CC BY
69
УДК (616.248+616.24-008.811.6-036.12)577.125.33
ВЗАИМОСВЯЗЬ МОДИФИКАЦИИ СОСТАВА ЖИРНЫХ КИСЛОТ С ФОРМИРОВАНИЕМ СИСТЕМНОГО ВОСПАЛЕНИЯ ПРИ БРОНХИАЛЬНОЙ АСТМЕ И ХРОНИЧЕСКОЙ ОБСТРУКТИВНОЙ БОЛЕЗНИ ЛЕГКИХ
Т.ПНовгородцева1, Ю.К.Караман1, М.В.Антонюк'1, В.В.Кнышова1, Н.В.Жукова2
владивостокский филиал Дальневосточного научного центра физиологии и патологии дыхания Сибирского отделения РАКШ - НІІІІ медицинской климатологии и восстановительного лечения,
690105, г. Владивосток, ул. Русская, 73г 2Институт биологии моря им. А.В.Жирмунского Дальневосточного отделения РАН,
690059, г. Владивосток, ул. Палъчевского, 17
РЕЗЮМЕ
Изучена взаимосвязь между модификацией состава жирных кислот мембран эритроцитов крови с формированием системного воспаления при бронхиальной астме (БА) и хронической обструктивной болезни легких (ХОБЛ). Обследовано 40 человек, из них 20 пациентов с частично контролируемой и контролируемой БА легкой степени тяжести, и 15 больных ХОБЛ легкой степени тяжести стабильного течения. Оценивали активность воспалительного процесса по состоянию клеточного, гуморального, неспецифического звеньев иммунитета, цитокиновому статусу. Состав жирных кислот мембран эритроцитов изучали методом газожидкостной хроматографии. Установлено, что при БА и ХОБЛ формирование воспалительного процесса происходит в результате нарушения различных звеньев иммунной системы. При БА преобладает Th2 тип реагирования иммунного ответа, при ХОБЛ наблюдается угнетение клеточного, гуморального звена иммунной системы на фоне активации синтеза провоспалительных цитокинов, что указывает на неадекватную регуляцию иммунных процессов. При этом развитие воспалительной реакции сопровождается однонаправленными нарушениями в составе жирных кислот липидов мембран эритроцитов, что указывает на единый клеточно-молекулярный механизм детерминации воспаления. Модификация профиля биологически активных жирных кислот при БА и ХОБЛ характеризуется накоплением арахидоновой кислоты и дефицитом эйкозапентаеновой кислоты, что обусловливает нарушение синтеза про- и противовоспалительных эйкозаноидов. Смещение динамического равновесия биосинтеза эйкозаноидов в сторону провоспалительных оксилипинов инициирует патогенетические механизмы развития и прогрессирования иммунных осложнений при ХОБЛ и БА, становится одной из главных причин формирования системного воспаления.
Ключевые слова: бронхиальная астма, хроническая обструктивная болезнь легких, жирные кислоты, мембрана клетки.
SUMMARY
RELATIONSHIP OF MODIFICATION OF FATTY ACID FORMATION WITH SYSTEMIC INFLAMMATION IN ASTHMA AND CHRONIC
OBSTRUCTIVE PULMONARY DISEASE
T.P.Novgorodtseva1, Yu.K.Karaman1, M.V.Antonyuk1, V.V.Knyshova1, N.V.Zhukova2
Vladivostok Branch of Far Eastern Scientific Center of Physiology and Pathology of Respiration of Siberian Branch RAMS - Research Institute of Medical Climatology and Rehabilitation Treatment, 73g Russkava Str., Vladivostok, 690105, Russian Federation 2A. V.Zhirmunsky Institute of Marine Biology of Far East Branch RAS, 17Pal'chevskogo Str., Vladivostok, 690059, Russian Federation
The interrelation between the modification of fatty acids composition of blood erythrocyte membranes with the formation of systemic inflammation in asthma and chronic obstructive pulmonary disease (COPD) was studied. A total of 40 people including 20 patients with partly controlled and controlled asthma of a mild severity degree and 15 patients with COPD of a mild severity degree and stable course were examined. The activity of the inflammatory process was studied by cellular, humoral, non-specific components of immunity and cytokine status. The fatty acids composition of erythrocyte membranes was investigated with gas-liquid chromatography. It was found out that the formation of COPD and asthma inflammatory process is the result of disorders of various parts of the immune system. In BA Th2 type of the immune response prevails, at COPD there is the suppression of cellular and humoral components of the immunity against the activation of anti-inflammatory cytokines synthesis, which indicates an inadequate regulation of immune processes. At the same time the development of the inflammatory response is associated with direct disorders in fatty acids composition of erythrocyte membrane lipids, which indicates single cellular-molecular mechanism of inflammation determination. Profile modification of biologically active fatty acids in asthma and COPD is characterized with the accumulation of arachidonic acid and the deficiency of eicosapentaenoic acid, which leads to the disruption of synthesis of pro- and antiinflammatory eicosanoids. The shift of the dynamic equilibrium of eicosanoids biosynthesis towards pro-inflammatory oxylipins initiates pathogenetic mechanisms of development of immune complications in COPD and asthma, and becomes a major cause of systemic inflammation formation.
Key words: bronchial asthma, chronic obstructive pul-
monarv disease, fatty acids, cell membrane.
Хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ) и бронхиальная астма (БА) по данным Всемирной организации здравоохранения прочно занимают лидирующие позиции в структуре общей заболеваемости и смертности трудоспособного населения в мире и в России, вносят существенный вклад в увеличение инвалидности и преждевременной смертности [1,2].
В патогенезе этих заболеваний приоритетную роль играет воспаление [3, 9,10,11]. С выраженностью воспалительной реакции сопряжены степень тяжести бронхиальной обструкции и прогрессирование патологического процесса в виде снижения объема форсированного выдоха за 1-ю секунду (ОФЕ^) у больных ХОБЛ, учащения и утяжеления эпизодов бронхоспазма у больных БА [6, 7]. Патогенетические особенности воспалительного процесса при БА и ХОБЛ объясняются характером иммунологического ответа с участием разнообразных клеток и медиаторов (нейтрофилы, CD8+ Thl-лимфоцитов, тучные клетки, эозинофилы, Tli2-клетки, дендритные клетки, лейкот-риены, простагландин D,, тромбоксан, цитокины и др.), через которые осуществляется взаимосвязь между местным воспалением и системной воспалительной реакцией [3, 15]. Несмотря на схожесть клинических проявлений БА и ХОБЛ, имеются патогенетические различия в самом паттерне воспаления этих заболеваний, определяющие подходы к терапии.
В развитии воспаления при заболеваниях бронхолегочной системы важную роль играют медиаторы липидной природы - эйкозаноиды (простагландины, лейкотриены, тромбоксаны), которые являются конечными продуктами метаболизма полиненасыщенных жирных кислот (ПНЖК) [19]. Нарушение мембранного состава жирных кислот (ЖК) и их метаболизма является важным фактором развития и прогрессирования БА и ХОБЛ [5,15]. Известно, что в патогенезе БА важную роль играют цистеиновые лейкотриены и простагландин D, [17]. Они являются мощными бронхоконстрикторами, вызывают гиперреактивность и отек бронхов, изменяют секрецию слизи, участвуют в привлечении Tli2-клеток в дыхательные пути [8, 17]. Значение метаболитов ЖК в патогенезе ХОБЛ менее изучено [16]. Считается, что гиперсекреция слизи при ХОБЛ является результатом стимуляции лейкотрие-нами секретирующих клеток. В тоже время неактив-ность тучных клеток, главных продуцентов эйкозаноидов, является причиной отсутствия бронхоспазма [15]. Модификация профиля ЖК в липидах мембран манифестирует не только изменение синтеза эйкозаноидов. Она является причиной нарушения физико-химических свойств плазматических мембран, понижения их жидкостности, экспрессии рецепторов, мембранной проницаемости и транспорта веществ [4]. От состояния липидного каркаса мембраны и, соответственно, её жидкостности зависят многие функции им-мунокомпетентных клеток - секреция, хемотаксис, чувствительность к микроорганизмам [18]. Можно предположить, что изменение состава ЖК цитомембраны является триггерным механизмом нарушения
функции клеток иммунной системы, развития воспаления. Изучение роли ЖК в формировании воспалительного процесса может стать отправной точкой для установления молекулярных и клеточных механизмов патогенеза, разработки способов диагностики и лечения заболеваний бронхолегочной системы.
Цель работы: изучить состав ЖК мембран эритроцитов крови у больных БА легкой степени тяжести и ХОБЛ легкой степени тяжести стабильного течения; установить взаимосвязь между модификацией состава ЖК и формированием системного воспаления при заболеваниях органов дыхания.
Материалы и методы исследования
В исследовании на условиях добровольного информированного согласия приняли участие 45 человек, в том числе 35 пациентов с заболеваниями бронхолегочной системы (21 мужчина и 13 женщин) в возрасте 23-57 лет (37,4±2,3 года), и 10 здоровых добровольцев в возрасте 23-55 лет (32,2±8,2 года), не курящих и никогда не куривших, без отягощенного аллергического анамнеза (контрольная группа). Среди 35 больных находилось 20 пациентов с частично контролируемой (10) и контролируемой (10) БА легкой степени тяжести, принимавших базисную терапию, и 15 больных ХОБЛ легкой степени тяжести стабильного течения. Заболевания диагностировали на основании анамнестических данных, объективного осмотра, лабораторных исследований, спирометрии с выполнением бронхолитического теста (спирограф Fukuda, Япония) и результатов тестов CAT, ACQ-5. Диагноз ХОБЛ выставляли согласно положений GOLD (2011), диагноз Б А - GINA (2011) [1, 2]. Критериями исключения являлись наличие профессиональных заболеваний бронхолегочной системы, сердечно-сосудистых заболеваний (ишемическая болезнь сердца, гипертоническая болезнь) и их осложнений, сахарного диабета, заболеваний щитовидной железы, острых патологических состояний и обострений хронических болезней. БА считалась контролируемой при отсутствии ночных пробуждений, ограничения активности, потребности в Р2-агонистах короткого действия, дневных эпизодов или их наличия <2 раз в неделю, значениях 0®Bj и ПСВ >80% от долж. Для частично контролируемого течения БА достаточно было наличие дневных эпизодов и потребности в Р2-агонистах короткого действия >2 раз в неделю при показателях 0<Е>В1<80% от долж. У пациентов с контролируемой БА определялись нормальные значения ОФВ1 (96,6±5,7% от долж.) и ПСВ (89,0±2,1% от долж.), постбронходилятационный прирост 0®Bj составил 100 мл и 8,8%, ACQ-5 тест=0,5 баллов. У больных с частично контролируемой астмой определялись сниженные показатели 0<M3j (74,3±4,6% от долж.) и ПСВ (83,0±4,3 % от долж.), постбронходилятационный прирост 0®Bj составил 220 мл и 12,8%, ACQ-5 тест=0,78 баллов. У пациентов с ХОБЛ легкой степени тяжести определялось снижение постбронхро-дилятациоиного показателя ОФВ/ФЖЕЛ (0,65±0,03), 0®Bj составил 88,4±3,3 % от долж., результат теста CAT - 8 баллов.
Активность воспалительного процесса оценивали по состоянию клеточного (CD3+, CD4+, CD8+, CD4+/CD8+, CD22+, CD25+, HLA-DR), гуморального (IgA, IgM, IgG, IgE) звеньев иммунитета. Для определения неспецифической резистентности организма исследовали функциональные возможности нейтрофилов: фагоцитарную активность (ФАН), фагоцитарное число (ФЧ) по методу Д.Н.Маянского и соавт. (1989). Изучение метаболической активности нейтрофилов проводили с помощью теста восстановления нитросинего тетразолия (НСТ), резерва теста восстановления нитросинего тетразолия (НСТР) по методу Park в модификации Е.В.Шмелёва (1979). Изучали содержание в сыворотке крови фактора некроза опухоли (TNFa) иммуноферментным методом с использованием наборов фирмы «Genzyme diagnostics».
Мембраны эритроцитов получали путем гемолиза клеток дистиллированной водой и центрифугированием 15 мин при 14000 об/мин в растворе PBS с трехкратным промыванием. Эритроцит взят в качестве классической модели клеточной мембраны, а также универсальной модели клетки для изучения патологических реакций. Выделение липидов из мембран эритроцитов крови осуществляли, используя систему растворителей хлороформ-метанол в соотношении 1:2, затем добавляли по 1 объему хлороформа, метанола и
0,9% раствора хлористого натрия до полного расслоения фаз [12]. Анализ состава ЖК проводили методом газожидкостной хроматографии после их метилирования [13, 14]. Метиловые эфиры ЖК получали с помощью транс-метилирования липидов 1% раствором натрия в метаноле и затем 5% НС1 в метаноле. Метиловые эфиры экстрагировали гексаном. Гексановый раствор метиловых эфиров ЖК очищали с помощью микротонкослойной хроматографии в бензоле. Зону метиловых эфиров на силикагеле определяли по стандарту или с помощью паров йода. Эфиры элюировали хлороформом, раствор упаривали в вакууме на роторном испарителе (Венгрия). Перерастворенные в гек-сане метиловые эфиры анализировали на газожидкостном хроматографе Shimadzu GC-2010 (Япония), снабженном пламенно-ионизационным детектором, капиллярной колонкой (0,25 мм х 30 м) с привитой фазой Supelcowax 10. Температура колонки и детектора 210 С0, температура испарителя 240 С0. Газ-носитель - гелий. Расчет площади хроматографических пиков и обработку результатов проводили на станции Z-Chrom. Идентифицировали метиловые эфиры ЖК по времени удерживания с использованием стандартов и по значениям «углеродных чисел» [20]. Результаты выражали в относительных % от общей суммы ЖК [20].
Для анализа полученных данных использовалась прикладная программа Statistica 6.1. Статистическую значимость различий средних величин определяли по непараметрическим критериям Вилкоксона, Уайта.
Результаты исследования и их обсуждение
Данные, полученные в результате исследования иммунного статуса, представлены в таблице 1. У пациен-
тов с БА изменения в иммунном ответе были сопряжены с уровнем контроля над заболеванием (контролируемая и частично контролируемая астма). Так, у больных частично контролируемой БА отмечалось повышение уровня СОЗ+ на 22%, активированных клеток СБ25+ в 1,5 раза (р<0,001), при отсутствии статистически значимых различий по уровню естественных регуляторных Т-клеток С04+ по сравнению с данными показателями контрольной группы. Особенностью иммунного статуса этих пациентов явилось снижение зрелых В-клеток СБ22+ (р<0,01) и ФАН (р<0,05) относительно аналогичных показателей контрольной группы. Низкое значение резерва НСТ (р<0,01) указывает на депрессию неспецифического звена иммунитета. Выявлены изменения в гуморальном звене иммунитета, которые характеризовались увеличением содержания ^ в 2,8 раза (р<0,001) и ^ С в 1,5 раза (р<0,01). У пациентов с контролируемой БА отсутствовали статистически значимые различия в уровнях СБ4+, СБ25+, СБ22+ относительно группы здоровых лиц. Отмечались изменения показателей неспецифической иммунной защиты - увеличение НСТ на 18% (р<0,01) и снижение НСТР на 29% (р<0,01). Содержание ^Е и превышало аналогичные показатели в контрольной группе в 1,5 раза (р<0,001) и в 1,3 раза (р<0,05), соответственно.
У пациентов с ХОБЛ выявлено снижение количества клеток, несущих маркеры зрелых Т-лимфоцитов СБЗ+ (р<0,01), ОТ4+ (р<0,001), С08+ (р<0,05) и соотношения СВ4+/СБ8+ (р<0,01) относительно показателей контрольной группы. Установлено увеличение показателя кислородзависимых механизмов фагоцитоза - НСТ на 34% (р<0,01), снижение НСТР в 1,8 раза (р<0,01), ФАН (р<0,05) и ФЧ (р<0,05), что указывает на угнетение неспецифических факторов иммунной защиты и истощение резервных метаболических возможностей нейтрофильных гранулоцитов. Изменение в гуморальном звене иммунитета характеризовалось снижением содержания ^А на 14% (р<0,01) и на 17,5% (р<0,01).
У больных ХОБЛ и пациентов с частично контролируемой и контролируемой БА исследование уровня цитокинов выявило высокое содержание провоспали-тельного медиатора ТОТа (р<0,001).
Результаты исследования показали, что в основе хронического воспаления у пациентов с ХОБЛ и БА лежат изменения в иммунной системе. Высокое содержание ТЫ Ра. указывающее на системный характер воспалительной реакции у всех обследованных больных, сопровождалось различными изменениями клеточного и гуморального звеньев иммунитета у пациентов с частично контролируемой, контролируемой БА и больных ХОБЛ легкой степени тяжести стабильного течения. У пациентов с частично контролируемой БА повышение уровня СБ22+, СБ25+ и СБЗ+, а также увеличение секреции ^Е свидетельствует о высокой антигенной нагрузке на организм, об активации В-кле-точного звена иммунитета и реагировании по ТИ2 типу иммунного ответа. У пациентов с контролируемой БА сохранялись изменения в гуморальном и неспецифи-
ческом звеньях иммунитета, что свидетельствует о сохранении воспалительного процесса. Снижение содержания зрелых Т-лимфоцитов (СБЗ+, СБ4+, СБ8+), и при одновременном повышении уровня ТЫРо у больных ХОБЛ указьшает на дизрегуляцию иммунного ответа, развитие системного воспаления. Следова-
тельно, при БА и ХОБЛ характерно развитие системного воспалительного процесса, нарушение иммунорегуляции. Однако развитие системного воспаления при Б А и ХОБЛ происходит в результате нарушения разных регуляторных механизмов иммунного ответа.
Таблица 1
Показатели иммунного статуса у больных БА, ХОБЛ и здоровых лиц (М±т)
Показатели Контрольная группа Частично контролируемая БА Контролируемая БА ’ ХОБЛ
Лейкоциты, г/л 6,00±0,28 6,17±0,55 5,58±0,92 5,3±0,36
Лимфоциты, % 27,5±1,34 30,12±1,66 30,00±1,70 23,3±0,87*
СБЗ+, % 45,00±1,90 54,94±2,19* 42,80±2,0 33,25±2,01**
СБЗ+, абс. (г/л) 0,74±0,02 1,45±0,15** 0,53±0,06 0,41±0,12**
С04+, % 40,00±2,13 42,29±1,14 38,40±1,66 28,81±1,94***
СБ4+, абс. (г/л) 0,66±0,01 1,03±0,14 0,43±0,04 0,35±0,15**
С08+, % 22,00±1,21 25,20±0,89* 21,00±0,89* 19,8±1,07*
СБ8+, абс. (г/л) 0,36±0,01 0,38±0,10 0,33±0,04 0,24±0,04
С04+/С08+ 2,20±0,08 1,28±0,67* 1,13±0,05** 1,36±0,09**
ФАН, % 64,52±0,68 59,95±1,08* 62,00±1,38 57,52±1,96*
ФЧ 4,00±0,83 4,35±0,43 4,20±0,08 3,31±0,21*
нет, % 13,00±1,07 13,75±1,63 17,00±1,86** 17,4±3,66**
НСТР 2,50±0,74 1,71±0,04** 1,78±0,15** 1,32±0,17**
^А. г/л 1,90±0,10 1,50±0,25 2,21±0,30 1,63±0,12**
^М, г/л 1,35±0,09 1,15±0,10 1,17±0,09 1,25±0,07
г/л 10,00±0,28 16,35±2,68** 13,73±2,83* 8,25±0,07**
^Е. МЕ/мл 92,00±1,16 258,61±3,93*** 149,61±2,83*** 160,00±2,07*
С022+, % 21,17±0,85 14,32±0,03* 20,60±0,89 19,4±1,06*
С022+, абс. (г/л) 0,47±0,27 0,28±0,11 0,33±0,44 0,24±0,01**
С025+, % 9,00±0,80 15,25±0,55*** 9,20±1,03 19,2±1,7**
НЬЛ-БЯ, % 11,20±0,50 11,50±1,25 12,40±0,86 17,5±1,03**
ТОТа, пг/мл 24,80±2,08 55,60±2,33*** 45,35±1,89*** 42,71±1,98***
Примечание: здесь и в следующей таблице * - р<0,05, ** - р<0,01, *** - р<0,001 - уровень статистической значимости различий относительно контрольной группы.
Проанализирован состав ЖК мембран эритроцитов у больных частично контролируемой, контролируемой БА и ХОБЛ легкой степени тяжести стабильного течения. В составе липидов мембран эритроцитов обследованных групп выделено 37 индивидуальных ЖК, насыщенных, моноеновых и полиненасыщенных, нормального и изостроения с длиной цепи от С12 до С24, как с четным, так и нечетным числом углеродных атомов (табл. 2).
У пациентов с контролируемой и частично контролируемой БА анализ количественного состава ЖК ли-
пидов мембран эритроцитов не выявил достоверных различий между группами. Установлено, что при БА происходит накопление насыщенной стеариновой кислоты (18:0, р<0,01). Наибольшей модификации при БА подвергались ПНЖК. Так, отмечалось снижение относительного содержания дигомо-у-линоленовой кислоты (20:3п6, р<0,05). Относительное содержание арахидоновой кислоты (20:4п6), главного субстрата синтеза провоспалительных и бронхоконстрикторных эйкозаноидов, увеличивалось на 9% (р<0,01) по сравнению с группой здоровых лиц. Тогда как количе-
ство основного антагониста арахидоновой кислоты -эйкозапентаеной кислоты (20:5пЗ), напротив, снижалось в 1,5 раза (р<0,001) относительно контрольной группы. Расчет соотношения 20:4п6/20:5пЗ выявил увеличение данного показателя в 1,7 раза (р<0,001), что свидетельствует о нарушении в эйкозаноидном цикле и усилении синтеза прово спа лите льных и бронхокон-
стрикторных медиаторов. Отмечалось незначительное увеличение содержания докозапентаеновой кислоты (22:5пЗ, р<0,05). Закономерным следствием увеличения доли арахидоновой кислоты стало повышение суммарного содержания ПНЖК семейства пб. Индекс ненасыщенности у больных БА не отличался от данного показателя группы здоровых лиц.
Таблица 2
Состав жирных кислот мембран эритроцитов у больных БА, ХОБЛ и здоровых лиц (М±т)
ЖК, % Контрольная группа Больные БА Больные ХОБЛ
12:0 0,18±0,01 0,20±0,04 -
14:0 0,39±0,03 0.44:0.04 0,34±0,01
15:0 0,17±0,01 0,18±0,01 1,08±0,01***
16:0 23,98±1,28 22,22±0,51 23,16±0,28
16:1п9 0,21±0,05 0,33±0,02 0,21±0,05
16:1п7 0,39±0,03 0,37±0,02 0,53±0,05
17:0 0,35±0,02 0,32±0,01 0,25±0,03
18:0 13,40±0,75 17,52±0,28** 16,78±0,40*
18:1п9 14.84:0.84 13,89±0,27 15,49±0,73
18:1п7 1,53±0,08 1,53±0,05 1,76±0,05
18:1п5 0,32±0,02 0,40±0,03 0,36±0,14
18:2п6 15,75±0,28 13,88±0,37 12,21±0,61**
18:ЗпЗ 0,15±0,02 0,150±0,005 0,13±0,03
20:0 0,150±0,035 0,110±0,007 0,46±0,04***
20:1 0,34±0,07 0,26±0,01 0,23±0,03
20:2п6 0,250±0,005 0,30±0,01 0,26±0,02
20:3п6 1,59±0,51 1,11±0,03* 1,70±0,20
20:4п6 12,95±0,25 14,16±0,29** 18,26±0,50***
20:5пЗ 1,23±0,04 0,77±0,03*** 0,56±0,06***
22:4п6 2,37±0,29 2,83±0,15 3,18±0,31**
22:5п6 0,37±0,01 0,23±0,01*** 0,46±0,07
22:5пЗ 1,99±0,02 2,24±0,09* 1,82±0,05*
22:6пЗ 4,67±0,85 5,45±0,31 5,87±0,39
Сумма пб 32,91±0,10 33,02±0,56** 36,07±0,55**
Сумма пЗ 8,04±0,12 8,74±0,48 8,32±0,42
20:4п6/20:5пЗ 10,52±0,12 18,38±0,94*** 32,60±2,8***
Индекс ненасыщенности 163,97±1,30 167,12±3,71 154,81±1,45*
Примечание: в таблицу не внесены отдельные представители ЖК, содержание которых не превышает 0,1%. В основном это насыщенные ЖК нормального строения (10:0, 19:0, 22:0), некоторые моноеновые (14:1, 22:1), диеновые (18:2п-5/9) и триеновые (20:3п-3) ЖК.
В группе больных ХОБЛ выявлено значительное увеличение доли 15:0 (р<0,001), 18:0 (р<0,05), 20:0 (р<0,001) по сравнению с группой здоровых лиц. Отмечалось снижение относительного содержания эссен-циальной линолевой кислоты (18:2п6, р<0,01). В пуле ПНЖК мембран эритроцитов выявлено увеличение арахидоновой кислоты на 41% (20:4п6, р<0,001) по сравнению с группой контроля. Относительное содержание эйкозапентаеновой кислоты (20:5пЗ, р<0,001) в мембране эритроцита снижалось в два раза, ее метаболита - докозапентаеновой кислоты (22:5пЗ, р<0,05) на 9%. В липидном бислое мембран эритроцита выявлено накопление предшественника синтеза эйкозаноидов 2-й и 4-й серии - докозатетраеновой кислоты (22:4п6, р<0,001). У больных ХОБЛ в мембране эритроцита установлено увеличение суммарного показателя ПНЖК пб на 10% (р<0,01) по сравнению с группой здоровых лиц. Выявленное повышение соотношения 20:4п6/20:5пЗ в 3 раза (р<0,001) относительно группы контроля свидетельствует о значительном дисбалансе в синтезе про- и противовоспалительных медиаторов с преобладание воспалительного компонента.
Как показало исследование, у больных БА происходит накопление арахидоновой кислоты в мембране эритроцита. Повышенное содержание арахидоновой кислоты - субстрата для синтеза провоспалительных (лейкотриен В4) и бронхоконстрикторных (простаглан-дин Б,) эйкозаноидов, обеспечивает воспалительный компонент, бронхоспазм, оказывает влияние на агрегацию тромбоцитов [21]. К тому же, повышенный синтез арахидоновой кислоты наблюдается на фоне значительного дефицита ее основного ингибитора и конкурента за циклооксигеназные и липооксигеназные метаболические пути - эйкозапентаеновой кислоты (20:5пЗ). Значимым фактором повышенного риска развития и отягощения бронхолегочной патологии является увеличение соотношения 20:4п6/20:5пЗ, которое свидетельствует о нарушениях в эйкозаноидной цикле, преобладании синтеза провоспалительных и бронхоконстрикторных медиаторов.
У больных ХОБЛ также выявлена значительная модификация состава ЖК. Обращает внимание накопление не только арахидоновой кислоты, но и ее метаболита - докозатетраеновой кислоты (22:4п6), являющейся основным субстратом синтеза простаноидов 2-й серии (простагландин Э2, тромбоксаны А, и В,) и лейкотриенов 4-й серии (лейкотриены В4) [17,18]. Повышение содержания арахидоновой кислоты у больных ХОБЛ, с одной стороны, указывает на увеличение ее эндогенного синтеза. С другой стороны, недостаточное расходование арахидоновой кислоты на синтез эйкозаноидов также может способствовать ее накоплению. В пользу этого предположения свидетельствует и накопление метаболита арахидоновой кислоты - 22:4п6. Снижение содержания 20:5пЗ и 22:5пЗ у больных ХОБЛ указывает на дефицит субстрата синтеза простаноидов 3-й серии и лейкотриенов 5-й серии, что является важным фактором в развитии дисбаланса между про- и противовоспалительными, бронхокон-стрикторными и бронходилатационными эйкозанои-
дами [16]. Эндогенный недостаток в клетках ПНЖК пЗ приводит также к изменению физико-химических свойств плазматических мембран, нарушению функционирования мембрансвязанных ферментов и рецепторов, что способствует ухудшению структурно-функциональной состоятельности клетки [18]. Так, в работе J. Schwartz [19] показано, что компенсация дефицита п-3 ПНЖК при заболевания органов дыхания с помощью алиментарного потребления рыбьего жира способствует восстановлению оксили-пиновош баланса, функционирования клеток местного иммунитета. В наших исследованиях так же выявлена ассоциация между функционированием иммунитета и нарушением жирнокислотного состава клеточных мембран.
Полученные данные продемонстрировали, что при БА и ХОБЛ формирование воспалительного процесса сопровождается разными изменениями клеточного, гуморального, неспецифического звеньев иммунитета. При БА преобладает Tli2 тип реагирования иммунного ответа, при ХОБЛ наблюдается угнетение клеточного, гуморального звена иммунной системы на фоне активации синтеза провоспалительных цитокинов, что указывает на неадекватную регуляцию иммунных процессов. Однако, как при БА, так и при ХОБЛ развитие воспалительной реакции сопровождается однонаправленными нарушениями в составе ЖК липидов мембран эритроцитов, характеризующимися накоплением арахидоновой кислоты и дефицитом эйкозапентаеновой кислоты, что приводит к нарушению синтеза про- и противовоспалительных эйкозаноидов. Смещение динамического равновесия биосинтеза эйкозаноидов в сторону провоспалительных оксилипинов инициирует патогенетические механизмы развития и прогрессирования иммунных осложнений при ХОБЛ и БА, становится одной из главных причин формирования системного воспаления. Таким образом, выявленная ассоциация между модификацией состава ЖК и нарушением регуляции иммунного ответа при ХОБЛ и БА свидетельствует о важном значении ЖК в инициации воспалительного процесса при заболеваниях бронхолегочной системы.
ЛИТЕРАТУРА
1. Глобальная стратегия диагностики, лечения и профилактики хронической обструктивной болезни легких (пересмотр 2011 г.): пер. с англ. / под ред. А.С.Белевского. М.: Российское респираторное общество, 2012. 80 с.
2. Глобальная стратегия лечения и профилактики бронхиальной астмы (пересмотр 2011 года) : пер. с англ. / под. ред. А.С.Белевского. М.: Российское респираторное общество, 2012. 108 с.
3. Калинина Е.П., Иванов Е.М., Исаченко Е.Г. Нарушения межсистемных взаимодействий при хроническом воспалительном процессе // Мед. иммунол. 2007. Т.9, №6. С.581-588.
4. Караман Ю.К, Лобанова Е.Г., Юбицкая Н.С. Нарушение синтеза эйкозаноидов у больных с метаболическим синдромом // Клин. мед. 2010. №3. С.46-49.
5. Лизенко М.В., Петровский В.П., Бахирев А.М. Соотношение содержания арахидоновой и эйкозапен-таеновой кислот в сыворотке крови и липопротеидах низкой плотности больных бронхиальной астмой и изменение этой величины при разгрузочно-диетной терапии // Вопросы мед. химии. 1998. Т.44, №2. С.213-218.
6. Приходько А.Г., Прозорова А.В., Перельман Ю.М. Изменения реактивности дыхательных путей в процессе естественного развития бронхиальной астмы и хронической обструктивной болезни легких // Бюл. физиол. и патол. дыхания. 2006. Вып.23 (Приложение). С.38-42.
7. Перельман Ю.М., Прилипко Н.С. Гиперреактивность дыхательных путей при хроническом бронхите // Бюл. физиол. и патол. дыхания. 1998. Вып.1. С.28-34.
8. Му ко цилиарный клиренс в условиях нарушения адренорецепции при лечении аколатом больных бронхиальной астмой (Сообщение II) / А.Н.Одиреев [и др.] // Бюл. физиол. и патол. дыхания. 2000. Вып.7. С.44-49.
9. Одиреев А.Н., Андриевская И.А., Луценко М.Т. Вклад изменений в системе медиаторов воспаления в формирование мукоцилиарной недостаточности у больных бронхиальной астмой // Бюл. физиол. и патол. дыхания. 2008. Вып. 29. С.18-21.
10. Одиреев А.Н., Колосов В.П., Луценко М.Т. Новый подход к диагностике мукоцилиарной недостаточности у больных бронхиальной астмой // Бюл. СО РАМН. 2009. №2(139). С.77-82.
11. Федосеева Н.М., Перельман Ю.М. Роль свободнорадикального окисления в патогенезе бронхиальной астмы и гиперреактивности дыхательных путей // Бюл. физиол. и патол. дыхания. 2008. Вып.29. С.38-44.
12. Bligh E.G., Dyer W. J. A rapid method of total lipid extraction and purification // Can. J. Biochem. Physiol. 1959. Vol.37, №8. P.911-917.
13. Carreau J.P, Dubacq J.P Adaptation of a macroscale method to the micro-scale for fatty acid methyl trans-esterification of biological lipid extract // J. Chromatogr. 1978. Vol. 151, Iss.3. P.384-390.
14. Christie W.W. Equivalent chain-lengths of methyl ester derivatives of fatty acids on gas-chromatography A reappraisal // J. Chromatogr. 1978. Vol.447, №2. P.305-314.
15. Comparison of changes in erythrocyte and platelet phospholipid and fatty acid composition and protein oxidation in chronic obstructive pulmonary disease and asthma/J.De Castro [et. al.] //Platelets. 2007. Vol.18, №1. P.43-51.
16. Gangopadhyay S., Vijayan VK„ Bansal S.K. Lipids of erythrocyte membranes of COPD patients: a quantitative and qualitative study // COPD. 2012. Vol.9, №4. P.322-331.
17. McMillan R.M. Leukotrienes in respiratory disease //Paediatr. Respir. Rev. 2001 Vol.2, №3. P.238-244.
18. Composition of fatty acids in plasma and erythrocytes and eicosanoids level inpatients with metabolic syndrome / T.P.Novgorodtseva [et. al.] // Lipids Health Dis.
2011. №10. P.82. URL: http://www.lipidworld.com/con-tent/10/l/82?fmt_view=classic
19. Schwartz J. Role of polyunsaturated fatty acids in lung disease //Am. J. Clin. Nutr. 2000. Vol.71, Suppl.l. P.393S-396S.
20. An improved method of characterizing fatty acids by equivalent chain length values / K. Stransky [et. al.] // J. High Res. Chromatogr. 1992. Vol. 15. P.730-740.
21. Up-regulation of blood arachidonate (20:4) levels in patients with chronic obstructive pulmonary disease / H.Wada [et. al.] // Biomarkers. 2012. Vol. 17, №6. P.520-523.
REFERENCES
1. Global Strategy for the Diagnosis, Management and Prevention of COPD. Global Initiative for Chronic Obstructive Lung Disease (GOLD). 2011. Available at: http://www.goldcopd.org.
2. Global Initiative for Asthma (GINA). Global Strategy for Astluna Management and Prevention. 2011. Available at: http://www.ginasthma.org.
3. Kalinina E.P, Ivanov E.M., Isachenko E.G. Med-itsinskava immunologiya 2007; 9(6):581-588.
4. Karaman Yu.K, Lobanova E.G., Yubitskaya N.S. Klinicheskava meditsina. 2010; 3:46-49.
5. Lizenko M.V., Petrovskiy V.I., Bakhirev A.M. Vo-prosy meditsinskoy khimii 1998; 44(2):213-218.
6. Prikhodko A.G., Prozorova A. V., Perelman J.M. Bul-leten'fiziologii ipatologii dyhaniyd 2006; 23(Suppl.):38-42.
7. Perelman J.M., Prilipko N.S. Bulleten'fiziologii ipatologii dyhaniyd 1998; 1:28-34.
8. Odireev A.N., Pirogov A.B., Prikhodko V.B., Lukianov I.N. Bulleten’ fiziologii i patologii dyhaniyd 2000; 7:44-49.
9. Odireev A.N., Andrievskaya I.A., Lutsenko M.T. Bulleten’fiziologii ipatologii dyhaniyd 2008; 29:18-21.
10. Odireev A.N., Kolosov V.P, Lutsenko M.T. Bulleten' Sibirskogo otdeleniya RAMN - Bulletin SB R. IMS 2009; 2:77-82.
11. Fedoseeva N.M., Perelman J.M. Bulleten'fiziologii ipatologii dyhaniyd 2008; 29:38-44.
12. Bligh E.G., Dyer W.J. A rapid method of total lipid extraction and purification. Can. J. Biochem. Physiol. 1959; 37(8):911—917.
13. Carreau J.P, Dubacq J.P. Adaptation of a macroscale method to the micro-scale for fatty acid methyl trans-esterification of biological lipid extract. J. Chromatogr. 1978; 151(3):384-390.
14. Christie W.W. Equivalent chain-lengths of methyl ester derivatives of fatty acids on gas-chromatography A reappraisal. J. Chromatogr. 1978; 447(2):305-314.
15. De Castro J., Hemandez-Hemandez A., Rodriguez M.C., Sardina J.L., Llanillo M., Sanchez-Yagiie J. Comparison of changes in erythrocyte and platelet phospholipid and fatty acid composition and protein oxidation in chronic obstructive pulmonary disease and astluna. Platelets 2007; 18(1):43—51.
16. Gangopadhyay S, Vijayan V.K., Bansal S.K. Lipids of erythrocyte membranes of COPD patients: a quantitative
and qualitative study. COPD 2012; 9(4):322-331.
17. McMillan R.M. Leukotrienes in respiratory disease. Paediatr. Respir. Rev. 2001; 2(3):238-244.
18. Novgorodtseva T.P., Karaman Y.K., Zhukova N.V., Lobanova E.G., Antonyuk M. V, Kantur T. A. Composition of fatty acids in plasma and erythrocytes and eicosanoids level in patients with metabolic syndrome. Lipids Health Dis. 2011; 10:82. doi:10.1186/1476-511X-10-82.
19. Schwartz J. Role of polyunsaturated fatty acids in lung disease. Am. J. Clin. Nutr. 2000; 71(1 Suppl):393S-
396S.
20. Stransky K„ Jursik T., Vitek A., Skorepa J. An improved method of characterizing fatty acids by equivalent chain length values. J. High Res. Chromatogr. 1992; 15:730-740.
21. Wada H„ Hagiwara S., Saitoh E„ Ieki R, Yamamoto Y., Adcock I.M., Goto H. Up-regulation of blood araclii-donate (20:4) levels in patients with chronic obstructive pulmonary disease. Biomarkers 2012; 17(6):520-523.
Поступила 20.05.2013
Контактная ннформсщня Татьяна Павловна Новгородцева, доктор биологических наук, профессор, заместитель директора по научной работе, HIIIIмедицинской климатологии и восстановительного лечения, 690105, г. Владивосток, ул. Русская, 73г.
E-mail: curdeal&mail. г и Correspondence should be addressed to Tat'yana P. Novgorodtseva, PhD, Professor, Deputy Director on Scientific Work, Research Institute of Medical Climatology and Rehabilitation Treatment, 73g Russkava Str., Vladivostok, 690105, Russian Federation.
E-mail: curdeal&mail. ru
