Роль нейтрофилов и эпителия бронхов в потере контроля над бронхиальной астмой и формировании реакции дыхательных путей на холодовой стимул

Введение. Нейтрофилы и бронхиальный эпителий принимают активное участие в генерации оксидативного стресса и прогрессировании воспаления дыхательных путей у больных бронхиальной астмой (БА).
Цель. Изучить роль нейтрофилов и эпителия бронхов как факторов, способствующих потере контроля над астмой и формированию реакции дыхательных путей на холодовой стимул.
Материалы и методы. Обследовано 146 больных с диагнозом персистирующей БА. Проведён анкетный опрос по вопроснику Asthma Control Test (АСТ); исследование функции внешнего дыхания методом спирометрии с последующим сбором индуцированной мокроты; на следующий день выполнена проба 3-минутной изокапнической гипервентиляции холодным (-20ºС) воздухом (ИГХВ) с последующим сбором спонтанно продуцируемой мокроты. В мокроте оценивали цитоз, клеточный состав, содержание гликопротеинов в бокаловидном эпителии. В 1 группу (n=89) вошли лица с неконтролируемым (АСТ˂20 баллов), во 2 группу (n=57) – с контролируемым (АСТ>20 баллов) течением БА.
Результаты. Больные 1 группы в сравнении со 2 группой имели более высокий прирост ОФВ₁  на введение β₂ -агониста короткого действия ‒ 11,0 (5,4; 21,65) и 7,55 (4,11; 13,8)%, соответственно (р=0,042) и более выраженную реакцию на пробу ИГХВ ‒ -11,0 (-17,6; -2,5) и -6,0 (-12,0;- 2,0)% (р=0,031). У больных 1 группы после пробы ИГХВ наблюдался прирост числа нейтрофилов с 45,98±2,17 до 52,0±1,78% (р=0,0013) и повышение концентрации гликопротеинов в мукоцитах с 37,9±3,8 до 45,6±4,2% (р=0,002) на фоне тенденции к повышению содержания бокаловидных клеток и уменьшению количества неповрежденных бронхиальных эпителиоцитов (с 4,8±0,32 до 3,9±0,30%; р=0,017). Корреляционный анализ показал взаимосвязь между уровнем гликопротеинов бокаловидных клеток и исходным содержанием нейтрофилов в мокроте (r=-0,49; р=0,039), а также между степенью выраженности реакции дистальных бронхов (ΔМОС₅₀) на холодовой стимул и содержанием нейтрофилов в мокроте после пробы (r=0,36; р=0,01).
Заключение. При остром холодовом воздействии у больных неконтролируемой БА в воспалительном паттерне наблюдаются признаки стимуляции нейтрофильного сегмента гранулоцитов и структурной перестройки бронхиального эпителия. Структурные изменения пула нейтрофилов и эпителиальной паренхимы бронхов, свидетельствующие об эскалации провоспалительной активности, могут лежать в основе возникновения и поддержания реакции дыхательных путей на холодовой стимул и потери контроля над БА.

бронхиальная астма, холодовая гиперреактивность дыхательных путей, нейтрофилы, бронхиальный эпителий, неконтролируемое течение астмы

1. Пирогов А.Б., Приходько А.Г., Перельман Ю.М., Зиновьев С.В. Влияние нейтрофильного компонента бронхиального воспаления на уровень контроля болезни и функцию внешнего дыхания у больных бронхиальной астмой // Бюллетень физиологии и патологии дыхания. 2016. Вып.61. С.16–24. doi: 10.12737/21434

2. Пирогов А.Б., Гассан Д.А., Зиновьев С.В., Приходько А.Г., Колосов В.П., Перельман Ю.М. Деструкция эпителия бронхов у больных тяжелой бронхиальной астмой при различных паттернах воспаления и холодовой гиперреактивности дыхательных путей // Терапевтический архив. 2019. Т.91, №3. С.31–35. doi: 10.26442/00403660.2019.03.000091

3. Огородова Л.М., Селиванова П.А., Геренг Е.А., Богомяков В.С., Волкова Л.И., Плешко Р.И. Патоморфологическая характеристика нестабильной бронхиальной астмы (фенотип brittle) // Терапевтический архив. 2008. Т.80, №3. С.39–43.

4. Пирогов А.Б., Приходько А.Г., Перельман Ю.М., Зиновьев С.В. Динамика воспалительно-клеточного профиля бронхов и нейтрофильного компонента воспаления у больных бронхиальной астмой с холодовой гиперреактивностью дыхательных путей при применении базисной противовоспалительной терапии // Бюллетень физиологии и патологии дыхания. 2016. Вып.60. С.16–22. doi: 10.12737/19935

5. Маянский А.Н., Маянский Н.А, Заславская М.И. Нуклеарный фактор-kВ и воспаление // Цитокины и воспаление. 2007. Т.6. №2. С.3–9.

6. Куликов Е.С., Огородова Л.М., Фрейдин М.Б., Деев И.А., Селиванова П.А., Федосенко С.В., Кириллова Н.А. Молекулярные механизмы тяжелой бронхиальной астмы // Молекулярная медицина. 2013. №2. С.24–32.

7. Wei L., Sandbulte M.R., Thomas P.G., Webby R.J., Homayouni R., Pfeffer L.M. NFkappa B negatively regulates interferon-induced gene expression and anti-influenza activity // J. Biol. Chem. 2006. Vol.281, №17. Р.11678–11684. doi: 10.1074/jbc.m513286200

8. Sheller J.R., Polosukhin V.V., Mitchell D., Cheng D-S., Stokes Peebles R., Blackwell T.S. NF-kB induction in airway epithelium increases lung inflammation in allergen challenged mice // Exp. Lung Res. 2009. Vol.35, №10. Р.883–895. doi: 10.3109/01902140903019710

9. Global Initiative for Asthma (GINA). Global strategy for asthma management and prevention (2018 update). URL: www.ginasthma.org.

10. Bakakos P., Schleich F., Alchanatis M., Louis R. Induced sputum in asthma: From bench to bedside // Curr. Med. Chem. 2011. Vol.18, №10. Р.1415–1422. doi: 10.2174/092986711795328337

11. Перельман Ю.М., Приходько А.Г. Методика комбинированной диагностики нарушений кондиционирующей функции и холодовой гиперреактивности дыхательных путей // Бюллетень физиологии и патологии дыхания. 2002. Вып.12. С.22–28.

12. Медицинские лабораторные технологии: руководство по клинической лабораторной диагностике в 2 т. / под ред. А.И.Карпищенко. 3-е изд., перераб. и доп. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2012. 472 с.

13. Ульянычев Н.В. Системность научных исследований в медицине. Saarbrücken: LAP LAMBERT, 2014. 140 с.

14. Краснова Ю.Н. Влияние табачного дыма на органы дыхания // Сибирский медицинский журнал (Иркутск). 2015. №6. С.11–16.

15. Пирогов А.Б., Приходько А.Г., Колосов В.П., Перельман Ю.М. Взаимосвязь курения с холодовой гиперреактивностью дыхательных путей и течением деструктивно-цитолитических процессов в бокаловидном эпителии бронхов больных бронхиальной астмой // Бюллетень сибирской медицины. 2019. Т.18, №3. С.90–100. doi:10.20538/1682-0363-2019-3-90-100

16. Пирогов А.Б., Приходько А.Г., Перельман Ю.М., Зиновьев С.В., Сян Дун Чжоу, Ци Ли. Изменения бокаловидного эпителия в ответ на холодовую бронхопровокацию у больных бронхиальной астмой с холодовой гиперреактивностью дыхательных путей // Бюллетень физиологии и патологии дыхания. 2018. Вып.68. С.8–16. doi: 10.12737/article_5b188b4bad3200.10559927

17. Пирогов А.Б., Зиновьев С.В., Перельман Ю.М., Семиреч Ю.О., Семенова Г.В., Колосов А.В. Активность миелопероксидазы нейтрофильных и эозинофильных лейкоцитов индуцированной мокроты у больных бронхиальной астмой с холодовой бронхиальной гиперреактивностью // Бюллетень физиологии и патологии дыхания. 2014. Вып.53. С.50–56.

18. Kuwano K. Epithelial cell apoptosis and lung remodeling // Cell. Mol. Immunol. 2007. Vol.4. №6. Р.419–429.

19. Конищева А.Ю., Гервазиева В.Б., Лаврентьева Е.Е. Особенности структуры и функции респираторного эпителия при бронхиальной астме // Пульмонология. 2012. Т.22, №5. С.85–91. doi: 10.18093/0869-0189-2012-0-5-85-91

20. Нashimoto S., Matsumoto K., Gon Y., Takahashi N. Update on airway inflammation and remodeling in asthma // Allergy Clin. Immunol. Int. 2007. Vol.19, №5. Р.178–174. doi: 10.1027/0838-1925.19.5.178

21. 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. doi: 10.1186/1476-7961-4-2

22. Wood L.G., Baines K.I., Fu J. Scott H.A., Gibson P.G. The neutrophilic inflammatory phenotype is associated with systemic inflammation in asthma // Chest. 2012. Vol.142, №1. Р.86–93. doi: 10.1378/chest.11-1838

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

24. Серебренникова С.Н., Семинский И.Ж. Роль цитокинов в воспалительном процессе (сообщение 1) // Сибирский медицинский журнал (Иркутск). 2008. №6. С.5–8.

25. Васильева Г.И., Иванова И.А., Тюкавкина С.Ю. Кооперативное взаимодействие моно- и полинуклеарных фагоцитов, опосредованное моно- и нейтрофилокинами // Иммунология. 2000. Т.21, №5. С.11–17.

26. Pantano C., Ather J.L., Alcorn J.F., Poynter M.E., Brown A.L., Guala A.S., Beuschel S.L., Allen G.B., Whittaker L.A., Bevelander M., Irvin C.G., Janssen-Heininger Y.M. Nuclear factor-kappaB activation in airway epithelium induces inflammation and hyperresponsiveness // Am. J. Respir. Crit. Care Med. 2008. Vol.177, №9. Р.959–969. doi: 10.1164/rccm.200707-1096oc