К настоящему времени связь БА и АР общепризнана [9]. АР и БА рассматриваются не в качестве отдельных заболеваний, а как проявления атопии в рамках концепции единых дыхательных путей [7, 10, 11]. Согласно этой концепции верхние и нижние дыхательные пути представляют собой единое целое, имеют сходные строение и функции, а также механизмы развития патологических состояний [12].
Эпителий дыхательных путей формирует первую линию защиты респираторного тракта, которая позволяет удалить попавшие в него потенциально опасные чужеродные частицы без развития воспаления [13]. Сегодня респираторный эпителий рассматривается в качестве активного барьера, обеспечивающего не только физическую, но и иммунологическую защиту [14]. Все больше данных свидетельствует о центральной роли эпителия в патофизиологии БА [13, 15].
Поверхность респираторного тракта выстлана мерцательным эпителием, основной составляющей которого являются реснитчатые клетки. В слизистой оболочке носа последние составляют до 65–80% всех клеток [16]. На поверхности каждой реснитчатой клетки находится около 250 ресничек. В норме реснички отдельно взятой клетки и соседних с ней клеток движутся координированно — в одном направлении и с одинаковой скоростью.
Цилиарный эпителий служит центральным звеном мукоцилиарного клиренса — естественного механизма очищения дыхательных путей, который защищает респираторный тракт от повреждающего действия микроорганизмов, аллергенов и поллютантов [1, 17]. Частота биения ресничек (ЧБР) представляет собой важный фактор, определяющий эффективность мукоцилиарного клиренса, однако не меньшую значимость имеет паттерн биения ресничек, включающий в себя характер движения ресничек (ундулирующий, спастический, маятникообразный), его амплитуду и синхронность. Нарушение паттерна биения при сохранении нормальной частоты может приводить к неэффективной работе цилиарного аппарата [18].
Дисфункция мукоцилиарной системы является характерной чертой хронических заболеваний респираторного тракта [19, 20]. В отдельных работах показаны морфологические изменения бронхиального эпителия при БА, которые включают уменьшение количества ресничек на эпителии, отсутствие мерцательного эпителия вследствие плоскоклеточной метаплазии, зоны полной десквамации эпителия, увеличение количества бокаловидных клеток, большое число слущенных клеток [18, 21]. Наиболее частый морфологический признак АР — потеря ресничек эпителиальными клетками [22]. Интересно, что у больных БА морфологические изменения в слизистой оболочке носа были выявлены и при отсутствии клинических признаков АР [12].
Несмотря на значимость взаимосвязи верхних и нижних дыхательных путей в патогенезе БА, имеется крайне мало работ по изучению функционального состояния цилиарного эпителия верхних дыхательных путей у пациентов с БА [17, 20].
Цель исследования: определить особенности функционального состояния цилиарного эпителия верхних дыхательных путей у детей с БА.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Открытое проспективное нерандомизированное сравнительное клиническое исследование проводилось в период 2015–2017 гг. на базе Университетской детской клинической больницы и кафедры детских болезней лечебного факультета Первого Московского государственного медицинского университета им. И. М. Сеченова (заведующая кафедрой — д. м. н., профессор Н. А. Геппе).
В исследование были включены 75 детей с БА в сочетании с АР и 20 детей с БА без сопутствующего АР (основные группы), а также 17 детей без заболеваний дыхательной системы и лор-органов (группа контроля). Критериями включения в основные группы являлись возраст пациентов от 4 до 17 лет и установленный диагноз БА; критериями исключения были ОРВИ, перенесенная в предшествующие 4 недели, и оперативное лечение лор-органов, выполненное в 4-месячный период до исследования. В основные группы входили пациенты как в стадии обострения, так и в стадии ремиссии заболеваний. При отборе детей в группу контроля учитывались отсутствие острых и хронических заболеваний лор-органов и респираторного тракта, аллергических реакций и нормальные показатели ФВД.
БА диагностировали на основании жалоб, клинической картины, данных лабораторно-инструментального обследования. Тяжесть течения БА определяли в соответствии с рекомендациями Национальной программы «Бронхиальная астма у детей. Стратегия лечения и профилактика» и Глобальной инициативы по астме (англ. Global Initiative for Asthma) [2, 23]. Диагноз АР устанавливали на основании жалоб, клинической картины, данных риноскопии, лабораторного обследования.
Протокол исследования одобрен Межвузовским комитетом по этике. Все пациенты или их законные представители подписывали форму информированного согласия на участие в исследовании.
Двигательную активность цилиарного эпителия регистрировали методом высокоскоростной цифровой видеомикроскопии с помощью видеокомплекса, состоящего из светового микроскопа «Биомед 6» (ООО «БИОМЕД-СЕРВИС», г. Москва), цифровой высокоскоростной видеокамеры BMR-0440HC-UF (ООО «НПК "ЕС-Экспертс"», г. Санкт-Петербург), ПК с программным обеспечением MMC MultiMeter (MMCSoft, г. Санкт-Петербург).
Соскобы эпителия слизистой оболочки полости носа были выполнены с применением стерильной пластиковой кюретки ASI Rhino-Pro (Arlington Scientific Inc., США).
Соскобы назального эпителия выполнялись оториноларингологом во время передней риноскопии без анестезии из двух участков слизистой оболочки: со средней носовой раковины (СНР) и с нижней носовой раковины (ННР). Полученные образцы эпителия незамедлительно помещали в пробирку с 0,9%-м раствором натрия хлорида. Исследование нативного неокрашенного эпителия проводили в течение первых 15–30 минут после забора материала при комнатной температуре (22–24 °C).
Для анализа выбирали цельные пласты эпителия. Оценивали долю клеток с подвижными ресничками в пласте эпителия, проводили комплексную оценку паттерна биения ресничек, подсчитывали ЧБР. ЧБР определяли при скорости съемки 50 кадров в секунду по формуле [24–26]:
ЧБР = (50 × 5)/количество кадров, необходимое для записи 5 полных циклов биения.
Подсчет ЧБР осуществляли не менее чем у 2–3 клеток в каждом из 10–15 полей зрения, выбирая клетки с максимально активными ресничками. Таким образом, для каждого пациента выполняли 20–45 измерений ЧБР.
Сахариновый тест проводили по общепринятой методике.
Статистическая обработка данных сделана с помощью программы BioStat Pro 6.2.0.0 (AnalystSoft Inc., США). Непараметрические данные представляли в виде медианы (Me) и интерквартильного размаха [25%; 75%]. Для сравнения двух групп использовали U-критерий Манна — Уитни, сравнение более чем двух групп проводили с применением теста Краскела — Уоллиса, анализ post-hoc выполняли с использованием критерия Данна. Для анализа качественных признаков применяли критерий хи-квадрат (χ2) Пирсона. Статистическую значимость результатов устанавливали при значениях р < 0,05.
РЕЗУЛЬТАТЫ
Определены показатели функционального состояния цилиарного эпителия верхних дыхательных путей у детей без заболеваний респираторной системы и лор-органов, а также у детей с БА в сочетании с АР и у детей с БА без сопутствующего АР.
В контрольной группе статистически значимых различий по ЧБР эпителия в соскобах с ННР и СНР не выявлено (р = 0,37). Доля клеток с подвижными ресничками в пласте эпителия в соскобе со СНР была достоверно больше, чем в соскобе с ННР: 0,6 [0,5–0,7] против 0,3 [0,3–0,4] (р < 0,01). Нарушение паттерна биения ресничек отмечено у 5,9% детей контрольной группы (в соскобах как с ННР, так и со СНР). Данные представлены в таблице.
Таблица
Показатели функционального состояния цилиарного эпителия

1 Непараметрические данные в таблице представлены как медиана [интерквартильный размах].
Примечания.
1. АР — аллергический ринит; БА — бронхиальная астма.
2. Знаком (*) отмечены статистически значимые различия с контрольной группой: (*) — p < 0,01; (**) — p < 0,002.
В группе БА в сочетании с АР нарушение паттерна биения ресничек обнаружено у 89,3% и 88,0% детей в соскобах со СНР и ННР соответственно. В группе БА без сопутствующего АР нарушение паттерна биения ресничек отмечалось у 90,0% детей (как на СНР, так и на ННР) (см. табл. 1). Процент детей с нарушением синхронности движения ресничек в группах БА и БА + АР был достоверно выше, чем в контрольной группе (p < 0,002). Помимо несинхронности биения ресничек (как на соседних клетках, так и между ресничками одной клетки), наблюдались снижение амплитуды движения ресничек, недостаточная степень или отсутствие сгибания ресничек при ударе, патологический характер движения (пульсирующее, маятникообразное). Признаки встречались в разных сочетаниях и были наиболее выраженными в образцах с наименьшей долей подвижных клеток в пласте эпителия.
По ЧБР (как на СНР, так и на ННР) группы БА и БА в сочетании с АР не имели статистически значимых отличий от группы контроля. Доля клеток с подвижными ресничками в пласте эпителия в соскобах с ННР и СНР в группах БА и БА + АР была достоверно меньше, чем в контрольной группе (р < 0,01; рис. 1); при этом значения данного показателя в группах БА и БА + АР являлись сходными. Статистически значимых различий между тремя группами по времени сахаринового теста не обнаружено.
Рис. 1. Доля клеток с подвижными ресничками в пласте эпителия в соскобах со средней и нижней носовых раковин в контрольной группе, группе с сочетанием бронхиальной астмы и аллергического ринита и группе с бронхиальной астмой без сопутствующего аллергического ринита.
Примечание. АР — аллергический ринит; БА — бронхиальная астма

ЧБР у больных БА разной степени тяжести не имела статистически значимых отличий от нормы. Выявлено, что доля клеток с подвижными ресничками в пласте эпителия в соскобах со СНР у больных тяжелой, среднетяжелой и легкой БА достоверно меньше, чем в контроле (р < 0,01 для каждой группы). Сходные данные получены для соскобов с ННР (p < 0,05 для тяжелой и среднетяжелой БА и р < 0,01 для легкой БА) (рис. 2). Статистически значимые различия между группами легкой, среднетяжелой и тяжелой БА по доле клеток с подвижными ресничками в пласте эпителия отсутствовали.
Рис. 2. Доля клеток с подвижными ресничками в пласте эпителия в соскобах с нижней и средней носовых раковин у больных бронхиальной астмой разной степени тяжести.
Примечание. БАт, БАср и БАл — тяжелая, среднетяжелая и легкая бронхиальная астма соответственно

ОБСУЖДЕНИЕ
При оценке функционального состояния цилиарного эпителия верхних дыхательных путей у детей 4–17 лет без заболеваний органов дыхания и лор-органов выявлено отсутствие различий между ЧБР на ННР и СНР. Данное наблюдение представляется логичным, так как это одна анатомическая зона. Что касается количества клеток с подвижными ресничками в пласте эпителия, то в соскобе с ННР этот показатель был достоверно ниже, чем в соскобе со СНР. Возможно, это связано с морфологическими особенностями строения ННР, а также с большей подверженностью ее слизистой оболочки воздействию неблагоприятных факторов внешней среды.
ЧБР у больных БА и БА в сочетании с АР не имела статистически значимых отличий от ЧБР в контрольной группе, что могло быть обусловлено гетерогенностью участников основных групп (в исследование включались пациенты как в стадии ремиссии, так и в стадии обострения заболеваний). С этим же фактором может быть связано отсутствие различий между группами больных БА разной степени тяжести.
Доля клеток с подвижными ресничками в пласте эпителия в группах БА и БА в сочетании с АР была достоверно меньше, чем в контрольной группе. Это подтверждает ранее полученные данные о том, что у больных БА и АР происходит потеря ресничек эпителия с его оголением [27].
Исследование времени сахаринового теста не позволило выявить каких-либо существенных различий между группами, что может указывать на весьма вариабельный характер данного показателя.
Нарушение паттерна биения ресничек отмечалось более чем у 80% пациентов с БА независимо от того, имелся ли у них сопутствующий АР, тогда как в контрольной группе частота его встречаемости составила около 6%. Чаще всего отмечались такие нарушения паттерна, как несинхронность биения ресничек (как между соседними клетками, так и в пределах ресничек одной клетки — вплоть до хаотичного движения), снижение амплитуды биения, недостаточная степень или отсутствие сгибания ресничек при ударе, патологический характер движения (пульсирующее, маятникообразное). Эти признаки встречались в разных сочетаниях и при БА в сочетании с АР, и при БА без АР. Отмечено, что наиболее выраженные нарушения паттерна биения ресничек характерны для образцов с наименьшей долей подвижных клеток в пласте эпителия.
Нарушение паттерна биения ресничек цилиарного эпителия слизистой оболочки носа и уменьшение количества клеток с подвижными ресничками у больных БА при отсутствии признаков АР могут указывать на существование субклинического воспаления в слизистой оболочке верхних дыхательных путей у таких пациентов, что косвенно подтверждает единство слизистой оболочки верхних и нижних отделов респираторного тракта.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
При бронхиальной астме (БА) слизистая оболочка респираторного тракта, вероятно, поражается на всем ее протяжении. Выявленные нарушения функционального состояния цилиарного эпителия верхних дыхательных путей у пациентов с БА без сопутствующего аллергического ринита могут свидетельствовать о наличии субклинического воспаления в слизистой оболочке носа у таких больных. Больные БА нуждаются в тщательном и всестороннем обследовании лор-врачом. БА является гетерогенным заболеванием с выраженным клиническим полиморфизмом, поэтому выделение фенотипов БА и их патогенетических основ, в том числе по состоянию цилиарного эпителия, может способствовать разработке более эффективных подходов к терапии.