pulmoПульмонологияPULMONOLOGIYA0869-01892541-9617Scientific and Practical Journal “PULMONOLOGIYA” LLC10.18093/0869-0189-2026-36-1-7-16pulmo-4861Research ArticleПЕРЕДОВАЯ СТАТЬЯEDITORIALМетаболическая и иммунологическая функции легкихMetabolic and immunological functions of the lungshttps://orcid.org/0000-0002-6808-5528ЧучалинА. Г.ChuchalinA. G.

Чучалин Александр Григорьевич – д. м. н., профессор, академик Российской академии наук, заведующий кафедрой госпитальной терапии Института материнства и детства; председатель правления Российского респираторного общества

117997, Москва, ул. Островитянова, 1

тел.: (499) 780-08-50

Alexander G. Chuchalin, Doctor of Medicine, Professor, Academician of Russian Academy of Sciences, Head of Department of Hospital Internal Medicine, Pediatric Faculty; Chairman of the Executive Board of Russian Respiratory Society

ul. Ostrovityanova 1, Moscow, 117997

tel.: (499) 780-08-50

Pulmomoskva@mail.ruФедеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Российский национальный исследовательский медицинский университет имени Н.И.Пирогова» Министерства здравоохранения Российской ФедерацииРоссияFederal State Autonomous Educational Institution of Higher Education “N.I.Pirogov Russian National Research Medical University” of the Ministry of Health of the Russian FederationRussian Federation202618022026361717Copyright © Чучалин А.Г., 20262026Чучалин А.Г.Chuchalin A.G.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/4861

В настоящее время предметом активных научных исследований является метаболическая и иммунологическая функция легких. В последние годы стандартизованы методы исследования органических и неорганических летучих соединений в порции выдыхаемого воздуха и его конденсате (КВВ). Метаболическая функция легочной паренхимы состоит в регуляции водно-электролитного обмена, биологически активных аминов и пептидов; уникальные свойства альвеолоцитов 2-го типа и альвеолярных макрофагов проявляются в синтезе и рециркуляции сурфактанта. Особую роль играют эндотелиоциты легочных капилляров, которые осуществляют с помощью ангиотензинпревращающего фермента трансформацию ангиотензина-1 (декапептида) в ангиотензин-2 (октапептид).

Целью работы явилось изучение метаболической, иммунологической и эндокринологической функций легких, а также диагностической роли КВВ.

Результаты

Результаты. Установлено, что легкие взрослого человека содержат около 20 % иммунных клеток, которые поддерживают нормальный гомеостаз и участвуют в реализации защитного барьера против различных патогенов и аллергенов. Значительная роль принадлежит мукозальному иммунитету, реализуемому мукозоассоциированной лимфоидной тканью, клетками иммунной системы, секреторным иммуноглобулином А и различными энзимами. Многообразны клинические проявления иммунопатологических реакций респираторной системы. Так, в клинической практике можно наблюдать аллергические реакции как немедленного, так и замедленного типа; особое место занимают гранулематозные процессы легочной паренхимы. В слизистой оболочке респираторных путей можно идентифицировать нейроэпителий, который играет важную роль в дифференцировке клеточных структур и морфогенезе легочной ткани. Однако участие легких в эндокринологических реакциях остается в настоящее время малоизученным направлением.

Заключение

Заключение. По результатам изучения метаболической, иммунологической и эндокринологической функций легких выявлен целый ряд биологических маркеров при таких заболеваниях, как бронхиальная астма, хроническая обструктивная болезнь легких, рак легких, пневмония, а исследования протеома КВВ приблизили нас к открытию новых биологических маркеров.

The metabolic and immunological functions of the lungs are the subject of active scientific research. In recent years, methods for studying organic and inorganic volatile compounds in exhaled air and its condensate have been standardized. The metabolic function of the lung parenchyma involves the regulation of water and electrolyte balance, as well as biologically active amines and peptides. The unique properties of type 2 alveolar cells and alveolar macrophages are manifested in the synthesis and recirculation of surfactant. Pulmonary capillary endothelial cells play a special role, converting angiotensin-1 (a decapeptide) into angiotensin-2 (an octapeptide) with the help of angiotensin-converting enzyme.

The aim was to study the metabolic, immunological and endocrinological functions of the lungs, as well as the diagnostic role of exhaled air condensate.

Results

Results. The adult lungs contain approximately 20% immune cells, which maintain normal homeostasis and participate in the implementation of a protective barrier against various pathogens and allergens. A significant role is played by mucosal immunity, which involves mucosa-associated lymphoid tissue, immune cells, secretory immunoglobulin A, and various enzymes. Clinical manifestations of immunopathological reactions of the respiratory system are diverse. Thus, allergic reactions of both immediate and delayed types can be observed in clinical practice. Granulomatous processes of the pulmonary parenchyma have a special place. Neuroepithelium in the mucous membrane of the respiratory tract plays an important role in the differentiation of cell structures and in the morphogenesis of lung tissue. However, the participation of the lungs in endocrinological reactions remains a poorly studied direction.

Conclusion

Conclusion. The research of metabolic, immunological and endocrinological functions of the lungs identified a number of biological markers associated with bronchial asthma, COPD, lung cancer, and pneumonia. Studies of the proteome of exhaled air condensate have brought us closer to the discovery of new biological markers.

метаболическая функция легкихиммунологическая функция легкихконденсат выдыхаемого воздухабиологические маркерыmetabolic function of the lungsimmunological function of the lungsexhaled breath condensatebiological markersАвтор декларирует отсутствие внешнего финансирования при проведении исследования и публикации статьи.The author declares that there is no external funding for the research and publicationReferencesDas S., Pal M. Review – non-invasive monitoring of human health by exhaled breath analysis. J. Electrochem. Soc. 2020; 167 (3): 037562. DOI: 10.1149/1945-7111/AB67A6.Das S., Pal M. Review – non-invasive monitoring of human health by exhaled breath analysis. J. Electrochem. Soc. 2020; 167 (3): 037562. DOI: 10.1149/1945-7111/AB67A6.Marshall B.E. Editorial views: non-respiratory functions of the lung. Anesthesiology. 1973; 39 (6): 573–574. DOI: 10.1097/00000542-197312000-00001.Marshall B.E. Editorial views: non-respiratory functions of the lung. Anesthesiology. 1973; 39 (6): 573–574. DOI: 10.1097/00000542-197312000-00001.Pauling L., Robinson A.B., Teranishi R., Cary P. Quantitative analysis of urine vapor and breath by gas-liquid partition chromatography. Proc. Natl. Sci. 1971; 68 (10): 2374–2376. DOI: 10.1073/pnas.68.10.2374.Pauling L., Robinson A.B., Teranishi R., Cary P. Quantitative analysis of urine vapor and breath by gas-liquid partition chromatography. Proc. Natl. Sci. 1971; 68 (10): 2374–2376. DOI: 10.1073/pnas.68.10.2374.Busewski B., Kesy M., Ligor T., Amann A. Human exhaled air analytics: biomarkers of diseases. Biomed. Chromatogr. 2007; 21 (6): 553–566. DOI: 10.1002/bmc.835.Busewski B., Kesy M., Ligor T., Amann A. Human exhaled air analytics: biomarkers of diseases. Biomed. Chromatogr. 2007; 21 (6): 553–566. DOI: 10.1002/bmc.835.Shaji J., Jadhav D. Breath biomarker for clinical diagnosis and different analysis technique. Res. J. Pharm. Biol. Chem Sci. 2010; 1 (3): 639–653. Available at: https://www.rjpbcs.com/pdf/2010_1(3)/75.pdfShaji J., Jadhav D. Breath biomarker for clinical diagnosis and different analysis technique. Res. J. Pharm. Biol. Chem Sci. 2010; 1 (3): 639–653. Available at: https://www.rjpbcs.com/pdf/2010_1(3)/75.pdfHorváth I., Barnes P.J., Loukides S. et al. A European Respiratory Society technical standard: exhaled biomarkers in lung disease. Eur. Respir. J. 2017; 49 (4): 1600965. DOI: 10.1183/13993003.00965-2016.Horváth I., Barnes P.J., Loukides S. et al. A European Respiratory Society technical standard: exhaled biomarkers in lung disease. Eur. Respir. J. 2017; 49 (4): 1600965. DOI: 10.1183/13993003.00965-2016.Chan H.P., Tran V., Lewis C., Thomas P.S. Elevated levels of oxidative stress markers in exhaled breath condensate. J. Thorac. Oncol. 2009; 4 (2): 172–178. DOI: 10.1097/JTO.0b013e3181949eb9.Chan H.P., Tran V., Lewis C., Thomas P.S. Elevated levels of oxidative stress markers in exhaled breath condensate. J. Thorac. Oncol. 2009; 4 (2): 172–178. DOI: 10.1097/JTO.0b013e3181949eb9.Liang Y., Yeligar S.M., Brown L.A. Exhaled breath condensate: a promising source for biomarkers of lung diseases. Sci. World J. 2012; 2012: 217518. DOI: 10.1100/2012/217518.Liang Y., Yeligar S.M., Brown L.A. Exhaled breath condensate: a promising source for biomarkers of lung diseases. Sci. World J. 2012; 2012: 217518. DOI: 10.1100/2012/217518.Kuroki Y., Voelker D.R. Pulmonary surfactant proteins. J. Biol. Chem. 1994; 269 (42): 25943–25946. Available at: https://www.jbc.org/article/S0021-9258(18)47138-4/fulltextKuroki Y., Voelker D.R. Pulmonary surfactant proteins. J. Biol. Chem. 1994; 269 (42): 25943–25946. Available at: https://www.jbc.org/article/S0021-9258(18)47138-4/fulltextWhitsett J.A., Wert S.E., Weaver T.E. Alveolar surfactant homeostasis and the pathogenesis of pulmonary disease. Annu. Rev. Med. 2010; 61: 105–119. DOI: 10.1146/annurev.med.60.041807.123500.Whitsett J.A., Wert S.E., Weaver T.E. Alveolar surfactant homeostasis and the pathogenesis of pulmonary disease. Annu. Rev. Med. 2010; 61: 105–119. DOI: 10.1146/annurev.med.60.041807.123500.Nikadi P.O., Merrit T.A., Pillers D.A. An overview of pulmonary surfactant in the neonate: genetics, metabolism and the role of surfactant in health and disease. Mol. Genet. Metabol. 2009; 97 (2): 95–101. DOI: 10.1016/j.ymgme.2009.01.015.Nikadi P.O., Merrit T.A., Pillers D.A. An overview of pulmonary surfactant in the neonate: genetics, metabolism and the role of surfactant in health and disease. Mol. Genet. Metabol. 2009; 97 (2): 95–101. DOI: 10.1016/j.ymgme.2009.01.015.Whitsett J.A., Sthalman M.T. Impact of advances in physiology, biochemistry and molecular biology on pulmonary disease in neonates. Am. J. Respir. Crit. Care Med. 1998; 157 (4): S67–71. DOI: 10.1164/ajrccm.157.4.nhlb1-2.Whitsett J.A., Sthalman M.T. Impact of advances in physiology, biochemistry and molecular biology on pulmonary disease in neonates. Am. J. Respir. Crit. Care Med. 1998; 157 (4): S67–71. DOI: 10.1164/ajrccm.157.4.nhlb1-2.Borie R., Danel C., Debray M.P. et al. Pulmonary alveolar proteinosis. Eur. Resp. Rev. 2011; 20 (120): 98–107. DOI: 10.1183/09059180.00001311.Borie R., Danel C., Debray M.P. et al. Pulmonary alveolar proteinosis. Eur. Resp. Rev. 2011; 20 (120): 98–107. DOI: 10.1183/09059180.00001311.Parajpe M., Muller-Goymann C.C. Nanoparticle-mediated pulmonary drug delivery: a review. Int. J. Mol. Sci. 2014; 15 (4): 5852–5873. DOI: 10.3390/ijms15045852.Parajpe M., Muller-Goymann C.C. Nanoparticle-mediated pulmonary drug delivery: a review. Int. J. Mol. Sci. 2014; 15 (4): 5852–5873. DOI: 10.3390/ijms15045852.Jia G., Guo T., Liu L., He C. Observational and genetic evidence reveals the effect of serum lipid levels on COPD risk. Int. J. Chron. Obstruct. Pulmon. Dis. 2025; 20: 2705–2714. DOI: 10.2147/COPD.S503030.Jia G., Guo T., Liu L., He C. Observational and genetic evidence reveals the effect of serum lipid levels on COPD risk. Int. J. Chron. Obstruct. Pulmon. Dis. 2025; 20: 2705–2714. DOI: 10.2147/COPD.S503030.Inonu H., Doruk S.,Sahin S. et al. Oxidative stress levels in exhaled breath condensate associated with COPD and smoking. Respir. Care. 2012; 57 (3): 413–419. DOI: 10.4187/respcare.01302.Inonu H., Doruk S.,Sahin S. et al. Oxidative stress levels in exhaled breath condensate associated with COPD and smoking. Respir. Care. 2012; 57 (3): 413–419. DOI: 10.4187/respcare.01302.Khurana V., Goswami B. Angiotensin converting enzyme (ACE). Clin. Chim. Acta. 2022; 524: 113–122. DOI: 10.1016/j.cca.2021.10.029.Khurana V., Goswami B. Angiotensin converting enzyme (ACE). Clin. Chim. Acta. 2022; 524: 113–122. DOI: 10.1016/j.cca.2021.10.029.Крюкова Н.О., Ракунова Е.Б., Костинов М.П. и др. Секреторный иммуноглобулин А респираторной системы и COVID-19. Пульмонология. 2021; 31 (6): 792–798. DOI: 10.18093/0869-0189-2021-31-6-792-798.Kryukova N.O., Rakunova E.B., Kostinov M.P. et al. [Secretory immunoglobulin A of the respiratory system and COVID-19]. Pul'monologiya. 2021; 31 (6): 792–798. DOI: 10.18093/0869-0189-2021-31-6-792-798 (in Russian).Gessner C., Scheibe R., Wötzel M. et al. Exhaled breath condensate cytokine patterns in chronic obstructive pulmonary disease. Respir. Med. 2005; 99 (10): 1229–1240. DOI: 10.1016/j.rmed.2005.02.041.Gessner C., Scheibe R., Wötzel M. et al. Exhaled breath condensate cytokine patterns in chronic obstructive pulmonary disease. Respir. Med. 2005; 99 (10): 1229–1240. DOI: 10.1016/j.rmed.2005.02.041.Cutz E., Yeger H., Pan J., Ito T. Pulmonary neuroendocrine cell system in health and disease. Curr. Respir. Med. Rev. 2008; 4 (3): 174–186. DOI: 10.2174/157339808785161314.Cutz E., Yeger H., Pan J., Ito T. Pulmonary neuroendocrine cell system in health and disease. Curr. Respir. Med. Rev. 2008; 4 (3): 174–186. DOI: 10.2174/157339808785161314.Dressel H., Muller F., Fisher R. et al. Independent information of nonspecific biomarkers in exhaled breath condensate. Respiration. 2010; 80 (5): 401–409. DOI: 10.1159/000319945.Dressel H., Muller F., Fisher R. et al. Independent information of nonspecific biomarkers in exhaled breath condensate. Respiration. 2010; 80 (5): 401–409. DOI: 10.1159/000319945.Beg M., Alzoghaibi M., Abba A., Habib S. Exhaled nitric oxide in stable chronic obstructive pulmonary diseases. Ann. Thorac. Med. 2009; 4 (2): 65–70. DOI: 10.4103/1817-1737.44649.Beg M., Alzoghaibi M., Abba A., Habib S. Exhaled nitric oxide in stable chronic obstructive pulmonary diseases. Ann. Thorac. Med. 2009; 4 (2): 65–70. DOI: 10.4103/1817-1737.44649.Borrill Z.L., Roy K., Singh D. Exhaled breath condensate biomarkers in COPD. Eur. Respir. J. 2008; 32 (2): 472–486. DOI: 10.1183/09031936.00116107.Borrill Z.L., Roy K., Singh D. Exhaled breath condensate biomarkers in COPD. Eur. Respir. J. 2008; 32 (2): 472–486. DOI: 10.1183/09031936.00116107.Рябоконь А.М., Анаев Э.Х., Кононихин А.С. и др. Сравнительный протеомный анализ конденсата выдыхаемого воздуха у пациентов с раком легкого методом масс-спектрометрии высокого разрешения. Пульмонология. 2014; (1): 5–11. DOI: 10.18093/0869-0189-2014-0-1-5-11.Ryabokon A.M., Anaev E.Kh., Kononikhin A.S. et al. [Comparative proteomic analysis of exhaled breath condensate in patients with lung carcinoma using high resolution mass-spectrometry]. Pul'monologiya. 2014; (1): 5–11. DOI: 10.18093/0869-0189-2014-0-1-5-11 (in Russian).

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