ЗАВИСИМОСТЬ РЕСПИРАТОРНОГО ВЗРЫВА НЕЙТРОФИЛОВ ОТ СОСТОЯНИЯ ИХ МЕТАБОЛИЗМА У БОЛЬНЫХ С РАЗНОЙ СТЕПЕНЬЮ ТЯЖЕСТИ ОСТРОГО ДЕСТРУКТИВНОГО ПАНКРЕАТИТА

Целью исследования явилось изучение зависимости состояния респираторного взрыва нейтрофилов от активности их внутриклеточных ферментов у больных с разной степенью тяжести острого деструктивного панкреатита (ОДП). Обследовано 50 больных ОДП средней (17 пациентов) и тяжелой (33 пациента) степени тяжести. В качестве контроля обследовано 47 здоровых людей. Состояние респираторного взрыва нейтрофильных гранулоцитов исследовали с помощью хемилюминесцентного анализа. Исследование активности NAD(P)-зависимых дегидрогеназ в нейтрофилах крови проведено с помощью биолюминесцентного анализа. Установлено, что независимо от степени тяжести заболевания выявляется снижение спонтанного и индуцированного синтеза нейтрофилами супероксид-радикала. У больных с тяжелой степенью ОДП также нарушена кинетика синтеза первичных АФК. У больных со средней степенью тяжести повышается уровень синтеза нейтрофилами вторичных АФК, тогда как при тяжелой степени заболевания наблюдаются нарушения в кинетике синтеза вторичных АФК нейтрофилами, находящихся в состоянии относительного покоя, и повышение уровня синтеза при дополнительной индукции зимозаном. Метаболизм нейтрофилов у больных ОДП характеризуется активацией пластических процессов (за счет продуктов пентозофосфатного цикла) и аэробной энергетики (повышение интенсивности субстратного потока по циклу трикарбоновых кислот). Однако у больных со средней степенью тяжести нейтрофильный пул NADPH дополнительно поддерживается ферментативными реакциями маликфермента и NADP-зависимой глутаматдегидрогеназой. У больных с тяжелой степенью ОДП выявляется активация перекисных процессов, для компенсации которых требуется NADPH. Состояние энергетических процессов в нейтрофилах крови у больных ОДП характеризуется отсутствием изменений активности гликолиза и увеличением интенсивности субстратного потока по циклу трикарбоновых кислот. У больных со средней степенью тяжести заболевания активность аэробных процессов поддерживается продуктами аминокислотного обмена (через глутаматдегидрогеназы), тогда как при тяжелой степени ОДП – продуктами липидного катаболизма. С помощью корреляционного анализа исследована зависимость респираторного взрыва нейтрофилов от состояния их метаболизма. Установлено, что у лиц контрольной группы интенсивность и кинетика респираторного взрыва нейтрофилов зависит только от активности NADP-зависимых дегидрогеназ. У больных со средней степенью тяжести ОДП изменение активности внутриклеточных метаболических процессов привело к нарушению их регуляторного влияния на состояние респираторного взрыва нейтрофилов. У пациентов с тяжелой степенью заболевания респираторный взрыв нейтрофилов стимулируется реакциями восстановительного аминирования α-кетоглутарата, но ингибируется внутриклеточными перекисными процессами.

1. Багненко С.Ф., Толстой А.Д., Краснорогов В.Б., Курыгин А.А., Гринев М.В., Лапшин В.Н., Гольцов В.Р. Острый панкреатит (Протоколы диагностики и лечение) // Анналы хирургической гепатологии, 2006. Т. 11, № 1. С. 60-66. [Bagnenko S.F., Tolstoy A.D., Krasnorogov V.B., Kurygin A.A., Grinev M.V., Lapshin V.N., Goltsov V.R. Acute pancreatitis (diagnostic protocols and treatment). Annaly khirurgicheskoy gepatologii = Annals of Surgical Hepatology, 2006, Vol. 11, no. 1, pp. 60-66. (In Russ.)]

2. Владимиров Ю.А., Проскурнина Е.В. Свободные радикалы и клеточная хемилюминесценция // Успехи биологической химии, 2009. Т. 49. С. 341-388. [Vladimirov Yu.A., Proskurina E.V. Free radicals and cellular chemiluminescence. Uspekhi biologicheskoy khimii = Advances of Biological Chemistry, 2009, Vol. 49, pp. 341-388. (In Russ.)]

3. Нестерова И.В., Колесникова Н.В., Чудилова Г.А., Ломтатидзе Л.В., Ковалева С.В., Евглевский А.А., Нгуен Т.Л. Гранулоциты: переосмысление старых догм. Часть 1 // Инфекция и иммунитет, 2017. Т. 7, № 3. С. 219-230. [Nesterova I.V., Kolesnikova N.V., Chudilova G.A., Lomtatidze L.V., Kovaleva S.V., Evglevsky A.A., Nguyen T.L. The new look at neutrophilic granulocytes: rethinking old dogmas. Part 1. Infektsiya i immunitet = Russian Journal of Infection and Immunity, 2017, Vol. 7, no. 3, pp. 219-230. (In Russ.)]

4. Савченко А.А. Определение активности NAD(P)-зависимых дегидрогеназ в нейтрофильных гранулоцитах биолюминесцентным методом // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины, 2015. Т. 159, № 5. С. 656-660. [Savchenko A.A. Evaluation of NAD(P)-dependent dehydrogenase activities in neutrophilic granulocytes by the bioluminescent method. Byulleten eksperimentalnoy biologii i meditsiny = Bulletin of Experimental Biology and Medicine, 2015, Vol. 159, no. 5, pp. 656-660. (In Russ.)]

5. Савченко А.А., Анисимова Е.Н., Борисов А.Г., Кондаков А.Е. Витамины как основа иммунометаболической терапии. Красноярск: Издательство КрасГМУ, 2011. 213 с. [Savchenko A.A., Anisimova E.N., Borisov A.G., Kondakov A.E. Vitamins as the basis of immunometabolic therapy]. Krasnoyarsk: Krasnoyarsk State Medical University, 2011. 213 p.

6. Савченко А.А., Борисов А.Г., Кудрявцев И.В., Гвоздев И.И., Мошев А.В., Черданцев Д.В., Первова О.В. Взаимосвязь фенотипа и метаболизма нейтрофилов крови у больных распространенным гнойным перитонитом в динамике послеоперационного периода // Инфекция и иммунитет, 2017. Т. 7, № 3. С. 259- 270. [Savchenko A.A., Borisov A.G., Kudryavtsev I.V., Gvozdev I.I., Moshev A.V., Cherdantsev D.V., Pervova O.V. The phenotype and metabolism relationship of blood neutrophils in patients with widespread purulent peritonitis in the postoperative period dynamics. Infektsiya i immunitet = Russian Journal of Infection and Immunity, 2017, Vol. 7, no. 3, pp. 259-270. (In Russ.)]

7. Савченко А.А., Здзитовецкий Д.Э., Борисов А.Г., Лузан Н.А. Хемилюминесцентная активность нейтрофильных гранулоцитов и уровни концентрации цитокинов у больных распространенным гнойным пе-ритонитом // Цитокины и воспаление, 2013. Т. 12, № 1-2. С. 115-119. [Savchenko A.A., Zdzitovetskiy D.E., Borisov A.G., Luzan N.A. Neutrophil chemiluminescent activity and cytokine concentration levels in patients with extensive purulent peritonitis.Tsitokiny i vospalenie = Cytokines and Inflammation, 2013, Vol. 12, no. 1-2, pp. 115-119. (In Russ.)]

8. Azevedo E.P., Rochael N.C., Guimarães-Costa A.B., de Souza-Vieira T.S., Ganilho J., Saraiva E.M., Palhano F.L., Foguel D. A Metabolic shift toward pentose phosphate pathway is necessary for amyloid fibril- and phorbol 12-myristate 13-acetate-induced neutrophil extracellular trap (NET) formation. J. Biol. Chem., 2015, Vol. 290, no. 36, pp. 22174-22183.

9. Bone R.S., Balk R.A., Cerra F.B., Dellinger R.P., Fein A.M., Knaus W.A., Schein R.M., Sibbald W.J. American college of Chest Physicians. Society of Critical Care Medicine Consensus Conference: Definitions for sepsis and organ failure and guide lines for the use of innovative therapies in sepsis. Crit. Care Med., 1992, Vol. 20, no. 6, pp. 864-874.

10. Cho J.H., Kim T.N., Chung H.H., Kim K.H. Comparison of scoring systems in predicting the severity of acute pancreatitis. World J. Gastroenterol., 2015, Vol. 21, no. 8, pp. 2387-2394.

11. Couto N., Wood J., Barber J. The role of glutathione reductase and related enzymes on cellular redox homoeostasis network. Free Radic. Biol. Med., 2016, Vol. 95, pp. 27-42.

12. Dvorožňáková E., Bucková B., Hurníková Z., Revajová V., Lauková A. Effect of probiotic bacteria on phagocytosis and respiratory burst activity of blood polymorphonuclear leukocytes (PMNL) in mice infected with Trichinella spiralis. Vet. Parasitol., 2016, Vol. 231, pp. 69-76.

13. Hashimoto R., Gupte S. Pentose shunt, glucose-6-phosphate dehydrogenase, NADPH redox, and stem cells in pulmonary hypertension. Adv. Exp. Med. Biol., 2017, Vol. 967, pp. 47-55.

14. Jacob C.O., Yu N., Yoo D.G., Perez-Zapata L.J., Barbu E.A., Kaplan M.J., Purmalek M., Pingel J.T., Idol R.A., Dinauer M.C. haploinsufficiency of NADPH oxidase subunit neutrophil cytosolic factor 2 is sufficient to accelerate full-blown lupus in NZM 2328 mice. Arthritis Rheumatol., 2017, Vol. 69, no. 8, pp. 1647-1660.

15. Laurenti G., Tennant D.A. Isocitrate dehydrogenase (IDH), succinate dehydrogenase (SDH), fumarate hydratase (FH): three players for one phenotype in cancer? Biochem. Soc. Trans., 2016, Vol. 44, no. 4, pp. 1111-1116.

16. le Gall J.-R., Lemeshow S., Saulnier F. A new Simplified Acute Physiology Score (SAPS II) based on a European/North American multicenter study. JAMA, 1993, Vol. 270, pp. 2957-2963.

17. Li X.J., Deng L., Brandt S.L., Goodwin C.B., Ma P., Yang Z., Mali R.S., Liu Z., Kapur R., Serezani C.H., Chan R.J. Role of p85αin neutrophil extra- and intracellular reactive oxygen species generation. Oncotarget, 2016, Vol. 7, no. 17, pp. 23096-23105.

18. Majidi S., Golembioski A., Wilson S.L., Thompson E.C. Acute pancreatitis: etiology, pathology, diagnosis, and treatment. South Med. J., 2017, Vol. 110, no. 11, pp. 727-732.

19. Marchi L.F., Sesti-Costa R., Ignacchiti M.D., Chedraoui-Silva S., Mantovani B. In vitroactivation of mouse neutrophils by recombinant human interferon-gamma: increased phagocytosis and release of reactive oxygen species and pro-inflammatory cytokines. Int. Immunopharmacol., 2014, Vol. 18, no. 2, pp. 228-235.

20. Miralda I., Uriarte S.M., McLeish K.R. Multiple phenotypic changes define neutrophil priming. Front. Cell. Infect. Microbiol., 2017, Vol. 7, p. 217.

21. Ryu J.C., Kim M.J., Kwon Y., Oh J.H., Yoon S.S., Shin S.J., Yoon J.H., Ryu J.H. Neutrophil pyroptosis mediates pathology of P. aeruginosa lung infection in the absence of the NADPH oxidase NOX2. Mucosal Immunol., 2017, Vol. 10, no. 3, pp. 757-774.

22. Stålhammar M.E., Douhan Håkansson L., Sindelar R. Bacterial N-formyl peptides reduce PMA- and Escherichia coli-induced neutrophil respiratory burst in term neonates and adults. Scand. J. Immunol., 2017, Vol. 85, no. 5, pp. 365-371.

23. Vincent J.L., Moreno R., Takala J., Willatts S., De Mendonca A., Bruining H., Reinhart C.K., Suter P.M., Thijs L.G. The SOFA (Sepsis-related Organ Failure Assessment) score to describe organ dysfunction/failure. On behalf of the Working Group on Sepsis-Related Problems of the European Society of Intensive Care Medicine. Intensive Care Med., 1996, Vol. 22, no. 7, pp. 707-710.

24. Walmsley S.R., Whyte M.K. Neutrophil energetics and oxygen sensing. Blood, 2014, Vol. 123, no. 18, pp. 2753-2754.

25. Walvekar A.S., Choudhury R., Punekar N.S. Mixed disulfide formation at Cys141 leads to apparent unidirectional attenuation of Aspergillus niger NADP-glutamate dehydrogenase activity. PLoS ONE, 2014, Vol. 9, no. 7, e101662. doi: 10.1371/journal.pone.0101662.

26. Winterbourn C.C., Kettle A.J., Hampton M.B. Reactive oxygen species and neutrophil function. Annu. Rev. Biochem., 2016, Vol. 85, pp. 765-792.

27. Yang P., Huang S., Yan X., Huang G., Dong X., Zheng T., Yuan D., Wang R., Li R., Tan Y., Xu A. Origin of the phagocytic respiratory burst and its role in gut epithelial phagocytosis in a basal chordate. Free Radic. Biol. Med., 2014, Vol. 70, pp. 54-67.

28. Yao P., Sun H., Xu C., Chen T., Zou B., Jiang P., Du W. Evidence for a direct cross-talk between malic enzyme and the pentose phosphate pathway via structural interactions. J. Biol. Chem., 2017, Vol. 292, no. 41, pp. 17113-17120.

29. Zhai X., Meng R., Li H., Li J., Jing L., Qin L., Gao Y. miR-181a modulates chondrocyte apoptosis by targeting glycerol-3-phosphate dehydrogenase 1-like protein (GPD1L) in osteoarthritis. Med. Sci. Monit., 2017, Vol. 23, pp. 1224-1231.