Особенности бронхиального воспаления у больных астмой с гиперреактивностью дыхательных путей на холодовой и осмотические триггеры

Введение. Поиск молекулярно-клеточных механизмов ответа дыхательных путей больных бронхиальной астмой (БА) на холодовой и осмотические стимулы обусловлен распространенностью чрезмерной реакции бронхов на сочетанное воздействие неблагоприятных факторов внешней среды.

Цель исследования. Изучение особенностей структурно-функциональной организации гранулоцитарного cегмента воспаления бронхов во взаимосвязи с цитокиновым профилем, пероксидазной активностью крови, системным уровнем перекисного окисления липидов (ПОЛ) у больных БА с холод- и осмоиндуцированной гиперреактивностью дыхательных путей.

Материал и методы. У 43 больных персистирующей БА, легкого частично контролируемого и неконтролируемого течения с холодовой и осмотической гиперреактивностью дыхательных путей (1-я группа) оценивали симптомы астмы, вентиляционную функцию легких; определяли уровень IL-5, IL-12 в конденсате выдыхаемого воздуха (КВВ); выявляли общее содержание миелопероксидазы (МПО) в индуцированной мокроте (ИМ); подсчитывали количество нейтрофилов и эозинофилов в мазках ИМ, на основании цитологического и цитохимического анализа препаратов рассчитывали коэффициенты активности МПО в гранулярных лейкоцитах, степени деструкции клеток и интенсивности цитолиза. В сыворотке крови исследовали содержание гидроперекисей липидов (ГПЛ), МПО. Группу сравнения (2-я группа) составили больные БА с отрицательной реакцией бронхов на холодовой и осмотические стимулы (11 человек).

Результаты. В 1-й группе в сравнении со 2-й наблюдались повышение нейтрофильного пула ИМ ((35,4 ± 3,5)% и (17,2 ± 2,0)%; р = 0,014); высокая интенсивность цитолиза гранулоцитов (0,38 ± 0,02 и 0,26 ± 0,02; р = 0,013), повышенный уровень IL-12 ((2,94 ± 0,09) пг/мл и (2,53 ± 0,13) пг/мл; р = 0,024), IL-5 ((3,64 ± 0,37) пг/мл и (2,15 ± 0,14) пг/мл, р = 0,0001). Интенсивность цитолиза нейтрофилов тесно коррелировала с уровнем IL-12 (r = 0,46; р = 0,026); отмечалось двукратное увеличение концентрации МПО в ИМ ((199,7 ± 49,0) пикселей и (81,4 ± 26,2) пикселей, р = 0,039). Содержание ГПЛ в сыворотке крови было тесно связано с уровнем МПО в ИМ (r = 0,48; р = 0,039) и IL-5 в КВВ (r = 0,71; р = 0,031).

Заключение. Повышение количества и ферментативной активности нейтрофилов бронхиального инфильтрата является характерной особенностью структурной организации воспаления и определяет оксидативный статус бронхов, пероксидазную активность крови, системную окислительную деградацию липидов у больных БА с холодовой и осмотической гиперреактивностью дыхательных путей. Активация гранулоцитарного сегмента бронхиального воспаления влияет на развитие и поддержание неспецифической гиперреактивности дыхательных путей за счет эскалации оксидативного стресса и персистенции воспаления. 

1. Приходько А.Г., Перельман Ю.М., Колосов В.П. Гиперреактивность дыхательных путей. Владивосток: Дальнаука, 2011: 204.

2. Нахамчен Л.Г., Перельман Ю.М., Приходько А.Г., Ульянычев Н.В., Воропаева Р.В. Функциональная характеристика и клинические проявления реакции дыхательных путей на физическую нагрузку у больных бронхиальной астмой // Бюллетень физиологии и патологии дыхания. 2016; (61): 8–15. DOI: 10.12737/21433 (in Russian).

3. Anderson S.D., Kippelen P. Airway injury as a mechanism for exercise–induced bronchoconstriction in elite athletes // J. Allergy Clin. Immunol. 2008; 122: 225–235. DOI: 10.1016/j.jaci.2008.05.001.

4. Перельман Ю.М., Наумов Д.Е., Приходько А.Г. Колосов В.П. Механизмы и проявления осмотической гиперреактивности дыхательных путей. Владивосток: Дальнаука, 2016: 240.

5. Соодаева С.К., Климанов И.А. Нарушения окислительного метаболизма при заболеваниях респираторного тракта и современные подходы к антиоксидантной терапии // Атмосфера. Пульмонология и аллергология. 2009; 1: 34–38.

6. Соодаева С.К. Свободнорадикальные механизмы повреждения при болезнях органов дыхания // Пульмо- нология. 2012; (1): 5–10.

7. Vider J., Laaksonen D.E., Kilk A., Atalay M., Lehtmaa J., Zilmer M., Sen C.K. Physical exercise induces activation of NF-kappaB in human peripheral blood lymphocytes // Antioxid Redox Signal. 2001; 3 (6): 1131–1137. DOI: 10.1089/152308601317203639.

8. Васильева Г.И., Иванова И.А., Тюкавкина С.Ю. Кооперативное взаимодействие моно- и полинуклеарных фагоцитов, опосредованное моно- и нейтрофилокинами // Иммунология. 2000; 5: 11–17.

9. Маянский А.Н. НАДФ-оксидаза нейтрофилов: активация и регуляция // Цитокины и воспаление. 2007; 6 (3): 3–13.

10. Senthilmohan R, Kettle AJ. Bromination and chlorination reactions of myeloperoxidase at physiological concentrations of bromide and chloride // Arch. Biochem. Biophys. 2006; 445 (2): 235–244. DOI: 10.1016/j. abb.2005.07.005.

11. Панасенко О.М., Сергиенко В.И. Галогенирующий стресс и его биомаркеры // Вестник Российской АМН. 2010; 1: 27–39.

12. Malle E., Marsche G., Arnhold J., Davies M.J. Modification of low-density lipoprotein by myeloperoxidase-derived oxidants and reagent hypochlorous acid // Biochim. Biophys. Acta. 2006; 1761 (4): 392–415. DOI: 10.1016/j.bbalip.2006.03.024.

13. Pattison D.I., Davies M.J. Reactions of myeloperoxidase-derived oxidants with biological substrates: gaining chemical insight into human inflammatory diseases // Cur. Med. Chem. 2006; 13 (27): 3271–3290. DOI: 10.2174/092986706778773095.

14. Davies M.J. Myeloperoxidase-derived oxidation: mechanisms of biological damage and its prevention // J. Clin. Biochem. Nutr. 2011; 48 (1): 8–19. DOI: 10.3164/jcbn.11-006fr.

15. Kato Y. Neutrophil myeloperoxidase and its substrates: formation of specific markers and reactive compounds during inflammation // J. Clin. Biochem. Nutr. 2016; 58 (2): 99-104. DOI: 10.3164/jcbn.15-104.

16. Klebanoff S.J. Myeloperoxidase: friend and foe // J. Leukocyte Biology. 2005; 77 (5): 598–625. DOI: 10.1189/ jlb.1204697.

17. Панасенко О.М., Горудко И.В., Соколов А.В. Хлорноватистая кислота как предшественник свободных радикалов в живых системах // Успехи биологической химии. 2013; 53: 195–244.

18. Kawai Y., Kiyokawa H., Kimura Y., Kato Y., Tsuchiya K., Terao J. Нypochlorous acid-derived modification of phospholipids: characterization of aminophospholipids as regulatory molecules for lipid peroxidation // Biochemistry. 2006; 45: 14201–14211. DOI: 10.1021/bi0610909.

19. Global Initiative for Asthma (GINA). Global strategy for asthma management and prevention (Updated 2016). URL: http://www.ginasthma.com.

20. Bakakos P., Schleich F., Alchanatis M., Louis R. Induced sputum in asthma: From bench to bedside // Curr. Med. Chem. 2011; 18 (10): 1415–1422. DOI: 10.2174/092986711795328337.

21. Pirogov A.B., Prikhod’ko A.G., Perelman Y.M., Zinovyev S.V, Afanasyeva E.Y., Kolosov V.P. Inflammatory pattern of the bronchial mucosa in patients with asthma with airway hyperresponsiveness to hypoosmotic stimulus // Bulletin of Experimental Biology and Medicine. 2016; 161 (4): 550–553. DOI: 10.1007/s10517-016-3458-3.

22. Пирогов А.Б., Приходько А.Г., Перельман Ю.М., Çиновьев С.В., Наумов Д.Е., Афанасьева Е.Ю. Воспалительно-клеточный состав индуцированной мокроты у больных бронхиальной астмой с разными типами реакции дыхательных путей на гиперосмолярный стимул // Бюллетень физиологии и патологии дыхания. 2016; 59: 8–15.

23. Naumov D.E., Perelman J.M., Kolosov V.P., Potapova T.A., Maksimov V.N., Zhou X. Transient receptor potential melastatin 8 gene polymorphism is associated with cold-induced airway hyperresponsiveness in bronchial asthma // Respirology. 2015; 20 (8): 1192–1197. DOI: 10.1111/resp.12605.

24. Naumov D.E., Kolosov V.P., Perelman J.M., Prikhodko A.G. Influence of TRPV4 gene polymorphisms on the development of osmotic airway hyperresponsiveness in patients with bronchial asthma // Doklady Biochemistry and Biophysics. 2016; 469 (1): 260–263. DOI: 10.1134/ S1607672916040074.

25. Старикова Э.А., Амчиславский Е.И., Соколов Д.И., Фрейдлин И.С., Полосухина Е.Р., Барышников А.Ю. Изменения поверхностного фенотипа ýндотелиальных клеток под влиянием провоспалительных и противовоспалительных цитокинов // Медицинская иммунология. 2003; 5 (1–2): 39–48.

26. Фрейдлин И.С. Паракринные и аутокринные механизмы цитокиновой иммунорегуляции // Иммунология. 2001; (5): 4-7.

27. Hammelmann E., Gelfand E.W. IL-5–induced airway eosinophilia the key to asthma? // Immunol. Rev. 2001; 179: 182–191. DOI: 10.1034/j.1600-065x.2001.790118.x.

28. Иванчук И.И., Огородова Л.М., Сазонов Э.А., Кобякова О.С., Попова И.С., Копьева А.П. Влияние рекомбинантного интерлейкина-5 на апоптотическую гибель ýозинофилов периферической крови больных бронхиальной астмой // Медицинская иммунология. 2004; 6 (1–2): 117–120.

29. Hogan S.P., Rosenberg H.F., Moqbel R., Phipps S., Foster P.S., Lacy P., Kay A.B., Rothenberg M.E. Eosinophils: biological properties and role in health and disease // Clinical & Experimental Allergy. 2008; 38 (5): 709–750. DOI: 10.1111/j.1365-2222.2008.02958.x.