Blagoveschensk, Blagoveshchensk, Russian Federation
Blagoveschensk, Blagoveshchensk, Russian Federation
Blagoveschensk, Blagoveshchensk, Russian Federation
Blagoveschensk, Blagoveshchensk, Russian Federation
UDK 61 Медицина. Охрана здоровья
GRNTI 76.29 Клиническая медицина
OKSO 31.06.2001 Клиническая медицина
BBK 54 Клиническая медицина
TBK 5715 Общая патология. Патофизиология
TBK 5743 Пульмонология
BISAC MED079000 Pulmonary & Thoracic Medicine
An approach is presented to the study of cellular inflammation using cytological analysis of sputum in patients with bronchial asthma with different types of airway reaction to bronchoprovocation with cold air and distilled water. When the airways are hyperresponsive to hypoosmolar and cold stimuli, it has been established the activation of the neutrophilic component of bronchial granulocytes. Cold airway hyperresponsiveness is associated with an increase in neutrophil content and a concomitant decrease in the number of macrophages in the inflammatory pattern of the bronchi. An increase in sputum cytosis is inherent in a positive airway response to a hypoosmolar test with an unexpressed dynamics of the level of bronchial eosinophils.
: bronchial asthma, cold stimulus, hypoosmolar stimulus, sputum, inflammation, statistical research methods
Общим молекулярно–генетическим механизмом осмотической и холодовой гиперреактивности дыхательных путей служит активация экспрессированных на эпителиальных и соединительнотканных клетках осмо- и термочувствительных TRP-рецепторов, стимулирующих секрецию провоспалительных цитокинов и активацию клеточных эффекторов воспаления [3,7,9]. Гетерогенность воспаления дыхательных путей обусловливает особенности клинического течения лёгкой бронхиальной астмы (БА) и контроля заболевания [1, 2, 8]. В данной связи актуален вопрос о структурных и функциональных отличиях клеточного воспаления бронхов при указанных видах гиперреактивности.
Цель работы – провести сравнительную оценку паттернов клеточного воспаления дыхательных путей у больных БА в ответ на гипоосмолярный и холодовой стимулы.
Материал и методы. В исследовании приняли участие больные персистирующей БА лёгкого и среднетяжёлого течения [6], обоего пола, в возрасте 40,0 (31,0; 46,0) лет. Уровень контроля над астмой, по данным вопросника Asthma Control Test (АСТ), составил в среднем 17 (12; 22) баллов. В первый день исследования всем больным проводили сбор образцов индуцированной мокроты, в два последующих дня выполняли стандартные бронхопровокационные пробы [4]: с гипоосмолярным стимулом - ультразвуковая ингаляции дистиллированной воды (ИДВ) - 1 группа (n=69); с холодовым стимулом - изокапническая гипервентиляция холодным (-20ºС, 3 мин.) воздухом (ИГХВ) - 2 группа (n=178). После каждой пробы осуществляли сбор спонтанно продуцируемой мокроты.
Функцию дыхания до и после проведения проб изучали методом спирометрии на аппарате Easy on PC (ndd Medizintechnik AG, Швейцария) с оценкой жизненной ёмкости лёгких (ЖЕЛ, %), объёма форсированного выдоха за 1 сек (ОФВ1, %), индекса ОФВ1/ЖЕЛ (%). Цитологическое исследование мокроты осуществляли общепринятым методом световой микроскопии с подсчётом в мазках числа нейтрофилов, эозинофилов и макрофагов и выражали в процентах; клеточный цитоз определяли по количеству клеток в 1мкл мокроты.
Статистический анализ полученного материала проводили на основе стандартных методов вариационной статистики использованием программы «Автоматизированная система диспансеризации» [5]. Оценку соответствия признака закону нормального распределения проводили при помощи критериев Колмогорова-Смирнова, Пирсона-Мизеса. При нормальном типе распределения использовали парный критерий t (Стьюдента), при распределении данных, отличных от нормального, применяли парный критерий Уилкоксона. Описательная статистика количественных признаков представлена с помощью среднего арифметического, стандартной ошибки среднего арифметического (M±m), а также медианы и квартилей (Me (Q1; Q3)). Для всех величин принимали во внимание уровень статистической достоверности различий (р) менее 0,05.
Результаты. По результатам проб ИДВ и ИГХВ 1 группа исследуемых больных была разделена на подгруппы 1 и 2, II группа – на подгруппы 3 и 4. В 1 подгруппу (n=17) вошли пациенты с положительной, во 2 подгруппу (n=52) – с отрицательной реакцией дыхательных путей на гипоосмолярный стимул (DОФВ1=-15,2±1,9 и -0,45±0,88%, соответственно, р=0,0001); в 3 подгруппу (n=69) вошли пациенты с положительной, в 4 подгруппу (n=109) – с отрицательной реакцией дыхательных путей на холодовой стимул (DОФВ1=-18,6±0,8 и 1,0±1,1%, соответственно, р=0,0001). Исходные параметры функции внешнего дыхания и симптомы астмы при ответе на вопросы теста АСТ представлены в таблице.
|
Таблица - Основная клинико-функциональная характеристика больных (M±m) |
||||
|
Параметр |
1 подгруппа |
2 подгруппа |
3 подгруппа |
4 подгруппа |
|
АСТ, баллы |
16,2±1,52 |
16,2±1,15 |
16,8±0,64 |
18,9±0,51 р=0,017 |
|
ОФВ1/ЖЕЛ, % |
73,5±1,7 |
75,2±1,2 |
74,9±0,5 |
76,4±1,4 р=0,002 |
|
ОФВ1, % долж. |
95,7±3,6 |
96,1±2,4 |
91,4±1,5 |
95,0±1,0 р=0,041 |
Примечание: р - значимость различий между 3 и 4 подгруппами.
Цитологический анализ мокроты показал, что в ответ на обе бронхопровокации происходит увеличение цитоза (рис. 1).
Рис. 1 Значения цитоза в мокроте исходно и после пробы ИДВ –1, 2 подгруппы;
ИГХВ – 3, 4 подгруппы (* - статистически значимое различие показателя после пробы
по сравнению с исходным значением).
Количество нейтрофилов в мокроте у пациентов 1 и 2 подгрупп до и после пробы ингаляции дистиллированной воды достоверно не различалось и составили 47,7±4,1 и 42,7±3,7% (р>0,05); 46,2±2,2 и 43,5±2,2% (р>0,05), соответственно. Количество нейтрофилов в ответ на пробу ИГХВ увеличивалось в обеих группах, но более значительно – у пациентов с положительной реакцией дыхательных путей на ИГХВ: 39,0±2,1 и 48,0±1,8% (р˂0,001); 40,7±1,9 и 45,1±1,8% (р˂0,05), в 3 и 4 подгруппах соответственно. В связи с этим в воспалительном паттерне бронхов больных 3 и 4 подгрупп наблюдалось снижение числа макрофагов: с 37,2±2,4 до 30,1±1,6% (р˂0,01) и с 38,5±1,8 до 32,2±1,6% (р˂0,001), соответственно. Обращает на себя внимание тот факт, что процентное содержание эозинофилов мокроты у больных с положительной реакцией дыхательных путей на пробу ИГХВ до и после пробы оставалось достаточно высоким (16,1±1,6 и 15,3±1,7%, р>0,05), тогда как у больных с отсутствием реакции дыхательных путей на холодовой стимул уровень эозинофилов после пробы ИГХВ достоверно возрастал с 12,3±1,1 до 15,2±1,3% (р˂0,05). Похожую динамику мы наблюдали в ответ на пробу ИДВ: у больных с отрицательной реакцией дыхательных путей на гипоосмолярный стимул число эозинофилов после пробы возрастало с 7,6±1,7 до 10,4±2,0% (р˂0,01), а у больных положительной реакцией дыхательных путей на пробу ИДВ оставалось неизменным (7,4±1,2 и 7,1±2,6%, р>0,05).
Заключение. Фактом интеграции воспалительной структуры бронхов больных бронхиальной астмой при гиперреактивности дыхательных путей на гипоосмолярный и холодовой стимулы является лабильность количественного состава клеточных эффекторов воспаления. Отмечая полиморфизм изменений клеточного воспаления под влиянием различных стимулов, следует сделать акцент на активации нейтрофильного компонента бронхиальных гранулоцитов. Так, холодовая гиперреактивность дыхательных путей связана с увеличением содержания нейтрофилов и сопутствующим уменьшением числа макрофагов в воспалительном паттерне бронхов на фоне более низких, чем в группе сравнения, исходных параметров функции внешнего дыхания пациентов. Повышение цитоза мокроты присуще положительной реакции дыхательных путей на пробу ИДВ, динамика же уровня эозинофилов бронхов больных БА в ответ на непосредственное действие стимулов не выражена.
1. Perel'man Yu.M., Naumov D.E., Prihod'ko A.G., Kolosov V.P. Mehanizmy i proyavleniya osmoticheskoy giperreaktivnosti dyhatel'nyh putey. Vladivostok: Dal'nauka, 2016. 240 s.
2. Pirogov A.B., Prihod'ko A.G., Perel'man Yu.M., Zinov'ev S.V., Chzhou Syan Dun, Li Ci. Izmeneniya bokalovidnogo epiteliya v otvet na holodovuyu bronhoprovokaciyu u bol'nyh bronhial'noy astmoy s holodovoy giperreaktivnost'yu dyhatel'nyh putey // Byulleten' fiziologii i patologii dyhaniya. 2018. Vyp.68. S.8-16. DOI: 10.12737/article_5b188b4bad3200.10559927
3. Pirogov A.B., Naumov D.E., Gassan D.A., Afanas'eva E.Yu., Kotova O.O., Shelud'ko E.G., Ushakova E.V., Prihod'ko A.G., Perel'man Yu.M. Kletochnoe vospalenie i profil' citokinov bronhov u bol'nyh bronhial'noy astmoy s holodovoy giperreaktivnost'yu dyhatel'nyh putey // Byulleten' fiziologii i patologii dyhaniya. 2020. Vyp.75. S. 21-31. DOI: 10.36604/1998-5029-2020-75-21-31
4. Prihod'ko A.G., Perel'man Yu.M., Kolosov V.P. Giperreaktivnost' dyhatel'nyh putey. Vladivostok: Dal'nauka, 2011. 204 s.
5. Ul'yanychev N.V. Sistemnost' nauchnyh issledovaniy v medicine. Saarbrücken: LAP LAMBERT, 2014. 140 s.
6. Global Initiative for Asthma (GINA). Global strategy for asthma management and prevention (2018 update). URL: http://www.ginasthma.com.
7. Li M.C., Li Q., Yang G., Kolosov V.P., Perelman J., Zhou X.D. Cold temperature induces mucin 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. R. 626–634.
8. Perelman J.M., Pirogov A.B., Prikhodko A.G., Ushakova E.V., Kolosov V.P. Dynamics of blood and sputum eosinophils in asthma patients with cold airway hyperresponsiveness during cold air provocation // European Respiratory Journal. 2019. Vol. 54 (suppl. 63): PA355. DOI: 10.1183/13993003.congress-2019.PA355
9. Yang J., Yu H.M., Zhou X.D., Kolosov V.P., Perelman J.M. Study on TRPV1-mediated mechanism for the hypersecretion of mucus in respiratory inflammation // Mol. Immunol. 2013. Vol. 53, №1-2. P.161-171.
