Russian Journal of ImmunologyRussian Journal of ImmunologyRussian Journal of Immunology1028-72212782-7291Russian Society of Immunology69ORIGINAL ARTICLESОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИFEATURES OF INTRACELLULAR ENZYMES ACTIVITY INFLUENCE ON THE RESPIRATORY BURST STATE OF NEUTROPHILES AT THE FOLLOWING DEVELOPMENT OF SEPSIS IN PATIENTS WITHWIDESPREAD PURULENT PERITONITISОСОБЕННОСТИ ВЛИЯНИЯ АКТИВНОСТИ ВНУТРИКЛЕТОЧНЫХ ФЕРМЕНТОВ НА СОСТОЯНИЕ РЕСПИРАТОРНОГО ВЗРЫВА НЕЙТРОФИЛОВ ПРИ ПОСЛЕДУЮЩЕМ РАЗВИТИИ СЕПСИСА У БОЛЬНЫХ РАСПРОСТРАНЕННЫМ ГНОЙНЫМ ПЕРИТОНИТОМSavchenkoA. A.СавченкоА. А.
Russian Federation

MD (Medicine), professor, head of the Laboratory of the Cellular Molecular Physiology and Pathology

660022, Krasnoyarsk, P. Geleznyaka street, 3G.

д. м. н., профессор, руководитель лаборатории клеточно-молекулярной физиологии и патологии 

660022, Красноярск, ул. П. Железняка, 3Г.

aasavchenko@yandex.ruBorisovA. G.БорисовА. Г.
Russian Federation

PhD, leading researcher, Laboratory of the Cellular Molecular Physiology and Pathology

Krasnoyarsk

к. м. н., в. н. с. лаборатории клеточно-молекулярной физиологии и патологии

г. КрасноярскZdzitoveckiD. J.ЗдзитовецкийД. Э.
Russian Federation

MD (Medicine), head of the Department and Clinic of Surgical Diseases named after prof. Yu. M. Lubensky

Krasnoyarsk

д. м. н., заведующий кафедрой, кафедра и клиника хирургических болезней им. проф. Ю.М. Лубенского

г. КрасноярскGvozdevI. I.ГвоздевИ. И.
Russian Federation

junior researcher, Laboratory of the Cellular Molecular Physiology and Pathology

Krasnoyarsk

м. н. с. лаборатории клеточно-молекулярной физиологии и патологии

г. КрасноярскFederal Research Center “Krasnoyarsk Science Center” of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences, Scientific Research Institute of medical problems of the NorthФГБНУ Федеральный исследовательский центр “Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук”, обособленное подразделение “НИИ медицинских проблем Севера”Department and Clinic of Surgical Diseases named after prof. Yu. M. Lubensky of the Krasnoyarsk State Medical University named after Prof. V. F. Voino-YasenetskyФГБОУ ВО “Красноярский государственный медицинский университет им. проф. В. Ф. Войно-Ясенецкого” Минздрава Россииru1504201820182121601691504202015042020Received:15042020Accepted:15042020Published:15042018Copyright ©; 2018, Savchenko A.A., Borisov A.G., Zdzitovecki D.J., Gvozdev I.I.Copyright ©; 2018, Савченко А.А., Борисов А.Г., Здзитовецкий Д.Э., Гвоздев И.И.2018Savchenko A.A., Borisov A.G., Zdzitovecki D.J., Gvozdev I.I.Савченко А.А., Борисов А.Г., Здзитовецкий Д.Э., Гвоздев И.И.https://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://rusimmun.ru/jour/article/view/69

The purpose of the research was to study the features of the respiratory burst activity and NAD(P)-dependent dehydrogenases activities in blood neutrophils in the forecast of the development of abdominal sepsis in patients with widespread purulent peritonitis (WPP). The study involved 50 patients with WPP in the preoperative period. Abdominal sepsis was developed by 35 patients (70.0%) from 5 to 10 days postoperative period, 15 patients (30.0%) hadn’t complications. The respiratory burst condition of blood neutrophils was examined using a chemiluminescent assay. Intracellular activity of the NAD(P)-dependent dehydrogenases was researched with using bioluminescent methods. It was found that patients with WPP whose dynamics of the preoperative period will develop sepsis the chemiluminescent activity of blood neutrophils was characterized by a reduced level of spontaneous synthesis of the primary reactive oxygen species (ROS) and elevated levels of spontaneous synthesis of secondary ROS relative of the indicators identified in patients without subsequent complications. The feature of neutrophil metabolism in WPP patients without subsequent development of sepsis was high activity of the anaerobic lactate dehydrogenase reaction and decrease in activity of the NADP-dependent decarboxylating malate dehydrogenase. In patients with WPP and the subsequent development of sepsis was found high level of NAD-dependent substrates outflow citric acid cycle in the reaction of amino acid metabolism via glutamate dehydrogenase that may affect the activity of aerobic respiration in the neutrophils. Using correlation analysis was found that the intensity of the neutrophils respiratory burst in patients with no subsequent complications depends on the activity of anaerobic glycolysis. Patients with subsequent development of sepsis in the blood neutrophils were detected competitive relationship between the levels of primary and secondary ROS synthesis and enzyme activity.

С целью исследования особенностей состояния респираторного взрыва и уровней активности NAD(P)-зависимых дегидрогеназ нейтрофилов крови в прогнозе развития абдоминального сепсиса обследовано 50 больных распространенным гнойным перитонитом (РГП) в дооперационном периоде. С 5 по 10 сутки послеоперационного периода у 35 больных (70,0%) развился абдоминальный сепсис, у 15 больных (30,0%) осложнения отсутствовали. С помощью хемилюминесцентного анализа исследовано состояние респираторного взрыва нейтрофилов. С помощью биолюминесцентного методы исследована внутриклеточная активность NAD(P)-зависимых дегидрогеназ. Установлено, что у больных РГП, у которых в динамике послеоперационного периода разовьется сепсис, хемилюминесцентная активность нейтрофилов крови характеризуется пониженным уровнем спонтанного синтеза первичных активных форм кислорода (АФК) и повышенным уровнем спонтанного синтеза вторичных АФК относительно показателей, выявленных у больных без последующего развития осложнений. Особенностью метаболизма нейтрофилов у больных РГП без последующего развития сепсиса является высокая активность анаэробной реакции лактатдегидрогеназы и снижение активности NADP-зависимой декарбоксилирующей малатдегидрогеназы. У больных РГП с последующим развитием сепсиса обнаружен высокий уровень NAD-зависимого оттока субстратов с цикла трикарбоновых кислот на реакции аминокислотного обмена через глутаматдегидрогеназу. С помощью корреляционного анализа установлено, что интенсивность респираторного взрыва нейтрофилов у больных без последующего развития осложнений зависит от активности анаэробного гликолиза. У пациентов с последующим развитием сепсиса в нейтрофилах крови выявляются конкурентные взаимосвязи между уровнями синтеза первичных и вторичных АФК и активностью ферментов.

peritonitissepsisneutrophilsrespiratory burstmetabolismdehydrogenasesперитонитсепсиснейтрофилыреспираторный взрывметаболизмдегидрогеназыИсследование выполнено при финансовой поддержке Краевого государственного автономного учреждения “Красноярский краевой фонд поддержки научной и научно-технической деятельности” в рамках реализации проекта “Подготовка к серийному производству биохемилюминесцентного комплекса”.1. Лебедев Н.В., Климов А.Е., Агрба С.Б., Гайдукевич Е.К. Комбинированная система прогнозирования исхода перитонита. Хирургия. Журнал им. Н.И. Пирогова 2017, 9, 33‒37. [Lebedev N.V., Klimov A.E., Agrba S.B., Gaydukevich E.K. Combined system for predicting the outcome of peritonitis. Surgery. Journal of them. N.I. Pirogov 2017, 9, 33‒37.]2. Niu B., Kim B., Limketkai B.N., Sun J., Li Z., Woreta T., Chen P.H. Mortality from Spontaneous Bacterial Peritonitis Among Hospitalized Patients in the USA. Dig. Dis. Sci. 2018, 63(5), 1327‒1333.3. Савченко А.А., Здзитовецкий Д.Э., Борисов А.Г. Иммунометаболические нарушения при распространенном гнойном перитоните. Новосибирск, Наука, 2013, 9–34. [Savchenko A.A., Zdzitoveckij D. Je., Borisov A.G. The immune and metabolic disorders by the widespread purulent peritonitis. Novosibirsk, Nauka, 2013, 9‒34]4. Fernandez J.U., Millrine D., Jones S.A. Tracking Competent Host Defence to Chronic Inflammation: An In Vivo Model of Peritonitis. Methods Mol. Biol. 2018, 1725, 65‒75.5. 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, 7(3), 219‒230. [Nesterova I.V., Kolesnikova N.V., Chudilova G.A., Lomtatidze L.V., Kovaleva S.V., Evglevsky A.A., Nguyen T.L. Thenewlook at neutrophilic granulocytes: rethinking old dogmas. Part 1. Russian Journal of Infection and Immunity 2017, 7(3), 219‒230.]6. Rosales C. Neutrophil: A Cell with Many Roles in Inflammation or Several Cell Types? Front Physiol. 2018, 9, 113.7. Савченко А.А., Кудрявцев И.В., Борисов А.Г. Методы оценки и роль респираторного взрыва в патогенезе инфекционно-воспалительных заболеваний. Инфекцияииммунитет 2017, 7(4), 327‒340. [Savchenko A.A., Kudryavtsev I.V., Borisov A.G. Methods of estimation and the role of respiratory burst in the pathogenesis of infectious and inflammatory diseases. Russian Journal of Infection and Immunity 2017, 7(4), 327‒340.]8. Шкапова Е.А., Куртасова Л.М., Савченко А.А., Зуков Р.A., Крылова Г.Н. Сравнительный анализ функциональной активности нейтрофильных гранулоцитов крови больных почечно-клеточным раком до и после оперативного лечения. Клиническая лабораторная диагностика 2004, 1, 39‒41. [Shkapova E.A., Kurtasova L.M., Savchenko A.A., Zukov R.A., Krylova G.N. Comparative analysis of the functional activity of neutrophilic granulocytes in patients with renal cell carcinoma before and after surgical treatment. Clinicallaboratorydiagnostics 2004, 1, 39‒41.]9. Stålhammar M.E., Douhan Håkansson L., Sindelar R. Bacterial N-formyl Peptides Reduce PMA- and Escherichia coli-Induced Neutrophil Respiratory Burst in TermNeonates and Adults. Scand.J.Immunol. 2017, 85(5), 365‒371.10. Савченко А.А. Определение активности NAD(P)-зависимых дегидрогеназ в нейтрофильных гранулоцитах биолюминесцентным методом. Бюллетень экспериментальной биологии и медицины 2015, 159(5), 656‒660. [Savchenko A.A. Evaluation of NAD(P)-Dependent Dehydrogenase Activities in Neutrophilic Granulocytes by the Bioluminescent Method. Bulletin of Experimental Biology and Medicine 2015, 159(5), 656‒660.]11. Richer B.C., Salei N., Laskay T., Seeger K. Changes in Neutrophil Metabolism upon Activation and Aging. Inflammation 2018, 41(2), 710‒721.12. Bantug G.R., Galluzzi L., Kroemer G., Hess C. The spectrum of T cell metabolism inhealth and disease. Nat. Rev. Immunol. 2018, 18(1), 19‒34.13. McCracken J.M., Kinkead L.C., McCaffrey R.L., Allen L.A. Francisella tularensis Modulates a Distinct Subset of Regulatory Factors and Sustains MitochondrialIntegrity to Impair Human Neutrophil Apoptosis. J. Innate Immun.2016, 8(3), 299‒313.