Особенности метаболического обеспечения респираторного взрыва нейтрофилов крови и мокроты у больных внебольничной пневмонией

Целью исследования явился сравнительный анализ зависимости состояния «респираторного взрыва» нейтрофилов крови и мокроты у больных пневмонией от уровней активности внутриклеточных ферментов. Материалы и методы. Обследованы больные (n = 82) внебольничной пневмонией (ВП) средней и тяжелой степени. С помощью ХЛ-анализа определены уровни синтеза первичных и вторичных активных форм кислорода (АФК). С помощью биолюминесцентного метода исследованы уровни активности никотинамидадениндинуклеотидфосфат (НАДФ)-зависимых дегидрогеназ в нейтрофилах. Результаты. Установлено, что у здоровых людей наблюдается низкий уровень «респираторного взрыва» нейтрофилов крови и его зависимость преимущественно от состояния митохондриального метаболизма и активности малик-фермента. У больных ВП нейтрофилы крови находятся в активированном состоянии, в клетках возрастает активность анаэробного дыхания и метаболизма митохондрий. Дополнительно появляется зависимость уровня респираторного взрыва от активности терминальных реакций гликолиза и ключевой реакции пентозофосфатного цикла. Нейтрофилы мокроты при пневмонии также находятся в активированном состоянии. Заключение. Продемонстрировано, что в условиях неблагоприятного окружения наблюдается нарушение механизмов метаболического обеспечения «респираторного взрыва», что проявляется в снижении уровня синтеза первичных и вторичных АФК. В клетках возрастает уровень перекисных процессов, выявляется снижение интенсивности терминальных реакций гликолиза и отток субстратов с лимонного цикла на реакции аминокислотного обмена. На этом метаболическом фоне малик-фермент остается единственным, стимулирующим респираторный взрыв нейтрофилов мокроты, в то время как отток субстратов с цикла трикарбоновых кислот ингибируют синтез вторичных АФК.

нейтрофилы, пневмония, респираторный взрыв, метаболизм, ферменты

1. Колосов В.П., Кочегарова Е.Ю., Нарышкина С.В. Внебольничная пневмония (клиническое течение, прогнозирование исходов). Благовещенск: АГМА; 2012.

2. Чучалин А.Г., ред. Пульмонология. Национальное руководство. М.: ГЭОТАР-Медиа; 2016.

3. Cataudella E., Giraffa C.M., Di Marca S. et al. Neutrophil-to-lymphocyte ratio: an emerging marker predicting prognosis in elderly adults with community-acquired pneumonia. J. Am. Geriatr. Soc. 2017; 65 (8): 1796–1801. DOI: 10.1111/jgs.14894.

4. Kartal O., Kartal A.T. Value of neutrophil to lymphocyte and platelet to lymphocyte ratios in pneumonia. Bratisl. Lek. Listy. 2017; 118 (9): 513–516. DOI: 10.4149/BLL_2017_099.

5. Parenti A., Indorato B., Paccosi S. Minocycline affects human neutrophil respiratory burst and transendothelial migration. Inflamm. Res. 2017; 66 (2): 107–109. DOI: 10.1007/s00011-016-0999-x.

6. 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; 85 (5): 365–371. DOI: 10.1111/sji.12537.

7. Владимиров Ю.А., Проскурнина Е.В. Свободные радикалы и клеточная хемилюминесценция. Успехи биологической химии. 2009; 49: 341–388.

8. Beutler B. Innate immunity: an overview. Mol. Immunol. 2004; 40: 845–859. DOI: 10.1016/j.molimm.2003.10.005.

9. Соодаева С.К., Климанов И.А., Никитина Л.Ю. Нитрозивный и оксидативный стресс при заболеваниях органов дыхания. Пульмонология. 2017; 27 (2): 262–273. DOI: 10.18093/0869-0189-2017-27-2-262-273.

10. Савченко А.А., Здзитовецкий Д.Э., Борисов А.Г., Лузан Н.А. Хемилюминесцентная и энзиматическая активность нейтрофильных гранулоцитов у больных распространенным гнойным перитонитом в зависимости от исхода заболевания. Вестник РАМН. 2014; 69 (5-6): 23–28. DOI: 10.15690/vramn.v69i5-6.1039.

11. Walmsley S.R., Whyte M.K. Neutrophil energetics and oxygen sensing. Blood. 2014; 123 (18): 2753–2754. DOI: 10.1182/blood-2014-03-560409.

12. Чучалин А.Г., Синопальников А.И., Козлов Р.С. и др. Российское респираторное общество (РРО) Межрегиональная ассоциация по клинической микробиологии и антимикробной химиотерапии (МАКМАХ) Клинические рекомендации по диагностике, лечению и профилактике тяжелой внебольничной пневмонии у взрослых. Пульмонология. 2014; (4): 13–48. DOI: 10.18093/0869-0189-2014-0-4-13-48.

13. Чучалин А.Г., Синопальников А.И., Козлов Р.С. и др. Клинические рекомендации по диагностике, лечению и профилактике тяжелой внебольничной пневмонии у взрослых. Клиническая микробиология антимикробная химиотерапия. 2015; 17 (2): 84–126.

14. Дворецкий Л.И. Внебольничная пневмония: взгляд терапевта. Consilium Medicum. 2008; 10 (3): 34–40.

15. Савченко А.А. Определение активности NAD(P)-зависимых дегидрогеназ в нейтрофильных гранулоцитах биолюминесцентным методом. Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2015; 159 (5) 656–660. DOI: 10.1007/s10517-015-3049-8.

16. Nguyen G.T., Green E.R., Mecsas J. Neutrophils to the ROScue: Mechanisms of NADPH oxidase activation and bacterial resistance. Front. Cell. Infect. Microbiol. 2017; 7: 373. DOI: 10.3389/fcimb.2017.00373.

17. Zhang L., Wu J., Duan X. et al. NADPH oxidase: A potential target for treatment of stroke. Oxid. Med. Cell. Longev. 2016; 2016: 5026984. DOI: 10.1155/2016/5026984.

18. Kőszegi T., Sali N., Raknić M. et al. A novel luminol-based enhanced chemiluminescence antioxidant capacity microplate assay for use in different biological matrices. J. Pharmacol. Toxicol. Methods. 2017; 88 (Pt 2): 153–159. DOI: 10.1016/j.vascn.2017.09.256.

19. Bao Y., Ledderose C., Graf A.F. et al. mTOR and differential activation of mitochondria orchestrate neutrophil chemotaxis. J. Cell Biol. 2015; 210 (7): 1153–1164. DOI: 10.1083/jcb.201503066.

20. Milot E., Filep J.G. Regulation of neutrophil survival /apoptosis by Mcl-1. Sci. World J. 2011; 11: 1948–1962. DOI: 10.1100/2011/131539.

21. Lu L., Wang M., Liao X. et al. Manganese influences the expression of fatty acid synthase and malic enzyme in cultured primary chicken hepatocytes. Br. J. Nutr. 2017; 118 (11): 881–888. DOI: 10.1017/S0007114517002987.

22. Cai T., Kuang Y., Zhang C. et al. Glucose-6-phosphate dehydrogenase and NADPH oxidase 4 control STAT3 activity in melanoma cells through a pathway involving reactive oxygen species, c-SRC and SHP2. Am. J. Cancer Res. 2015; 5 (5): 1610–1620.