Preview

Журнал им. Н.В. Склифосовского «Неотложная медицинская помощь»

Расширенный поиск

Влияние ксенона на провоспалительную активацию и апоптоз нейтрофилов человека в условиях ex vivo

https://doi.org/10.23934/2223-9022-2021-10-3-511-520

Полный текст:

Аннотация

Актуальность. Синдром системного воспалительного ответа, лежащий в основе повреждающего действия факторов инфекционного и неинфекционного генеза, может стать причиной полиорганной недостаточности. Степень его выраженности определяется в том числе активацией нейтрофилов. В работе освещены новые механизмы противовоспалительного действия ингаляционного анестетика ксенона, опосредованные снижением способности нейтрофилов к провоспалительной реакции.

Цель исследования. Оценить влияние ксенона на активацию нейтрофилов человека в условиях ex vivo.

Материал и методы. Проведено изучение влияния ингаляции ксенона на снижение способности нейтрофилов к провоспалительной активации путем снижения экспрессии молекул адгезии CD11b и CD66b на поверхности нейтрофилов и на фосфорилирование провоспалительных киназ: ERK1/2 и киназы — р38 в нейтрофилах здоровых добровольцев.

Результаты. Применение ксенона в дозе 30 об. % в течение 60 минут у здоровых добровольцев статистически значимо снижает способность нейтрофилов к провоспалительной активации. Добавление к среде инкубации нейтрофилов липополисахарида (ЛПС) вызывает их выраженную активацию, статистически значимо увеличивая фосфорилирование ключевых провоспалительных киназ нейтрофилов ERK1/2 и киназы — р38. Ингаляция ксенона у добровольцев (30% в течение 60 минут) обладает выраженным противовоспалительным эффектом на нейтрофилы, стимулированные ЛПС, уменьшая их активацию путем ингибирования провоспалительной киназы ERK1/2 и провоспалительной МАР-киназы р38.

Заключение. Настоящее исследование, выполненное на выделенных нейтрофилах добровольцев, которым была проведена ингаляция ксенона, выявило противовоспалительные свойства инертного газа ксенона, что, на наш взгляд, может иметь прямое отношение к выявлению механизма его нейропротекторных свойств. Таким образом, имеющиеся на сегодняшний день результаты исследований позволяют предположить, что ксенон имеет выраженный плейотропный механизм защиты головного мозга. Это и частичная блокада NMDA-рецепторов, и фосфорилирование фермента гликогенсинтазы-3β, и ограничение воспалительной активации нейтрофилов.

Выводы. Ингаляция ксенона у добровольцев (30% в течение 60 минут) обладает выраженным противовоспалительным эффектом на нейтрофилы, стимулированные липополисахаридами, уменьшая их активацию путем ингибирования провоспалительной киназы ERK1/2 и провоспалительной МАРкиназы р38, а также снижая экспрессию маркеров активации и дегрануляции CD11b и CD66b на поверхности нейтрофилов. Стимуляция липополисахаридами статистически значимо уменьшает спонтанный апоптоз нейтрофилов, в то время как ксенон увеличивает способность нейтрофилов к апоптозу, что, вероятно, будет способствовать разрешению воспаления.

Об авторах

О. А. Гребенчиков
ФГБНУ «Федеральный научно-клинический центр реаниматологии и реабилитологии»
Россия

доктор медицинских наук, главный научный сотрудник лаборатории органопротекции при критических состояниях 

 Российская Федерация, 107031, Москва, ул. Петровка, д. 25, стр. 2 



А. К. Шабанов
ФГБНУ «Федеральный научно-клинический центр реаниматологии и реабилитологии»; ГБУЗ «Научно-исследовательский институт скорой помощи им. Н.В. Склифосовского ДЗМ»
Россия

доктор медицинских наук, главный научный сотрудник лаборатории клинической патофизиологии при критических состояниях; заместитель главного врача по анестезиологии и реаниматологии 

 Российская Федерация, 107031, Москва, ул. Петровка, д. 25, стр. 2 

 Российская Федерация, 129090, Москва, Б. Сухаревская пл., д. 3 



Л. Л. Николаев
ФГБОУ ДПО «Российская медицинская академия непрерывного профессионального образования»
Россия

доцент кафедры анестезиологии и реаниматологии

Российская Федерация, 125993, г. Москва, ул. Баррикадная, д. 2/1, стр. 1 



А. И. Шпичко
ФГБНУ «Федеральный научно-клинический центр реаниматологии и реабилитологии»
Россия

кандидат медицинских наук, старший научный сотрудник лаборатории органопротекции при критических состояниях 

 Российская Федерация, 107031, Москва, ул. Петровка, д. 25, стр. 2 



И. В. Братищев
ГБУЗ «Научно-исследовательский институт скорой помощи им. Н.В. Склифосовского ДЗМ»
Россия

 врач анестезиолог-реаниматолог, преподаватель учебного отдела 

 Российская Федерация, 129090, Москва, Б. Сухаревская пл., д. 3 



Л. Ю. Марченко
ФГБУН «Государственный научный центр Российской Федерации – Институт медико-биологических проблем Российской академии наук»
Россия

младший научный сотрудник 

Российская Федерация, 123007, Москва, Хорошевское ш., 76А, стр. 4 



Ш. Ж. Хусаинов
ФГБНУ «Федеральный научно-клинический центр реаниматологии и реабилитологии»; ГБУЗ «Научно-исследовательский институт скорой помощи им. Н.В. Склифосовского ДЗМ»
Россия

врач анестезиолог-реаниматолог, аспирант 

 Российская Федерация, 107031, Москва, ул. Петровка, д. 25, стр. 2 

 Российская Федерация, 129090, Москва, Б. Сухаревская пл., д. 3 



Р. А. Черпаков
ФГБНУ «Федеральный научно-клинический центр реаниматологии и реабилитологии»
Россия

научный сотрудник лаборатории органопротекции при критических состояниях 

 Российская Федерация, 107031, Москва, ул. Петровка, д. 25, стр. 2 



Н. П. Шпичко
ФГБНУ «Федеральный научно-клинический центр реаниматологии и реабилитологии»; ФГАОУ ВО «Российский университет дружбы народов»
Россия

 научный сотрудник лаборатории двигательной реабилитации, восстановления глотания и речи, ассистент кафедры анестезиологии, реаниматологии и интенсивной терапии

 Российская Федерация, 107031, Москва, ул. Петровка, д. 25, стр. 2 

 Российская Федерация, 117198, Москва, ул. Миклухо-Маклая, д. 6 



Список литературы

1. Balk RA. Systemic inflammatory response syndrome (SIRS): Where did it come from and is it still relevant today? Virulence. 2014;5(1):20–26. PMID: 24280933 https://doi.org/10.4161/viru.27135

2. Cheng Z, Abrams ST, Toh J, Wang SS, Wang Z, Yu Q, et al. The Critical Roles and Mechanisms of Immune Cell Death in Sepsis. Front Immunol. 2020;11:1918. PMID: 32983116 https://doi.org/10.3389/fimmu.2020.01918

3. Alexander JJ, Jacob A, Cunningham P, Hensley L, Quigg RJ. TNF is a key mediator of septic encephalopathy acting through its receptor, TNF receptor-1. Neurochem Int. 2008;52(3):447–456. PMID: 17884256 https://doi.org/10.1016/j.neuint.2007.08.00

4. Jaffer U, Wade RG, Gourlay T. Cytokines in the systemic inflammatory response syndrome: a review. HSR Proc Intensive Care Cardiovasc Anesth. 2010;2(3):161–175. PMID: 23441054

5. Guisasola MC, Alonso B, Bravo B, Vaquero J, Chana F. An overview of cytokines and heat shock response in polytraumatized patients. Cell Stress Chaperones. 2018;23(4):483–489. PMID: 29101529 https://doi.org/10.1007/s12192-017-0859-9

6. Schmidt T, Zündorf J, Grüger T, Brandenburg K, Reiners AL, Zinserling J, et al. CD66b overexpression and homotypic aggregation of human peripheral blood neutrophils after activation by a gram-positive stimulus. J Leukoc Biol. 2012;91(5):791–802. PMID: 22319104 https://doi.org/10.1189/jlb.0911483

7. Muller Kobold AC, Tulleken JE, Zijlstra JG, Sluiter W, Hermans J, Kallenberg CG, et al. Leukocyte activation in sepsis; correlations with disease state and mortality. Int Care Med. 2000;26(7):883–892. PMID: 10990102 https://doi.org/10.1007/s001340051277

8. Parkos CA, Colgan SP, Madara JL. Interactions of neutrophils with epithelial cells: lessons from the intestine. J Am Soc Nephrol. 1994;5(2):138-152. PMID: 7993993 https://doi.org/10.1681/ASN.V52138

9. Mortaz E, Zadian SS, Shahir M, Folkerts G, Garssen J, Mumby S, et al. Does Neutrophil Phenotype Predict the Survival of Trauma Patients? Front Immunol. 2019;10:2122. PMID: 31552051 https://doi.org/10.3389/fimmu.2019.02122

10. Pillay J, den Braber I, Vrisekoop N, Kwast LM, de Boer RJ, Borghans JA, et al. In vivo labeling with 2H2O reveals a human neutrophil lifespan of 5.4 days. Blood. 2010;116(4):625–627. PMID: 20410504 https://doi.org/10.1182/blood-2010-01-259028

11. Yuyun X, Fan Y, Weiping W, Qing Y, Bingwei S. Metabolomic analysis of spontaneous neutrophil apoptosis reveals the potential involvement of glutathione depletion. Innate Immun. 2021;27(1):31–40. PMID: 32910715 https://doi.org/10.1177/1753425920951985

12. Bartels M, Murphy K, Rieter E, Bruin M. Understanding chronic neutropenia: life is short. Br J Haematol. 2016;172(2):157–169. PMID: 26456767 https://doi.org/10.1111/bjh.13798

13. Collard CD, Park KA, Montalto MC, Alapati S, Buras JA, Stahl GL, Colgan SP. Neutrophil-derived glutamate regulates vascular endothelial barrier function. J Biol Chem. 2002;277(17):14801–14811. PMID: 11847215 https://doi.org/10.1074/jbc.M110557200

14. Kotz KT, Xiao W, Miller-Graziano C, Qian WJ, Russom A, Warner EA, et al. Clinical microfluidics for neutrophil genomics and proteomics. Nat Med. 2010;16(9):1042–1047. PMID: 20802500 https://doi.org/10.1038/nm.2205

15. Dorsett CR, McGuire JL, DePasquale EA, Gardner AE, Floyd CL, McCullumsmith RE. Glutamate Neurotransmission in Rodent Models of Traumatic Brain Injury. J Neurotrauma. 2017;34(2):263–272. PMID: 27256113 https://doi.org/10.1089/neu.2015.4373

16. Del Arroyo AG, Hadjihambi A, Sanchez J, Turovsky E, Kasymov V, Cain D, et al. NMDA receptor modulation of glutamate release in activated neutrophils. EBioMedicine. 2019;47:457–469. PMID: 31401196 https://doi.org/10.1016/j.ebiom.2019.08.004

17. de Sousa SL, Dickinson R, Lieb WR, Franks NP. Contrasting synaptic actions of the inhalational general anesthetics isoflurane and xenon. Anesthesiology. 2000;92(4):1055–1066. PMID: 10754626 https://doi.org/10.1097/00000542-200004000-00024

18. Гребенчиков О.А., Молчанов И.В., Шпичко А.И., Евсеев А.К., Шабанов А.К., Хусаинов Ш.Ж., и др. Нейропротективные свойства ксенона по данным экспериментальных исследований. Журнал им. Н.В. Склифосовского Неотложная медицинская помощь. 2020;9(1):85–95. https://doi.org/10.23934/2223-9022-2020-9-1-85-95

19. Zhang Q, Raoof M, Chen Y, Sumi Y, Sursal T, Junger W, et al. Circulating mitochondrial DAMPs cause inflammatory responses to injury. Nature. 2010;464(7285):104–107. PMID: 20203610 https://doi.org/10.1038/nature08780

20. Campos-Pires R, Hirnet T, Valeo F, Ong BE, Radyushkin K, Aldhoun J, et al. Xenon improves long-term cognitive function, reduces neuronal loss and chronic neuroinflammation, and improves survival after traumatic brain injury in mice. Br J Anaesth. 2019;123(1):60–73. PMID: 31122738 https://doi.org/10.1016/j.bja.2019.02.032

21. Шпичко А.И., Гребенчиков О.А., Молчанов И.В., Шабанов А.К., Шпичко Н.П., Каданцева К.К. Кардиопротективные свойства ксенона. Журнал им. Н.В. Склифосовского Неотложная медицинская помощь. 2020;9(2):264–272. https://doi.org/10.23934/2223-9022-2020-9-2-264-272

22. Лихванцев В.В., Скрипкин Ю.В., Гребенчиков О.А., Шапошников Б.А., Мироненко А.В. Механизмы действия и основные эффекты галогенсодержащих анестетиков. Вестник интенсивной терапии. 2013;(3):44–51.

23. Мороз В.В., Лихванцев В.В., Гребенчиков О.А. Современные тенденции в развитии анестезиологии. Общая реаниматология. 2012; 8(4):118–122.

24. Мороз В.В., Борисов К.Ю., Гребенчиков О.А., Левиков Д.И., Шайбакова В.Л., Черпаков Р.А., и др. Анестетическое прекондиционирование миокарда и некоторые биохимические маркеры сердечной и коронарной недостаточности после операций аортокоронарного шунтирования. Общая реаниматология. 2013;9(5):29–35.

25. Гребенчиков О.А., Скрипкин Ю.В., Герасименко О.Н., Каданцева К.К., Бачинский А.Л., Берикашвили Л.Б., Лихванцев В.В. Неанестетические эффекты современных галогенсодержащих анестетиков. Патология кровообращения и кардиохирургия. 2020;24(2):26–45. http://dx.doi.org/10.21688/1681-3472-2020-2-26-45

26. Кузовлев А.Н., Шпичко А.И., Рыжков И.А., Гребенчиков О.А., Шабанов А.К., Хусаинов Ш.Ж., и др. Влияние ксенона на фосфорилирование киназы гликогенсинтазы-3β и антиоксидантные ферменты в мозге крыс. Журнал им. Н.В. Склифосовского Неотложная медицинская помощь. 2020;9(4):564–572. https://doi.org/10.23934/2223-9022-2020-9-4-564-572

27. Гребенчиков О.А., Аврущенко М.Ш., Борисов К.Ю., Ильин Ю.В., Лихванцев В.В. Нейропротекторные эффекты севофлурана на модели тотальной ишемии-реперфузии. Клиническая патофизиология. 2014;(2):57–64.

28. Пирадов М.А., Крылов В.В., Белкин А.А., Петриков С.С. Инсульты. В кн.: Гельфанд Б.Р., Заболотских И.Б. (ред.) Интенсивная терапия. Национальное руководство. Москва: ГЭОТАР-Медиа; 2017. Гл. 2. с. 288–309.

29. Шабанов А.К., Картавенко В.И., Петриков С.С., Марутян З.Г., Разумный П.А., Черненькая Т.В., и др. Тяжелая сочетанная черепномозговая травма: особенности клинического течения и исходы. Журнал им. Н.В. Склифосовского Неотложная медицинская помощь. 2017;6(4):324–330. https://doi.org/10.23934/2223-9022-2017-6-4-324-330


Рецензия

Для цитирования:


Гребенчиков О.А., Шабанов А.К., Николаев Л.Л., Шпичко А.И., Братищев И.В., Марченко Л.Ю., Хусаинов Ш.Ж., Черпаков Р.А., Шпичко Н.П. Влияние ксенона на провоспалительную активацию и апоптоз нейтрофилов человека в условиях ex vivo. Журнал им. Н.В. Склифосовского «Неотложная медицинская помощь». 2021;10(3):511-520. https://doi.org/10.23934/2223-9022-2021-10-3-511-520

For citation:


Grebenchikov O.A., Shabanov A.K., Nikolayev L.L., Shpichko A.I., Bratishchev I.V., Marchenko L.Yu., Khusainov S.Z., Cherpakov R.A., Shpichko N.P. Effect of Xenon on Proinflammatory Activation and Apoptosis of Human Neutrophils Under Ex Vivo Conditions. Russian Sklifosovsky Journal "Emergency Medical Care". 2021;10(3):511-520. https://doi.org/10.23934/2223-9022-2021-10-3-511-520

Просмотров: 367


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2223-9022 (Print)
ISSN 2541-8017 (Online)