Iron metabolism in tuberculosis and iron-containing chemotherapeutic drugs for its treatment

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

This review included the Russian and international articles on the iron metabolism in tuberculosis and the use of iron-containing drugs in the treatment of tuberculosis over the past 20 years. The main topics covered by the researchers include the features of iron metabolism in mycobacteria, the varieties and pathogenesis of anemia that can develop in tuberculosis: iron deficiency (absolute iron deficiency), associated with a chronic disease (relative iron deficiency) or drug-induced anemia (siderohrestic, hemolytic, aplastic). The possible correction of treatment regimens for tuberculosis is analyzed – with the introduction of a complex compound of iron with isoniazid in order to reduce undesirable adverse reactions to isoniazid .

The literature search for this review was performed using the RSCI, CyberLeninka, Scopus, Web of Science, MedLine, PubMed databases.

About the authors

Boris E. Borodulin

Samara State Medical University

Author for correspondence.
Email: borodulinbe@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-6676-8587

PhD, Professor, Department of Phthisiology and pulmonology

Russian Federation, Samara

Elena V. Yakovleva

Samara State Medical University

Email: borodulinbe@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-1858-5206

Resident of the Department of Phthisiology and pulmonology 

Russian Federation, Samara

Elena A. Borodulina

Samara State Medical University

Email: borodulinbe@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-3063-1538

PhD, Professor, Head of the Department of phthisiology and pulmonology

Russian Federation, Samara

Oksana G. Komissarova

Central Tuberculosis Research Institute

Email: borodulinbe@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-4427-3804

PhD, Professor, Deputy Director

Russian Federation, Moscow

References

  1. Ivanova D.A. Hematological complications of antituberculous chemotherapy. Tuberkulez i social'no znachimye zabolevaniya. 2014;4:56-65. (In Russ.). [Иванова Д.А. Гематологические осложнения противотуберкулезной химиотерапии. Туберкулез и социально значимые заболевания. 2014;4:56–65].
  2. Akdag D, Knudsen AD, Thudium RF, et al. Increased Risk of Anemia, Neutropenia, and Thrombocytopenia in People With Human Immunodeficiency Virus and Well-Controlled Viral Replication. J Infect Dis. 2019;220(11):1834–1842. doi: 10.1093
  3. Obukhova LM, Aliev AV, Evdokimov II, et al. Macro- and microelements of blood plasma in pulmonary tuberculosis. Nauka molodyh – Eruditio Juvenium. 2017;5(3):370–381. (In Russ.). [Обухова Л.М., Алиев А.В., Евдокимов И.И. и др. Макро- и микроэлементы плазмы крови при туберкулезе легких. Наука молодых – Eruditio Juvenium. 2017;5(3):370–381]. doi.org/10.23888/hmj20173370-381
  4. Borodulina EA, Skoptsova NV, Borodulin BE, et al. Difficulties in the diagnosis of tuberculosis. Vrach. 2018;29(2):30–32. (In Russ.). [Бородулина Е.А., Скопцова Н.В., Бородулин Б.Е. и др. Сложности диагностики туберкулеза. Врач. 2018;29(2):30–32].
  5. doi.org/10.29296/25877305-2018-02-07
  6. Drakesmith H, Prentice AM. Hepcidin and the iron-infection axis. Science. 2012;338:768–772.
  7. Javaheri-Kermani M, Farazmandfar T, Ajami A, Yazdani Y. Impact of hepcidin antimicrobial peptide on iron overload in tuberculosis patients. J Infect Dis. 2014;46(10):693–6.
  8. doi: 10.3109/00365548.2014.929736
  9. Demikhov VG, Inyakova NV, Kravtsova NB, et al. The use of recombinant erythropoietin for the treatment of anemia in pulmonary tuberculosis (pilot study). Tuberkulez i bolezni legkih. 2011;88(11):26–30. (In Russ.). [Демихов В.Г., Инякова Н.В., Кравцова Н.Б. Использование рекомбинантного эритропоэтина для лечения анемии при туберкулезе легких (пилотное исследование). Туберкулез и болезни легких. 2011;88 (11):26–30].
  10. Fang Z, Sampson SL, Warren RM, Geyvan-Pittius NC. Iron acquisition strategies in mycobacteria. Tuberculosis (Edinb). 2015;95:123–130. doi: 10.1016
  11. Olakanmi O, Schlesinger LS, Ahmed A, Britigan BE. The nature of extracellular iron influences iron acquisition by Mycobacterium tuberculosis residing within human macrophages. Infect Immun. 2004;72(4):2022–28.
  12. Blindar VN, Zubrikhina GN, Matveeva II. Anemic syndrome and the main metabolites of ferrokinetics (ferritin, soluble transferrin receptor, prohepcidin, hepsidin-25 and endogenous erythropoietin). Medicinskij alfavit. 2015;2(8):16–19. (In Russ.). [Блиндарь В.Н., Зубрихина Г.Н., Матвеева И.И. Анемический синдром и основные метаболиты феррокинетики (ферритин, растворимый рецептор трансферрина, прогепсидин, гепсидин-25 и эндогенный эритропоэтин). Медицинский алфавит. 2015;2(8):16–19].
  13. Ratledge C. Iron, mycobacteria and tuberculosis. Tuberculosis (Edinb). 2004;84(1–2): 110–30.
  14. Zenkov NK, Chechushkov AV, Kozhin PM, et al. Macrophage and mycobacteria: war without a beginning and an end. Uspekhi sovremennoj biologii. 2015;135(6):554–574. (In Russ.). [Зенков Н.К., Чечушков А.В., Кожин П.М. и др. Макрофаг и микобактерия: война без начала и конца. Успехи современной биологии. 2015;135(6):554–574]. doi: 10.1134/s2079086416040095
  15. Oskin DN, Varnavsky AN. The nature of the effect of tuberculosis and hepatitis on some hematological parameters. Zemskij vrach. 2017;1:31–33. (In Russ.). [Оськин Д.Н., Варнавский А.Н. Характер влияния туберкулеза и гепатита на некоторые гематологические показатели. Земский врач. 2017;1:31–33].
  16. Vdоushkina ES, Borodulina EA, Kalinkin AV, Rogozhkin PV. Tuberculosis in HIV-infected patients in a region with high HIV prevalence. Tuberkulez i bolezni legkikh. 2018;96(12): 64–65. (In Russ.). [Вдоушкина Е.С., Бородулина Е.А., Калинкин А.В., Рогожкин П.В. Туберкулез у больных ВИЧ-инфекцией в регионе с высоким распространением ВИЧ. Туберкулез и болезни легких. 2018;96(12):64–65]. doi: 10.21292/2075-1230-2018-96-12-64-65
  17. Inyakova NV, Demikhov VG, Morshchakova EF, et al. The state of iron metabolism and immune status in children with tuberculosis of the intrathoracic lymph nodes. Voprosy gematologii/onkologii i immunopatologii v pediatrii. 2005;4(2):82–85. (In Russ.). [Инякова Н.В., Демихов В.Г., Морщакова Е.Ф. и др. Состояние обмена железа и иммунный статус у детей с туберкулезом внутригрудных лимфатических узлов. Вопросы гематологии/онкологии и иммунопатологии в педиатрии. 2005;4(2):82–85].
  18. Inyakova NV, Demikhov VG, Efimov EA, et al. The state of erythropoiesis in case of anemia in children with tuberculosis infection. Voprosy gematologii/onkologii i immunopatologii v pediatrii. 2012;11(1):5–8. (In Russ.). [Инякова Н.В., Демихов В.Г., Ефимов Е.А. и др. Cостояние эритропоэза при анемиях у детей с туберкулезной инфекцией. Вопросы гематологии/онкологии и иммунопатологии в педиатрии. 2012;11(1):5–8].
  19. Rao S, Murali N, Permi VD, Shetty AK. Sideroblastic Anemia Associated With Isoniazid Prophylaxis in a Person Living With HIV. Am J Ther. 2019(9):93–97. doi: 10.1097
  20. Piso RJ, Kriz K, Desax MC. Severe isoniazid related sideroblastic anemia. Hematol Rep. 2011;3(1):3–4. doi: 10.4081/hr.2011
  21. Holla SK, Achappa B, Manibettu-Raguram P, Yerramsetti S. Isoniazid-induced pure red cell aplasia. BMJ Case Rep. 2018;(7):22–24. doi: 10.1136/bcr-2018-226134
  22. Spiegelman D, Hertzmark E, Aboud S, et al. Anemia at the initiation of tuberculosis therapy is associated with delayed sputum conversion among pulmonary tuberculosis patients in Dar-es-Salaam, Tanzania. PLoS One. 2014;9(3):91–92. doi: 10.1371
  23. Gritsenko NS, Dolgikh VT. Functional and metabolic disorders with prolonged intake of isoniazid. Vestnik Ural'skoj medicinskoj akademicheskoj nauki. 2010;1(28):63–66. (In Russ.). [Гриценко Н.С., Долгих В.Т. Функционально-метаболические нарушения при длительном приеме изониазида. Вестник Уральской медицинской академической науки. 2010;1(28):63–66].
  24. Sousa EH, de Mesquita Vieira FG, Butler JS, et al. [Fe(CN)5(isoniazid)](3-): an iron isoniazid complex with redox behavior implicated in tuberculosis therapy. J Inorg Biochem. 2014;140:236–44.
  25. doi: 10.1016
  26. Laborde J, Deraeve C, de Mesquita Vieira FG, et al. Synthesis and mechanistic investigation of iron (II) complexes of isoniazid and derivatives as a redox-mediated activation strategy for anti-tuberculosis therapy. J Inorg Biochem. 2018;179:71–81. doi: 10.1016
  27. Karpov AV, Moroz AM, Spasov AA, et al. Integrated research in the study of the effectiveness of phenazide. Problemy tuberkuleza. 2001;78(8):29–31. (In Russ.). [Карпов А.В., Мороз А.М., Спасов А.А. и др. Комплексные научные исследования в изучении эффективности феназида. Проблемы туберкулеза. 2001;78(8):29–31].
  28. Zhemkov VF, Ivanovsky VB. Clinical and pharmacoeconomic rationale for the use of phenazide in the complex treatment of patients with tuberculosis with drug resistance of mycobacteria. Tuberkulez i bolezni legkikh. 2011;88(4):141–142. (In Russ.). [Жемков В.Ф., Ивановский В.Б. Клиническое и фармакоэкономическое обоснование использования феназида в комплексном лечении больных туберкулезом с лекарственной устойчивостью микобактерий. Туберкулез и болезни легких. 2011;88(4):141–142].
  29. Shovkun LA, Kampos ED, Volodko NA. The clinical effectiveness of phenazide in the treatment of infiltrative pulmonary tuberculosis. Tuberkulez i social'no znachimye zabolevaniya. 2015;2:89–90. (In Russ.). [Шовкун Л.А., Кампос Е.Д., Володько Н.А. Клиническая эффективность применения феназида в комплексной терапии инфильтративного туберкулеза легких. Туберкулез и социально значимые заболевания. 2015;2:89–90].
  30. Shovkun LA, Romantseva NE, Kampos ED, et al. The effectiveness of phenazide in the complex treatment of newly diagnosed patients with pulmonary tuberculosis. Tuberkulez i social'no znachimye zabolevaniya. 2014;1–2:107–108. (In Russ.). [Шовкун Л.А., Романцева Н.Э., Кампос Е.Д. и др. Эффективность применения феназида в комплексной терапии впервые выявленных больных туберкулезом легких. Туберкулез и социально значимые заболевания. 2014;1–2:107–108].
  31. Mishina AV, Mishin VYu, Mitrushkina VI, et al. Individual and standard chemotherapy regimens in patients with newly diagnosed tuberculosis combined with HIV infection from the perspective of evidence-based medicine in the Russian Federation. Pul'monologiya. 2013;4:61–67. (In Russ.). [Мишина А.В., Мишин В.Ю., Митрушкина В.И. и др. Индивидуальный и стандартный режимы химиотерапии у больных с впервые выявленным туберкулезом, сочетанным с ВИЧ-инфекцией, с позиций доказательной медицины в Российской Федерации. Пульмонология. 2013;4:61–67].
  32. Mishina AV, Chernova IP, Mitrushkina VI, Mishin VYu. Effectiveness of different chemotherapy regimens in newly diagnosed patients with pulmonary tuberculosis combined with HIV infection. Prakticheskaya medicina. 2012;1(56):70–73. (In Russ.). [Мишина А.В., Чернова И.П., Митрушкина В.И., Мишин В.Ю. Эффективность различных режимов химиотерапии у впервые выявленных больных туберкулезом легких, сочетанным с ВИЧ-инфекцией. Практическая медицина. 2012;1(56):70–73]. doi: 10.18093/0869-0189-2013-0-4-61-67
  33. Mishin VYu, Mishina AV, Levchenko MV, et al. Socio-age status, clinical picture, treatment effectiveness and clinical observation of patients with tuberculosis combined with HIV infection. Prakticheskaya pul'monologiya. 2016;4:15–23. (In Russ.). [Мишин В.Ю., Мишина А.В., Левченко М.В. и др. Социально-возрастной статус, клиническая картина, эффективность лечения и диспансерное наблюдение больных туберкулезом, сочетанным с ВИЧ-инфекцией. Практическая пульмонология. 2016;4:15–23].
  34. Pavlova MV, Chernokhaeva IV, Starshinova AA, et al. The effectiveness of therapy for pulmonary tuberculosis with preserved drug sensitivity of mycobacteria. Tuberkulez i bolezni legkikh. 2016;94(8):23–29. (In Russ.). [Павлова М.В., Чернохаева И.В., Старшинова А.А. и др. Эффективность терапии туберкулеза легких с сохраненной лекарственной чувствительностью микобактерий. Туберкулез и болезни легких. 2016;94(8):23–29. doi: 10.21292/2075-1230-2016-94-8-23-29
  35. Chernousova LN, Makarov OV, Stakhanov VA, et al. The experience of using phenazide in puerperas with respiratory tuberculosis or post-tuberculous changes in the lungs. Problemy tuberkuleza i boleznej legkikh. 2004;2:45–48. (In Russ.). [Черноусова Л.Н., Макаров О.В., Стаханов В.А. и др. Опыт применения феназида у родильниц с туберкулезом органов дыхания или посттуберкулезными изменениями в легких. Проблемы туберкулеза и болезней легких. 2004;2:45–48].

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2020 Borodulin B.E., Yakovleva E.V., Borodulina E.A., Komissarova O.G.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 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».