Systemic inflammation in patients with chronic obstructive pulmonary disease and obesity

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Chronic obstructive pulmonary disease (COPD) is an important public health problem. According to various studies, the prevalence of obesity in patients with COPD is as high as 50%.

Aim. To evaluate pro- and anti-inflammatory cytokine profile, lung diseases biomarkers levels and adipokines levels in patients with COPD and obesity.

Materials and methods. The study included 88 patients with COPD (GOLD 2–4, group D). Patients were divided into two groups. The first group consisted of 44 patients with COPD and normal body weight: 35 men and 9 women. The second group – 44 patients with obesity and COPD: 34 men and 10 women. The levels of pro- and anti-inflammatory cytokines were determined – interleukin-6 (IL-6), interleukin-8 (IL-8), tumor necrosis factor  (TNF-), interleukin-4 (IL-4), interleukin-10 (IL-10), as well as the concentration of highly sensitive C-reactive protein (CRP), surfactant protein D, elastase, leptin, adiponectin, 1-antitrypsin, receptors of tumor necrosis factor 1 and 2 (TNF-R1, TNF-R2).

Results. In patients with COPD and obesity, compared with patients with COPD and normal body weight, the levels of CRP, interferon-, TNF-, TNF-R1, TNF-R2 were significantly higher. At the same time, the levels of IL-4, IL-6, IL-8, IL-10 did not differ significantly. The level of leptin in patients with COPD and obesity was significantly higher than in patients with COPD and normal body weight.

Conclusion. In patients with COPD and obesity, in contrast to patients with COPD with normal body weight, the severity of systemic inflammation is significantly higher. However, further research is needed in this area.

 

About the authors

E. S. Ovsyannikov

Burdenko Voronezh State Medical University

Author for correspondence.
Email: ovses@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-8545-6255

к.м.н., доц. каф. факультетской терапии

Russian Federation, Voronezh

S. N. Avdeev

Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University)

Email: ovses@yandex.ru

чл.-кор. РАН, д.м.н., зав. каф. пульмонологии лечебного фак-та

Russian Federation, Moscow

A. V. Budnevsky

Burdenko Voronezh State Medical University

Email: ovses@yandex.ru

д.м.н., проф., зав. каф. факультетской терапии

Russian Federation, Voronezh

References

  1. Global Initiative for Chronic Obstructive Lung Disease (GOLD). Global strategy for the diagnosis, management, and prevention of COPD. https://goldcopd.org/wp-content/uploads/2018/11/GOLD-2019-v1.7-FINAL-14Nov2018-WMS.pdf
  2. Lange P, Celli B, Agustí A, et al. Lung-Function Trajectories Leading to Chronic Obstructive Pulmonary Disease. N Engl J Med. 2015;373(2):111-22. doi: 10.1056/NEJMoa1411532
  3. Adeloye D, Chua S, Lee C, et al; Global Health Epidemiology Reference Group (GHERG). Global and regional estimates of COPD prevalence: Systematic review and meta-analysis. J Glob Health. 2015;5(2):020415. doi: 10.7189/jogh.05-020415
  4. Steuten LM, Creutzberg EC, Vrijhoef HJ, Wouters EF. COPD as a multicomponent disease: inventory of dyspnoea, underweight, obesity and fat free mass depletion in primary care. Prim Care Respir J. 2006;15(2):84-91. doi: 10.1016/j.pcrj.2005.09.001
  5. Divo MJ, Cabrera C, Casanova C, et al. Comorbidity Distribution, Clinical Expression and Survival in COPD Patients with Different Body Mass Index. Chronic Obstr Pulm Dis. 2014;1(2):229-38. doi: 10.15326/jcopdf.1.2.2014.0117
  6. Будневский А.В., Малыш Е.Ю. Клинико-патогенетические взаимосвязи сердечно-сосудистых заболеваний и хронической обструктивной болезни легких. Кардиология. 2017;57(4):89-93 [Budnevsky AV, Malysh EY. Clinico-pathogenetic relationship of cardiovascular diseases and chronic obstructive pulmonary disease. Kardiologiya. 2017;57(4):89-93 (In Russ.)]. doi: 10.18565/cardio.2017.4.89-93
  7. Будневский А.В., Овсянников Е.С., Лабжания Н.В. Сочетание хронической обструктивной болезни легких и метаболического синдрома: патофизиологические и клинические особенности. Терапевтический архив. 2017;89(1):123-7 [Budnevsky AV, Ovsyannikov ES, Labzhania NB. Chronic obstructive pulmonary disease concurrent with metabolic syndrome: pathophysiological and clinical features. Therapeutic Archive. 2017;89(1):123-7 (In Russ.)]. doi: 10.17116/ terarkh2017891123-127
  8. Кожевникова С.А., Будневский А.В., Овсянников Е.С., Белов В.Н. Особенности клинического течения и качества жизни пациентов с хронической обструктивной болезнью легких на фоне метаболического синдрома. Медицинский вестник Северного Кавказа. 2017;12(1):20-3 [Kozhevnikova SA, Budnevsky AV, Ovsyannikov ES, Belov VN. Particularity of the clinical course and quality of life of patients with chronic obstructive pulmonary disease on the background of the metabolic syndrome. Meditsinskiy vestnik Severnogo Kavkaza. 2017;12(1):20-3 (In Russ.)]. doi: 10.14300/mnnc.2017.12006
  9. Чучалин А.Г., Авдеев С.Н., Айсанов З.Р. и др. Российское респираторное общество. Федеральные клинические рекомендации по диагностике и лечению хронической обструктивной болезни легких. Пульмонология. 2014;3:15-36 [Chuchalin AG, Avdeev SN, Aysanov ZR, et al. Russian respiratory society. Federal clinical guidelines on diagnosis and management of chronic obstructive pulmonary disease. Pul’monologiya. 2014;3:15-36 (In Russ.)]. doi: 10.18093/0869-0189-2014-0-3-15-54
  10. Wouters EF. Local and systemic inflammation in chronic obstructive pulmonary disease. Proc Am Thorac Soc. 2005;2(1):26-33. doi: 10.1513/pats.200408-039ms
  11. Fabbri LM, Rabe KF. From COPD to chronic systemic inflammatory syndrome? Lancet. 2007;370(9589):797-9. doi: 10.1016/s0140-6736(07)61383-x
  12. Mannino DM, Ford ES, Redd SC. Obstructive and restrictive lung disease and markers of inflammation: data from the Third National Health and Nutrition Examination. Am J Med. 2003;114(9):758-62. doi: 10.1016/s0002-9343(03)00185-2
  13. Prescott E, Almdal T, Mikkelsen KL, et al. Prognostic value of weight change in chronic obstructive pulmonary disease: results from the Copenhagen City Heart Study. Eur Respir J. 2002;20(3):539-44. doi: 10.1183/09031936.02.00532002
  14. Petersen AM, Penkowa M, Iversen M, et al. Elevated levels of IL-18 in plasma and skeletal muscle in chronic obstructive pulmonary disease. Lung. 2007;185(3):161-71. doi: 10.1007/s00408-011-9330-3
  15. Margretardottir OB, Thorleifsson SJ, Gudmundsson G, et al. Hypertension, systemic inflammation and body weight in relation to lung function impairment-an epidemiological study. COPD. 2009;6(4):250-5. doi: 10.1080/15412550903049157
  16. Dentener MA, Creutzberg EC, Schols AM, et al. Systemic anti-inflammatory mediators in COPD: increase in soluble interleukin 1 receptor II during treatment of exacerbations. Thorax. 2001;56(9):721-6. doi: 10.1136/thorax.56.9.721
  17. Aisanov Z, Avdeev S, Arkhipov V, et al. Russian guidelines for the management of COPD: algorithm of pharmacologic treatment. Int J Chron Obstruct Pulmon Dis. 2018;8(13):183-7. doi: 10.2147/COPD.S153770
  18. Bolton CE, Evans M, Ionescu AA, et al. Insulin resistance and inflammation – A further systemic complication of COPD. COPD. 2007;4(2):121-6. doi: 10.1080/15412550701341053
  19. Poulain M, Doucet M, Major GC, et al. The effect of obesity on chronic respiratory diseases: pathophysiology and therapeutic strategies. CMAJ. 2006;174(9):1293-9. doi: 10.1503/cmaj.051299
  20. Trayhurn P, Wood IS. Adipokines: inflammation and the pleiotropic role of white adipose tissue. Br J Nutr. 2004;92(3):347-55. doi: 10.1079/bjn20041213
  21. Loffreda S, Yang SQ, Lin HZ, et al. Leptin regulates proinflammatory immune responses. FASEB J. 1998;12(1):57-65. doi: 10.1096/ fasebj.12.1.57
  22. Sin DD, Man SF. Why are patients with chronic obstructive pulmonary disease at increased risk of cardiovascular diseases? The potential role of systemic inflammation in chronic obstructive pulmonary disease. Circulation. 2003;107(11):1514-9. doi: 10.1161/01.cir.0000056767. 69054.b3
  23. Bruun JM, Lihn AS, Verdich C, et al. Regulation of adiponectin by adipose tissue-derived cytokines: in vivo and in vitro investigations in humans. Am J Physiol Endocrinol Metab. 2003;285(3):E527-33. doi: 10.1152/ajpendo.00110.2003
  24. Yamauchi T, Kamon J, Waki H, et al. The fat-derived hormone adiponectin reverses insulin resistance associated with both lipoatrophy and obesity. Nat Med. 2001;7(8):941-6. doi: 10.1038/90984
  25. Mohamed-Ali V, Flower L, Sethi J, et al. Beta-adrenergic regulation of IL-6 release from adipose tissue: in vivo and in vitro studies. J Clin Endocrinol Metab. 2001;86(12):5864-9. doi: 10.1210/jc.86.12.5864
  26. Bruun JM, Pedersen SB, Kristensen K, Richelsen B. Opposite regulation of interleukin-8 and tumor necrosis factor-alpha by weight loss. Obes Res. 2002;10(6):499-506. doi: 10.1038/oby.2002.68
  27. Vernooy JH, Drummen NE, van Suylen RJ, et al. Enhanced pulmonary leptin expression in patients with severe COPD and asymptomatic smokers. Thorax. 2009;64(1):26-32. doi: 10.1136/thx.2007.085423
  28. Hansel NN, Gao L, Rafaels NM, et al. Leptin receptor polymorphisms and lung function decline in COPD. Eur Respir J. 2009;34(1):103-10. doi: 10.1183/09031936.00120408
  29. Sorensen GL, Hjelmborg JV, Leth-Larsen R, et al. Surfactant protein D of the innate immune defence is inversely associated with human obesity and SP-D deficiency infers increased body weight in mice. Scand J Immunol. 2006;64(6):633-8. doi: 10.1111/j.1365-3083.2006.01853.x

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2020 Consilium Medicum

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.
 
 


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».