«Ульяновский медико-биологический журнал»

CLINICAL MEDICINE

Download article

DOI 10.34014/2227-1848-2026-1-31-40

FUNCTIONAL AND CLINICAL SIGNIFICANCE OF MEASURING EXHALED CARBON MONOXIDE CONCENTRATION IN NON-SMOKING ASTHMA PATIENTS

V.V. Gnoevykh 1, A.Yu. Smirnova 1, E.A. Zemskov 1, N.G. Chernova 1, M.V. Krest'yaninov 1, Yu.B. Kelin 2

1 Ulyanovsk State University, Ulyanovsk, Russia;

2 Central Clinical Medical and Sanitary Unit named after Honored Doctor of Russia V.A. Egorov, Ulyanovsk, Russia

 

Peritoneal dissemination is one of the most frequent metastatic pattern of advanced gastric cancer. According to the GINA expert guidelines (2006–2011), the fraction of exhaled carbon monoxide (FeCO) in patients with asthma was considered a potential marker of airway inflammation.

Objective. The aim of the study is to assess the clinical and functional value of measuring exhaled carbon monoxide levels in non-smoking asthma patients.

Materials and Methods. The study included 77 non-smoking patients with asthma. Based on the concentration of exhaled carbon monoxide (FeCO), patients were divided into the main group (MG FeCO≥4 ppm) and the control group (CG; FeCO<4 ppm). The comparison group (CG) consisted of 35 healthy non-smokers. Using the Asthma Control Scoring System (ACSS), we analyzed asthma severity, pulmonary ventilation, and blood oxygenation status. The severity of induced sputum eosinophilia and various types of asthma control (functional, clinical, pathophysiological, and total) were also evaluated, along with the overall level of disease control.

Results. Higher levels of exhaled carbon monoxide in non-smoking asthma patients were associated with impaired pulmonary ventilation, decreased blood oxygenation, reduced asthma control, and increased disease severity. No statistically significant differences were observed between the main and control groups regarding the reduction in pathophysiological asthma control or the severity of induced sputum eosinophilia.

Key words: exhaled carbon monoxide; non-smoking asthma patients; blood oxygenation; clinical, functional, pathophysiological, and total asthma control.

 

Conflict of interest. The authors declare no conflict of interest.

Author contributions

Research concept and design: Gnoevykh V.V., Smirnova A.Yu.

Literature search, participation in the study, data processing: Gnoevykh V.V.,

Smirnova A.Yu., Chernova N.G., Zemskov E.A., Krest'yaninov M.V., Kelin Yu.B.

Statistical data processing: Gnoevykh V.V., Smirnova A.Yu.

Data analysis and interpretation: Gnoevykh V.V., Smirnova A.Yu.

Text writing and editing: Gnoevykh V.V., Krest'yaninov M.V.

 

References

  1. Horvath I., Donnelly L.E., Kiss A., Paredi P., Kharitonov S.A., Barnes P.J. Raised levels of exhaled carbon monoxide are associated with an increased expression of heme oxygenase-1 in airway macrophages in asthma: a new marker of oxidative stress. Thorax. 1998; 53 (8): 668–672. DOI: 10.1136/thx.53.8.668.

  2. Harju T., Soini Y., Paakko R., Kinnula V.L. Up-regulation of heme oxygenase-I in alveolar macrophages of newly diagnosed asthmatics. Respir Med. 2002; 96 (6): 418–423.

  3. Kharitonov S.A., Yates D., Robbins R.A., Logan-Sinclair R., Shinebourne E.A., Barnes P.J. Increased nitric oxide in exhaled air of asthmatic patients. Lancet. 1994; 343 (8890): 133–135.

  4. Persson M.G., Zetterstrom O., Agrenius V., Ihre E., Gustafsson L.E. Single-breath nitric oxide measurements in asthmatic patients and smokers. Lancet. 1994; 343 (8890): 146–147.

  5. Habib S.S. Elevated exhaled nitric oxide (NO) in asymptomatic asthmatics taking bronchodilators on demand with controlled body composition. J Pak Med Assoc. 2009; 59 (3): 147–150.

  6. GINA. Global Initiative for Asthma; 2011. Available at: https://ginasthma.org/wp-content/uploads/2019/01/2011-GINA.pdf (accessed: January 21, 2025).

  7. Deveci S. Erhan, Deveci Figen, Açik Yasemin, Ozan A. Tevfik. The measurement of exhaled carbon monoxide in healthy smokers and non-smokers. Respiratory Medicine. 2004; 98: 551–556.

  8. Clinical guidelines. Bronchial asthma; 2021. Available at: https://spulmo.ru/upload/kr/BA_2021.pdf?ysclid=m66s4nkje8187932391 (accessed: January 21, 2025) (in Russian).

  9. Global Strategy for Asthma Management and Prevention; 2024. Available at: https://www.guidelinecentral.com/guideline/41774/#section-anchor-2776274 (accessed: January 21, 2025).

  10. Kharitonov S.A., Barnes P. Exhaled markers of pulmonary disease. American journal of respiratory and critical care medicine. 2001; 163 (7): 1693–1722.

  11. Jingying Zhang, Xin Yao, Rongbin Yu, Jianling Bai, Yun Sun, Mao Huang, Ian M. Adcock, Peter J. Barnes. Exhaled carbon monoxide in asthmatics: a meta-analysis. Respir Res. 2010; 11 (1): 50. DOI: 10.1186/1465-9921-11-50.

  12. Middleton E.T., Morice A.H. Breath carbon monoxide as an indication of smoking habit. Chest. 2000; 117 (3): 758–763.

  13. Sato S., Nishimura K., Koyama H., Tsukino M., Oga T., Hajiro T., Mishima M. Optimal Cutoff Level of Breath Carbon Monoxide for Assessing Smoking Status in Patients with Asthma and COPD. Chest. 2003; 124 (5): 1749–1754.

  14. Khatri S.B., Ozkan M., McCarthy K., Laskowski D., Hammel J., Dweik R.A., Erzurum S.C. Alterations in exhaled gas profile during allergen-induced asthmatic response. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine. 2001; 164 (10 Pt 1): 1844–1848.

  15. Yamaya M., Hosoda M., Ishizuka S., Monma M., Matsui T., Suzuki T., Sekizawa K., Sasaki H. Relation between exhaled carbon monoxide levels and clinical severity of asthma. Clinical and Experimental Allergy. 2001; 31 (3): 417–422.

  16. Nathan R.A., Sorkness C.A., Kosinski M. Development of the asthma control test: a survey for assessing asthma control. J Allergy Clin Immunol. 2004; 113: 59–65.

  17. Juniper E.F., Bousquet J., Abetz L. Identifying “well-controlled” and “not well-controlled” asthma using the Asthma Control Questionnaire. Respir Med. 2006; 100: 616–621.

  18. Khalili B., Boggs P.B., Shi R. Discrepancy between clinical asthma control assessment tools and fractional exhaled nitric oxide. Ann Allergy Asthma Immunol. 2008; 101: 124–129.

  19. Xavier Soler, Janet T. Holbrook, Lynn B. Gerald, Cristine E. Berry, Joy Saams, Robert J. Henderson, Elizabeth Sugar, Robert A. Wise, Joe W. Ramsdell. Validity of the Asthma Control Test Questionnaire Among Smoking Asthmatics. The Journal of Allergy and Clinical Immunology: In Practice. 2018; 6 (1): 151–158.

  20. LeBlanc A., Robichaud P., Lacasse Y., Boulet L.P. Quantification of asthma control: Validation of the Asthma Control Scoring System. Allergy. 2007; 62 (2): 120–125. DOI: 10.1111/j.1398-9995.2006.01194.x.

Received November 22, 2025; accepted January 31, 2026.

 

Information about the authors

Gnoevykh Valeriy Viktorovich, Doctor of Sciences (Medicine), Professor, Head of the Chair of Internal Disease Propaedeutics, Ulyanovsk State University. 432017, Russia, Ulyanovsk, L. Tolstoy St., 42; e-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра., ORCID ID: https://orcid.org/0000-0002-8009-0557

Smirnova Anna Yurevna, Candidate of Sciences (Medicine), Associate Professor, Chair of Internal Disease Propaedeutics, Ulyanovsk State University. 432017, Russia, Ulyanovsk, L. Tolstoy St., 42; e-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра., ORCID ID: https://orcid.org/0000-0001-8175-5867

Zemskov Evgeniy Anatolevich, Teaching Assistant, Chair of Internal Disease Propaedeutics, Ulyanovsk State University. 432017, Russia, Ulyanovsk, L. Tolstoy St., 42; e-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра., ORCID ID: https://orcid.org/0009-0002-2176-8169

Chernova Nadezhda Georgiyevna, Senior Lecturer, Chair of Internal Disease Propaedeutics, Ulyanovsk State University. 432017, Russia, Ulyanovsk, L. Tolstoy St., 42; e-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра., ORCID ID: https://orcid.org/0000-0002-1781-6968

Krest'yaninov Maksim Vyacheslavovich, Candidate of Sciences (Medicine), Associate Professor, Chair of Internal Disease Propaedeutics, Ulyanovsk State University. 432017, Russia, Ulyanovsk, L. Tolstoy St., 42; e-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра., ORCID ID: https://orcid.org/0000-0002-3616-7246

Kelin Yuriy Borisovich, Chief Physician, Central Clinical Medical and Sanitary Unit named after Honored Doctor of Russia V.A. Egorov. 432008, Russia, Ulyanovsk, Likhacheva St., 12; e-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра., ORCID ID: https://orcid.org/0009-0000-6283-819X

 

For citation

Gnoevykh V.V., Smirnova A.Yu., Zemskov E.A., Chernova N.G., Krest'yaninov M.V., Kelin Yu.B. Funktsional'noye i klinicheskoye znacheniye opredeleniya fraktsii okisi ugleroda v vydykhayemom vozdukhe u nekuryashchikh bol'nykh bronkhial'noy astmoy [Functional and clinical significance of measuring exhaled carbon monoxide concentration in non-smoking asthma patients]. Ul'yanovskiy mediko-biologicheskiy zhurnal. 2026; 1: 31–40. DOI: 10.34014/2227-1848-2026-1-31-40 (in Russian).

 

Скачать статью

УДК 616.248-008:612.233

DOI 10.34014/2227-1848-2026-1-31-40

ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ И КЛИНИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФРАКЦИИ ОКИСИ УГЛЕРОДА В ВЫДЫХАЕМОМ ВОЗДУХЕ У НЕКУРЯЩИХ БОЛЬНЫХ БРОНХИАЛЬНОЙ АСТМОЙ

В.В. Гноевых 1, А.Ю. Смирнова 1, Е.А. Земсков 1, Н.Г. Чернова 1, М.В. Крестьянинов 1, Ю.Б. Келин 2

1 ФГБОУ ВО «Ульяновский государственный университет», г. Ульяновск, Россия;

2 ГУЗ «Центральная клиническая медико-санитарная часть имени заслуженного врача России В.А. Егорова», г. Ульяновск, Россия

 

Согласно рекомендациям экспертов GINA (2006–2011 гг.) содержание окиси углерода в выдыхаемом воздухе (FeCO) у больных бронхиальной астмой (БА) рассматривалось в качестве одного из возможных маркеров воспаления дыхательных путей.

Цель. Оценка клинической и функциональной значимости определения фракции окиси углерода в выдыхаемом воздухе у некурящих больных БА.

Материалы и методы. Было обследовано 77 некурящих больных БА. В зависимости от концентрации окиси углерода в выдыхаемом воздухе пациентов разделили на основную (ОГ, FeCO≥4 ppm) и контрольную (КГ, FeCO<4 ppm) группы. Группу сравнения (ГС) составили 35 здоровых некурящих лиц. С помощью Asthma Control Scoring System были проанализированы степень тяжести БА, состояние легочной вентиляции и оксигенации крови, выраженность эозинофилии стимулированной мокроты и различные виды контроля БА (функциональный, клинический, патофизиологический и общий), а также оценивался уровень контроля заболевания.

Результаты. Более высокое содержание окиси углерода в выдыхаемом воздухе у некурящих больных бронхиальной астмой ассоциировалось с ухудшением легочной вентиляции, снижением оксигенации крови и уровня контроля астмы в сочетании с более тяжелым течением заболевания. Выраженность снижения патофизиологического контроля БА и степень эозинофилии индуцированной мокроты в основной и контрольной группах статистически значимо не различались.

Ключевые слова: окись углерода в выдыхаемом воздухе, некурящие больные бронхиальной астмой, оксигенация крови, клинический, функциональный, патофизиологический и общий контроль бронхиальной астмы.

 

Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Вклад авторов

Концепция и дизайн исследования: Гноевых В.В., Смирнова А.Ю.

Литературный поиск, участие в исследовании, обработка материала: Гноевых В.В.,

Смирнова А.Ю., Чернова Н.Г., Земсков Е.А., Крестьянинов М.В., Келин Ю.Б.

Статистическая обработка данных: Гноевых В.В., Смирнова А.Ю.

Анализ и интерпретация данных: Гноевых В.В., Смирнова А.Ю.

Написание и редактирование текста: Гноевых В.В., Крестьянинов М.В.

 

Литература

  1. Horvath I., Donnelly L.E., Kiss A., Paredi P., Kharitonov S.A., Barnes P.J. Raised levels of exhaled carbon monoxide are associated with an increased expression of heme oxygenase-1 in airway macrophages in asthma: a new marker of oxidative stress. Thorax. 1998; 53 (8): 668–672. DOI: 10.1136/thx.53.8.668.

  2. Harju T., Soini Y., Paakko R., Kinnula V.L. Up-regulation of heme oxygenase-I in alveolar macrophages of newly diagnosed asthmatics. Respir Med. 2002; 96 (6): 418–423.

  3. Kharitonov S.A., Yates D., Robbins R.A., Logan-Sinclair R., Shinebourne E.A., Barnes P.J. Increased nitric oxide in exhaled air of asthmatic patients. Lancet. 1994; 343 (8890): 133–135.

  4. Persson M.G., Zetterstrom O., Agrenius V., Ihre E., Gustafsson L.E. Single-breath nitric oxide measurements in asthmatic patients and smokers. Lancet. 1994; 343 (8890): 146–147.

  5. Habib S.S. Elevated exhaled nitric oxide (NO) in asymptomatic asthmatics taking bronchodilators on demand with controlled body composition. J Pak Med Assoc. 2009; 59 (3): 147–150.

  6. GINA. Global Initiative for Asthma; 2011. URL: https://ginasthma.org/wp-content/uploads/2019/01/2011-GINA.pdf (дата обращения: 21.01.2025).

  7. Deveci S. Erhan, Deveci Figen, Açik Yasemin, Ozan A. Tevfik. The measurement of exhaled carbon monoxide in healthy smokers and non-smokers. Respiratory Medicine. 2004; 98: 551–556.

  8. Клинические рекомендации. Бронхиальная астма; 2021. URL: https://spulmo.ru/upload/kr/BA_2021.pdf?ysclid=m66s4nkje8187932391 (дата обращения: 21.01.2025)

  9. Global Strategy for Asthma Management and Prevention; 2024. URL: https://www.guidelinecentral.com/guideline/41774/#section-anchor-2776274 (дата обращения: 21.01.2025).

  10. Kharitonov S.A., Barnes P. Exhaled markers of pulmonary disease. American journal of respiratory and critical care medicine. 2001; 163 (7): 1693–1722.

  11. Jingying Zhang, Xin Yao, Rongbin Yu, Jianling Bai, Yun Sun, Mao Huang, Ian M. Adcock, Peter J. Barnes. Exhaled carbon monoxide in asthmatics: a meta-analysis. Respir Res. 2010; 11 (1): 50. DOI: 10.1186/1465-9921-11-50.

  12. Middleton E.T., Morice A.H. Breath carbon monoxide as an indication of smoking habit. Chest. 2000; 117 (3): 758–763.

  13. Sato S., Nishimura K., Koyama H., Tsukino M., Oga T., Hajiro T., Mishima M. Optimal Cutoff Level of Breath Carbon Monoxide for Assessing Smoking Status in Patients with Asthma and COPD. Chest. 2003; 124 (5): 1749–1754.

  14. Khatri S.B., Ozkan M., McCarthy K., Laskowski D., Hammel J., Dweik R.A., Erzurum S.C. Alterations in exhaled gas profile during allergen-induced asthmatic response. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine. 2001; 164 (10 Pt 1): 1844–1848.

  15. Yamaya M., Hosoda M., Ishizuka S., Monma M., Matsui T., Suzuki T., Sekizawa K., Sasaki H. Relation between exhaled carbon monoxide levels and clinical severity of asthma. Clinical and Experimental Allergy. 2001; 31 (3): 417–422.

  16. Nathan R.A., Sorkness C.A., Kosinski M. Development of the asthma control test: a survey for assessing asthma control. J Allergy Clin Immunol. 2004; 113: 59–65.

  17. Juniper E.F., Bousquet J., Abetz L. Identifying “well-controlled” and “not well-controlled” asthma using the Asthma Control Questionnaire. Respir Med. 2006; 100: 616–621.

  18. Khalili B., Boggs P.B., Shi R. Discrepancy between clinical asthma control assessment tools and fractional exhaled nitric oxide. Ann Allergy Asthma Immunol. 2008; 101: 124–129.

  19. Xavier Soler, Janet T. Holbrook, Lynn B. Gerald, Cristine E. Berry, Joy Saams, Robert J. Henderson, Elizabeth Sugar, Robert A. Wise, Joe W. Ramsdell. Validity of the Asthma Control Test Questionnaire Among Smoking Asthmatics. The Journal of Allergy and Clinical Immunology: In Practice. 2018; 6 (1): 151–158.

  20. LeBlanc A., Robichaud P., Lacasse Y., Boulet L.P. Quantification of asthma control: Validation of the Asthma Control Scoring System. Allergy. 2007; 62 (2): 120–125. DOI: 10.1111/j.1398-9995.2006.01194.x.

Поступила в редакцию 22.11.2025; принята 31.01.2026.

 

Авторский коллектив

Гноевых Валерий Викторович – доктор медицинских наук, профессор, заведующий кафедрой пропедевтики внутренних болезней, ФГБОУ ВО «Ульяновский государственный университет». 432017, Россия, г. Ульяновск, ул. Л. Толстого, 42; e-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра., ORCID ID: https://orcid.org/0000-0002-8009- 0557

Смирнова Анна Юрьевна – кандидат медицинских наук, доцент кафедры пропедевтики внутренних болезней, ФГБОУ ВО «Ульяновский государственный университет». 432017, Россия, г. Ульяновск, ул. Л. Толстого, 42; e-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра., ORCID ID: https://orcid.org/0000-0001-8175-5867

Земсков Евгений Анатольевич – ассистент кафедры пропедевтики внутренних болезней, ФГБОУ ВО «Ульяновский государственный университет». 432017, Россия, г. Ульяновск, ул. Л. Толстого, 42; e-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра., ORCID ID: https://orcid.org/0009-0002-2176-8169

Чернова Надежда Георгиевна – старший преподаватель кафедры пропедевтики внутренних болезней, ФГБОУ ВО «Ульяновский государственный университет». 432017, Россия, г. Ульяновск, ул. Л. Толстого, 42; e-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра., ORCID ID: https://orcid.org/0000-0002-1781-6968

Крестьянинов Максим Вячеславович – кандидат медицинских наук, доцент кафедры пропедевтики внутренних болезней, ФГБОУ ВО «Ульяновский государственный университет». 432017, Россия, г. Ульяновск, ул. Л. Толстого, 42; e-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра., ORCID ID: https://orcid.org/0000-0002-3616-7246

Келин Юрий Борисович – главный врач, ГУЗ «Центральная клиническая медико-санитарная часть имени заслуженного врача России В.А. Егорова». 432008, г. Ульяновск, ул. Лихачева, 12; e-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра., ORCID ID: https://orcid.org/0009-0000-6283-819X

 

Образец цитирования

Гноевых В.В., Смирнова А.Ю., Земсков Е.А., Чернова Н.Г., Крестьянинов М.В., Келин Ю.Б. Функциональное и клиническое значение определения фракции окиси углерода в выдыхаемом воздухе у некурящих больных бронхиальной астмой. Ульяновский медико-биологический журнал. 2026; 1: 31–40. DOI: 10.34014/2227-1848-2026-1-31-40.