pulmoПульмонологияPULMONOLOGIYA0869-01892541-9617Scientific and Practical Journal “PULMONOLOGIYA” LLC10.18093/0869-0189-2021-31-3-311-319pulmo-2367Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯORIGINAL STUDIESОценка взаимосвязи силы дыхательных мышц и показателей цитокинового статуса у больных внебольничной пневмониейAssessing the relationship of respiratory muscle strength and cytokine status in patients with community-acquired pneumoniaДейА. А.DeiA. A.

Дей Александра Анатольевна – аспирант департамента клинической медицины Школы биомедицины

690091, Владивосток, ул. Суханова, 8тел.: (924) 123-45-23

Alexandra A. Dei, Postgraduate student, Department of Clinical Medicine, School of Biomedicine

ul. Sukhanova 8, Vladivostok, 690091tel.: (924) 123-45-23

phdmd@yandex.ruГельцерБ. И.GeltserB. I.

Гельцер Борис Израилевич – д. м. н., профессор, член-корр. Российской академии наук, директор департамента клинической медицины Школы биомедицины

690091, Владивосток, ул. Суханова, 8тел.: (423) 245-17-83

Boris I. Geltser, Doctor of Medicine, Professor, Corresponding Member of Russian Academy of Sciences, Head of Clinical Medicine Department, School of Biomedicine

ul. Sukhanova 8, Vladivostok, 690091tel.: (423) 245-17-83

Boris.Geltser@vvsu.ruАнтонюкМ. В.AntonyukM. V.

Антонюк Марина Владимировна – д. м. н., профессор, заведующая лабораторией восстановительного лечения

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

Marina V. Antonyuk, Doctor of Medicine, Рrofessor, Head of the Rehabilitation Treatment Laboratory

ul. Russkaya 73G, Vladivostok, 690105tel.: (423) 278-82-01

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

Гвозденко Татьяна Александровна – д. м. н., профессор, директор, главный научный сотрудник

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

Tatyana А. Gvozdenko, Doctor of Medicine, Рrofessor, Director, Сhief researcher

ul. Russkaya 73G, Vladivostok, 690105tel.: (423) 278-82-01

vfdnz@mail.ruКалининаЕ. П.KalininaE. P.

Калинина Елена Петровна – д. м. н., старший научный сотрудник

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

Elena P. Kalinina, Doctor of Medicine, Senior Researcher

ul. Russkaya 73G, Vladivostok, 690105tel.: (423) 278-82-01

kalinina72@yandex.ruТиторенкоИ. Н.TitorencoI. N.

Титоренко Игорь Николаевич – аспирант департамента клинической медицины Школы биомедицины Федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего образования «Дальневосточный федеральный университет» Министерства науки и высшего образования Российской Федерации, начальник пульмонологического отделения Федерального государственного казенного учреждения «439 военный госпиталь» Министерства обороны Российской Федерации

690091, Владивосток, ул. Суханова, 8692511, Приморский край, Уссурийск, ул. Карбышева, 7тел. (914) 343-54-14

Igor N. Titorenco, Postgraduate student, Department of clinical Medicine, School of biomedicine, Far Eastern Federal University, Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation, Head of the Pulmonary Department, Federal State Treasury Institution “439 Military Hospital”, Ministry of Defense of the Russian Federation

ul. Sukhanova 8, Vladivostok, 690091tel.: (914) 343-54-14

 

titorenkoigor82@mail.ruФедеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Дальневосточный федеральный университет» Министерства науки и высшего образования Российской ФедерацииРоссияFar Eastern Federal University, Ministry of Science and Higher Education of the Russian FederationRussian FederationВладивостокский филиал Федерального государственного бюджетного научного учреждения «Дальневосточный научный центр физиологии и патологии дыхания» – Научно-исследовательский институт медицинской климатологии и восстановительного леченияРоссияVladivostok Branch of Far Eastern Scientific Center of Physiology of Respiration – Research Institute of Medical Climatology and Rehabilitation TreatmentRussian FederationФедеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Дальневосточный федеральный университет» Министерства науки и высшего образования Российской Федерации; Федеральное государственное казенное учреждение «439 военный госпиталь» Министерства обороны Российской ФедерацииРоссияFar Eastern Federal University, Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation; Federal State Treasury Institution “439 Military Hospital”, Ministry of Defense of the Russian FederationRussian Federation202110062021313311319Copyright © Дей А.А., Гельцер Б.И., Антонюк М.В., Гвозденко Т.А., Калинина Е.П., Титоренко И.Н., 20212021Дей А.А., Гельцер Б.И., Антонюк М.В., Гвозденко Т.А., Калинина Е.П., Титоренко И.Н.Dei A.A., Geltser B.I., Antonyuk M.V., Gvozdenko T.A., Kalinina E.P., Titorenco I.N.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/2367

Целью исследования явилась оценка роли цитокин-опосредованных механизмов в развитии дисфункции дыхательных мышц (ДМ) у больных внебольничной пневмонией (ВП). Материалы и методы. Обследованы мужчины (n = 84; возраст – 18–26 лет; медиана – 19,5 (18,4; 22,8) года), госпитализированные в стационар по поводу ВП. Нетяжелая ВП (НВП) диагностирована у 62 (73,8 %) больных, тяжелая (ТВП) – у 22 (26,2 %). При помощи аппарата MicrоRPM (CareFusion, Великобритания) зарегистрированы показатели силы экспираторных (MEP, MRPDвыд.) и инспираторных (MIP, MRPDвд., SNIP) ДМ. Верификация тяжести эндогенной интоксикации проводилась с использованием гематологического (ГИИ), лейкоцитарного (ЛИИ) и ядерного индексов. В сыворотке крови определялась концентрация интерлейкинов (IL)-2, -8, -10, базисного фактора роста фибробластов, трансформирующего фактора роста-β, фактора некроза опухоли-α (TNF-α) и растворимого рецептора к TNF-α. Обработка данных выполнялась методами кластерного и корреляционного анализа. Результаты. Выделены 3 кластера больных ВП с характерными комбинациями индикаторов силы ДМ, эндогенной интоксикации и цитокинового статуса. Первый из них представлен больными НВП, 2-й – НВП и ТВП, 3-й – лицами с ТВП. У лиц 1-го кластера преобладала дисфункция экспираторных, 2-го и 3-го – инспираторных ДМ. В разгар ВП зарегистрированы достоверные отрицательные взаимосвязи показателей силы ДМ с ЛИИ, ГИИ, TNF-α, IL-10, IL-8, IL-2. В период реконвалесценции у всех пациентов индексы эндогенной интоксикации достигали контрольных значений. У лиц 1-го кластера установлено снижение уровня анализируемых цитокинов на фоне изолированной дисфункции экспираторных ДМ. У пациентов 2-го кластера зафиксирована тенденция к восстановлению TNF-α и IL-8, а уровню, наблюдаемому у здоровых, соответствовал только показатель SNIP. У реконвалесцентов 3-го кластера отмечены минимальные средние показатели силы ДМ на фоне сохраняющегося дисбаланса в профиле про- и противовоспалительных цитокинов. Заключение. Дисфункция ДМ при ВП ассоциируется с участием в ее патогенезе цитокин-опосредованных механизмов, интенсивность вовлечения которых в данный процесс зависит от тяжести эндогенной интоксикации и распространенности альвеолярного воспаления.

Aim. Assessment of the role of cytokine-mediated changes in the development of respiratory muscle (RM) dysfunction in patients with community-acquired pneumonia (СAP). Methods. 84 men aged 18 – 26 years with a median of age 19.5 [18.4; 22.8]. Mild to moderate CAP (MCAP) was diagnosed in 62 (73.8%) patients and severe (SCAP) in 22 (26.2%). The expiratory (MEP, MRPDout) and inspiratory (MIP, MRPDin. SNIP) strength indices of RM were recorded on a MicrоRPM apparatus (CareFusion, UK). The severity of endogenous intoxication was verified using the following indices: hematologic (HII), leukocyte (LII), and nuclear. Serum concentrations of interleukins-2, -8, -10, basic fibroblast growth factor, transforming growth factor-beta, tumor necrosis factor-alpha (TNF-α), and a soluble receptor for TNF-α. Data processing was performed by cluster and correlation analysis methods. Results. Three clusters of patients with CAP were identified by the characteristic combinations of indicators of RM strength, endogenous intoxication, and cytokine status. The first cluster had MCAP, the second – both MCAP and SCAP, the third – SCAP. In the first cluster, dysfunction of expiratory RM prevailed, and in the second and third – dysfunction of inspiratory RM. In the midst of CAP, significant negative correlations of RM strength indicators with LII, HII, TNF-α, IL-10, IL-8, and IL-2 levels were recorded. The endogenous intoxication indices reached control values in all patients during recovery. The first cluster showed a decrease in the level of analyzed cytokines against isolated dysfunction of expiratory RM. The second cluster showed a tendency toward restoration of TNF-α and IL-8 levels, and only their SNIP index was normal. The third cluster showed minimal medians of RM strength against the continuing imbalance in the profile of pro- and anti-inflammatory cytokines during recovery. Conclusion. RM dysfunction in CAP is associated with cytokine-mediated dysfunction. The degree of cytokine involvement in this process depends on the severity of endogenous intoxication and the volume of alveolar inflammation.

внебольничная пневмониядыхательные мышцыцитокиныэндогенная интоксикацияcommunity-acquired pneumoniarespiratory musclescytokinesendogenous intoxicationРабота выполнена при частичной финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований в рамках научного проекта № 18-29-03131.This work was carried out with partial financial support from the Russian Foundation for Basic Research within the framework of scientific project No.18-29-03131.ReferencesЧучалин А.Г., Синопальников А.И., Козлов Р.С. и др. Российское респираторное общество (РРО) Межрегиональная ассоциация по клинической микробиологии и антимикробной химиотерапии (МАКМАХ). Клинические рекомендации по диагностике, лечению и профилактике тяжелой внебольничной пневмонии у взрослых. Пульмонология. 2014; (4): 13–48. DOI: 10.18093/0869-0189-2014-0-4-13-48.Chuchalin A.G., Sinopal’nikov A.I., Kozlov R.S. et al. [Russian Respiratory Society Interregional association on clinical microbiology and antimicrobial chemotherapy Clinical guidelines on diagnosis, treatment and prevention of severe community acquired pneumonia in adults]. Pul’monologiya. 2014; (4): 13–48. DOI: 10.18093/0869-0189-2014-0-4-13-48 (in Russian).Авдеев С.Н. Оценка силы дыхательных мышц в клинической практике. Атмосфера. Пульмонология и аллергология. 2008; (4): 12–17. Доступно на: https://cyberleninka.ru/article/n/otsenka-sily-dyhatelnyh-myshts-v-klinicheskoy-praktike/viewerAvdeev S.N. [Assessment of respiratory muscle strength in clinical practice]. Atmosfera. Pul’monologiya i allergologiya. 2008; (4): 12–17. Available at: https://cyberleninka.ru/article/n/otsenka-sily-dyhatelnyhmyshts-v-klinicheskoy-praktike/viewer (in Russian).Гельцер Б.И., Курпатов И.Г., Дей А.А., Кожанов А.Г. Дисфункция респираторных мышц и болезни органов дыхания. Терапевтический архив. 2019; 91 (3): 93–100. DOI: 10.26442/00403660.2019.03.000108.Gel’tser B.I., Kurpatov I.G., Dei A.A., Kozhanov A.G. [Respiratory muscles dysfunction and respiratory diseases]. Terapevticheskiy arkhiv. 2019; 91 (3): 93–100 DOI: 10.26442/00403660.2019.03.000108 (in Russian).Гельцер Б.И., Котельников В.Н., Шахгельдян К.И., Курпатов И.Г. Результаты моделирования должных величин силы дыхательных мышц на основе метода искусственных нейронных сетей. Российский физиологический журнал им. И.М.Сеченова. 2018; 104 (9): 1065–1074. DOI: 10.7868/S0869813918090058.Gel’tser B.I., Kotel’nikov V.N., Shakhgel’dyan K.I., Kurpatov I.G. [The results of modeling the proper values of the strength of the respiratory muscles based on the method of artificial neural]. Rossiyskiy fiziologicheskiy zhurnal im. I.M.Sechenova. 2018; 104 (9): 1065–1074. DOI: 10.7868/S0869813918090058 (in Russian).Бородин Е.А., Егоршина Е.В., Самсонов В.П. Биохимия эндотоксикоза. Механизмы развития и оценка степени тяжести при воспалительных заболеваниях легких. Благовещенск: АГМА; 2003.Borodin E.A.,Egorshina E.V.,Samsonov V.P. [Biochemistry of endotoxemia. Pathogenic mechanisms and the estimation of the degree of severity at the inflammatory lung diseases]. Blagoveshchensk: AGMA; 2003 (in Russian).Плехова Н.Г., Кондрашова Н.М., Гельцер Б.И., Котельников В.Н. Клеточно-молекулярные факторы врожденной защиты и их роль в патогенезе пневмонии. Иммунология. 2017; 38 (2): 124–129. Доступно на: https://cyberleninka.ru/article/n/kletochnomolekulyarnye-faktory-vrozhdennoy-zaschity-i-ih-rol-v-patogenezepnevmonii/viewerPlekhova N.G., Kodrashova N.M., Geltser B.I., Kotelnikov V.N. [Cellular and molecular factors of innate defense and its role in the pathogenesis of pneumonia]. Immunologiya. 2017; 38 (2): 124–129. Available at: https://cyberleninka.ru/article/n/kletochno-molekulyarnye-faktory-vrozhdennoy-zaschity-i-ih-rol-v-patogeneze-pnevmonii/viewer (in Russian).Александрова Н.П. Цитокины и резистивное дыхание. Физиология человека. 2012; 38 (2): 119–129. Доступно на: http://naukarus.com/tsitokiny-i-rezistivnoe-dyhanieAleksandrova N.P. [Cytokines and resistive respiration]. Fiziologiya cheloveka. 2012; 38 (2): 119–129. Available at: http://naukarus.com/tsitokiny-i-rezistivnoe-dyhanie (in Russian).Капилевич Л.В., Кабачкова А.В., Захарова А.Н. и др. Секреторная функция скелетных мышц: механизмы продукции и физиологические эффекты миокинов. Успехи физиологических наук. 2016; 47 (2): 7–26.Kapilevich L.V., Kabachkova A.V., Zakharova A.N. et al. [Secretory function of skeletal muscles: producing mechanisms and myokines physiological effects]. Uspekhi fiziologicheskikh nauk. 2016; 47 (2): 7–26 (in Russian).Гельцер Б.И., Дей А.А., Титоренко И.Н., Котельников В.Н. Оценка силы дыхательных мышц при внебольничной пневмонии. Военно-медицинский журнал. 2018; 339 (11): 27–33.Gel’tser B.I., Dei A.A., Titorenco I.N., Kotel’nikov V.N. [Assessment of the strength of the respiratory muscles in community-acquired pneumonia]. Voenno-meditsinskiy zhurnal. 2018; 339 (11): 27–33 (in Russian).Смирнова О.В., Костюнина Д.С., Иванова А.Д. Миостатин: двадцать лет спустя. Физиология человека. 2018; 44 (1): 99–114. DOI: 10.7868/S0131164618010125.Smirnova O.V., Kostyunina D.S., Ivanova A.D. [Myostatin: Twenty years later]. Fiziologiya cheloveka. 2018; 44 (1): 99–114. DOI: 10.7868/S0131164618010125 (in Russian).Калинина Е.П., Гельцер Б.И., Курпатов И.В. и др. Оценка роли цитокин-опосредованных механизмов в развитии дисфункции дыхательных мышц у больных хронической обструктивной болезнью легких. Медицинская иммунология. 2019; 21 (3): 487–494. DOI: 10.15789/1563-0625-2019-3-487-494.Kalinina E.P., Gel’tser B.I., Kurpatov I.G. et al. [Evaluation of cytokine-mediated mechanisms involved in development of respiratory muscle dysfunction in the patients with chronic obstructive pulmonary disease]. Meditsinskaya immunologiya. 2019; 21 (3): 487–494. DOI: 10.15789/1563-0625-2019-3-487-494 (in Russian).Котельников В.Н., Карпенко А.А., Ким А.П., Гельцер Б.И. Ультраструктурные АСМ-маркеры эндогенной интоксикации при внебольничной пневмонии. Современные технологии в медицине. 2017; 9 (2): 53–60. DOI: 10.17691/stm2017.9.2.06.Kotelnikov V.N., Karpenko A.A., Kim A.P., Gel’tser B.I. [Ultrastructural AFM markers of endogenous intoxication in community-acquired pneumonia]. Sovremennye tekhnologii v meditsine. 2017; 9 (2): 53–60. DOI: 10.17691/stm2017.9.2.06 (in Russian).Устьянцева И.М., Петухова О.В., Скопинцев М.А. Цитокины крови больных внебольничной пневмонией с учетом степени тяжести состояния. Иммунопатология, аллергология, инфектология. 2005; (4): 66–70.Ust’yantseva I.M., Petukhova O.V., Skopintsev M.A. [Blood cytokines of patients with community-acquired pneumonia, taking into account the severity of the condition]. Immunopatologiya, allergologiya, infektologiya. 2005; (4): 66–70 (in Russian).Сабитова О.Н., Совалкин В.И. Полиморфизм генов и продукция основных иммунорегуляторных цитокинов при внебольничной пневмонии. Омский научный вестник. 2009; (1): 42–45. Доступно на: https://cyberleninka.ru/article/n/polimorfizmgenov-i-produktsiya-osnovnyh-immunoregulyatornyh-tsitokinov-privnebolnichnoy-pnevmonii/viewerSabitova O.N., Sovalkin V.I. [Gene polymorphism and production of basic immunoregulatory cytokines in community-acquired pneumonia]. Omskiy nauchnyy vestnik. 2009; (1): 42–45. Available at: https://cyberleninka.ru/article/n/polimorfizm-genov-i-produktsiya-osnovnyh-immunoregulyatornyh-tsitokinov-pri-vnebolnichnoy-pnevmonii/viewer (in Russian).Abbas A.K., Trotta E., Simeonov D.R. et al. Revisiting IL-2: Biology and therapeutic prospects. Sci. Immunol. 2018; 3 (25): eaat1482. DOI: 10.1126/sciimmunol.aat1482.Abbas A.K., Trotta E., Simeonov D.R. et al. Revisiting IL-2: Biology and therapeutic prospects. Sci. Immunol. 2018; 3 (25): eaat1482. DOI: 10.1126/sciimmunol.aat1482.Pedersen B.K., Febbraio M.A. Muscles, exercise and obesity: skeletal muscle as a secretory organ. Nat. Rev. Endocrinol. 2012; 8 (8): 457–465. DOI: 10.1038/nrendo.2012.49.Pedersen B.K., Febbraio M.A. Muscles, exercise and obesity: skeletal muscle as a secretory organ. Nat. Rev. Endocrinol. 2012; 8 (8): 457–465. DOI: 10.1038/nrendo.2012.49.Nitahara-Kasahara Y., Takeda S., Okada T. Inflammatory predisposition predicts disease phenotypes in muscular dystrophy. Inflamm. Regen. 2016; 36: 14. DOI: 10.1186/s41232-016-0019-0.Nitahara-Kasahara Y., Takeda S., Okada T. Inflammatory predisposition predicts disease phenotypes in muscular dystrophy. Inflamm. Regen. 2016; 36: 14. DOI: 10.1186/s41232-016-0019-0.McKay S., Sharma H.S. Autocrine regulation of asthmatic airway inflammation: role of airway smooth muscle. Respir. Res. 2002; 3 (1): 11. DOI: 10.1186/rr160.McKay S., Sharma H.S. Autocrine regulation of asthmatic airway inflammation: role of airway smooth muscle. Respir. Res. 2002; 3 (1): 11. DOI: 10.1186/rr160.McRae N., Forgan L., McNeill B. et al. Glucocorticoids improve myogenic differentiation in vitro by suppressing the synthesis of versican, a transitional matrix protein overexpressed in dystrophic skeletal muscles. Int. J. Mol. Sci. 2017; 18 (12): 2629. DOI: 10.3390/ijms18122629.McRae N., Forgan L., McNeill B. et al. Glucocorticoids improve myogenic differentiation in vitro by suppressing the synthesis of versican, a transitional matrix protein overexpressed in dystrophic skeletal muscles. Int. J. Mol. Sci. 2017; 18 (12): 2629. DOI: 10.3390/ijms18122629.

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