СИСТЕМНЕ ЗАПАЛЕННЯ НИЗЬКОЇ ІНТЕНСИВНОСТІ ТА ФІЗИЧНІ НАВАНТАЖЕННЯ У ПАЦІЄНТІВ З ХРОНІЧНИМ ОБСТРУКТИВНИМ ЗАХВОРЮВАННЯМ ЛЕГЕНЬ (НАРАТИВНИЙ ОГЛЯД)
Ключові слова:
ХОЗЛ, цитокіни, фізичне навантаження, фізична терапія, легенева реабілітація.Анотація
Анотація. У публікації представлено сучасні підходи до розуміння системного запалення низької інтенсивності у разі хронічного обструктивного запалення легень, впливу фізичних вправ на статус запалення та можливості персоніфікації фізичної терапії цієї групи пацієнтів. Матеріали і методи. Представлена публікація є наративним оглядом. Пошук даних проведено в базі статей у галузі медицини і біології сайту PubMed Національного центру біотехнологічної інформації США (NCBI) та пошуковій системі Google Scholar. Загальна кількість статей у пошуковому списку становила 243, після відобору за роком опублікування (останніх 5 років) – 107, з них лише 55 – дослідження за участю пацієнтів. Хронічне обструктивне запалення легень (ХОЗЛ) характеризується персистуючим обмеженням швидкості повітряного потоку і хронічним запаленням респіраторного тракту. Однак ХОЗЛ – це не локальне захворювання, воно має чітко виражені системні прояви, спричинені системним запаленням низької інтенсивності. Регуляція системного запалення у разі ХОЗЛ забезпечується великою кількістю розчинних медіаторів. Серед них можна видокремити групу цитокінів – IL‑1, IL‑6, IL‑8, IL‑10, TNF‑α, молекули адгезії, адипокиніни, міокіни, лептин тощо. Підвищений рівень цитокінів IL‑6, IL‑8 і зниження концентрації IL‑4 в сироватці крові хворих із тяжким перебігом ХОЗЛ є негативним прогностичним фактором, що свідчить про порушення регуляторної функції цитокінів та сприяє підтриманню запального процесу в дихальних шляхах. Висновки. Фізичні вправи та програми легеневої реабілітації мають регуляторний вплив на рівень та співвідношення прозапальних та протизапальних цитокінів у плазмі крові пацієнтів із ХОЗЛ. Низка досліджень вказує на перевагу аеробних занять для цієї групи пацієнтів.
Посилання
1. Характер экспрессии провоспалительных цитокинов у больных хронической обструктивной болезнью легких / Абдурахманова И. С., Никуличева В. И., Вагапова Д. Р. и др. // Саратовский научно-медицинский журнал. – 2010. – № 6. – С. 314–317.
2. Авдеев С. Н. Антибактериальная терапия при обострении хронической обструктивной болезни легких / Авдеев С. Н. // Пульмонология. – 2010. – № 2. – С. 96–106.
3. Авдеев С. Н. Противовоспалительная терапия хронической обструктивной болезни легких / Авдеев С. Н. // Пульмонология и ЛОР. – 2013. – С. 8–15.
4. Показатели иммунного статуса при хронической обструктивной болезни легких / Атякшин Д. А., Цветикова Л. Н., Лобеева Н. В. и др. // Успехи современного естествознания. – 2015. – № 9. – С. 195–197.
5. Диагностическое значение биомаркеров при обострении хронической обструктивной болезни легких / Будневский А. В., Овсянников Е. С., Чернов А. В. и др. // Пульмонология. – 2014. – С. 100–104.
6. Виткина Т. И. Роль интерлейкин‑6 сигналинга в развитии системного воспаления при хронической обструктивной болезни легких / Виткина Т. И., Сидлецкая К. А. // Бюллетень. – 2018. – № 69. – С. 97–106.
7. Системное воспаление низкой интенсивности как общая основа обструктивного заболевания легких и коморбидных состояний / Дегтярь Н. И., Герасименко Н. Д., Савченко Л. В. и др. // Український пульмонологічний журнал. – 2016. – № 3. – С. 64–68.
8. Сравнительный анализ уровня провоспалительных цитокинов у пациентов с хронической обструктивной болезнью легких в зависимости от стадии заболевания / Долинина Л. Ю., Делиева А. Н., Каклюгин А. П. и др. // Архивъ внутренней медицины. – 2012. – № 1. – С. 65–67.
9. Крахмалова О. О. Системне запалення як фактор розвитку позалегеневих ускладнень ХОЗЛ / Крахмалова О. О., Воєйкова Л. С., Талалай І. В. // Український терапевтичний журнал. – 2011. – № 2. – С. 79–83.
10. Фенотипы ХОЗЛ – путь ХХI века / Оспанова П. Т., Семидоцкая Ж. Д., Чернякова И. А. и др. // Східноєвропейський журнал внутрішньої та сімейної медицини. – 2017. – № 1. – С. 95–101.
11. Падыганова А. В. Фенотип хронической обструктивной болезни легких у женщин с артериальной гипертензией: особенности функционального состояния почек / Падыганова А. В. // Кардиосоматика. – 2015. – № 6. – С. 40–46.
12. Перцева Т. А. Мышечная дисфункция при ХОБЛ: переоценка проблемы, новые возможности терапии / Перцева Т. А. // Пульмонология Аллергология Риноларингология. – 2015. – № 3.
13. Прибылов С. А. Провоспалительные цитокины при хронической обструктивной болезни легких / Прибылов С. А. // Вестник новых медицинских технологий. – 2007. – № 10. – С. 25–28.
14. Новая редакция глобальной инициативы по ХОЗЛ / Фещенко Ю. И., Национальный Г. У., Яновского Ф. Г. и др. // Украинський пульмонологічний журнал. – 2012. – № 2. – С. 6–8.
15. Abd El-Kader S. M. Plasma inflammatory biomarkers response to aerobic versus resisted exercise training for chronic obstructive pulmonary disease patients / Abd El-Kader S. M., Al-Jiffri O. H., Al-Shreef F. M. // Afr Health Sci. – 2016. – Vol. 16. – P. 507–515.
16. Abd El-Kader S. M. Exercise alleviates depression related systemic inflammation in chronic obstructive pulmonary disease patients / Abd El-Kader S. M., Al-Jiffri O. H. // Afr Health Sci. – 2016. Vol. 16. – P. 1078–1088.
17. Characterisation of COPD heterogeneity in the ECLIPSE cohort / Agusti A, Calverley PMA, Celli B, et al. // Respir Res. – 2010. – Vol. 11. – P. 122.
18. Persistent systemic inflammation is associated with poor clinical outcomes in copd: A novel phenotype / Agustí A, Edwards LD, Rennard SI, et al. // PLoS One. – 2012. – Vol. 7. – P. 1–10.
19. Agustí A. Addressing the complexity of chronic obstructive pulmonary disease: From phenotypes and biomarkers to scale-free networks, systems biology, and P4 medicine / Agustí A., Sobradillo P., Celli B. // American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine. – 2011. – Vol. 183. – P. 1129–1137.
20. Systemic effects of chronic obstructive pulmonary disease / Agustí A. G.N., Noguera A., Sauleda J., et al. // Eur Respir J. – 2003. – Vol. 21. – P. 347–360.
21. Serum cytokine profiling and enrichment analysis reveal the involvement of immunological and inflammatory pathways in stable patients with chronic obstructive pulmonary disease / Bade G., Khan M. A., Srivastava A. K., et al. // Int J COPD. – 2014. – Vol. 9. – P. 759–773.
22. Barnes P. J. Cellular and molecular mechanisms of asthma and COPD / Barnes P. J. Clin Sci. – 2017. – Vol. 131. – P. 1541–1558.
23. Barnes P. J. The cytokine network in asthma and chronic obstructive pulmonary disease / Barnes P. J. // Journal of Clinical Investigation. – 2008. – Vol. 118. – P. 3546–3556.
24. Serum cytokine profile in stable patients with work related chronic obstructive pulmonary disease and relationship to other inflammatory markers / Blinova T. V., Strakhova L. A., Lavrenyuk N. A, et al. // Russ Pulmonol. – 2015. – Vol. 25. – P. 566–573.
25. The value of blood cytokines and chemokines in assessing COPD / Bradford E., Jacobson S., Varasteh J., et al. // Respir Res. – 2017. – Vol. 18. – P. 180.
26. Cazzola M. Biomarkers in COPD / Cazzola M., Novelli G. // Pulm Pharmacol Ther. – 2010. – Vol. 23. – P. 493–500.
27. Inflammatory biomarkers improve clinical prediction of mortality in chronic obstructive pulmonary disease / Celli B. R., Locantore N., Yates J., et al. // Am J Respir Crit Care Med. – 2012. – Vol. 185. – P. 1065–1072.
28. Cosmi L. Th17 regulating lower airway disease / Cosmi L., Liotta F., Annunziato F. // Curr Opin Allergy Clin Immunol. – 2016. – Vol. 16. – P. 1–6.
29. Couzin-Frankel J. Inflammation bares a dark side / Couzin-Frankel J. // Science (New York, N.Y.). – 2010. – Vol. 330. – P. 1621.
30. Exercise-modulated epigenetic markers and inflammatory response in COPD individuals: A pilot study / da Silva I. R.V., de Araujo C. L. P., Dorneles G. P. et al. // Respir Physiol Neurobiol. – 2017. – Vol. 242. – P. 89–95.
31. Myokines, physical activity, insulin resistance and autoimmune diseases / Díaz B. B., González D. A., Gannar F., et al. // Immunology Letters. –2018. – Vol. 203. – P. 1–5.
32. Dienz O. The effects of IL‑6 on CD4 T cell responses / Dienz O., Rincon M. // Clinical Immunology. – 2009. – Vol. 130. – P. 27–33.
33. Home-based pulmonary rehabilitation improves clinical features and systemic inflammation in chronic obstructive pulmonary disease patients / Do Nascimento E. S. P., Sampaio L. M. M., Peixoto-Souza F. S. et al. // Int J COPD. – 2015. – Vol. 10. – P. 645–653.
34. Cytokine response to the 6-min walk test in individuals with different degrees of COPD / Dorneles G. P., Vianna P., Del Duca Lima D., et al. // Clin Respir J. – 2016. – Vol. 10. – P. 326–332.
35. Emami Ardestani M. Role of Serum Interleukin 6, Albumin and C-Reactive Protein in COPD Patients / Emami Ardestani M, Zaerin O. // Tanaffos. –2015. – Vol. 14. – P. 134–40.
36. Three-year follow-up of Interleukin 6 and C‑reactive protein in chronic obstructive pulmonary disease / Ferrari R., Tanni S. E., Caram L. M. O. et al. // Respir Res. – 2013. – Vol. 14. – P. 24.
37. Interleukin‑6 signaling drives fibrosis in unresolved inflammation / Fielding C. A., Jones G. W., McLoughlin R. M. et al. // Immunity. – 2014. – Vol. 40. – P. 40–50.
38. Garrod R., Ansley P., Canavan J. et al. Exercise and the inflammatory response in chronic obstructive pulmonary disease (COPD)-Does training confer anti-inflammatory properties in COPD? / Garrod R., Ansley P., Canavan J. et al. Med Hypotheses. – 2007. – Vol. 68. – P. 291–298. 39. Global Initiative for Chronic Obstructive Lung Disease Global Initiative for Chronic Obstructive Lung Disease. Pocket guide to COPD diagnosis, management, and prevention. A Guide for Health Care Professionals, 2019.
40. Goldstein R. Pulmonary Rehabilitation at the Time of the COPD Exacerbation / Goldstein R., Brooks D. // Clin Chest Med. – 2014. – Vol. 35. – P. 391–398.
41. Chronic obstructive pulmonary disease phenotypes: The future of COPD / Han M. L. K., Agusti A., Calverley P. M. et al. // Am J Respir Crit Care Med. – 2010. – Vol. 182. – P. 598–604.
42. Trans-presentation of IL‑6 by dendritic cells is required for the priming of pathogenic TH 17 cells / Heink S., Yogev N., Garbers C. et al. // Nat Immunol. – 2017. – Vol. 18. – P. 74–85.
43. Hunter C. A., Jones S. A. IL‑6 as a keystone cytokine in health and disease / Hunter C. A., Jones S. A. // Nature Immunology. – 2015. – Vol. 16. – P. 448–457.
44. Kastner L. Synergistic Effect of IL‑6 and IL‑4 in Driving Fate Revision of Natural Foxp3 + Regulatory T Cells / Kastner L., Dwyer D., Qin FX-F.J // Immunol. – 2010. – Vol. 185. – P. 5778–5786.
45. Interleukin‑6 production by contracting human skeletal muscle: Autocrine regulation by IL‑6 / Keller P., Keller C., Carey A. L. et al. // Biochem Biophys Res Commun. – 2003. – Vol. 310. – P. 550–554.
46. IL‑6 controls Th17 immunity in vivo by inhibiting the conversion of conventional T cells into Foxp3+ regulatory T cells / Korn T., Mitsdoerffer M., Croxford A. L. et al. // Proc Natl Acad Sci USA. – 2008. – Vol. 105. – P. 18460–18465.
47. Blockade of IL‑6 Trans Signaling Attenuates Pulmonary Fibrosis / Le T-T.T., Karmouty-Quintana H., Melicoff E. et al. // J Immunol. – 2014. – Vol. 193. – P. 3755–3768.
48. Predominant TH1 cytokine pattern in peripheral blood from subjects with chronic obstructive pulmonary disease / Majori M, Corradi M, Caminati A, et al. // J Allergy Clin Immunol. – 1999. – Vol. 103. – P. 458–462.
49. Role of systematic inflammation in the development of comorbidity in case of chronic obstructive pulmonary disease / Nikitin V., Vsiliev L. V., Tolstykh E. M. et al. // Tuberc Lung Dis. – 2017. – Vol. 95. – P. 61–66.
50. The effect of physical activity on mediators of inflammation / Nimmo M. A., Leggate M., Viana J. L., et al. // Diabetes, Obesity and Metabolism. – 2013. – Vol. 15. – P. 51–60.
51. Regulatory signal mechanisms of systemic inflammation in respiratory pathology / Novgorodtseva T. P., Gvozdenko T. A., Vitkina T. I., et al. // Russ Open Med J. – 2019. – Vol. 8. – P. 6–11.
52. The pathophysiologic roles of interleukin‑6 in human disease / Papanicolaou D. A., Wilder R. L., Manolagas S. C., et al. // Annals of Internal Medicine. American College of Physicians. – 1998. – P. 127–137.
53. Immunohistochemical detection of interleukin‑6 in human skeletal muscle fibers following exercise / Penkowa M., Keller C., Keller P., et al. // FASEB J. – 2003. – Vol. 17. – p. 2166–2168.
54. PRISMA [Electronic resource]. – Access mode: http://www.prisma-statement. org/ (date of application:17.03.2020).
55. Quintana F. J. Old dog, new tricks: IL‑6 cluster signaling promotes pathogenic TH 17 cell differentiation / Quintana F. J. // Nat Immunol. – 2017. – Vol. 18. – P. 8–10.
56. Increased tumour necrosis factor-α plasma levels during moderate-intensity exercise in COPD patients / Rabinovich R. A., Figueras M., Ardite E., et al. // Eur Respir J. – 2003. – Vol. 21. – P. 789–794.
57. Rincon M. Role of IL‑6 in asthma and other inflammatory pulmonary diseases / Rincon M., Irvin C. G. // International Journal of Biological Sciences. – 2012. – Vol. 8 – P. 1281–1290.
58. IL‑6 trans-signaling increases expression of airways disease genes in airway smooth muscle / Robinson M. B., Deshpande D. A., Chou J., et al. // Am J Physiol – Lung Cell Mol Physiol. – 2015 – Vol. 309. – P. L129–L138.
59. Rose-John S. Il‑6 trans-signaling via the soluble IL‑6 receptor: Importance for the proinflammatory activities of IL‑6 / Rose-John S. // International Journal of Biological Sciences. – 2012. – Vol. 8. – P. 1237–1247.
60. Biomarkers of DNA damage in COPD patients undergoing pulmonary rehabilitation: Integrating clinical parameters with genomic profiling / Russo P., Lamonaca P., Milic M., et al. // Mutat Res – Genet Toxicol Environ Mutagen. – 2019. – Vol. 843. – P. 111–117.
61. The pro- and anti-inflammatory properties of the cytokine interleukin‑6 / Scheller J., Chalaris A., Schmidt-Arras D., et al. // Biochimica et Biophysica Acta – Molecular Cell Research. – 2011. – Vol. 1813. – P. 878–888.
62. Multiple сirculating сytokines are сoelevated in сhronic obstructive pulmonary disease / Selvarajah S., Todd I., Tighe P. J., et al. // Mediators Inflamm. – 2016.
63. Severity of COPD and its relationship with IL‑10 / Silva B. S.A., Lira F. S., Ramos D., et al. // Cytokine. – 2018. – Vol. 106. – P. 95–100.
64. Sin D. D. Biomarkers in chronic obstructive pulmonary disease / Sin D. D., Vestbo J. Proceedings of the American Thoracic Society, 2009. – P. 543–545.
65. Correlation of severity of chronic obstructive pulmonary disease with potential biomarkers / Singh S., Verma S. K., Kumar S., et al. // Immunol Lett. – 2018. – Vol. 196 – P. 1–10.
66. Evaluation of Oxidative Stress and Antioxidant Status in Chronic Obstructive Pulmonary Disease / Singh S., Verma S. K., Kumar S., et al. // Scand J Immunol. – 2017. – Vol. 85. – P. 130–137.
67. Long-term endurance training increases serum cathepsin S and decreases IL‑6 and hsCRP levels / Sponder M., Campean I. A., Emich M., et al. // J Sports Sci. – 2017. – Vol. 35. – P. 2129–2134.
68. IL‑6 enhances plasma IL‑1ra, IL‑10, and cortisol in humans / Steensberg A., Fischer C. P., Keller C., et al. // Am J Physiol – Endocrinol Metab. – 2003.
69. Features of cytokine-mediated regulation of focal and systemic inflammation in COPD / Surkova E. A., Kuzubova N. A., Ses’ T P., et al. // Med Immunol. – 2014. – Vol. 12. – P. 349.
70. The influence of physiotherapy on the concentration of interleukin‑8 in patients suffering from chronic obstructive pulmonary disease / Szczegielniak J., Bogacz K., Łuniewski J., et al. // Pneumonol Alergol Pol. – 2011. – Vol. 79. – P. 184–188.
71. Tanaka T. Il‑6 in inflammation, immunity, and disease / Tanaka T., Narazaki M., Kishimoto T. // Cold Spring Harb Perspect Biol. – 2014.
72. Toll-Like Receptors Review // InvivoGen. – 2012.
73. Role of IL‑4, IL‑6, IL‑8, IL‑10 cytokines in the immunopathogenesis of chronic obstructive pulmonary disease / Trushina E. Y., Kostina E. M., Molotilov B. A., et al. // Med Immunol. – 2019. – Vol. 21. – P. 89–98.
74. Vitkina І. The changes in the profile of cytokines in progressing chronic obstructive pulmonary disease / Vitkina І., Denisenko Y., Davydova K. // Международный научно-исследовательский журнал. – 2016. – C. 6–8.
75. Imbalance of peripheral blood Th17 and Treg responses in patients with chronic obstructive pulmonary disease / Wang H., Ying H., Wang S., et al. // Clin Respir J. – 2015. – Vol. 9. – P. 330–341.
76. Wolf J. Interleukin‑6 and its receptors: a highly regulated and dynamic system / Wolf J., Rose-John S., Garbers C. // Cytokine. – 2014. – Vol. 70. – P. 11–20.
77. Woodruff P. G. Novel outcomes and end points: Biomarkers in chronic obstructive pulmonary disease clinical trials / Woodruff P. G. // Proceedings of the American Thoracic Society. American Thoracic Society. – 2011. – P. 350–355.
