Russian Journal of ImmunologyRussian Journal of ImmunologyРоссийский иммунологический журнал1028-72212782-7291Russian Society of Immunology1699310.46235/1028-7221-16993-TEOSHORT COMMUNICATIONSКРАТКИЕ СООБЩЕНИЯShort CommunicationThe effect of dehydroepiandrosterone on oxygen-dependent microbicidal activity of blood leukocytes in zymosan peritonitis in old ratsВлияние дегидроэпиандростерона на кислородзависимую микробицидность лейкоцитов крови при зимозановом перитоните у старых крысBarkovS. Y.БарковСергей Юрьевич
Russian Federation

PhD Student, Laboratory of Ecological Immunology, Senior Laboratory Assistant, Department of Immunology

очный аспирант лаборатории экологической иммунологии, старший лаборант кафедры иммунологии

jshilov@mail.ruShilovY. I.ШиловЮрий Иванович
Russian Federation

PhD (Medicine), Associate Professor, Senior Research Associate, Laboratory of Ecological Immunology, Associate Professor, Department of Immunology, Associate Professor, Department of Microbiology and Immunology

к.м.н., доцент, старший научный сотрудник лаборатории экологической иммунологии, доцент кафедры иммунологии, доцент кафедры микробиологии и иммунологии

jshilov@mail.ruShilovS. Y.ШиловСтанислав Юрьевич
Russian Federation

PhD (Medicine), Junior Research Associate, Laboratory of Ecological Immunology, Associate Professor, Department of Normal Physiology

Канд. мед. наук, младший научный сотрудник лаборатории экологической иммунологии "ИЭГМ УрО РАН"; доцент кафедры нормальной физиологии Пермского государственного медицинского университета имени академика Е.А. Вагнера

jshilov@mail.ruInstitute of Ecology and Genetics of Microorganisms, Ural Branch, Russian Academy of SciencesИнститут экологии и генетики микроорганизмов Уральского отделения Российской академии наук – филиал ФГБУН «Пермский федеральный исследовательский центр» Уральского отделения Российской академии наукE. Wagner Perm State Medical UniversityФГБОУ ВО «Пермский государственный медицинский университет имени академика Е.А. Вагнера» Министерства здравоохранения РФPerm State UniversityФГАОУ ВО «Пермский государственный национальный исследовательский университет»2212202428119241605202431072024Copyright ©; 2024, Barkov S.Y., Shilov Y.I., Shilov S.Y.Copyright ©; 2024, Барков С.Ю., Шилов Ю.И., Шилов С.Ю.2024Barkov S.Y., Shilov Y.I., Shilov S.Y.Барков С.Ю., Шилов Ю.И., Шилов С.Ю.https://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://rusimmun.ru/jour/article/view/16993

The purpose of the present work was to study effects of dehydroepiandrosterone (DHEA) on the oxygen-dependent microbicidal activity of blood leukocytes. The studies were performed on male white nonlinear rats aged 3-6 months (young rats) and adult animals over 1.5 years old (old rats) using an experimental model of zymosan peritonitis. DHEA was administered subcutaneously to old animals on the daily basis (a total of 4 injections of 2 mg/kg body weight, the last injection 24 hours before the end of the experiment). Rats of similar age served as controls and received DHEA solvent (officinal olive oil) according to the same time regimen. 12 hours before the end of the experiment, the animals were administered a sterile suspension of zymosan A intraperitoneally at a dose of 50 mg/kg. The oxygen-dependent microbicidal activity of blood leukocytes was assessed by luminol-dependent chemiluminescence using opsonized and non-opsonized zymosan at concentrations of 15 μg/mL, 150 μg/mL and 1500 μg/mL.

In old male rats, compared to young ones, the chemiluminescence indexes showed a statistically significant increase when blood leukocytes were stimulated with both opsonized and non-opsonized zymosan. Administration of DHEA to old male rats leads to a pronounced decrease in chemiluminescence in samples at all concentrations of opsonized zymosan. When leukocytes of old animals are stimulated with non-opsonized zymosan in vitro, a statistically significant increase in the production of reactive oxygen species was observed, being more pronounced at lower concentrations of inducing agent (15 μg/mL and 150 μg/mL). Meanwhile, this effect was canceled at high concentrations of zymosan. The level of spontaneous chemiluminescence, reflecting in vivo cell activation, was higher in old rats treated with DHEA compared to young animals. The direction of changes in the production of reactive oxygen species in samples with low concentrations of the in vitro activation was similar to the effects of DHEA in old rats tested for spontaneous chemiluminescence. In general, our studies confirm the pronounced immunomodulatory activity of DHEA. In general, we have found that aging of male rats leads to pronounced pro-inflammatory activation of reactive oxygen species produced by blood leukocytes at the peak of inflammation induced by zymosan injections. Administration of DHEA to old male rats significantly reduced the production of reactive oxygen species by blood leukocytes, when the cells were in vitro activated by opsonized zymosan, but stimulates production of oxygen radicals in the samples without zymosan, as well as upon exposition to non-opsonized zymosan at concentrations of 15 μg/mL and 150 μg/ mL.

Цель работы – исследование влияния дегидроэпиандростерона на кислородзависимую микробицидность лейкоцитов крови при зимозановом перитоните у старых крыс. Исследования выполнены на самцах белых нелинейных крыс в возрасте 3-6 месяцев (молодые крысы) и старше 1,5 лет (старые крысы). В качестве основного подхода использовали экспериментальную модель зимозанового перитонита. DHEA вводили старым животным подкожно через день (всего 4 инъекции по 2 мг/ кг массы тела, последнее введение за 24 ч до конца эксперимента). Контролем служили крысы того же возраста, получавшие по той же схеме растворитель DHEA (официнальное оливковое масло). За 12 ч до окончания эксперимента животным вводили стерильную суспензию зимозана А внутрибрюшинно в дозе 50 мг/кг. Кислородзависимую микробицидность лейкоцитов крови оценивали методом люминолзависимой хемилюминесценции с использованием опсонизированного и неопсонизированного зимозана в концентрациях 15 мкг/мл, 150 мкг/мл и 1500 мкг/мл. Установлено, что у старых самцов крыс в сравнении с молодыми показатели хемилюминисценции статистически значимо повышаются при стимуляции лейкоцитов крови как опсонизированным, так и неопсонизированным зимозаном. Введение DHEA старым самцам крыс приводит к выраженному снижению показателей хемилюминисценции в пробах со всеми концентрациями опсонизированного зимозана. При стимуляции лейкоцитов старых животных неопсонизированным зимозаном in vitro отмечается статистически значимое увеличение продукции активных форм кислорода, более выраженное при более низких концентрациях активатора (15 мкг/мл и 150 мкг/мл), в то время как при высокой концентрации зимозана этот эффект отменяется. Уровень спонтанной хемилюминисценции, отражающей активацию клеток in vivo, у старых крыс, получавших DHEA, выше в сравнении с молодыми животными. Направленность изменений продукции активных форм кислорода в пробах с низкими концентрациями активатора in vitro повторяет эффекты DHEA у старых крыс в пробах со спонтанной хемилюминисценцией. В целом проведенные исследования подтверждают наличие у DHEA выраженной иммуномодулирующей активности. Таким образом, в настоящей работе установлено, что старение самцов крыс приводит к выраженной провоспалительной активации продукции активных форм кислорода лейкоцитами крови на высоте воспаления, индуцированного введением зимозана. Введение DHEA старым самцам крыс статистически значимо снижает продукцию активных форм кислорода лейкоцитами крови при активации лейкоцитов in vitro опсонизированным зимозаном, но стимулирует продукцию радикалов кислорода в пробах без зимозана, а также при воздействии неопсонизированного зимозана в концентрациях 15 мкг/мл и 150 мкг/мл.

inflammationzymosan peritonitisluminol-dependent chemiluminescencedehydroepiandrosteroneвоспалениезимозановый перитонитлюминолзависимая хемилюминисценциядегидроэпиандростеронПравительство РФGovernment of the Russian Federation124020500027-7Schwartz A.G. Dehydroepiandrosterone, Cancer, and Aging. Aging Dis. 2022,Vol. 13, no. 2, pp. 423-432. doi: 10.14336/AD.2021.0913.Cao J., Li Q., Shen X., Yao Y., Li L., Ma H. Dehydroepiandrosterone attenuates LPS-induced inflammatory responses via activation of Nrf2 in RAW264.7 macrophages. Mol Immunol. 2021, Vol. 131, pp. 97-111. doi: 10.1016/j.molimm.2020.12.023.Brauer V.S., Zambuzi F.A., Espíndola M.S., Cavalcanti Neto M.P., Prado M.K.B., Cardoso P.M., Soares L.S., Galvao-Lima L.J., Leopoldino A.M., de Barros Cardoso C.R., Fabiani Gai Frantz F.G. The influence of dehydroepiandrosterone on effector functions of neutrophils. Brazilian Journal of Pharmaceutical Sciences [Online]. 2021;57:e19139. Available from: https://doi.org/10.1590/s2175-97902020000419139.Shilov Ju.I., Shilov S.Ju., Barkov S.Ju., Tulyaev Ya.A., Kotegov V.P. Baeva T.A., Shilova N.A. Neuroendocrine and pharmacological regulation of functions of phagocytic cells under experimental zymosan-induced peritonitis. Perm Federal Research Center Journal, 2021,no. 2, pp. 15–26. https://doi.org/10.7242/2658-705X/2021.2.2Шилов Ю.И., Шилов С.Ю., Барков С.Ю., Туляев Я.А., Котегов В.П., Баева Т.А., Шилова Н.А. Нейроэндокринная и фармакологическая регуляция функций фагоцитирующих клеток при экспериментальном зимозановом перитоните // Вестник Пермского федерального исследовательского центра. 2021. № 2. С. 15–26. https://doi.org/10.7242/2658-705X/2021.2.2Shilov Ju. I., Godovalov A. P., Shilov D. Ju., Shilov S. Ju., Eliáš D. Influence of opsonins of fresh and inactivated under 56°c blood serum on zymosan-induced production of reactive oxygen species by rat leucocytes. Russian Journal of Immunology, 2019, Vol. 22, no. 2-2, pp. 981-983. doi: 1Mankovich A. R., Lee C. Y., Heinrich V. Diff erential effects of serum heat treatment on chemotaxis and phagocytosis by human neutrophils. PLoS One 2013, 8(1), e54735. doi: 10.1371/journal.pone.0054735.Шилов Ю.И., Годовалов А.П., Шилов Д.Ю., Шилов С.Ю., Eliaš D. Влияние опсонинов свежей и инактивированной при 56°C сыворотки крови на зимозан-индуцированную продукцию активных форм кислорода лейкоцитами крыс // Российский иммунологический журнал. 2019. Т. 22. № 2-2. С. 981–983. doi: 10.31857/S102872210006498-2.Mizuno M., Ito Y., Hepburn N., Mizuno T., Noda Y., Yuzawa Y., Harris C.L., Morgan B.P., Matsuo S. Zymosan, but not lipopolysaccharide, triggers severe and progressive peritoneal injury accompanied by complement activation in a rat peritonitis model. J. Immunol. – 2009, Vol. 183 (2), pp. 1403–1412.Mankovich A. R., Lee C. Y., Heinrich V. Diff erential effects of serum heat treatment on chemotaxis and phagocytosis by human neutrophils. PLoS One 2013, 8(1), e54735. doi: 10.1371/journal.pone.0054735.Cash J.L., White G.E., Greaves D.R. Zymosan-induced peritonitis as a simple experimental system for the study of inflammation. Methods Enzymol., 2009, Vol. 461, pp. 379–396. doi: 10.1016/S0076-6879(09)05417-2.Mizuno M., Ito Y., Hepburn N., Mizuno T., Noda Y., Yuzawa Y., Harris C.L., Morgan B.P., Matsuo S. Zymosan, but not lipopolysaccharide, triggers severe and progressive peritoneal injury accompanied by complement activation in a rat peritonitis model. J. Immunol. – 2009, Vol. 183 (2), pp. 1403–1412.Cash J.L., White G.E., Greaves D.R. Zymosan-induced peritonitis as a simple experimental system for the study of inflammation. Methods Enzymol., 2009, Vol. 461, pp. 379–396. doi: 10.1016/S0076-6879(09)05417-2.