Оксидативный стресс в лейкоцитах периферической крови больных хронической обструктивной болезнью легких

Введение. Известно, что оксидативный стресс способен приводить к различным патологическим изменениям со стороны клеток и тканей человеческого организма, а также во многом может объяснять нарушения, наблюдаемые при хронической обструктивной болезни легких (ХОБЛ).

Цель. Изучить выраженность оксидативного стресса в лейкоцитах периферической крови у больных ХОБЛ.

Материалы и методы. Обследовано 23 больных ХОБЛ различной степени тяжести, 8 курящих лиц без признаков бронхиальной обструкции и 9 здоровых, никогда не куривших добровольцев. Всем испытуемым проведена спирометрия для оценки вентиляционной функции легких. Уровень оксидативного стресса определяли методом проточной цитометрии путем добавления к изолированным лейкоцитам периферической крови 10 мкМ 2’,7’-дихлордигидрофлуоресцеина диацетата, в базальных условиях и на фоне провоспалительной стимуляции с 0,1 нг/мл форбол-12-миристат-13-ацетата (PMA).

Результаты. Больные ХОБЛ демонстрировали повышенные уровни внутриклеточного оксидативного стресса по сравнению с лицами контрольной группы, как в базальных условиях, так и на фоне стимуляции PMA (p<0,05). При анализе в подгруппах стимуляция приводила к значимому нарастанию оксидативного стресса вне зависимости от типа клеток (p<0,01). Курильщики склонны иметь повышенные значения измеренных показателей, занимая промежуточное положение между никогда не некурившими добровольцами и больными ХОБЛ. Абсолютный прирост показателя оксидативного стресса был выше в клетках больных ХОБЛ, значения относительного прироста были практически идентичными в исследуемых группах. Динамика оксидативного стресса в клетках курильщиков имела тенденцию быть более выраженной по сравнению с некурившими.

Заключение. Полученные результаты свидетельствуют о том, что лейкоциты больных ХОБЛ отличаются более высоким уровнем внутриклеточного оксидативного стресса. Кроме того, обнаружено, что курение является фактором развития оксидативного стресса у здоровых лиц.

1. Adeloye D., Song P., Zhu Y., Campbell H., Sheikh A., Rudan I.; NIHR RESPIRE Global Respiratory Health Unit. Global, regional, and national prevalence of, and risk factors for, chronic obstructive pulmonary disease (COPD) in 2019: a systematic review and modelling analysis // Lancet Respir. Med. 2022. Vol.10, Iss.5. P.447–458. https://doi.org/10.1016/S2213-2600(21)00511-7

2. Herb M., Gluschko A., Schramm M. Reactive Oxygen Species: Not Omnipresent but Important in Many Locations // Front. Cell Dev. Biol. 2021. Vol.9. Article number: 716406. https://doi.org/10.3389/fcell.2021.716406

3. Herb M., Schramm M. Functions of ROS in Macrophages and Antimicrobial Immunity // Antioxidants (Basel). 2021. Vol.10, Iss.2. Article number: 313. https://doi.org/10.3390/antiox10020313

4. Mills E.L., Kelly B., Logan A., Costa A.S.H., Varma M., Bryant C.E., Tourlomousis P., Däbritz J.H.M., Gottlieb E., Latorre I., Corr S.C., McManus G., Ryan D., Jacobs H.T., Szibor M., Xavier R.J., Braun T., Frezza C., Murphy M.P., O'Neill L.A. Succinate Dehydrogenase Supports Metabolic Repurposing of Mitochondria to Drive Inflammatory Macrophages // Cell. 2016. Vol.167, Iss.2. Р.457–470.e13. https://doi.org/10.1016/j.cell.2016.08.064

5. Rogers L.K., Cismowski M.J. Oxidative stress in the lung ‒ the essential paradox // Curr. Opin. Toxicol. 2018. Vol.7. P.37–43. https://doi.org/10.1016/j.cotox.2017.09.001

6. Liu X., Chen Z. The pathophysiological role of mitochondrial oxidative stress in lung diseases // J. Transl. Med. 2017. Vol.15, Iss.1. Article number: 207. https://doi.org/10.1186/s12967-017-1306-5

7. Bhandary B., Marahatta A., Kim H.R., Chae H.J. An involvement of oxidative stress in endoplasmic reticulum stress and its associated diseases // Int. J. Mol. Sci. 2012. Vol.14, Iss.1. P.434–456. https://doi.org/10.3390/ijms14010434

8. Afanas'ev I. New nucleophilic mechanisms of ros-dependent epigenetic modifications: comparison of aging and cancer // Aging Dis. 2014. Vol.5, Iss.1. P.52–62. https://doi.org/10.14336/AD.2014.050052

9. Richter K., Konzack A., Pihlajaniemi T., Heljasvaara R., Kietzmann T. Redox-fibrosis: impact of TGFβ1 on ROS generators, mediators and functional consequences // Redox Biol. 2015. Vol.6. P.344–352. https://doi.org/10.1016/j.redox.2015.08.015

10. Shao M.X., Nadel J.A. Dual oxidase 1-dependent MUC5AC mucin expression in cultured human airway epithelial cells // Proc. Natl Acad. Sci. USA. 2005. Vol.102, Iss.3. P.767–772. https://doi.org/10.1073/pnas.0408932102

11. Barnes P.J. COPD 2020: new directions needed // Am. J. Physiol. Lung Cell. Mol. Physiol. 2020. Vol.319, Iss.5. P.L884–L886. https://doi.org/10.1152/ajplung.00473.2020

12. Barnes P.J. Oxidative Stress in Chronic Obstructive Pulmonary Disease // Antioxidants (Basel). 2022. Vol.11, Iss.5. Article number: 965. https://doi.org/10.3390/antiox11050965

13. Al-Azzawi M.A., Alaa A., Ghoneim A.H.A., Abozaid M.M.N. The effect of cigarette smoking on the oxidant–antioxidant imbalance in patients with chronic obstructive pulmonary disease // The Egyptian Journal of Chest Diseases and Tuberculosis. 2019. Vol.68, Iss.4. P.462–470. https://doi.org/10.4103/ejcdt.ejcdt_184_18

14. Zheng J.P., Wen F.Q., Bai C.X., Wan H.Y., Kang J., Chen P., Yao W.Z., Ma L.J., Xia Q.K., Gao Y., Zhong N.S.; PANTHEON study committee. High-dose N-acetylcysteine in the prevention of COPD exacerbations: rationale and design of the PANTHEON Study // COPD. 2013. Vol.10. Iss.2. P.164–171. https://doi.org/10.3109/15412555.2012.732628

15. Tse H.N., Raiteri L., Wong K.Y., Yee K.S., Ng L.Y., Wai K.Y., Loo C.K., Chan M.H. High-dose N-acetylcysteine in stable COPD: the 1-year, double-blind, randomized, placebo-controlled HIACE study // Chest. 2013. Vol.44. Iss.1. P.106–118. https://doi.org/10.1378/chest.12-2357

16. Paudel K.R., Panth N., Manandhar B., Singh S.K., Gupta G., Wich P.R., Nammi S., MacLoughlin R., Adams J., Warkiani M.E., Chellappan D.K., Oliver B.G., Hansbro P.M., Dua K. Attenuation of Cigarette-Smoke-Induced Oxidative Stress, Senescence, and Inflammation by Berberine-Loaded Liquid Crystalline Nanoparticles: In Vitro Study in 16HBE and RAW264.7 Cells // Antioxidants. 2022. Vol.11, Iss.5. Article number: 873. https://doi.org/10.3390/antiox11050873