия на гамма-камере «Омега-500» (Technicare, США-Германия) с определением вентиляционно-перфузионного соотношения (V/Q) и альвеолярно-капиллярной проницаемости (АКП) по легким и по зонам легких: верхней, средней и нижней [7-9]. В качестве радиофармпрепарата был использован с 99мТс-Пентатех («Диамед», Россия).
Все проводимые исследования одобрены этическим комитетом ФГБОУ ВО «СибГМУ» Минздрава России.
Статистическую обработку полученных данных проводили в соответствии с правилами вариационной статистики, используя программы STATISTICA 6,0 for Windows. Проверку на нормальность распределения признака определяли с помощью W-теста Шапиро-Уилка. Проводился описательный анализ. Описательный анализ включал расчет квартилей (Me, Q1-Q2) для ненормально и несимметрично распределенных параметров. Критический уровень статистической значимости различий в исследовании задавали величиной <0,05.
Результаты и обсуждение
В таблицах 1 и 2 представлены результаты исследования вентиляционно-перфузионного соотношения и альвеолярно-капиллярной проницаемости у некурящих и курящих лиц, отдельно для правого и левого легких. Сопоставление значений исследованных показателей в сравниваемых группах не выявило различий.
Таблица 1
Вентиляционно-перфузионное соотношение и альвеолярно-капиллярная проницаемость
у некурящих (Ме, (Q1-Q2), р)
|
Показатели |
Левое легкое |
Правое легкое |
р |
|
V/Q |
0,99 (0,96-1,02) |
0,97 (0,95-0,99) |
0,546 |
|
АКП % (10 мин) |
11,07 (7,91-14,23) |
9,33 (7,03-11,63) |
0,275 |
|
АКП % (30 мин) |
21,15 (14,44-27,86) |
21,45 (16,75-26,15) |
0,153 |
Таблица 2
Вентиляционно-перфузионное соотношение и альвеолярно-капиллярная проницаемость у курящих (Ме, (Ме, (Q1-Q2), р)
|
Показатели |
Левое легкое |
Правое легкое |
р |
|
V/Q |
0,92 (0,88-0,96) |
1,0 (0,99-1,01) |
0,681 |
|
АКП % (10 мин) |
17,64 (14,13-21,15) |
16,66 (14,34-18,98) |
0,899 |
|
АКП % (30 мин) |
37,42 (36,22-38,62) |
39,23 (30,61-47,85) |
0,791 |
Поэтому был выполнен расчет сцинтиграфических показателей у некурящих и курящих для легких в целом, и затем проведено сопоставление их значений между некурящими и курящими (табл. 3).
Таблица 3
Сопоставление вентиляционно-перфузионного соотношения и альвеолярно-капиллярной проницаемости у курящих и некурящих (Ме, (Q1-Q2), р)
|
Показатели |
Курящие (n=20) |
Некурящие (n=25) |
р |
|
V/Q |
0,98 (0,95-1,01) |
0,98 (0,95-1,01) |
0,728 |
|
АКП % (10 мин) |
17,12 (13,30-21,24) |
10,60 (7,70-13,50) |
0,034 |
|
АКП % (30 мин) |
37,52 (32,32-42,72) |
21,32 (17,0-25,64) |
0,004 |
Согласно полученным данным, значения вентиляционно-перфузионного соотношения у некурящих и курящих приближались к единице и соответствовали общепринятым значениям, что свидетельствовало о согласованности основных функциональных звеньев легочных структур.
У некурящих альвеолярно-капиллярная проницаемость составляла 10,60% (10 мин) и 21,32% (30 мин), в то время как у курящих ее значения были значительно повышены по сравнению с первыми на 10-й мин в 1,6 раза, на 30-й мин исследования в 1,8 раза (р=0,034 и 0,004). Анализ индивидуальных значений альвеолярно-капиллярной проницаемости у всех исследованных курящих лиц показал, что во всех случаях изменения проницаемости мембраны были однонаправленными в сторону повышения.
Таким образом, табакокурение приводило к повышению проницаемости альвеолярно-капиллярной мембраны.
Полученные результаты сопоставлены с величинами альвеолярно-капиллярной проницаемости у пациентов с внебольничной пневмонией. Как в пораженном, так и в интактном легком, у пациентов с пневмонией по сравнению с некурящими установлено повышение величин альвеолярно-капиллярной проницаемости после ингаляции радиоактивного аэрозоля на 10-й мин (в 1,8 раза) и на 30-й мин исследования (в 1,7 раза): 19,72% против 10,60% и 35,35% против 21,32% соответственно (табл. 4). При этом при анализе индивидуальных значений альвеолярно-капиллярной проницаемости у всех 40 пациентов с пневмонией обнаружено их повышение.
Таблица 4
Сопоставление альвеолярно-капиллярной проницаемости у пациентов с пневмонией
и некурящих (Ме, (Q1-Q2), р)
|
Альвеолярно-капиллярная проницаемость пораженного и интактного легких* |
Пациенты с пневмонией (n=40) |
Некурящие (n=25) |
р |
|
|
АКП % (10 мин) |
Пораженное легкое
|
19,72 (18,31-21,13) |
10,60 (7,70-13,50) |
<0,001
|
|
Интактное легкое
|
17,62 (16,31-18,93) |
10,60 (7,70-13,50) |
<0,001
|
|
|
АКП % (30 мин) |
Пораженное легкое
|
35,35 (33,69-37,01) |
21,32 (17,0-25,64) |
<0,001
|
|
Интактное легкое
|
31,58 (29,95-33,21) |
21,32 (17,0-25,64) |
<0,001
|
|
Примечание: * здесь и в табл. 5 пораженное и интактное легкое – для пациентов с пневмонией.
Сравнение значений альвеолярно-капиллярной проницаемости у курящих лиц и пациентов с пневмонией показало, что значения статистически значимо не различались как на 10-й, так и на 30-й мин исследования, т.е. проницаемость альвеолярно-капиллярной мембраны у курящих соответствовала таковой при пневмониях (табл. 5).
Таблица 5
Сопоставление альвеолярно-капиллярной проницаемости у пациентов с пневмонией
и курящих (Ме, (Q1-Q2), р)
|
Альвеолярно-капиллярная проницаемость пораженного и интактного легких |
Пациенты с пневмонией (n=40) |
Курящие (n=20) |
р |
|
|
АКП % (10 мин) |
Пораженное легкое
|
19,72 (18,31-21,13) |
17,12 (13,30-21,24) |
0,058 |
|
Интактное легкое
|
17,62 (16,31-18,93) |
17,12 (13,30-21,24) |
0,096 |
|
|
АКП % (30 мин) |
Пораженное легкое
|
35,35 (33,69-37,01) |
37,52 (32,32-42,72) |
0,072 |
|
Интактное легкое
|
31,58 (29,95-33,21) |
37,52 (32,32-42,72) |
0,640 |
|
Кроме того, сопоставлены значения альвеолярно-капиллярной проницаемости по зонам легких – верхней, средней и нижней - у курящих и пациентов с пневмонией. Сначала было установлено, что величины альвеолярно-капиллярной проницаемости у курящих по аналогичным зонам не различались между правым и левым легкими (табл. 6).
Таблица 6
Альвеолярно-капиллярная проницаемость по зонам легких у курящих (Ме, (Q1-Q2), р)
|
Показатели |
Зоны легких |
Левое легкое (n=20) |
Правое легкое (n=20) |
р |
|
АКП % (10 мин) |
Верхняя |
20,0 (16,54-23,46) |
20,0 (19,96-20,04) |
>0,999 |
|
Средняя |
20,59 (16,78-24,22) |
19,53 (18,11-20,94) |
>0,999 |
|
|
Нижняя |
19,50 (18,10-20,90) |
23,26 (19,82-26,70) |
0,306 |
|
|
АКП % (30 мин) |
Верхняя |
31,61 (23,39-34,83) |
33,96 (30,41-37,51) |
0,872 |
|
Средняя |
31,40 (28,63-34,17) |
33,91 (30,13-37,69) |
0,720 |
|
|
Нижняя |
39,43 (36,60-42,26) |
33,66 (32,33-34,99) |
0,086 |
Сопоставление альвеолярно-капиллярной проницаемости по зонам легких у курящих и пациентов с пневмонией (пораженного легкого) выявило, что значения проницаемости и по зонам легких также статистически значимо не различались (табл. 7).
Таблица 7
Сопоставление альвеолярно-капиллярной проницаемости по зонам легких
у пациентов с пневмонией и курящих (Ме, (Q1-Q2), р)
|
Показатели |
Зоны легких* |
Пациенты с пневмонией, пораженное легкое (n=40) |
Курящие (n=20) |
р |
|
АКП % (10 мин) |
Верхняя |
19,23 (18,56-19,90) |
20,0 (18,55-21,45) |
>0,999 |
|
Средняя |
20,20 (18,56-21,84) |
20,0 (17,62-22,38) |
>0,999 |
|
|
Нижняя |
22,24 (20,87-23,61) |
22,36 (19,62-25,10 ) |
0,872 |
|
|
АКП % (30 мин) |
Верхняя |
29,44 (27,88-31,0) |
32,54 (29,12-35,96) |
0,320 |
|
Средняя |
32,01 (29,87-34,15) |
32,52 (29,57-35,47) |
>0,999 |
|
|
Нижняя |
39,07 (38,03-40,11) |
36,44 (33,22-39,66) |
>0,999 |
Примечание: * для пациентов с пневмонией зоны пораженного легкого и нижняя зона – зона локализации воспалительного инфильтрата.
Обсуждение
Повышение проницаемости альвеолярно-капиллярной мембраны при пневмонии объясняется действием провоспалительных цитокинов и активных форм кислорода как в очаге воспаления, так и системным воздействием, о чем свидетельствуют выполненные нами ранее исследования [8-10]. Так, в дебюте пневмонии развивается окислительный стресс, который вызывает нарушение устойчивости мембран эритроцитов. При этом известно, что нарушения в мембранах клеток органа-мишени коррелируют с трансформациями плазматической мембраны эритроцитов на уровне всего организма [11].
Аналогичные изменения при табакокурении, вероятно, обусловлены токсическим воздействием компонентов табачного дыма. Табачный дым нарушает равновесие в системе оксиданты–антиоксиданты, приводя к формированию окислительного стресса, а значительная продукция активных форм кислорода и ряд химических соединений (альдегиды и другие) индуцируют хронический воспалительный процесс в дыхательных путях [12].
При этом, согласно полученным нами данным, степень поражения мембраны у здоровых курящих лиц такая же, как при остром воспалительном альвеолярном процессе, развивающемся при пневмонии. Так, значения альвеолярно-капиллярной проницаемости у курящих лиц и пациентов с пневмонией в пораженном и интактном легких статистически значимо не различались. Также не обнаружено различий проницаемости по зонам легких у курящих и зонам пораженного легкого у пациентов с пневмонией.
Результаты исследования показывают, что у курящих при полной вентиляционно-перфузионной согласованности определяется повышение альвеолярно-капиллярной проницаемости, свидетельствующее о поражении альвеолярно-капиллярных мембран легких. Обнаруженные изменения, по-видимому, можно рассматривать в качестве фактора предрасположенности курящих лиц к бронхолегочной патологии. При этом обращает на себя внимание, что указанные изменения наблюдаются у лиц молодого возраста уже при сравнительно небольшом стаже курения.
Заключение
Таким образом, полученные данные доказывают негативное влияние табачного дыма на легочные мембраны в виде повышения их проницаемости у практически здоровых молодых людей, выявляемое при проведении вентиляционной пульмоносцинтиграфии, причем в такой же степени, как при развитии острого воспалительного процесса в легких у пациентов с пневмонией.