Evaluation of changes in the characteristics of beta2-adrenergic receptors in healthy volunteers under the influence of cholinergics using a modified radioligand analysis technique
- Authors: Eremenko A.V.1,2, Smolyakova E.V.1,2, Skoblov Y.S.3, Rvacheva A.V.1,2, Zykov K.A.1,2
-
Affiliations:
- Pulmonology Scientific Research Institute
- Russian University of Medcine
- Shemyakin–Ovchinnikov Institute of Bioorganic Chemistry of the Russian Academy of Sciences
- Issue: Vol 80, No 1 (2025)
- Pages: 49-57
- Section: PHARMACOLOGY: CURRENT ISSUES
- Published: 17.05.2025
- URL: https://vestnikramn.spr-journal.ru/jour/article/view/18006
- DOI: https://doi.org/10.15690/vramn18006
- ID: 18006
Cite item
Full Text
Abstract
Background. Reseaching of the properties of β-adrenergic receptors (β-AR) is an urgent area in both fundamental and applied medicine. One of the most exact ways to determine the characteristics of β-AR is the radioligand method using [125I]cyanopindolol. This method сan determine the binding activity of β-AR on human blood cells. It is especially important to study the receptor link under the influence of various external factors and drugs. Aims — to evaluate the binding activity of β2-AR on T-lymphocytes of peripheral blood cells using radioligand analysis in healthy volunteers and in professional athletes under the influence of cholinergics. Methods. Healthy volunteers and athletes were given methacholine inhalation. Blood sampling was carried out initially on a clean background and after the methacholine test. To level out the differences in the conditions of formulation and to bring the results to the same coordinate system, the evaluation of the characteristics of β-AR in the framework of the study was carried out according to the specific binding index (ISS) — value reflecting the proportion of specific binding of receptors from the total specific. Results. During the study, when dividing volunteers into smokers and non-smokers, a tendency to decrease binding activity was noted. As a result of the study, in the general group of volunteers was registerd a significant decrease in the binding activity of beta2 receptors under the influence of methacholine. In the group of athletes, no significant changes were kept. Conclusions. The reason for these results may be both intense training, which changes the number of receptors, and the presence or absence of eosinophilic inflammation. The smoking factor does not play a significant role.
Full Text
Обоснование
Антагонисты мускариновых рецепторов и агонисты β-адренорецепторов (β-АР) используются при лечении бронхообструктивных заболеваний легких, таких как бронхиальная астма и хроническая обструктивная болезнь легких. Мускариновые рецепторы и β-АР являются физиологическими антагонистами при регулировании тонуса гладкой мускулатуры дыхательных путей [1]. Стимулирование М-рецепторов приводит к выработке ацетилхолина, что ведет к бронхоспазму, тогда как активация бета2-адренорецепторов вызывает бронходилатацию [2]. При этом известно, что М2-холинергические рецепторы могут ограничивать бронходилатацию, вызванную β-АР. Более того, в дыхательных путях мускариновые рецепторы и β-АР экспрессируются в разных местах, что указывает на то, что только комбинированная модуляция обеих систем может вызвать дилатацию по всему бронхиальному дереву [3].
В ходе многочисленных экспериментов было продемонстрировано, что длительное лечение одним классом препаратов может регулировать экспрессию не только рецептора-мишени, но и рецептора из другого семейства [4, 5]. Поэтому важно изучение факторов, влияющих на изменение мускариновых рецепторов, это даст дополнительную информацию как о самих холинергических рецепторах, так и о бета-рецепторах. Для лучшего понимания механизмов рецепторных взаимодействий необходимо также учитывать расположение рецепторов. Существуют три типа бета-рецепторов и пять типов М-холинорецепторов, характеристики которых представлены в табл. 1.
Таблица 1. Расположение бета-рецепторов и М-холинорецепторов и примеры специфических лигандов
Рецептор | Преимущественное расположение | Пример специфического лиганда |
Бета1-рецептор | Сердце, почки | Адреналин, бисопролол, лабеталол, CGP 20712A, адреналин |
Бета2-рецептор | Бронхиолы | Салметерол, формотерол, сальбутамол, адреналин, ICI 118551, вилантерол, фенотерол, индакатерол |
М1-холинорецептор | Центральная нервная система, вегетативные ганглии | Тиотропия бромид, карбахол |
М2-холинорецептор | Сердце, легкие | Карбахол, метахолин |
М3-холинорецептор | Крупные бронхи, гладкая мускулатура | Карбахол, тиотропия бромид, ипратропия бромид, гликопироний, умеклидиний |
На функциональное состояние рецепторов влияет большое количество факторов. Так, изменение плотности и сродства бета-рецепторов происходит при таких заболеваниях дыхательной системы, как пневмония, рак [6]. Курение снижает экспрессию бета2-адренергических рецепторов [8]. При субмаксимальной физической нагрузке также происходит кратковременное увеличение количества рецепторов [7].
В ходе многочисленных исследований было продемонстрировано, что М2-холинорецепторы могут меняться под воздействием эозинофилов, что лежит в основе бронхиальной гиперреактивности. Помимо эозинофилов на М2-рецепторы воздействуют и респираторные вирусы [9]. В ходе исследования было продемонстрировано, что вирусы гриппа и парагриппа способны вызывать дисфункцию М2-холинорецептора, увеличивая высвобождение ацетилхолина и способствуя вагусно-опосредованной бронхоконстрикции. Вирусы могут действовать на рецептор как напрямую, так и опосредованно, вызывая воспаление [10].
Прямое воздействие вирусов заключается в дегликазировании рецептора. Вирусы гриппа и парагриппа вырабатывают большое количество нейраминидазы. При воздействии данного фермента на М2-рецептор происходит отщепление сиаловой кислоты от рецептора, что ведет к снижению сродства мускаринового рецептора к агонисту. Важно отметить, что подобный эффект отсутствует при действии на другие типы холинергических рецепторов [11].
Непрямое воздействие вирусов осуществляется посредством нескольких механизмов. Вирусы снижают активность нейтральной эндопетидазы дыхательных путей. Эндопептитадаза — фермент, который подавляет действие тахикининов (веществ, которые обладают широким спектром биологической активности, в частности оказывают сосудорасширяющее действие, влияют на артериальное давление, изменяют капиллярную проницаемость). Таким образом, под воздействием вируса повышается сосудистая проницаемость и происходит расширение сосудов [12].
Другим механизмом является воздействие IFN-g (который вырабатывается лимфоцитами в ответ на вирусные инфекции). Под действием IFN-g М2-рецептор больше не может блокировать выработку ацетилхолина. Утрата функции рецептора сопровождается 10-кратным и более снижением экспрессии гена М2-холинорецептора. Обработка рецептора дексаметазоном восстанавливает экспрессию гена и функции М2-рецептора [13].
Воспалительные цитокины, которые вырабатываются под воздействием вирусов, также воздействуют на М2-рецептор. Было продемонстрировано, что при определенных условиях вирусы гриппа и парагриппа способны вызывать различные виды воспаления, в том числе и эозинофильное [14]. Вирусы гриппа и парагриппа стимулируют синтез IL-5 двумя видами лимфоцитов — CD8 и СD4. Эозинофилы действуют на М2-рецептор, увеличивая выработку ацетилхолина, что приводит к развитию бронхиальной гиперреактивности [15]. М3-холинорецепторы также меняются под влиянием различных факторов.
Существует достаточно большое количество исследований, которые демонстрируют изменения холинергической системы под влиянием регулярных тренировок. В ходе исследований было продемонстрировано, что в сердечной мышце пловцов обоих полов было обнаружено меньшее количество мускариновых холинергических и альфа-адренергических рецепторов, чем среди добровольцев, ведущих малоподвижный образ жизни. При этом важно отметить, что изменений бета-рецепторного аппарата в сердечной мышце отмечено не было [16]. Каждая тренировка вызывает временное увеличение общего количества лейкоцитов, белков, связанных с гранулоцитами, и различных цитокинов плазмы, включая интерлейкин-6 (IL-6), IL-8, IL-10, IL-18, антагонист рецептора IL-1 (IL-1ra), гранулоцитарный колониестимулирующий фактор и моноцитарный хемоаттрактантный белок [17, 18]. Величина изменений этих биомаркеров, связанных с воспалением, зависит от общей физической нагрузки. Уровень белков острой фазы, включая С-реактивный белок, также увеличивается после высокой физической нагрузки, однако увеличение С-реактивного белка наступает гораздо позже, чем большинства цитокинов [19]. Отмечено, что детренированность и избыточный вес повышают уровень маркеров воспаления [20]. Нормальный вес и здоровый образ жизни, наоборот, снижают уровень воспаления даже при регулярных интенсивных тренировках. Именно поэтому представляет особый научный интерес изучение изменений холинорецепторного и бета-рецепторного звена у спортсменов и детренированных лиц.
Цель исследования — оценка активности связывания β2-АР на Т-лимфоцитах периферической крови с использованием радиолигандного анализа у здоровых добровольцев под влиянием холинергиков.
Методы
Дизайн исследования
Включенные в исследование пациенты (n = 32) были разделены на три группы: здоровые добровольцы, которые были разделены на курильщиков и некурильщиков, и спортсмены. Всем испытуемым проводилось обследование, включающее сбор следующих данных: антропометрических, анамнестических (длительность течения и стадия заболевания, наличие сопутствующей патологии, влияние внешних факторов, курение), инструментальных (артериального давления и электрокардиограммы) и лабораторных (общий и биохимический анализы крови, определение С-реактивного белка и эозинофильного катионного белка, а также оксида азота в выдыхаемом воздухе). Для исключения бронхообструктивного синдрома на этапе скрининга всем испытуемым выполнялся бронходилатационный тест. При проведении инициального бронходилатационного теста использовался сальбутамол (400 мкг), после чего здоровым добровольцам и спорт-сменам (с отрицательной пробой) на следующий день выполнялся метахолиновый тест.
Критерии соответствия
Критерии включения в исследование:
- возраст от 18 лет;
- наличие информированного добровольного согласия;
- отсутствие каких-либо хронических заболеваний.
Критерий исключения:
- отказ от участия в исследовании;
- наличие инфекционного заболевания в течение месяца от начала исследования;
- аллергические реакции на препараты, которые применялись в исследовании.
В группу спортсменов были включены профессиональные спортсмены различных видов спорта (конькобежцы, теннисисты, лыжники).
Условия проведения
Исследование выполнялось на базе НИИ пульмонологии ФМБА России и НИИ иммунологии ФМБА России.
Продолжительность исследования
Исследование длилось 2 дня. В первый день выполнялся скрининг, бронходилатационный тест, проводилась оценка всех испытуемых на соответствие критериям включения/исключения, после чего здоровым добровольцам и спортсменам (с отрицательной пробой) на следующий день выполнялся метахолиновый тест.
Описание медицинского вмешательства
Бронходилатационный и метахолиновый тесты выполнялись согласно стандартному протоколу [20]. Ингалировали метахолин с помощью компрессорного ингалятора PARI Provocation test II (PARI GmbH, Германия). Были использованы ступенчато возрастающие концентрации раствора метахолин хлорида от 0,5 до 16 мг/мл (0,5; 1,0; 2,0; 4,0; 8,0 и 16,0), ингаляция выполнилась каждые 5 мин. Измерение объема форсированного выдоха за 1 с (ОФВ1) проводилось через 30 и 90 с после каждой ингаляции. Метахолиновый тест останавливали после ингаляции метахолина в максимальной концентрации (16 мг/мл) или раньше, если падение ОФВ1 составляло 20% и более базового значения. Забор крови проводился исходно на чистом фоне и после проведения метахолинового теста. Т-лимфоциты выделяли с помощью набора Pan T Cell Isolation Kit II, human (Miltenyi Biotec, Германия). Полученные Т-лимфоциты для повышения достоверности инкубировались в триплетах с немечеными лигандами СGP20712 (β1-адренорецепторы), ICI118551 (β2-адренорецепторы) и с добавлением раствора [125I] цианопиндолола в каждую пробу. После проведения всех этапов инкубации клеточный осадок просчитывали на γ-счетчике Wallac Wizard 1470 (PerkinElmer, США) с измерением количества радиоактивного материала в каждой пробе, на основании чего рассчитывались значения активности связывания β-АР.
Исходы исследования
Основной исход исследования. Динамика активности связывания бета2-рецепторов до и после ингаляции метахолина в группе здоровых добровольцев и профессиональных спортсменов.
Дополнительные исходы исследования. Оценка влияния фактора курения и регулярных тренировок на динамику активности связывания бета2-рецептров.
Методы регистрации исходов
Исходя из опыта предыдущих работ [21–23] для нивелирования различий условий постановки и приведения результатов к одной системе координат оценка характеристик β-АР в рамках исследования производилась по индексу специфического связывания, представляющему собой безразмерную величину, которая отражает долю специфического связывания рецепторов от общего специфического связывания :
Абсолютные значения активности связывания β-АР (имп./мин)
Значения общего специфического связывания (имп./мин).
Таким образом, полученные относительные значения активности связывания β-АР, находящиеся в одной системе координат, можно сопоставлять как между различными точками наблюдения у одного пациента, так и между группами. В связи с этим все последующие подсчеты были проведены с использованием относительных значений индекса специфического связывания β-АР. Принимая во внимание, что разброс в параллелях эксперимента не должен превышать 7–10%, для исключения погрешности в методике использовали «серую зону» в диапазоне ± 7%, учитывающую величину допустимого разброса. В статистических расчетах значимым считалось только повышение или снижение индекса специфического связывания > 7%.
Этическая экспертиза
Проведение исследования одобрено комитетом по этике при ФГБУ НИИ пульмонологии ФМБА России (протокол № 01-21 от 14 мая 2021 г.). Все пациенты подписали письменное информированное согласие на участие в исследовании.
Статистический анализ
Принципы расчета размера выборки. Исследование носило пилотный характер, в связи с чем мощность выборки не определялась.
Методы статистического анализа данных. Статистическая обработка данных выполнена с использованием свободного программного обеспечения PSPP 1.2.0 (Проект GNU, разработчик — Ben Pfaff). Для количественных переменных в случае нормального распределения использовали среднее стандартное отклонение (М ± SD) или медиану и перцентили для непараметрических показателей. Для оценки разности двух групп использовался критерий Уилкоксона. Различия считались достоверными при р < 0,05.
Результаты
Объекты (участники) исследования
Обследовано 32 пациента, разделенных на группы: в первую вошло 20 человек без бронхообструктивной патологии и наличия каких-либо сопутствующих заболеваний (8 мужчин и 12 женщин, средний возраст — 34,55 ± 8,54 года); во вторую — 12 профессиональных спортсменов (6 мужчин и 6 женщин, средний возраст — 23,1 ± 2,9 года), которые обследовались на предмет бронхиальной гиперреактивности. Здоровые добровольцы были разделены на курящих (35,4 ± 11,6) и некурящих (33,7 ± 8,9) (табл. 2).
Таблица 2. Характеристика участников исследования
Параметр | Спортсмены | Добровольцы | |
Курящие | Некурящие | ||
Количество включенных | 12 | 10 | 10 |
Возраст, лет | 23,1 ± 2,9 | 35,4 ± 11,6 | 33,7 ± 8,9 |
Индекс массы тела, кг/м2 | 21,8 ± 2,4 | 23,4 ± 11,3 | 23,1 ± 4,7 |
Мужчины/женщины, % (n) | 50 (6) / 50 (6) | 66,6 (6) / 33,3 (4) | 20 (2) / 80 (8) |
ОФВ1 | 4,1 ± 0,7 | 3,8 ± 0,6 | 3,5 ± 0,7 |
ФЖЕЛ | 98 ± 9,3 | 93,9 ± 13,3 | 99,3 ± 12,3 |
NO | 10,5 ± 5,1 | 6,6 ± 1,3 | 11,4 ± 1,5 |
С-реактивный белок | 3,7 ± 1,6 | 1,7 ± 2,2 | 3,4 ± 2,8 |
Лейкоциты | 7,8 ± 0,9 | 6,7×109 ± 0,4 | 6,1 ± 2,8 |
ESP | 7,5 ± 6,3 | 6,7 ± 8,6 | 3,3 ± 2,4 |
Примечание. ОФВ1 — объем форсированного выдоха за 1 с; ФЖЕЛ — форсированная жизненная емкость выдоха; NO – уровень оксида азота; ESP —эозинофильно-катионный протеин.
Основные результаты исследования
После ингаляции метахолина в группе здоровых добровольцев не было зафиксировано значимого падения ОФВ1 при концентрации метахолина 8 мг/мл. В группе спортсменов зафиксировано падение ОФВ1 более чем на 20% у троих испытуемых (25%). В ходе исследования было продемонстрировано, что под влиянием метахолина активность связывания бета2-рецепторов в группе спорт-сменов не менялась. Индекс специфического связывания до применения препарата был равен 0,59, после применения — 0,57. В группе добровольцев-некурильщиков индекс специфического связывания имел тенденцию к снижению и составил 0,63 до ингаляции и 0,58 после. Снижение было отмечено у 66% исследуемых, неизменным индекс оставался у одного добровольца (16%), а повышался также у одного (16%). В группе курильщиков индекс специфического связывания имел тенденцию к снижению и был равен 0,80 до ингаляции и 0,70 после. Снижение индекса зафиксировано у 50% испытуемых (рис. 1).
Рис. 1. Изменение медианы индекса специфического связывания бета2-рецепторов после ингаляции метахолина в группе здоровых добровольцев и спорстменов
При обработке данных группы профессиональных спортсменов с отрицательным метахолиновым тестом по индексу специфического связывания бета2-рецепторов имел тенденцию к снижению — составил 0,65 до ингаляции и 0,58 после (рис. 2).
Рис. 2. Изменение медианы индекса специфического связывания после ингаляции метахолина в группе спортсменов с отрицательным метахолиновым тестом
При анализе данных общей группы добровольцев без разделения на курильщиков и некурильщиков было отмечено статически значимое снижение индекса специфического связывания бета2-рецепторов после воздействия метахолина. Индекс составил 0,75 до ингаляции и 0,57 после при p < 0,05 (рис. 3).
Рис. 3. Изменение медианы индекса специфического связывания бета2-рецепторов в общей группе добровольцев после ингаляции метахолина
Ниже представлена сводная таблица групп с данными индекса специфического связывания бета2-рецепторов до и после ингаляции метахолина (табл. 3).
Таблица 3. Сводная таблица индекса специфического связывания после ингаляции метахолина в группе спортсменов и здоровых добровольцев
Группа | Медиана | Максимум | Минимум | |||
До | После | До | После | До | После | |
Общая группа здоровых добровольцев | 0,75 | 0,57 | 1,03 | 0,92 | 0,53 | 0,21 |
Добровольцы-курильщики | 0,806 | 0,70 | 1,77 | 1,32 | 0,28 | 0,25 |
Добровольцы-некурильщики | 0,63 | 0,58 | 0,87 | 0,70 | 0,54 | 0,47 |
Спортсмены общая группа | 0,59 | 0,57 | 0,94 | 0,85 | 0,15 | 0,11 |
Спортсмены с отрицательным тестом на метахолин | 0,66 | 0,58 | 0,94 | 0,85 | 0,15 | 0,11 |
В представленной таблице видно, что практически во всех группах индекс специфического связывания имел тенденцию к снижению.
Изменение абсолютных значений было сопоставимо с изменением индекса специфического связывания. Так, в группе курильщиков была отмечена тенденция к снижению медианы, до ингаляции метахолина показатель был равен 4257 cpm, после — 2529 сpm. В группе здоровых-некурильщиков абсолютные значения практически не менялись и были равны 2027 cpm до и 1965 cpm после ингаляции. В группе спортсменов также не было выявлено различий — до ингаляции уровень связывания бета2-рецепторов составил 1322 cpm, после — 1503 cpm (рис. 4).
Рис. 4. Динамика абсолютных значений бета2-рецепторов после ингаляции метахолина
При анализе данных общей группы добровольцев без разделения на курильщиков и некурильщиков не было зафиксировано статически значимое снижение абсолютных значений бета2-рецепторов после воздействия метахолина (рис. 5).
Рис. 5. Изменение абсолютных значений бета2-рецепторов после ингаляции метахолина в общей группе добровольцев
Абсолютные значения представлены в табл. 4.
Таблица 4. Сводная таблица изменения абсолютных значений бета2-рецепторов после ингаляции метахолина
Группа | Медиана | Максимум | Минимум | |||
До | После | До | После | До | После | |
Общая группа здоровых добровольцев | 3717 | 2268 | 9600 | 4189 | 3514 | 1096 |
Добровольцы-курильщики | 4257 | 2529 | 5600 | 4400 | 238 | 447 |
Добровольцы-некурильщики | 2027 | 1965 | 5027 | 3336 | 477 | 659 |
Спортсмены общая группа | 1322 | 1503 | 3854 | 5291 | 491 | 251 |
Нежелательные явления
Нежелательных явлений в ходе проведения исследования не отмечено.
Обсуждение
Все клинические проявления тех или иных заболеваний — результат рецепторных взаимодействий. Поэтому важно их изучение не только с научной, но и с прикладной точки зрения. Использование модифицированного радиолигандного метода исследования позволяет изучить характеристики бета-рецепторов на поверхности клеток в режиме реального времени.
Резюме основного результата исследования
В ходе исследования было установлено, что индекс специфического связывания среди спортсменов до и после ингаляции метахолина не менялся. В группе здоровых добровольцев — курильщиков и некурильщиков — отмечена тенденция к снижению индекса специфического связывания, однако ввиду малого количества испытуемых данные изменения были статически недостоверны. При объединении без учета фактора курения были достигнуты статически значимые результаты. Данный факт свидетельствует о необходимости дальнейших исследований и увеличения набора групп.
Обсуждение основного результата исследования
В ходе исследования было установлено, что индекс специфического связывания среди спортсменов до и после ингаляции метахолина не менялся.
В нашем исследовании группа добровольцев была разделена на курильщиков и некурильщиков. Причиной этого были ранее проведенные исследования. Согласно данным О.Ю. Агаповой [23], курение (индекс курящего человека — более 10/лет) приводило к изменению специ-фического связывания под воздействием бета-агониста короткого действия.
В соответствии с полученным нами данными фактор курения не играл какой-либо значимой роли в изменении индекса специфического связывания. В обоих группах добровольцев — курильщиков и некурильщиков — отмечена тенденция к снижению индекса специфического связывания, однако ввиду малого количества испытуемых данные изменения были статически недостоверны. При объединении без учета фактора курения были достигнуты статически значимые результаты. Данный факт свидетельствует о необходимости дальнейших исследований и увеличении набора групп.
Выше было описано, что абсолютные значения достаточно сильно варьируют и зависят от условий постановки, поэтому для приведения результатов к одной системе координат был использован индекс специфического связывания. Именно зависимость абсолютных значений от условий постановки является причиной того, что динамика данного показателя и индекса специфического связывания не всегда однонаправленная. Индекс специфического связывания отражает снижение вклада рецептора в общее связывание бета1- и бета2-рецепторов. Этот параметр является относительной безразмерной величиной, поэтому именно его применение более предпочтительно для расчетов и сравнения групп.
В основе снижения индекса специфического связывания бета2-рецепторов после ингаляции метахолина, возможно, лежит физиологический механизм взаимодействия М-холинорецепторов и бета-рецепторов. После ингаляции метахолина происходит стимулирование М2-рецепторов, что активирует обратный захват ацетилхолина, выделение которого ведет к бронхоспазму. Также через каскад многочисленных биохимических реакций происходит ограничение избыточной бронходилатации, вызванной бета2-рецепторами. Это, в свою очередь, возможно, выступает причиной уменьшения вклада бета2-рецепторов в общее специфическое связывание.
Таким образом, адренергическая и холинергическая системы находятся в тесном взаимодействии. Изменение М-холинорецепторов ведет к изменению бета-рецепторов. Дальнейшее изучение рецепторных взаимодействий, возможно, поможет персонифицировать подходы к лечению пациентов с бронхообструктивной патологией.
Важная задача нашей работы — установление различий в изменении характеристик бета-рецепторов после ингаляции холинергиков между спортсменами и здоровыми добровольцами. Было продемонстрировано, что ингаляции метахолина у профессиональных спортсменов не меняли характеристики бета2-рецепторов, однако достоверно меняли в группе здоровых добровольцев. Объяснением этого факта может быть снижение количества холинергических рецепторов на поверхности легких под воздействием длительных тренировок, а также изменение М2-рецептора под влиянием эозинофилов, что характерно для бронхиальной гиперреактивности, что было доказано в ходе ряда исследований [16, 17].
Таким образом, метахолин меняет свойства рецепторов на периферии у здоровых добровольцев. Данный феномен был впервые зафиксирован в ходе нашего исследования.
Ограничения исследования
Ограничением является малая выборка пациентов, что обусловлено пилотным характером проводимого исследования.
Заключение
Тонус гладкой мускулатуры дыхательных путей регулируется двумя системами — адренергической и холинергической. Взаимодействие этих двух систем определяет состояние легких в норме и при патологии. В результате нашего исследования было продемонстрировано, что воздействие на холинергическую систему приводит к изменению адренергической системы. Изменения имеют более выраженный характер в группе здоровых добровольцев и менее выражены в группе профессиональных спортсменов. Причиной этих результатов могут быть как интенсивные тренировки, которые меняют количество рецепторов, так и наличие или отсутствие эозинофильного воспаления. Фактор курения играет не столь значительную роль.
Важно отметить, что для формирования уверенных выводов необходимо проведение более крупного исследования.
Дополнительная информация
Источник финансирования. Исследование выполнено в рамках государственного контракта ФМБА России, шифр «Рецептор-2021».
Конфликт интересов. Авторы данной статьи подтвердили отсутствие конфликта интересов, о котором необходимо сообщить.
Участие авторов. А.В. Ерёменко — выполнение исследования, анализ литературы, написание статьи, перевод, подготовка иллюстраций; Е.В. Смолякова — анализ литературы; Ю.С. Скоблов — разработка методики радиолигандного анализа, обсуждение результатов; А.В. Рвачева — обсуждение результатов исследования, корректура статьи; К.А. Зыков — анализ литературы, корректура статьи, перевод литературы и редактирование, обсуждение результатов. Все авторы внесли существенный вклад в поисково-аналитическую работу, прочли и одобрили окончательную версию рукописи перед публикацией.
About the authors
Anna V. Eremenko
Pulmonology Scientific Research Institute; Russian University of Medcine
Author for correspondence.
Email: a_nn87@list.ru
ORCID iD: 0000-0001-9333-0022
SPIN-code: 2813-1638
MD
Russian Federation, Moscow; MoscowEkaterina V. Smolyakova
Pulmonology Scientific Research Institute; Russian University of Medcine
Email: smolyakovak@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-1904-5319
SPIN-code: 1751-0230
MD, PhD
Russian Federation, Moscow; MoscowYuri S. Skoblov
Shemyakin–Ovchinnikov Institute of Bioorganic Chemistry of the Russian Academy of Sciences
Email: uskoblov@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-3659-3939
SPIN-code: 4275-6780
MD, PhD in Biology
Russian Federation, MoscowAnna V. Rvacheva
Pulmonology Scientific Research Institute; Russian University of Medcine
Email: arvatcheva@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-9277-2291
SPIN-code: 5267-9598
MD, PhDRussian Federation, Moscow; Moscow
Kirill A. Zykov
Pulmonology Scientific Research Institute; Russian University of Medcine
Email: kirillaz@inbox.ru
ORCID iD: 0000-0003-3385-2632
SPIN-code: 6269-7990
MD, PhD, Professor, Corresponding Member of the RASRussian Federation, Moscow; Moscow
References
- Eglen RM, Hegde SS, Watson N. Muscarinic receptor subtypes and smooth muscle function. Pharmacol Rev. 1996;48(4):531–565.
- Fryer AD, Jacoby DB. Muscarinic receptors and control of airway smooth muscle. Am J Respir Crit Care Med. 1998;158(5 Pt 3):S154–160. doi: https://doi.org/10.1164/ajrccm.158.supplement_2.13tac120
- Gosens R, Zaagsma J, Meurs H, et al. Muscarinic receptor signaling in the pathophysiology of asthma and COPD. Respir Res. 2006;7(1):73. doi: https://doi.org/10.1186/1465-9921-7-73
- Costello RW, Jacoby DB, Fryer AD. Pulmonary neuronal M2 muscarinic receptor function in asthma and animal models of hyperreactivity. Thorax. 1998;53(7):613–616. doi: https://doi.org/10.1136/thx.53.7.613
- Lameh J, Cone RI, Maeda S, et al. Structure and function of G protein coupled receptors. Pharm Res. 1990;7(12):1213–1221. doi: https://doi.org/10.1023/a:1015969301407
- Кондратенко Т.Я. Хроническая пневмония и рак: β-адренергические и мускариновые ацетилхолиновые рецепторы в паренхиме легких человека при злокачественных новообразованиях // Вопросы медицинской химии. — 1991. — Т. 37. — № 3. — С. 20–21. [Kondratenko T.Y. Hronicheskaya pnevmoniya i rak: β-adrenergicheskie i muskarinovye аcetilholinovye receptory v parenhime legkih cheloveka. Voprosy medicinskoj himii. 1991;37(3):20–21. (In Russ.)]
- Burman KD, Ferguson EW, Djuh YY, et al. Beta receptors in peripheral mononuclear cells increase acutely during exercise. Acta Endocrinol (Copenh). 1985;109(4):563–568. doi: https://doi.org/10.1530/acta.0.1090563
- Thomson NC, Chaudhuri R, Livingston E. Asthma and cigarette smoking. Eur Respir J. 2004;24(5):822–833. doi: https://doi.org/10.1183/09031936.04.00039004
- Costa LG, Kaylor G, Murphy SD. In vitro and in vivo modulation of cholinergic muscarinic receptors in rat lymphocytes and brain by cholinergic agents. Int J Immunopharmacol. 1990;12(1):67–75. doi: https://doi.org/10.1016/0192-0561(90)90069-y
- Douglas CL, Baghdoyan HA, Lydic R. M2 muscarinic autoreceptors modulate acetylcholine release in prefrontal cortex of C57BL/6J mouse. J Pharmacol Exp Ther. 2001;299(3):960–966.
- Hu F, Luo W, Hong M. Mechanisms of proton conduction and gating in influenza M2 proton channels from solid-state NMR. Science. 2010;330(6003):505–508. doi: https://doi.org/10.1126/science.1191714
- Moffat JC, Vijayvergiya V, Gao PF, et al. Proton transport through influenza A virus M2 protein reconstituted in vesicles. Biophys J. 2008;94(2):434–445. doi: https://doi.org/10.1529/biophysj.107.109082
- Moorthy NS, Poongavanam V, Pratheepa V. Viral M2 ion channel protein: a promising target for anti-influenza drug discovery. Mini Rev Med Chem. 2014;14(10):819–830.
- Doherty PC, Turner SJ, Webby RG, et al. Influenza and the challenge for immunology. Nat Immunol. 2006;7(5):449–455. doi: https://doi.org/10.1038/ni1343
- Beigel JH, Farrar J, Han AM, et al. Writing Committee of the World Health Organization (WHO) Consultation on Human Influenza A/H5. Avian influenza A (H5N1) infection in humans. N Engl J Med. 2005;353(13):1374–1385. doi: https://doi.org/10.1056/NEJMra052211
- Halper B, Hofmann M, Oesen S, et al. Influence of age and physical fitness on miRNA-21, TGF-β and its receptors in leukocytes of healthy women. Exerc Immunol Rev. 2015;21:154–163.
- Borck PC, Leite NC, Valcanaia AC, et al. Swimming training reduces glucose-amplifying pathway and cholinergic responses in islets from lean- and MSG-obese rats. Clin Exp Pharmacol Physiol. 2020;47(2):286–293. doi: https://doi.org/10.1111/1440-1681.13197
- Busra Emik-Ozdemir, Melek Tunc-Ata, Yasin Ozdemir, et al. The effects of swimming exercise and detraining on hemorheological parameters and oxidative stress in rats with metabolic syndrome. Nutrition Clinique et Métabolisme. 2023;37(1):94–100. doi: https://doi.org/10.1016/j.nupar.2023.01.003
- Zazula MF, Saraiva DF, Theodoro JL, et al. An Early and Sustained Inflammatory State Induces Muscle Changes and Establishes Obesogenic Characteristics in Wistar Rats Exposed to the MSG-Induced Obesity Model. Int J Mol Sci. 2023;24(5):4730. doi: https://doi.org/10.3390/ijms24054730
- Методические рекомендации по использованию метода спирометрии / Российское респираторное общество. М., 2021. [Metodicheskie rekomendacii po ispol’zovaniyu metoda spirometrii. Russian Respiratory Society. Moscow; 2021. (In Russ.)] Available from: https://spulmo.ru/obrazovatelnye-resursy/federalnyeklinicheskie-rekomendatsii
- Hall LG, Thyfault JP, Johnson JD. Exercise and inactivity as modifiers of β cell function and type 2 diabetes risk. J Appl Physiol (1985). 2023;134(4):823–839. doi: https://doi.org/10.1152/japplphysiol.00472.2022
- Агапова О.Ю., Скоблов С.Ю., Зыков К.А., и др. Радио-лигандный метод оценки рецепторной активности β-адренорецепторов Т-лимфоцитов человека // Биоорганическая химия. — 2015. — Т. 41. — № 5. — С. 529–535. [Agapova OY, Skoblov YS, Zykov KA, et al. Radioligand method of assessment of human T-lymphocytes’ β-adrenoceptors activity. Russian Journal of Bioorganic Chemistry. 2015;41(5):529–535. (In Russ.)]. doi: https://doi.org/10.7868/S0132342315050024
- Агапова О.Ю. Характеристика активности β-адренорецепторов при применении специфических агонистов и антагонистов у пациентов с бронхиальной астмой с сочетанной сердечно-сосудистой патологией: дис. … канд. мед. наук. — М., 2016. [Agapova OY. Harakteristika aktivnosti β-adrenoreceptorov pri primenenii specificheskih agonistov i antagonistov u pacientov s bronhial’noj astmoj s sochetannoj serdechno-sosudistoj patologiej: dissertation. Moscow; 2016. (In Russ.)]
- Смолякова Е.В., Амбатьелло Л.Г., Климова А.А., и др. Новые возможности изучения адренорецепторного аппарата в условиях современной клиники // Кардиологический вестник. — 2017. — № 4. — С. 88–93. [Smolyakova EV, Ambat’ello LG, Klimova AA, et al. The possibility of ultrasound duplex scanning in assessing the motion of atherosclerotic plaque. Russian Cardiology Bulletin. 2017;4:88–93. (In Russ.)]
Supplementary files








