INFLUENCE OF NEUTROPHILIC COMPONENT OF BRONCHIAL INFLAMMATION ON THE LEVEL OF DISEASE CONTROL AND LUNG FUNCTION IN PATIENTS WITH ASTHMA

The cell pattern of bronchi inflammatory infiltrate has a significant impact on the course of the disease and may affect the achievement and maintenance of the asthma control. The aim of the study was to determine the influence of neutrophilic component of the bronchial inflammation on the asthma control, lung function and airway responsiveness. 114 patients with mild persistent asthma were assessed upon the level of the asthma control by Asthma Control Test (ACT); lung function (FEV₁) by spirometry; airway responsiveness (∆FEV₁) to 3-minute isocapnic hyperventilation with cold air (-20ºС) (IHCA) and 3-minute ultrasound inhalation with distilled water (IDW). The cell composition of the induced sputum (IS) was also studied. The patients were divided into groups with low contents of neutrophils in IS (39 people; 1^st group) and with high contents of neutrophils (75 people, 2^nd group). The contents of neutrophils in the 1^st group was 10.9±0.53%, eosinophils - 19.4±2.1%; in the 2^nd group - 29.9±1.6% (р=0.0001) and 20.4±1.4% (р=0.66), respectively. By ACT data the people of the 2^nd group managed their disease worse than in 1^st group (15.0±0.6 and 19.0±0.8 points, respectively; р=0.0001). They also had lower FEV₁ (88.0±2.0 and 96.7±2.4%; р=0.009) and more intensive airway response to IHCA and DW (-13.7±1.7% and -11.2±1.9%, respectively) in comparison with the 1^st group (-2.7±0.86%; р=0.0001 and -5.3±1.90%; р=0.055). The patients of the 2^nd group had a close correlation between baseline neutrophils in IS and ∆FEV₁ in response to IHCA (r=-0.22; р=0.045) as well as the content of myeloperoxidase in IS (r=0.31; р=0.0008). A level of myeloperoxidase in IS correlated with ∆FEV₁ in response to IDW (r=0.29; р=0.030) in these patients. The increase of neutrophilic component of inflammation in asthma patients worsens the asthma control, lung function and enhances airway responsiveness to exogenous stimuli.

бронхиальная астма, гиперреактивность дыхательных путей к гипоосмолярному и холодовому стимулам, паттерн воспаления бронхов, нейтрофильные лейкоциты, миелопероксидаза, функция внешнего дыхания, уровень контроля астмы, asthma, airway hyperresponsiveness to hyposmolar and cold stimuli, bronchi inflammatory pattern, neutrophilic leukocytes, myeloperoxidase, lung function, level of asthma control

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

2. Иванчук И.И., Сазонов А.Э., Петровский Ф.И., Лещева И.С., Копьева А.П., Петрова И.В. Роль интерлейкина-5 в механизмах апоптотической гибели эозинофилов периферической крови больных бронхиальной астмой // Бюллетень Сибирской медицины. 2003. №2. С.38-43.

3. Иванчук И.И., Огородова Л.М., Сазонов Э.А., Лещева И.С., Копьева А.П., Петрова И.В., Малышев И.Ю. Влияние рекомбинантного интерлейкина-5 на апоптотическую гибель эозинофилов периферической крови больных бронхиальной астмой // Медицинская иммунология. 2004. Т.6, №1-2. С.117-120.

4. Киселева Р.Е., Федотова Г.Г. Апоптоз и его роль в ответе нейтрофилов // Современные наукоемкие технологии. 2005. №8. С.75-76.

5. Киселева Р.Е., Федотова Г.Г. Деструктивные изменения в лейкоцитах при бронхолегочной патологии // Современные наукоемкие технологии. 2007. №1. С.81-82.

6. Коротина О.Л., Генералов И.И. Нейтрофильные внеклеточные ловушки: механизмы образования, функции // Иммунопатология, аллергология, инфектология. 2012. №4. С.23-32.

7. Матвеева Л.А. Местная защита респираторного тракта у детей. Томск: изд-во Том. ун-та, 1993. 276 с.

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

9. Невзорова В.А., Пазыч С.А., Бархатова Д.А., Кудрявцева В.А. Роль процессов клеточной гибели в развитии воспаления при бронхиальной астме // Тихоокеанский медицинский журнал. 2006. №2. Р.54-58.

10. Панасенко О.М., Сергиенко В.И. Галогенирующий стресс и его биомаркеры // Вестник Российской АМН. 2010. №1. С.27-39.

11. Панасенко О.М., Горудко И.В., Соколов А.В. Хлорноватистая кислота как предшественник свободных радикалов в живых системах // Успехи биологической химии. 2013. Т.53. С.195-244.

12. Перельман Ю.М., Колосов В.П., Приходько А.Г. Влияние климатических факторов на формирование и течение хронической обструктивной болезни легких // Хроническая обструктивная болезнь легких / под ред. А.Г.Чучалина. М.: Атмосфера, 2008. С.61-81.

13. 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.

14. Пирогов А.Б., Зиновьев С.В., Приходько А.Г., Семенова Г.В., Ушакова Е.В. Клеточные биомаркеры бронхиального воспаления в оценке достижения эффективности контроля у больных бронхиальной астмой с холодовой гиперреактивностью дыхательных путей // Материалы VI Съезда врачей-пульмонологов Сибири и Дальнего Востока / под общ. ред. чл.-корр. РАН В.П.Колосова. Благовещенск, 2015. С.14-18.

15. Пирогов А.Б., Приходько А.Г., Перельман Ю.М., Зиновьев, С.В. Ушакова Е.В., Афанасьева Е.Ю. Роль миелопероксидазы лейкоцитов бронхов в формировании осмотической гиперреактивности дыхательных путей у больных бронхиальной астмой // Материалы VI Съезда врачей-пульмонологов Сибири и Дальнего Востока / под общ. ред. чл.-корр. РАН В.П.Колосова. Благовещенск, 2015. С.18-21.

16. Пирогов А.Б., Приходько А.Г., Перельман Ю.М., Зиновьев С.В. Ушакова Е.В., Макарова Г.А., Наумов Д.Е. Клеточный профиль индуцированной мокроты, уровень миелопероксидазы и нейтрофильной эластазы крови у больных бронхиальной астмой с гиперреактивностью дыхательных путей на гипоосмолярный стимул // Бюллетень физиологии и патологии дыхания. 2015. Вып.57. С.8-14.

17. Пирогов А.Б., Приходько А.Г., Перельман Ю.М., Зиновьев С.В., Афанасьева Е.Ю. Фенотипические особенности воспаления бронхов у больных бронхиальной астмой с различными типами реакции дыхательных путей на гипоосмолярный и холодовой стимулы // Бюллетень физиологии и патологии дыхания. 2015. Вып.58. С.8-14.

18. Пирогов А.Б., Приходько А.Г., Перельман Ю.М., Зиновьев С.В., Наумов Д.Е., Афанасьева Е.Ю. Воспалительно-клеточный состав индуцированной мокроты у больных бронхиальной астмой с разными типами реакции дыхательных путей на гиперосмолярный стимул // Бюллетень физиологии и патологии дыхания. 2016. Вып.59. С.8-15.

19. Пирогов А.Б., Приходько А.Г., Перельман Ю.М., Зиновьев С.В., Афанасьева Е.Ю., Колосов В.П. Воспалительный паттерн слизистой оболочки бронхов у больных бронхиальной астмой с гиперреактивностью дыхательных путей на гипоосмолярный стимул // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2016. Т.161, №4. С.542-546.

20. Приходько А.Г., Перельман Ю.М., Колосов В.П. Гиперреактивность дыхательных путей. Владивосток: Дальнаука, 2011. 204 с.

21. Приходько А.Г., Перельман Ю.М., Колосов В.П., Ульянычев Н.В., Нарышкина С.В., Афанасьева Е.Ю. Особенности течения бронхиальной астмы у больных с изолированной и сочетанной реактивностью дыхательных путей на холодовой и гипоосмолярный стимулы // Бюллетень физиологии и патологии дыхания. 2014. Вып.53. С.36-41.

22. Приходько А.Г., Перельман Ю.М., Пирогов А.Б., Бородин Е.А., Ушакова Е.В., Ульянычев Н.В., Колосов А.В. Фенотипические различия и особенности воспаления у больных бронхиальной астмой с изолированной и сочетанной реакцией дыхательных путей на холодный воздух и дистиллированную воду // Бюллетень физиологии и патологии дыхания. 2014. Вып.54. С.8-16.

23. Серебренникова С.Н., Семинский И.Ж. Роль цитокинов в воспалительном процессе (сообщение 1) // Сибирский медицинский журнал (Иркутск). 2008. Т.81, №6. С.5-8.

24. Титов В.Н. Роль макрофагов в становлении воспаления, действие интерлейкина-1, интерлейкина-6 и активность гипоталамо-гипофизарной системы (обзор литературы) // Клиническая лабораторная диагностика. 2003. №12. С.3-10.

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

26. Alenmyr L., Herrmann A., Högestätt E.D., Greiff L., Zygmunt P.M. TRPV1 and TRPA1 stimulation induces MUC5B secretion in the human nasal airway in vivo // Clin. Physiol. Funct. Imaging. 2011. Vol.31, №6. Р.435-444.

27. 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.

28. Brinkmann V., Zychlinsky A. Beneficial suicide: why neutrophils die to make NETs // Nat. Rev. Microbiol. 2007. Vol.5, №8. Р.577-582.

29. Global Initiative for Asthma (GINA). Global strategy for asthma management and prevention (Updated 2016). URL: http://www.ginasthma.com.

30. Jin Y.-S., Park K.-K., Park J.-Y., Kim M.J., Lee W.-L., Kim H.-Y., Lee H.-J., Park E.-K. Effects of exercise induced oxidative stress and antioxidant supplementation on NF-kB activation in peripheral mononuclear cells // Korean J. Sports Med. 2000. Vol.18, №2. Р.261-270.

31. Kolosov V.P., Pirogov A.B., Zinov’ev S.V., Prikhodko A.G., Perelman J.M. Phenotyping of the induced sputum of patients with asthma and concomitant airway hyperresponsiveness to hypoosmolar stimulus // Respirology. 2015. Vol.20,Suppl.3. P.14.

32. Klebanoff S.J. Myeloperoxidase: friend and foe // J. Leukoс. Biol. 2005. Vol.77, №5. P.598-625.

33. Li M.C., Li Q., Yang G., Kolosov V.P., Perelman J.M., Zhou X.D. Cold temperature induces hypersecretion from normal human bronchial epithelial cells in vitro through a transient receptor potential melastatin 8 (TRPM8)-mediated mechanism // J. Allergy Clin. Immunol. 2011. Vol.128, №3. Р.626-634.

34. Maltseva T.A., Pirogov A.B., Kolosov V.P., Naryshkina S.V., Ushakova E.V. Cell composition of induced sputum in patients with uncontrolled asthma and its participation in the formation of cold hyperresponsiveness // Eur. Respir. J. 2013. Vol.42, Suppl.57. Р.2022.

35. Perelman J.M., Pirogov A.B., Prikhodko A.G., Zinoviev S.V., Kolosov V.P., Maltseva T. A. Myeloperoxidase of bronchial leucocytes as a biomarker of osmotic bronchial hyperresponsiveness in asthmatics // Eur. Respir J. 2015. Vol.46, Suppl.59. Р.А3872.

36. Taylor-Clark T.E., Undem B.J. Transduction mechanisms in airway sensory nerves // J. Appl. Physiol. 2006. Vol.101, №3. P.950-959.

37. 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.