CC BY
17© Коллектив авторов, 2022 https://doi.org/10.29296/24999490-2022-01-03
ПРОВОКАЦИЯ ОКИСЛИТЕЛЬНОГО СТРЕССА ТЯЖЕЛЫМИ МЕТАЛЛАМИ КАК ВОЗМОЖНЫЙ ТРИГГЕРНЫЙ ФАКТОР В РАЗВИТИИ РЕВМАТОИДНОГО АРТРИТА
Е.А. Таха1, Э.А. Шуралев2, И. Ренадино3, М.И. Арлеевская1, 2
'Казанская государственная медицинская академия — филиал ФГБОУ ДПО «Российская медицинская академия непрерывного профессионального образования» Министерства здравоохранения Российской Федерации, Российская Федерация, 420012, Казань, ул. Бутлерова, д. 36; 2ФГАОУ ВО «Казанский (Приволжский) федеральный университет», Российская Федерация, 420008, Казань, ул. Кремлевская, д. '8; 3Лаборатория иммунологии, INSERM '29'/cnrs505', университет Paul Sabatier, Тулуза, Франция
СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОРАХ
Таха Елена Алексеевна — лаборант центральной научно-исследовательской лаборатории Казанской государственной медицинской академии — филиала ФГБОУ ДПО РМАНПО Минздрава России. Тел.: +7 (905) 313-99-48. E-mail: miwutka@yandex.ru. ORCID: 0000-0001-9932-8417
Шуралев Эдуард Аркадьевич — доцент кафедры прикладной экологии ФГАОУ ВО «Казанский (Приволжский) федеральный университет». Кандидат ветеринарных наук, доцент. Тел.: +7(843) 233-72-08. E-mail: eduard.shuralev@mail.ru. ORCID: 00000003-0650-3090
Ренадино Ив — сотрудник лаборатории иммунологии и иммунотерапии, INSERM 1291/cnrs5051, университет Paul Sabatier, Тулуза, Франция. Профессор иммунологии. Тел.: +33 (0) 561-77-62-45. E-mail: Yves.renaudineau@gmail.com. ORCID: 0000-0001-5098-5002
Арлеевская Марина Игоревна — старший научный сотрудник центральной научно-исследовательской лаборатории Казанской государственной медицинской академии — филиала ФГБОУ ДПО РМАНПО Минздрава России. Ассистент кафедры фундаментальных основ медицины, ФГАОУ ВО «Казанский (Приволжский) федеральный университет». Кандидат медицинских наук. Тел.: +7(917) 288-66-79. E-mail: marleev@mail.ru. ORCID: 0000-0002-0584-446X
Введение. Ревматоидный артрит (РА), как и другие многофакторные заболевания, развивается в результате неадекватного ответа предрасположенного организма на вызовы окружающей среды.
Материал и методы. Обзор литературных источников, посвященных молекулярным механизмам воздействия тяжелых металлов на организм.
Целью обзора является анализ механизмов возможной роли тяжелых металлов в развитии РА. В обзоре представлен анализ публикаций отечественных и зарубежных авторов за последние 10лет.
Результаты. Известно, что экотоксиканты провоцируют различные неспецифические процессы в организме, в том числе окислительный стресс. Последний, в свою очередь, согласно достаточно многочисленным исследованиям, присутствует в организме лиц, страдающих РА и, возможно, играет патогенетическую роль при развитии данного заболевания. Поскольку экологические факторы в определенной степени являются модифицируемыми, исследование конкретных механизмов триггерного воздействия этих факторов на лиц группы риска имеет важное практическое значение.
Заключение. Влияние отдельных экологических факторов, в том числе тяжелых металлов, а также различных комбинаций этих факторов на развитие РА у предрасположенных к нему лиц требует дальнейшего изучения.
Ключевые слова: ревматоидный артрит, окислительный стресс, тяжелые металлы, экотоксиканты, аутоиммунные заболевания
PRO VOCATION OF OXIDATIVE STRESS BY HEAVY METALS AS A POSSIBLE TRIGGER FACTOR IN THE DEVELOPMENT OF RHEUMATOID ARTHRITIS E.A. Takha1, E.A. Shuralev2, Y. Renaudineau3, M.I. Arleevskaya1, 2
Kazan State Medical Academy — a branch of the Federal State Budgetary Educational Institution of Additional Professional
Education "Russian Medical Academy of Continuing Professional Education" of the Ministry of Health of the Russian Federation,
36Butlerova St., Kazan, 420012, Russian Federation;
2Federal State Autonomous Educational Institution of Higher Education «Kazan (Volga Region) Federal University», 18Kremlyovskaya St., Kazan, 420008, Russian Federation;
3Laboratory of immunology, chu purpan, inserm1291/cnrs5051, University Paul Sabatier, Toulouse, France
INFORMATION ABOUT THE AUTHORS
Takha Elena Alekseevna — laboratory assistant of the central research laboratory of the Kazan State Medical Academy — Russian Medical Academy of Continuous Professional Education. Tel.: +7 (905) 313-99-48. E-mail: miwutka @ yandex.ru ORCID: 0000-00019932-8417
Shuralev Eduard Arkadievich — Associate Professor of the Department of Applied Ecology, Kazan (Volga Region) Federal University. DVM, PhD, Associate Professor. Tel.: +7(843) 233-72-08. E-mail: eduard.shuralev@mail.ru. ORCID: 0000-0003-0650-3090
Renaudineau Yves — Laboratory of immunology, chu purpan, inserm1291/cnrs5051, University Paul Sabatier, Toulouse, France. Full professor. Tel.: +33 (0) 561-77-62-45. E-mail: Yves.renaudineau@gmail.com. ORCID: 0000-0001-5098-5002.
Arleevskaya Marina Igorevna — Senior Researcher of the Central Research Laboratory of the Kazan State Medical Academy — Russian Medical Academy of Continuous Professional Education. Assistant of the Department of Fundamental Principles of Medicine, Kazan (Volga Region) Federal University. MD, PhD. Tel.: +7(917) 288-66-79. E-mail: marleev@mail.ru. ORCID: 0000-0002-0584-446X.
Introduction. Rheumatoid arthritis, like other multifactorial diseases, develops as a result of an inadequate response of a predisposed organism to environmental challenges.
Material and methods. A review of the literature on the molecular mechanisms of the effects of heavy metals on the body.
Results. It is known that ecotoxicants provoke various nonspecific processes in the body, including oxidative stress (OS). The latter, in turn, according to a fairly large number of studies, is represented in rheumatoid, and possibly plays a pathogenetic role in this disease. The aim of the review is to analyze the mechanisms of the possible role of heavy metals in the development of rheumatoid arthritis. The review presents an analysis of publications by Russian and foreign authors over the past 10 years. Since environmental factors are modifiable to a certain extent, the study of specific mechanisms of the triggering effect of these factors on individuals at risk is of great practical importance.
Conclusion. The influence of the certain environmental factors, including heavy metals, as well as various combinations of these factors, on the development of rheumatoid arthritis in individuals at risk requires further study.
Key words: rheumatoid arthritis, oxidative stress, heavy metals, ecotoxicants, autoimmune diseases
ВВЕДЕНИЕ
Ревматоидный артрит (РА) — это хроническое воспалительное аутоиммунное заболевание, на развитие которого влияют как генетические факторы, так и факторы окружающей среды [1], характеризуется эрозивным артритом (синовитом) и системным поражением внутренних органов.
Европейская Антиревматическая Лига (European League Against Rheumatism — EULAR) призвала сосредоточиться на изучении патогенеза преклиниче-ских стадий заболевания с целью предотвращения развития РА у предрасположенных лиц [2].
Клиническая классификация ревматоидного артрита
Различают следующие стадии клинического течения:
♦ очень ранняя — до 6 мес;
♦ ранняя — 6—12 мес;
♦ развернутая — >1 года при наличии типичной симптоматики РА;
♦ поздняя — >2 лет + выраженная деструкция мелких (III—IV рентгенологическая стадия) и крупных суставов, а также наличие осложнений.
На сегодняшний день актуальным является изучение самых ранних стадий заболевания, еще до начала клинических проявлений. Так называемая доклиническая стадия, при которой ввиду отсутствия клинических симптомов можно обнаружить признаки активации аутоиммунной системы.
Можно отметить, что РА, как и другие многофакторные заболевания, развивается в результате неадекватного ответа предрасположенного организма на вызовы окружающей среды.
Согласно рекомендациям EULAR по терминологии для лиц с риском РА, «фазы риска» подразделяются с учетом наличия генетических, экологических факторов, аутоиммунных признаков, симптомов без клинического проявления артрита и неклассифицированного артрита [2].
Если генетические маркеры риска развития РА хорошо исследованы и в определенной степени отслеживаются в клинической практике, то средовые факторы риска практически не изучены.
Различные экотоксиканты провоцируют неспецифические процессы в организме. Одним из таких неспецифических процессов является окислительный стресс (ОС). ОС как понятие в окислительно-восстановительной биологии и медицине сформулировано в 1985 г. [3].
На сегодняшний день подразумевается, что ОС — это дисбаланс между образованием активных форм кислорода (АФК) и механизмами антиоксидантной защиты [4].
В последние годы появились доказательства того, что ОС играет решающую роль в развитии и сохранении воспаления и таким образом вносит свой вклад в патофизиологию огромного ряда заболеваний, в том числе и РА. Окислители влияют на высвобождение поврежденными тканями молекул, действующих как эндогенные сигналы опасности, их восприятие рецепторами врожденного иммунитета из То//-подобных (TLR) и NOD-подобных (NLR) семейств, и активация сигнальных путей, инициирующих адаптивный клеточный ответ на такие сигналы [5].
Известно, что антиоксидантная система при РА нарушена [6], а продукция митохондриальных АФК
в цельной крови и моноцитах у пациентов с РА фактически пятикратно увеличена [7]. Указанное также говорит в пользу того, что ОС является одной из патогенетических характеристик РА.
Развитие аутоиммунной реакции с участием активных форм кислорода
Ученые полагают, что у генетически предрасположенных лиц влияние нескольких факторов окружающей среды может способствовать развитию системного аутоиммунитета посредством образования АФК, которые являются триггером аутоиммунной реакции. Предположительно, указанный процесс запускается следующим образом: при попадании в организм триггерного фактора (на пример, частицы тяжелого металла из атмосферы) происходит стимуляция врожденного клеточного иммунного ответа в месте проникновения (на слизистой оболочке), активируются нейтрофилы, дендритные клетки и макрофаги. В дальнейшем это способно приводить к модификации белка (например, цитрулинизации), цитруллиниро-ванные антигены передаются Т-клеткам, которые активируются и, в свою очередь, активируют В-клетки, что приводит к выработке аутоантител на посттран-сляционно-модифицированные аутоантигены [8].
Каждый загрязнитель имеет свой собственный механизм токсичности, большинство загрязняющих веществ являются мощными окислителями [9]. В связи с этим стимуляция ОС определена как одна из наиболее важных механизмов, ответственных за воздействие токсичных загрязнителей воздуха.
Достаточно много работ, где говорится, что ОС является важным механизмом, лежащим в основе деструктивных и пролиферативных поражений при РА [10, 11], он крепко связан с воспалением [11] и способен нарушать сигнальные процессы и контроль молекулярного повреждения [12, 13].
Известно, что токсиканты окружающей среды, такие как тяжелые металлы, пестициды и загрязнители воздуха, генерируют ROS/RNS, возможно, запуская тем самым данный процесс [14, 15].
Влияние тяжелых металлов на развитие окислительного стресса в организме
Тяжелые металлы поступают в почву преимущественно из атмосферы с выбросами промышленных предприятий, а также выхлопными газами автомобилей.
Свинец, ртуть, кадмий
Цитотоксичность тяжелых металлов главным образом связана с антиоксидантными ферментами, такими как супероксиддисмутаза (SOD), каталаза (CAT) и глутатионпероксидаза (GPX) [16, 17] и неферментативными антиоксидантами, встречающимися в клетках и, в частности, глутатионом (GSH) [17, 18].
Такие тяжелые металлы, как свинец, ртуть и кадмий способны образовывать ковалентные связи с сульфгидрильными группами белков, что способ-
ствует непосредственно появлению реактивных частиц [19].
Влияние свинца направлено главным образом на антиоксидантные ферменты, такие как супероксид-дисмутаза, каталаза и глутатионпероксидаза [20]. Помимо этого, свинец способен индуцировать ОС через активацию сигнального пути Nrf2-ARE.
Кадмий нарушает репарацию нуклеотидов, индуцирует пролиферацию клеток, вызывает устойчивость к апоптозу, на фоне его воздействия формируется повышенная восприимчивость к другим агентам, повреждающим ДНК, и эндогенным мутагенам [21]. Также он модулирует экспрессию генов и передачу сигналов, снижает активность белков, участвующих в антиоксидантной защите, препятствует восстановлению ДНК [22]. В результате воздействия данного металла может значительно увеличиться содержание малонового диальдегида и снизиться содержание GSH и CAT наряду с усиленной экспрессией Bax и Bcl-2 после воздействия Cd [23]. Кадмий вызывает образование его внутримолекулярной дисульфидной связи в форме, связанной с цинком [24]. Что касается последнего, то предположительно, имеется определенный механизм, работающий по принципу положительной обратной связи между Zn2+ и митохондриальными АФК, который способствует избыточному накоплению активных радикалов [25]. В целом кадмий при условии хронического воспаления вызывает гибель клеток, нарушая при этом контроль метаболизма металлов с участием TNF-a и IL-1P [26].
Хром, никель, марганец
Хром, никель и марганец способны взаимодействовать с ядерными белками и ДНК, вызывая окислительное разрушение биологических макромолекул, снижение активности ферментов и нарушение контроля метаболических путей [27].
ОС, вызванный никелем, довольно слабый. В литературе отмечается истощение глутатиона и окислительная активация различных факторов транскрипции. Двухвалентный никель усиливает перекисное окисление липидов на всех основаниях ДНК [28, 29]. Также никель способен замещать железо в различных реакциях.
Алюминий, железо
Имеются данные, где указывается на возникновение ОС под действием алюминия (через нарушение биоэнергетики митохондрий) [30], железа (связано с изменениями иммунной системы в кровообращении и толстой кишке) [31]. Частицы серебра способствуют накоплению АФК и могут активировать Nrf2-зависимый путь [32] (см. таблицу).
Участие некоторых тяжелых металлов в активации фактора ядерной транскрипции (Nrf2)
ОС в целом может активировать редокс-чув-ствительные пути, которые приводят к различным биологическим процессам, таким как воспаление и
гибель клеток. Эти пути регулируются большим разнообразием транскрипционных факторов, таких как сигнальные преобразователи и активаторы транскрипции (STAT), активатор белка-1 (AP1) [33], ядерный фактор-кВ (NF-kB) [34] и фактор 2, связанный с ядерным фактором-2 (Nrf2).
Nrf2 — редокс-чувствительный транскрипционный фактор, который реагирует на изменение соотношения восстановленных и окисленных SH-групп в белках [35]. Его экспрессия повышается при развитии ОС и направлена на защиту клетки от воздействия свободных радикалов [36]. Известно, что выключение гена, кодирующего Nrf2 в организме мышей, не только блокирует усиление работы генов защитных белков в условиях ОС, но также приводит к падению уровня транскрипции ряда генов в условиях нормы. Таким образом, Nrf2 участвует в поддержании базального уровня транскрипции некоторых из своих генов-мишеней [37].
Подавляющее большинство тяжелых металлов способных оказывать влияние на организм действуют через Nrf2. Большинство ученых полагают, что
данный фактор является основным регулятором клеточных реакций на стрессы, вызванные воздействием окружающей среды [38—40].
Ли и соавт. продемонстрировали, что MnCl2 активирует уровень белка Nrf2 и увеличивает связывающую активность Nrf2 с ARE. Эта активация сопровождается стимулированием экспрессии HO-1 и снижением уровней восстановленного GSH. Также обнаружено, что ковалентная модификация KEAP1 посредством Cys249, Cys368 и(или) Cys613 участвует в Cd-опосредованной активации Nrf2. Мышьяк, в свою очередь способен активировать данный путь [41].
При воздействии химических веществ из окружающей среды, таких как атмосферные хиноны, пестициды или тяжелые металлы, индуцируется ОС, включая ROS или электрофилы, вызывая диссоциацию KEAP1 и Nrf2. Затем Nrf2 перемещается из цитоплазмы в ядро и связывается с ARE после взаимодействия с партнерским белком, малым MAF (sMAF), активируя транскрипцию последующих детоксициру-ющих ферментов и антиоксидантов, таких как HO-1 и NQO-1. Помимо KEAP1/Nrf2, окислительно-вос-
Участие некоторых тяжелых металлов в развитии окислительного стресса
The participation of some heavy metals in the development of oxidative stress
Металл Механизм участия в развитии ОС
Свинец Активирует сигнальный путь Nrf2-ARE; образует ковалентные связи с сульфгидрильными группами белков; ингибирует антиоксидантные ферменты (супероксиддисмутазу, каталазу и глутатионпероксидазу)
Кадмий Образует ковалентные связи с сульфгидрильными группами белков; нарушает процессы окислительного фосфорилирования и синтеза АТФ; увеличивает ионную проницаемость внутренней митохондриальной мембраны за счет открытия митохондриальной переходной поры проницаемости; нарушает внутриклеточную передачу кальция; блокирует митохондриальную цепь переноса электронов из-за нарушения потока электронов через комплекс III; ингибирует НАДН цитохром С оксидоредуктазы; ингибирует активность АТФазы, лактатдегидрогеназы, супероксиддисмутазы и глутатионпероксидазы, пируватдеги-дрогеназы, сукцинатдегидрогеназы митохондрий; приводит к нарушению репарации нуклеотидов; индукции пролиферации клеток, усилению экспрессии Bax и Bcl-2; вытесняет эндогенный металл из белков; повышает восприимчивость клеток к агентам, повреждающим ДНК, и эндогенным мутагенам; нарушает контроль метаболизма металлов с участием TNF-a и IL-1ß
Хром и марганец Взаимодействуют с ядерными белками и ДНК, вызывая окислительное разрушение биологических макромолекул, снижение активности ферментов и нарушение контроля метаболических путей
Никель Участвует во внутриклеточных реакциях, ведущих к истощению глутатиона, и окислительной активации различных факторов транскрипции; усиливает перекисное окисление липидов на всех основаниях ДНК; способен замещать железо в клеточных реакциях
Алюминий Нарушает биоэнергетику митохондрий, вытесняет кальций из клеточной стенки; участвует в перекисном окислении липидов
Железо Участвует в образовании супероксидного радикала, гидроксильного радикала (реакция Фентона) и других АФК, в конечном итоге производящих мутагенный и канцерогенный малоновый диальдегид (MDA), 4-гидроксиноненал (HNE); ведет к нарушению кровообращения в толстой кишке
Серебро Участвует в активации NrO-зависимого пути
Цинк Участвует в регуляции активности факторов транскрипции; участвует в защите от ОС (защита от повреждения ДНК)
Хром Вступает в реакции типа Фентона, образуя гидроксильные радикалы
Кобальт и медь Участвуют в образовании супероксидного радикала, гидроксильного радикала и других АФК, в конечном итоге производящих малоновый диальдегид (MDA) и 4-гидроксиноненал (HNE)
Мышьяк и ртуть Образуют ковалентные связи с сульфгидрильными группами белков
становительный цикл может активировать другие сигнальные пути. После диссоциации KEAP1 Nrf2 больше не переходит к убиквитинированию и деградации, что приводит к перемещению в ядро. Транслоциро-ванный Nrf2 гетеродимеризуется с другими ядерными факторами, такими как sMAF, и связывается с ARE, что приводит к активации детоксицирующих ферментов и антиоксидантов. При более высоких уровнях ОС в клетке накапливается больше Nrf2 [42].
Некоторые тяжелые металлы, такие как мышьяк, хром, ванадий, стимулируют воспалительные пути, такие как NF-kB каскад.
Подводя итог, можно сказать, что современная картина развития аутоиммунного процесса под действием тяжелых металлов подразумевает связывание металла с белком, что индуцирует протеолиз и (или) конформационные изменения антигена и представление измененного пептида в комплексе с молекулами гистосовместимости I и II классов клеткам иммунной системы [43].
Другие важные провокаторы появления активных форм кислорода
Известно, что возникновение ОС, и как следствие, аутоиммунной напряженности организма, происходит под влиянием многих факторов окружающей среды. Ранее были рассмотрены тяжелые металлы, присутствующие в атмосфере, также хотелось бы упомянуть об участии окиси углерода и диоксида азота ввиду их распространенности.
Среди различных загрязнителей воздуха в окружающей среде окись углерода (СО) повсеместно производится из многих распространенных источников (сигаретный и вторичный дым, автомобильные выхлопы, промышленные выбросы). В больших дозах CO токсичен, снижает способность переносить кислород [44]. Вместо этого на низком уровне CO действует как газопередатчик, активируя сигнальные пути [45]. Также следует учитывать, что повышение АФК происходит из-за взаимодействия СО с антиоксидантными ферментами, такими как СОД и каталаза. Действительно, каталаза является гемсодержащим ферментом, который может взаимодействовать с СО, потенциально влияя на его активность. С выхлопными газами автомобилей в окружающую среду выделяется диоксид азота, который является важным источником нитратного радикала. Последний в свою очередь связывается с аминокислотами. Некоторые ученые показали, что
ЛИТЕРАТУРА/REFERENCES
1
воздействие частиц дизельного топлива и выхлопных газов бензина тесно связано с возникновением ОС, повреждением ДНК и воспалением в целом [46, 47]. Различные частицы, содержащиеся в дыме, способны запускать развитие аутоантител, и, провоцируя ОС, могут нарушать регуляцию деметилирования ДНК, активируя иммунные гены [48].
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
На развитие аутоиммунного процесса, а в дальнейшем и такого заболевания, как РА, внешние факторы безусловно оказывают свое влияние.
Можно сказать, что механизм действия металлов достаточно разнообразен и одновременно сводится к следующему: образование свободных активных радикалов, на пример, таких как супероксидного, гидрок-сильного, осуществляется за счет замещения металлом других элементов. Преимущественно тяжелые металлы способствуют активации фактора ядерной транскрипции Nrf2 за счет образования связей с суль-фгидрильными группами белков. В результате этого может нарушаться запуск антиоксидантной защиты, а часть металлов способна инактивировать сами антиоксиданты. Кроме прочего, они, запуская работу ядерного фактора kB, стимулируют работу воспалительной и иммунной систем.
Представляется интересным и на сегодняшний день неизученным механизм данного процесса у лиц
на разных стадиях заболевания.
* * *
Прозрачность исследования. Исследование поддержано грантом Российского фонда фундаментальных исследований (№ '9-29-01058). Авторы несут полную ответственность за предоставление окончательной версии рукописи в печать.
Декларация о финансовых и других взаимоотношениях. Все авторы принимали участие в разработке концепции статьи и в написании рукописи. Окончательная версия рукописи была одобрена всеми авторами. Авторы не получали гонорар за статью.
Конфликт интересов
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Conflict of interest
The authors declare no conflict of interest.
. Croia C., Bursi R., Sutera D., Petrelli F., Alunno A., Puxeddu I. One year in review 2019: pathogenesis of rheumatoid arthritis. Clin. Exp. Rheumatol. 2019; 37 (3): 347-57.
!. Gerlag D.M., Raza K., van Baarsen L.G., Brouw-er E., Buckley C.D., Burmester G.R., Gabay C., Catrina A.I., Cope A.P., Cornelis F., Dahlqvist S.R., Emery P., Eyre S., Finckh A., Gay S., Hazes J.M., van der Helm-van Mil A., Huizinga T.W., Klareskog L., Kvien T.K., Lewis C., Machold K.P., Rönnelid J., van Schaardenburg D., Schett G., Smolen J.S., Thomas S., Worthington J., Tak P.P. EULAR recommendations for terminology and
research in individuals at risk of rheumatoid arthritis: report from the Study Group for Risk Factors for Rheumatoid Arthritis. Ann Rheum Dis. 2012; 71 (5): 638-41. https://doi.org/ 10.1136/annrheumdis-2011-200990.
3. Sies H. Oxidative stress: a concept in redox biology and medicine. Redox Biol. 2015; 4: 1803. https://doi.org/10.1016Zj.redox.2015.01.002.
4. Cabello-Verrugio C., Simon F., Trollet C., F.Santibafiez J., Oxidative Stress in Disease and Aging: Mechanisms and Therapies. Oxid Med Cell Longev. 2017; 2017: 4310469. https://doi. org/10.1155/2017/4310469.
5. Lugrin J., Rosenblatt-Velin N., Parapanov R., Liaudet L. The role of oxidative stress during inflammatory processes. Biol Chem. 2014; 395 (2): 203-30. https://doi.org/10.1515/hsz-2013-0241.
6. Ferreira H.B., Melo T., Paiva A., Domingues M. Insights in the Role of Lipids, Oxidative Stress and Inflammation in Rheumatoid Arthritis Unveiled by New Trends in Lipidomic Investigations. Antioxidants (Basel). 2021; 10 (1): 45. https://doi.org/10.3390 /antiox10010045.
7. Quinonez-Flores C.M., Gonzalez-Chavez S.A., Del Rio Najera D., Pacheco-Tena C. Oxidative stress relevance in the pathogenesis of the
rheumatoid arthritis: A systematic review. Biomed Res. Int. 2016; 2016: 6097417. https:// doi.org/10.1155/2016/6097417.
8. Burska A.N., Hunt L., Boissinot M., Strollo R., Ryan B.J., Vital E., Nissim A., Winyard P.G., Emery P., Ponchel F. Autoantibodies to Posttrans-lational Modifications in Rheumatoid Arthritis. Mediators of Inflammation. 2014; 2014: 492873. https://doi.org/10.1155/2014/492873.
9. Brunekreef B., Holgate S.T. Air Pollution and Health. The Lancet. 2002; 360 (9341): 1233-42360. https://doi.org/10.1016/S0140-6736 (02)11274-8.
10. Hirao M., Yamasaki N., Oze H., Ebina K., Nampei A., Kawato Y., Shi K., Yoshikawa H., Nishimoto N., Hashimoto J. Serum level of oxidative stress marker is dramatically low in patients with rheumatoid arthritis treated with tocilizumab. Rheumatol Int. 2012; 32 (12): 4041-5. https://doi. org/10.1007/ s00296-011-2135-0.
11. Veselinovic M., Barudzic N., Vuletic M., Zivkovic V., Tomic-Lucic A., Djuric D., Jakovljevic V Oxidative stress in rheumatoid arthritis patients: relationship to diseases activity. Mol. Cell. Biochem. 2014; 391 (1-2): 225-32. https://doi. org/10.1007 / s11010-014-2006-6.
12. Droge W Free radicals in the physiological control of cell function. Physiol Rev. 2002; 82 (1): 4795. https://doi.org/10.1152/Physrev00018.2001.
13. Sies H., Berndt C., Jones D.P Oxidative Stress. Annu Rev Biochem. 2017; 86: 715-48. https://doi. org/10.1146/annurev-biochem-061516-045037.
14. Haberzettl P., O'toole T.E., Bhatnagar A., Conklin D.J. Exposure tofine particulate air pollution causes vascular insulin resistance byinducing pulmonary oxidative stress. Environ Health Perspect. 2016; 124: 1830-9. https://doi. org/10.1289/EHP212.
15. Parmalee N.L., Aschner M. Metals and Circadi-an Rhythms. Adv Neurotoxicol. 2017; 1: 119-30. https://doi.org/10.1016/bs.ant.2017.07.003.
16. Pourahmad J., O'Brien P.J. Contrasting role of Na(+) ions in modulating Cu(+2) or Cd(+2) induced hepatocyte toxicity. Chem Biol. Interact. 2000; 126 (2): 159-69. https://doi. org/10.1016/s0009-2797 (00) 00162-9.
17. Valko M., Rhodes C.J., Moncol J., Izakovic M., Mazur M. Free radicals, metals and anti-oxidants in oxidative stress-induced cancer. Chem Biol. Interact. 2006; 160 (1): 1-40. https:// doi.org/10.1016/j.cbi.2005.12.009.
18. Pereira C.S., Thompson J.A., Xavier K.B. AI-2-mediated signalling in bacteria. FEMS Microbiol Rev. 2013; 37 (2): 156-81. https://doi. org/10.1111/j.1574-6976.2012.00345.x.
19. Lambert J.D., Elias R.J. The antioxidant and pro-oxidant activities of green tea polyphenols: a role in cancer prevention. Arch Biochem Biophys. 2010; 501 (1): 65-72. https:// doi.org/10.1016/j.abb.2010.06.013.
20. Aseervatham G.S., Sivasudha T., Jeyadevi R., Arul Ananth D. Environmental factors and unhealthy lifestyle influence oxidative stress in humans-an overview. Environ Sci Pollut Res Int. 2013; 20 (7): 4356-69. https://doi.org/10.1007/ s11356-013-1748-0.
21. Hartwig A. Mechanisms in cadmium-induced carcinogenicity: recent insights. Biometals. 2010; 23 (5): 951-60. https://doi.org/10.1007/ s10534-010-9330-4.
22. Bertin G., Averbeck D. Cadmium: cellular effects, modifications of biomolecules, modulation of DNA repair and genotoxic consequences (a review). Biochimie. 2006; 88 (11): 1549-59. https://doi.org/10.1016/j. biochi.2006.10.001.
23. Abdeen A., Abou-Zaid O.A., Abdel-Maksoud H.A., Aboubakr M., Abdelkader A., Abdelnaby
A., Abo-Ahmed A.I., El-Mleeh A., Mostafa O., Abdel-Daim M., Aleya L. Cadmium overload modulates piroxicam-regulated oxidative damage and apoptotic pathways. Environ Sci Pollut Res Int. 2019; 26 (24): 25167-77. https:// doi.org/10.1007/s11356-019-05783-x.
24. Polykretis P., Cencetti F., Donati C., Luchinat E., Banci L. Cadmium effects on superoxide dismutase 1 in human cells revealed by NMR. Redox Biol. 2019; 21: 101102. https://doi. org/10.1016/j.redox.2019.101102.
25. Slepchenko K.G., Lu Q., Li Y.V. Cross talk between increased intracellular zinc (Zn2+) and accumulation of reactive oxygen species in chemical ischemia. Am. J. Physiol Cell Physiol. 2017; 313 (4): 448-59. https://doi.org/10.1152/ ajpcell.00048.2017.
26. Bonaventura P., Lamboux A., Albarede F., Miossec P. Differential effects of TNF-a and IL-1 p on the control of metal metabolism and cadmium-induced cell death in chronic inflammation. PLoS One. 2018; 13 (5): e0196285. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0196285.
27. Valko M., Morris H., Cronin M.T. Metals, toxicity and oxidative stress. Curr Med Chem. 2005; 12 (10): 1161-208. https://doi. org/10.2174/0929867053764635.
28. Das K.K., Dasgupta S. Effect of nickel on testicular nucleic acid concentrations of rats on protein restriction. Biol Trace Elem Res. 2000; 73 (2): 175-80. https://doi.org/10.1385/ BTER:73:2:175.
29. Stinson T.J., Jaw S., Jeffery E.H., Plewa M.J. The relationship between nickel chloride-induced peroxidation and DNA strand breakage in rat liver. Toxicol Appl Pharmacol. 1992; 117 (1): 98-103. https://doi.org/10.1016/0041-008x(92) 90222-e.
30. Kumar V., Gill K.D. Oxidative stress and mito-chondrial dysfunction in aluminium neurotox-icity and its amelioration: a review. Neurotoxi-cology. 2014; 41: 154-66. https://doi.org/DOI: 10.1016/j.neuro.2014.02.004.
31. Morgan J.L., Thomas K., Braungart S., Nelson R.L. Transparent cap colonoscopy versus standard colonoscopy: a systematic review and meta-analysis. Tech Coloproctol. 2013; 17 (4): 353-60. https://doi.org/10.1007/s10151-013-0974-2.
32. Mao B.H., Chen Z.Y., Wang Y.J., Yan S.J. Silver nanoparticles have lethal and sublethal adverse effects on development and longevity by inducing ROS-mediated stress responses. Sci Rep. 2018; 8 (1): 2445. https:// doi.org/10.1038 / s41598-018-20728-z.
33. Comhair S.A., Erzurum S.C. Antioxidant responses to oxidant-mediated lung diseases. Am. J. Physiol Lung Cell Mol Physiol. 2002; 283 (2): 246-55. https://doi.org/10.1152/aj-plung.00491.2001.
34. Haddad J.J. Oxygen sensing and oxidant/ redox-related pathways. Biochem Biophys Res Commun. 2004; 316 (4): 969-77. https://doi. org/10.1016/j.bbrc.2004.02.162.
35. Якушева Е.Н., Мыльников П.Ю., Черных И.В., Щулькин А.В. Влияние мексидола на экспрессию транскрипционного фактора Nrf2 в коре больших полушарий головного мозга при экспериментальной ишемии. Журнал неврологии и психиатрии. 2018;
5: 63-7. https://doi.org/10.17116/jnev-ro20181186163-67
(Yakusheva E.N., Mylnikov P.U., Chernykh I.V., Shchulkin A.V. Effect of Mexidol on the expression of the transcription factor Nrf2 in the cerebral cortex during experimental ischemia. Zhurnal Nevrologii i Psikhiatrii. 2018; 5: 63-7 (in Russian) https://doi.org/10.17116/ jnevro20181186163-67)
36. Zhang L., Wang H. Targeting the NF-E2-Related Factor 2 Pathway: a Novel Strategy for Traumatic Brain Injury. Molecular Neurobiology 2018; 55 (2): 1773-85. https://doi.org/10.1007/ s12035-017-0456-z.
37. Hayes J.D., Chanas S.A., Henderson C.J., McMahon M., Sun C., Moffat G.J., Wolf C.R., Yamamoto M. The Nrf2 transcription factor contributes both to the basal expression of glutathione S-transferases in mouse liver and to their induction by the chemopreventive synthetic antioxidants, butylated hydroxyani-sole and ethoxyquin. Biochemical Society Transactions. 2000; 28 (2): 33-41. https://doi. org/10.1042/bst0280033.
38. Zheng F., Gonçalves F.M., Abiko Y., Li H., Kumagai Y., Aschner M. Redox toxicology of environmental chemicals causing oxidative stress. Redox Biol. 2020; 34: 101475. https://doi. org/10.1016/j.redox.2020.101475.
39. Ma Q. Role of nrf2 in oxidative stress and toxicity. Annu Rev Pharmacol Toxicol. 2013; 53: 401-26. https://doi.org/10.1146/annurev-pharmtox-011112-140320.
40. Silva-Islas C.A., Maldonado P.D. Canonical and non-canonical mechanisms of Nrf2 activation. Pharmacol Res. 2018; 134: 92-9. https://doi.org/10.1016Zj.phrs.2018.06.013.
41. Chen C.L., Chiou H.Y., Hsu L.I., Hsueh Y.M., Wu M.M., Chen C.J. Ingested arsenic, characteristics of well water consumption and risk of different histological types of lung cancer in northeastern Taiwan. Environ Res. 2010; 110 (5): 455-62. https://doi.org/10.1016/j. envres.2009.08.010.
42. Brooks M.B., Stokol T., Catalfamo J.L. Comparative hemostasis: animal models and new hemostasis tests. Clin Lab Med. 2011; 31 (1): 139-59. https://doi.org/10.1016/j. cll.2010.10.009.
43. Chen R.E., Thorner J. Systems biology approaches in cell signaling research. Genome Biol. 2005; 6 (10): 235. https://doi.org/10.1186/ GB-2005-6-10-235.
44. Reboul C., Boissière J., André L., Meyer G., Bideaux P., Fouret G., Feillet-Coudray C., Obert P., Lacampagne A., Thireau J., Cazorla O., Richard S. Carbon monoxide pollution aggravates ischemic heart failure through oxidative stress pathway. Sci Rep. 2017; 7: 39715. https:// doi.org/10.1038/srep39715.
45. Reboul C., Thireau J., Meyer G., André L., Obert P., Cazorla O., Richard S. Carbon monoxide exposure in the urban environment: an insidious foe for the heart? Respir Physiol Neurobiol. 2012; 184 (2): 204-12. https://doi.org/10.1016/j. resp.2012.06.010.
46. Durga M., Nathiya S., Rajasekar A., Devasena T. Effects of ultrafine petrol exhaust particles on cytotoxicity, oxidative stress generation, DNA damage and inflammation in human A549 lung cells and murine RAW 264.7 macrophages. Environ Toxicol Pharmacol. 2014; 38 (2): 518-30. https://doi.org/10.1016/j. etap.2014.08.003.
47. Donaldson K., Tran L., Jimenez L.A., Duffin R., Newby D.E., Mills N., MacNee W., Stone V. Combustion-derived nanoparticles: a review of their toxicology following inhalation exposure. Part Fibre Toxicol. 2005; 2: 10. https://doi. org/10.1186/1743-8977-2-10.
48. Perricone C., Versini M., Ben-Ami D., Gertel S., Watad A., Segel M.J., Ceccarelli F., Conti F., Cantarini L., Bogdanos D.P., Antonelli A., Amital H., Valesini G., Shoenfeld Y. Smoke and autoimmunity: The fire behind the disease. Autoimmun Rev. 2016; 15 (4): 354-74. https:// doi.org/10.1016/j.autrev.2016.01.001.
Для цитирования: Таха Е.А., Шуралев Э.А., Ренадино И., Арлеевская М.И. Провокация окислительного стресса тяжелыми металлами как возможный триггерный фактор в развитии ревматоидного артрита. Молекулярная медицина. 2022; 20 (1): 19-24. https://doi.org/10.29296/24999490-2022-01-03
Поступила 25 мая 2021 г.
For citation: Takha E.A., Shuralev E.A., Renaudineau Y., Arleevskaya M.I. Provocation of oxidative stress by heavy metals as a possible trigger factor in the development of rheumatoid arthritis. Molekulyarnaya meditsina. 2022; 20 (1): 19-24 (in Russian). https://doi.org/10.29296/24999490-2022-01-03
