pulmoПульмонологияPULMONOLOGIYA0869-01892541-9617Scientific and Practical Journal “PULMONOLOGIYA” LLC10.18093/0869-0189-2018-28-6-647-654pulmo-1082Research ArticleПЕРЕДОВАЯ СТАТЬЯEDITORIALПатогенетические особенности мембранных нарушений иммунокомпетентных клеток при сочетанном течении бронхиальной астмы и хронической обструктивной болезни легкихPathogenesis of immune cell membrane abnormalities in comorbidity of chronic obstructive pulmonary disease and asthmaДенисенкоЮ. К.DenisenkoYu. K.

Денисенко Юлия Константиновна – доктор биологических наук, заведующая лабораторией биомедицинских исследований.

690105, Владивосток, ул. Русская, 73г, тел.: (423) 278-82-05

Yuliya K. Denisenko - Doctor of Biology, Head of Laboratory of Biomedical Research.

Ul. Russkaya 73g, Vladivostok, 690105, tel.: (423) 278-82-05

karaman@inbox.ruНовгородцеваТ. П.NovgorodtsevaT. P.

Новгородцева Татьяна Павловна – доктор биологических наук, профессор, заместитель директора по НИР.

690105, Владивосток, ул. Русская, 73г, тел.: (423) 278-82-02

Tat’yana P. Novgorodtseva - Doctor of Biology, Professor, Deputy Director for Science.

Ul. Russkaya 73g, Vladivostok, 690105, tel.: (423) 278-82-02

nauka@niivl.ruАнтонюкМ. В.AntonyukM. V.

Антонюк Марина Владимировна – доктор медицинских наук, профессор, заведующая лабораторией восстановительного лечения Владивостокского филиала ДНЦФПД  – НИИМКВЛ, профессор департамента клинической медицины Школы биомедицины ДФУ.

690105, Владивосток, ул. Русская, 73г; 690091, Владивосток, ул. Суханова, 8, тел.: (423) 278-82-05

Marina V. Antonyuk - Doctor of Medicine, Professor, Head of Laboratory of Rehabilitation, Vladivostok branch of FFERC PRP, RIMCR; Professor at Department of Clinical Medicine, Biomedical School, FEFU.

Ul. Russkaya 73g, Vladivostok, 690105; ul. Russkaya 73g, Vladivostok, 690105, tel.: (423) 278-82-05

antonyukm@mail.ruГвозденкоТ. А.GvozdenkoT. A.

Гвозденко Татьяна Александровна – доктор медицинских наук, профессор Российской академии наук, директор Владивостокского филиала ДНЦФПД  – НИИМКВЛ.

690105, Владивосток, ул. Русская, 73г, тел.: (423) 278-82-01

Tat’yana A. Gvozdenko - Doctor of Medicine, Professor of Russian Academy of Sciences, Director.

Ul. Russkaya 73g, Vladivostok, 690105, tel.: (423) 278-82-01

tagvozdenko@mail.ruЖуковаН. В.ZhukovaN. V.

Жукова Наталья Владимировна – доктор биологических наук, ведущий научный сотрудник ДФУ, ведущий научный сотрудник лаборатории сравнительной биохимии ННЦМБ им. А.В.Жирмунского Дальневосточного отделения РАН.

690091, Владивосток, ул. Суханова, 8; 690041, Владивосток, ул. Пальчевского, 17, тел.: (423) 231-09-37

Natal’ya V. Zhukova - Doctor of Biology, Leading Researcher, Far Eastern Federal University; Leading Researcher, Laboratory of Comparative Biochemistry, A.V.Zhirmunskiy NRCSB, FED RAS.

Ul. Russkaya 73g, Vladivostok, 690105; ul. Pal’chevskogo 17, Vladivostok, 690041, tel.: (423) 231-09-37

nzhukova35@list.ruВиткинаТ. И.VitkinaT. I.

Виткина Татьяна Исааковна – доктор биологических наук, профессор Российской академии наук, зав. лабораторией медицинской экологии и рекреационных ресурсов Владивостокского филиала ДНЦФПД  – НИИМКВЛ.

690105, Владивосток, ул. Русская, 73г, тел.: (423) 278-82-05

Tat’yana I. Vitkina - Doctor of Biology, Professor of Russian Academy of Sciences, Head of Laboratory of Medical Ecology and Recreation Resources.

Ul. Russkaya 73g, Vladivostok, 690105, tel.: (423) 278-82-05

tash30@mail.ruГельцерБ. И.Gel’tserB. I.

Гельцер Борис Израилевич – доктор медицинских наук, профессор, член-корреспондент Российской академии наук, директор департамента клинической медицины ДФУ.

690091, Владивосток, ул. Суханова, 8, тел.: (423) 240-42-28

Boris I. Gel’tser - Doctor of Medicine, Professor, Corresponding Member of Russian Academy of Sciences, Director of Department of Clinical Medicine.

Ul. Russkaya 73g, Vladivostok, 690105, tel.: (423) 240-42-28

geltcer.bi@dvfu.ruВладивостокский филиал Федерального государственного бюджетного научного учреждения «Дальневосточный научный центр физиологии и патологии дыхания» – Научно-исследовательский институт медицинской климатологии и восстановительного леченияРоссияVladivostok branch of Federal Far Eastern Research Center of Physiology and Respiratory Pathology, Research Institute of Medical Climatology and RehabilitationRussian FederationВладивостокский филиал Федерального государственного бюджетного научного учреждения «Дальневосточный научный центр физиологии и патологии дыхания» – Научно-исследовательский институт медицинской климатологии и восстановительного лечения; Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Дальневосточный федеральный университет»РоссияVladivostok branch of Federal Far Eastern Research Center of Physiology and Respiratory Pathology, Research Institute of Medical Climatology and Rehabilitation; Far Eastern Federal UniversityRussian FederationФедеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Дальневосточный федеральный университет»; Федеральное государственное бюджетное учреждение науки «Национальный научный центр морской биологии имени А.В.Жирмунского» Дальневосточного отделения Российской академии наукРоссияFar Eastern Federal University; A.V.Zhirmunskiy National Research Center of Sea Biology, Far Eastern Department of Russian Academy of ScienceRussian FederationФедеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Дальневосточный федеральный университет»РоссияFar Eastern Federal UniversityRussian Federation201816022019286647654Copyright © Денисенко Ю.К., Новгородцева Т.П., Антонюк М.В., Гвозденко Т.А., Жукова Н.В., Виткина Т.И., Гельцер Б.И., 20192019Денисенко Ю.К., Новгородцева Т.П., Антонюк М.В., Гвозденко Т.А., Жукова Н.В., Виткина Т.И., Гельцер Б.И.Denisenko Y.K., Novgorodtseva T.P., Antonyuk M.V., Gvozdenko T.A., Zhukova N.V., Vitkina T.I., Gel’tser B.I.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://journal.pulmonology.ru/pulm/article/view/1082

Коморбидное течение хронической обструктивной болезни легких (ХОБЛ) и бронхиальной астмы (БА) является одной из важных проблем в пульмонологии, при этом многие патогенетические, диагностические и терапевтические аспекты указанной проблемы остаются нерешенными.

Целью исследования явилось установление патогенетических особенностей мембранных нарушений иммунокомпетентных клеток при сочетанном течении ХОБЛ и БА на основании изучения состава жирных кислот мембран лейкоцитов, уровня оксилипинов, мембранного потенциала митохондрий лейкоцитов.

Материалы и методы

Материалы и методы. В исследовании принимали участие больные ХОБЛ I и II спирометрического класса стабильного течения (n = 39), БА легкой степени тяжести контролируемого и частично контролируемого течения (n = 41), а также лица с коморбидным течением ХОБЛ I и II спирометрического класса и БА легкой степени тяжести контролируемого и частично контролируемого течения (n = 18); контрольную группу составили здоровые добровольцы (n = 28). Исследование состава жирных кислот мембран лейкоцитов проводилось методом газожидкостной хроматографии. Содержание тромбоксана В2 (ТХВ2) и лейкотриена В4 (ЛТВ4) определялось иммуноферментным методом. Уровень мембранного потенциала митохондрий лейкоцитов исследовался ex tempore методом цитофлуориметрии. Статистическая значимость различий средних величин определялась по t-критерию Стьюдента.

Результаты

Результаты. У пациентов с сочетанным течением ХОБЛ и БА в мембране лейкоцитов происходит накопление насыщенных жирных кислот (12 : 0, 16 : 0, 18 : 0, 20 : 0) на фоне дефицита n-6 и n-3 полиненасыщенных жирных кислот (18 : 2n-6, 20 : 3n-6, 20 : 4n-6, 20 : 5n-3, 22 : 4n-6, 22 : 6n-3). Изменения в липидоме лейкоцитов способствуют нарушению структурных и функциональных характеристик клетки, синтезу оксилипинов, что подтверждается увеличением числа клеток со сниженным мембранным потенциалом митохондрий и уровня провоспалительных медиаторов – ТХВ2 и ЛТВ4.

Заключение

Заключение. Нарушение архитектуры цитомембраны иммунокомпетентных клеток является первичным патогенетическим звеном в дисфункции работы всей иммунной системы, фундаментальной основой механизма развития коморбидной патологии органов дыхания.

The objective of this study was to investigate a role of fatty acid content in leukocyte membranes, oxylipin level and membrane potential of leukocyte membranes in the pathogenesis of immune cell membrane abnormalities in patients with comorbidity of asthma and chronic obstructive pulmonary disease (COPD).

Methods

Methods. The study involved 39 patients with COPD, 41 patients with asthma, and 18 patients with comorbidity of COPD and asthma, and 28 healthy volunteers as controls. Fatty acid content of leukocyte membranes was investigated using gas-liquid chromatography. Thromboxane B2 and leukotriene B4 levels were measured using enzyme immunoassay. Mitochondrial membrane potential in leukocytes was measured ex tempore by cytofluorimetry. Statistically significant difference between mean values was determined by Student's t-test.

Results

Results. The comorbidity of COPD and asthma was characterized by accumulation of saturated fatty acids (12 : 0; 16 : 0; 18 : 0; 20 : 0) in leukocyte membrane and reduction in n-6 and n-3 polyunsaturated fatty acids (PUFAs) (18 : 2n-6; 20 : 3n-6; 20 : 4n-6; 20 : 5n-3; 22 : 4n-6; 22 : 6n-3). Changes in leukocyte lipidome contribute to development of structural and functional abnormalities of the cells and to the synthesis of oxylipins. This is confirmed by increased number of cells with reduced mitochondrial membrane potential and increased level of proinflammatory mediators, such as thromboxane B2 and leukotriene B4.

хроническая обструктивная болезнь легкихбронхиальная астмамембрана лейкоцитовиммунная системажирные кислотымембранный потенциал митохондрийchronic obstructive pulmonary diseaseasthmaleukocyte membraneimmune systemfatty acidsmembrane potential of mitochondriaReferencesGlobal Initiative for Chronic Obstructive Lung Disease. Global strategy for the diagnosis, management, and prevention of chronic obstructive pulmonary disease. Updated 2016. Available at: http://www.doctorbeketov.ru/data/documents/GOLD-2016-EU-Global-Strategy.pdfGlobal Initiative for Chronic Obstructive Lung Disease. Global strategy for the diagnosis, management, and prevention of chronic obstructive pulmonary disease. Updated 2016. Available at: http://www.doctorbeketov.ru/data/documents/GOLD-2016-EU-Global-Strategy.pdfGlobal Initiative for Asthma (GINA). Pocket Guide for Health Professionals. Updated 2016. Available at: https://ginasthma.org/wp-content/uploads/2016/05/WMS-GINA-2016-main-Pocket-Guide.pdfGlobal Initiative for Asthma (GINA). Pocket Guide for Health Professionals. Updated 2016. Available at: https://ginasthma.org/wp-content/uploads/2016/05/WMS-GINA-2016-main-Pocket-Guide.pdfTochino Y., Asai K., Shuto T., Hirata K. Asthma-COPD overlap syndrome-Coexistence of chronic obstructive pulmonary disease and asthma in elderly patients and parameters for their differentiation. J. Gen. Fam. Med. 2017; 18 (1): 5–11.Tochino Y., Asai K., Shuto T., Hirata K. Asthma-COPD overlap syndrome-Coexistence of chronic obstructive pulmonary disease and asthma in elderly patients and parameters for their differentiation. J. Gen. Fam. Med. 2017; 18 (1): 5–11.Miravitlles M., Alcazar B., Alvarez F.J. et al. What pulmonologists think about the asthma-COPD overlap syndrome. Int. J. Chron. Obstruct. Pulmon. Dis. 2015; 10 (1): 1321–1330. DOI: 10.2147/COPD.S88667.Miravitlles M., Alcazar B., Alvarez F.J. et al. What pulmonologists think about the asthma-COPD overlap syndrome. Int. J. Chron. Obstruct. Pulmon. Dis. 2015; 10 (1): 1321–1330. DOI: 10.2147/COPD.S88667.Turner A.M., Tamasi L., Schleich F. et al. Clinically relevant subgroups in COPD and asthma. Eur. Respir. Rev. 2015; 24 (136): 283–298. DOI: 10.1183/16000617.00009014.Turner A.M., Tamasi L., Schleich F. et al. Clinically relevant subgroups in COPD and asthma. Eur. Respir. Rev. 2015; 24 (136): 283–298. DOI: 10.1183/16000617.00009014.Kalinina E.P., Denisenko Y.K., Vitkina T.I. et al. The mechanisms of the regulation of immune response in patients with comorbidity of chronic obstructive pulmonary disease and asthma. Can. Respir. J. 2016; 2016: 4503267. DOI: 10.1155/2016/4503267.Kalinina E.P., Denisenko Y.K., Vitkina T.I. et al. The mechanisms of the regulation of immune response in patients with comorbidity of chronic obstructive pulmonary disease and asthma. Can. Respir. J. 2016; 2016: 4503267. DOI: 10.1155/2016/4503267.Лобанова Е.Г., Калинина Е.П., Кнышова В.В. и др. Особенности регуляции иммунного ответа у пациентов с коморбидным течением хронической обструктивной болезни легких и бронхиальной астмы. Пульмонология. 2014; (6): 5–10. DOI: 10.18093/0869-0189-2014-0-6-5-10.Lobanova E.G., Kalinina E.P., Knyshova V.V. et al. Regulation of immune response in patients with COPD + asthma phenotype. Pul'monologiya. 2014; (6): 5–10. DOI: 10.18093/0869-0189-2014-0-6-5-10 (In Russian).Денисенко Ю.К., Новгородцева Т.П., Жукова Н.В. и др. Ассоциация метаболизма жирных кислот с системной воспалительной реакцией при хронических заболеваниях органов дыхания. Биомедицинская химия. 2016; 62 (3): 341–347. DOI: 10.18097/PBMC20166203341.Denisenko Yu.K., Novgorodtseva T.P., Zhukova N.V. et al. Association of fatty acid metabolism with systemic inflammatory response in chronic respiratory diseases. Biomeditsinskaya khimiya. 2016; 62 (3): 341–347. DOI: 10.18097/PBMC20166203341 (in Russian).Novgorodtseva T.P., Denisenko Yu.K., Zhukova N.V. et al. Modification of the fatty acid composition of the erythrocyte membrane in patients with chronic respiratory diseases. Lipids Health Dis. 2013; 12: 117. DOI: 10.1186/1476-511X-12-117.Novgorodtseva T.P., Denisenko Yu.K., Zhukova N.V. et al. Modification of the fatty acid composition of the erythrocyte membrane in patients with chronic respiratory diseases. Lipids Health Dis. 2013; 12: 117. DOI: 10.1186/1476-511X-12-117.Calder P.C. Omega-3 fatty acids and inflammatory processes: from molecules to man. Biochem. Soc. Trans. 2017; 45 (5): 1105–1115. DOI: 10.1042/BST20160474.Calder P.C. Omega-3 fatty acids and inflammatory processes: from molecules to man. Biochem. Soc. Trans. 2017; 45 (5): 1105–1115. DOI: 10.1042/BST20160474.Bligh E.G., Dyer W.J. A rapid method of total lipid extraction and purification. Can. J. Biochem. Physiol. 1959; 37 (8): 911–917. DOI: 10.1139/o59-099.Bligh E.G., Dyer W.J. A rapid method of total lipid extraction and purification. Can. J. Biochem. Physiol. 1959; 37 (8): 911–917. DOI: 10.1139/o59-099.Stransky K., Jursik T., Vitek A., Skorepa J. An improved method of characterizing fatty acids by equivalent chain length values. J. High Resolut. Chrom. 1992; 15 (11): 730–740. DOI: 10.1002/jhrc.1240151107.Stransky K., Jursik T., Vitek A., Skorepa J. An improved method of characterizing fatty acids by equivalent chain length values. J. High Resolut. Chrom. 1992; 15 (11): 730–740. DOI: 10.1002/jhrc.1240151107.Лобанова Е.Г., Кондратьева Е.В., Минеева Е.Е., Караман Ю.К. Мембранный потенциал митохондрий тромбоцитов у пациентов с хронической обструктивной болезнью легких. Клиническая лабораторная диагностика. 2014; 59 (6): 13–16.Lobanova E.G., Kondrat'eva E.V., Mineeva E.E., Karaman Yu.K. The membrane potential of mitochondria of thrombocytes in patients with chronic obstructive pulmonary disease. Klinicheskaya laboratornaya diagnostika. 2014; 59 (6): 13–16 (in Russian).Караман Ю.К., Лобанова Е.Г. Эндоканнабиноиды и эйкозаноиды: биосинтез, механизмы их взаимосвязи, роль в иммунных процессах. Медицинская иммунология. 2013; 15 (2): 119–130. DOI: 10.15789/1563-0625-2013-2-119-130.Karaman Yu.K., Lobanova E.G. Endocannabinoids and eicosamoids: biosynthesis and interactions with immune response. Meditsinskaya immunologiya. 2013; 15 (2): 119–130. DOI: 10.15789/1563-0625-2013-2-119-130 (in Russian).Новгородцева Т.П., Денисенко Ю.К., Антонюк М.В. и др. Жирные кислоты крови в формировании и коррекции метаболического синдрома. Терапевтический архив. 2016; 88 (8): 30–34. DOI: 10.17116/terarkh201688830-34.Novgorodtseva T.P., Denisenko Yu.K., Antonyuk M.V. et al. Blood fatty acids in the development and correction of metabolic syndrome. Terapevticheskiy arkhiv. 2016; 88 (8): 30–34. DOI: 10.17116/terarkh201688830-34 (in Russian).Денисенко Ю.К., Новгородцева Т.П., Кондратьева Е.В. и др. Морфофункциональное состояние митохондрий клеток крови при бронхиальной астме. Клиническая медицина. 2015; 93 (10): 47–52.Denisenko Yu.K., Novgorodtseva T.P., Kondrat'eva E.V. et al. Morpho-functional characteristics of blood cell mitochondria in bronchial asthma. Klinicheskaya meditsina. 2015; 93 (10): 47–52 (in Russian).Smith M.L., Murphy R.C. The eicosanoids: cyclooxygenase, lipoxygenase and epoxygenase pathways. In: Vance D.E., Vance J.E., eds. Biochemistry of Lipids, Lipoproteins and Membranes. The 4th Edition. Amsterdam: Elsevier Science B.V.; 2002: 341–371.Smith M.L., Murphy R.C. The eicosanoids: cyclooxygenase, lipoxygenase and epoxygenase pathways. In: Vance D.E., Vance J.E., eds. Biochemistry of Lipids, Lipoproteins and Membranes. The 4th Edition. Amsterdam: Elsevier Science B.V.; 2002: 341–371.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.