Нейтрофилы и миелопероксидаза дыхательных путей больных бронхиальной астмой при холод-индуцированном бронхоспазме

Введение. Роль нейтрофильного воспаления бронхов больных бронхиальной астмой (БА) в разви­тии и реализации холодовой гиперреактивности дыхательных путей (ХГДП) недостаточно исследована.

Цель. Оценить уровень нейтрофилов и активность миелопероксидазы (МПО) в бронхах больных БА при холод-индуцированном бронхоспазме.

Материалы и методы. У 138 больных БА среднетяжелого и легкого течения с ХГДП изучали уровень контроля над заболеванием (АСТ), функцию внешнего дыхания (ОФВ₁), исследовали мокроту до и после проведения бронхопровокационной пробы изокапнической гипервентиляции холодным воздухом (ИГХВ). В образцах мокроты оценивали содержание нейтрофилов, эозинофилов и клеток бронхиального эпителия (структурно целостных цилиндрических реснитчатых и бокаловидных), цитохимическим методом изучали содер­жание и активность МПО в нейтрофилах.

Результаты. Больные разделены на три группы: 1 группа (n=94) - па­циенты с лёгким холод-индуцированным бронхоспазмом, 2 группа (n=28) - с бронхоспазмом средней степени, 3 группа (n=16) - с тяжелым бронхоспазмом (АОФВ₁=-13,5±0,3; -24,6±0,5; -36,9±1,5%, соответственно). Больные не отличались по уровню контроля над астмой (16 [12; 21]; 16 [13; 20] и 16 [12; 21] баллов АСТ, соответственно). Больные 3 группы имели более низкие значения бронхиальной проходимости по сравнению с 1 и 2 группами: ОФВ₁ 79,4±3,2; 92,4±1,7 (р<0,01); 92,1±2,9% и СОС_25-75 46,4±4,3; 66,1±2,5 (р<0,001); 63,2±4,0% (р<0,01). В мокроте после пробы ИГХВ во 2 и 3 группах регистрировалось увеличение количества нейтрофилов с 35,5±3,9 до 46,0±3,8% (р<0,05) и с 39,0±3,8 до 52,4±4,4% (р<0,05), соответственно, тогда как число нейтрофилов в 1 группе не изменялось (43,2±2,4 и 44,3±2,1%). Содержание МПО в ответ на пробу ИГХВ во всех группах достоверно по­вышалось более чем на 30% (р<0,05).

Заключение. Мобилизация нейтрофилов в смешанном паттерне воспаления дыхательных путей больных БА ассоциирована с утяжелением холод-индуцированного бронхоспазма. Увеличение содержания МПО в гранулах нейтрофилов в ответ на действие холодного воздуха направлено на усиление секре­ции фермента в интерстиций, активизацию его окислительной деятельности в дыхательных путях и эскалацию оксидативного/галогенирующего стресса, сопровождающего бронхоспазм.

1. Приходько А.Г., Перельман Ю.М., Колосов В.П. Гиперреактивность дыхательных путей. Владивосток: Даль-наука, 2011. 204 с. ISBN: 978-5-8044-1220-4. EDN: POBRZA.

2. Пирогов А.Б., Колосов В.П., Перельман Ю.М., Приходько А.Г., Зиновьев С.В., Гассан Д.А., Мальцева Т.А. Особенности воспалительных паттернов бронхов и клинико-функциональная характеристика тяжелой неконтролируемой астмы у больных с холодовой гиперреактивностью дыхательных путей // Пульмонология. 2016. Т.26, №6. С.701-707. EDN: XXMMEP. https://doi.org/10.18093.086901892016266701707

3. Hastie A.T., Moore W.C., Meyers D.A., Vestal P.L., Li H., Peters S.P., Bleecker E.R. Аnalyses of asthma severity phenotypes and inflammatory proteins in subjects stratified by sputum granulocytes // J. Allergy Clin. Immunol. 2010. Vol.125, Iss.5. Р.1028-1036. https://doi.org/10.1016/j.jaci.2010.02.008

4. Gao H., Ying S., Dai Y. Pathological roles of neutrophil-mediated inflammation in asthma and its potential for therapy as a target // J. Immunol. Res. 2017. Vol. 2017. Article number: 3743048. https://doi.org/10.1155/2017/3743048

5. Ray A., Kolls J.K. Neutrophilic inflammation in asthma and association with disease severity // Trends Immunol. 2017. Vol.38, Iss.12. Р.942-954. https://doi.org/10.1016/j.it.2017.07.003

6. Arora P., Ansari S. Role of various mediators in inflammation of asthmatic airways // Asthma - Biological Evidences [Internet] / Pereira C., editor. London: IntechOpen, 2019 [cited 2022 Oct 21]. Available from: https://www.intechopen.com/chapters/66708. https://doi.org/10.5772/intechopen.84357

7. Duvall M.G., Krishnamoorthy N., Levy B.D. Non-type 2 inflammation in severe asthma is propelled by neutrophil cytoplasts and maintained by defective resolution // Allergol. Int. 2019. Vol.68, Iss.2. P.143-149. https://doi.org/10.1016/j.alit.2018.11.006

8. Пирогов А.Б., Приходько А.Г., Перельман Ю.М. Гранулоциты бронхов в развитии деструкции эпителия и окислительной модификации липидов у больных бронхиальной астмой с холодовой и осмотической гиперреактивностью дыхательных путей // Сибирский научный медицинский журнал. 2021. Т.41, №2. С.40-48. EDN: ACEORT. https://doi.org/10.18699.SSMJ20210206

9. Башилова Е.Н., Зашихин А.Л, Агафонов Ю.В. К вопросу о клеточных механизмах реактивности гладкой мышечной ткани некоторых висцеральных органов // Экология человека. 2014. Т.21, №11. С.20-25. https://hum-ecol.ru/1728-0869/article/view/17184/13717

10. McCarty M.F., DiNicolantonio J.J., Lerner A. Review - Nutraceuticals can target asthmatic bronchoconstriction: NADPH oxidase-dependent oxidative stress, RhoA and calcium dynamics // J. Asthma Allergy. 2021. Vol.14. Р.685-701. https://doi.org/10.2147/JAA.S307549

11. Sheppard F.R., Kelher M.R., Moore E.E., McLaughlin N.J.D., Banerjee A., Silliman C.C. Structural organization of the neutrophil NADPH oxidase: phosphorylation and translocation during priming and activation // J. Leukoc. Biol. 2005. Vol.78, Iss.5. Р.1025-1042. https://doi.org/10.1189/jlb.0804442

12. Gougerot-Pocidalo M.A., Benna J., Elbim C., Chollet-Martin S., Dang M.C. Regulation of human neutrophil oxidative burst by pro- and anti-inflammatory cytokines // J. Soc. Biol. 2002. Vol.196, Iss.1. Р.37-46.

13. Соодаева С.К. Свободнорадикальные механизмы повреждения при болезнях органов дыхания // Пульмонология. 2012. Т.22, №1. С.5-10. https://doi.org/10.18093/0869-0189-2012-0-1-5-10

14. Маянский А.Н. НАДФ-оксидаза нейтрофилов: активация и регуляция // Цитокины и воспаление. 2007. Т.6, №3. С.3-13. EDN: RZMMRB.

15. Панасенко О.М., Сергиенко В.И. Галогенирующий стресс и его биомаркеры // Вестник РАМН. 2010. №1. С.27-39. EDN: MBCLFX.

16. Global Initiative for Asthma (GINA). Global strategy for asthma management and prevention (2022 update). URL: www.ginasthma.org

17. Djukanovic R., Sterk P.J., Fahy J.V., Hargreave F.E. Standardised methodology of sputum induction and processing // Eur. Respir. J. 2002. Vol.20, Iss.37. Р.1-2. https://doi.org/10.1183/09031936.02.00000102

18. Хейхоу Ф.Г. Дж., Кваглино Д. Гематологическая цитохимия: пер. с англ. / под ред. Н.С. Кисляк. М.: Медицина, 1983. 318 с.

19. Перельман Ю.М., Наумов Д.Е., Приходько А.Г., Колосов В.П. Механизмы и проявления осмотической гиперреактивности дыхательных путей. Владивосток: Дальнаука, 2016. 240 с. ISBN: 978-5-8044-1627-1

20. Пирогов А.Б., Приходько А.Г., Афанасьева Е.Ю., Шелудько Е.Г., Горчакова Я.Г., Чжоу С., Ли Ц., Перельман Ю.М. Обострение астмы и нейтрофильный сегмент воспаления бронхов у пациентов с холодовой гиперреактивностью дыхательных путей // Бюллетень сибирской медицины. 2021. Т.20, №2. С.71-78. EDN: DMAHEE. https://doi.org/10.20538/1682-0363-2021-2-71-78

21. Lacy P., Abdel-Latif D., Steward M., Musat-Marcu S., Paul Man S.F., Moqbel R. Divergence of mechanisms regulating respiratory burst in blood and sputum eosinophils and neutrophils from atopic subjects // J. Immunol. 2003. Vol.170, Iss.5. Р.2670-2679. https://doi.org/10.4049/jimmunol.170.5.2670

22. Davoine F., Lacy P. Eosinophil cytokines, chemokines, and growth factors: emerging roles in immunity // Front. Immunol. 2014. Vol.5. Article number: 570. https://doi.org/10.3389/fimmu.2014.00570

23. Kikuchi I., Kikuchi S., Kobayashi T., Hagiwara K., Sakamoto Y., Kanazawa M., Nagata M. Eosinophil trans-basement membrane migration induced by interleukin-8 and neutrophils // Am. J. Respir. Cell. Mol. Biol. 2006. Vol.34, Iss.6. Р.760-765. https://doi.org/10.1165/rcmb.2005-0303OC

24. Gibson P.G., Simpson J., Saltos N. Heterogeneity of airway inflammation in persistent asthma: evidence of neutrophilic inflammation and increased sputum interleukin-8 // Chest. 2001. Vol.119, Iss.5. Р.1329-1336. https://doi.org/10.1378/chest.119.5.1329

25. Puthothu B., Krueger M., Heinze J., Forster J., Heinzmann A. Impact of IL8 and IL8-receptor alpha polymorphisms on the genetics of bronchial asthma and severe RSV infections // Clin. Mol. Allergy. 2006. Vol.4. Article number: 2. https://doi.org/10.1186/1476-7961-4-2

26. Wood L.G., Baines K.J., Fu J., Scott H.A., Gibson P.G. The neutrophilic inflammatory phenotype is associated with systemic inflammation in asthma // Chest. 2012. Vol.142, Iss.1. Р.86-93. https://doi.org/10.1378/chest.11-1838

27. von Kockritz-Blickwede M., Nizet V. Innate immunity turned inside-out: antimicrobial defense by phagocyte extracellular traps // J. Mol. Med. 2009. Vol.87, Iss.8. P.775-783. https://doi.org/10.1007/s00109-009-0481-0

28. Krishnamoorthy N., Douda D.N., Bruggemann T. R., Ricklefs I., Duvall M.G., Abdulnour R.E., Martinod K., Tavares L., Wang X., Cernadas M., Israel E., Mauger D.T., Bleecker E.R., Castro M., Erzurum S. C., Gaston B.M., Jarjour N.N., Wenzel S., Dunican E., Fahy J.V., Irimia D., Wagner D.D., Levy B.D. Neutrophil cytoplasts induce TH17 differentiation and skew inflammation toward neutrophilia in severe asthma // Sci. Immunol. 2018. Vol.3, Iss.26. Article number: eaao4747. https://doi.org/10.1126/sciimmunol.aao4747

29. Steinberg B.E., Grinstein S. Unconventional roles of the NADPH oxidase: signaling, ion homeostasis, and cell death // Sci. STKE. 2007. Vol. 2007, Iss.379. pe11. https://doi.org/10.1126/stke.3792007pe11

30. Chetty A., Nielsen H.C. Review - Targeting airway smooth muscle hypertrophy in asthma: An approach whose time has come // J. Asthma Allergy. 2021. Vol.14. Р.539-556. https://doi.org/10.2147/JAA.S280247