Патогенетические и клинические взаимосвязи хронической обструктивной болезни легких, саркопении и старческой астении

Оценка хронической обструктивной болезни легких как гетерогенного, системного хронического вос палительного возраст-ассоциированного заболевания в рамках старения и ведущих гериатрических синдромов представляет значительный интерес с  позиции медицины старения. Понимание ключевых патогенетических механизмов, объединяющих процессы старения и  хроническую обструктивную болезнь легких, может способствовать переосмыслению терапевтических концепций у  пациентов с  описываемой коморбидностью и  рассматриваться базисом новых направлений профилактических мероприятий.

Цель обзора — актуализировать данные научных источников открытого доступа о патогенетических механизмах и клинических взаимосвязях хронической обструктивной болезни легких, саркопении, старческой астении.

Методы. Проанализированы зарубежные и отечественные научные публикации по данной тематике за последние 15 лет с помощью электронных библиотек PubMed/MedLine, Elsevier, elibrary.

Заключение.  Проведена комплексная оценка актуальных научных данных о  патогенетических взаимосвязях хронической обструктивной болезни легких с процессом старения и ведущими гериатрическими синдромами — саркопенией и  старческой астенией. Накоплено значительное количество информации, свидетельствующей об  ухудшении клинических проявлений и  прогноза пожилых пациентов с  сочетанием описанных патологий, в  связи с  этим актуальность дальнейшего изучения этих коморбидностей сохраняется. Остается не  совсем прозрачной причинно-следственная связь этих клинических проявлений: хроническая обструктивная болезнь легких приводит к  развитию саркопении и  старческой астении либо данные гериатрические синдромы лишь сопровождают хроническую обструктивную болезнь легких как заболевание, с наибольшей частотой проявляющееся в пожилом возрасте. Представляет значительный интерес выработка терапевтических стратегий для улучшения клинических исходов пожилых пациентов с сочетанием хронической обструктивной болезни легких, старческой астении и саркопении.

1. López-Otín C, Blasco MA, Partridge L, Serrano M, Kroemer G. The hallmarks of aging. Cell. 2013 Jun 6;153(6):1194-217. doi: 10.1016/j.cell.2013.05.039.

2. MacNee W. Is Chronic Obstructive Pulmonary Disease an Accelerated Aging Disease?. Ann Am Thorac Soc. 2016;13 Suppl 5:S429-S437. doi:10.1513/AnnalsATS.201602-124AW.

3. Rahman I, van Schadewijk AA, Crowther AJ, Hiemstra PS, Stolk J, MacNee W, De Boer WI. 4-Hydroxy-2-nonenal, a specific lipid peroxidation product, is elevated in lungs of patients with chronic obstructive pulmonary disease. Am J Respir Crit Care Med 2002;166:490–495. doi:10.1164/rccm.2110101.

4. Caramori G, Adcock IM, Casolari P, Ito K, Jazrawi E, Tsaprouni L,Villetti G, Civelli M, Carnini C, Chung KF, et al. Unbalanced oxidantinduced DNA damage and repair in COPD: a link towards lung cancer. Thorax 2011;66:521–527 doi:10.1136/thx.2010.156448.

5. Aoshiba K, Zhou F, Tsuji T, Nagai A. DNA damage as a molecular link in the pathogenesis of COPD in smokers. Eur Respir J 2012;39:1368–1376. doi:10.1183/09031936.00050211.

6. Houben JM, Mercken EM, Ketelslegers HB, Bast A, Wouters EF,Hageman GJ, Schols AM. Telomere shortening in chronic obstructive pulmonary disease. Respir Med 2009;103:230–236. doi:10.1016/j.rmed.2008.09.003.

7. Savale L, Chaouat A, Bastuji-Garin S, Marcos E, Boyer L, Maitre B,Sarni M, Housset B, Weitzenblum E, Matrat M, et al. Shortened telomeres in circulating leukocytes of patients with chronic obstructive pulmonary disease. Am J Respir Crit Care Med 2009;179:566–571. doi:10.1164/rccm.200809-1398OC.

8. Albrecht E, Sillanpa¨ a¨ E, Karrasch S, Alves AC, Codd V, Hovatta I, Buxton JL, Nelson CP, Broer L, Ha¨ gg S, et al. Telomere length in circulating leukocytes is associated with lung function and disease. Eur Respir J 2014;43:983–992. doi:10.1183/09031936.00046213.

9. Tsuji T, Aoshiba K, Nagai A. Cigarette smoke induces senescence in alveolar epithelial cells. Am J Respir Cell Mol Biol 2004;31:643–649. doi:10.1165/rcmb.2003-0290OC.

10. Tsuji T, Aoshiba K, Nagai A. Alveolar cell senescence exacerbates pulmonary inflammation in patients with chronic obstructive pulmonary disease. Respiration 2010;80:59–70. doi:10.1159/000268287.

11. Sood A, Petersen H, Blanchette CM, Meek P, Picchi MA, Belinsky SA, Tesfaigzi Y. Wood smoke exposure and gene promoter methylation are associated with increased risk for COPD in smokers. Am J Respir Crit Care Med 2010;182:1098–1104. doi:10.1164/rccm.201002-0222OC.

12. Wan ES, Qiu W, Baccarelli A, Carey VJ, Bacherman H, Rennard SI, Agusti A, Anderson W, Lomas DA, Demeo DL. Cigarette smoking behaviors and time since quitting are associated with differential DNA methylation across the human genome. Hum Mol Genet 2012;21:3073–3082. doi:10.1093/hmg/dds135.

13. Rajendrasozhan S, Yang SR, Kinnula VL, Rahman I. SIRT1, an antiinflammatory and antiaging protein, is decreased in lungs of patients with chronic obstructive pulmonary disease. Am J Respir Crit Care Med 2008;177:861–870. doi:10.1164/rccm.200708-1269OC.

14. Chen ZH, Lam HC, Jin Y, Kim HP, Cao J, Lee SJ, Ifedigbo E, Parameswaran H, Ryter SW, Choi AM. Autophagy protein microtubule-associated protein 1 light chain-3B (LC3B) activates extrinsic apoptosis during cigarette smoke-induced emphysema. Proc Natl Acad Sci USA 2010;107:18880–18885. doi:10.1073/pnas.1005574107.

15. Eijkelenboom A, Burgering BMT. FOXOs: signalling integrators for homeostasis maintenance. Nat Rev Mol Cell Biol 2013;14:83–97. doi:10.1038/nrm3507.

16. Sureshbabu A, Bhandari V. Targeting mitochondrial dysfunction in lung diseases: emphasis on mitophagy. Front Physiol 2013;4:384. doi: 10.3389/fphys.2013.00384.

17. Ballweg K, Mutze K, Ko¨ nigshoff M, Eickelberg O, Meiners S. Cigarette smoke extract affects mitochondrial function in alveolar epithelial cells. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol 2014;307:L895– L907. doi:10.1152/ajplung.00180.2014.

18. Mizumura K, Cloonan SM, Nakahira K, Bhashyam AR, Cervo M, Kitada T, Glass K, Owen CA, Mahmood A, Washko GR, et al. Mitophagydependent necroptosis contributes to the pathogenesis of COPD. J Clin Invest 2014;124:3987–4003. doi:10.1172/JCI74985.

19. Shaykhiev R, Crystal RG. Basal cell origins of smoking-induced airway epithelial disorders. Cell Cycle 2014;13:341–342. doi: 10.4161/cc.27510.

20. Paschalaki KE, Starke RD, Hu Y, Mercado N, Margariti A, Gorgoulis VG, Randi AM, Barnes PJ. Dysfunction of endothelial progenitor cells from smokers and chronic obstructive pulmonary disease patients due to increased DNA damage and senescence. Stem Cells 2013;31:2813–2826. doi: 10.1002/stem.1488.

21. Curtis JL, Freeman CM, Hogg JC. The immunopathogenesis of chronic obstructive pulmonary disease: insights from recent research. Proc Am Thorac Soc 2007;4:512–521. doi: 10.1513/pats.200701-002FM.

22. Meyer KC. The role of immunity and inflammation in lung senescence and susceptibility to infection in the elderly. Semin Respir Crit Care Med 2010;31:561–574. doi:10.1055/s-0030-1265897.

23. Министерство здравоохранения Российской Федерации. Хроническая обструктивная болезнь легких: Клинические рекомендации. Доступно на: https://spulmo.ru/upload/kr/HOBL_ HYPERLINK «https://spulmo.ru/upload/kr/HOBL_2023_draft.pdf»2023 HYPERLINK «https://spulmo.ru/upload/kr/HOBL_2023_draft.pdf»_draft.pdf

24. Mannino DM, Homa DM, Akinbami LJ, Ford ES, Redd SC. Chronic obstructive pulmonary disease surveillance—United States, 1971–2000. MMWR Surveill Summ 2002;51:1–16.

25. Cho WK, Lee CG, Kim LK. COPD as a Disease of Immunosenescence. Yonsei Med J. 2019 May;60(5):407-413. doi: 10.3349/ymj.2019.60.5.407.

26. Brandenberger C, Mühlfeld C. Mechanisms of lung aging. Cell Tissue Res. 2017;367:469–480. doi:10.1007/s00441-016-2511-x.

27. Ito K, Mercado N. STOP accelerating lung aging for the treatment of COPD. Exp Gerontol. 2014;59:21-27. doi:10.1016/j.exger.2014.03.014.

28. Малявин А.Г, Бабак С.Л., Горбунова М.В. и др. Клинико-патоморфологические параллели хронической обструктивной болезни легких и сенильного легкого // Доктор.Ру. — 2013. — №8. — Т.86. — С.31-34.

29. Agusti A, Soriano JB. COPD as a systemic disease. COPD 2008; 5: 133–138. doi:10.1080/15412550801941349.

30. Houben-Wilke S, Augustin IM, Vercoulen JH, et al. COPD stands for complex obstructive pulmonary disease. Eur Respir Rev 2018; 27: 180027. doi:10.1183/16000617.0027-2018.

31. Costa TM, Costa FM, Moreira CA, et al. Sarcopenia in COPD: relationship with COPD severity and prognosis. J Bras Pneumol 2015; 41: 415–421. doi:10.1590/S1806-371320150000000.

32. Maltais F, Decramer M, Casaburi R, Barreiro E, Burelle Y, Debigaré R, Dekhuijzen PN, Franssen F, Gayan-Ramirez G, Gea J, Gosker HR, Gosselink R, Hayot M, Hussain SN, Janssens W, Polkey MI, Roca J, Saey D, Schols AM, Spruit MA, Steiner M, Taivassalo T, Troosters T, Vogiatzis I, Wagner PD; ATS/ERS Ad Hoc Committee on Limb Muscle Dysfunction in COPD. An official American Thoracic Society/European Respiratory Society statement: update on limb muscle dysfunction in chronic obstructive pulmonary disease. Am J Respir Crit Care Med. 2014;189(9):e15-62. doi: 10.1164/rccm.201402-0373ST.

33. Cruz-Jentoft AJ, Baeyens JP, Bauer JM, et al. Sarcopenia: European consensus on definition and diagnosis: Report of the European Working Group on Sarcopenia in Older People. Age Ageing. 2010;39(4):412-423. doi: 10.1093/ageing/afq034.

34. Cruz-Jentoft A.J., Bahat G., Bauer J. et al. Sarcopenia: revised European consensus on definition and diagnosis. Age Ageing. 2019; 48 (1):16–31. doi: 10.1093/ageing/afy169.

35. van Bakel SIJ, Gosker HR, Langen RC, Schols AMWJ. Towards Personalized Management of Sarcopenia in COPD. Int J Chron Obstruct Pulmon Dis. 2021;16:25-40. doi:10.2147/COPD.S280540.

36. Lee LW, Lin CM, Li HC, et al. Body composition changes in male patients with chronic obstructive pulmonary disease: aging or disease process? PLoS One 2017; 12: e0180928. doi:10.1371/journal.pone.0180928.

37. Сергеева В.А., Липатова Т.Е. Саркопения, ассоциированная с COVID-19 // Профилактическая медицина. 2022. Т. 25. № 11. С. 105-112.

38. Ma K, Huang F, Qiao R, Miao L. Pathogenesis of sarcopenia in chronic obstructive pulmonary disease. Front Physiol. 2022;13:850964. doi:10.3389/fphys.2022.850964

39. Natanek SA, Gosker HR, Slot IGM, et al. Heterogeneity of quadriceps muscle phenotype in chronic obstructive pulmonary disease (COPD); implications for stratified medicine? Muscle Nerve 2013; 48: 488–497. doi:10.1002/mus.23784.

40. Nilwik R, Snijders T, Leenders M, et al. The decline in skeletal muscle mass with aging is mainly attributed to a reduction in type II muscle fiber size. Exp Gerontol 2013; 48: 492– 498. doi:10.1016/j.exger.2013.02.012.

41. Benz E, Trajanoska K, Lahousse L, et al. Sarcopenia in COPD: a systematic review and meta-analysis. Eur Respir Rev. 2019;28(154):190049. Published 2019 Nov 13. doi:10.1183/16000617.0049-2019

42. Kera T, Kawai H, Hirano H, et al. Definition of Respiratory Sarcopenia With Peak Expiratory Flow Rate. J Am Med Dir Assoc. 2019;20(8):1021-1025. doi:10.1016/j.jamda.2018.12.013

43. Ткачева О.Н., Котовская Ю.В., Наумов А.В., Бабак С.Л., Рунихина Н.К., Розанов А.В., Бабенко И.В., Ховасова Н.О., Токарева Л.Г. Консенсус экспертов Российской ассоциации геронтологов и гериатров «Хроническая обструктивная болезнь легких у пациентов пожилого и старческого возраста». Терапия. 2023; 9(8): 128–139. doi: 10.18565/therapy.2023.8.128–139.

44. Chen X, Mao G, Leng SX. Frailty syndrome: an overview. Clin Interv Aging. 2014;9:433-41. doi: 10.2147/CIA.S45300.

45. To TL, Doan TN, Ho WC, Liao WC. Prevalence of frailty among communitydwelling older adults in Asian countries: a systematic review and meta-analysis. Q13 Healthcare (Basel). 2022;10(5). doi:10.3390/healthcare10050895.

46. Marengoni A, Vetrano DL, Manes-Gravina E, Bernabei R, Onder G, Palmer K. The Relationship Between COPD and Frailty: A Systematic Review and Meta-Analysis of Observational Studies. Chest. 2018;154(1):21-40. doi:10.1016/j.chest.2018.02.014

47. Koons B, Greenland JR, Diamond JM, Singer JP. Pathobiology of frailty in lung disease. Transl Res. 2020 Jul;221:1-22. doi: 10.1016/j.trsl.2020.04.001.

48. Vaz Fragoso CA, Enright PL, McAvay G, Van Ness PH, Gill TM. Frailty and respiratory impairment in older persons. Am J Med. 2012 Jan;125(1):79-86. doi: 10.1016/j.amjmed.2011.06.024.

49. Hanlon P, Lewsey J, Quint JK, Jani BD, Nicholl BI, McAllister DA, Mair FS. Frailty in COPD: an analysis of prevalence and clinical impact using UK Biobank. BMJ Open Respir Res. 2022 Jul;9(1):e001314. doi: 10.1136/bmjresp-2022-001314.

50. Verduri A, Carter B, Laraman J, et al. Frailty and its influence on mortality and morbidity in COPD: A Systematic Review and Meta-Analysis. Intern Emerg Med. 2023;18(8):2423-2434. doi:10.1007/s11739-023-03405-6

51. He D, Yan M, Zhou Y, et al. Preserved Ratio Impaired Spirometry and COPD Accelerate Frailty Progression: Evidence From a Prospective Cohort Study [published online ahead of print, 2023 Jul 26]. Chest. 2023;S0012-3692(23)01055-3. doi:10.1016/j.chest.2023.07.020