Clinical and immunological efficacy of complex therapy for bronchial asthma in children with the inclusion of components of far eastern brown algae

Full Text

Введение

Бронхиальная астма (БА) является одним из самых распространенных хронических заболеваний легких у детей. В последние десятилетия отмечается рост распространенности БА, и к настоящему времени ее частота встречаемости достигла 15% среди детской популяции населения Земли, Россия в целом [3] и Хабаровский край, в частности, не составляют исключения из этой тенденции, что подтверждается двукратным ростом распространенности бронхиальной астмы среди детей (до 14 лет – с 11 до 20% и подростков – с 12 до 25%) Хабаровского края в период с 2005 по 2020 годы [5].

Существующая классическая базисная терапия БА направлена на купирование ее основного механизма – воспаления, в первую очередь атопического, и позволила получить значимые положительные результаты в лечении заболевания, что привело к снижению тяжести течения БА. Однако доля больных, у которых достигнут контроль БА, не превышает 30%, полный контроль достигается лишь у 5%. Даже когда базисная терапия осуществляется под непосредственным наблюдением специалиста, согласно принятым схемам терапии, с бесплатным предоставлением препаратов, в группе больных БА без значимой сопутствующей патологии полного контроля удается добиться лишь у 34% пациентов, хорошего – у 38% и 28% больных остается с неконтролируемым течением патологического процесса [9]. В России имеют место сходные соотношения степеней контроля заболевания [4]. Такая ситуация связана, в том числе, с влиянием различных экзо- и эндогенных неспецифических, неатопических факторов, таких как климат, уровень витамина D в сыворотке крови, микроэлементный состав сыворотки и форменных элементов крови, общее состояние клеточных мембран организма, персистенция герпесподобных вирусов в эпителии дыхательных путей [7, 8] и многие другие на патогенез БА. Это побуждает к поиску возможностей использования дополнительных методов коррекции модифицируемых факторов. Одним из таких методов является применение биологически активных веществ гидробионтов, в частности бурых водорослей, энтеросорбирующее, антиоксидантное и иммунокоррегирующее влияние которых известно издревле. Морские водоросли широко применялись человеком в его повседневной жизни, они включались в рацион питания, использовались как лекарство и как косметическое средство. Установлено, что активные элементы морских водорослей всасываются практически полностью, поскольку их состав близок к плазме человека.

Водоросли обладают избирательной кумулятивной способностью, в результате чего в их слоевищах накапливается разнообразный комплекс микроэлементов, концентрация некоторых из них в тканях в десятки (кальций), сотни (бром, хром) и тысячи (йод, цинк, барий) раз превышает их содержание в морской воде, при чем минеральные вещества в биомассе находятся в виде солей и органических комплексов, что облегчает их усвоение человеческим организмом.

Основной химический состав бурых водорослей может быть представлен следующими группами компонентов: минеральные вещества, в том числе микроэлементы; органические вещества: липидно-пигментный комплекс (жирные кислоты, пигменты), полифенольные вещества, азотсодержащие вещества (белки и свободные аминокислоты), структурные углеводы (альгиновые кислоты, фукоидан, целлюлоза), запасные углеводы (маннит, ламинаран) [1] (рис. 1).

 

Рисунок 1. Основной химический состав бурых водорослей

Figure 1. Basic chemical composition of brown algae

 

Набор и соотношение элементов в составе водорослей близок к таковому в морской воде и организме человека, вследствие этого водоросли способны возмещать нехватку элементов и содействовать нормализации обмена веществ. Также антиоксидантная активность, которой обладают полиненасыщенные жирные кислоты бурых водорослей, превышает активность витамина Е в несколько раз. Эти растения содержат необходимые человеку моно- и дийодтирозин, Токсичные продукты метаболизма, радионуклиды и соли тяжелых металлов могут быть удалены из организма человека при участии полисахаридов водорослей [6].

Содержащиеся в бурых водорослях полисахариды не только обладают способностью к сорбции радионуклидов, тяжелых металлов и бактерий, нормализации липидного обмена, активации секретирующей и моторной функций кишечника [10], но и могут модулировать различные свойства иммунной системы [2]. Однако конкретные механизмы реализации их иммуномодулирующего действия на различных уровнях регуляции иммунного ответа требуют дальнейшего уточнения.

В связи с этим целью работы стало определение возможного иммуномодулирующего эффекта продукта функционального питания у детей с БА, впервые созданного именно для детского возраста в виде напитка на основе бурых водорослей ламинарии дальневосточной гомогенезированной, безалкогольного «ДороМарин» и его использования дополнительно к стандартной терапии для улучшения контроля течения данного заболевания.

Материалы и методы

Проведение исследований и отбор групп проводился в период с 21.01.2021 по 18.06.2021 гг. Обследовано 56 детей с БА, поступивших на лечение в педиатрическое отделение клиники НИИ ОМиД и обратившихся на амбулаторный прием в клинико-диагностическое отделение, в возрасте от 5 до 17 лет, средний возраст составил 12,17±0,83 года.

Пациентам проводилось стандартное клиническое обследование, при установлении диагноза «БА» определялся уровень контроля с использованием критериев, приведенных в «Клинических рекомендациях по диагностике и лечению БА» [3]. Диагноз формулировался в соответствии с классификацией основных клинических форм заболеваний у детей согласно МКБ-10.

Родители всех пациентов были проинформированы о цели исследования, получено их добровольное информированное согласие на проведение диагностических и лечебных мероприятий. Пациенты были разделены на 2 группы: 1-я группа, основная (n = 20) – дети с БА, получавшие дополнительно к стандартной терапии функциональный продукт питания; 2-я группа, сравнения (n = 36) – дети с БА, получавшие только стандартную терапию (36 пациентов).

Дополнительная коррекция включала продукт функционального питания для детей – напиток безалкогольный «ДороМарин» на основе бурых водорослей – ламинарии дальневосточной гомогенезированной с добавлением натурального сока зеленых яблок (Разрешительные документы: Сертификат соответствия № РОСС RU.НВ61.Н11693 от 11.08.2020 г., срок действия по 10.08.2023 г.; Свидетельство о государственной регистрации № KZ.16.01.98.007.E.000627.07.18 от 31.07.2018 г., выданного на основе Экспертного заключения Экспертного совета по регистрации биологически активных добавок к пище, детского питания, пищевых добавок и других продуктов № 12/ЭК-0999-18 от 27.05.2018 г.).

Функциональный продукт питания использовался в течение 2 месяцев по следующей схеме:

– детям с массой тела 20-50 кг – 10 мл × 2 раза в день утром за 20-30 мин до еды и вечером через 1,5-2 часа после еды;

– более 50 кг – 15 мл × 2 раза в день утром за 20-30 мин до еды и вечером через 1,5-2 часа после еды.

Для регистрации каких-либо побочных явлений прием продукта был начат в условиях круглосуточного или дневного стационара клиники с последующим продолжением употребления в домашних условиях под контролем родителей. Для оценки эффективности иммунокоррекции через 2 месяца получения продукта проведено повторное обследование детей в динамике по тем же клинико-лабораторным параметрам.

Исследовали общий анализ крови на автоматическом анализаторе MEK – 7300 K (Япония), субпопуляции лимфоцитов на цитометре FACSCalibur Becton Dickinson, уровни сывороточных IgA, M, G, E общего, цитокинов (IL-4, IL-5, IL-6, IL-7, IL-8, IL-9, IL-10, IL-18, TNFá) иммуноферментным методом на автоматическом спектрофотометре Lazurite и с тест-системами АО «Вектор-Бест», активность нейтрофилов крови в спонтанном и стимулированном тестах с частицами латекса, восстановления нистросиний тетразолий тест (НСТ) в формазан, с расчетом индексов («ФАН-тест», «НСТ-тест», «Реа-комплекс», г. Чита). Оценка функционально-энергетического статуса иммунокомпетентных клеток (ИКК) периферической крови (лимфоцитов, моноцитов, гранулоцитов) проводилась методом иммунофенотипирования с определением мембранного потенциала митохондрий (МПМ) на основе регистрации локальных изменений трансмембранного электрохимического потенциала и визуализации митохондрий с низким и высоким потенциалом мембраны на цитометре BD FАCS Calibur (США) в программе Cell Quest Pro. Выявление ДНК ВЭБ (Human herpes virus 4 type) и вируса герпеса человека 6-го типа (Human herpes virus 6 type) в мазках из ротоглотки определяли методом ПЦР с применением тест-системы ООО «ИнтерЛабСервис» (Москва) «АмлпСенс^®EBN/CMV/HHV6 – скрин-Fl. Детекцию проводили в режиме реального времени с использованием термоциклера C 1000 Touch CFX96 (Bio-Rad, США).

При статистическом анализе результатов исследования использовались стандартные методы с применением пакета программ: STATISTICA 10.0 для Windows (версия 12.0). Достоверность различий между группами оценивали с помощью t-критерия Стьюдента при рядах с нормальным распределением данных и Манна–Уитни в случае ненормального распределения, при сравнении долей использовался Z-критерий.

Исследования проводились в соответствии с принципами текущего пересмотра Хельсинкской декларации (64^th WMA General Assembly, Fortaleza, Brazil, October, 2013), при наличии персонального согласия исследуемых и/или их законных представителей. Электронная таблица Excel с первичными данными хранилась под защитой пароля и была доступна только участникам исследования. Дизайн исследования утвержден этическим комитетом ХФ ДНЦ ФПД – НИИ ОМиД протокол № 9 от 22.12.2020 г.

Результаты и обсуждение

Анализ показателей общего анализа крови выявил определенные изменения. У детей с БА, получавших «ДороМарин», отмечены некоторые показатели уменьшения воспалительных процессов в виде тенденции к снижению лейкоцитов с 8,2±0,8 × 10⁹ до 7,3±0,5 × 10⁹, (р = 0,09), числа эозинофилов с 5,84±1,34% до 4,25±0,76% (р = 0,09), подтверждается достоверным снижением моноцитов (8,47±0,36% и 6,81±0,67%, р = 0,03), СОЭ 9,11±1,17 мм/час и 6,31±0,85 мм/час, р = 0,047).

Течение воспалительного процесса, в первую очередь, определяется соотношениями сигнальных молекул иммунной системы – цитокинов, именно их содержание в средах организма и микроокружении модулирует дифференцировку специфических иммунокомпетентных клеток и конкретные пути иммунного ответа.

В ходе наших исследований показано значимое влияние функционального продукта питания на основе бурых дальневосточных водорослей «ДороМарина» на интерлейкиновый статус детей с БА (табл. 1).

 

Таблица 1. Показатели цитокинового статуса крови у детей Приамурья с БА при дополнительном использовании функционального продукта питания

Table 1. Indicators of blood cytokine status in children of the Amur region with asthma with additional use of a functional food product

Цитокины Cytokines	До приема Before n = 20	После приема After n = 20	t/U (р)	Стандартная терапия Standard therapy (n = 36)	t/U (р)
IL-4, пг/мл IL-4, pg/mL Ме (Min-Max) LQ-HQ	2,94 (0,0-26,8) 0,9-2,4	2,54 (0,0-19,1) 1,6-3,4	0,16	3,86 (0,0-28,7) 1,7-8,39	0,22
IL-6, пг/мл IL-6, pg/mL Ме (Min-Max) LQ-HQ	40,1 (0,3-112,1) 5,4-84,6	0,89 (0,0-6,4) 0,3-1,5	0,001	16,2 (0,0-52,3) 3,4-30,8	0,001
IL-10, пг/мл IL-10, pg/mL Ме (Min-Max) LQ-HQ	166,1 (1,1-311,2) 103,7-200,8	3,3 (0,0-23,1) 2,0-7,5	0,001	150,5 (1,3-211,4) 90,2-185,7	0,001
IL-18, пг/мл IL-18, pg/mL Ме (Min-Max) LQ-HQ	2,36 (0,0-9,6) 0,0-3,2	205,5 (1,8-357,3) 137,3-262,2	0,001	1,3 (0,0-8,4) 0,3-2,3	0,001
TNFá, пг/мл TNFá, pg/mL	2,82±0,43	2,90±0,31	0,26	5,05±0,91	0,003

 

Значимых различий в уровне IL-4, непосредственно регулирующего атопическое воспаление, не обнаружено. Однако обнаружены достверные различия в интерлейкинах неспецифического воспаления. Отмечается достоверное, многократное падение (с 40,5 пг/мл до 0,89 пк/ мл) уровня IL-6, основного интерлейкина неспецифического воспаления в группе сравнение падения достоверно менее выражено; достоверное, многокртаное падение (с 166,1 пг/мл до 3,3 пг/ мл) IL-10, блокирующего Th₁-тип воспаления и соответственно реципрокно усиливающего Th₂-тип, в группе сравнения достоверное снижение отсутствует; достоверный, многократный рост (с 2,36 пг/мл до 205,5 пг/мл) IL-18, который прямо ингибирует действие IL-4 и соответственно атопическое воспаление, кроме того он активирует Th₁ иммунный ответ, в группе сравнения этот интерлейкин достоверно снижается.

Изменения соотношений цитокиновой сети находят свою реализацию в следующих звеньях иммунитета. При исследовании влияния продукта функционального питания «ДороМарин» на лимфоцитарное звено иммунного ответа у детей с БА получены следующие результаты.

После окончания дополнительного к стандартной терапии приема продукта в лимфоцитарном звене иммунитета не выявилось достоверных различий, но имел место ряд выраженных тенденций: снижение абсолютного количества всех лимфоцитов с 3110,2±320,47 до 2889,9±193,9.

Для абсолютного числа Т-лимфоцитов (CD3) отмечено некоторое падение с 2112,6±244,7 до 1999,2±141,6 клеток, при этом их процентное содержание до и после коррекции продуктом практически не менялось – 68,6±1,29% против 69,2±1,69%. Обнаружена тенденция к росту абсолютного числа и процентного содержания Т-хелперов (CD4) с 1157,4±115,8 до 1193,9±100,7 клеток и с 38,6±1,9% до 41,2±1,8%. Установлено снижение абсолютного числа и процентного содержания Т-киллеров (CD 8) с 938,4±146,6 до 780,3±62,17 клеток и с 29,9±1,77% до 27,4±1,70%. Также снизились абсолютное количество клеток и доля натуральных киллеров (CD 16) с 371,4±36,12 до 303,8±35,56 клеток и с 12,75±1,1% до 10,56±1,1%. Абсолютное количество и процентное содержание активных В-лимфоцитов не имело различий до и после приема продукта. Имуннорегуляторный индекс (ИРИ) имел четкую тенденцию к росту с 1,436±0,13 до 1,638±0,15.

Анализ показателей гуморального звена иммунитета, полученных до и после употребления продукта «ДороМарин», дал следующие результаты. Не обнаружено даже тенденций к изменению в уровне IgА, отвечающего, в первую очередь, за местный иммунитет на уровне слизистых оболочек. Напротив, IgМ и IgG имели тенденцию к снижению с 1,91 г/л до 1,82 г/л и с 18,14 г/л до 16,27 г/л. Вероятно, это связано со снижением общей инфекционной нагрузки на фоне использования препарата.

В ходе исследования нейтрофильного фагоцитоза до и после приема «ДороМарина» достоверных различий не обнаружено. Выявлена выраженная тенденция к снижению спонтанной НСТ-теста (с 41,7±4,8% до 27,8±3,9%, р = 0,09) и соответственно увеличению фагоцитарного резерва по данному тесту (с 5,94±2,9% до 16,37±4,7%, р = 0,08).

Большой интерес представляют не только количественные, но и функциональные показатели иммунокомпетентных клеток крови при бронхиальной астме, поэтому было проведено исследование изменений МПМ этих клеток (табл. 2).

 

Таблица 2. Частота встречаемости (%) ИКК крови со сниженным МПМ у детей Приамурья с БА при дополнительном использовании функционального продукта питания

Table 2. Frequency of occurrence (%) of blood ICC with reduced MPM in children of the Amur region with asthma with additional use of the functional food product

Blood ICC	До приема Before n = 20	После приема After n = 20	Z (р)	Стандартная терапия Standard therapy (n = 36)	Z (р)
Лимфоциты Lymphocytes	58,25±2,19	57,07±3,44	0,42	56,16±2,46	0,47
Гранулоциты Granulocytes	16,49±3,79	6,51±1,56	0,03	16,32±3,40	0,01
Моноциты Monocytes	26,81±3,33	17,46±2,71	0,04	29,94±3,90	0,03

 

Выявлено достоверное уменьшение доли клеток со сниженным МПМ в пуле гранулоцитов с 16,49±3,79 до 6,51±1,56 (р = 0,03) и моноцитов с 26,81±3,33 до 17,46±2,71 (р = 0,04), при чем в группе сравнения такого снижения не произошло. Это доказывает положительный эффект дополнительной коррекции использования функционального продукта питания на основе дальневосточных водорослей, при чем именно на функциональную активность клеток местного воспаления, роль которого в патогенезе БА неоднократно подтверждалась.

Противовирусный эффект комплексной терапии у детей с БА был обнаружен при исследовании мазков из ротоглотки на активность персистирующих герпес-инфекций (4-ВЭБ и 6 типов) до и после проводимой коррекции. Частота выделения вирусов герпетической группы у обследованных детей до введения дополнительного продукта составила ВЭБ – 45,0%, герпес 6-го типа – 42,1% (рис. 2).

 

Рисунок 2. Частота выделения вирусов ВЭБ и герпеса 6-го типа у детей Приамурья с бронхиальной астмой при дополнительном использовании продукта функционального питания

Figure 2. Frequency of isolation of EBV and herpes viruses type 6 in children of the Amur region with bronchial asthma with additional use of a functional food product

 

После получения продукта у детей, страдающих БА и выделявших ДНК вирусов Эпштейна–Барр и герпеса 6-го типа элиминация инфекта отмечалась у большинства исследуемых в 66,7% и в 62,5% случаев соответственно.

Вышеописанные иммунотропные свойства продукта «ДороМарин» в группе больных, страдающих БА, привели к выраженному клиническому эффекту (рис. 3).

 

Рисунок 3. Уровень контроля БА (%) у детей Приамурья при дополнительном использовании функционального продукта питания

Figure 3. Level of BA control (%) in children of the Amur region with additional use of a functional food product

 

Процент пациентов с полностью контролируемой БА на фоне его использования вырос более чем в два раза, с 42,1% до 84,6% (р = 0,003), в первую очередь за счет детей, у которых заболевание ранее контролировалось частично, их доля упала почти в 6 раз, с 42,1% до 7,7% (р = 0,006). Доля детей с неконтролируемой БА имеет недостоверную тенденцию к снижению с 15,8% до 7,7% (р = 0,21). Это подтверждает функциональный характер изменений, происходящих под действием продукта «ДороМарин» в организме пациентов с БА.

Таким образом, иммуномодулирующее действие функционального продукта питания на основе бурых водорослей (ламинарии дальневосточной гомогенезированной), включенного в комплекс дополнительно к стандартной терапии, представлено положительной клиническо-лабораторной динамикой при БА у детей и подтвердилось регистрацией патента на изобретение № 2790970 от 28.02.2023.

Заключение

Биологические, в том числе иммуномодулирующие эффекты веществ, содержащиеся в бурых водорослях (ламинарии дальневосточной) подтверждены [1, 10], но их механизмы действия особенно при БА освещены недостаточно. В данной работе на фоне комплексного лечения с включением продукта функционального питания, впервые созданного именно для детского возраста в виде напитка «ДороМарин», отмечались изменения интерлейкинового профиля (IL-6, IL-10, IL- 18), характерные для снижения интенсивности воспалительных процессов, в том числе неспецифических, выраженных в тенденции к снижению общего числа лимфоцитов, увеличению иммунорегуляторного индекса как за счет роста количества Т-хелперов, так и снижения Т-киллеров. Это подтвердилось и описанными изменениями в общем анализе крови (снижением моноцитов и СОЭ). Улучшение энергообеспеченности иммунокомпетентных клеток крови (гранулоцитов и моноцитов), снижение числа пациентов с активной репликацией ВЭБ и вируса герпеса 6 типа свидетельствуют о его иммуномодулирующем действии. Результатом этих изменений явилась положительная клиническая динамика показателей контроля над БА. Учитывая полученные данные, для повышения качества лечения и профилактики наиболее распространенных в детской практике иммунозависимых заболеваний бронхолегочной патологии, приводящей к хронизации процесса, в том числе БА, с целью улучшения иммунитета рекомендовать своевременное назначение продукта функционального питания для детей 5-17 лет – напитка на основе бурых дальневосточных водорослей, обладающего научно доказанным иммуномодулирующим действием, с учетом лечебных и профилактический показаний.

About the authors

S. V. Suprun

Research Institute of Maternity and Childhood Protection, Khabarovsk Branch of Far Eastern Scientific Center of Physiology and Pathology of Respiration

Author for correspondence.
Email: stefanya-suprun@yandex.ru

PhD, MD (Medicine), Chief Research Associate of the Group of Health and Environmental Problems of Mother and Child Health, Laboratory of Integral Methods of Bronchopulmonary and Perinatal Pathology

Russian Federation, Khabarovsk

E. N. Suprun

Research Institute of Maternity and Childhood Protection, Khabarovsk Branch of Far Eastern Scientific Center of Physiology and Pathology of Respiration; Far Eastern State Medical University

Email: stefanya-suprun@yandex.ru

PhD (Medicine), Senior Research Associate of the Group of Health and Environmental Problems of Mother and Child Health, Laboratory of Integral Methods of Bronchopulmonary and Perinatal Pathology Research, Associate Professor of Department of Hospital and Faculty Pediatrics with a Course of Propaedeutic of Children’s Diseases

Russian Federation, Khabarovsk; Khabarovsk

R. S. Telepneva

Research Institute of Maternity and Childhood Protection, Khabarovsk Branch of Far Eastern Scientific Center of Physiology and Pathology of Respiration

Email: stefanya-suprun@yandex.ru

esearch Associate of the Group of Health and Environmental Problems of Mother and Child Health, Laboratory of Integral Methods of Bronchopulmonary and Perinatal Pathology Research

Russian Federation, Khabarovsk

E. B. Nagovitcina

Research Institute of Maternity and Childhood Protection, Khabarovsk Branch of Far Eastern Scientific Center of Physiology and Pathology of Respiration

Email: stefanya-suprun@yandex.ru

PhD (Medicine), Senior Research Associate of Molecular Genetic Diagnostics Group, Laboratory of Integral Methods of Bronchopulmonary and Perinatal Pathology Research

Russian Federation, Khabarovsk

O. A. Lebedko

Research Institute of Maternity and Childhood Protection, Khabarovsk Branch of Far Eastern Scientific Center of Physiology and Pathology of Respiration

Email: stefanya-suprun@yandex.ru

PhD, MD (Medicine), Head, Laboratory of Integral Methods of Bronchopulmonary and Perinatal Pathology Research, Director

Russian Federation, Khabarovsk

References

Supplementary files