pulmoПульмонологияPULMONOLOGIYA0869-01892541-9617Scientific and Practical Journal “PULMONOLOGIYA” LLC10.18093/0869-0189-2021-31-6-749-758pulmo-3294Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯORIGINAL STUDIESИзменения воздухонаполненности легких у больных бронхиальной астмой с осмотической гиперреактивностью дыхательных путейChanges in lung inflation in asthma in patients with osmotic airway hyperresponsivenessАфанасьеваЕ. Ю.Аfanas’evaEvgeniya Yu.

Афанасьева Евгения Юрьевна - аспирант лаборатории функциональных методов исследования дыхательной системы.

675000, Благовещенск, ул. Калинина, 22; тел.: (909) 819-56-17

Postgraduate student, Laboratory of Functional Research of Respiratory System

Ul. Kalinina 22, Blagoveshchensk, 675000; tel.: (909) 819-56-17

evgeniyananev@yandex.ruПриходькоА. Г.PrikhodkoAnna G.

Приходько Анна Григорьевна - доктор медицинских наук, главный научный сотрудник лаборатории функциональных методов исследования дыхательной системы.

675000, Благовещенск, ул. Калинина, 22; тел.: (962) 284-43-90

Doctor of Medicine, Chief Researcher, Laboratory of Functional Research of Respiratory System.

Ul. Kalinina 22, Blagoveshchensk, 675000; tel.: (962) 284-43-90

prih-anya@ya.ruИльинА. В.Il’inAndrey V.

Ильин Андрей Валерьевич - кандидат медицинских наук, старший научный сотрудник лаборатории молекулярных и трансляционных исследований.

675000, Благовещенск, ул. Калинина, 22; тел.: (914) 561-69-52

Candidate of Medicine, Senior Researcher, Laboratory of Molecular and Translational Research.

Ul. Kalinina 22, Blagoveshchensk, 675000; tel.: (914) 561-69-52

alero82@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-9411-7474ПерельманЮ. М.PerelmanJuliy M.

Перельман Юлий Михайлович - доктор медицинских наук, профессор, член-корр. Российской академии наук, руководитель лаборатории функциональных методов исследования дыхательной системы.

675000, Благовещенск, ул. Калинина, 22; тел.: (4162) 77-28-01

Doctor of Medicine, Professor, Corresponding Member of Russian Academy of Sciences, Head of Laboratory of Functional Research of Respiratory System.

Ul. Kalinina 22, Blagoveshchensk, 675000; tel.: (4162) 77-28-01

jperelman@mail.ruФедеральное государственное бюджетное научное учреждение Дальневосточный научный центр физиологии и патологии дыханияРоссияFederal Far Eastern Research Center of Physiology and Respiratory PathologyRussian Federation202116122021316749758Copyright © Афанасьева Е.Ю., Приходько А.Г., Ильин А.В., Перельман Ю.М., 20212021Афанасьева Е.Ю., Приходько А.Г., Ильин А.В., Перельман Ю.М.Аfanas’eva E.Y., Prikhodko A.G., Il’in A.V., Perelman J.M.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/3294

В научной литературе недостаточно информации о том, может ли влияние гиперреактивности бронхов на гипоосмотический стимул у больных бронхиальной астмой (БА) приводить к более выраженным нарушениям региональной вентиляции.

Целью работы явилось выявление особенностей воздухонаполненности легких (ВНЛ) у больных БА с осмотической гиперреактивностью (ОГР) дыхательных путей (ДП).

Материалы и методы

Материалы и методы. У больных 1-й группы (n = 24) с легким персистирующим течением БА и наличием ОГР ДП, выявленной по данным бронхопровокационной пробы с ингаляцией дистиллированной воды (ИДВ) (снижение объема форсированного выдоха за 1-ю секунду (ДОФВ1) — (—21,1) ± 3,2 % в среднем), изучена ВНЛ методами общей плетизмографии и трехмерной волюметрии, зональной планиметрии и денситометрии при помощи мультиспиральной компьютерной томографии. Группу сравнения (2-ю) составили пациенты (n = 49), у которых реакция на пробу ИДВ (снижение ДОФВ1 в среднем - (-3,7) ± 0,5 %; р = 0,00001) отсутствовала.

Результаты

Результаты. У больных 1-й группы отмечены более низкие исходные показатели функции внешнего дыхания (ОФВ1 — 83,6 ± 4,5 %; максимальная объемная скорость форсированного выдоха на уровне 50 % форсированной жизненной емкости легких (МОС50) — 58,1 ± 5,8 %) в сравнении с таковыми показателями у больных 2-й группы (96,7 ± 2,2 %; р = 0,0042 и 75,5 ± 2,2 %; р = 0,016 соответственно) и более высокие значения параметров ВНЛ при бодиплетизмографии (остаточный объем легких (ООЛ) — 153,2 ± 12,5 и 127,5 ± 4,0 % соответственно; р = 0,027; показатель соотношения ООЛ и общей емкости легких (ОЕЛ) — 128,8 ± 5,5 и 109,9 ± 2,8 % соответственно; р = 0,015). По данным трехмерной волюметрии установлены достоверно более высокие показатели экспираторной ВНЛ (526,0 ± 117,8 vox) и средней остаточной воздухонаполненности обоих легких (13,1 ± 2,6 vox) у пациентов 1-й группы по сравнению с таковыми у пациентов 2-й группы (301,5 ± 55,8 vox;р < 0,05 и 9,1 ± 1,6 vox;р < 0,05 соответственно). У больных с ОГР ДП также отмечены более высокие значения экспираторной площади в средних (235,3 ± 29,4 и 149,2 ± 14,9pix соответственно;р = 0,0047) и нижних (292,3 ± 37,9 и 178,6 ± 18,6 pix соответственно; р = 0,0034) зонах легких.

Заключение

Заключение. У больных БА с ОГР ДП отмечено увеличение ВНЛ с более выраженными нарушениями легочной вентиляции в средних и нижних отделах легких.

The scientific literature does not provide enough information on whether bronchial hyperresponsiveness to hypoosmotic stimulus in patients with asthma can lead to more pronounced disturbances of regional lung ventilation.

Aim

Aim. to characterize lung inflation in asthma patients with osmotic airway hyperresponsiveness.

Methods

Methods. The lung inflation was studied by body plethysmography, as well as by three-dimensional volumetry, planimetry, and multispiral CT densitometry in 24 patients (group 1) with persistent mild asthma and osmotic airway hyperresponsiveness, identified by the bronchoprovocation test with inhalation of distilled water (IDW) (the average ДРБУ1 was —21.1 ± 3.2%). The comparison group (group 2) consisted of 49 patients with no response to IDW (the average ДББУ1 was —3.7 ± 0.5%; p = 0.00001).

Results

Results. Group 1 had lower lung function (FEVj was 83.6 ± 4.5%; FEF50 was 58.1 ± 5.8%) at baseline in comparison with the group 2 (96.7 ± 2.2%, p = 0.0042 and 75.5 ± 2.2%, p = 0.016, respectively) and higher indices of lung inflation at body plethysmography (RV was 153.2 ± 12.5 and 127.5 ± 4.0%, respectively; p = 0,027; RV/TLC was 128.8 ± 5.5 and 109.9 ± 2.8%, respectively; p = 0.015). According to three-dimensional volumetry, the indicators of expiratory lung inflation (526.0 ± 117.8 vox) and average residual inflation of both lungs (13.1 ± 2.6 vox) in group 1 were significantly higher than in group 2 (301.5 ± 55.8 vox, р < 0.05 and 9.1 ± 1.6 vox,р < 0,05, respectively). The patients with osmotic airway hyperresponsiveness also showed higher values of the expiratory area in the middle zone (235.3 ± 29.4 and 149.2 ± 14.9 pix, respectively; p = 0.00 47) and the lower zone (292.3 ± 37.9 and 178.6 ± 18.6 pix, respectively; p = 0.0034) of the lungs.

Conclusion

Conclusion. Asthma patients with osmotic airway hyperresponsiveness have lung hyperinflation with impaired lung ventilation predominantly in the middle and lower zones.

бронхиальная астмагиперреактивность дыхательных путейосмотический стимулмультиспиральная компьютерная томографиятрехмерная волюметриявоздухонаполненность легкихasthmaairway hyperresponsivenessosmotic stimulusmultispiral computed tomographythree-dimensional volumetrylung inflation. Conflict of interest. The authors declare no conflict of interest related to this publicationReferencesПриходько А.Г., Перельман Ю.М., Колосов В.П. Гиперреактивность дыхательных путей. Владивосток: Дальнаука; 2011.Prikhodko A.G., Perelman J.M., Kolosov V.P. [Airway hyperresponsiveness]. Vladivostok: Dal’nauka; 2011 (in Russian).Перельман Ю.М., Наумов Д.Е., Приходько А.Г., Колосов В.П. Механизмы и проявления осмотической гиперреактивности дыхательных путей. Владивосток: Дальнаука; 2016.Perel’man Yu.M., Naumov D.E., Prikhod’ko A.G., Kolosov V.P. [Mechanisms and manifestations of osmotic airway hyperresponsiveness]. Vladivostok: Dal’nauka; 2016 (in Russian).Приходько А.Г. Реакция дыхательных путей на ингаляцию дистиллированной воды у больных бронхиальной астмой и хроническим бронхитом. Пульмонология. 2006; (2): 78—82. DOI: 10.18093/0869-0189-2006-2-78-82.Prikhod’ko A.G. [Response of airway to inhalation with distilled water in patients with bronchial asthma and chronic bronchitis]. Pul’monologiya. 2006; (2): 78-82. DOI: 10.18093/0869-0189-2006-2-78-82 (in Russian).Ильин А.В., Перельман Ю.М., Леншин А.В., Приходько А.Г. Применение компьютерной томографии с трехмерной волю-метрией в диагностике нарушений вентиляционной функции легких у больных бронхиальной астмой. Бюллетень физиологии и патологии дыхания. 2014; (51): 33—37. Доступно на: https://cfpd.elpub.ru/jour/article/view/607Il’in A.V., Perel’man Yu.M., Lenshin A.V., Prikhod’ko A.G. [Application of computer-aided tomography with 3D volumetry in the diagnose of lung function disorders in patients with bronchial asthma]. Byulleten’fiziologiiipatologiidykhaniya 2014; (51): 33—37. Available at: https://cfpd.elpub.ru/jour/article/view/607(in Russian).Ильин А.В., Перельман Ю.М., Приходько А.Г., Леншин А.В. Взаимосвязь проходимости и реактивности мелких бронхов с гиперинфляцией легких у больных бронхиальной астмой с холодовой гиперреактивностью дыхательных путей. Дальневосточный медицинский журнал. 2014; (3): 18-22. Доступно на: http://eport.fesmu.ru/dmj/20143/2014304.aspxIl’in A.V., Perel’man Yu.M., Prikhod’ko A.G., Lenshin A.V. [Interrelation of potency and reactivity of small bronchi with lung hyperinflation in patients with bronchial asthma and cold airway hyperresponsiveness]. Dal’nevostochnyy meditsinskiy zhurnal. 2014; (3): 18-22. Available at: http://eport.fesmu.ru/dmj/20143/2014304.aspx (in Russian).Ильин А.В., Перельман Ю.М., Приходько А.Г., Леншин А.В. Изменения воздухонаполненности легких у больных бронхиальной астмой в зависимости от степени контроля над заболеванием. Бюллетень физиологии и патологии дыхания. 2014; (52): 34-40. Доступно на: https://cfpd.elpub.ru/jour/article/view/631/561Il’in A.V., Perel’man Yu.M., Prikhod’ko A.G., Lenshin A.V. [The changes in lungs inflation in asthmatics depending on the degree of asthma control]. Byulleten’fiziologii i patologii dykhaniya. 2014; (52): 34-40. Available at: https://cfpd.elpub.ru/jour/article/view/631/561 (in Russian).Global Initiative for Asthma. Global Strategy for Asthma Management and Prevention. Updated 2018. Available at: https://ginasthma.org/wp-content/uploads/2018/04/wms-GINA-2018-report-V1.3-002.pdfGlobal Initiative for Asthma. Global Strategy for Asthma Management and Prevention. Updated 2018. Available at: https://ginasthma.org/wp-content/uploads/2018/04/wms-GINA-2018-report-V1.3-002.pdfMiller M.R., Hankinson J., Brusasco V et al. Standardisation of spirometry. Eur. Respir. J. 2005; 26 (2): 319—338. DOI: 10.1183/09031936.05.00034805.Miller M.R., Hankinson J., Brusasco V. et al. Standardisation of spirometry. Eur. Respir. J. 2005; 26 (2): 319—338. DOI: 10.1183/09031936.05.00034805.Coates A.L., Wanger J., Cockcroft D.W. et al. ERS technical standard on bronchial challenge testing: general considerations and performance of methacholine challenge tests. Eur. Respir. J. 2017; 49 (5): 1601526. DOI: 10.1183/13993003.01526-2016.Coates A.L., Wanger J., Cockcroft D.W. et al. ERS technical standard on bronchial challenge testing: general considerations and performance of methacholine challenge tests. Eur. Respir. J. 2017; 49 (5): 1601526. DOI: 10.1183/13993003.01526-2016.Hallstrand T.S., Leuppi J.D., Joos G. et al. ERS technical standard on bronchial challenge testing: pathophysiology and methodology of indirect airway challenge testing. Eur. Respir. J. 2018; 52 (5): 1801033. DOI: 10.1183/13993003.01033-2018.Hallstrand T.S., Leuppi J.D., Joos G. et al. ERS technical standard on bronchial challenge testing: pathophysiology and methodology of indirect airway challenge testing. Eur. Respir. J. 2018; 52 (5): 1801033. DOI: 10.1183/13993003.01033-2018.Sterk P.J., Fabbri L.M., Quanjer P.H. et al. Standardized challenge testing with pharmacological, physical and sensitizing stimuli in adults. Eur. Respir. J. 1993; 6 (Suppl. 16): 53—83. DOI: 10.1183/09041950.053s1693.Sterk P.J., Fabbri L.M., Quanjer P.H. et al. Standardized challenge testing with pharmacological, physical and sensitizing stimuli in adults. Eur. Respir. J. 1993; 6 (Suppl. 16): 53—83. DOI: 10.1183/09041950.053s1693.Приходько А.Г. Реакция дыхательных путей на гипоосмолярный стимул. Бюллетень физиологии и патологии дыхания. 2005; (21): 47—52. Доступно на: https://cyberleninka.ru/article/n/reaktsiya-dyhatelnyh-putey-na-gipoosmolyarnyy-stimul/viewerPrikhod’ko A.G. [Respiratory tract response to hypoosmotic stimulus]. Byulleten’fiziologii ipatologii dykhaniya. 2005; (21): 47—52. Available at: https://cyberleninka.ru/article/n/reaktsiya-dyhatelnyh-putey-na-gipoosmolyarnyy-stimul/viewer (in Russian).Wanger J., Clausen J.L., Coates A. et al. Standardisation of the measurement oflung volumes. Eur. Respir. J. 2005; 26 (3): 511—522. DOI: 10.1183/09031936.05.00035005.Wanger J., Clausen J.L., Coates A. et al. Standardisation of the measurement oflung volumes. Eur. Respir. J. 2005; 26 (3): 511-522. DOI: 10.1183/09031936.05.00035005.Ильин А.В., Леншин А.В., Одиреев А.Н., Перельман Ю.М. Новый метод лучевой диагностики нарушений вентиляционной функции легких посредством мультиспиральной компьютерной томографии. Бюллетень физиологии и патологии дыхания. 2013; (47): 40—47. Доступно на: https://cfpd.elpub.ru/jour/article/view/547Il’in A.V., Lenshin A.V., Odireev A.N., Perel’man Yu.M. [New method of X-RAY diagnostics of disturbances of lungs ventilation function by multidetector computed tomography]. Byulletenfiziologii i patologii dykhaniya. 2013; (47): 40-47. Available at: https://cfpd.elpub.ru/jour/article/view/547 (in Russian).Lui J.K., Lutchen K.R. The role of heterogeneity in asthma: a struc-ture-to-function perspective. Clin. Transl. Med. 2017; 6 (1): 29. DOI: 10.1186/s40169-017-0159-0.Lui J.K., Lutchen K.R. The role of heterogeneity in asthma: a struc-ture-to-function perspective. Clin. Transl. Med. 2017; 6 (1): 29. DOI: 10.1186/s40169-017-0159-0.Dubsky S., Zosky G.R., Perks K. et al. Assessment of airway response distribution and paradoxical airway dilation in mice during methacholine challenge. J. Appl. Physiol. 2017; 122 (3): 503—510. DOI: 10.1152/japplphysiol.00476.2016.Dubsky S., Zosky G.R., Perks K. et al. Assessment of airway response distribution and paradoxical airway dilation in mice during metha-choline challenge. J. Appl. Physiol. 2017; 122 (3): 503-510. DOI: 10.1152/japplphysiol.00 476.2016.Plantier L., Pradel A., Delclaux C. Mechanisms of non-specific airway hyperresponsiveness: Methacholine-induced alterations in airway architecture. Rev. Mal. Respir. 2016; 33 (8): 735—743. DOI: 10.1016/j.rmr.2015.10.742.Plantier L., Pradel A., Delclaux C. Mechanisms of non-specific airway hyperresponsiveness: Methacholine-induced alterations in airway architecture. Rev. Mai. Respir. 2016; 33 (8): 735-743. DOI: 10.1016/j.rmr.2015.10.742.Donovan G.M. Inter-airway structural heterogeneity interacts with dynamic heterogeneity to determine lung function and flow patterns in both asthmatic and control simulated lungs. J. Theor. Biol. 2017; 435: 98—105. DOI: 10.1016/j.jtbi.2017.08.024.Donovan G.M. Inter-airway structural heterogeneity interacts with dynamic heterogeneity to determine lung function and flow patterns in both asthmatic and control simulated lungs. J. Theor. Biol. 2017; 435: 98-105. DOI: 10.1016/j.jtbi.2017.08.024.Foy B.H., Kay D. A computational comparison of the multiple-breath washout and forced oscillation technique as markers of bronchocon-striction. Respir. Physiol. Neurobiol. 2017; 240: 61—69. DOI: 10.1016/j.resp.2017.02.016.Foy B.H., Kay D. A computational comparison of the multiple-breath washout and forced oscillation technique as markers of bronchocon-striction. Respir. Physiol. Neurobiol. 2017; 240: 61-69. DOI: 10.1016/j.resp.2017.02.016.

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