Сайт издательства «Медиа Сфера»
содержит материалы, предназначенные исключительно для работников здравоохранения. Закрывая это сообщение, Вы подтверждаете, что являетесь дипломированным медицинским работником или студентом медицинского образовательного учреждения.

Красножен В.Н.

Кафедра оториноларингологии, кафедра лучевой диагностики Казанской государственной медицинской академии

Щербаков Д.А.

клиника ФГБУ «Всероссийский центр глазной и пластической хирургии» Минздрава России, Уфа, Россия, 450075

Гарскова Ю.А.

Кафедра оториноларингологии Казанской государственной медицинской академии Минздрава России, Казань, Россия, 420012

Околоносовые пазухи как депо оксида азота

Авторы:

Красножен В.Н., Щербаков Д.А., Гарскова Ю.А.

Подробнее об авторах

Просмотров: 3448

Загрузок: 93

Как цитировать:

Красножен В.Н., Щербаков Д.А., Гарскова Ю.А. Околоносовые пазухи как депо оксида азота. Вестник оториноларингологии. 2015;80(4):9‑13.
Krasnozhen VN, Shcherbakov DA, Garskova YuA. The paranasal sinuses as the nitric oxide depot. Russian Bulletin of Otorhinolaryngology. 2015;80(4):9‑13. (In Russ.)
https://doi.org/10.17116/otorino20158049-13

Рекомендуем статьи по данной теме:
Осо­бен­нос­ти пер­сис­тен­ции гриб­ко­вых и бак­те­ри­аль­ных мик­ро­ор­га­низ­мов в струк­ту­ре гриб­ко­вых тел око­ло­но­со­вых па­зух. Вес­тник ото­ри­но­ла­рин­го­ло­гии. 2023;(3):34-37
Кон­троль сим­пто­мов хро­ни­чес­ко­го ри­ни­та у па­ци­ен­тов с ги­по­ти­ре­озом: па­то­ге­не­ти­чес­кие и кли­ни­чес­кие ас­пек­ты. Вес­тник ото­ри­но­ла­рин­го­ло­гии. 2023;(4):54-60
Дос­туп­ность ок­си­да азо­та при це­реб­раль­ной мик­ро­ан­ги­опа­тии. Жур­нал нев­ро­ло­гии и пси­хи­ат­рии им. С.С. Кор­са­ко­ва. Спец­вы­пус­ки. 2023;(8-2):47-54
Вли­яние сос­та­ва по­да­ва­емой га­зо­вой сме­си на про­дук­цию ди­ок­си­да азо­та в мо­де­ли ин­га­ля­ци­он­ной те­ра­пии ок­си­дом азо­та (эк­спе­ри­мен­таль­ное ис­сле­до­ва­ние). Анес­те­зи­оло­гия и ре­ани­ма­то­ло­гия. 2024;(1):23-30

В 1953 г. A. Proetz [1] на основе собственных, достаточно обстоятельных исследований провел подробный анализ существовавших представлений о роли околоносовых пазух.

Долгое время считалось, что газовый состав в околоносовых пазухах идентичен таковому в полости носа и при вдохе воздух из околоносовых пазух выходит, а на выдохе самый чистый и богатый кислородом воздух входит в околоносовые пазухи через естественные соустья [2]. Некоторые авторы рассматривали околоносовые пазухи как один из органов газообмена [3, 4]. По причине фактической невозможности установки и фиксации измерительных устройств в полости носа и околоносовых пазухах до определенного времени невозможно было изучить закономерности движения газов в указанных анатомических структурах. Это приводило к формированию неверных принципов хирургического лечения многих патологических состояний, в частности хронических риносинуситов. По данным A. Proetz [1], «при вдохе давление в полости носа падает на 1/2000 от атмосферного и из верхнечелюстной пазухи выходит 1/2000 доля ее объема, в конце вдоха давление в полости носа выравнивается с атмосферным и воздух из полости носа в том же объеме заходит в верхнечелюстную пазуху; при выдохе ситуация повторяется в обратном порядке, таким образом, воздух через естественное соустье проходит четыре раза». Автор отмечал, что указанные движения воздуха имеют научную ценность, а не клиническую. При этом он отмечал, что полное обновление воздуха в околоносовых пазухах происходит за 1 ч. Важно отметить, что речь шла о верхнечелюстной пазухе как о воздушной полости, без учета газообразных продуктов жизнедеятельности эпителия ее слизистой оболочки. Одним из таких продуктов является оксид азота [5].

Оксид азота (NO) в организме человека играет огромную роль. Нобелевская премия за «открытие роли оксида азота как сигнальной молекулы в регуляции сердечно-сосудистой системы» была вручена в 1998 г. Р.Ф. Ферчготту, Л.Д. Игнарро и Ф. Мураду. За продукцию оксида азота отвечает специальный фермент NO-синтаза (NOS), которая существует в организме человека в виде трех изоформ. Нейрональная и эндотелиальная изоформы NOS продуцируют низкие уровни NO и напрямую зависят от концентрации ионов Ca2+. Третья изоформа NOS активируется под действием цитокинов или липополисахаридов бактерий и не зависит от титров Ca2+ [6]. Считаются доказанными антибактериальные, противовирусные и противогрибковые свойства оксида азота с химической формулой NO, а также его участие в работе иммунной системы, в частности NO потенцирует фагоцитарную активность макрофагов.

Показано наличие высокого содержания фермента NOS в эпителии слизистых оболочек околоносовых пазух (в том числе основных пазух) [5]. Продемонстрирован угнетающий эффект оксида азота на рост чистых культур Staphylococcus aureus, что обусловливает отсутствие какой-либо микрофлоры в околоносовых пазухах в норме [7]. В экспериментах на животных наблюдалось увеличение частоты мерцания ресничек эпителия слизистой оболочки полости носа под действием NO [8]. Выявлено увеличение содержания NO в полости носа по мере увеличения возраста обследованных в зависимости от развития околоносовых пазух [5].

В клинических исследованиях с использованием пункции и катетеризации верхнечелюстной пазухи с троекратным (повторные процедуры через 17 и 24 ч) забором воздуха из пазухи и из полости носа с противоположной стороны в течение 20 мин установлена средняя пиковая концентрация оксида азота в верхнечелюстной пазухе 7,4 мг/м3 [9], при том что предельно допустимая концентрация оксида азота в помещении 5 мг/м3 [10].

Показано, что концентрация оксида азота в основной пазухе в несколько раз ниже, чем в верхнечелюстной пазухе и практически соответствует таковой в полости носа [11].

В слизистой оболочке основной пазухи были обнаружены все подтипы NOS и была доказана возможность постоянной продукции оксида азота эпителиальными клетками слизистой оболочки пазухи [5].

В зарубежной литературе неоднократно выдвигалось предположение, что снижение содержания NO в околоносовых пазухах, наряду с окклюзией естественного соустья, играет важную роль в патогенезе синусита [12]. Показано, что у детей уровень оксида азота в полости носа падает при развитии острого синусита и повышается на фоне проводимой антибактериальной терапии [13].

Отмечено снижение титров оксида азота в околоносовых пазухах при моделировании синуситов различной этиологии у экспериментальных животных и возрастание титров оксида азота [14].

M. Deja и соавт. [15] изучили содержание оксида азота у пациентов с верхнечелюстным синуситом, развившимся на фоне длительной искусственной вентиляции легких. Полученные результаты сравнивали с уровнем оксида азота в верхнечелюстных пазухах у условно здоровых лиц. Установлено, что на фоне гнойного пансинусита с уровнем жидкости в пазухах у пациентов, находящихся на длительной искусственной вентиляции легких, происходит значительное (более чем в 70 раз) снижение титра NO в верхнечелюстных пазухах по сравнению с нормой (2554±385ppb​*​; p<0,001) [15]. Важно отметить, что в приведенном исследовании авторы обратили внимание на уровень диоксида азота (NO2). Общепринятым свойством NO является повышенная реакционная способность при взаимодействии с кислородом — при контакте с атмосферным воздухом NO окисляется до NO2. В проведенном исследовании [15] показано отсутствие подобного взаимодействия с образованием диоксида азота в верхнечелюстных пазухах.

Существует мнение о двойственной роли NO в воспалении [16, 17]. M. Marletta [18] показал, что во время синусита NO окисляется до более стабильных метаболитов (нитратов и нитритов). Было показано, что в смывах отделяемого, полученного во время операций на околоносовых пазухах у пациентов с хроническим риносинуситом (с полипами и без полипов), происходит увеличение метаболитов NO, что, по мнению авторов, свидетельствует об увеличении продукции оксида азота при синусите [17]. Выявлено повышенное содержание нитратов в отделяемом из полости носа и ткани полипов у пациентов с полипозным риносинуситом [19—21], увеличение экспрессии i-изотипа фермента NOS (iNOS) в биоптатах слизистой оболочки нижней носовой раковины эспериментальных животных на стороне введения культуры стрептококка в пазуху [22].

I. Alobid и соавт. [23] показали, что на фоне применения оральных и интраназальных стероидов у пациентов с полипозом носа происходит пародоксальное увеличение содержания NO в выдыхаемом воздухе, что, возможно, обусловлено улучшением работы остиомеатального комплекса.

Экспериментально обосновано применение препаратов — доноров NO при воспалительных заболеваниях околоносовых пазух. Так, T. Runer и S. Lindberg [24] показали усиление мерцательной активности эпителия полости носа в ответ на применение назального спрея на основе нитропруссида натрия. B. Jian и соавт. [8] отметили, что при использовании ингибитора NO происходит снижение мерцательной активности эпителия на 40% с последующим восстановлением после применения нитропруссида натрия.

В экспериментальных исследованиях на животных показано раннее восстановление после моделирования острого синусита на фоне комбинированного применения антибактериальной терапии и нитропруссида натрия [14].

В последние годы выдвинуты различные гипотезы о регуляции газового состава в околоносовых пазухах и полости носа, а также участии кислорода, углекислого газа и оксида азота в патогенезе синусита [3, 4, 25]. W. Qian и соавт. [26] подтвердили прежние результаты исследования о влиянии экзогенного введения L-аргинина на продукцию слизистой оболочкой полости носа и околоносовых пазух NO. Так, после внутривенного введения L-аргинина содержание NO в воздухе полости носа остается повышенным в течение 1 ч. L-аргинин увеличивал содержание NO в полости носа как в присутствии, так и в отсутствие кислорода и не влиял на содержание оксида азота в верхнечелюстной пазухе, как и содержание кислорода во вдыхаемом воздухе не влияет на уровень NO в данной пазухе. Вдыхание 100% кислорода полностью прекращало образование оксида азота в лобной пазухе, данный эффект не удалось нивелировать внутривенным введением L-аргинина. В полости носа и в лобной пазухе продукция оксида азота возрастала после внутривенного введения L-аргинина и блокировалась после вдыхания чистого кислорода. Концентрация NO не изменилась на фоне внутривенного введения L-аргинина и вдыхания чистого кислорода. Продукция оксида азота в полости носа, в лобных и верхнечелюстных пазухах резко уменьшилась при вдыхании газовой смеси с повышенным содержанием углекислого газа (6%) и без кислорода. Однако в присутствии кислорода во вдыхаемом воздухе данный эффект, полученный от углекислого газа был нивелирован. Таким образом, в исследовании [26] была подтверждена гипотеза о влиянии внешних воздействий на газовый состав в околоносовых пазухах. Ранее было показано, что концентрация NO не изменяется в околоносовых пазухах в ответ на местную анестезию 2% лидокаином, и, напротив, снижается на фоне применения ксилометазолина [27].

Как было отмечено ранее, газовый состав в верхнечелюстной пазухе отличается повышенным содержанием NO и малочувствителен к изменениям газового состава в полости носа или к введению L-аргинина. Для понимания закономерностей функционирования околоносовых пазух следует вернуться к исследованиям A. Proetz [1], где на достаточно простых моделях показано, что околоносовые пазухи активно не вентилируются (при каждом вдохе-выдохе обновляется всего лишь 1/500 объема пазухи). Впервые на современном уровне эти данные были подтверждены G. Xiong и соавт. [28], которые путем компьютерного моделирования воздушных потоков в полости носа и околоносовых пазухах показали, что в нормальных условиях благодаря строению остиомеатального комплекса воздух в верхнечелюстных пазухах не обновляется. Однако после виртуального удаления крючковидного отростка происходит патологическое изменение направления движения воздушных потоков в полости носа при дыхании и воздух из полости носа начинает поступать в верхнечелюстные пазухи.

C. Hood и соавт. [29] с этой целью моделировали воздушные потоки в полости носа и околоносовых пазухах с учетом наличия дополнительного соустья верхнечелюстной пазухи. Было показано, что для обновления 90% воздуха в верхнечелюстной пазухе при наличии единственного соустья необходимо 84 ч. Однако в данном случае не учитывались результаты прежних исследований, показавших непрерывную продукцию NO. Понимание результатов данного исследования и непрерывного образования NO позволяет предположить, что газовый состав воздуха в околоносовых пазухах является достаточно постоянным. Хотя содержание NO в верхнечелюстных пазухах у разных людей может значительно варьировать: от 160 до 21 875 ppb (в среднем 6792 ppb) [11].

Отличительной особенностью работы C. Hood и соавт. [29] было то, что авторы провели анализ изменения направлений и скоростей воздушных потоков, возникающих в естественном соустье верхнечелюстной пазухи при носовом дыхании в зависимости от строения (длины, диаметра, ориентации длинной оси, формы, расположения) естественного соустья, а также наличия дополнительного соустья. Так, авторы показали, что в норме (в большинстве случаев) естественное соустье верхнечелюстной пазухи имеет эллипсоидную форму с длиной 6 мм и шириной 3 мм, длинная ось которой ориентирована параллельно направлению основного потока воздуха в среднем носовом ходе. При этом в естественном соустье верхнечелюстной пазухи возникает два вихревых потока со скоростью 10–5—10–7 м/с. Однако при увеличении естественного соустья исчезает второй вихревой поток, а скорость оставшегося вихревого потока может возрастать до 10–2 м/с. При наличии дополнительного соустья между ними возникает разница в давлении примерно 0,1 Па, которая генерирует восходящий поток воздуха в верхнечелюстной пазухе со скоростью 10–7 м/с. При таком воздушном потоке 90% воздуха в верхнечелюстной пазухе будут обновляться за 40 с, что, по мнению авторов исследования, может приводить к патологии со стороны верхнечелюстной пазухи. Показано, что изменения скорости движения слизи в верхнечелюстной пазухе, возникающего за счет мукоцилиарного клиренса, не влияет на скорость воздушного потока, проходящего через естественное соустье.

По данным C. Hood и соавт. [29], площадь поверхности слизистой оболочки верхнечелюстной пазухи 24—50×10–6 м2, площадь поверхности слизистой оболочки полости носа примерно равна 10–2 м2. При данных значениях ни полость носа, ни верхнечелюстная пазуха не могут обеспечивать известную нормальную концентрацию NO в полости носа в 5—50 нл/мин, как считалось ранее [30]. Более вероятно, что наличие фермента NOS в слизистой оболочке полости носа и околоносовых пазух обеспечивает примерно одинаковую продукцию NO на единицу площади, хотя A. DuBois и соавт. [31] приводят значения 217—455 нл/мин газообразного NO в верхнечелюстных пазухах. В любом случае доказанного критично малого уровня газообмена между полостью носа и околоносовыми пазухами достаточно для поддержания высокой концентрации NO в пазухах.

В другом исследовании C. Hood и соавт. [32] провели виртуальное моделирование двух послеоперационных состояний: с наличием единственного соустья с диаметром 10 мм (синусотомия через средний носовой ход) и двух соустий с диаметром 3 и 6 мм (синусотомия через нижний носовой ход). Оказалось, что два таких наиболее частых варианта операций на верхнечелюстных пазухах приводят к статистически значимому снижению концентрации NO в пазухе от 9,1 до 100—1400 ppb. Также было показано, что только прооперированные околоносовые пазухи с увеличенными соустьями могут поддерживать концентрацию NO в полости носа за счет возможной в таком случае диффузии. Таким образом, предположения R. Aust и B. Drettner [33] о высокой скорости газообмена между полостью носа и околоносовыми пазухами в норме оказались ложными, так как диаметр естественного соустья при отсутствии дополнительного соустья делает невозможным как механизм диффузии, так и активное (при каждом вдохе и выдохе) прохождение смеси газов из пазухи в полость носа и обратно. Отсутствие газообмена между полостью носа и околоносовыми пазухами показано в целом ряде исследований и в настоящее время считается признанным европейским обществом ринологов [11, 19]. Снижение концентрации NO в прооперированных околоносовых пазухах влечет за собой две проблемы: снижение мерцательной активности реснитчатого эпителия и снижение непосредственного антибактериального действия NO.

В течение последних 5 лет трехмерное моделирование воздушных потоков в полости носа и околоносовых пазухах, а также динамическое изменение содержания оксида азота в околоносовых пазухах при выполнении хирургических вмешательств выполнялись с использованием различных компьютерных программ: Mimics [34—38], vWorks [39, 40], Amira [41]. Во всех приведенных исследованиях был получен примерно один результат — хирургическое расширение естественного соустья верхнечелюстной пазухи ведет к улучшению ее вентиляции и, как результат, к снижению концентрации NO в пазухе. Так, в работе А.А. Воронина [42] была проанализирована вентилируемость верхнечелюстных пазух на основе данных компьютерной томографии пациента с кистой верхнечелюстной пазухи, а также после хирургического удаления кисты через искусственное соустье в нижнем носовом ходе. Было показано, что наличие дополнительного соустья в нижней части верхнечелюстной пазухи приводит к выраженной турбулизации потока воздуха внутри пазухи, выражающейся в образовании значительного количества крупномасштабных вихревых структур.

J. Zhua и соавт. [43] провели исследование компьютерных томограмм с компьютерным моделированием воздушных потоков у пациентов, которым выполнялись балонная синусопластика или удаление крючковидного отростка, и выявили усиление газообмена в околоносовых пазухах при обеих хирургических процедурах. Однако в исследование вошли пациенты, имеющие дополнительное соустье верхнечелюстной пазухи.

Таким образом, физиология полости носа и околоносовых пазух является крайне сложной и динамичной. Слизистая оболочка верхних дыхательных путей содержит особый изотип фермента NOS (iNOS), который реагирует на цитокиновые и бактериальные стимулы. Концентрация iNOS максимальна в реснитчатом эпителии околоносовых пазух, в частности в верхнечелюстных пазухах. С другой стороны, классические исследования физиологии околоносовых пазух, свидетельствующие об отсутствии какого-либо клинически значимого газообмена между пазухами и полостью носа, в настоящее время подтверждены использованием высокоточных трехмерных цифровых моделей. Большое содержание iNOS в околоносовых пазухах наряду с отсутствием вентиляции поддерживает высокую концентрацию газообразного NO в околоносовых пазухах, что также подтверждено в целом ряде исследований с использованием современных высокоточных газоанализаторов [44]. В настоящее время общепризнано значение NO в верхних дыхательных путях в норме: антибактериальное, противовирусное, противогрибковое действие, а также стимулирующее влияние на мукоцилиарный клиренс [45, 46]. Показано, что при развитии патологии в околоносовых пазухах происходит снижение концентрации NO в пазухах [47]. Исходя из возможностей современных компьютерных технологий, необходимо проведение компьютерного моделирования на этапе планирования риносинусохирургии. Такая предоперационная подготовка позволит учесть изменения воздушных потоков в полости носа и околоносовых пазухах, а также избежать патологической диффузии газов со снижением концентрации NO в пазухах [48]. Необходимы дальнейшие исследования физиологии полости носа и околоносовых пазух, учитывающие влажность и тепловые характеристики слизистых оболочек, а также носовой цикл, что, возможно, оказывает влияние на поддержание постоянной концентрации NO в околоносовых пазухах.

*Частей на миллиард.

Подтверждение e-mail

На test@yandex.ru отправлено письмо со ссылкой для подтверждения e-mail. Перейдите по ссылке из письма, чтобы завершить регистрацию на сайте.

Подтверждение e-mail



Мы используем файлы cооkies для улучшения работы сайта. Оставаясь на нашем сайте, вы соглашаетесь с условиями использования файлов cооkies. Чтобы ознакомиться с нашими Положениями о конфиденциальности и об использовании файлов cookie, нажмите здесь.