CC BY
17МЕДИЧН1 ТА ЕКОЛОГ1ЧН1 ПРОБЛЕМИ ПРИМОРСЬКИХ РЕГ1ОН1В
УДК 616.921-06:616-018.74-008.6:615.272.4 DOI http://dx.doi.org/10.5281/zenodo.2533178
О. I. Верещагта, С. В. HiKimiH, С. А. Потапов
взасмозв'язок процес1в вшьнорадикального окисления та АНТИОКСИДАНТНОГО ЗАХИСТУ З ДИСФУНКЦ1СЮ ЕНДОТЕЛ1Я У ХВОРИХ НА ГРИП А
Одеський нацюнадьний медичний ушверситет
Summary. Vereshchagina O. I., Nikitin E. V., Potapov Ye. A. INTERACTION WITH THE PROCESSES OF FREE-RADIAL OXIDATION AND ANTIOXIDANT PROTECTION WITH ENDOTHELISM DYSFUNCTION IN PATIENTS WITH INFLUENZA A. - Odessa National Medical University, e-mail:[email protected] objective: to determine the role of endothelial dysfunction in the pathogenesis of influenza A and the impact on its development of disorders in the system of lipid peroxidation and antioxidant protection against influenza.
Key words: desquamated endothelial cells, endothelial dysfunction, ceruloplasmin, nitric
oxide.
Реферат. Верещагина А. И., Никитин Е. В., Потапов Е. А. ВЗАЕМОСВЯЗЬ ПРОЦЕССОВ СВОБОДНОРАДИКАЛЬНОГО ОКИСЛЕНИЯ И
АНТИОКСИДАНТНОЙ ЗАЩИТЫ С ДИСФУНКЦИЕЙ ЭНДОТЕЛИЯ У БОЛЬНЫХ ГРИППОМ А. Цель исследования: изучить роль эндотелиальной дисфункции в патогенезе гриппа А и влияние на ее развитие нарушений в системе ПОЛ, а также влияние антиоксидантной защиты на течение гриппа.
Ключевые слова: перекисное окисление липидов, антиоксидантная защита, дисфункция эндотелия, циркулирующие эндотелиальные клетки.
Реферат. Верещапна О. I., Шктн е. В., Потапов е. А. ВЗАСМОЗВ'ЯЗОК ПРОЦЕС1В ВШЬНОРАДИКАЛЬНОГО ОКИСЛЕНИЯ ТА АНТИОКСИДАНТНОГО ЗАХИСТУ З ДИСФУНКЦИЮ ЕНДОТЕЛ1Я У ХВОРИХ НА ГРИП А. Метa дослщження: визначити роль ендотелiальноi дисфункци в патогенезi грипу А та впливу на ii розвиток порушень у ^GreMi перекисного окисления лшщв, а також антиоксидантного захисту на переб^ грипу.
K^40Bi слова: перекисне окислення лшвдш, антиоксидантний захист, дисфyнкцiя ендотелiя, циркyлюючi ендотелiальнi клггини.
Вступ
Грип е найбшьш поширеним та масовим шфекцшним захворюваииям в усьому свт. Постiйнi спостереження за грипом свщчать про те, що епiдемiчний процес при цiй iнфекцii' мае безперервний перебщ охоплюючи населення рiзних територш та рiзних краiн [3, 8, 13, 18].
Дослвдження патогенетичних порушень, при гриш з метою розробки ефективних методiв противiрyсноi терапи та фармаколопчно! корекцп станiв, що виникають, набуло особливоi актyальностi за останш роки у зв'язку з появою нових реасортантних штамiв, здатних викликати пандемп.
Прискорення перекiсного окислення лшщв (ПОЛ) починаеться з моменту проникнення вiрyсy у оргаиiзм i е пусковим моментом в розвитку багатьох порушень з боку
© Верещапна О. I., Шктн е. В., Потапов е. А.
уах оргашв та систем. Неспроможнiсть антиоксидантно! системи мае велике значення в патогенезi грипу, особливо у хворих на тяжкий грип [1, 15, 20]. Можливють виникнення вiльнорадикального окисления (ВРО) у рестраторному трактi обумовлена безпосередшм контактом з киснем, морфолопчними i функцiональними особливостями легень [5, 19]. Важливе мiсце серед антиоксидантного захисту (АОЗ) клiтини займае система глутатюну, компоненти яко! приймають участь як в ензиматичних (глутатiонпероксидаза, глутатюнредуктаза, глутатiонтрнсфераза), так i в неензиматичних (ввдновлений глутатiон) реакцiях АОЗ [8, 9]. 1нтенсившсть ПОЛ е важлившим фактором, який регулюе роботу iмунноl системи, гальмуе чи прискорюе запальш процеси, а формування вiльних радикалiв -важливий захисний механiзм, що лежить в основi неспецифiчного iмунiтету - фагоцитозу. Нормалiзуюча дiя антиоксиданпв на фактори iмунiтету обумовлена дiею на мембрани клiтин, у тому числ iмунокомпетентних клiтин [5, 9].
Одшею з особливостей iнфекцiйного процесу при грипi А H1N1/09 вважаеться пошкодження эндотелш, як первинне - безпосередня iнвазiя вiрусу у клггини, так i вторинне - у разi активаци протизапальних цитокiнiв [4, 8]. На клгшнному рiвнi дисфункщя ендотелiю (ДЕ) повязана з ураженням та прискоренням апопотозу ендотелiоцитiв. В залежносл ввд морфологiчних змiн дескамованого ендотелiоциту, умовно видiляють 3 стадп апоптозу: початкову, стадiю виражених змш та к1нцеву. В ендотелiоцитах синтизуються бiологiчно активнi речовини, як1 контролюють апоптоз, але пiд впливом вiрусу грипу, що мае ендотелiотропнi властивосп, процес прискорюеться та розвиваеться дисфункщя ендотелiя. Важлива роль у забезпеченш ефективного функцiонування ендотелiальноl системи, судинного та мшроциркуляторного гомеостазу, а також запобiганнi розвитку ендотелiальноl дисфункци належить оксиду азоту [11, 12, 16].
В доступнш лiтературi зявляються роботи, в яких дослiджуються роль ДЕ при шфекцшних захворюваннях та при тяжкому грит, але вони мають поодинокий та розрiзнений характер [6].
Визначення стану процесiв ПОЛ та АОЗ разом з дослвдженням комплексу маркерiв ДЕ у сироватцi кровi хворих на грип А залежно ввд тяжкостi захворювання мае вагоме дiагностичне та практичне значення. Також застосування патогенетично обгрунтованих методiв фармаколопчно1 корекци з урахуванням ДЕ, а також порушень процесiв ПОЛ та АОЗ при грит дозволить полшшити результата л^вання.
Матерiали та методи
Щд спостереженням знаходилось 158 пащенпв, хворих на грип А, з них - у 32 був легкий перебщ 62 - середньо тяжкий та 64 хворих - з тяжким грипом у вщ ввд 18 до 45 рошв. Критерiями виключення були вагiтнiсть, тяжка соматична патологiя та ожирiния. Дослщження проведене на базi клшчно1 шфекцшно1 лiкарнi м. Одеса. Ступiнь тяжкосп визначали за клiнiчними проявами та наявшстю ускладнень.
Ддагноз грипу встановлювався на пiдставi епiдемiологiчних, клiнiчних та вiрусологiчних методiв дослвдження. У дослвдження включали тiльки хворих з позитивним результатом змивiв з носоглотки методом полiмеразноl ландюговох реакци на грип А.
Були проведет традицшт методи обстеження (загальний аиалiз кровi та сеч^ бiохiмiчне дослiдження кровi, рентген оргашв грудно1 клiтини). З метою оцшки маркерiв ЕД у сироватщ кровi хворих визначали вмiст сумарного рiвня стабiльних метаболiтiв оксиду азоту ^Ох), нiтратiв та нiтритiв (NO2+NOз) за допомогою реактиву Грiсу; актившсть церулоплазмiну (ЦП) методом, заснованим на окисленш п-фенiлендiамiну, на спектрофотометрi «Аре1 PD-303UV» Японiя [7, 12]. Визначали штенсившсть десквамадil ендотелiя за модефжованим методом J. Hladovec з визначенням загально1 кiлькостi циркулюючих ендотелiальних клижн (ЦЕК) та !х кiлькiсть на рiзних стадiях апоптозу [10, 14, 17]. Визначали стан процеав ПОЛ: дiе нових кон'югатiв (ДК), кетодiенiв (КД) та малонового дiальдегiду (МДА), як1 широко використовуються в якосл критерilв iнтенсивностi даного процесу. Концентращю ДК та МДА в сироватщ кровi хворих на грип, а також глутатюнпероксидази (ГП), глутатiонредуктази (ГР) i глюкозо-6-фосфатдег1дрогенази (Г-6-ФДГ) визначали за загальноприйнятими методиками [9].
Вище означенi дослiдження проводили п1д час надходження хворих до стацiонару та на 5 день спостереження.
Пащенти були розподiленi на наступш групи: I група - 31 хворий на легкий грип, II група - 64 хворих на грип середньо1 тяжкосп та III група - 62 хворих на тяжкий грип з
нетяжкою пневмошею. З метою контролю отриманих результапв дослiдженi практично здоровi добровольщ - 30 осiб, що далi iнформовану згоду щодо обстеження.
Статистичну обробку одержаних результатiв здiйснювали на персональному комп'ютери за допомогою пакепв STATISTICA 10.0, MedCalc 14.8.1 и MicrosoftExcel 2010 с надстройкою AtteStat 12.5, iнтернет-калькуляторiв SISA - Simple Interactive Statistical Analysis (http://www.quantitativeskills.com/sisa/) и WebPagestat Perform Statistical Calculations (http ://statpages.info).
Результата та ix обговорення
Проведенi дослiдження показали, що в груш контролю загальна кшьшсть десквамованих ендотелiальних клiтин у плазмi кровi становила 700-1300 клiтин/мл. В групах дослiдження виявлено зростання рiвню циркулюючих ендотелiальних клiтин (ЦЕК) залежно вщ тяжкостi захворювання (табл. 1). Так, у хворих на грип I групи загальна кiлькiсть клiтин становила 1300-1600 з переважанням виражено! стадп апоптозу, в II - й -1700 - 2400, з максимумом у III груш - 2500 - 3900, що вщповщало I ступеню ендотелiальноi дисфункци (2500 клггин/мл). На нашу думку, зростання загально! кiлькостi ЦЕК у хворих на грип А з переважанням виражено! стадп апоптозу свщчить про гостре ушкодження ендотелiю судин у хворих с перших дшв захворювання, а також про значну мембранодеструктивну дiю токсинiв грипу А та шших механiзмiв ушкодження ендотелiю (рис. 1):
Рис. 1. Вмют ендотелiальних клiтин з розподшенням за стадiями апоптозу в сироватщ кровi хворих на грип
Дослщження стадiй апоптозу десквамованих зi стiнок судин та мiгруючих у кров ендотендотелiальних клiтин показали, що на фош зростання загально! шлькосп ендотелiоцитiв зростала й вiдносна кшьшсть клiтин з вираженою стадieю апоптозу особливо у хворих II та III групи дослщження, але в порiвняннi з контролем, збiльшення шлькосп клiтин з начальною стадieю апоптозу свщчить про збiльшення ступеню десквамацп (0-300 до 400-800). За даними дослiджень [11], пiдвищення ЦЕК на шнцевш стадii апоптозу вiрогiдно пов'язано зi зниженням швидкостi утилiзацii десквамованого ендотелiя у хворих на грип А.
Виявлено прямий сильний кореляцшний зв'язок мiж перiодом розпалу грипу та вражешстю морфологiчних i функцюнальних порушень ендотелiю. Ступiнь ураження клггин ендотелiю корелюе з зростанням шлькосп ЦЕК у периферичнiй кровi. Кшьшсть ЦЕК мае прямш сильний зв'язок з тяжшстю грипу (коефiцiент кореляцп Спiрмена г = 0,72, р<0,001).
За даними дослiдження, гострий перюд грипу А супроводжуеться достовiрною штенсифжащею процесiв лiпопероксидацii' у виглядi тдвищення концентрацii' дiенових кон'югатiв, кетодiенiв та МДА в сироватщ кров^ в групах дослщження та пригнiченням
антиоксидантно1 системи ГП, ГР, та особливо G-SH (табл. 1).
Таблиця 1
Стан системи ПОЛ та АОЗ у хворих на грип залежно ввд тяжкосп
Показник Контроль n=30 Легкий грип N=31 Средньотяжкий грип n=62 Тяжкий грип n=64
МДА мкМ/л 0,97±0,099 1,68±0,2* 1,76±0,45* 2,83±0,05*
ДК+КДС, Ед/мг липидов 0,013±0,004 0,02±0,003* 0,03±0,008* 0,05±0,007*
ГР мкМ НАДФН2/мг гемогл/мин 0,581±0,056 0,385±0,04 0,385±0,094 0,38±0,01
ГП ммоль/мг гемогл /мин 0,152±0,023 0,13±0,01 0,101±0,020 0,11±0,004
G-SH 128,9±16,4 101,7±7,38* 94,23±17,54* 61,28±2,75*
Г-6-ФД мкМ НАДФН2/мг гемогл/мин 0,129±0,016 0,098±0,006 0,09±0,016 0,08±0,004
* Значимють вщмшностей з контрольною групою <0,05 Для дослвдження функцiонального стану ендотелш у хворих на грип А визначали показники ЦП та вмют сумарного рiвня стабiльних метаболiтiв оксиду азоту (NO2+ NO3) (табл. 2): Таблиця 2 Показники ЦП та NO у хворих на грип залежно вид тяжкосп перебну
Показники Група контролю n=30 Перебiг грипу
Легкий n=31 середньо1 тяжкосп n=62 тяжкий грип n=64
ЦП мг/л 127,4±9,42 138,4±3,3* 152,7± 2,5* 174,5±3,3*
NO2+ NO3 мкмоль/л 25,97±1,89 28,7±2,7 41,2± 3,7* 77,2±0,8*
* Значимють вщмшностей з контрольною групою <0,05
Як видно з наведено1 вище таблищ, виявлено достов1рне пвдвищення концентрацй' церулоплазмшу у сироватщ кров1 хворих обох груп I (152,7±12,3) та II (151,24±16,4) пор1вняно з групою контролю (127,4±9,42). Високий р1вень ЦП у хворих на грип, на наш погляд, вщображае пвдвищення активносп клггин ендотелш та сввдчить про актив1защю процеав лшопероксидацп. Також встановлено достов1рне тдвищення вмюту сумарного р1вня стабшьних метаболтв оксиду азоту (NO2+ NO3) незалежно в1д тяжкосп захворювання з достов1рним тдвищенням концентрацй' у хворих II (41,2+3,7) та III (77,2+0,8) груп.
Таким чином, стушнь ураження клгган ендотел1ю корелюе з зростанням шлькосп ЦЕК у периферичнш кров1 та тдвищенням концентрацй NO в сироватщ кровь
За даними лггератури, шд впливом токсишв в1русу грипу А ввдбуваеться активац1я та ушкодження клгган ендотелш судин. Компенсаторне тдвищення концентрацй' оксиду азоту у сироватщ кров1 можливо е захисною реакщею у вщповвдь на шфекцшне захворювання, що направлене на ел1м1нац1ю збудника та збертання тромборезистентносп стшки судин. Однак пвдвищення концентрацй' NO у сироватщ кров1 може тдвищувати його цитопатичш властивосп, як1 под1бн1 впливу активних форм кисню, що сприяе ушкодженню клпин ендотелш, 1'х апоптозу i виходу у кров'яне русло.
Виявлено прямий сильний кореляцiйний зв'язок м1ж перiодом розпалу грипу, вираженiстю морфолопчнш i функцiональних порушень ендотелiю та пщвищенням рiвню NO в сироватщ KpoBi. Пiдвищення кiлькостi ЦЕК у периферичнш KpoBi корелюе 3i зростанням сумарних метаболiтiв азоту NOx (NO2+ NO3) у периферичнш ^OBi (коефщент кореляцп Спiрмена r=0,77, р<0,001).
Своечасна дiагностика ДЕ на раннix етапах захворювання та призначення патогенетично! терапп сприяе його ремодулюванню та профшактищ ускладнень.
Висновки
1. При гриш уражаються клiтини ендотелiю судин. Поява циркулюючих ендотел1альних клiтин у периферичнш кровi е прямим маркером ушкодження ендотелiю i свiдчiть про участь ендотелiальноl дисфункцп в патогенезi грипу.
2. Грип супроводжуеться активацiею перекисного окисления лiпiдiв з одночасним пригшченням системи аитиоксидаитного захисту.
3. У хворих на грип, незалежно вщ тяжкостi хвороби, спостерiгаеться гiперпродукцiя оксиду азоту та церулоплазм^.
Лiтература:
1. Дiброва Ю. В. Ретроспективна оцшка ещдемп грипу А (H1N1) в Укра!ш з позици патолога. Лжарсъка справа. 2015. № 1/2. С. 55-58.
2. Жаринова В. Ю. Эндотелиальная дисфункция как мультидисциплинарная проблема. Кровооб^ та гемостаз. 2015. № 1 -2. С. 9 - 15.
3. Задорожна В. I., Сергеева Т. А., Некрасова Л. С. Новi вiруси грипу та пов'язаш з ними ризики. Журнал АМН Украти. 2016. Т.16, № 1. С.45 -55.
4. Йосик Я. I. Прозапальш i протизапальш цитокши у хворих на гос^ ресшраторш вiруснi i шфекцп. BicHUK наукових до^дженъ. 2014. № 1. С. 11-14.
5. Калматов Р. К. Роль механизмов свободнорадикального окисления в патогенезе локального поражения верхних дыхательных путей. Молодой учёный. 2015. № 10 (90). С. 417- 422.
6. Картополова Е. В. Патогенетическое значение оксида азота в развитии гемодинамических нарушений при гриппе: дис. на соискание уч. степ. канд. мед. наук. Челябинск, 2018. 140 с.
7. Куценко Л. А., Кайдашев И. П. Место церулоплазмина среди белковострой фазы как маркера системного воспаления / Куценко Л.А., Кайдашев И. П. // Лабораторная диагностика. - № 3 (57). 2011. С. 59 -68.
8. Мироманова Н. А. Состояние процессов перекисного окисления липидов и антиоксидантной системы у детей при гриппе PDM09. Журнал инфектологии. 2014. Т. 6, № 1. С. 29-34.
9. Шктн £. В., Сервецький К. Л., Верба Н. В. Ктшко-патогенетичне значения стану перекисного окисления лшщв та ферментативно1 антиоксидантно1 системи у хворих на гострий гепатит В. Гепатологiя. 2014. № 2. С. 29 - 41.
10. Споаб визначення ендотелiальноl дисфункцп. Патент на корисну модель № 125773. Зареестроваио в Державному реес^ патеипв Украши на корисш моделi 25.05.2018. Дата публшацп ведомостей про видачу патенту та номер бюлетеня: 25.05.2018 Шафран Л.М., Третьякова О. В., Потапов £. А.
11. Характеристики ендотелiальноl дисфункцп у хворих на цукровий дiабет / Кузнецова А. С., Кузнецова К.С., Бщь Т. Н., Кузнецова О.М., Демидов С. М., Поветкина Т. Н., Гоженко А. I. Актуальные проблемы транспортной медицины. 2018. № 2 (52). С.116 -122.
12. Эндотелиальная дисфункция в патогенезе комбинированного действия компонентов полимерных материалов / Е. В. Третьякова, Л. М. Шафран, В. Н. Почтарь, Е. А. Потапов. Biomedical and biosocial anthropology. 2017. № 29. С. - 83-89.
13. A(H1N1)pdm09 dominant influenza strain in Europe: mid-season risk assessment / European Centre for Disease Prevention and Control [Электронный ресурс] URL: http://ecdc.europa.eu/en/press/news / layouts/forms/News DispForm. aspx? List=8db7286c-fe2d476c-9133-18ff4cb!b568&ro=1354#sthashJSOphjFw.dpuf
14. Circulating endothelial cells in coronary artery disease / Lampka М., Grbczewska Z., Jendryczka-Mackiewicz E. et al. Kardiologia Polska. 2010. Vol. 68, № 10. P. 1100-1105.
15. Characteristics and outcome of ill critical patients with influenza A infection / Bouneb R., Mellouli M., Bensoltane H. et al. Pan. Afr. Med. J. 2018. Vol. 26, № 29. Р. 174.
16. Cooce J., Losordo D. Nitric oxide and angiogenesis. Circulation. 2002. Vol. 105. P. 81-96.
17. Hladovec J. Circulating endothelial cells as a sign of vessel wall lesions. Physiol. Bohemoslov. 1978. Vol. 27, № 2. Р. 140-144.
18. Neumann G., Kawaoka Y. The first influenza pandemic of the new millennium. Infl. Oth. Resp. Vir. 2011. Vol. 5, № 3. P. 157-166.
19. Pober J. S., Sessa W. C. Evolving functions of endothelial cells in inflammation. Nat. Rev. Immunol. 2007. Vol. 7. P. 803-815.
20. The induction and consequences of Influenza A virus-induced cell death / Atkin-Smith G. K., Duan M., Chen W., Poon I. K. H.. Cell Death Dis. 2018. Vol. 9, № 10. P. 1002.
References:
1. Dibrova Yu.V. Retrospective evaluation of the influenza A (H1N1) epidemic in Ukraine from the pathologist's point of view. Medical case. 2015. No. 1/2. Pp. 55-58.
2. Zharinova V. Yu. Endothelial dysfunction as a multidisciplinary problem. Blood circulation and hemostasis. 2015. № 1 -2. Pp. 9 - 15
3. Zadorozhnaya VI, Sergeeva T. A., Nekrasova L. S. New influenza viruses and associated risks. Journal of the Academy of Medical Sciences of Ukraine. 2016. T.16, No. 1. P.45 -55.
4. Yosik Ya. I. Proinflammatory and anti-inflammatory cytokines in patients with acute respiratory viral infections and infections. Bulletin of scientific research. 2014. No. 1. S. 11-14.
5. Kalmatov R. K. The role of mechanisms of free radical oxidation in the pathogenesis of local upper respiratory tract damage. Young scientist 2015. No. 10 (90). 417-422.
6. Kartopolova EV Pathogenetic value of nitric oxide in the development of hemodynamic disorders in influenza: dis. to acquire a student steppe. Cand. honey. sciences Chelyabinsk, 2018. 140 p.
7. Kutsenko L. A., Kaidashev I.P. Location of ceruloplasmin among proteinuria phase as a marker of systemic inflammation / Kutsenko L.A., Kaidashev I.P. // Laboratory diagnostics. - No. 3 (57). 2011. P. 59-68.
8. Miromanova NA The state of processes of lipid peroxidation and antioxidant system in children with influenza PDM09. Journal of Infectiology. 2014. T. 6, No. 1. S. 29-34.
9. Nikitin EV, Servetsky K. L., Verba N. V. Clinical and pathogenetic value of the state of lipid peroxidation and enzymatic antioxidant system in patients with acute hepatitis B. Hepatology. 2014. No. 2. S. 29-41.
10. Method of determination of endothelial dysfunction. Patent for Utility Model No. 125773. Registered in the State Register of Patents of Ukraine on utility models on 05/25/2018. Date of publication of information about the issuance of a patent and the issue number: 05/25/2018 Saffran LM, Tretyakova O.V., Potapov Ye.A.
11. Characteristics of endothelial dysfunction in patients with diabetes mellitus / Kuznetsova AS, Kuznetsova KS, Bits T. N., Kuznetsova OM, Demidov SM, Povetkin T. N., Gozhenko A. I. Actual problems of transport medicine. 2018. No. 2 (52). P.116 - 122.
12. Endothelial dysfunction in the pathogenesis of the combined action of components of polymeric materials / EV Tretyakova, L. M. Saffran, V. N. Poshtar, E. A. Potapov. Biomedical and biosocial anthropology. 2017. No. 29. S. - 83-89.
Робота надшшла в редакщю 03.12.2018 року. Рекомендована до друку на заадант редакцшно! колегй тсля рецензування
