Reactive changes in the monocytic lineage of the bone marrow during the recovery period after parenchymal liver hemorrhage

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

BACKGROUND: Damaged tissue repair in the body is a complex system of sequential changes. The healing rate depends on multiple factors, with the humoral immune response playing a critical role. The functional state of monocytic lineage cells significantly influences tissue regeneration. Therefore, investigating regulatory adaptations in response to tissue injury holds both scientific and clinical significance.

AIM: To examine reactive changes in the proliferation, differentiation, and recruitment of monocytic lineage cells in the bone marrow during the recovery period following parenchymal liver hemorrhage.

MATERIALS AND METHODS: This in vivo experimental study was conducted on outbred rats of both sexes, in which liver injury was modeled as parenchymal hemorrhage. In the experimental group, treatment included a xenogeneic biomaterial derived from reindeer skin collagen as a hemostatic agent. Bone marrow myelograms were analyzed, including monocytogram assessment. The following morphological cell types were differentiated: monoblasts, promonocytes, mature monocytes, and polymorphonuclear monocytes. Due to the non-normal data distribution, variables were described using the median (Me) and quartiles (Q25; Q75). Intergroup differences were assessed using the Kolmogorov–Smirnov test (Z), with statistical significance set at p< 0.05. Statistical analysis was performed using SPSS 13.0 for Windows.

RESULTS: On day 3 after modeling parenchymal liver hemorrhage, reactive changes in the monocytic lineage included an increase in promonocytes from 0.6% to 1.9% (p< 0.001) and monocytes from 1.5% to 4.6% (p=0.010), whereas monoblast levels remained unchanged at 0.8% (p=0.850). By day 7, promonocyte and monoblast counts declined to 0.8% (p=0.006) and 0.6% (p=0.850), respectively. By day 14, no statistically significant changes were observed. On day 21, a decrease in monocytes (4.6%; p=0.120), polymorphonuclear monocytes (0.2%; p=0.990), and promonocytes (0.8%; p=0.290) was recorded, whereas monoblast levels remained stable.

CONCLUSION: Reactive changes in the monocytic lineage of the bone marrow following parenchymal liver hemorrhage involve activation of proliferation and differentiation processes by day 3. By day 7, the intensity of monocytic recruitment from the bone marrow into peripheral circulation increases. By week 3, monoblast, promonocyte, and polymorphonuclear monocyte levels return to baseline, whereas monocyte levels remain elevated.

About the authors

Nikolay S. Felenko

Northern State Medical University

Email: nikolaifelenko@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-3591-8247
SPIN-code: 2164-8710

Assistant Lecturer

Russian Federation, Arkhangelsk

Elena D. Kubasova

Northern State Medical University

Email: lapkino2001@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-9683-7814
SPIN-code: 7684-8140

Cand. Sci. (Biology), Associate Professor

Russian Federation, Arkhangelsk

Nikita A. Shutsky

Northern State Medical University

Email: nikitashutskijj@rambler.ru
ORCID iD: 0000-0003-0979-1569
SPIN-code: 1430-4970

Cand. Sci. (Biology)

Russian Federation, Arkhangelsk

Sergey L. Kashutin

Northern State Medical University

Email: sergeycash@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-2687-3059
SPIN-code: 7623-7216

Cand. Sci. (Biology)

Russian Federation, Arkhangelsk

Denis V. Mizgirev

Northern State Medical University

Email: denimsur@rambler.ru
ORCID iD: 0000-0002-6804-3790
SPIN-code: 6202-6807

MD, Dr. Sci. (Medicine), Associate Professor

Russian Federation, Arkhangelsk

Roman V. Kubasov

Northern State Medical University

Email: romanas2001@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-1698-6479
SPIN-code: 8780-4464

Cand. Sci. (Biology), Associate Professor

Russian Federation, Arkhangelsk

Maria V. Katorina

Northern State Medical University

Email: katorina.mariia@mail.ru
ORCID iD: 0009-0008-4201-0035
Russian Federation, Arkhangelsk

Alexander V. Toropov

Northern State Medical University

Email: sasatoropov7@gmail.com
ORCID iD: 0009-0007-3256-6112
Russian Federation, Arkhangelsk

Olga V. Dolgikh

Northern State Medical University

Author for correspondence.
Email: olvado@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-2855-3160
SPIN-code: 5728-4694

Cand. Sci. (Biology), Associate Professor

Russian Federation, Arkhangelsk

Dmitry V. Shatov

Rostov State Medical University

Email: shatovdv@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-5833-0403
SPIN-code: 1610-6721

MD, Cand. Sci. (Medicine), Associate Professor

Russian Federation, Rostov-on-Don

Natalia V. Sukhorukova

Rostov State Medical University

Email: natasuh77@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-3964-2137
SPIN-code: 4028-5848

MD, Cand. Sci. (Medicine), AssociateProfessor

Russian Federation, Rostov-on-Don

Andrey V. Safronenko

Rostov State Medical University

Email: andrejsaf@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-4625-6186
SPIN-code: 3448-9574

MD, Cand. Sci. (Medicine), AssociateProfessor

Russian Federation, Rostov-on-Don

Dmitry V. Safonov

Municipal Clinical Hospital of Emergency Medical Care

Email: dimas-99@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-9472-5114

MD, Dr. Sci. (Medicine)

Russian Federation, Taganrog

Galina S. Groshilina

1602 Military Clinical Hospital

Email: ggroshilina@rambler.ru
ORCID iD: 0000-0003-1558-5307

MD, Cand. Sci. (Medicine)

Russian Federation, Rostov-on-Don

Elena A. Kutuzova

1602 Military Clinical Hospital

Email: lena_doc@mail.ru
ORCID iD: 0009-0001-4869-377X

MD, Cand. Sci. (Medicine)

Russian Federation, Rostov-on-Don

Sergey N. Linchenko

Kuban State Medical University

Email: s_linchenko@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-8345-0645
SPIN-code: 1681-3350

MD, Dr. Sci. (Medicine), Professor

Russian Federation, Krasnodar

Artem V. Sklyarov

Rostov State Medical University

Email: dokru1@rambler.ru
ORCID iD: 0009-0008-7327-2417
Russian Federation, Rostov-on-Don

Tatiana V. Ostapenko

Rostov State Medical University

Email: tanja.ostapencko@yandex.ru
ORCID iD: 0009-0007-0511-3660
Russian Federation, Rostov-on-Don

Svetlana A. Akopyants

Rostov State Medical University

Email: svtlnstroeva22536@gmail.com
ORCID iD: 0009-0002-6233-9467
Russian Federation, Rostov-on-Don

Karina S. Karakhanyan

Rostov State Medical University

Email: kara_008@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-0519-0248
SPIN-code: 9171-6762

Cand. Sci. (Biology), Associate Professor

Russian Federation, Rostov-on-Don

Sergey M. Groshilin

Rostov State Medical University

Email: 9185546646@rambler.ru
ORCID iD: 0000-0003-2782-7094
SPIN-code: 3980-0099

MD, Dr. Sci. (Medicine), Professor

Russian Federation, Rostov-on-Don

References

  1. Lipatov VA, Severinov DA, Sahakian AR. Local applicational blood reestablishing instruments in surgery of the XXI century (literary review). Innova. 2019;(1):16–22. doi: 10.21626/innova/2019.1/03 EDN: NWYDBU
  2. Zykova NV, Onishchenko SV. The management strategy and technical features in treatment of patients with closed liver injuries. Vestnik SURGU. Medicina. 2023;16(4):20–27. doi: 10.35266/2949-3447-2023-4-3 EDN: OOUIFJ
  3. Ragimov GS. Surgical hemostasis by liver and spleen traumas. Pirogov Russian Journal of Surgery. 2010;(12):53–57. EDN: NQZMCB
  4. Yushkov BG, Danilova IG, Kazakova IA. The role of stem cells in the regeneration of the liver and kidneys. Journal of Ural Medical Academic Science. 2013;(1):46–47. EDN: PZACJX
  5. Ivolgin DA, Kudlay DA. Mesenchymal multipotent stromal cells and cancer safety: two sides of the same coin or a double-edged sword (review of foreign literature). The Russian Journal of Pediatric Hematology аnd Oncology. 2021;8(1):64–84. doi: 10.21682/2311-1267-2021-8-1-64-84 EDN: FZOQTN
  6. Theret M, Mounier R, Rossi F. The origins and non-canonical functions of macrophages in development and regeneration. Development. 2019;146(9):dev156000. doi: 10.1242/dev.156000
  7. Elder SS, Emmerson E. Senescent cells and macrophages: key players for regeneration? Open Biology. 2020;10(12):200309. doi: 10.1098/rsob.200309
  8. Mussbacher M, Derler M, Basílio J, Schmid JA. NF-κB in monocytes and macrophages–an inflammatory master regulator in multitalented immune cells. Front Immunol. 2023;14:1134661. doi: 10.3389/fimmu.2023.1134661
  9. Fantin A, Vieira JM, Gestri G, et al. Tissue macrophages act as cellular chaperones for vascular anastomosis downstream of VEGF-mediated endothelial tip cell induction. Blood. 2010;116(5):829–840. doi: 10.1182/blood-2009-12-257832
  10. Patent RUS № 2825463 / 26.08.2024. Byul. № 24. Kashutin SL, Kholopov NS, Gorbatova LN, et al. Method of producing xenogenic biomaterial from reindeer dermis collagen in form of film. Available from: https://www.elibrary.ru/download/elibrary_69724149_26422860.PDF (In Russ.) EDN: IRZBHA
  11. Maystrenko AN, Bezhin AI, Lipatov VA, Chizhikov GM. Determination of blood loss volume in modeling injuries of parenchymatous organs with application of new hemostatic agents in an experiment. Innova. 2018;(2):12–14. doi: 10.21626/innova/2018.2/03 EDN: YWFVBR
  12. Savintsev AM, Malko AV, Smolyaninov AB. Cellular technologies in the surgical treatment of fractures of the proximal femur. Health is the basis of human potential: problems and solutions. 2012;7(2):834. (In Russ.) EDN: SHNELL
  13. Lipatov VA, Lazarenko SV, Severinov DA, et al. Comparative analysis of efficacy of the new local hemostatic agents. Medicine of Extreme Situations. 2023;25(4):131–136. doi: 10.47183/mes.2023.063 EDN: MQYKUS
  14. Masalimov AR, Bautin AE, Gordeev ML, et al. Effect of topical application of tranexamic acid on blood loss in the early postoperative period in patients undergoing cardiac surgery. Bulletin of Pirogov National Medical & Surgical Center. 2015;10(3):36–39. EDN: WICENP
  15. Semichev EV, Bushlanov PS, Gereng EA, Koshhevec ES. Features of the liver after hemostasis by suturing in early period (experimental work). Siberian Medical Journal (Irkutsk). 2014;130(7):32–36. EDN: TQPYSR
  16. Zimmermann HW, Trautwein C, Tacke F. Functional role of monocytes and macrophages for the inflammatory response in acute liver injury. Front Physiol. 2012;3:56. doi: 10.3389/fphys.2012.00056
  17. Yang J, Zhang L, Yu C, et al. Monocyte and macrophage differentiation: circulation inflammatory monocyte as biomarker for inflammatory diseases. Biomarker Research. 2014;2(1):1. doi: 10.1186/2050-7771-2-1
  18. Sokolova KV, Danilova IG. Liver macrophages as the key regulators of tissue homeostasis in organ. Ural Medical Journal. 2023;22(6):85–93. doi: 10.52420/2071-5943-2023-22-6-85-93 EDN: VUDBEG
  19. Leplina OYu, Tikhonova MA, Meledina IV, et al. Topical issues of clinical symptoms and diagnostics of septic shock. Russian Journal of Infection and Immunity. 2022;12(3):475–485. doi: 10.15789/2220-7619-CMS-1810 EDN: EPFQUA

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Fig. 1. Removal of the left lobe of the liver (a) and its application of a scalped wound (b).

Download (87KB)
3. Fig. 2. Сollagen-based xenogenic biomaterial from reindeer dermis (a) and its application to a scalped liver wound (b).

Download (94KB)
4. Fig. 3. Myelogram of rat bone marrow with differentiation of the monocyte unit into monoblasts (a), promonocytes (b), monocytes proper (c), polymorphonuclear monocytes (d). Romanovsky–Giemse coloring; ×400.

Download (291KB)

Copyright (c) 2024 Eco-Vector

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
 


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».