Лептин в мокроте у больных бронхиальной астмой

УДК 616.23/24-092

Вестник СПбГУ. Сер. 11. 2014. Вып. 3

В. Н. Минеев, Т. М. Лалаева, Т. С. Васильева, А. А. Кузьмина ЛЕПТИН В МОКРОТЕ У БОЛЬНЫХ БРОНХИАЛЬНОЙ АСТМОЙ

Санкт-Петербургский государственный медицинский университет им. акад. И. П. Павлова, Российская Федерация, 197022, Санкт-Петербург, ул. Льва Толстого, 6-8

Цель исследования — сопоставление содержания лептина в мокроте и плазме при бронхиальной астме (БА). Обследовали 48 больных БА. Мокроту получали без индукции гипертоническим раствором, естественным путем. Содержание лептина в мокроте и плазме крови определяли с помощью иммуноферментного метода (ELISA). У больных БА в мокроте обнаружен лептин, причем наиболее существенное его содержание выявлено при аллергическом варианте заболевания. Относительное содержание лептина в мокроте по сравнению с таковым в плазме у одних и тех же больных было существенно выше у больных АБА с ИМТ < 25 кг/м2. Выявлена достоверная прямая корреляционная зависимость относительного содержания лептина в мокроте от показателей, характеризующих состояние бронхиальной проходимости. Высказано предположение о возможном механизме элиминации высокого плазменного уровня лептина при обострении БА с помощью его диффузии из плазмы в бронхи. Библиогр. 10 назв. Табл. 3.

Ключевые слова: лептин, мокрота, бронхиальная астма.

LEPTIN IN SPUTUM OF ASTHMA PATIENTS

V. N. Mineev, T. M. Lalaeva, T. S. Vasiljeva, A. A. Kuzmina

St. Petersburg State Medical University named after I. P. Pavlov, 6-8, ul. L'va Tolstogo, St. Petersburg, 197022, Russian Federation

The aim of the study is to compare the levels of sputum and plasma leptin in asthma. 48 patients with asthma were examined. Sputum was derived by natural course. Sputum and plasma leptin levels were measured by enzyme immunoassay (ELISA). Leptin was revealed in sputum of asthma patients. The most significant levels of leptin were revealed in allergic asthma. The percentage of sputum leptin in relation to its plasma levels of the same patients was significantly higher in allergic asthma patients with BMI < 25 kg/m2. The significant direct correlation between the percentage of sputum leptin in relation to its plasma levels and indicators characterizing the state of bronchial obstruction was revealed. The suggestion on a putative elimination mechanism of high plasma levels of leptin with its diffusion from plasma into the bronchi in exacerbations of asthma was put forward. Refs 10. Tables 3.

Keywords: leptin, sputum, bronchial asthma.

Проблема патогенетической/саногенетической роли адипокинов при бронхиальной астме (БА) появилась сравнительно недавно. Открыто к настоящему времени более чем 50 гормонов, продуцируемых жировой тканью, однако их значение при хронических бронхо-легочных заболеваниях, в том числе при БА, не до конца изучено и во многом не ясно [1].

Что касается лептина, то его роль в патогенезе БА до сих пор является предметом дискуссий, хотя большинство исследователей связывают повышение уровня лептина в плазме крови с теми или иными характеристиками патогенеза заболевания. Однако остается в стороне вопрос о роли лептина в регуляции клеток-мишеней в самом органе-мишени при БА (легких), хотя следует учитывать, что легкие обладают рецепторами к лептину (клетки гладкой мускулатуры и эпителия бронхов) [2] и сами могут синтезировать лептин [3].

При этом имеются данные, что содержание лептина в бронхах может не отражать содержание лептина в плазме [3]. Более того, было показано, что между плазменной концентрацией лептина и его концентрацией в мокроте больных хрониче-

ской обструктивной болезнью легких существует обратная корреляционная связь [3]. Аналогичные данные при БА отсутствуют.

Целью исследования было сопоставление уровней лептина в мокроте и плазме при БА. Подобное исследование в отечественной литературе проводится впервые.

Материалы и методы. Обследовали 11 практически здоровых лиц и 29 больных

БА.

Мокроту получали без индукции гипертоническим раствором, естественным путем [4]. Материал собирали в стерильный контейнер. Для предотвращения дальнейшего лизиса адипокинов к образцам мокроты добавляли ингибитор протеаз, 20 мкл/мл (DDP-IV Inhibitor, Linco, St Charles, Missoru, USA).

Гомогенизацию осуществляли добавлением 0,1% раствора дитиотреола (Sputol-ysin, Calbiochem, San Diego, California, USA). Далее образцы с материалом медленно встряхивали в шейкере в течение 30 мин на водяной бане при температуре 37°С. Гомогенизированную мокроту для осаждения клеток центрифугировали со скоростью 3000 оборотов/мин. Аликвоту собирали и помещали во флаконы, содержащие 10 мкл/мл диэтилентриаминпента-уксусной кислоты (DTPA). Образцы замораживали при температуре -70°С.

Уровни лептина в мокроте определяли иммуно ферментным методом (ELISA) с использованием набора реактивов (Diagnostic Biohem Canada Inc.).

Минимально детектируемое количество лептина составляло 0,5 нг/мл. Статистическую обработку материала выполняли с использованием стандартного пакета прикладного статистического анализа SPSS for Windows (Statistical Package for the Social Science, версия 13).

Критический уровень достоверности нулевой статистической гипотезы (об отсутствии различий и влияний) принимали равным 0,05.

Результаты и обсуждение. Результаты исследования содержания лептина в мокроте у больных БА представлены в таблице 1. Достоверных различий по полу и возрасту в обследованных группах не выявлено (данные не представлены).

Табпица 1. Содержание лептина в мокроте у больных БА

Обследованные группы Содержание лептина

в целом по группе лица с ИМТ < 25 кг/м2 лица с ИМТ > 25 кг/м2

I II

АБА (1) 1,084±0,008 n = 19 1,074±0,015 n = 5 1,087±0,010 n = 14

pi-ii > 0,05

НАБА (2) 1,011±0,022 n = 29 Р1-2 = 0,005 0,974±0,050 n = 7 1,022±0,025 n = 22

pi-ii > 0,05

Из таблицы 1 видно, что содержание лептина в мокроте у больных АБА существенно выше, чем у больных НАБА. Обратим внимание на то, что существенных различий по содержанию лептина в мокроте в зависимости от ИМТ не выявлено ни при АБА, ни при НАБА.

Чтобы сопоставить содержание лептина в мокроте и в плазме, нами был раз-

работан индекс

уровень лептина в мокроте

х 100, который отражает процентное со-

уровень лептина в плазме держание лептина в мокроте по отношению к таковому в плазме у одних и тех же

больных (табл. 2).

Таблица 2. Значения индекса

уровень лептина в мокроте уровень лептина в плазме

X100 у больных БА

Обследованные группы Содержание лептина

в целом по группе лица с ИМТ < 25 кг/м2 лица с ИМТ > 25 кг/м2

I II

АБА (1) 12,6±5,6 n = 19 38,7±17,4 n = 5 3,2±0,9 n = 14

pI-n = 0,002

НАБА (2) 4,3±1,7 n = 29 p1-2 > 0,05 9,9±7,07 n = 7 2,5±0,6 n = 22

pi-ii > 0,05

Как видно из таблиц 1 и 2, у больных АБА по сравнению с больными НАБА нами впервые выявлено не только высокое содержание лептина в мокроте, но и почти в 3 раза более высокое его относительное содержание по отношению к таковому в плазме крови. При этом еще более интересный факт заключается в том, что у боль-

ных АБА с ИМТ < 25 кг/м2 индекс

уровень лептина в мокроте

х 100 в 10 раз выше, чем

уровень лептина в плазме тот же индекс у больных АБА с ИМТ > 25 кг/м2.

При НАБА в целом сохраняются аналогичные соотношения индекса

уровень лептина в мокроте

-х 100 в зависимости от ИМТ, но значительно менее выра-

уровень лептина в плазме женные.

В связи с указанными выводами встает вопрос о том, чем обусловлено появление лептина в мокроте больных БА, наиболее выраженное при АБА. Известно, что при хронической обструктивной болезни легких (ХОБЛ) в индуцированной мокроте обнаружен лептин, причем выявлена обратная корреляционная связь между уровнями лептина в плазме и в индуцированной мокроте [5]. При БА в жидкости бронхоальвеолярного лаважа также выявлен лептин, однако его содержание в ла-важной жидкости коррелирует с таковым в плазме [6]. Авторы [6] предполагают, что появление лептина в мокроте обусловлено пассивной диффузией лептина из плазмы в бронхи.

Согласно нашим данным, относительное содержание лептина в мокроте, рас-

уровень лептина в мокроте считанное с помощью индекса -х 100, также с высокой до-

уровень лептина в плазме

стоверностью коррелирует с плазменным содержанием лептина, однако эти показатели находятся в обратной зависимости (для больных АБА коэффициент корреляции Кендала т = -0,977, p < 0,001; для больных НАБА — т = -0,882, p < 0,001). Подчеркнем, что в нашем исследовании больные БА обследовались в клинике в фазе обострения, в то время как в исследовании F. Holguin et al. [6] — в фазе ремиссии.

Если считать, что появление лептина в мокроте (в органе-мишени) связано с его пассивной диффузией, то вполне логично предположить, что это может быть механизмом элиминации высокого плазменного уровня лептина при БА при обострении заболевания. Данное предположение может быть высказано, учитывая известную функцию легких как выделительного органа, реализующего эту функцию, в частности при повышении проницаемости аэрогематического барьера. Нельзя в этой связи не упомянуть обнаруженную нами статистически достоверную корреляционную уровень лептина в мокроте

связь индекса -х 100 и уровня креатинина в плазме крови

уровень лептина в плазме

(т = 0,351, п = 18, p < 0,01), что хотя и достаточно косвенно, но все же может подтверждать наше предположение о механизме элиминации высокого уровня лепти-на при БА (своего рода «клиренс» лептина). Интересно, что в литературе имеются четкие указания на прямую корреляционную связь уровня лептина в плазме крови с клиренсом креатинина у больных ХПН, находящихся на перитонеальном диализе [7].

Отметим, что между органами выделения, как хорошо известно, существуют функциональные и регуляторные взаимосвязи.

Кстати, уместно подчеркнуть, что адипонектин (с большей молекулярной массой, чем лептин), обнаруживаемый также в жидкости бронхоальвеолярного лаважа, проникает в бронхи за счет активного транспорта с помощью Т-кадгерина [6].

Что касается лептина, обнаруживаемого в мокроте, то нельзя исключить возможность его секреции клетками, входящими в состав бронхов. Так, лептин, в частности, обнаруживается в эпителиальных клетках бронхов, пневмоцитах II типа, альвеолярных макрофагах [8]. При проведении корреляционного анализа нами не

выявлено статистически достоверных связей (данные не представлены) между зна-

уровень лептина в мокроте чением индекса-х 100 и клеточным составом мокроты при

уровень лептина в плазме цитологическом исследовании (реснитчатый, бокаловидный эпителий, макрофаги,

моноциты, лимфоциты, нейтрофилы, эозинофилы). Добавим также, что при БА выявлено снижение экспрессии лептина и его рецептора в эпителии бронхов по сравнению со здоровыми лицами [2].

В целом, судя по литературе, можно сделать вывод о том, что собственно легочные источники лептина имеют ограниченное физиологическое значение [9].

Роль адипокинов в бронхах при БА до конца не выяснена [3]. В легких отмечается большое представительство рецептора ОЬ^ к лептину, модулирующему, как известно, целый ряд процессов врожденного и приобретенного иммунитета [9]. Кроме этого, обсуждается участие сигнальной системы лептин/рецептор лептина в структурных изменениях бронхов (ремоделировании бронхов), связанных с эпителием бронхов [2].

Представляют интерес результаты проведенного нами корреляционного анали-

уровень лептина в мокроте за связей между значениями индекса-х 100 и показателями

уровень лептина в плазме

функции внешнего дыхания (табл. 3).

уровень лептина в мокроте

Как видно из таблицы 3, значения индекса-х 100 имеют

уровень лептина в плазме прямую корреляционную зависимость от показателей, характеризующих, прежде

всего, состояние бронхиальной проходимости. Трактовка подобных корреляцион-

ных связей может лежать в области предположения, высказанного нами выше об элиминационном, протективном механизме условного «клиренса» циркулирующего в плазме крови лептина.

уровень лептина в мокроте

Таблица 3. Корреляционные связи индекса-X100 и показателей

уровень лептина в плазме функции внешнего дыхания у больных БА

Показатели Коэффициент корреляции т

ЖЕЛ % должного до ингаляции бронхолитиком 0,264** n = 47

ЖЕЛ % должного после ингаляции бронхолитиком 0,295** n = 47

Raw после ингаляции бронхолитиком (см вод. CT.xc/л) -0,216* n = 43

Raw вд. до ингаляции бронхолитиком (см вод. CT.xc/л) -0,220* n = 44

Raw вд. после ингаляции бронхолитиком (см вод. CT.xc/л) -0,278** n = 44

Raw выд. после ингаляции бронхолитиком (см вод. CT.xc/л) 0,235* n = 44

ФЖЕЛ % должного до ингаляции бронхолитиком 0,252* n = 47

ФЖЕЛ % должного после ингаляции бронхолитиком 0,267** n = 47

ОФВ1 % должного после ингаляции бронхолитиком 0,223* n = 47

ОЕЛ % должного до ингаляции бронхолитиком 0,349** n = 44

ОЕЛ % должного после ингаляции бронхолитиком 0,396** n = 44

ООЛ % должного до ингаляции бронхолитиком 0,206* n = 44

ООЛ % должного после ингаляции бронхолитиком 0,254* n = 44

Примечание: в таблице приведены только показатели, имеющие достоверные значения; * — достоверные значения коэффициента корреляции Кендала т ^ < 0,05), ** — p < 0,01.

Еще один существенный и интересный факт был выявлен нами при исследовании корреляционной связи содержания лептина в мокроте с уровнем в мокроте тех же больных растворимого рецептора к лептину.

Так, при БА, в целом, коэффициент корреляции Кендала т = -0,239*, п = 46, p < 0,01. При АБА этот коэффициент т = 0,019, п = 19, p > 0,05; при НАБА — т = -0,323, п = 27, p < 0,01. Таким образом, обнаруженное нами при АБА отсутствие корреляционной связи гормона и его рецептора в органе-мишени вполне понятно, учитывая ранее обнаруженный нами факт нарушения реципрокного взаимодействия между гормоном лептином и его растворимым рецептором в системной циркуляции [10].

В заключение отметим, что нами у больных БА в мокроте обнаружен лептин, причем наиболее существенное его содержание выявлено при аллергическом варианте заболевания. Относительное содержание лептина в мокроте по сравнению с таковым в плазме у одних и тех же больных было существенно выше у больных АБА с ИМТ < 25 кг/м2.

Важным фактом является выявление прямой корреляционной зависимости индекса, который отражает относительное содержание лептина в органе-мишени (в мокроте) по сравнению с его системным уровнем (в плазме), от показателей внешнего дыхания, характеризующих, прежде всего, состояние бронхиальной проходимости.

Высказано предположение о возможном механизме элиминации высокого плазменного уровня лептина при обострении БА с помощью его диффузии из плазмы в бронхи.

Литература

1. Минеев В. Н., Лалаева Т. М., Кузьмина А. А. Возможная роль апелинергической сигнализации в развитии патологии бронхолегочной системы // Пульмонология. 2013. № 2. С. 101-104.

2. Bruno A., Pace E., Chanez P. et al. Leptin and leptin receptor expression in asthma // J. Allergy Clin. Immunol. 2009. Vol. 124. Р. 230-237.

3. Sood A. Obesity, adipokines, and lung disease // J. Appl. Physiol. 2010. Vol. 108. Р. 744-753.

4. Sutherland T. J. T., Cowan J. O., Young S. The Association between Obesity and Asthma. Interactions between Systemic and Airway Inflammation // Amer. J. Respir. Critic. Care Med. 2008. Vol. 178. P. 469-475.

5. Malli F., Papaioannou A. I., Daniil K. I. Z. The role of leptin in the respiratory system: an overview // Respiratory Research. 2010. Vol. 11. Р. 152.

6. Holguin F., Rojas M., Brown L., Fitzpatrick A. M. Airway and plasma leptin and adiponectin in lean and obese asthmatics and controls // J. Asthma. 2011. April. Vol. 48 (3). Р. 217-223.

7. Seirafian S., Momeni A., Taheri S. et al. Serum leptin level has a positive correlation with BMI and creatinine clearance in CAPD patients // Bratislava Medical Journal. 2012. Vol. 113, N 8. P. 486-489.

8. Vernooy J. H. J., Drummen N. E. A., van Suylen R. J. et al. Enhanced pulmonary leptin expression in patients with severe COPD and asymptomatic smokers // Thorax. 2009. Vol. 64. Р. 26-32.

9. Sood A., Shore S. A. Adiponectin, leptin, and resistin in asthma: basic mechanisms through population studies // J. Allergy. 2013. Vol. 2013, Article ID 785835. P. 1-15.

10. Минеев В. Н., Лалаева Т. М., Васильева Т. С. Особенности лептиновой сигнализации при бронхиальной астме // Вестн. С.-Петерб. ун-та. Сер. 11. 2013. Вып. 1. С. 34-44.

Статья поступила в редакцию 20 июня 2014 г.

Контактная информация

Минеев Валерий Николаевич — доктор медицинских наук, профессор; vnmineev@mail.ru Лалаева Татьяна Михайловна — кандидат медицинских наук, докторант; t.Lalaеva@yandex.ru Васильева Татьяна Сергеевна — аспирант Кузьмина Анна Александровна — аспирант

Mineev Valeriy N. — Doctor of Medicine, Professor; vnmineev@mail.ru

Lalaeva Tatyana M. — Candidate of Medicine, post graduate student; t.Lalaeva@yandex.ru

Vasiljeva Tatyana S. — post graduate student

Kuzmina Anna A. — post graduate student