CC BY
74
2. Global Initiative for Chronic Obstructive Lung Diseases. Global Strategy for the Diagnosis, Management and Prevention of Chronic Obstructive Pulmonary Disease (Revised 2016). URL: http://goldcopd. org/global-strategy-diagnosis-management-preven-tion-copd-2016/.
3. Калинина Е.П., Лобанова Е.Г., Антонюк М.В. Иммунометаболические фенотипы хронической об-структивной болезни легких у мужчин // Медицинская иммунология. 2014; 4(16): 375-380.
Kalinina E.P., Lobanova E.G., Antonyuk M.V. Im-munometabolicheskie fenotipy khronicheskoj obstruk-tivnoj bolezni legkikh u muzhchin. Meditsinskaya im-munologiya. 2014; 4(16): 375-380.
4. Afzali B., Lombardi G., Lecher R.I., Lord G.M. The role of T helper 17 (Th17) and regulatory T cells (Treg) in human organ transplantation and autoimmune disease. J. Clinical and Experimental Immunology. 2007; 148: 32-46.
5. ПАТ. 2370773 RU Способ прогноза прогресси-рования хронической обструктивной болезни лег-
ких. Е.П. Калинина, Е.Г. Лобанова, Е.М. Иванов. Бюл. № 29. 20.10.2009.
PAT. 2370773 RU Sposob prognoza progressirovaniya khronicheskoj obstruktivnoj bolezni legkikh. E.P. Kalinina, E.G. Lobanova, E.M. Ivanov. Byul. № 29. 20.10.2009.
6. Кологривова И.В., Кологривова Е.Н., Суслова Т.Е. Молекулярные аспекты функционирования T-хелперов 17-го типа // Бюллетень сибирской медицины. 2011;4: 93-98.
Kologrivova I.V., Kologrivova E.N., Suslova T.E. Molekulyarnye aspekty funktsionirovaniya T-khelperov 17-go tipa. Byulleten' sibirskoj meditsiny. 2011; 4: 93-98.
7. ПАТ № 2595853 Способ прогнозирования инфекционного осложнения хронической обструктивной болезни легких. Е.П. Калинина, Е.Г. Лобанова, Т.П. Нов-городцева, М.В. Антонюк. Бюл. № 24. 27.08.2016.
PAT № 2595853 Sposob prognozirovaniya infektsion-nogo oslozhneniya khronicheskoj obstruktivnoj bolezni legkikh. E.P. Kalinina, E.G. Lobanova, T.P. Novgorodt-seva, M.V. Antonyuk. Byul. № 24. 27.08.2016.
Сведения об авторах
Антонюк М.В., д.м.н., профессор, заведующая лабораторией восстановительного лечения Владивостокского филиала ФГБНУ «Дальневосточный научный центр физиологии и патологии дыхания» - Научно-исследовательский институт медицинской климатологии и восстановительного лечения, 690105, г. Владивосток, ул. Русская, 73-г, e-mail: [email protected]; тел.раб. (423)278-82-05;
Новгородцева Т.П., д.б.н., профессор, заместитель директора по научной работе Владивостокского филиала ФГБНУ «Дальневосточный научный центр физиологии и патологии дыхания» - Научно-исследовательский институт медицинской климатологии и восстановительного лечения, 690105, г. Владивосток, ул. Русская, 73-г, e-mail: [email protected]; тел.раб. (423)278-82-05;
Юренко А.В., к.м.н., младший научный сотрудник лаборатории восстановительного лечения, врач-терапевт клинического подразделения, Владивостокского филиала ФГБНУ «Дальневосточный научный центр физиологии и патологии дыхания» - Научно-исследовательский институт медицинской климатологии и восстановительного лечения, 690105, г. Владивосток, ул. Русская, 73-г, e-mail: [email protected]; тел.раб. (423)278-82-05;
Минеева Е.Е., к.м.н., научный сотрудник лаборатории восстановительного лечения, врач функциональной диагностики, врач-пульмонолог клинического подразделения, Владивостокского филиала ФГБНУ «Дальневосточный научный центр физиологии и патологии дыхания» - Научно-исследовательский институт медицинской климатологии и восстановительного лечения, 690105, г. Владивосток, ул. Русская, 73-г, e-mail: [email protected]; тел.раб. (423)278-82-05;
Кнышова В.В., к.м.н., с.н.с. лаборатории восстановительного лечения Владивостокского филиала ФГБНУ «Дальневосточный научный центр физиологии и патологии дыхания» - Научно-исследовательский институт медицинской климатологии и восстановительного лечения, 690105, г. Владивосток, ул. Русская, 73-г, e-mail: [email protected]; тел.раб. (423)278-82-05.
© Коллектив авторов, 2017 г doi: 10/5281/zenodo.835303
Удк 614.715:616-092.9:574.24
Л.С. Барскова, Т.И. Виткина, В.И. Янькова
особенности ответной реакции альвеолярных макрофагов на воздействие микроразмерных твердых взвешенных частиц атмосферного воздуха
Владивостокский филиал ФГБНУ «Дальневосточный научный центр физиологии и патологии дыхания» -НИИ медицинской климатологии и восстановительного лечения, г. Владивосток
Обсуждаются вопросы влияния твердых взвешенных частиц (ТВЧ) на качество атмосферного воздуха и бронхолегочную систему. Подчеркнута важная роль альвеолярных макрофагов (АМ) в развитии местной
воспалительной реакции и системного воспаления, выделены ключевые аспекты их ответной реакции. В обзоре представлены основные направления исследований фагоцитоза и поляризации АМ при воздействии ТВЧ атмосферного воздуха, сформулирована гипотеза возможной патогенетической роли дисфункции эффероцитоза и аутофагии в прогрессировании местного и системного воспаления, предложены дальнейшие направления исследований в этой области.
Ключевые слова: альвеолярные макрофаги, твердые взвешенные частицы, поляризация макрофагов, фагоцитоз, эффероцитоз, аутофагия.
Для корреспонденции: Барскова Л.С., e-mail: [email protected]
L.S. Barskova, T.I. Vitkina, V.I. Yan'kova
THE RESPONSE FEATURES OF ALVEOLAR MACROPHAGES TO THE IMPACT OF AMBIENT AIR PARTICULATE MATTER
Vladivostok Branch of Far Eastern Scientific Center of Physiology and Pathology of Respiration - Research Institute of Medical Climatology and Rehabilitation Treatment, Vladivostok, Russia
The influence of particulate matter (PM) on the environment air quality and bronchopulmonary system was considered. The important role of alveolar macrophages (AM) in the development of local inflammatory response and systemic inflammation was emphasized; key moments of its response are highlighted. The review presents the main directions of studies of phagocytosis and AM polarization under the influence of PM of atmospheric air, the hypothesis of the possible pathogenetic role of efferocytosis and autophagy dysfunction in the progression of local and systemic inflammation has been formulated, and further research directions in this field are suggested.
Keywords: alveolar macrophages, particulate matter, macrophage polarization, phagocytosis, еfferocytosis, autophagy.
For correspondence: Barskova L.S., e-mail: [email protected]
Conflict of interests. The authors are declaring absence of conflict of interests. Financing. The study had no sponsor support.
Введение
Изучению качественного состояния атмосферного воздуха уделяют особое внимание, как отечественные [1, 2, 3], так и зарубежные ученые, так как его ухудшение является одним из главных факторов риска для здоровья населения [4, 5, 6, 7]. Негативное воздействие загрязнения атмосферного воздуха вызывает миллионы преждевременных смертей во всем мире [8], 25% из которых - респираторного происхождения.
Регламентированным критерием загрязненности атмосферного воздуха является содержание твердых взвешенных частиц (ТВЧ), установлена его связь с заболеваниями бронхолегочной системы [9], такими как бронхиальная астма, рак легких, хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ) [10, 11, 12, 13, 14], увеличением числа обращений за неотложной помощью в связи с обострениями [15], а, так же, смертностью от болезней органов дыхания [16].
Твердые взвешенные частицы атмосферного воздуха охватывают широкий класс химически и физически разнообразных частиц, взвешенных в воздухе (аэрозоли). Такие аэрозоли могут быть охарактеризованы распределением частиц по размерам, механизмам формирования, происхождению, химическому составу, атмосферному поведению. ТВЧ
вырабатываются в результате двух видов процессов: природного и антропогенного. Естественный процесс включает в себя происходящие на Земле явления, такие как образование морских спреев, извержения вулканов, спонтанные лесные пожары и эрозия почв. Второй процесс связан с выбросами в атмосферу, главным образом при движении различных видов транспорта, из промышленных источников, таких как производство электроэнергии, добыча полезных ископаемых, сварка и строительство. Любая форма сжигания топлива, например, древесины, газа, дизельного топлива и бензина, полученных из нефти, генерирует ТВЧ [17].
Концентрация ТВЧ в атмосферном воздухе изменяется в пространстве и во времени и связана с источниками образования частиц и превращениями газов в атмосфере. Еще одна важная характеристика частиц - это размер, который зависит от источников образования и атмосферной динамики. Размер играет важную роль при воздействии на дыхательные пути человека, так как определяет место осаждения частиц в легких. Осаждение аэрозоля в легком человека происходит путем сочетания инерционного воздействия, гравитационного осадкообразования и броуновской диффузии [18].
Вдыхание ТВЧ атмосферного воздуха вызывает местную реакцию в легких, которая инициируется альвеолярными макрофагами (АМ) и эпителиальными клетками дыхательных путей. Макрофаги активно вырабатывают провоспалительные медиаторы, что способствует местной воспалительной реакции в легких и развитию системной воспалительной реакции. Системное воспаление характеризуется мобилизацией клеток воспаления из костного мозга в кровеносную систему, с последующей их активацией, а также производством белков острой фазы в печени и увеличением циркулирующих медиаторов воспаления [19].
Переваривание твердых частиц макрофагами
Основная роль АМ состоит в том, чтобы поддерживать пространство дыхательных путей чистым, удаляя все инородные материалы с помощью фагоцитоза. Альвеолярные макрофаги, подвергшиеся воздействию атмосферных твердых частиц, способны фагоцитировать эти частицы ex vivo и in vitro [20, 21]. У небиологических частиц отсутствуют специфические опсонины, что предотвращает их классическое опсонин-зависимое фагоцитирование [22, 19].
Фагоцитарный рецептор класса А (SR-A) и рецептор макрофага с коллагеновой структурой (MARCO) считаются двумя основными рецепторами для опсонин-независимого фагоцитоза частиц АМ [23, 24]. Недостаток функции фагоцитарного рецептора приводит к уменьшенному поглощению частиц окружающей среды альвеолярными макрофагами. Toll-подобные рецепторы (TLRs) инициируют врожденную иммунную реакцию [25] при взаимодействии с твердыми частицами, а также играют важную роль в поддержании и регуляции адаптивного иммунного ответа на ТВЧ. Твердые частицы атмосферного воздуха содержат небольшое количество микробных материалов, таких как липополисахарид (эндотоксин) [25], бета-глюкан, бактерии и грибковые споры [26], запускающих механизм, с помощью которого TLRs участвуют в переработке ТВЧ. Среди TLRs, выявленных у людей, TLR4 и TLR2 являются двумя основными связывающими ТВЧ рецепторами [27]. Toll-подобный рецептор 4 инициирует сигнальный каскад в ответ на липополисахариды (LPS), присутствующие в наружной мембране грамотрица-тельных бактерий, в то время как TLR2 инициирует сигналы в ответ на зимозан (бета-глюкан) и пептидогликан грамположительных бактерий. Кроме того, микроорганизмы, прикрепленные к ТВЧ могут быть опсонизированны специфическими опсонинами (такими как Fc-рецепторы иммуноглобулина и с3 компонент комплемента), что позволяет АМ фагоцитировать частицы посредством опсонин-зависимого пути [28].
Реакция макрофагов на размер и химический состав частиц
Твердые частицы классифицируются в соответствии с аэродинамическим диаметром до PM10 (PM2,5-10 -крупные частицы, средний аэродинамический диаметр 2,5-10 мкм, PM2,5 - мелкие частицы, средний аэродинамический диаметр <2,5 мкм и ультратонкие частицы (UFP) со средним аэродинамическим диаметром <0,1 мкм). Частицы PM10 являются вторичными, образуются, преимущественно, при эррозии почвы, из дорожной пыли, строительного мусора и продуктов сжигания нефти и биоаэрозолей, таких как грибы, бактерии, эндотоксины и пыльца, в то время как PM2,5 и ультратонкие частицы, в основном, происходят от прямых выбросов в процессах сгорания, таких, как использование транспортными средствами продуктов ископаемого топлива, сжигание древесины и горение угля [29]. Несмотря на значительный объем данных о неблагоприятном влиянии PM10 и PM2,5 на здоровье [30, 31, 32], гораздо меньше известно о рисках от ультратонких частиц [33].
Кроме того, некоторые исследования показали, что PM2,5 и ультратонкие частицы имеют самую сильную связь с неблагоприятными побочными действиями на сердечно-сосудистую систему [34, 35], что является прямым следствием системной реакции, вызванной этими частицами. Альвеолярные макрофаги, при воздействии меньших по размеру ТВЧ, способных проникать глубоко в легкие, в значительной степени способствуют системной воспалительной реакции. При контакте с загрязняющими частицами альвеолярные макрофаги активируются, вырабатывают провоспа-лительные цитокины, и подвергаются апоптозу [36]. Способность индуцировать апоптоз и воспаление изменяется при различных размерах и концентрации частиц. Исследования in vitro показали, что макрофаги определяют размер и форму их целевых патогенов [37], поэтому их ответ на различные размеры частиц может быть различным. Считается, что чем больше площадь поверхности PM2,5 и ультратонких частиц на единицу концентрации, тем больше возможность для клеточного взаимодействия и прямого течения биологической реакции [38]. Напротив, исследования in vitro, сравнивающие влияние грубой и тонкой фракции РМ10, показали более сильные провоспалительные эффекты крупных частиц [39, 19].
В дополнение к размеру [40] и концентрации, состав частиц также влияет на токсичность [41]. Токсичность ТВЧ может определяться содержанием в них металла, адсорбированных органических соединений [42] или других биологических компонентов, таких как LPS. Показано, что крупные ТВЧ вызывали большую воспалительную реакцию у крыс, чем мелкие, возможно, что у более крупных частиц токсичность обусловлена большим количеством в них биологических компонентов, таких как
эндотоксин, чем содержанием металла [43]. В исследованиях Kodavanti и др. отсутствовала явная зависимость между повреждением легких и массовой концентрацией частиц или их элементных компонентов, таких как сульфаты (S), цинк (Zn), марганец (Mn), железо (Fe) и медь (Cu) [44]. Частицы выхлопных газов дизельных двигателей, без органических компонентов в них, не индуцировали апоптоз или генерацию активных радикалов кислорода макрофагами мыши и человека in vitro [45].
Неорганические компоненты, такие как металлы, также участвовали в патогенезе индуцированного частицами легочного воспаления. Ванадий (V), бром (Br), свинец (Pb) и органический углерод имели сильную связь с развитием воспаления в легких [46]. Частицы породы различного состава (милонит, габбро, полевой шпат, базальт и кварц) индуцировали различные цитокиновые реакции в альвеолярных макрофагах крыс [47]. Поскольку ТВЧ атмосферного воздуха имеют сложный состав, необходимы дальнейшие исследования по идентификации токсичности различных компонентов частиц.
Медиаторы, производимые макрофагами при воздействии ТВЧ
Альвеолярные макрофаги являются одним из самых мощных продуцентов провоспалительных медиаторов в дыхательных путях и легких. Проведенные исследования показали, что альвеолярные макрофаги человека, подвергнутые воздействию ТВЧ городской среды, фагоцитировали эти частицы in vitro [48, 21] и ex vivo и продуцировали фактор некроза опухоли-альфа (ФНО-а) в зависимости от дозы воздействующих ТВЧ [20]. Кроме того, имеются данные, что альвеолярные макрофаги продуцируют множество провоспалительных медиаторов, включая медиаторы острого ответа, такие как интерлейкин (ИЛ)-1 и ИЛ-6, а также вторичные медиаторы, такие как ИЛ-8 и гранулоцитарно-моноцитарный колониестимулиру-ющий фактор (GM-CSF) [49].
Воспалительный ответ альвеолярного макрофага, индуцированный ТВЧ, склоняется в сторону провос-палительного профиля, так как продукция противовоспалительных медиаторов, таких как ИЛ-10, угнетается [50]. Воспалительный профиль медиаторов, производимых бронхиальными эпителиальными клетками под воздействием ТВЧ, отличается от профиля AM. Альвеолярные макрофаги также являются более мощными продуцентами медиаторов острого ответа, таких как ИЛ-1, ИЛ-6 и ФНО-а, чем бронхиальные эпителиальные клетки при воздействии той же дозы ТВЧ, из чего можно заключить, что AM являются индукторами провоспалительного ответа в легких после вдыхания ТВЧ [51]. Кроме того, введение супернатантов из AM человека, инкубированных ex vivo с ТВЧ городской среды, в легкие кролика приводило к системному ответу, аналогичному тому,
что получили при внесении такого же количества ТВЧ в легкие [52]. Это означает, что AM вносят значительный вклад в системный воспалительный ответ, сформированный после воздействия ТВЧ.
Активация макрофагов под воздействием PM
Макрофаги представляют собой гетерогенную популяцию клеток со значительной фенотипической пластичностью [53]. В зависимости от микросреды, они проходят различные программы активации, приобретая поляризованные фенотипы и различные функциональные возможности, что вместе обеспечивает инструмент, который защищает, восстанавливает, а иногда и повреждает ткани [54, 55]. M1 фенотип активированных макрофагов, также относящийся к программе «классической активации», индуцируется сигналами, генерируемыми во время ТЫ-зависимых иммунных ответов, такими как интерферон (ИФН), и за счет воздействия компонентов патогенных микроорганизмов, таких как бактерии [53, 55].
Ответ активированного макрофага M1 фенотипа характеризуется повышением экспрессии генов, имеющих отношение к воспалению и кле-точно-опосредованному иммунитету. В противоположность этому, активированный макрофаг M2 фенотипа, индуцированный при воздействии цито-кинов ИЛ-4 и ИЛ-13 ТЪ2-пути (называемого «альтернативной активацией») или иммунорегулятор-ных сигналов, таких как ИЛ-10 (также называемый «дезактивация»), выходит на первый план при ремо-делировании ткани [54, 55, 49].
Сообщалось, что сигаретный дым отклоняет ответ в сторону образования активированных макрофагов M2 фенотипа [56]. Хотя ТВЧ имеют общие компоненты и характеристики с сигаретным дымом, в бронхоальвеолярном лаваже (БАЛ) подвергнутых воздействию ТВЧ животных [57, 58] обязательно увеличиваются уровни цитокинов M1 (ИЛ-12 и IFN), в то время как цитокины M2 (ИЛ-4, ИЛ-10 и ИЛ-13) остаются на более низких уровнях [59]. Ранее было показано, что первично культивируемые AM человека, стимулированные in vitro PM10 городской среды, продуцировали множество цитокинов без значительного увеличения уровней ИЛ-10 по сравнению с нестимулированными AM [21]. Таким образом, ТВЧ склоняют выработку АМ скорее в сторону профиля M1, чем профиля М2. Данные, полученные при изучении модели пневмонии, вызванной вирусом гриппа, позволяют предположить, что макрофаг про- и противовоспалительного фенотипов находится под жестким контролем расположенных поблизости эпителиальных клеток дыхательных путей [60].
Взаимное влияние эпителия и макрофагов, как представляется, является важным механизмом в поддержании баланса между эффективной защитой и чрезмерным воспалением и повреждением во время
инфекции. Активацию макрофагов (М1/М2 переключение) в ответ на воздействие ТВЧ, по-прежнему, необходимо исследовать в дальнейшем для того, чтобы оценить, какие факторы (такие как размер или состав) определяют фенотип макрофагов.
Апоптоз, аутофагия и эффероцитоз макрофагами, индуцированными ТВЧ
Альвеолярные макрофаги выполняют многочисленные функции в иммунитете, воспалении и восстановлении тканей. Помимо того, что они являются ключевыми участниками врожденного иммунного ответа против микроорганизмов и в инициации адаптивного (приобретенного) иммунного ответа, АМ являются крайне важными для удаления и переработки микроорганизмов, мертвых клеток и инородных частиц из окружающей среды в легочной ткани посредством фагоцитоза. В отличие от ней-трофилов, АМ долго живут [61] и в целом устойчивы к апоптотическим стимулам. После активации АМ, под воздействием ТВЧ, например, они либо остаются в дыхательных путях или тканях легких [62], либо удаляются через лимфатическую систему в регионарные лимфатические узлы [63].
Было продемонстрировано, что воздействие ТВЧ атмосферного воздуха и частиц дизельного выхлопа индуцируют апоптоз в макрофагах [64]. Апоптоз, индуцированный микрочастицами, считается опосредованым через фагоцитарные рецепторы [64]. Фагоцитоз апоптотических клеток (эффероцитоз) альвеолярными макрофагами участвует в регуляции воспалительной реакции и поддержании гомеостаза легких путем удаления мертвых клеток до наступления некроза [65]. Альвеолярные макрофаги в первую очередь ответственны за удаление и переваривание мертвых клеток и инородных тел в дыхательных путях, тем самым снижая их воспалительный потенциал. Изменяет ли воздействие загрязнения воздуха функцию эффероцитоза АМ остается неясным.
Аутофагия состоит из слияния аутофагосом с лизосомами, образуя аутолизосомы и приводя к разрушению инкапсулированных материалов на компоненты, которые затем доступны для гомео-стаза. Внутриклеточные наночастицы могут подвергаться аутофагическому разрушению, и дисфункция аутофагии может играть важную роль в токсичности наночастиц [66].
Мошек и др. идентифицировали аутофагический дефект в АМ курильщиков и пришли к выводу, что снижение процесса аутофагии приводит к нарушению удаления белковых агрегатов, дисфункции митохондрий и дефекту доставки бактерий в лизосомы [67]. Воздействие ТВЧ окружающей среды может уменьшить аутофагию АМ таким же образом, как у курильщиков, но необходимы дальнейшие исследования, чтобы подтвердить это.
Взаимодействие макрофагов с другими клетками легких
Альвеолярные макрофаги образуют первую линию обороны после вдыхания ТВЧ. Они распознают, поглощают и переваривают ТВЧ, и в этом процессе они производят и выделяют цитокины раннего ответа [61]. Эти цитокины ауто- и паракринным способом стимулируют дыхательные пути и альвеолярные эпителиальные клетки, а также тканевые резидентные макрофаги для производства различных хемокинов. Хемокины необходимы для рекрутинга других клеток, таких как полиморфно-ядерные лейкоциты, для оказания помощи в переваривании и в конечном итоге удалении инородных материалов. Эпителиальные клетки дыхательных путей и альвеол человека также способны к эндоцитозу ТВЧ [48], и в этом процессе они продуцируют медиаторы, такие как GM-CSF, ИЛ-1, ИЛ-8, фактор инги-бирующий лейкемию ^Ш) в зависимости от дозы частиц [68]. Опыты по совместному культивированию бронхиальных эпителиальных клеток и АМ показали синергетическую продукцию некоторых медиаторов, таких как ИЛ-1, ИЛ-6 и ГМ-КСФ. [68, 48].
Увеличение продукции ИЛ-1 опосредуется нукле-отид-связывающим доменом и обогащенным лейцином повтором белка 3 (NLRP3) инфламмасомы [69, 70], что распространяет местную воспалительную реакцию при взаимодействии с дендритными клетками-резидентами, находящимися в пределах или вблизи эпителия, инициируя и поддерживая адаптивный иммунный ответ [71].
Заключение
Обзор исследований российских и зарубежных ученых показывает важную роль альвеолярных макрофагов в развитии местной и системной воспалительной реакции при воздействии ТВЧ атмосферного воздуха. Фагоцитирование твердых взвешенных частиц зависит от их количественных и качественных характеристик, распознавание чужеродного агента происходит посредством опсонин-зависимых и опсонин-независимых рецепторов. Макрофаги активируются по определенному фенотипу в ответ на воздействие ТВЧ под возможным контролем эпителиальных клеток дыхательных путей. Предполагается патогенетическая роль дисфункции эффе-роцитоза и аутофагии в прогрессировании местной и системной воспалительной реакции. Таким образом, предметом для дальнейшего исследования в этом направлении может явиться изучение влияния размера и состава частиц на поляризацию АМ, механизмы элиминации ТВЧ и их иммунотоксичность.
Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Финансирование. Исследование проводилось без привлечения спонсорских средств.
ЛИТЕРАТУРА / REFERENCES
1. Golokhvast K., Vitkina Т., Gvozdenko Т., et al. Impact of atmospheric microparticles on the development of oxidative stress in healthy city/industrial seaport residents. Oxidative Medicine and Cellular Longevity. 2015(91); Article ID 412173; 10 p., http://dx.doi. org/10.1155/2015/412173.
2. Veremchuk L.V., Yankova V.I., Vitkina T.I., Naz-arenko A.V., Golokhvast K.S. Urban air pollution, climate and its impact on asthma morbidity. Asian Pacific Journal of Tropical Biomedicine. 2016; 6(1): 76-79.
3. Янькова В.И., Виткина Т.И., Зюмченко Н.Е., Барскова Л.С., Голохваст К.С. Влияние модельных взвесей микроразмерных твердых взвешенных частиц атмосферного воздуха на морфофункциональ-ную характеристику и параметры пероксидации липидов альвеолярных макрофагов крыс линии Ви-стар. Здоровье. Медицинская экология. Наука. 2017, готовится к выходу.
Yan'kova V.I., Vitkina T.I., Zyumchenko N.E., Bar-skova L.S., Golokhvast K.S. Vliyanie model'nykh vzvesejmikrorazmernykhtverdykhvzveshennykhchas-tits atmosfernogo vozdukha na morfofunktsional'nuyu kharakteristiku i parametry peroksidatsii lipidov al'veolyarnykh makrofagov krys linii Vistar. Zdorov'e. Meditsinskaya ehkologiya. Nauka. 2017, gotovitsya k vykhodu.
4. Hai-Ying L., Bartonova A., Pascal M. et al. Approaches to integrate monitoring for environmental health impact assessment. Environ Health. 2012; 11(88), doi: 10.1186/1476-069X-11-88.
5. Crouse D.L., Peters P.A., van Donkelaar A., et al. Risk of nonaccidental and cardiovascular mortality in relation to long-term exposure to low concentrations of fine particulate matter: a canadian national-level cohort study. Environmental Health Perspectives. 2012; 120(5): 708-714.
6. Review of evidence on health aspects of air pollution - REVIHAAP project: final technical report.WHO/
Europe,2013.http://www.euro.who.int/_data/assets/
pdf_file/0009/218574/REVIHAAP-Final-technical-re-port-Rus.pdf?ua=1
7. Gehring U., Gruzieva O., Agius R.M. et al. Air pollution exposure and lung function in children: the ESCAPE project. Environmental Health Perspectives. 2013; 121(11-12): 1357-1364.
8. GBD 2013 Risk Factors Collaborators. Global, regional and national comparative risk assessment of 79 behavioural, environmental/occupational and metabolic risks or clusters of risks in 188 countries 19902013: a systematic analysis for the GBD 2013. Lancet; 2015; 386(10010): 2287-2323, doi: 10.1016/S0140-6736(15)00128-2.
9. Gordon S.B., Bruce N.G., Grigg J., Hibberd P.L., Kurmi O.P., Lam K.B., et al. Respiratory risks from household air pollution in low and middle income
countries. LancetRespirMed. 2014; 2(10):823-60, doi: 10.1016/S2213-2600(14)70168-7.
10. Delfino R.J., Wu J., Tjoa T., Gullesserian S.K., Nickerson B., Gillen D.L. Asthma morbidity and ambient air pollution: effect modification by residential traffic-related air pollution. Epidemiology. 2014;25:48-57, doi.org/10.1097/EDE.0000000000000016
11. Hamra G.B., Guha N., Cohen A., Laden F., Raas-chou-Nielsen O., Samet J.M., et al. Outdoor particulate matter exposure and lung cancer: a systematic review and meta-analysis. Environ Health Perspect. 2014; 122: 906-11, doi: 10.1289/ehp.1408092.
12. Ni. L., Chuang C.C., Zuo L. Fine particulate matter in acute exacerbation of COPD. Front Physiol. 2015; 6: 294.
13. Stevanovic I., Jovasevic-Stojanovic M., Stosic J.J. Association between ambient air pollution, meteorological conditions and exacerbations of asthma and chronic obstructive pulmonary disease in adult citizens of the town of Smederevo. VojnosanitPregl., 2016; 73: 152-158.
14. Raaschou-Nielsen O., Beelen R., Wang M., Hoek G., Andersen Z.J., Hoffmann B., et al. Particulate matter air pollution components and risk for lung cancer. Environ. Int., 2016; 87: 66-73.
15. Weichenthal S. A., Lavigne E., Evans G. J., et al. Fine Particulate Matter and Emergency Room Visits for Respiratory Illness Effect Modification by Oxidative Potential. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine, 2016; 194(5): 577-586
16. Hoek G., Krishnan R.M., Beelen R., Peters A., Ostro B., Brunekreef B., et al. Longterm air pollution exposure and cardio-respiratory mortality: a review. Environ Health. 2013; 12: 43, doi: 10.1186/1476-069X-12-43.
17. Falcon-Rodriguez C.I., et al. Aeroparticles, Composition, and Lung Diseases. Frontiers in Immunology. 2016; 7: 3; doi: 10.3389/fimmu.2016.00003.
18. Darquenne, C. Aerosol deposition in the human lung in reduced gravity. J. Aerosol Med. Pulm. Drug. Deliv. 2014; 27: 170-177; doi: 10.1089/ jamp.2013.1079.
19. Hiraiwa K., van Eeden S.F. Contribution of Lung Macrophages to the Inflammatory Responses Induced by Exposure to Air Pollutants. Mediators Inflamm. 2013; 2013: 619523; doi: 10.1155/2013/619523.
20. Mukae H., Hogg J. C., English D., Vincent R., Van Eeden S. F. Phagocytosis of particulate air pollutants by human alveolar macrophages stimulates the bone marrow. American Journal of Physiology, 2000; 279(5): L924-L931.
21. Van Eeden S. F, Tan W. C., Suwa T., et al. Cyto-kines involved in the systemic inflammatory response induced by exposure to particulate matter air pollutants (PM10). American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine, 2001; 64(5): 826-830.
22. Parod R.J., Brain J.D. Immune opsonin-indepen-dent phagocytosis by pulmonary macrophages. Journal of Immunology, 1986; 136(6): 2041-2047.
23. Palecanda A., Paulauskis J., Al-Mutairi E., et al. Role of the scavenger receptor MARCO in alveolar macrophage binding of unopsonized environmental particles. Journal of Experimental Medicine, 1999; 189(9): 1497-1506.
24. Arredouani M.S., Yang Z., Imrich A., Ning Y., Qin G., Kobzik L. The macrophage scavenger receptor SR-AI/II and lung defense against pneumococci and particles. American Journal of Respiratory Cell and Molecular Biology, 2006; 35(4): 474-478.
25. Kawai T., Akira S. Toll-like receptors and their crosstalk with other innate receptors in infection and immunity. Immunity. 2011; 34(5):637-50; doi: 10.1016/j. immuni.2011.05.006.
26. Bauer H., Kasper-Giebl A., Zibuschka F., Hitzen-berger R., Kraus G.F., Puxbaum H. Determination of the carbon content of airborne fungal spores. Analytical Chemistry, 2002; 74(1): 91-95.
27. Becker S., Fenton M. J., Soukup J.M. Involvement of microbial components and toll-like receptors 2 and 4 in cytokine responses to air pollution particles. American Journal of Respiratory Cell and Molecular Biology, 2002; 27(5): 611-618.
28. Groves E., Dart A. E., Covarelli V., Caron E. Molecular mechanisms of phagocytic uptake in mammalian cells. Cellular and Molecular Life Sciences, 2008; 65(13): 1957-1976.
29. Gugamsetty B., Wei H., Liu C.N., Awasthi A., Hsu S.C., Tsai C.J., et al. Source characterization and apportionment of PM10, PM2.5 and PM0.1 by using positive matrix factorization. Aerosol Air Qual. Res., 2012;12:476-491.
30. Kumar N., Liang D., Comellas A., Chu A.D., Abrams T. Satellite-based PM concentrations and their application to COPD in Cleveland, OH. J. Expo Sci Environ Epidemiol., 2013; 23: 637-646.
31. Ding L., Zhu D., Peng D. Meta-analysis of the relationship between particulate matter (PM(10) and PM(2.5)) and asthma hospital admissions in children. Zhonghua Er Ke Za Zhi, 2015; 53: 129-135.
32. Ortiz-Martinez M.G., Rodriguez-Cotto R.I., Ortiz-Rivera M.A., Pluguez-Turull C.W., Jimenez-Velez B.D. Linking endotoxins, African Dust PM10 and Asthma in an urban and rural environment of Puerto Rico. Mediators Inflamm., 2015; 2015: 784212.
33. Nemmar A., Holme J.A., Rosas I., Schwarze P.E., Alfaro-Moreno E. Recent advances in particulate matter and nanoparticle toxicology: A review of the in vivo and in vitro studies. Biomed Res Int. 2013; 2013: 279371; doi: 10.1155/2013/279371.
34. Franck U., Odeh S., Wiedensohler A., Wehner B., and Herbarth O. The effect of particle size on cardiovascular disorders the smaller the worse. Science of the Total Environment, 2011;409(20): 4217-4221.
35. Cui Y., Sun Q., Liu Z. Ambient particulate matter exposure and cardiovascular diseases: a focus on progenitor and stem cells. J Cell Mol Med., 2016; 20: 782-793.
36. Huang Y.T., Li Z., Harder S.D., Soukup J. M. Apoptotic and inflammatory effects induced by different particles in human alveolar macrophages. Inhalation Toxicology, 2004; 16(14): 863-878.
37. Doshi N., Mitragotri S. Macrophages recognize size and shape of their targets. PLoS One. 2010; 5(4): e10051, doi: 10.1371/journal.pone.0010051.
38. Rinaldo M., Andujar P., Lacourt A., Martinon L., Canal Raffin M., Dumortier P., Pairon J.C. , Brochard P. Perspectives in biological monitoring of inhaled nanosized partihttp://refhub.elsevier.com/S0304-4165(16)30074-5/rf0190cles. Ann. Occup. Hyg., 2015; 59(2015): 669-680.
39. Huang S. L., Cheng W. L., Lee C. T., Huang H. C., Chan C. C. Contribution of endotoxin in macrophage cytokine response to ambient particles in vitro. Journal of Toxicology and Environmental Health, 2002; 65(17): 1261-1272.
40. Kim K., Kabir E., Kabir S. A review on the human health impact of airborne particulate matter. Environ. Int., 2015; 74: 136-143; doi: 10.1016/j.en-vint.2014.10.005.
41. Thomson E.M., Breznan D., Karthikeyan S., MacKinnon-Roy C., et al. Cytotoxic and inflammatory potential of size-fractionated particulate matter collected repeatedly within a small urban area. Particle and Fibre Toxicology. 2015 12: 24; doi: 10.1186/ s12989-015-0099-z.
42. De Oliveira Galvao M.F., De Melo Cabral T., De André P.A., De Fátima Andrade M., De Miranda R.M., Saldivar P.H.N., et al. Cashew nut roasting: chemical characterization of particulate matter and ge-notocixity analysis. Environ Res. 2014; 131: 145-152; doi:10.1016/j.envres.2014.03.013.
43. Schins R.P.F., Lightbody J.H., Borm P.J.A., Shi T., Donaldson K., Stone V. Inflammatory effects of coarse and fine particulate matter in relation to chemical and biological constituents. Toxicology and Applied Pharmacology, 2004; 195(1): 1-11.
44. Kodavanti U.P., Mebane R., Ledbetter A., et al. Variable pulmonary responses from exposure to concentrated ambient air particles in a rat model of bronchitis. Toxicological Sciences, 2000; 54(2): 441-451.
45. Hiura T.S., Kaszubowski M.P., Li N., Nel A.E. Chemicals in diesel exhaust particles generate reactive oxygen radicals and induce apoptosis in macrophages. Journal of Immunology, 1999. 163(10): 5582-5591.
46. Soukup J.M., Ghio A.J., Becker S. Soluble components of Utah Valley particulate pollution alter alveolar macrophage function in vivo and in vitro. Inhalation Toxicology, 2000; 12(5): 401-414.
47. Refsnes M., Hetland R.B., Ovrevik J., Sundf0r I., Schwarze P.E., Lag M. Different particle determinants induce apoptosis and cytokine releasein primary alveolar macrophage cultures. Particle and Fibre Toxicology, 2006; 3: 10; doi: 10.1186/1743-8977-3-10.
48. Fujii T., Hayashi S., Hogg J.C., et al. Interaction of alveolar macrophages and airway epithelial cells following exposure to particulate matter produces mediators that stimulate the bone marrow. American Journal of Respiratory Cell and Molecular Biology, 2002; 27(1): 34-41.
49. Лямина С.В., Малышев И.Ю. Поляризация макрофагов в современной концепции формирования иммунного ответа. Фундаментальные исследования. 2014; 10(5): 930-935; URL: https://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=35767.
50. Yin X.J., Ma J.Y.C., Antonini J.M., Castranova V., Ma J.K.H. Roles of reactive oxygen species and heme oxygenase1 in modulation of alveolar macrophage-me-diated pulmonary immune responses to Listeria mono-cytogenes by diesel exhaust particles. Toxicological Sciences. 2004; 82(1): 143-153.
51. Van Eeden S.F., Hogg J.C. Systemic inflammatory response induced by particulate matter air pollution: the importance of bone-marrow stimulation. Journal of Toxicology and Environmental Health A. 2002: 65(20): 1597-1613.
52. Mukae H., Vincent R., Quinlanetal K. The effect of repeated exposure to particulate air pollution (PM10) on the bone marrow. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine. 2001; 163(1): 201-209.
53. Gordon S., Taylor P.R. Monocyte and macrophage heterogeneity. Nature Reviews Immunology. 2005; 5(12): 953-964.
54. Gordon S. Alternative activation of macrophages. Nature Reviews Immunology. 2003; 3(1): 23-35.
55. Mantovani A., Sica A., Sozzani S., Allavena P., Vecchi A., Locati M. The chemokine system in diverse forms of macrophage activation and polarization. Trends in Immunology. 2004; 25(12): 677-686.
56. Shaykhiev R., Krause A., Salit J., et al. Smoking-dependent reprogramming of alveolar macrophage polarization: implication for pathogenesis of chronic obstructive pulmonary disease. Journal of Immunology. 2009; 183(4): 2867-2883.
57. He M., Ichinose T., Yoshidaetal S. Urban particu-late matter in Beijing, China, enhances allergen-induced murine lung eosinophilia. Inhalation Toxicology. 2010; 22(9): 709-718.
58. Park E. J., Roh J., Kim Y., Park K., Kim D., Yu S. PM 2.5 collected in a residential area induced Th1-type inflammatory responses with oxidative stress in mice. Environmental Research. 2011; 111(3): 348-355.
59. Yoshizaki K., Brito J.M., Toledoetal A.C. Sub-chronic effects of nasally instilled diesel exhaust par-ticulates on the nasal and airway epithelia in mice. Inhalation Toxicology. 2010; 22(7): 610-617.
60. Snelgrove R. J., Goulding J., Didierlaurent A. M., et al. A critical function for CD200 in lung immune homeostasis and the severity of influenza infection. Nature Immunology. 2008; 9(9): 1074-1083.
61. Murphy J., Summer R., Wilson A.A., Kotton D.N., Fine A. The prolonged life-span of alveolar macrophages. American Journal of Respiratory Cell and Molecular Biology. 2008; 38(4): 380-385.
62. Ling S.H., McDonough J.E., Gosselink J.V., et al. Patterns of retention of particulate matter in lung tissues of patients with COPD: potential role in disease progression. Chest. 2011; 140(6): 1540-1549.
63. Kirby A.C., Coles M.C., Kaye P.M. Alveolar macrophages transport pathogens to lung draining lymph nodes. Journal of Immunology. 2009; 183(3): 1983-1989.
64. Obot C.J., Morandi M.T., Beebe Jr. T.P., Hamilton R.F., Holian A. Surface components of airborne particulate matter induce macrophage apoptosis through scavenger receptors. Toxicology and Applied Pharmacology. 2002; 184(2): 98-106.
65. Henson P.M., Bratton D.L., Fadok V.A. Apoptot-ic cell removal. Current Biology. 2001; 11(19): R795-R805.
66. Stern S.T., Adiseshaiah P.P., Crist R.M. Autopha-gy and lysosomal dysfunction as emerging mechanisms of nanomaterial toxicity. Part Fibre Toxicol. 2012; 14(9): 20; doi: 10.1186/1743-8977-9-20.
67. Monick M.M., Powers L.S., Walters K., et al. Identification of an autophagy defect in smokers alveolar macrophages. Journal oflmmunology. 2010; 185(9): 5425-5435.
68. Fujii T., Hayashi S., Hogg J.C., Vincent R., Van Eeden S.F. Particulate matter induces cytokine expression in human bronchial epithelial cells. American Journal of Respiratory Cell and Molecular Biology. 2001; 25(3): 265-271.
69. Hirota J.A., Hirota S.A., Warner S.M., Stefano-wicz D., Shaheen F, Beck P.L., Macdonald J.A., et al. The airway epithelium nucleotide-binding domain and leucine-rich repeat protein 3 inflammasome is activated by urban particulate matter. J Allergy Clin Immunol. 2012; 129(4): 1116-1125; doi: 10.1016/j. jaci.2011.11.033.
70. Hirota J.A., Gold M.J., Hiebert P.R., Parkinson L.G., et al. The nucleotide-binding domain, leucine-rich repeat protein 3 inflammasome/IL-1 receptor I axis mediates innate, but not adaptive, immune responses after exposure to particulate matter under 10 ^m. Am JRespir Cell Mol Biol. 2015; 52(1): 96-105; doi: 10.1165/ rcmb.2014-01580C.
71. Von Garnier C., Filgueira L., Wikstrom M.. et al. Anatomical location determines the distribution and function of dendritic cells and other APCs in the respiratory tract. Journal of Immunology. 2005; 175(3): 1609-1618.
Сведения об авторах
Барскова Л.С. Barskova L.S., м.н.с. лаборатории медицинской экологии и рекреационных ресурсов, Владивостокский филиал ФГБНУ «Дальневосточный научный центр физиологии и патологии дыхания» - НИИ медицинской климатологии и восстановительного лечения; 690105, г. Владивосток, ул. Русская, 73-г, тел.: 8(423)278-82-05, e-mail: [email protected];
Виткина Т.И. Vitkina T.I., д.б.н., профессор РАН, заведующая лабораторией медицинской экологии и рекреационных ресурсов, Владивостокский филиал ФГБНУ «Дальневосточный научный центр физиологии и патологии дыхания» - Научно-исследовательский институт медицинской климатологии и восстановительного лечения, 690105, г. Владивосток, ул. Русская, 73-г, тел.раб. (423)278-82-05; e-mail: [email protected];
Янькова В.И. Yan'kova V.I., к.б.н., доцент, с.н.с. лаборатории медицинской экологии и рекреационных ресурсов, Владивостокский филиал ФГБНУ «Дальневосточный научный центр физиологии и патологии дыхания» - НИИ медицинской климатологии и восстановительного лечения; 690105, г. Владивосток, ул. Русская, 73-г, тел.: 8(423)278-82-05, e-mail: [email protected].
© Коллектив авторов, 2017 г doi: 10/5281/zenodo.835306
Удк 616-08-039.57: 615.8: 616.2
Л.А. Белик, А.В. Юренко, Е.Е. Минеева
опыт комплексной медицинской реабилитации пациентов с бронхиальной астмой в условиях дневного стационара
Владивостокский филиал ФГБНУ «Дальневосточный научный центр физиологии и патологии дыхания» -Научно-исследовательский институт медицинской климатологии и восстановительного лечения, г. Владивосток
В статье представлен опыт медицинской реабилитации на третьем этапе пациентов с заболеваниями органов дыхания в клиническом отделении Владивостоксого филиала ДНЦ ФПД - НИИ МКВЛ. Рассматриваются основные методы диагностики и лечения, включённые в стандарт по медицинской реабилитации при заболеваниях органов дыхания, разработанный в учреждении и утвержденный департаментом здравоохранения Приморского края. Затронуты вопросы комплексного использования и эффективности методов лечения, профилактики осложнений при таких распространенных заболеваниях как бронхиальная астма и хроническая обструктивная болезнь легких.
Ключевые слова: медицинская реабилитация, болезни органов дыхания. Для корреспонденции: Юренко А.В., e-mail: [email protected]
L.A. Belik, A.V. Yurenko, E.E. Mineeva
experience in complex medical rehabilitation in diseases of the respiratory organs in conditions of a day hospital
Vladivostok Branch of Far Eastern Scientific Center of Physiology of Respiration - Research Institute of Medical Climatology and Rehabilitation Treatment, Vladivostok, Russia
The article presents the experience of medical rehabilitation in the third phase of patients with respiratory diseases in the clinical Department Vladivostok Branch of FESCRPPR - RIMCRT. Discusses the main methods of diagnosis and treatment, included in the standard for medical rehabilitation in diseases of the respiratory organs, developed by the institution and approved by the Department of health of Primorsky region. The issues of complex use and the effectiveness of the methods of treatment, prevention of complications such widespread diseases as bronchial asthma and chronic obstructive lung disease.
Keywords: medical rehabilitation, diseases of the respiratory system.
For correspondence: Yurenko A. V., e-mail: [email protected]
Conflict of interests. The authors are declaring absence of conflict of interests. Financing. The study had no sponsor support.
Медицинская реабилитация - это комплекс лечеб- правлен на максимально возможное восстановление ных и профилактических мероприятий, который на- утраченных способностей пациента после различных
