Please wait. Loading...
 
Αποστολή σε φίλο
 
Η μέτρηση της ολικής αντιοξειδωτικής καταστάσεως στον ορό ασθενών με εξωνοσοκομειακή πνευμονία: συσχέτιση με τη βαρύτητα της νόσου
ΠΕΡΙΛΗΨΗ. Η διαταραχή στην ισορροπία οξειδωτικών-αντιοξειδωτικών έχει αναφερθεί σε διάφορα νοσήματα του αναπνευστικού συστήματος συμπεριλαμβανομένης της πνευμονίας. Σκοπός της μελέτης ήταν η μέτρηση της ολικής αντιοξειδωτικής καταστάσεως (TAS) στον ορό ασθενών με εξωνοσοκομειακή πνευμονία κατά τη νοσηλεία τους και η πιθανή συσχέτισή της με κλινικά και εργαστηριακά ευρήματα. Μελετήθηκαν 30 ασθενείς (22 άνδρες- και 8 γυναίκες) ηλικίας 48±21 ετών. Την 1η και 7η ημέρα νοσηλείας καταγράφονταν κλινικά, εργαστηριακά και ακτινολογικά ευρήματα και γινόταν βαθμολόγηση της βαρύτητας της πνευμονίας σύμφωνα με την κλίμακα κατά Fine. Στο ίδιο χρονικό διάστημα γινόταν μέτρηση της ολικής αντιοξειδωτικής καταστάσεως στον ορό με χρωματομετρική μέθοδο στα 600 nm. Τα αποτελέσματα έδειξαν στατιστικά σημαντικά μειωμένη τιμή TAS την 1η ημέρα (TAS1) ως προς αυτήν της 7ης (TAS2) (0,84±0,13 mmol/l και 1,00±0,17 mmol/l αντιστοίχως, p=0,0001). Διαπιστώθηκε ότι ο λόγος TAS1/TAS2 σχετίζεται θετικά με τη διαφορά στη βαθμολογία βαρύτητας μεταξύ 1ης και 7ης ημέρας (r=0,501, p=0,007). Ο λόγος TAS1/TAS2 σχετίζεται αρνητικά με την PaO2 στην εισαγωγή (r=0,47, p=0,008). Η μεταβολή στην TAS (TAS2-TAS1) σχετίζεται θετικά με τον αριθμό των λευκών αιμοσφαιρίων στο αίμα (r=0,399, p=0,029). Η μεταβολή στην TAS (TAS2-TAS1) είναι στατιστικά σημαντικά μεγαλύτερη στους ασθενείς με προδιαθεσικούς παράγοντες πνευμονίας (p=0,01). Η μεταβολή επίσης στην TAS είναι στατιστικά σημαντικά μεγαλύτερη όταν η πνευμονία οφείλεται σε Gram(-) μικρόβια (p=0,032). Τέλος, ο λόγος TAS1/TAS2 είναι στατιστικά σημαντικά μεγαλύτερος όταν η πνευμονία εντοπίζεται αμφοτερόπλευρα στην ακτινογραφία (p=0,023). Συμπερασματικά, η ολική αντιοξειδωτική κατάσταση σε ασθενείς με εξωνοσοκομειακή πνευμονία είναι μειωμένη στο αρχικό στάδιο της νόσου, στοιχείο ενδεικτικό της παρουσίας αυξημένου οξειδωτικού φορτίου. Η συσχέτιση που βρέθηκε με τη βαρύτητα της νόσου ίσως καθιστά τον προσδιορισμό της παραμέτρου αυτής χρήσιμη στην καθημερινή πρακτική, όπως χρήσιμη μπορεί να είναι και η χορήγηση αντιοξειδωτικών ουσιών σε ασθενείς με εξωνοσοκομειακή πνευμονία. Πνεύμων 2002, 15(3):295-304.

ΕΙΣΑΓΩΓΗ

Η συμμετοχή των ελευθέρων ριζών οξυγόνου (ΕΡΟ) έχει συσχετισθεί με ένα σημαντικό αριθμό νοσημάτων του αναπνευστικού συστήματος όπως το Σύνδρομο της Αναπνευστικής Δυσχέρειας του Ενήλικα (ARDS), η βρογχοπνευμονική δυσπλασία, το εμφύσημα, η πνευμονοκονίωση, η υπεροξία, η τοξικότητα της Μπλεομυκίνης, η κυστική ίνωση, το βρογχικό άσθμα κ.ά.1. Η παραγωγή τους είναι αποτέλεσμα του φυσιολογικού αερόβιου μεταβολισμού και η εξουδετέρωσή τους γίνεται από μια σειρά αντιοξειδωτικών μηχανισμών που περιλαμβάνουν ένζυμα όπως η υπεροξειδική δισμουτάση, η καταλάση, η γλουταθειόνη αλλά και ουσίες όπως η αλβουμίνη, το ουρικό οξύ, η λακτοφερρίνη, το β-καροτένιο, οι βιταμίνες C και Ε κ.ά.2,3. Η διαταραχή της ισορροπίας μεταξύ οξειδωτικών και αντιοξειδωτικών, είτε λόγω αυξημένης παραγωγής ΕΡΟ είτε λόγω διαταραχής στους αντιοξειδωτικούς μηχανισμούς, έχει επίπτωση τόσο σε κυτταρικό επίπεδο όσο και σε παθοφυσιολογικούς μηχανισμούς4. Η ανίχνευση οξειδωτικού φορτίου μπορεί να γίνει είτε με την ανίχνευση των ίδιων των ΕΡΟ είτε με τον προσδιορισμό αντιοξειδωτικών ουσιών είτε τέλος με την ανίχνευση προϊόντων βλάβης που προκαλούν οι ΕΡΟ σε βασικά μόρια, όπως είναι για παράδειγμα τα προϊόντα λιπιδικής υπεροξειδώσεως5.

Σημαντική πηγή ενδογενούς παραγωγής ΕΡΟ αποτελούν τα διεγερμένα λευκοκύτταρα (ουδετερόφιλα πολυμορφοπύρηνα και μακροφάγα) τα οποία θεωρείται ότι παίζουν πρωτεύοντα ρόλο στο ARDS αλλά και σε άλλες φλεγμονώδεις παθήσεις των πνευμόνων6-8. Τα κύτταρα αυτά μεταναστεύουν στους πνεύμονες και απελευθερώνουν ποικιλία τοξικών παραγόντων, συμπεριλαμβανομένων και των ΕΡΟ, μέσα από τη διεργασία που είναι γνωστή ως "οξειδωτική έκρηξη". Αν και η απελευθέρωση αυτών των παραγόντων συμβάλλει στην άμυνα του οργανισμού, υπάρχουν διαρκώς αυξανόμενες αποδείξεις ότι μπορεί να έχουν και βλαπτικό αποτέλεσμα8,9.

H πνευμονία αποτελεί φλεγμονώδη νόσο του αναπνευστικού που χαρακτηρίζεται από μετανάστευση και συσσώρευση μακροφάγων και πολυμορφοπυρήνων στο πνευμονικό παρέγχυμα10. Υποθέσαμε συνεπώς ότι αυτό θα είχε ως αποτέλεσμα αυξημένο φορτίο ΕΡΟ που θα μπορούσε να οδηγήσει σε ανισορροπία μεταξύ οξειδωτικών και αντιοξειδωτικών. Τα τελευταία χρόνια έχουν γίνει προσπάθειες για προσδιορισμό της ολικής αντιοξειδωτικής δραστηριότητας σε διάφορα βιολογικά υγρά, αποφεύγοντας έτσι την ανίχνευση συγκεκριμένων συστατικών του πολύπλοκου αντιοξειδωτικού αμυντικού συστήματος11. Σκοπός της μελέτης αυτής ήταν, με τη χρήση μιας τέτοιας μεθόδου, να προσδιορισθεί η ολική αντιοξειδωτική κατάσταση (Total antioxidant status=  TAS) στον ορό ασθενών με εξωνοσοκομειακή πνευμονία και να διερευνηθεί η πιθανή συσχέτιση με τη βαρύτητα και την πρόγνωση της νόσου έτσι όπως αυτή καθορίζεται από κλινικά και εργαστηριακά ευρήματα.

ΑΣΘΕΝΕIΣ - ΜΕΘΟΔΟΣ

Ασθενείς

Μελετήθηκαν 30 ασθενείς (22 άνδρες και 8 γυναίκες) ηλικίας 48±21ετών οι οποίοι νοσηλεύθηκαν σε Πνευμονολογική κλινική για εξωνοσοκομειακή πνευμονία. Η διάγνωση βασίσθηκε στην παρουσία εμπυρέτου σε συνδυασμό βήχα, με βλεννοπυώδη ή πυώδη απόχρεμψη, με ή χωρίς λευκοκυττάρωση στο περιφερικό αίμα και με πύκνωση στην ακτινογραφία θώρακος που δεν προϋπήρχε.

Κατά την εισαγωγή τους καταγράφονταν η ηλικία και το ιστορικό καπνίσματος καθώς και προδιαθεσικοί για πνευμονία παράγοντες έτσι όπως καθορίζονται στις οδηγίες της ATS για αντιμετώπιση εξωνοσοκομειακής πνευμονίας12. Επίσης, με βάση τις ίδιες οδηγίες, καταγράφονταν κριτήρια βαρύτητας σε κάθε ασθενή όπως η αναπνευστική συχνότητα, ο βαθμός υποξυγοναιμίας, η έκταση των ακτινολογικών ευρημάτων, η παρουσία καταπληξίας, η ανάγκη για χορήγηση αγγειοσυσπαστικών ουσιών και η μειωμένη διούρηση. Λήψη φλεβικού αίματος γινόταν για πλήρη αιματολογικό και βιοχημικό έλεγχο καθώς και λήψη αρτηριακού αίματος για προσδιορισμό της μερικής πιέσεως του οξυγόνου (PaO2) εισπνέοντας ατμοσφαιρικό αέρα. Για την ανίχνευση του αιτιολογικού παράγοντα της πνευμονίας γινόταν χρώση πτυέλων κατά Gram, καλλιέργεια πτυέλων ή/και αίματος και καλλιέργεια πλευριτικού υγρού (σε όσες περιπτώσεις διαπιστώθηκε υπεζωκοτική συλλογή). Σε ό,τι αφορά στην ακτινογραφία θώρακος γινόταν καταγραφή των ευρημάτων με βάση την ετερόπλευρη ή αμφοτερόπλευρη εντόπιση και την παρουσία ή όχι λοβώδους πυκνώσεως ή/και υπεζωκοτικής συλλογής. Τέλος, με βάση όλα τα κλινικά και εργαστηριακά ευρήματα υπολογιζόταν για κάθε ασθενή μια συνολική βαθμολογία βαρύτητας σύμφωνα με την προτεινόμενη από τους Fine και συν. βαθμολόγηση για την κατάταξη της εξωνοσοκομειακής πνευμονίας σε στάδια βαρύτητας13.

Ο ίδιος εργαστηριακός και ακτινολογικός έλεγχος επαναλήφθηκε την 7η ημέρα νοσηλείας, υπολογίζοντας ταυτόχρονα και τη νέα βαθμολογία βαρύτητας. Τόσο την 1η όσο και την 7η ημέρα νοσηλείας δείγμα φλεβικού αίματος λαμβάνονταν για προσδιορισμό της ολικής αντιοξειδωτικής καταστάσεως στον ορό.

Από τη μελέτη αποκλείσθηκαν ασθενείς με σακχαρώδη διαβήτη ή τιμές σακχάρου >150 mg/ml για αποφυγή ψευδώς αυξημένων οξειδωτικών από την αυτοοξείδωση της γλυκόζης. Επίσης αποκλείσθηκαν ασθενείς που τον τελευταίο μήνα έπαιρναν φάρμακα που αναστέλλουν την παραγωγή ελευθέρων ριζών οξυγόνου όπως ακετυλοσαλικυλικό οξύ, μη στεροειδή αντιφλεγμονώδη, τριμεταζιδίνη ή νιμεσουλίδη.

Στους ασθενείς με σοβαρή υποξυγοναιμία έγινε συμπληρωματική χορήγηση οξυγόνου χωρίς η συγκέντρωση να ξεπεράσει το 40% (για αποφυγή παραγωγής ΕΡΟ λόγω υπεροξίας). Σε όλους χορηγήθηκε αντιβιοτική αγωγή, ξεχωριστά ή σε συνδυασμό, όπως Αμοξυκιλλίνη + κλαβουλανικό οξύ, Μακρολίδη, Κεφαλοσπορίνη 2ης ή 3ης γενιάς με ή χωρίς Αμινογλυκοσίδη.

Μέθοδος

Η μέτρηση της ολικής αντιοξειδωτικής καταστάσεως έγινε με τη χρησιμοποίηση του σχετικού εργαστηριακού συστήματος (kit) της εταιρείας Randox Ltd, Crumlin, Co. Antrim, UK. H μέθοδος στηρίζεται στην ιδιότητα του ABTS (2,2'-azinobis-3-ethyl-behothiazoline-6-sulphonate) να αντιδρά με μια υπεροξειδάση (μεταμυοσφαιρίνη) και να σχηματίζει το ελεύθερο κλάσμα ABTS+. Το κλάσμα αυτό έχει κυανοπράσινο χρώμα και ανιχνεύεται στα 600 nm. Η παρουσία αντιοξειδωτικών στο δείγμα αναστέλλει την παραγωγή αυτού του χρώματος σε βαθμό ανάλογο με τη συγκέντρωσή τους. Η μέτρηση έγινε σε αναλυτή Dimension DU PONT-DADE στα 600 nm μήκος κύματος και το αντιδραστήριο βαθμονομήθηκε με τα standards που περιλαμβάνονται στο σύστημα.

ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ

H στατιστική ανάλυση έγινε με το στατιστικό πακέτο Statistical Program For Social Science (SPSS version 9.0). Η σύγκριση των διαφορών των μέσων τιμών της TAS εισόδου - 7ης ημέρας νοσηλείας, έγινε με την κατά ζεύγη ανάλυση (paired t-test). H συσχέτιση των μεταβολών της TAS (ΔTAS) κατά την εισαγωγή του ασθενούς (TAS1) και κατά την 7η ημέρα νοσηλείας (TAS2) με τον αριθμό των λευκών αιμοσφαιρίων κατά την εισαγωγή και με την παρουσία προδιαθεσικών παραγόντων καθώς και του λόγου TAS1/TAS2 με την PaO2 εισαγωγής και με τη μεταβολή στη βαθμολογία βαρύτητας (Δ Score) έγινε με τη συσχέτιση κατά Pearson. Επιπλέον, η σύγκριση της ΔTAS μεταξύ των ασθενών με προδιαθεσικούς ή όχι παράγοντες πνευμονίας και με την ανεύρεση Gram(+) ή Gram(-) πνευμονιών, καθώς και η σύγκριση τoυ λόγου TAS1/TAS2 σε ασθενείς με ετερόπλευρη ή αμφοτερόπλευρη πνευμονία έγινε με μη κατά ζεύγη ανάλυση (unpaired t-test). Ως στατιστικά σημαντικές διαφορές θεωρήθηκαν αυτές που είχαν p<0,05.

ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ

Ασθενείς

Όλοι οι ασθενείς είχαν καλή έκβαση χωρίς ανάγκη νοσηλείας σε Μονάδα Εντατικής Θεραπείας. Δεκαεννιά από αυτούς ήταν καπνιστές, έντεκα είχαν προδιαθεσικούς παράγοντες για πνευμονία (καρδιακή ανεπάρκεια ν=5, χρόνια αποφρακτική πνευμονοπάθεια ν=4, ανοσοκαταστολή ν=2) και είκοσι είχαν λευκοκυττάρωλευκοκυττάρωση >20.000/κ.χιλ. στο περιφερικό αίμα κατά την εισαγωγή τους στο νοσοκομείο. Δεκατέσσερις εμφάνισαν επιπλοκή κατά τη διάρκεια της νοσηλείας τους (παραπνευμονική συλλογή ν=10, εμπύημα=3, αρθρίτιδα ν=1). Από τους τρεις ασθενείς που εμφάνισαν εμπύημα, οι δύο αντιμετωπίσθηκαν με θωρακική παροχέτευση ενώ ο ένας διακομίσθηκε σε θωρακοχειρουργικό τμήμα για χειρουργική αντιμετώπιση με ανοιχτή θωρακοτομή.

Πέντε μόνον ασθενείς είχαν αμφοτερόπλευρη εντόπιση στην ακτινογραφία θώρακος, ενώ σε έντεκα συνολικά διαπιστώθηκε λοβώδης πύκνωση. Ο αιτιολογικός παράγοντας της πνευμονίας εντοπίσθηκε σε 12 ασθενείς (ποσοστό 40%). Πέντε περιπτώσεις αφορούσαν σε Στρεπτόκοκκο της πνευμονίας και οι υπόλοιπες σε Gram(-) μικρόβια (Αιμόφιλος ινφλουέντζας, Μοραξέλλα, Κλεμπσιέλα, Acinetobacter).

Ολική αντιοξειδωτική κατάσταση (TAS)

Διαπιστώθηκε στατιστικά σημαντική μείωση της TAS κατά την εισαγωγή (TAS1=0,84±0,13 mmol/l) ως προς την τιμή της 7ης ημέρας νοσηλείας (TAS2=1,00± 0,17 mmol/l) (p=0,0001) (Εικόνες 1 και 2). Δεν διαπιστώθηκε κάποια συσχέτιση με την ηλικία, το κάπνισμα, το ύψος του πυρετού κατά την εισαγωγή ή τη διάρκεια του πυρετού κατά τη νοσηλεία, τον απόλυτο αριθμό ή το % ποσοστό των πολυμορφοπυρήνων στο περιφερικό αίμα, την ταχύτητα καθιζήσεως των ερυθρών (ΤΚΕ) ή την εμφάνιση επιπλοκών. Διαπιστώθηκε όμως ότι: 1) Ο λόγος TAS1/TAS2 σχετίζεται θετικά με τη διαφορά στη βαθμολογία βαρύτητας μεταξύ 1ης και 7ης ημέρας νοσηλείας (r=0,501, p=0,007) (Εικόνα 3), 2) ο λόγος TAS1/TAS2 σχετίζεται αρνητικά με την PaO2 κατά την εισαγωγή στο νοσοκομείο (r=0,47, p=0,008) (Εικόνα 4), 3) η ΔTAS σχετίζεται θετικά με τον αριθμό των λευκών αιμοσφαιρίων στο αίμα (r=0,399, p=0,029) (Εικόνα 5), 4) η ΔTAS επίσης είναι στατιστικά σημαντικά μεγαλύτερη στους ασθενείς που έχουν προδιαθεσικούς παράγοντες για πνευμονία σε σχέση με αυτούς που δεν έχουν (0,11±0,095 και 0,32±0,032 αντιστοίχως, p=0,01) (Εικόνα 6), 5) η μεταβολή επίσης στην TAS είναι στατιστικά σημαντικά μεγαλύτερη όταν η πνευμονία οφείλεται σε Gram(-) μικρόβια (0,34±0,41 mmol/l) σε σχέση με τις περιπτώσεις που οφείλεται σε Gram(+) (0,14±0,10 mmol/l) (p=0,032) (Εικόνα 7), 6) και τέλος, ο λόγος TAS1/TAS2 είναι στατιστικά μεγαλύτερος όταν η πνευμονία εντοπίζεται αμφοτερόπλευρα στην ακτινογραφία θώρακος (p=0,023) (Εικόνα 8).

 

 

 

ΣΥΖΗΤΗΣΗ

Στη μελέτη αυτή δείξαμε ότι η ολική αντιοξειδωτική κατάσταση στον ορό ασθενών με εξωνοσοκομειακή πνευμονία είναι μειωμένη κατά τα πρώτα στάδια της νόσου, ενδεικτική παρουσίας αυξημένου οξειδωτικού φορτίου, και αυξάνεται μετά από μια εβδομάδα νοσηλείας με κατάλληλη φαρμακευτική αγωγή. Αυτή η αύξηση συμβαδίζει και με την κλινική και εργαστηριακή βελτίωση των ασθενών. Επίσης η αντιοξειδωτική κατάσταση σχετίζεται με την παρουσία προδιαθεσικών παραγόντων για εμφάνιση πνευμονίας, με την κατηγορία των υπεύθυνων μικροβίων, αλλά και με σημαντικά κλινικά και εργαστηριακά ευρήματα που καθορίζουν τη βαρύτητα και την πρόγνωση της νόσου.

Η παρουσία αυξημένου οξειδωτικού φορτίου στο αίμα ασθενών με πνευμονία έχει καταγραφεί από τους Umeki και συν. οι οποίοι διαπίστωσαν αυξημένη παραγωγή υπεροξειδικού ανιόντος σε συνδυασμό με μειωμένη αντιοξειδωτική ικανότητα, έτσι όπως αυτή προσδιορίσθηκε μέσω μειωμένης δραστηριότητας της υπεροξειδικής δισμουτάσης. Οι μεταβολές αυτές ήταν ακόμη μεγαλύτερες σε ανοσοκατασταλμένους ασθενείς, θεωρώντας ότι η μειωμένη δραστηριότητα της υπεροξειδικής δισμουτάσης ίσως να ήταν κατά ένα μέρος υπεύθυνη και για τη μειωμένη άμυνα αυτών των ασθενών14. Οι Braun και συν. ανέφεραν αυξημένη παραγωγή ελευθέρων ριζών οξυγόνου από τα ουδετερόφιλα του αίματος σε ασθενείς με σοβαρή πνευμονία15. Διαπίστωσαν επίσης ότι η παραγωγή αυτή είναι μεγαλύτερη από τα ουδετερόφιλα του μικτού φλεβικού αίματος σε σχέση με του αρτηριακού, υποστηρίζοντας έτσι τη θεωρία ότι στην πνευμονία παρατηρείται μετανάστευση ενεργοποιημένων ουδετεροφίλων από τη συστηματική στην πνευμονική κυκλοφορία.

Oι Nowak και συν. σε δύο μελέτες τους αναφέρονται σε αυξημένα προϊόντα λιπιδικής υπεροξειδώσεως στον ορό ασθενών με πνευμονία, τα οποία συνιστούν έμμεσο δείκτη παρουσίας οξειδωτικού φορτίου, καθώς είναι προϊόντα βλάβης των λιπιδίων της κυτταρικής μεμβράνης ως αποτέλεσμα δράσεως ΕΡΟ16,17.

Τα αποτελέσματα της δικής μας μελέτης φαίνεται να συμφωνούν κατά κάποιον τρόπο με τα προηγούμενα, καθώς η αυξημένη παραγωγή ΕΡΟ ίσως να συμβαδίζει με μια ανεπάρκεια στον ολικό αντιοξειδωτικό μηχανισμό. Ενδιαφέρον επίσης παρουσιάζει και το γεγονός ότι αναφέρεται συσχέτιση των προϊόντων λιπιδικής υπεροξειδώσεως με τα ακτινολογικά ευρήματα και τον αριθμό των λευκών αιμοσφαιρίων17, κάτι που διαπιστώσαμε και στην παρούσα μελέτη σε ότι αφορά την ολική αντιοξειδωτική κατάσταση. Τόσον όμως τα προϊόντα λιπιδικής υπεροξειδώσεως όσον και η ολική αντιοξειδωτική κατάσταση δεν φαίνεται να σχετίζονται με την ηλικία ή το κάπνισμα, παρά τις ενδείξεις ότι ο καπνός του τσιγάρου αποτελεί σημαντική πηγή οξειδωτικών ουσιών18.

Η παρουσία οξειδωτικού φορτίου στην πνευμονία και ο ρόλος που διαδραματίζουν σε αυτό τα διάφορα φαγοκύτταρα έχει διερευνηθεί και σε άλλα βιολογικά υλικά. Έτσι η παραγωγή ΕΡΟ με τη μέθοδο της χημειοφωταύγειας βρέθηκε αυξημένη στο βρογχοκυψελιδικό έκπλυμα, ακόμα και σε ανοσοκατασταλμένους19. Το αποτέλεσμα αυτό αποδόθηκε κυρίως στην επιστράτευση και ενεργοποίηση των ουδετεροφίλων καθώς υπήρχε συσχέτιση με το ποσοστό τους και με τα επίπεδα της μυελοϋπεροξειδάσης που αποτελεί το βασικό ένζυμο για την "οξειδωτική έκρηξη" και την αντιμικροβιακή τους δράση19,8. Σε βρογχοκυψελιδικό έκπλυμα διασωληνωμένων ασθενών με εικόνα βρογχοπνευμονίας διαπιστώθηκε αυξημένη συγκέντρωση παραγώγων του μονοξειδίου του αζώτου και συσχέτιση αυτών με τον αριθμό των ουδετεροφίλων και την παραγωγή μυελοϋπεροξειδάσης και ελαστάσης που χρησιμοποιήθηκαν ως δείκτες ενεργοποιήσεως των ουδετεροφίλων20. Αλλά και στο συμπύκνωμα του εκπνεόμενου αέρα μετρήθηκαν αυξημένες συγκεντρώσεις υπεροξειδίου του υδρογόνου (H2O2) τόσο σε ασθενείς με ARDS όσο και σε ασθενείς με οξεία αναπνευστική ανεπάρκεια λόγω πνευμονίας21.

Ο ρόλος τόσο των ουδετεροφίλων όσο και των μακροφάγων στην άμυνα του οργανισμού και ειδικά στην πνευμονία έχει αναγνωρισθεί από παλιά22. H αντιμικροβιακή τους δράση ασκείται μέσω ενεργοποιήσεως του ενζύμου NADPH-οξειδάση της μεμβράνης που αντιδρά με το οξυγόνο για να σχηματίσει σταδιακά το υπεροξειδικό ανιόν (Ο2-) και το υπεροξείδιο του υδρογόνου (Η2Ο2). Επίσης τα αζουρόφιλα κοκκία των ουδετεροφίλων απελευθερώνουν μυελοϋπεροξειδάση που με τη σειρά της καταλύει το σχηματισμό υποχλωριώδους οξέος (HOCL) και υδροξυλικής ρίζας (ΟΗ-)8,22-24. Αν και το ποσοστό συμμετοχής των ουδετεροφίλων στην παραγωγή ΕΡΟ είναι σημαντικό, εν τούτοις τόσο στη δική μας μελέτη όσο και σε αυτή των Nowak και συν.17 δεν διαπιστώθηκε συσχέτιση με τον απόλυτο αριθμό ή το (%) ποσοστό των ουδετεροφίλων στο αίμα, παρά μόνο με τον ολικό αριθμό των λευκών αιμοσφαιρίων. Αυτό προφανώς ερμηνεύεται από το γεγονός ότι υπάρχουν πηγές ΕΡΟ και από άλλα κύτταρα του περιφερικού αίματος, αλλά και από κύτταρα που εντοπίζονται στους πνεύμονες όπως για παράδειγμα τα κυψελιδικά μακροφάγα. Εκτός όμως από τα φαγοκύτταρα, φαίνεται ότι και ορισμένα παθογόνα μικρόβια συμβάλλουν στην αυξημένη παραγωγή ΕΡΟ που παρατηρείται στην πνευμονία. Σε πειραματόζωα διαπιστώθηκε ότι ο στρεπτόκοκκος της πνευμονίας προκαλεί βλάβη στα κυψελιδικά επιθηλιακά κύτταρα όχι μόνο με απελευθέρωση τοξινών, όπως η πνευμολυσίνη, αλλά και με απελευθέρωση Η2Ο2 το οποίο θεωρήθηκε ότι συμμετέχει στην κυτταρική βλάβη που χαρακτηρίζει την πνευμονιοκοκκική πνευμονία25. Παρ' όλα αυτά όμως υπάρχουν και ενδείξεις ότι συγκεκριμένα μικρόβια, όπως ο στρεπτόκοκκος της πνευμονίας, παρεμβαίνουν ανασταλτικά στην οξειδωτική απάντηση των ουδετεροφίλων, γεγονός που ενδεχομένως να ερμηνεύει την αυξημένη τοξικότητα ορισμένων οροτύπων26,27.

Διαταραχή στην ισορροπία οξειδωτικών-αντιοξειδωτικών φαίνεται να υπάρχει όχι μόνον σε μικροβιακές αλλά και σε ιογενείς πνευμονίες. Σε πειραματικά μοντέλα έχει διαπιστωθεί αυξημένη οξειδωτική απάντηση στους πνεύμονες σε περιπτώσεις πνευμονίας που οφείλονται στον ιό της γρίππης28,29. Αντιθέτως σε ασθενείς οροθετικούς για τον ιό της επίκτητης ανοσολογικής ανεπάρκειας (HIV+) διαπιστώθηκε μειωμένη ικανότητα των κυψελιδικών μακροφάγων για παραγωγή Η2Ο2, που γίνεται ακόμη μεγαλύτερη στην περίπτωση που οι ασθενείς αυτοί εμφανίζουν ευκαιριακές λοιμώξεις όπως πνευμονία από Πνευμονοκύστη carini30.

Οι διαρκώς αυξανόμενες ενδείξεις συμμετοχής των ΕΡΟ στην παθογένεια διαφόρων νοσημάτων έχει οδηγήσει σε έρευνες για θεραπευτική χρήση αντιοξειδωτικών, παρά τα πρακτικά προβλήματα που εμφανίζονται31. Aν και σε πειραματόζωα τα αντιοξειδωτικά έχουν φανεί αποτελεσματικά, τα αποτελέσματα από κλινικές μελέτες είναι αμφιλεγόμενα, καθώς απαιτούνται ιδαίτερα χαρακτηριστικά για την ουσιαστική δράση ενός αντιοξειδωτικού όπως το να μην είναι τοξικό, να μπορεί να δρα στο σημείο όπου απελευθερώνονται ΕΡΟ, να εξουδετερώνει σημαντική ποσότητα οξειδωτικών και να μπορεί να δρα τόσο στον εξωκυττάριο όσο και στον ενδοκυττάριο χώρο32.

Σε ότι αφορά νοσήματα του αναπνευστικού έχουν γίνει προσπάθειες για αύξηση της δραστηριότητας ενδοκυττάριων αντιοξειδωτικών ενζύμων, χορήγηση μη ενζυματικών αντιοξειδωτικών, όπως η βιταμίνη Ε, καθώς και χορήγηση φαρμάκων με αντιοξειδωτικές ιδιότητες33. Σε πειραματόζωα με πνευμονιοκοκκική πνευμονία μεγάλες δόσεις βιταμίνης C, αν και ενίσχυσαν την τοπική αντιμικροβιακή ικανότητα, δεν φάνηκε να επηρέασαν σημαντικά τον αμυντικό μηχανισμό34. Αντιθέτως η χορήγηση βιταμίνης Ε είχε ευεργετικά αποτελέσματα μειώνοντας τη λιπιδική υπεροξείδωση του επιφανειοδραστικού παράγοντα από ΕΡΟ που παράγονταν από διαφορετικά βακτήρια35. Επίσης η βιταμίνη Ε, σε συνδυασμό με τη γλουταθειόνη, μείωσε την οξειδωτική βλάβη σε ινοβλάστες μολυσμένους με το μυκόπλασμα της πνευμονίας36. Η χορήγηση τεχνητού επιφανειοδραστικού παράγοντα σε πειραματόζωα με ουδετεροφιλική κυψελιδίτιδα μετά από χορήγηση μπλεομυκίνης είχε ως αποτέλεσμα μειωμένη παραγωγή ΕΡΟ από τα ουδετερόφιλα, πιθανώς προάγοντας την απόπτωση αυτών των κυττάρων37. Η αύξηση της εξωκυττάριας υπεροξειδικής δισμουτάσης στους αεραγωγούς περιορίζει την πνευμονική βλάβη από τον ιό της ινφλουέντζας38. Η χορήγηση Ν-ακετυλοκυστεϊνης σε πειραματόζωα με πνευμονική βλάβη μετά από εισπνοή ενδοτοξίνης μείωσε τη συσσώρευση ουδετεροφίλων στο βρογχοκυψελιδικό έκπλυμα χωρίς όμως σημαντική επίπτωση στην παραγωγή ΕΡΟ39. Τέλος, η λακτοφερρίνη παρεμποδίζει τη σύνδεση λιποπολυσακχαριτών με την επιφάνεια των ουδετεροφίλων, περιορίζοντας έτσι την ενεργοποίησή τους και την παραγωγή ΕΡΟ40.

Στη μελέτη που παρουσιάζουμε βρήκαμε μειωμένη την ολική αντιοξειδωτική κατάσταση στον ορό ασθενών με εξωνοσοκομειακή πνευμονία. Επιπλέον διαπιστώθηκε και συσχέτιση με κλινικά και εργαστηριακά ευρήματα που καθορίζουν τη βαρύτητα και την πρόγνωση της νόσου. Φαίνεται συνεπώς ότι η ολική αντιοξειδωτική ικανότητα στον ορό ίσως αποτελεί ένα επιπλέον κριτήριο βαρύτητας ή και προγνωστικό δείκτη σε αυτούς τους ασθενείς. Παρ'όλα αυτά απαιτούνται περισσότερες μελέτες που να αφορούν στην ισορροπία οξειδωτικών-αντιοξειδωτικών στην πνευμονία, στον ορό αλλά και σε άλλα βιολογικά υγρά, για να διερευνηθεί πληρέστερα ο ρόλος των ΕΡΟ στο νόσημα αυτό. Επίσης απαιτούνται και κλινικές μελέτες που θα διερευνήσουν την αποτελεσματικότητα και τη χρησιμότητα της εξωγενούς χορηγήσεως αντιοξειδωτικών στους ασθενείς αυτούς πέρα από την κλασική αντιβιοτική θεραπεία που εφαρμόζεται σήμερα.

 

ΒΙΒΛΙΟΓΡAΦΙΑ

  1.  Cross C, Van der Vliet A, O'Neill CA, Eiserich JP. Reactive oxygen species and the lung. Lancet 1994, 344: 930-933.

  2.  Schraufstatter IU, Cochrane CG. Oxidants: Types, Sources and Mechanisms of Injury. In: Crystal RG, West JB, et al. The Lung. Scientific Foundations, Second Edition, Philadelphia, Lippincot-Raven, 1997: 2251-2258.

  3.  Bast A, Haenen GRMM, Doelman CJA. Oxidants and antioxidants: State of the art. The American Journal of Medicine 1991, 91(suppl 3c): 3C-12S.

  4.  Warren JS, Ward PA. Consequences of oxidant injury. In: Crystal RG, West JB et al. The Lung. Scientific Foundations. Philadelphia, Lippincot-Raven Press, 1997: 2279-2288.

  5.  Haliwell B, Gutteridge JMC. Detection of free radicals and other reactive species: trapping and fingerprinting. In: Free Radicals in Biology and Medicine, Third Edition, Oxford University Press, 1998, p.p. 351-429.

  6.  Laurent T, Market M, Feihl F, Schaller MD, Perret C. Oxidant-antioxidant balance in granulocytes during ARDS. Chest 1996, 109(1): 163-166.

  7.  Brigham KL. Oxidant stress and adult respiratory distress syndrome. Eur Respir J 1990, 115: 482-484.

  8.  Sibille Y, Reynolds H. Macrophages and polymorphonuclear neutrophils in lung defense and injury: State of the art. Am Rev Respir Dis 1990, 141: 471-501.

  9.  Sibille Y, Marchandise FX. Pulmonary immune cells in health and disease: polymorphonuclear neutrophils. Eur Respir J 1993, 6: 1529-1543.

10.  Hopkins H, Stull T, Von Essen S, Robbins R, Rennard S. Neutrophil chemotactic factors in bacterial pneumonia. Chest 1989, 95: 1021-27.

11.  Haliwell B, Gutteridge JMC. Assays of total antioxidant activity. In: Free Radicals in Biology and Medicine, Third Edition, Oxford University Press, 1998, Chapter 5, 422-425.

12.  Niederman MS, Bass JB, Campell GD, et al. Guidelines for the initial management of adults with community-acquired pneumonia: diagnosis, assessment of severity, and initial antimicrobial therapy. Am Rev Respir Dis 1993, 148: 1418-1426.

13.  Fine MJ, Auble TE, Yealy DM, et al. A prediction rule to identify low risk patients with community acquired pneumonia. N Engl J Med 1997, 3: 36 243-50.

14.  Umeki S, Sumi M, Niki Y, Soejima R. Concentrations of superoxide dismutase and superoxide anion in blood of patients with respiratory infections and compromised immune systems. Clin Chem 1987, 33(12): 2230-3.

15.  Braun J, Pein M, Djonlagic H, Dalhoff K. Production of reactive oxygen species by central venous and arterial neutrophils in severe pneumonia and cardiac lung edema. Intensive Care Med 1997, 23(2): 170-6.

16.  Nowak D, Zieba M, Zawiasa D. Increased serum concentration of lipid peroxidation products in patients with pneumonia. Eur Respir J. 1993, 6(Suppl. 17): 561.

17.  Nowak D, Zieba M, Zawiasa D, Rozniecki J, Krol M. Changes of serum concentration of lipid peroxidation products in patients with pneumonia. Monaldi Arch Chest Dis 1996, 51: 3: 188-193.

18.  Frei B et al. Gas phase oxidants of cigarette smoke induce lipid peroxidation and changes in lipoprotein properties in human blood plasma. Biochem J 1991, 277: 133.

19.  Dalhoff K, Braun J, Kothe M, Korber M, Pein M, Wiessmann KJ. Oxidative metabolism of pulmonary phagocytes in acute pneumonia. Respiration 1994, 61(3): 144-9.

20.  Mathy-Hartert M, Damas P, Nys M, Deby-Dupont G, Canivet JL, Ledoux D, Lamy M. Nitrated proteins in bronchoalveolar lavage of patients at risk of ventilator-associated bronchopneumonia. Eur Respir J 2000, 16(2): 296-301.

21.  Kietzmann D, Kahl R, Muller M, Burchardi H, Kettler D. Hydroxen peroxide in expired breath condensate of patients with acute respiratory failure and with ARDS. Intensive Care Med 1993, 19(2): 78-81.

22.  Shepherd VL .The role of the respiratory burst of phagocytes in host defense. Semin Respir Infect 1986, 1(2): 99-106.

23.  Weiss SJ. Tissue destruction by neutrophils. N Engl J Med 1989, 320: 365-76.

24.  Devalon ML, Elliot GR, Regelmann W. Oxidative response of human neutrophils, monocytes, and alveolar macrophages induced by unopsonized surface-adherent Staphylococcus aureus. Infect Immun 1987, 55: 2398-2403.

25.  Duane PG, Rubins JB, Weisel HR, Janoff EN. Identification of hydrogen peroxide as a Streptococcus pneumoniae toxin for rat alveolar epithelial cells. Infect Immun 1993, 61(10): 4392-7.

26.  Perry FE, Elson CJ, Greenham LW, Catterall JR. Interference with the oxidative response of neutrophils by Streptococcus pneumoniae. Thorax 1993, 48(4): 364-9.

27.  Perry FE, Elson CJ, Mitchell TJ, Andrew PW, Caterall JR. Characterisation of an oxidative response inhibitor produced by Streptococcus pneumoniae. Thorax 1994, 49(7): 676-83.

28.  Choi AM, Knobil K, Otterbein SL, Eastman DA, Jacoby DB. Oxidant stress responses in influenza virus pneumonia: gene expression and transcription factor activation. Am J Physiol 1996, 271(3 Pt1): L383-91.

29.  Akaike T, Noguchi Y, Ijiri S, Setoguchi K, Suga M, Zheng YM, Dietzschold B, Maeda H. Pathogenesis of influenza virus-induced pneumonia: involvement of both nitric oxide and oxygen radicals. Proc Natl Acad Sci USA 1996, 93(6): 2448-53.

30.  Koziel LX, Armstrong MY, Richards FF, Rose RM. Alveolar macrophages from human immunodeficiency virus-infected persons demonstrate impaired oxidative burst response to Pneumocystis carinii in vitro. Am J Respir Cell Mol Biol 2000, 23(4): 452-9.

31.  Maxwell SRJ. Prospects for the use of antioxidant therapies. Drugs 1995, 49: 345-61.

32.  Haliwell B, Gutteridge JMC. Antioxidants and the treatment of disease. In: Free Radicals in Biology and Medicine, Third Edition, Oxford University Press 1998, Charter 10, p.p. 820-859.

33.  Heffner JE, Repine JE. Lung antioxidants. In: Crystal RJ, West JB, et al. The Lung, Scientific Foundations, Second Edition, Philadelphia, Lippincott-Raven, 1997, chapter 173, 2259-2269.

34.  Esposito AL. Ascorbate modulates antibacterial mechanisms in experimental pneumococcal pneumonia. Am Rev Respir Dis 1986, 133(4): 643-7.

35.  Bouhafs RK, Jarstrand C. Lipid peroxidation of lung surfactant by bacteria. Lung 1999, 177(2): 101-10.

36.  Almagor M, Kahane I, Gilon C, Yatziv S. Protective effects of the glutathione redox cycle and vitamin E on cultured fibroblasts infected by Mycoplasma pneumoniae. Infect Immun 1986, 52(1): 240-4.

37.  Suwabe A, Otake K, Yakuwa N, Suzuki H, Ito M, Tomoike H, Siato Y, Takahashi K. Artificial surfactant (Surfactant TA) modulates adherence and superoxide production of neutrophils. Am J Respir Crit Care Med 1998, 158(6): 1890-9.

38.  Suliman HB, Ryan LK, Bishop K, Folz RJ. Prevention of influenza- induced lung injury in mice overexpressing extracellular superoxide dismutase. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol 2001, 280(1): L69-78.

39.  Rocksen D, Lilliehook B, Larsson R, Johanson T, BuchtA. Differential anti-inflammatory and anti-oxidative effects of dexamethasone and N -acetylcysteine in endotoxin induced lung inflammation. Clin Exp Immunol 2000, 122(2): 249-56.

40.  Baveye S, Elass E, Mazurier J, Legrand D. Lactoferrin inhibits the binding of lipopolysaccharides to L-selectin and subsequent production of reactive oxygen species by neutrophils. FEBS Lett 2000, 469(1): 5-8.

© 2011 PNEUMON Magazine, Hellenic Bronchologic Society.
Developed by LogicONE Logo LogicONE