Усиление генерации гидроксильных радикалов лейкоцитами человека в присутствии бактериальных диаминов как проявление иммуномодулирующего влияния микробных метаболитов
- Авторы: Годовалов А.П.1, Карпунина Т.И.1, Морозов И.А.1
-
Учреждения:
- ФГБОУ ВО Пермский государственный медицинский университет им. акад. Е.А. Вагнера Минздрава России
- Выпуск: Том 12, № 3 (2022)
- Страницы: 575-579
- Раздел: КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ
- URL: https://journal-vniispk.ru/2220-7619/article/view/119129
- DOI: https://doi.org/10.15789/2220-7619-EHR-1771
- ID: 119129
Цитировать
Полный текст
Аннотация
В последнее время интерес к исследованию роли полиаминов в межклеточных взаимотношениях, особенно в очаге воспаления, где наблюдается накопление этих поликатионов, увеличивается. Особое внимание в этом плане привлекают продукты микробного происхождения — кадаверин и путресцин. Описана роль полиаминов как «скавенджеров» свободных радикалов, но до сих пор нет данных о их влиянии на радикал-продуцирующую активность лейкоцитов. Цель исследования — изучение особенностей генерации гидроксильных радикалов лейкоцитами человека под влиянием полиаминов микробного происхождения. Материалы и методы. Пробы периферической венозной крови были получены от 20 практически здоровых доноров. Для оценки продукции кислородных радикалов проводили реакцию люминол-зависимой хемилюминесценции с лейкоцитами крови, предварительно инкубированными с кадаверином (0,01 М) и путресцином (0,01 М). Измерение проводили на люминометре Luminoskan Ascent® Thermo Labsystems (США) в течение 180 мин. Для статистического анализа использовали интегральный показатель хемилюминисценции за весь период измерения (RLU). Результаты и обсуждение. Показано, что кадаверин оказывает стимулирующее влияние на способность лейкоцитов к продукции радикалов (усредненная площадь под кривой 6,7±0,7 у.е., p < 0,05). Путресцин слабо влиял на радикал-продуцирующую активность клеток человека (2,8±0,4 у.е., p < 0,05). Такая ситуация может быть обусловлена непосредственным влиянием поликатионов на механизмы генерации радикалов, а также увеличением активности диаминоксидазы лейкоцитов, которая катализирует превращение диаминов в аминоальдегид, что сопровождается выделением перекиси водорода, вступающей в реакцию с люминолом. Кроме того, фермент инактивирует и другие соединения, такие как гистамин, что приводит к формированию менее выраженной клинической картины. Полиамины, в частности кадаверин и путресцин, можно отнести к факторам ремоделирования метаболической активности лейкоцитов организма-хозяина, что направлено на сохранение жизнеспособности и увеличение численности микроорганизмов. Заключение. Таким образом, кадаверин и путресцин, продукция которых осуществляется микроорганизмами в зависимости от условий микроокружения, очевидно, могут рассматриваться в качестве медиаторов, опосредующих мало- или бессимптомное течение воспалительных заболеваний, что способствует реализации персистентного потенциала бактерий.
Ключевые слова
Полный текст
Открыть статью на сайте журналаОб авторах
Анатолий Петрович Годовалов
ФГБОУ ВО Пермский государственный медицинский университет им. акад. Е.А. Вагнера Минздрава России
Автор, ответственный за переписку.
Email: AGodovalov@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-5112-2003
SPIN-код: 4482-4378
Scopus Author ID: 632987
к.м.н., ведущий научный сотрудник ЦНИЛ, доцент кафедры микробиологии и вирусологии
Россия, г. ПермьТамара Исаковна Карпунина
ФГБОУ ВО Пермский государственный медицинский университет им. акад. Е.А. Вагнера Минздрава России
Email: karpuninapsma@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-2511-4656
SPIN-код: 2542-8015
Scopus Author ID: 148127
д.б.н., профессор, профессор кафедры микробиологии и вирусологии
Россия, г. ПермьИлья Андреевич Морозов
ФГБОУ ВО Пермский государственный медицинский университет им. акад. Е.А. Вагнера Минздрава России
Email: Lonny8@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-4233-3711
студент лечебного факультета
Россия, г. ПермьСписок литературы
- Бухарин О.В. Адаптивные стратегии взаимодействия возбудителя и хозяина при инфекции // Вестник Российской академии наук. 2018. Т. 88, № 7. С. 637–643. [Bukharin O.V. Adaptive strategies for the interaction of the pathogen and the host during infection. Vestnik Rossijskoj akademii nauk = Bulletin of the Russian Academy of Sciences, 2018, vol. 88, no. 7, pp. 637–643. (In Russ.)] doi: 10.31857/S086958730000087-3
- Годовалов А.П., Даниелян Т.Ю., Карпунина Т.И., Вавилов Н.В. Опыт изучения микрофлоры и белков эякулята при разной эхоскопической картине предстательной железы // Инфекция и иммунитет. 2019. Т. 9, № 2. С. 347–353. [Godovalov A.P., Danielyan T.Yu., Karpunina T.I., Vavilov N.V. Experience in studying the microflora and proteins of ejaculate with different echoscopic picture of the prostate gland. Infektsiya i immunitet = Russian Journal of Infection and Immunity, 2019, vol. 9, no. 2, pp. 347–353. (In Russ.)] doi: 10.15789/2220-7619-2019-2-347-353
- Годовалов А.П., Карпунина Т.И., Нестерова Л.Ю., Морозов И.А. Полиамины как рецептор-независимые факторы агрессии условно-патогенных микроорганизмов // Иммунопатология, аллергология, инфектология. 2019. № 3. С. 91–94. [Godovalov A.P., Karpunina T.I., Nesterova L.Yu., Morozov I.A. Polyamines as receptor-independent factors of aggression of opportunistic microorganisms. Immunopatologiya, allergologiya, infektologiya = Immunopathology, Allergology, Infectology, 2019. no. 3, pp. 91–94. (In Russ.)] doi: 10.14427/jipai.2019.3.91
- Морозов И.А., Карпунина Т.И., Годовалов А.П. Кадаверин как регулятор активности про- и эукариотических клеток // Аллергология и иммунология. 2018. Т. 19, № 3. С. 149–150. [Morozov I.A., Karpunina T.I., Godovalov A.P. Cadaverine as a regulator of the activity of pro- and eukaryotic cells. Allergologiya i immunologiya = Allergology and Immunology, 2018, vol. 19, no. 3, pp. 149–150. (In Russ.)
- Нестерова Л.Ю., Негорелова Е.В., Ткаченко А.Г. Биогенные полиамины как модуляторы активности Quorum sensing системы и биопленкообразования Vibrio harveyi // Вестник Пермского университета. Серия «Биология». 2019. № 3. C. 300–308. [Nesterova L.Yu., Negorelova E.V., Tkachenko A.G. Biogenic polyamines as modulators of the activity of the Quorum sensing system and biofilm formation of Vibrio harveyi. Vestnik Permskogo universiteta. Seriya “Biologiya” = Bulletin of Perm University. Biology Series, 2019, no. 3, pp. 300–308. (In Russ.)] doi: 10.17072/1994-9952-2019-3-300-308
- Ткаченко А.Г. Стрессорные ответы бактериальных клеток как механизм развития толерантности к антибиотикам // Прикладная биохимия и микробиология. 2018. Т. 54, № 2. С. 110–133. [Tkachenko A.G. Stress responses of bacterial cells as a mechanism for the development of tolerance to antibiotics. Prikladnaya biokhimiya i mikrobiologiya = Applied Biochemistry and Microbiology, 2018, vol. 54, no. 2, pp. 110–133. (In Russ.)] doi: 10.7868/S0555109918020022
- Bigger J.W. Treatment of staphylococcal infections with penicillin by intermittent sterilization. Lancet, 1944, vol. 244, no. 6320, pp. 497–500. doi: 10.1016/s0140-6736(00)74210-3
- Brown S.P., Cornforth D.M., Mideo N. Evolution of virulence in opportunistic pathogens: generalism, plasticity, and control. Trends Microbiol., 2012, vol. 20, no. 7, pp. 336–342. doi: 10.1016/j.tim.2012.04.005
- Equi A.M., Brown A.M., Cooper A., Her S.K., Watson A.B., Robins D.J. Oxidation of putrescine and cadaverine derivatives by diamine oxidases. Tetrahedron, 1991, vol. 47, no. 3, pp. 507–518. doi: 10.1016/S0040-4020(01)90506-X
- Ferguson J.S., Weis J.J., Martin J.L., Schlesinger L.S. Complement protein C3 binding to mycobacterium tuberculosis is initiated by the classical pathway in human bronchoalveolar lavage fluid. Infect. Immun., 2004, vol. 72, no. 5, pp. 2564–2573. doi: 10.1128/IAI.72.5.2564-2573.2004
- Fisher R.A., Gollan B., Helaine S. Persistent bacterial infections and persister cells. Nat. Rev. Microbiol., 2017, vol. 15, no. 8, pp. 453–464. doi: 10.1038/nrmicro.2017.42
- Flannagan R.S., Jaumouillé V., Grinstein S. The cell biology of phagocytosis. Annu. Rev. Pathol., 2012, no. 7, pp. 61–98. doi: 10.1146/annurev-pathol-011811-132445
- Fujisawa S., Kadoma Y. Kinetic evaluation of polyamines as radical scavengers. Anticancer Res., 2005, vol. 25, no. 2A, pp. 965–969.
- Hesterberg R.S., Cleveland J.L., Epling-Burnette P.K. Role of polyamines in immune cell functions. Med. Sci. (Basel), 2018, vol. 6, no. 1: 22. doi: 10.3390/medsci6010022
- Houen G., Högdall E.V., Barkholt V., Nørskov L. Lactoferrin: similarity to diamine oxidase and purification by aminohexyl affinity chromatography. Eur. J. Biochem., 1996, vol. 241, no. 1, pp. 303–308. doi: 10.1111/j.1432-1033.1996.0303t.x
- Huemer M., Mairpady Shambat S., Brugger S.D., Zinkernagel A.S. Antibiotic resistance and persistence-implications for human health and treatment perspectives. EMBO Rep., 2020, vol. 21, no. 12: e51034. doi: 10.15252/embr.202051034
- Igarashi K., Kashiwagi K. Characterization of genes for polyamine modulon. Methods Mol. Biol., 2011, no. 720, pp. 51–65. doi: 10.1007/978-1-61779-034-8_3
- Janeway C.A. Jr., Medzhitov R. Innate immune recognition. Annu. Rev. Immunol., 2002, vol. 20, pp. 197–216. doi: 10.1146/annurev.immunol.20.083001.084359
- Lohinai Z., Keremi B., Szoko E., Tabi T., Szabo C., Tulassay Z., Levine M. Bacterial lysine decarboxylase influences human dental biofilm lysine content, biofilm accumulation, and subclinical gingival inflammation. J. Periodontol., 2012, vol. 83, no. 8, pp. 1048–1056. doi: 10.1902/jop.2011.110474
- Mei Y., Ran L., Ying X., Yuan Z., Xin S. A sequential injection analysis/chemiluminescent plant tissue-based biosensor system for the determination of diamine. Biosens Bioelectron., 2007, vol. 22, no. 6, pp. 871–876. doi: 10.1016/j.bios.2006.03.003
- Shah P., Swiatlo E. A multifaceted role for polyamines in bacterial pathogens. Mol. Microbiol., 2008, vol. 68, no. 1, pp. 4–16. doi: 10.1111/j.1365-2958.2008.06126.x.
- Shilov J.I., Orlova E.G. Role of adrenergic mechanisms in regulation of phagocytic cell functions in acute stress response. Immunology Letters, 2003, no. 86, pp. 229–233. doi: 10.1016/s0165-2478(03)00027-0
- Tabor C.W., Tabor H. Polyamines in microorganisms. Microbiol. Rev., 1985, vol. 49, no. 1, pp. 81–99. doi: 10.1128/mr.49.1.81-99.1985
- Teng T.-S., Ji A., Ji X.-Y., Li Y.-Z. Neutrophils and immunity: from bactericidal action to being conquered. J. Immunol. Res., 2017, vol. 2017: 9671604. doi: 10.1155/2017/9671604
- Uribe-Querol E., Rosales C. Control of phagocytosis by microbial pathogens. Front. Immunol., 2017, no. 8: 1368. doi: 10.3389/fimmu.2017.01368
Дополнительные файлы
