Особенности бронхиального воспаления у больных астмой с гиперреактивностью дыхательных путей на холодовой и осмотические триггеры

Abstract

Введение. Поиск молекулярно-клеточных механизмов ответа дыхательных путей больных бронхиальной астмой (БА) на холодовой и осмотические стимулы обусловлен распространенностью чрезмерной реакции бронхов на сочетанное воздействие неблагоприятных факторов внешней среды. Цель исследования. Изучение особенностей структурно-функциональной организации грануло- цитарного cегмента воспаления бронхов во взаимосвязи с цитокиновым профилем, пероксидазной активностью крови, системным уровнем перекисного окисления липидов (ПОЛ) у больных БА с холод- и осмоиндуцированной гиперреактивностью дыхательных путей. Материал и методы. У 43 больных персистирующей БА, легкого частично контролируемого и неконтролируемого течения с холодовой и осмотической гиперреактивностью дыхательных путей (1-я группа) оценивали симптомы астмы, вентиляционную функцию легких; определяли уровень IL-5, IL-12 в конденсате выдыхаемого воздуха (КВВ); выявляли общее содержание миелопероксидазы (МПО) в индуцированной мокроте (ИМ); подсчитывали количество нейтрофилов и эозинофилов в мазках ИМ, на основании цитологического и цитохимического анализа препаратов рассчитывали коэффициенты активности МПО в гранулярных лейкоцитах, степени деструкции клеток и интенсивности цитолиза. В сыворотке крови исследовали содержание гидроперекисей липидов (ГПЛ), МПО. Группу сравнения (2-я группа) составили больные БА с отрицательной реакцией бронхов на холодовой и осмотические стимулы (11 человек). Результаты. В 1-й группе в сравнении со 2-й наблюдались повышение нейтрофильного пула ИМ ((35,4±3,5)% и (17,2±2,0)%; р=0,014); высокая интенсивность цитолиза гранулоцитов (0,38±0,02 и 0,26±0,02; р=0,013), повышенный уровень IL-12 ((2,94±0,09) пг/мл и (2,53±0,13) пг/мл; р=0,024), IL-5 ((3,64±0,37) пг/мл и (2,15±0,14) пг/мл, р=0,0001). Интенсивность цитолиза нейтрофилов тесно коррелировала с уровнем IL-12 (r=0,46; р=0,026); отмечалось двукратное увеличение концентрации МПО в ИМ ((199,7±49,0) пикселей и (81,4±26,2) пикселей, р=0,039). Содержание ГПЛ в сыворотке крови было тесно связано с уровнем МПО в ИМ (r=0,48; р=0,039) и IL-5 в КВВ (r=0,71; р=0,031). Заключение. Повышение количества и ферментативной активности нейтрофилов бронхиального инфильтрата является характерной особенностью структурной организации воспаления и определяет оксидативный статус бронхов, пероксидазную активность крови, системную окислительную деградацию липидов у больных БА с холодовой и осмотической гиперреактивностью дыхательных путей. Активация гранулоцитарного сегмента бронхиального воспаления влияет на развитие и поддержание неспецифической гиперреактивности дыхательных путей за счет эскалации оксидативного стресса и персистенции воспаления.Background. Excessive airway reaction to combined effects of environmental factors is very common in patients with asthma. The understanding of the molecular-cellular mechanisms of this hyperresponsiveness is very important. Aim. The aim of the work was to study granulocyte segment of bronchial inflammation in correlation with cytokine regulation and lipid peroxidation in patients with airway hyperresponsiveness to cold and osmotic stimuli. Materials and мethods. In 43 patients with partially controlled and uncontrolled persistent asthma with cold and osmotic airway hyperresponsiveness (group 1) asthma symptoms and lung function were assessed, the level of IL-5, IL-12 in exhaled breath condensate (EBC) and the total amount of myeloperoxidase (MPO) in induced sputum (IS) were measured; the number of neutrophils and eosinophils in smears of IS was counted. Basing on cytological and cytochemical analysis of smears of IS, the activity coefficients of MPO in granular leukocytes, the degree of cell destruction and the intensity of cytolysis were calculated. The contents of lipid hydroperoxide (LHP) and MPO in the blood serum were measured. A control group (group 2) consisted of asthma patients without airway reaction to cold and osmotic stimuli (11 people). Results. In the first group in comparison with the second one high levels of IL-12 were found (2,94 ± 0,09 vs. 2,53 ± 0,13 pg/mL; р = 0,024), IL-5 (3,64 ± 0,37 vs. 2,15 ± 0,14 pg/mL; р = 0,0001); the increase of neutrophils in IM (35,4 ± 3,5 vs. 17,2 ± 2,0%; р = 0,014); higher granulocytes cytolysis (0,38 ± 0,02 vs. 0,26 ± 0,02; р = 0,013), which correlated for neutrophils with the level of IL-12 (r = 0,46; р = 0,026); there was found out the increase of MPO concentration in IS (199,7 ± 49,0 vs. 81,4 ± 26,2 pixels; р = 0,039). The increased level of LHP in the blood serum correlated with the level of MPO in IS (r = 0,48; р = 0,039) and IL-5 in EBC (r = 0,71; р = 0,031). Conclusion. Airway hyperresponsiveness to cold and osmotic stimuli in patients with asthma is characterized by the relationship between the nature of Th1 and Th2 cytokine profile, the structure of granulocyte segment of bronchial inflammation, the enzymatic function of granulocytes, MPO activity and systemic formation of suboxidized lipid peroxidation products. Activation of granulocyte segment of inflammatory pattern in patients with asthma may be considered a factor of influence on the development and maintenance of airway hyperresponsiveness due to the escalation of oxidative stress and persistent inflammation.