Effect of lidocaine on oxidative activity of peripheral blood phagocytes

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

BACKGROUND: Excessive production of reactive oxygen species (ROS) by leukocytes can cause damage to intrinsic tissues. The pathogenesis of sepsis is based on an excessive inflammatory response of the body. Several studies have reported the inhibitory effect of lidocaine on neutrophilic granulocytes.

AIM: This study aimed to analyze the effect of lidocaine on the oxidative activity of phagocytes.

MATERIALS AND METHODS: Blood from 16 healthy donors was used in this study. Leukocyte mass was extracted using spontaneous sedimentation. Half of the leukocyte samples were incubated in buffered physiological saline with lidocaine. The other half of the leukocyte samples were incubated in physiological saline without lidocaine. The generation of ROS was studied using two methods. Method 1 included a nitro blue tetrazolium (NBT) test), which is based on the ability of ROS to reduce NBT to insoluble diformazan. Method 2 was based on the chemiluminescence reaction. A culture of S. Aureus was used to induce the production of ROS.

RESULTS: NBT test revealed a decrease in the oxidative activity of leukocytes in the presence of lidocaine by 18% (p <0.05). The study of luminol-dependent chemiluminescence of leukocyte suspension in the presence of lidocaine revealed a significant 2-fold decrease in both spontaneous and stimulated respiratory activity of cells.

CONCLUSIONS: After incubation with lidocaine, phagocytes generated ROS to a significantly lower extent. However, their complete blockade was not recorded. This property of lidocaine may be used in clinical practice to treat an excessive inflammatory response in sepsis.

About the authors

Oleg B. Pozdnyakov

Tver State Medical University

Author for correspondence.
Email: sptnrx@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-8789-1410
SPIN-code: 5105-8197

Candidate of Medical Sciences

Russian Federation, 26, 23, st. Artyukhina, Tver, 170039

Sergey I. Sitkin

Tver State Medical University

Email: sergei_sitkin@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-2305-9238

MD, PhD, DSc

Russian Federation, 26, 23, st. Artyukhina, Tver, 170039

Ludmila V. Emelyanova

Tver State Medical University

Email: sergei_sitkin@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-5266-2880
Russian Federation, 26, 23, st. Artyukhina, Tver, 170039

References

  1. Ovechkin AM, Becker AA. Intravenous lidocaine infusion as a perspective component of multimodal analgesia, which affects on early postoperative outcome. Regional Anesthesia and Acute Pain Management. 2017;11(2):73–83. doi: 10.18821/1993-6508-2017-11-2-73-83 (In Russ).
  2. Cassuto J, Sinclair R, Bonderovic M. Anti-inflammatory properties of local anesthetics and their present and potential clinical implications. Acta Anaesthesiol Scand. 2006;50:265–282. doi: 10.1111/j.1399-6576.2006.00936.x.
  3. Cruz FF, Rocco PR, Pelosi P. Anti-inflammatory properties of anesthetic agents. Crit Care. 2017;21(1):67. doi: 10.1186/s13054-017-1645-x
  4. Lahat A, Ben-Horin S, Lang A, et al. Lidocaine down-regulates nuclear factor-kappaB signalling and inhibits cytokine production and T cell proliferation. Clin Exp Immunol. 2008;152(2):320–327. doi: 10.1111/j.1365-2249.2008.03636.x.
  5. Novikov V.E., Levchenkova O.S., Pozhilova Ye.V. Role of reactive oxygen species in cell physiology and pathology and their pharmacological regulation. Reviews on Clinical Pharmacology and Drug Therapy. 2014;12:13–21. doi: 10.17816/RCF12413-21 (In Russ).
  6. Zhao S, Chen F, Yin Q, et al. Reactive Oxygen Species Interact With NLRP3 Inflammasomes and Are Involved in the Inflammation of Sepsis: From Mechanism to Treatment of Progression. Front Physiol. 2020;11:571810. doi: 10.3389/fphys.2020.571810
  7. Nikitin EA, Kleymenov KV, Batienko DD, et al. New approaches to the impact on the pathogenetic links of sepsis. Medical Council. 2019;(21):240–246. doi: 10.21518/2079-701X-2019-21-240-246 (In Russ).
  8. Hollmann MW, Gross A, Jelacin N, Durieux ME. Local anesthetic effects on priming and activation of human neutrophils. Anesthesiology. 2001;95(1):113–122. doi: 10.1097/00000542-200107000-00021
  9. Ploppa A, Kiefer RT, Krueger WA, et al. Local anesthetics time-dependently inhibit staphylococcus aureus phagocytosis, oxidative burst and CD11b expression by human neutrophils. Reg Anesth Pain Med. 2008;33(4):297–303. doi: 10.1016/j.rapm.2007.05.012
  10. Ploppa A, Kiefer RT, Haverstick DM, et al. Local anesthetic effects on human neutrophil priming and activation. Reg Anesth Pain Med. 2010;35(1):45-50. doi: 10.1097/AAP.0b013e3181c75199
  11. Steinberg BE. Neutrophils: A Therapeutic Target of Local Anesthetics? Anesthesiology. 2018;128(6):1060–1061. doi: 10.1097/ALN.0000000000002205
  12. Boyakova NV, Vinnik YS, Filkin GN, et al. Indicators dynamics luminol-dependent and lucigenin-dependent chemiluminescence of neutrophils in blood at patients with stomach cancer after surgical treatment. Siberian Medical Journal (Irkutsk). 2015;(1):49–52.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Fig. 1. In the cytoplasm of the macrophage there are phagocytosed staphylococci (1) and there are no diformazan granules

Download (169KB)
3. Fig. 2. Completed phagocytosis. The cytoplasm of the macrophage contains granules of diformazan (2) and staphylococcus

Download (141KB)
4. Fig. 3. Chemiluminescent activity of phagocytes with lidocaine. 1. Spontaneous luminol dependent chemiluminescence of chemiluminescence of leukocytes. 2. Stimulation of chemiluminescence by the culture of St. Aureus. 3. Stimulated chemiluminescence of leukocytes

Download (112KB)
5. Fig. 4. Chemiluminescent activity of phagocytes without lidocaine

Download (109KB)

Copyright (c) 2021 Eco-Vector


 


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».