Metabolic changes in the lymphocytes during influenza

Full Text

По оценкам Всемирной Организации Здравоохранения, гриппоподобными заболеваниями ежегодно в мире болеют до 100 млн человек [5, 6, 8-10]. Удельный вес гриппа и острых респираторных вирусных инфекций (ОРВИ) среди всех инфекционных болезней в России составляет 90%. В патогенезе ОРВИ, в том числе гриппа, существенную роль играют иммунные нарушения. При этом ряд авторов расценивают изменения в иммунной системе при ОРВИ как адаптационные реакции на воздействие вирусов [1-3, 9]. Активация лимфоцитов и формирование адекватного противовирусного иммунного ответа сопровождается изменениями внутриклеточного метаболизма, в частности активности ферментов [4, 7]. Цель работы - оценить характер и интенсивность изменений метаболизма в лимфоцитах больных гриппом по активности внутриклеточных ферментов в сопоставлении с тяжестью течения болезни. В исследование были включены 45 больных в возрасте от 18 до 42 лет с диагнозами «грипп А (Н0N1)», «грипп А (Н1N1)» и «грипп А (Н2N2)», которые устанавливали в условиях специализированного стационара на основании клинико-эпидемиологических данных. Диагноз гриппа подтверждён у 51% больных методом иммуноферментного анализа и реакцией торможения гемагглютинации, а генетический материал вирусов определяли в крови методом полимеразной цепной реакции. За диагностически достоверное принимали увеличение оптической плотности на 0,5 ед. и более по данным иммуноферментного анализа в динамике заболевания и 4-кратное нарастание титров антител в реакции торможения гемагглютинации. Верификацию диагноза проводили с учётом клинической симптоматики и эпидемиологических данных: контакта с больным гриппом, выраженности гипертермического, интоксикационного синдромов и катаральных явлений верхних дыхательных путей, наличия осложнений, выраженности сдвигов в гемограмме. У всех больных заболевание начиналось остро с повышения температуры тела, симптомов интоксикации и катаральных явлений за 3-4 дня до поступления в стационар. Симптомы интоксикации оценивали по жалобам на выраженность головной боли, головокружения, слабости, озноба, миалгий. Слабость и снижение работоспособности отмечены у 100% обследуемых. На интенсивную головную боль жаловались 37 (82,2%) пациентов, миалгии и артралгии отмечали 24 (53,3%) пациента. Катаральные явления у всех больных проявлялись в виде заложенности носа, умеренной гиперемии ротоглотки с вирусной зернистостью задней стенки глотки. Першение в горле отмечал 31 (69%) пациент. У 6 (13,3%) больных тяжёлое течение было обусловлено развитием пневмонии. Другим важным фактором, влияющим на тяжесть инфекционного процесса, было наличие осложнений со стороны ЛОР-органов: у 9 (20%) пациентов диагностирован синусит (гайморит, фронтит), у 1 (2,2%) - гнойный отит, у 21 (46,7%) - трахеобронхит. Длительность заболевания рассчитывали от момента появления первых симптомов до их исчезновения и выписки из стационара. В среднем этот показатель составил 13,5±0,7 дня. У 25 (55,6%) больных в остром периоде заболевания зарегистрирована лейкопения в общем анализе крови, у остальных - лейкоцитоз. Палочкоядерный сдвиг лейкоцитарной формулы отмечен у 36 (80%), увеличение скорости оседания эритроцитов - у 29 (64,4%) пациентов при поступлении в стационар. Активность ферментов определяли в лимфоцитах, выделенных из периферической крови больных гриппом в течение первых суток после поступления на стационарное лечение (4-5-й день заболевания). Больные были разделены на две группы: со среднетяжёлым (24 пациента) и тяжёлым (21 пациент) течением гриппа. В качестве контрольных показателей использовали значения активности внутриклеточных ферментов лимфоцитов 37 практически здоровых людей сопоставимого возраста, полученные нами ранее. У всех больных в лимфоцитах, выделенных из венозной крови на градиенте плотности фиколл-верографина, биолюминесцентным методом с использованием бактериальной люциферазы проводили определение активности внутриклеточных ферментов. Определяли активность глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы (Г6ФДГ), глицерол-3-фосфатдегидрогеназы (Г3ФДГ), лактатдегидрогеназы (ЛДГ), никотинамидадениндинуклеотид(НАД)- и никотинамидаденин-динуклеотидфосфат(НАДФ)-зависимой изоцитратдегидрогеназ (НАДИЦДГ и НАДФИЦДГ), НАД- и НАДФ-зависимой глутаматдегидрогеназы (НАДГДГ и НАДФГДГ), НАД- и НАДФ-зависимой малатдегидрогеназы (НАДМДГ и НАДФМДГ), а также глутатионредуктазы (ГР). Полученные в результате исследований данные были статистически обработаны с применением пакета прикладных программ «Statistica 6.0». В связи с тем, что распределение показателей активности внутриклеточных ферментов отличалось от нормального, оценку достоверности различий проводили с помощью U-критерия Манна-Уитни. Выявлены разнонаправленные изменения внутриклеточных метаболических показателей лимфоцитов больных в разгаре заболевания по сравнению с соответствующими параметрами практически здоровых людей контрольной группы (табл. 1). Отмечено достоверное повышение активности двух ферментов, ассоциированных с гликолизом (Г6ФДГ и Г3ФДГ), у больных гриппом по сравнению с контролем: активность Г6ФДГ составила соответственно 3,17±0,53 и 2,74±0,31 мкЕ/10 000 кл. (р <0,05), а Г3ФДГ - 57,33±5,65 и 0,84±0,16 мкЕ/10 000 кл. (р <0,001). В то же время активность ещё одного фермента этого цикла - ЛДГ - у больных оказалась ниже, чем у обследованных контрольной группы: 0,40±0,08 и 0,84±0,08 мкЕ/10 000 кл. соответственно (р <0,001). В отношении ферментов цикла трикарбоновых кислот (ЦТК) и ассоциированных с ним реакций также отмечены разнонаправленные изменения по сравнению с контролем. Показатели в лимфоцитах активности НАДИЦДГ и НАДФИЦДГ, катализирующих реакции начального этапа цикла Кребса, у больных были ниже, чем в контроле: первый у больных составил 0,17±0,02 мкЕ/10 000 кл., в контроле - 1,95±0,25 мкЕ/10 000 кл. (р <0,001), а для второго эти значения составили соответственно 0,09±0,01 и 31,02±2,20 мкЕ/10 000 кл. (р <0,001). Следующие два фермента, связывающие между собой метаболизм аминокислотного обмена и ЦТК, - НАДГДГ и НАДФГДГ - были достоверно более активными у больных со среднетяжёлым течением гриппа. Показатели НАДГДГ у больных и здоровых были соответственно 63,67±5,32 и 0,34±0,06 мкЕ/10 000 кл. (р <0,001), а НАДФГДГ - 1,45±0,18 и 0,11±0,02 мкЕ/10 000 кл. (р <0,001). Метаболические реакции заключительного этапа ЦТК, катализируемые НАДМДГ и НАДФМДГ, также определялись на более высоком уровне в лимфоцитах больных. Активность НАДМДГ у них была равна 86,46±12,30 мкЕ/10 000 кл. (в контрольной группе - 84,16±13,70 мкЕ/10 000 кл.), а НАДФМДГ - 1,34±0,25 мкЕ/10 000 кл. (в контроле - 0,33±0,07 мкЕ/10 000 кл., р <0,001). Активность ГР также была выше в группе больных среднетяжёлой формой гриппа: 5,86±0,25 мкЕ/10 000 кл. при величине у здоровых людей 1,28±0,30 мкЕ/10 000 кл. (р <0,001). При тяжёлом течении гриппа с последующими осложнениями в лимфоцитах больных отмечены схожие метаболические реакции (см. табл. 1). Таким образом, при среднетяжёлом течении гриппа у пациентов возникают определённые особенности внутриклеточного метаболизма лимфоцитов. В 68,3 раза более активно, чем у здоровых, осуществляется пополнение гликолиза субстратами благодаря липидному обмену, что, вероятно, и обеспечивает возможность более интенсивного «оттока» субстратов на пентозофосфатный путь; однако активность реакции, перерабатывающей лактат в пируват, у них ниже. Активность реакций начального этапа ЦТК в лимфоцитах больных в десятки раз ниже, что, по-видимому, и становится причиной дополнительного привлечения субстратов с аминокислотного обмена через реакции, катализируемые НАДГДГ и НАДФГДГ, для сохранения возможностей цикла по синтезу макроэргов. Это не вполне рациональное использование аминокислот, предназначенных для обеспечения энергетических, синтетических и пластических потребностей клеток, должно поддерживаться более интенсивным их поступлением в лимфоциты извне. Этим можно объяснить высокий показатель ГР, которая не только поддерживает возможности глутатионовой антиоксидантной защиты, но и осуществляет активный транспорт аминокислот в иммунокомпетентных клетках. Такое компенсаторное восполнение субстратов в ЦТК видится оправданным с точки зрения поддержки функциональных возможностей лимфоцитов и реакции заключительного, наиболее эффективного по синтезу аденозинтрифосфата этапа цикла у больных. Показатель НАДМДГ у пациентов с гриппом выше в 4 раза, а НАДФМДГ - в 4,1 раза по сравнению с контролем, то есть повышены как синтез аденозинтрифосфата, так и объём субстратов ЦТК на гликолиз реакцией малат-пируват, а более высокое количество последнего становится фактором, снижающим активность реакции лактат-пируват. В лимфоцитах больных с тяжёлым течением гриппа сохраняются во многом подобные закономерности в соотношении величин большинства ферментных показателей с уровнем их контрольных значений. Тяжёлый вариант течения патологического процесса сопровождается более выраженной интенсификацией ряда внутриклеточных реакций ЦТК и изменением соотношения активности двух ферментов начального этапа ЦТК: активность НАДИЦДГ и НАДФИЦДГ в лимфоцитах больных второй группы была ближе к показателям контрольной группы. Если активность Г3ФДГ, подобно показателям ферментов ЦТК, продолжала повышаться с увеличением степени тяжести заболевания, то для ЛДГ отмечена обратная тенденция: активность этого фермента резко повышалась как по сравнению с группой больных со среднетяжёлым течением заболевания (р <0,001), так и по сравнению с группой контроля (в 1,5 раза, однако разница с контролем по U-критерию недостоверна). Активность же Г6ФДГ не отличалась от показателя контрольной группы и была ниже, чем в группе со среднетяжёлым течением заболевания. Вероятно, это обстоятельство может быть одним из факторов, определяющих тяжесть течения гриппа. ВЫВОДЫ 1. В разгар заболевания отмечена разнонаправленность изменения активности реакций пентозофосфатного цикла и гликолиза. 2. При высокой функциональной нагрузке на клетки происходит значительное снижение интенсивности реакций начального этапа цикла трикарбоновых кислот, что уменьшает энергетическую эффективность цикла, а интенсивное поступление метаболитов для снабжения цикла трикарбоновых кислот субстратами аминокислотного обмена обеспечивает усиленный транспорт аминокислот в лимфоциты. Таблица 1 Активность ферментов (мкЕ/10 000 кл.) в лимфоцитах больных с разными вариантами течения гриппа (М±m) Ферменты Контроль (n=37) Грипп средней тяжести (n=24) Тяжёлое течение гриппа (n=21) 1 2 3 Г6ФДГ 2,74±0,31 3,17±0,53, р1 <0,05 2,75±0,35 Г3ФДГ 0,84±0,16 57,33±5,65, р1 <0,001 113,38±14,30, р1 <0,001, р2 <0,001 ЛДГ 0,84±0,08 0,40±0,08, р1 <0,001 1,23±0,19, р2 <0,001 НАДИЦДГ 1,95±0,25 0,17±0,02, р1 <0,001 0,45±0,08, р1 <0,001, р2 <0,001 НАДФИЦДГ 31,02±2,20 0,09±0,01, р1 <0,001 0,30±0,05, р1 <0,001, р2 <0,001 НАДГДГ 0,34±0,06 63,67±5,32, р1 <0,001 121,42±16,53, р1 <0,001, р2 <0,001 НАДФГДГ 0,11±0,02 1,45±0,18 р1<0,001 7,51±0,87 р1<0,001 р2<0,001 НАДМДГ 21,62±1,69 86,46±12,30, р1 <0,001 111,20±8,79, р1 <0,001, р2 <0,001 НАДФМДГ 0,33±0,07 1,34±0,25, р1 <0,001 3,72±0,42, р1 <0,001, р2 <0,001 ГР 1,28±0,30 5,86±0,25, р1 <0,001 7,87±0,57, р1 <0,001, р2 <0,001 Примечание: р1, р2 - статистическая достоверность различий с показателем соответствующего столбца; М±m - среднегрупповые показатели (М) и ошибка средней (m); Г6ФДГ - глюкозо-6-фосфатдегидрогеназа; Г3ФДГ - глицерол-3-фосфатдегидрогеназа; ЛДГ - лактатдегидрогеназа; НАД - никотинамидадениндинуклеотид; НАДФ - никотинамидадениндинуклеотидфосфат; НАДИЦДГ и НАДФИЦДГ - НАД- и НАДФ-зависимая изоцитратдегидрогеназа; НАДГДГ и НАДФГДГ - НАД- и НАДФ-зависимая глутаматдегидрогеназа; НАДМДГ и НАДФМДГ - НАД- и НАДФ-зависимая малатдегидрогеназа; ГР - глутатионредуктаза.

About the authors

I V Sergeeva

Krasnoyarsk State Medical University, Krasnoyarsk, Russia

Email: infeccia7979@mail.ru

N I Kamzalakova

Krasnoyarsk State Medical University, Krasnoyarsk, Russia

E P Tikhonova

Krasnoyarsk State Medical University, Krasnoyarsk, Russia

G V Bulygin

Krasnoyarsk State Medical University, Krasnoyarsk, Russia

References

Supplementary files