cfpdБюллетень физиологии и патологии дыханияBulletin Physiology and Pathology of Respiration1998-5029Дальневосточный научный центр физиологии и патологии дыхания10.36604/1998-5029-2022-86-50-55cfpd-1055Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯORIGINAL RESEARCHОценка мембранного потенциала митохондрий иммунокомпетентных клеток крови при бронхиальной астме у детей в зависимости от контролируемости течения заболеванияAssessment of the membrane potential of mitochondria in immunocompetent blood cells of children with asthma, depending on controllability of the course of the diseaseСупрунЕ. Н.SuprunE. N.

Евгений Николаевич Супрун, канд. мед. наук, старший научный сотрудник, группа медико-экологических проблем здоровья матери и ребенка

680022, г. Хабаровск, ул. Воронежская 49, корп. 1

Evgeniy N. Suprun, MD, PhD (Med.), Senior Staff Scientist of the Group of Health and Environmental Problems of Mother and Child Health

 

iomid@yandex.ruХабаровский филиал Федерального государственного бюджетного учреждения «Дальневосточный научный центр физиологии и патологии Дыхания» - Научно-исследовательский институт охраны материнства и детстваKhabarovsk Branch of Far Eastern Scientific Center of Physiology and Pathology of Respiration - Research Institute of Maternity and Childhood Protection2022221220220865055Copyright © Супрун Е.Н., 20222022Супрун Е.Н.Suprun E.N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://cfpd.elpub.ru/jour/article/view/1055Цель

Цель. Изучение функционального состояния иммунокомпетентных клеток крови (ИКК) посред­ством оценки мембранного потенциала митохондрий (МПМ) при бронхиальной астме (БА) у детей в зависимости от контролируемости течения заболевания.

Материалы и методы

Материалы и методы. Обследовано 167 детей, страдающих БА, в возрасте от 1 до 17 лет, сформировано две группы: 1 - контролируемое течение БА (n=70), 2 - частично контроли­руемое и неконтролируемое течение БА (n=97). Оценка функционально-энергетического статуса ИКК проводилась методом проточной цитометрии с определением МПМ, использованием красителя JC-1.

Результаты

Результаты. Доля клеток со сниженным МПМ у больных БА в сравнении с условно здоровыми детьми была выше во всех пулах: лимфо­цитах (46,1% против 34,0%), моноцитах (12,0% против 9,0%), гранулоцитах (11,3% против 7,0%). Обнаружен более высокий процент клеток со сниженным МПМ в пулах моноцитов (15,4% против 8,8%) и гранулоцитов (13,8% против 6,7%) при неконтролируемом течении БА. Разработан и запатентован «Способ комплексной оценки энергетической обеспеченности иммунокомпетентных клеток крови». Согласно этой методике установлены сте­пени энергетического дефицита, релевантные контролю течения БА: в 1 группе энергетический дефицит отсут­ствует в 12,9% случаев, первая степень дефицита в 40%; вторая - в 20%, третья - в 27,1%; во второй группе - 11,3, 15,5, 42,2 и 31,0% случаев, соответственно.

Заключение

Заключение. Использование разработанного способа комплекс­ной оценки энергетической обеспеченности ИКК крови, как дополнительного к утвержденным медицинским стан­дартам метода, выполненного технически в быстрые сроки и с высокой точностью, позволяет провести раннюю доклиническую диагностику энергетически дефицитных состояний ИКК при БА; по степени выявленных нару­шений обоснованно определить выбор, объем необходимой терапии и оценить эффективность лечения.

Aim

Aim. To study the functional state of immunocompetent blood cells by assessing the membrane potential of mitochondria (MPM) in bronchial asthma in children, depending on the controllability of the course of the disease.

Materials and methods

Materials and methods. 167 children suffering from asthma aged from 1 to 17 years were examined, two groups were formed: 1 - controlled course of asthma (n=70), 2 - partially controlled and uncontrolled course of asthma (n=97). The functional and energetic status of immunocompetent blood cells was assessed by flow cytometry with determination of MPM using JC-1 dye.

Results

Results. The proportion of cells with reduced MPM in children with asthma in comparison with conditionally healthy children is higher in all pools - lymphocytes (46.1% vs. 34.0%), monocytes (12.0% vs. 9.0%), gran­ulocytes (11.3% vs. 7.0%). A higher percentage of cells with reduced MPM was found in the pools of monocytes (15.4% vs. 8.8%) and granulocytes (13.8% vs. 6.7%) with uncontrolled asthma. “Method for a comprehensive assessment of the energy security of immunocompetent blood cells” has been developed and patented. According to this method, the degrees of energy deficiency are relevant to the control of the course of asthma: in group 1, there is no energy deficit in 12.9% of cases, the first degree of deficiency in 40%, the second in 20%, the third in 27.1%; in the second group - 11,3%, 15,5%, 42,2%, 31,0% accordingly.

Conclusion

Conclusion. The use of the developed method for a comprehensive assessment of the energy security of immunocompetent blood cells as an additional method to the approved medical standards, technically performed in a short time and with high accuracy, makes it possible to conduct early preclinical diagnostics of energy-deficient con­ditions of immunocompetent blood cells in asthma; according to the degree of disturbances detected, it is reasonable to determine the choice, the amount of necessary therapy and evaluate the effectiveness of treatment.

иммунокомпетентные клетки кровимембранный потенциал митохондрийдетибронхиальная астмаконтроль течения астмыimmunocompetent blood cellsmitochondrial membrane potentialchildrenbronchial asthmaasthma controlReferencesNguyen-Thi-Dieu T., Le-Thi-Thu H., Duong-Quy S. The profile of leucocytes, CD3+, CD4+, and CD8+ T cells, and cytokine concentrations in peripheral blood of children with acute asthma exacerbation // J. Int. Med. Res. 2017. Vol.45, Iss.6. P.1658-1669. https://doi.org/10.1177/0300060516680439Nguyen-Thi-Dieu T., Le-Thi-Thu H., Duong-Quy S. The profile of leucocytes, CD3+, CD4+, and CD8+ T cells, and cytokine concentrations in peripheral blood of children with acute asthma exacerbation. J. Int. Med. Res. 2017; 45(6):1658-1669. https://doi.org/10.1177/0300060516680439Huber M., Lohoff M. Change of paradigm: CD8+ T cells as important helper for CD4+ T cells during asthma and autoimmune encephalomyelitis // Allergo J. Int. 2015. Vol.24, Iss.1. P.8-15. https://doi.org/10.1007/s40629-015-0038-4Huber M., Lohoff M. Change of paradigm: CD8+ T cells as important helper for CD4+ T cells during asthma and autoimmune encephalomyelitis. Allergo J. Int. 2015; 24(1):8-15. https://doi.org/10.1007/s40629-015-0038-4Lourenço O., Fonseca A.M., Taborda-Barata L. Human CD8+ T Cells in Asthma: Possible Pathways and Roles for NK-Like Subtypes // Front. Immunol. 2016. Vol.7. Article number: 638. https://doi.org/10.3389/fimmu.2016.00638Lourenço O., Fonseca A.M., Taborda-Barata L. Human CD8+ T Cells in Asthma: Possible Pathways and Roles for NK-Like Subtypes. Front. Immunol. 2016; 7:638. https://doi.org/10.3389/fimmu.2016.00638Kim J.H., Jang Y.J. Role of Natural Killer Cells in Airway Inflammation // Allergy Asthma Immunol. Res. 2018. Vol.10, Iss.5. P.448-456. https://doi.org/10.4168/aair.2018.10.5.448Kim J.H., Jang Y.J. Role of Natural Killer Cells in Airway Inflammation. Allergy Asthma Immunol. Res. 2018; 10(5):448-456. https://doi.org/10.4168/aair.2018.10.5.448Hilvering B., Hinks T.S.C., Stoger L., Marchi E., Salimi M., Shrimanker R., Liu W., Chen W., Luo J., Go S., Powell T., Cane J., Thulborn S., Kurioka A., Leng T., Matthews J., Connolly C., Borg C., Bafadhel M., Willberg C.B., Ramasamy A., Djukanovic R., Ogg G., Pavord I.D., Klenerman P., Xue L. Synergistic activation of pro-inflammatory type-2 CD8+ T lymphocytes by lipid mediators in severe eosinophilic asthma // Mucosal Immunol. 2018. Vol.11, Iss.5. P.1408-1419. https://doi.org/10.1038/s41385-018-0049-9Hilvering B., Hinks T.S.C., Stoger L., Marchi E., Salimi M., Shrimanker R., Liu W., Chen W., Luo J., Go S., Powell T., Cane J., Thulborn S., Kurioka A., Leng T., Matthews J., Connolly C., Borg C., Bafadhel M., Willberg C.B., Ramasamy A., Djukanovic R., Ogg G., Pavord I.D., Klenerman P., Xue L. Synergistic activation of pro-inflammatory type-2 CD8+ T lymphocytes by lipid mediators in severe eosinophilic asthma. Mucosal Immunol. 2018; 11 (5): 1408—1419. https://doi.org/10.1038/s41385-018-0049-9Pascual M., Suzuki M., Isidoro-Garcia M., Padron J., Turner T., Lorente F., Davila I., Greally J.M. Epigenetic changes in B lymphocytes associated with house dust mite allergic asthma // Epigenetics. 2011. Vol.6, Iss.9. P.1131-1137. https://doi.org/10.4161/epi.6.9.16061Pascual M., Suzuki M., Isidoro-Garcia M., Padron J., Turner T., Lorente F., Davila I., Greally J.M. Epigenetic changes in B lymphocytes associated with house dust mite allergic asthma. Epigenetics 2011; 6(9):1131-1137. https://doi.org/10.4161/epi.6.9.16061Luo J., Guo H., Liu Z., Peng T., Hu X., Han M., Yang X., Zhou X., Li H. Analysis of Peripheral B Cell Subsets in Patients With Allergic Rhinitis // Allergy Asthma Immunol. Res. 2018. Vol.10, Iss.3. P.236-243. https://doi.org/10.4168/aair.2018.10.3.236Luo J., Guo H., Liu Z., Peng T., Hu X., Han M., Yang X., Zhou X., Li H. Analysis of Peripheral B Cell Subsets in Patients With Allergic Rhinitis. Allergy Asthma Immunol. Res. 2018; 10(3):236-243. https://doi.org/10.4168/aair.2018.10.3.236Фрелих Г.А., Поломеева Н.Ю., Васильев А.С., Удут В.В. Современные методы оценки функционального состояния митохондрий // Сибирский медицинский журнал (Томск). 2013. Т.28, №3. С.7-13. EDN: TUJJHZ.Frelikh G.A., Polomeeva N.U., Vasil'ev A.S., Udut V.V. [State-of-the art methods of evaluation of mitochondrial function]. Siberian Medical Journal (Tomsk) 2013; 28(3):7-13 (in Russian).Angajala A., Lim S., Phillips J.B., Kim J.H., Yates C., You Z., Tan M. Diverse roles of mitochondria in immune responses: novel insights into immuno-metabolism // Front. Immunol. 2018. Vol.9. Article number: 1605. https://doi.org/10.3389/fimmu.2018.01605Angajala A., Lim S., Phillips J.B., Kim J.H., Yates C., You Z., Tan M. Diverse roles of mitochondria in immune responses: novel insights into immuno-metabolism. Front. Immunol. 2018; 9:1605. https://doi.org/10.3389/fimmu.2018.01605Vodounon C.A., Chabi C.B, Skibo Y.V., Ezin V., Aikou N., Kotchoni S.O., Akpona S.A., Baba-Moussa L., Abramova Z.I. Influence of the programmed cell death of lymphocytes on the immunity of patients with atopic bronchial asthma // Allergy Asthma Clin. Immunol. 2014. Vol.10, Iss.1. Article number: 14. https://doi.org/10.1186/1710-1492-10-14Vodounon C.A., Chabi C.B, Skibo Y.V., Ezin V., Aikou N., Kotchoni S.O., Akpona S.A., Baba-Moussa L., Abramova Z.I. Influence of the programmed cell death of lymphocytes on the immunity of patients with atopic bronchial asthma. Allergy Asthma Clin. Immunol. 2014; 10(1):14. https://doi.org/10.1186/1710-1492-10-14Денисенко Ю.К., Новгородцева Т.П., Кондратьева Е.В., Жукова Н.В., Антонюк М.В., Кнышова В.В., Минеева Е.Е.. Морфофункциональное состояние митохондрий клеток крови при бронхиальной астме // Клиническая медицина. 2015. Т.93, №10. С.47-51. EDN: UYABQN.Denisenko Yu.K., Novgorodtseva T.P., Kondrat'eva E.V., Zhukova N.V., Antonyuk M.V., Knyshova V.V., Mineeva E.E. [Morpho-functional characteristics of blood cell mitochondria in bronchial asthma]. Klin. Med (Mosk) 2015; 93(10):47-51 (in Russian). PMID: 26964466.Денисенко Ю.К., Новгородцева Т.П., Антонюк М.В., Гвозденко Т.А., Жукова Н.В., Виткина Т.И., Гельцер Б.И. Патогенетические особенности мембранных нарушений иммунокомпетентных клеток при сочетанном течении бронхиальной астмы и хронической обструктивной болезни легких // Пульмонология. 2018. Т.28, №6. С.647654. EDN: RAJVWP. https://doi.org/10.18093/0869-0189-2018-28-6-647-654Denisenko Yu.K., Novgorodtseva T.P., Antonyuk M.V., Gvozdenko T.A., Zhukova N.V., Vitkina T.I., Gel'tser B.I. [Pathogenesis of immune cell membrane abnormalities in comorbidity of chronic obstructive pulmonary disease and asthma]. Pulmonologiya 2018; 28(6):647-654 (in Russian). https://doi.org/10.18093/0869-0189-2018-28-6-647-654Федеральные клинические рекомендации по диагностике и лечению бронхиальной астмы. М.: Российское респираторное общество, 2021. URL: https://www.spulmo.ru/upload/kr/BA_2021.pdf[Federal clinical guidelines for the diagnosis and treatment of bronchial asthma]. Moscow: Russian Respiratory Society; 2021 (in Russian). Available at: https://www.spulmo.ru/upload/kr/BA_2021.pdfЛяпина С.А., Федотова Г.Г. Реактивные изменения нейтрофилов при бронхолегочных заболеваниях // Современные проблемы науки и образования. 2018. №6. С.66. EDN: YVMKOT.Lyapina S.A., Fedotova G.G. [Reactive changes of neutrophiles in bronchopulmonary diseases]. Modern problems of science and education 2018; 6:66 (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.