cfpdБюллетень физиологии и патологии дыханияBulletin Physiology and Pathology of Respiration1998-5029Дальневосточный научный центр физиологии и патологии дыхания10.36604/1998-5029-2021-81-45-54cfpd-959Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯORIGINAL RESEARCHСезонная динамика холодовой гиперреактивности дыхательных путей у больных бронхиальной астмойSeasonal dynamics of cold airway hyperresponsiveness in patients with asthmaПриходькоА. Г.PrikhodkoA. G.

Анна Григорьевна Приходько - доктор медицинских наук, главный научный сотрудник, лаборатория функциональных методов исследования дыхательной системы.

675000, Благовещенск, ул. Калинина, 22

Аnnа G. Prikhodko - MD, PhD, DSc (Med.), Main Staff Scientist, Laboratory of Functional Research of Respiratory System.

22 Kalinina Str., Blagoveshchensk, 675000

prih-anya@ya.ruПерельманЮ. М.PerelmanJ. M.

Юлий Михайлович Перельман - член-корреспондент РАН, доктор медицинских наук, профессор, зам. директора по научной работе, зав. лабораторией функциональных методов исследования дыхательной системы.

675000, Благовещенск, ул. Калинина, 22

Juliy M. Perelman - MD, PhD, DSc (Med.), Corresponding member of RAS, Рrofessor, Deputy Director on Scientific Work, Head of Laboratory of Functional Research of Respiratory System.

22 Kalinina Str., Blagoveshchensk, 675000

Федеральное государственное бюджетное научное учреждение Дальневосточный научный центр физиологии и патологии дыханияРоссияFar Eastern Scientific Center of Physiology and Pathology of RespirationRussian Federation2021290920210814554Copyright © Приходько А.Г., Перельман Ю.М., 20212021Приходько А.Г., Перельман Ю.М.Prikhodko A.G., Perelman J.M.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://cfpd.elpub.ru/jour/article/view/959Введение

Введение. Бронхоспастическая реакция на холодный воздух у больных бронхиальной астмой (БА), приводящая к ухудшению контроля болезни – одна из серьёзных проблем северных стран мира.

Цель

Цель. Оценить сезонную динамику реакции дыхательных путей (ΔОФВ1ХВ) на холодовую бронхопровокацию у больных БА с холодовой гиперреактивностью дыхательных путей (ХГДП). Материалы и методы. Из 513 больных БА, прошедших первичное бронхопровокационное тестирование, в ретроспективном анализе приняли участие 273 пациентов (140 женщин; 133 мужчины) с выявленной ХГДП. Дизайн включал объективизацию клинических данных по вопроснику Asthma Control Test (АСТ, Quality Metric Inc., 2002), скрининг-анкете по выявлению клинических симптомов реагирования на низкую температуру воздуха в повседневной жизни; оценку базовой функции внешнего дыхания; бронхопровокационную пробу 3-минутной изокапнической гипервентиляции холодным (-20ºС) воздухом (ИГХВ).

Результаты

Результаты. На момент тестирования средний возраст больных был 34,8±0,87 лет, ОФВ1 88,5±1,3% долж., ОФВ 1/ЖЕЛ 70,9±0,7%; АСТ 16 (12; 19) баллов. В среднем по группе ΔОФВ1ХВ составил -19,2±0,6%. Частота выявления ХГДП в зимний сезон года составляла 22%, весенний – 34%, летний – 22%, осенний – 24% (р>0,05). Минимальные изменения ОФВ 1 на пробу ИГХВ зарегистрированы в мае-июне (среднее значение ΔОФВ1ХВ -16,2±1,3

и -14,5±1,6%, соответственно) и были достоверно меньше в сравнении с февралём (-21,9±2,3%, р˂0,05) и апрелем (-23,0±2,36%, р˂0,01). Найдена корреляционная связь между среднемесячными значениями метеопараметров и ХГДП, а также значением АСТ в баллах и ΔОФВ1ХВ, (r=0,16; р=0,018).

Заключение

Заключение. Сезонные изменения силы действия метеорологических факторов влекут за собой изменение в реакции дыхательных путей на холодовую бронхопровокацию, а также способствуют потере контроля над астмой. Максимальные значения ХГДП приходятся на февраль-апрель, август, ноябрь. Полученные данные отражают наличие сложного взаимодействия физических факторов окружающей среды в индукции сезонных флюктуаций ХГДП, что требует поиска конкретных механизмов формирования измененной бронхиальной реактивности, связанных с характеристиками молекулярной рецепции низких температур и влажности в дыхательных путях человека.

Introduction

Introduction. Cold air-induced bronchoconstriction in patients with asthma, leading to a breakdown in disease control, is one of the most serious problems in the northern countries of the world.

Aim

Aim. To assess the seasonal dynamics of the airway response (ΔFEV1CA) to cold bronchoprovocation in asthma patients with cold airway hyperresponsiveness (CAHR).

Materials and methods

Materials and methods. Out of 513 asthma patients who underwent primary bronchoprovocation testing, 273 patients (140 women; 133 men) with diagnosed CAHR took part in the retrospective analysis. The design objectification of clinical data using the Asthma Control Test questionnaire (ACT, Quality Metric Inc., 2002), a screening questionnaire for identifying clinical symptoms of response to low ambient temperature in everyday life; assessment of the lung function; bronchoprovocation test of 3-minute isocapnic hyperventilation with cold (-20ºC) air (IHCA).

Results

Results. At the time of testing, the average age of patients was 34.8±0.87 years, FEV1 88.5±1.3% of predicted, FEV1/VC 70.9±0.7%; ACT 16 (12; 19) points. On average in the group, ΔFEV1CA was -19.2±0.6%. The frequency of CAHR detection in the winter was 22%, spring – 34%, summer – 22%, autumn – 24% (p>0.05). The minimum changes in FEV1 in response to IHCA were recorded in May-June (mean value ΔFEV1CA -16.2±1.3 and -14.5±1.6%, respectively) and were significantly less in comparison with February (-21.9±2.3%, p˂0.05) and April (-23.0±2.36%, p˂0.01). A correlation has been found between the monthly mean values of meteorological parameters and CAHR, as well as the value of ACT in points and ΔFEV1 (r=0.16; p=0.018).

Conclusion

Conclusion. Seasonal changes in the strength of the action of meteorological factors produce a change in the response of the airways to cold bronchoprovocation, and contribute to the loss of asthma control. The maximum values of CAHR fall on February-April, August, November. The data obtained reflect the presence of a complex  interaction of physical environmental factors in the induction of seasonal fluctuations of CAHR, which requires a search for specific mechanisms for the formation of altered airway reactivity associated with the characteristics of molecular reception of low temperatures and humidity in the human airways.

бронхиальная астмахолодовая гиперреактивность дыхательных путейсезоны годаметеофаторыфункция внешнего дыханияконтроль над астмойasthmacold airway hyperresponsivenessseasonsmeteorological factorslung functionasthma controlReferencesГеография Амурской области / под ред. Н.Г.Павлюк. Изд. 2-е, испр. и доп. Благовещенск: Зея, 2005. 288 с.Pavlyuk N.G., editor. Geography of the Amur region. Blagoveshchensk: Zeya; 2005 (in Russian).Миррахимов М.М., Колосов В.П., Сооронбаев Т.М., Перельман Ю.М. Респираторная система в экстремальных природных условиях. Бишкек: Турар, 2011. 140 с.Mirrakhimov M.M., Kolosov V.P., Sooronbaev T.M., Perelman J.M. Respiratory system in extreme environmental conditions. Bishkek: Turar; 2011 (in Russian).Bougault V., Turmel J., St-Laurent J., Bertrand M., Boulet L.P. Asthma, airway inflammation and epithelial damage in swimmers and cold-air athletes // Eur. Respir. J. 2009. Vol.33, №4. P.740–746. https://doi.org/10.1183/09031936.00117708Bougault V., Turmel J., St-Laurent J., Bertrand M., Boulet L.P. Asthma, airway inflammation and epithelial damage in swimmers and cold-air athletes. Eur. Respir. J. 2009; 33(4):740–746. https://doi.org/10.1183/09031936.00117708Приходько А.Г., Перельман Ю.М. Респираторный теплообмен и холодовая реактивность дыхательных путей у здоровых людей // Бюллетень физиологии и патологии дыхания. 1999. Вып.5. С.11–18.Prikhodko A.G., Perelman J.M. Respiratory heat exchange and cold airway reactivity in healthy subjects. Bûlleten' fiziologii i patologii dyhaniâ = Bulletin Physiology and Pathology of Respiration 1999; (5):11–18 (in Russian).Sue-Chu M. Winter sports athletes: long-term effects of cold air exposure // Br. J. Sports Med. 2012. Vol.46, №6. P.397–401. https://doi.org/10.1136/bjsports-2011-090822Sue-Chu M. Winter sports athletes: long-term effects of cold air exposure. Br. J. Sports Med. 2012; 46(6):397–401. https://doi.org/10.1136/bjsports-2011-090822Harju T., Mäkinen T., Näyhä S., Laatikainen T., Jousilahti P., Hassi J. Cold-related respiratory symptoms in the general population // Clin. Respir. J. 2010. Vol.4, №3. P.176–185. https://doi.org/10.1111/j.1752-699X.2009.00172.xHarju T., Mäkinen T., Näyhä S., Laatikainen T., Jousilahti P., Hassi J. Cold-related respiratory symptoms in the general population. Clin. Respir. J. 2010; 4(3):176–185. https://doi.org/10.1111/j.1752-699X.2009.00172.xIkäheimo T.M., Jokelainen J., Näyhä S., Laatikainen T., Jousilahti P., Laukkanen J., Jaakkola J.J.K. Cold weatherrelated cardiorespiratory symptoms predict higher morbidity and mortality // Environ. Res. 2020. Vol.191. Article number: 110108. https://doi.org/10.1016/j.envres.2020.110108Ikäheimo T.M., Jokelainen J., Näyhä S., Laatikainen T., Jousilahti P., Laukkanen J., Jaakkola J.J.K. Cold weatherrelated cardiorespiratory symptoms predict higher morbidity and mortality. Environ. Res. 2020; 191:110108. https://doi.org/10.1016/j.envres.2020.110108Näyhä S., Hassi J., Jousilahti P., Laatikainen T., Ikäheimo T.M. Cold-related symptoms among the healthy and sick of the general population: National FINRISK Study data, 2002 // Public Health. 2011. Vol.125, №6. Р.380–388. https://doi.org/10.1016/j.puhe.2011.02.014Näyhä S., Hassi J., Jousilahti P., Laatikainen T., Ikäheimo T.M. Cold-related symptoms among the healthy and sick of the general population: National FINRISK Study data, 2002. Public Health 2011; 125(6):380–388. https://doi.org/10.1016/j.puhe.2011.02.014Приходько А.Г., Перельман Ю.М., Колосов В.П. Гиперреактивность дыхательных путей. Владивосток: Дальнаука, 2011. 204 с.Prikhodko A.G., Perelman J.M., Kolosov V.P. Airway hyperresponsiveness. Vladivostok: Dal'nauka; 2011 (in Russian).Kim Y.H., Jang T.Y. Usefulness of the subjective cold hyperresponsiveness scale as evaluated by cold dry air provocation // Am. J. Rhinol. Allergy. 2012. Vol.26, №1. Р.45–48. https://doi.org/10.2500/ajra.2012.26.3694Kim Y.H., Jang T.Y. Usefulness of the subjective cold hyperresponsiveness scale as evaluated by cold dry air provocation. Am. J. Rhinol. Allergy 2012; 26(1):45–48. https://doi.org/10.2500/ajra.2012.26.3694Koskela H.O., Koskela A.K., Tukiaineu H.O. Bronchoconstriction due to cold weather in COPD. The roles of direct airway effects and cutaneous reflex mechanisms // Chest. 1996. Vol.110, №3. Р.632–636. https://doi.org/10.1378/chest.110.3.632. PMID: 8797403Koskela H.O., Koskela A.K., Tukiaineu H.O. Bronchoconstriction due to cold weather in COPD. The roles of direct airway effects and cutaneous reflex mechanisms. Chest 1996; 110(3):632–636. https://doi.org/10.1378/chest.110.3.632Koskela H.O. Cold air-provoked respiratory symptoms: the mechanisms and management // Int. J. Circumpolar Health. 2007. Vol.66, №2. P.91–100. https://doi.org/10.3402/ijch.v66i2.18237Koskela H.O. Cold air-provoked respiratory symptoms: the mechanisms and management. Int. J. Circumpolar Health 2007; 66(2):91–100. https://doi.org/10.3402/ijch.v66i2.18237Millqvist E., Bengtsson U., Bake B. Occurrence of breathing problems induced by cold climate in asthmatics – a questionnaire survey // Eur. J. Respir. Dis. 1987. Vol.71, №5. Р.444–449.Millqvist E., Bengtsson U., Bake B. Occurrence of breathing problems induced by cold climate in asthmatics – a questionnaire survey. Eur. J. Respir. Dis. 1987; 71(5):444–449.Афанасьева Е.Ю., Приходько А.Г., Перельман Ю.М. Влияние влажности окружающей среды на клиникофункциональные особенности течения заболевания у больных бронхиальной астмой // Бюллетень физиологии и патологии дыхания. 2020. Вып.76. С.19–26. https://doi.org/10.36604/1998-5029-2020-76-19-26Afanaseva E.Yu., Prikhodko A.G., Perelman J.M. Influence of environmental humidity on clinical and functional features of the course of asthma. Bûlleten' fiziologii i patologii dyhaniâ = Bulletin Physiology and Pathology of Respiration 2020; (76):19–26 (in Russian). https://doi.org/10.36604/1998-5029-2020-76-19-26Перельман Ю.М., Прилипко Н.С. Гиперреактивность дыхательных путей при хроническом бронхите // Бюллетень физиологии и патологии дыхания. 1998. Вып.1. С.28–34.Perelman J.M., Prilipko N.S. Airway hyperеactivity in patients with chronic bronchitis. Bûlleten' fiziologii i patologii dyhaniâ = Bulletin Physiology and Pathology of Respiration 1998; (1):28–34 (in Russian).Хижняк Ю.Ю., Перельман Ю.М., Колосов В.П. Сезонная динамика проходимости и реактивности дыхательный путей у больных бронхиальной астмой в условиях муссонного климата // Тихоокеанский медицинский журнал. 2009. №1. С.82–84.Khizhniak J.J., Perelman J.M., Kolosov V.P. Seasonal dynamics of airway patency and reactivity in patients with bronchial asthma in a monsoon climate. Tikhookeanskiy meditsinskiy zhurnal = Pacific Medical Journal 2009; (1):82–84 (in Russian).Pellegrino R., Viegi G., Brusasco V., Crapo R.O., Burgos F., Casaburi R., Coates A., Van der Grinten C.P.M., Gustafsson P., Hankinson J., Jensen R., Johnson D.C., MacIntyre N., McKay R., Miller M.R., Navajas D., Pedersen O.F., Wanger J. Interpretative strategies for lung function tests // Eur. Respir. J. 2005. Vol.26, №5. P.948–968. https://doi.org/10.1183/09031936.05.00035205Pellegrino R., Viegi G., Brusasco V., Crapo R.O., Burgos F., Casaburi R., Coates A., Van der Grinten C.P.M., Gustafsson P., Hankinson J., Jensen R., Johnson D.C., MacIntyre N., McKay R., Miller M.R., Navajas D., Pedersen O.F., Wanger J. Interpretative strategies for lung function tests. Eur. Respir. J. 2005; 26(5):948–968. https://doi.org/10.1183/09031936.05.00035205Graham B.L., Steenbruggen I., Miller M.R., Barjaktarevic I.Z., Cooper B.G., Hall G.L., Hallstrand T.S., Kaminsky D.A., McCarthy K., McCormack M.C., Oropez C.E., Rosenfeld M., Stanojevic S., Swanney M.P., Thompson B.R. Standardization of Spirometry 2019 Update. An Official American Thoracic Society and European Respiratory Society Technical Statement // Am. J. Respir. Crit. Care Med. 2019. Vol.200, №8. Р.e70–e88. https://doi.org/10.1164/rccm.201908-1590STGraham B.L., Steenbruggen I., Miller M.R., Barjaktarevic I.Z., Cooper B.G., Hall G.L., Hallstrand T.S., Kaminsky D.A., McCarthy K., McCormack M.C., Oropez C.E., Rosenfeld M., Stanojevic S., Swanney M.P., Thompson B.R. Stan dardization of Spirometry 2019 Update. An Official American Thoracic Society and European Respiratory Society Technical Statement // Am. J. Respir. Crit. Care Med. 2019; 200(8):e70–e88. https://doi.org/10.1164/rccm.201908-1590STSterk P.J. , Fabbri L.M., Quanjer Ph.H., Cockcroft D.W., O´Byrne P.M., Anderson S.D., Juniper E.F., Malo J-L. Airway responsiveness // Eur. Respir J. 1993.Vol.6, №16. Р.53–83. https://doi.org/10.1183/09041950.053s1693Sterk P.J. , Fabbri L.M., Quanjer Ph.H., Cockcroft D.W., O´Byrne P.M., Anderson S.D., Juniper E.F., Malo J-L. Airway responsiveness. Eur. Respir. J. 1993; 6(16):53–83. https://doi.org/10.1183/09041950.053s1693.Borak J., Lefkowitz R.Y. Bronchial hyperresponsiveness // Occup. Med. (Lond). 2016. Vol.66, №2. P.95–105. https://doi.org/10.1093/occmed/kqv158Borak J., Lefkowitz R.Y. Bronchial hyperresponsiveness. Occup. Med. (Lond) 2016; 66(2):95–105. https://doi.org/10.1093/occmed/kqv158Ульянычев Н.В. Системность научных исследований в медицине. Saarbrücken: LAP LAMBERT, 2014. 140 с.Ul'yanychev N.V. Systematic research in medicine. Saarbrücken: LAP LAMBERT; 2014 (in Russian).Gavhed D., Mäkinen T., Holmér I., Rintamäki H. Face temperature and cardiorespiratory responses to wind in thermoneutral and cool subjects exposed to -10 degrees C // Eur. J. Appl. Physiol. 2000. Vol.83, №4-5. Р.449–456. https://doi.org/10.1007/s004210000262Gavhed D., Mäkinen T., Holmér I., Rintamäki H. Face temperature and cardiorespiratory responses to wind in thermoneutral and cool subjects exposed to -10 degrees C. Eur. J. Appl. Physiol. 2000; 83(4-5):449–456. https://doi.org/10.1007/s004210000262Kotaniemi J.T., Latvala J., Lundbäck B., Sovijärvi A., Hassi J., Larsson K. Does living in a cold climate or recreational skiing increase the risk for obstructive respiratory diseases or symptoms? // Int. J. Circumpolar Health. 2003. Vol.62, №2. Р.142–157. https://doi.org/10.3402/ijch.v62i2.17548Kotaniemi J.T., Latvala J., Lundbäck B., Sovijärvi A., Hassi J., Larsson K. Does living in a cold climate or recreational skiing increase the risk for obstructive respiratory diseases or symptoms? Int. J. Circumpolar Health 2003; 62(2):142–157. https://doi.org/10.3402/ijch.v62i2.17548Koskela H., Tukiainen H. Facial cooling, but not nasal breathing of cold air, induces bronchoconstriction: a study in asthmatic and healthy subjects // Eur. Respir. J. 1995. Vol.8, №12. Р.2088–2093. https://doi.org/10.1183/09031936.95.08122088Koskela H., Tukiainen H. Facial cooling, but not nasal breathing of cold air, induces bronchoconstriction: a study in asthmatic and healthy subjects. Eur. Respir. J. 1995; 8(12):2088–2093. https://doi.org/10.1183/09031936.95.08122088Колосов В.П., Манаков Л.Г., Кику П.Ф., Полянская Е.В. Заболевания органов дыхания на Дальнем Востоке России: эпидемиологические и социально-гигиенические аспекты. Владивосток: Дальнаука, 2013. 220 с.Kolosov V.P., Manakov L.G., Kiku P.F., Polyanskaya E.V. Respiratory diseases in the Russian Far East: epidemiological and socio-hygienic aspects. Vladivostok: Dal’nauka; 2013 (in Russian).Mourtzoukou E.G., Falagas M.E. Exposure to cold and respiratory tract infections // Int. J. Tuberc. Lung Dis. 2007. Vol.11, №9. Р.938–943.Mourtzoukou E.G., Falagas M.E. Exposure to cold and respiratory tract infections. Int. J. Tuberc. Lung Dis. 2007; 11(9):938-43.Wilkinson T.M., Donaldson G.C., Johnston S.L., Openshaw P.J., Wedzicha J.A. Respiratory syncytial virus, airway inflammation, and FEV1 decline in patients with chronic obstructive pulmonary disease // Am. J. Respir. Crit. Care Med. 2006.Vol.173, №8. Р.871–876. https://doi.org/10.1164/rccm.200509-1489OCWilkinson T.M., Donaldson G.C., Johnston S.L., Openshaw P.J., Wedzicha J.A. Respiratory syncytial virus, airway inflammation, and FEV1 decline in patients with chronic obstructive pulmonary disease. Am. J. Respir. Crit. Care Med. 2006; 173(8):871–876. https://doi.org/10.1164/rccm.200509-1489OCNaumov 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. Vol.20, №8. P.1192–1197. https://doi.org/10.1111/resp.12605Naumov 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. https://doi.org/10.1111/resp.12605Naumov D., Perelman J., Prikhodko A., Kolosov V., Sheludko E. Role of TRPV1 and TRPV2 gene polymorphisms in the development of airway hyperresponsiveness to osmotic stimuli in patients with asthma // Eur. Respir. J. 2016. Vol.48, Suppl.60. PA1197Naumov D., Perelman J., Prikhodko A., Kolosov V., Sheludko E. Role of TRPV1 and TRPV2 gene polymorphisms in the development of airway hyperresponsiveness to osmotic stimuli in patients with asthma. Eur. Respir. J. 2016; 48(Suppl.60):PA1197.Afanaseva E.Y., Prikhodko A.G., Kotova O.O., Naumov D.E., Kolosov V.P., Perelman J.M. Interrelationships between ambient air humidity, asthma control, airway responsiveness to hypoosmolar stimulus in patients with different genotypes of rs6606743 single nucleotide polymorphism of TRPV4 gene // Am. J. Respir. Crit. Care Med. 2021. Vol.203. A3120. https://doi.org/10.1164/ajrccm-conference.2021.203.1_MeetingAbstracts.A3120Afanaseva E.Y., Prikhodko A.G., Kotova O.O., Naumov D.E., Kolosov V.P., Perelman J.M. Interrelationships between ambient air humidity, asthma control, airway responsiveness to hypoosmolar stimulus in patients with different genotypes of rs6606743 single nucleotide polymorphism of TRPV4 gene. Am. J. Respir. Crit. Care Med. 2021; 203:A3120. https://doi.org/10.1164/ajrccm-conference.2021.203.1_MeetingAbstracts.A3120

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