mimmunМедицинская иммунологияMedical Immunology (Russia)1563-06252313-741XSPb RAACI10.15789/1563-0625-ECO-2120mimmun-2120Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИORIGINAL ARTICLESЭнзиматическая характеристика лимфоцитов крови при различных клинико-патогенетических вариантах респираторной аллергии»Enzymatic characterization of blood lymphocytes in various clinical and pathogenetic variants of respiratory allergyЛазареваА. М.LazarevaA. M.

Лазарева Анна Михайловна – младший научный сотрудник лаборатории клинической патофизиологии

660022, г. Красноярск, ул. Партизана Железняка, 3г

Lazareva Anna M., Junior Research Associate, Laboratory of Clinical Pathophysiology

660022, Krasnoyarsk, Partizan Zheleznyak str., 3g

nuraaa@rambler.ruКоленчуковаО. А.KolenchukovaO. A.

д.б.н., ведущий научный сотрудник лаборатории молекулярно-клеточной физиологии и патологии

660022, г. Красноярск, ул. Партизана Железняка, 3г

PhD, MD (Biology), Leading Research Associate, Laboratory of Molecular Cell Physiology and Pathology

660022, Krasnoyarsk, Partizan Zheleznyak str., 3g

kalina-chyikova@mail.ruСмирноваС. В.SmirnovaS. V.

д.м.н., профессор, руководитель научного направления

660022, г. Красноярск, ул. Партизана Железняка, 3г

PhD, MD (Medicine), Professor, Head of the Scientific Direction

660022, Krasnoyarsk, Partizan Zheleznyak str., 3g

svetvita@mail.ruНаучно-исследовательский институт медицинских проблем Севера – обособленное подразделение ФГБНУ «Федеральный исследовательский центр “Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук”»РоссияResearch Institute of Medical Problems of the North, Krasnoyarsk Science Center, Siberian Branch, Russian Academy of SciencesRussian Federation202126022021231107116Copyright © Лазарева А.М., Коленчукова О.А., Смирнова С.В., 20212021Лазарева А.М., Коленчукова О.А., Смирнова С.В.Lazareva A.M., Kolenchukova O.A., Smirnova S.V.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.mimmun.ru/mimmun/article/view/2120

Аллергия – значимая социально-экономическая проблема современности. Основой для развития аллергических заболеваний являются изменения иммунитета, структурно-функциональной единицей, которого является лимфоцит. Особенности иммунитета зависят не только от популяционного и субпопуляционного состава клеток иммунной системы, но и от интенсивности и специфики их внутриклеточного метаболизма. Интерес к исследованию внутриклеточного метаболизма лимфоцитов обусловлен масштабными энергетическими и пластические процессами, направленными на поддержание иммунного гомеостаза. Цель настоящего исследования: оценить состояние внутриклеточного метаболизма лимфоцитов периферической крови больных респираторной аллергией при различном генезе и уровне поражения дыхательных путей. В исследовании приняли участие больные с различными клинико-патогенетическими вариантами респираторной аллергии (n = 152) в возрасте от 21 до 63 лет и практически здоровые доноры крови (n = 209), сопоставимые по полу и возрасту. В структуре патологии выделены: респираторная атопия (атопический риносинусит и атопическая бронхиальная астма) и респираторная псевдоатопия (полипозный риносинусит и астматическая триада. Диагностика аллергических заболеваний верхних отделов респираторного тракта осуществлялась при комплексном сотрудничестве аллерголога-иммунолога и оториноларинголога. Верификация бронхиальной астмы осуществлялась на основании критериев GINA (2014). Использованы стандартные общеклинические методы и специфическая аллергологическая диагностика: аллергологический анамнез, кожное prick-тестирование с неинфекционными аллергенами, определение уровней общего и специфических иммуноглобулинов E методом иммуноферментного анализа. Показатели внутриклеточного метаболизма лимфоцитов периферической крови определяли биолюминесцентным методом с бактериальной люциферазой. Измеряли активность НАД(Ф)- и НА(Ф)Н-энзимов. Активность дегидрогеназ в лимфоцитах крови выражали в ферментативных единицах (1 Е = 1 мкмоль/мин) на 104 клеток. Установлены изменения активности внутриклеточных ферментов в лимфоцитах периферической крови в зависимости от генеза аллергического воспаления и уровня поражения респираторного тракта. При респираторной атопии (атопический риносинусит и атопическая бронхиальная астма), независимо от уровня аллергического воспаления респираторного тракта, активность внутриклеточных ферментов лимфоцитов свидетельствует об усилении пластических процессов, которые наиболее выражены при атопической бронхиальной астме. При респираторной псевдоатопии (полипозный риносинусит и астматическая триада) метаболические изменения лимфоцитов свидетельствуют в пользу активизации как пластических, так и энергетических процессов, интенсивность которых снижается при астматической триаде. Независимо от генеза аллергического воспаления респираторного тракта определена низкая активность ферментов НАДФ-зависимой глутаматдегидрогеназы и НАДН-зависимой лактатдегидрогеназы при аллергическом воспалении верхних отделов респираторного тракта (атопический риносинусит и полипозный риносинусит), активность которой статистически значимо выше при бронхиальной астме (атопическая бронхиальная астма и астматическая триада).

Allergy is a sufficient social and economic issue of modern times. Altered immunity in allergic disorders is based, mainly, on the lymphocyte disturbances.

Immune characteristics depend both on populations and subpopulational profile of immune cells, and on intrinsic intensity and specific features of theirintracellular metabolism. Interest to studies of intracellular metabolism of lymphocytes id determined by high-scale energetic and plastic processes aimed for support of immune homeostasis. The aim of this study was to evaluate the state of intracellular metabolism in peripheral blood lymphocytes from the patients with respiratory allergies of different genesis and respiratory affection.

The study included patients with various clinical variants of respiratory allergy (n = 152) at the age of 21 to 63 years old, and virtually healthy blood donors (n = 209), comparable for age and sex. Within these cohorts, we have separately analyzed, e.g., respiratory atopy (atopic rhinosinusitis and atopic bronchial asthma), as well as respiratory pseudoatopy (polypous rhinosinusitis and asthmatic triad). Allergic disorders of upper respiratory ways were diagnosed in a complex clinical examination by allergologist/immunologist and otorhinolaryngologists. Bronchial asthma verification was based on current GINA criteria (2014). We used m standard common clinical methods and specific allergological diagnostics, e.g., allergological anamnesis, skin prick tests, with different non-infectious allergens, measurement of total and specific IgE’s with ELISA method. The parameters of intracellular metabolism of peripheral blood lymphocytes were determined with bioluminescent technique with bacterial luciferase. Actifity of NAD(P) and NAD(P)H enzymes was measured.Dehydrogenase activities in lymphocytes were expressed as enzyme un its (EU, 1 unit = 1 mcmol/min) per 104 cells.

Certain changes of intracellular activities in peripheral lymphocytes are revealed, dependent on genesis and origin of allergic inflammation, and affection level of respiratory ways. In respiratory atopy (atopic rhinosinusitis and atopic bronchial asthma), irrelevant on the level of respiratory affection, the activities of intracellular enzymes suggest increased plastic processes that are maximally pronounced in atopic bronchial asthma. In respiratory pseudoatopy (polypous rhinosinusitis and asthmatic triad) the metabolic changes of lymphocytes presume activation of both plastic and energetic processes, with decreased intensity in asthmatic triad condition. Independent on genesis of respiratory allergic inflammation, we have determined low activity of NAD(P)-dependent glutamate dehydrogenase, and NAD(H)-dependent lactate dehydrogenase in allergic inflammation of upper respiratory ways (atopic rhinosinusitis and polypous). Its activity is statistically higher in bronchial asthma (atopic bronchial asthma and asthmatic triad.

атопический риносинуситполипозный риносинуситатопическая бронхиальная астмаастматическая триадалимфоцитывнутриклеточный метаболизмatopic rhinosinusitispolypous rhinosinusitisatopic bronchial asthmaasthmatic triadlymphocytesintracellular metabolismReferencesАстафьева Н.Г., Кобзев Д.Ю., Гамова И.В. Многоликий ринит: современный взгляд на диагностику и алгоритм лечения // Лечащий врач, 2018. № 4. C. 7-18.Astafieva N.G., Kobzev D.Yu., Gamova I.V. The many faces of rhinitis: a modern look at the diagnosis and treatment algorithm. Lechashchiy vrach = Attending Physician, 2018, no. 4, pp. 7-18. (In Russ.)Башарина О.В., Артюхов В.Г., Коробкина И.А. Исследование активности митохондриальных ферментов лимфоцитов здоровых доноров и больных острым панкреатитом в условиях УФ-облучения // Вестник Воронежского государственного университета. Серия: Химия. Биология. Фармация, 2018. № 2. С. 75-80.Basharina O.V., Artyukhov V.G., Korobkina I.A. A study of the activity of mitochondrial lymphocyte enzymes in healthy donors and patients with acute pancreatitis under UV irradiation. Vestnik Voronezhskogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya: Khimiya. Biologiya. Farmatsiya = Bulletin of the Voronezh State University. Series: Chemistry. Biology. Pharmacy, 2018, no. 2, pp. 75-80. (In Russ.)Березов Т.Т., Коровкин Б.Ф. Биологическая химия. М.: Медицина, 1998. 704 с.Berezov T.T., Korovkin B.F. Biological chemistry. Moscow: Medicine, 1998. 704 p.Булыгин В.Г., Тихонова Е.П., Аксенова Н.А. Параметры метаболизма лимфоцитов крови у больных хроническим вирусным гепатитом B // Сибирское медицинское обозрение, 2010. Т. 2, № 62. С. 33-36.Bulygin V.G., Tikhonova E.P., Aksenova N.A. Parameters of metabolism of blood lymphocytes in patients with chronic viral hepatitis B. Sibirskoe meditsinskoe obozrenie = Siberian Medical Review, 2010, Vol. 2, no. 62, pp. 33-36. (In Russ.)Инжеваткин Е.В., Савченко А.А. Неспецифическая метаболическая реакция клеток на экстремальные условия // Известия Российской академии наук. Серия биологическая, 2016. № 1. С. 6.Inzhevatkin E.V., Savchenko A.A. Nonspecific metabolic response of cells to extreme conditions. Izvestiya Rossiyskoy akademii nauk. Seriya biologicheskaya = Bulletin of the Russian Academy of Sciences. Biological Series, 2016, no. 1, p. 6. (In Russ.)Козаченко Ю.В. Развитие исследований бронхиальной астмы в России // Естественные и технические науки, 2015. Т. 6, № 84. С. 143-151.Kozachenko Yu.V. The development of bronchial asthma research in Russia. Estestvennye i tekhnicheskie nauki = Natural and Technical Sciences, 2015, Vol. 6, no. 84, pp. 143-151. (In Russ.)Куртасова Л.М., Шакина Н.А., Лубнина Т.В., Николаева А.И. Иммунологические показатели и энзиматическая активность лимфоцитов периферической крови у детей с гипертрофией глоточной миндалины // Вестник оториноларингологии, 2017. Т. 82, № 2. С. 42-45.Kurtasova L.M., Shakina N.A., Lubnina T.V., Nikolaeva A.I. Immunological parameters and enzymatic activity of peripheral blood lymphocytes in children with pharyngeal tonsil hypertrophy. Vestnik otorinolaringologii = Bulletin of Otorhinolaryngology, 2017, Vol. 82, no. 2, pp. 42-45. (In Russ.)Куртасова Л.М., Шакина Н.А. Особенности иммунного ответа и метаболические изменения лимфоцитов периферической крови у детей раннего возраста с рецидивирующим обструктивным бронхитом // Медицинская иммунология, 2017. Т. 19, № 5. С. 597-604. doi: 10.15789/1563-0625-2017-5-597-604Kurtasova L.M., Shakina N.A., Lubnina T.V., Nikolaeva A.I. Immunological parameters and enzymatic activity of peripheral blood lymphocytes in children with pharyngeal tonsil hypertrophy. Meditsinskaya immunologiya = Medical Immunology (Russia), 2017, Vol. 19, no. 5, pp. 597-604. (In Russ.) doi: 10.15789/1563-0625-2017-5-597-604Маркова Т.П., Ким М.Н., Чувиров Д.Г., Чувирова А.Г., Ярилина Л.Г. Особенности патогенеза и врожденного иммунитета при бронхиальной астме // Педиатрия. Журнал им. Г.Н. Сперанского, 2016. Т. 95, № 4. С. 110-115.Markova T.P., Kim M.N., Chuvirov D.G., Chuvirova A.G., Yarilina L.G. Features of pathogenesis and innate immunity in bronchial asthma. Pediatriya. Zhurnal im. G.N. Speranskogo = Pediatrics. Journal Pediatrics. G. Speransky Journal, 2016, Vol. 95, no. 4, pp. 110-115. (In Russ.)Павлуш Д.Г., Дюйзен И.В. Анализ современных представлений об этиопатогенезе полипозного риносинусита // Российская оториноларингология, 2016. Т. 85, № 6. С. 95-102.Pavlush D.G., Dyuyzen I.V. Analysis of modern ideas about the etiopathogenesis of polyposis rhinosinusitis. Rossiyskaya otorinolaringologiya = Russian Otorhinolaryngology, 2016, Vol. 85, no. 6, pp. 95-102. (In Russ.)Савченко А.А. Биолюминесцентное определение активности НАД- и НАДФ-зависимых глутаматдегидрогеназ лимфоцитов // Лабораторное дело, 1991. № 11. С. 22-25.Savchenko A.A. Bioluminescent determination of the activity of NAD- and NADP-dependent glutamate dehydrogenases of lymphocytes. Laboratornoe delo = Laboratory Diagnostic, 1991, no. 11, pp. 22-25. (In Russ.)Савченко А.А., Смирнова С.В., Пыцкий В.И. Метаболические особенности лимфоцитов крови у больных истинной аллергией и псевдоаллергией // Аллергология и иммунология, 2002. Т. 3, № 1. С. 180-187.Savchenko A.A., Smirnova S.V., Pytskiy V.I. Metabolic features of blood lymphocytes in patients with true allergy and pseudo-allergy. Allergologiya i immunologiya = Allergology and Immunology, 2002, Vol. 3, no. 1, pp. 180-187. (In Russ.)Патогенез истиной аллергии и псевдоаллергии: учебно-методическое пособие / Сост. Смирнова С.В., Пыцкий В.И. Красноярск: Диалог-Сибирь-НТ, 2002. 21 с.The pathogenesis of true allergies and pseudo-allergies: Study guide / Comp. Smirnova S.V., Pytskiy V.I. Krasnoyarsk: Dialogue-Siberia-NT, 2002. 21 p.Сергеева И.В., Камзалакова Н.И., Тихонова Е.П. Bзаимосвязь структурно-метаболических параметров лимфоцитов и их функциональное состояние // Фундаментальные исследования, 2015. Т. 1, № 4. С. 821-824.Sergeeva I.V., Kamzalakova N.I., Tikhonova E.P. Interrelation of structural and metabolic parameters of lymphocytes and their functional state. Fundamentalnye issledovaniya = Fundamental Research, 2015, Vol. 1, no. 4, pp. 821-824. (In Russ.)Хундерякова Н.В., Захарченко М.В., Ячкула Т.В. Определение соотношения аэробного гликолиза и дыхания в лимфоцитах крови человека как персонализированного неповреждающего показателя тяжести патологии и уровня здоровья // Здоровье и образование в XXI веке, 2017. Т. 19, № 12. С. 298-300.Khunderyakova N.V., Zakharchenko M.V., Yachkula T.V. Determination of the ratio of aerobic glycolysis and respiration in human blood lymphocytes as a personalized non-damaging indicator of the severity of pathology and health level. Zdorovye i obrazovanie v XXI veke = Health and Education in the 21st Century, 2017, Vol. 19, no. 12, pp. 298-300. (In Russ.)Чаусова С.В., Бондарева Г.П., Усанова Е.А. Изменение функциональной активности полиморфноядерных лейкоцитов периферической крови у больных с астматической триадой // Медицина критических состояний, 2014. № 2. С. 30-35.Chausova S.V., Bondareva G.P., Usanova E.A. Changes in the functional activity of polymorphic nuclear peripheral blood leukocytes in patients with an asthmatic triad. Meditsina kriticheskikh sostoyaniy = Medicine of Critical Conditions, 2014, no. 2, pp. 30-35. (In Russ.)Шагарова С.Г., Смирнова С.В., Зенкина Л.В. Особенности иммунореактивности и метаболизма лимфоцитов крови в зависимости от патогенеза бронхиальной астмы // Бюллетень Восточно-Сибирского научного центра Сибирского отделения Российской академии медицинских наук, 2012. Т. 3, №.2 (85). С. 217-221.Shagarova S.G., Smirnova S.V., Zenkina L.V. Features of immunoreactivity and metabolism of blood lymphocytes depending on the pathogenesis of bronchial asthma. Byulleten Vostochno-Sibirskogo nauchnogo centra Sibirskogo otdeleniya Rossiyskoy akademii medicinskih nauk = Bulletin of the East Siberian Scientific Center of the Siberian Branch of the Russian Academy of Medical Sciences, 2012, Vol. 3, no. 2 (85), pp. 217-221. (In Russ.)Bachert C., Zhang L., Gevaert P. Current and future treatment options for adult chronic rhinosinusitis: Focus on nasal polyposis. J. Allergy Clin. Immunol., 2015, Vol. 6, pp. 1431-1440.Bachert C., Zhang L., Gevaert P. Current and future treatment options for adult chronic rhinosinusitis: Focus on nasal polyposis. J. Allergy Clin. Immunol., 2015, Vol. 6, pp. 1431-1440.Ban G.Y., Cho K., Kim S.H. Metabolomic analysis identifies potential diagnostic biomarkers for aspirin-exacerbated respiratory disease. Clin. Exp. Allergy, 2017. Vol. 47, no. 1, pp. 37-47.Ban G.Y., Cho K., Kim S.H. Metabolomic analysis identifies potential diagnostic biomarkers for aspirin-exacerbated respiratory disease. Clin. Exp. Allergy, 2017. Vol. 47, no. 1, pp. 37-47.Brozek J.L., Bousquet J., Baena-Cagnani C.E. Allergic rhinitis and its impact on asthma (ARIA) guidelines: 2017 revision. J. Allergy Clin. Immunol., 2017, Vol. 140, no. 4, pp. 950-958.Brozek J.L., Bousquet J., Baena-Cagnani C.E. Allergic rhinitis and its impact on asthma (ARIA) guidelines: 2017 revision. J. Allergy Clin. Immunol., 2017, Vol. 140, no. 4, pp. 950-958.Kolenchukova O.A., Smirnova S.V., Savchenko A.A. Functional activity of neutrophilic granulocytes in polypous rhinosinusitis patients in Eastern Siberia. Int. J. Circumpolar Health, 2013, Vol. 72, Suppl. 1, pp. 731-733.Kolenchukova O.A., Smirnova S.V., Savchenko A.A. Functional activity of neutrophilic granulocytes in polypous rhinosinusitis patients in Eastern Siberia. Int. J. Circumpolar Health, 2013, Vol. 72, Suppl. 1, pp. 731-733.Li M., Li C., Allen A., Stanley C.A., Smith T.J. The structure and allosteric regulation of mammalian glutamate dehydrogenase. Arch. Biochem. Biophys., 2012, Vol. 519, no. 2, pp. 69-80.Li M., Li C., Allen A., Stanley C.A., Smith T.J. The structure and allosteric regulation of mammalian glutamate dehydrogenase. Arch. Biochem. Biophys., 2012, Vol. 519, no. 2, pp. 69-80.Norris M.G., Malys N. What is the true enzyme kinetics in the biological system? An investigation of macromolecular crowding effect upon enzyme kinetics of glucose-6-phosphate dehydrogenase. Biochem. Biophys. Res. Commun., 2011, Vol. 405, no. 3, pp. 388-392.Norris M.G., Malys N. What is the true enzyme kinetics in the biological system? An investigation of macromolecular crowding effect upon enzyme kinetics of glucose-6-phosphate dehydrogenase. Biochem. Biophys. Res. Commun., 2011, Vol. 405, no. 3, pp. 388-392.Smirnova S.V., Kolenchukova O.A. Peculiarities of immune, cytokine and metabolic status in allergic rhinosinusitis in Eastern Siberia inhabitants. Int. J. Circumpolar Health, 2013, Vol. 72, Suppl. 1, pp. 738-741.Smirnova S.V., Kolenchukova O.A. Peculiarities of immune, cytokine and metabolic status in allergic rhinosinusitis in Eastern Siberia inhabitants. Int. J. Circumpolar Health, 2013, Vol. 72, Suppl. 1, pp. 738-741.Spanaki C., Plaitakis A. The role of glutamate dehydrogenase in mammalian ammonia metabolism. Neurotox. Res., 2012, Vol. 21, no. 1, pp. 117-127.Spanaki C., Plaitakis A. The role of glutamate dehydrogenase in mammalian ammonia metabolism. Neurotox. Res., 2012, Vol. 21, no. 1, pp. 117-127.Stanton R.C. Glucose-6-phosphate dehydrogenase, NADPH, and cell survival. IUBMB Life, 2012, Vol. 64, no. 5, pp. 362-369.Stanton R.C. Glucose-6-phosphate dehydrogenase, NADPH, and cell survival. IUBMB Life, 2012, Vol. 64, no. 5, pp. 362-369.Sukhan V.S. Allergic rhinitis and asthma co-morbidity. Wiad. Lek., 2019, Vol. 72, no. 4, pp. 622-626.Sukhan V.S. Allergic rhinitis and asthma co-morbidity. Wiad. Lek., 2019, Vol. 72, no. 4, pp. 622-626.Wang B., Wang P., Zhend E., Chen X., Zhao H., Song P., Su R., Li X., Zhu G. Biochemical properties and physiological roles of NADP – dependent malic enzyme in Escherichia coli. J. Microbiol., 2012, Vol. 49, no. 5, pp. 797-802.Wang B., Wang P., Zhend E., Chen X., Zhao H., Song P., Su R., Li X., Zhu G. Biochemical properties and physiological roles of NADP – dependent malic enzyme in Escherichia coli. J. Microbiol., 2012, Vol. 49, no. 5, pp. 797-802.

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