Маркеры галогенирующего стресса и нетоза у больных сахарным диабетом 2-го типа

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Обоснование. Миелопероксидаза лейкоцитов катализирует образование активных форм галогенов, которые, окисляя и хлорируя биомолекулы, способствуют развитию галогенирующего стресса. Миелопероксидаза — это ключевой фермент в составе нейтрофильных внеклеточных ловушек при нетозе. Есть основания предполагать, что в условиях гипергликемии у больных сахарным диабетом 2-го типа развивается галогенирующий стресс и нетоз, которые способствуют прогрессированию заболевания и его осложнений.

Цель — оценить содержание в крови больных сахарным диабетом 2-го типа маркеров галогенирующего стресса (миелопероксидазы, хлорированного альбумина) и нетоза (нейтрофильных внеклеточных ловушек).

Методы. В исследование включали пациентов, имеющих ранее поставленный диагноз «сахарный диабет 2-го типа». Миелопероксидазу и хлорированный альбумин регистрировали в плазме крови методом иммуноферментного анализа. Подсчет нейтрофильных внеклеточных ловушек производили с использованием светового микроскопа на стандартизованных мазках цельной крови, окрашенных по Романовскому.

Результаты. Показано, что в крови больных сахарным диабетом 2-го типа достоверно увеличивается по сравнению с группой здоровых добровольцев содержание миелопероксидазы и хлорированного альбумина, что служит признаком развития галогенирующего стресса. Вместе с тем в крови больных сахарным диабетом 2-го типа зарегистрировано достоверное увеличение концентрации нейтрофильных внеклеточных ловушек по сравнению с контрольной группой здоровых добровольцев как в отсутствие активатора — форбол-12-миристат-13-ацетата, так и после его добавления в кровь, что свидетельствует об активации нетоза при сахарном диабете 2-го типа.

Заключение. Полученные результаты подтверждают гипотезу, что галогенирующий стресс, обусловленный чрезмерным увеличением концентрации/активности миелопероксидазы в крови, сопровождает развитие сахарного диабета 2-го типа, способствуя прогрессированию этого заболевания и его осложнений.

Об авторах

Виктор Андреевич Иванов

Федеральный научно-клинический центр физико-химической медицины имени академика Ю.М. Лопухина Федерального медико-биологического агентства

Email: Vanov.va@inbox.ru
ORCID iD: 0000-0003-4766-1386
SPIN-код: 7531-5950
Россия, Москва

Алексей Викторович Соколов

Федеральный научно-клинический центр физико-химической медицины имени академика Ю.М. Лопухина Федерального медико-биологического агентства; Институт экспериментальной медицины

Email: biochemsokolov@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-9033-0537
SPIN-код: 7427-7395

д-р биол. наук

Россия, Москва; Санкт-Петербург

Николай Петрович Горбунов

Институт экспериментальной медицины

Email: niko_laygo@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-4636-0565
SPIN-код: 6289-7281
Россия, Санкт-Петербург

Елена Владимировна Михальчик

Федеральный научно-клинический центр физико-химической медицины имени академика Ю.М. Лопухина Федерального медико-биологического агентства

Email: lemik2007@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-6431-125X
SPIN-код: 8896-4697

д-р биол. наук

Россия, Москва

Лилия Юрьевна Басырева

Федеральный научно-клинический центр физико-химической медицины имени академика Ю.М. Лопухина Федерального медико-биологического агентства

Email: basyreva@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-5170-9824
SPIN-код: 9680-9712

канд. хим. наук

Россия, Москва

Наталья Владимировна Галкина

Федеральный научно-клинический центр физико-химической медицины имени академика Ю.М. Лопухина Федерального медико-биологического агентства

Email: Nataliazv.gorod@mail.ru
ORCID iD: 0009-0006-5800-8015

канд. мед. наук

Россия, Москва

Анна Петровна Галкина

Федеральный научно-клинический центр физико-химической медицины имени академика Ю.М. Лопухина Федерального медико-биологического агентства

Email: Anyagalkina01@mail.ru
ORCID iD: 0009-0004-9076-4799
Россия, Москва

Яна Борисовна Хорошилова

Федеральный научно-клинический центр физико-химической медицины имени академика Ю.М. Лопухина Федерального медико-биологического агентства

Email: Yanka2603@yandex.ru
ORCID iD: 0009-0002-5595-2415

MD

Россия, Москва

Татьяна Александровна Русакова

Федеральный научно-клинический центр физико-химической медицины имени академика Ю.М. Лопухина Федерального медико-биологического агентства

Email: Tanyarusakova93@mail.ru
ORCID iD: 0009-0006-9451-1291

MD

Россия, Москва

Сергей Андреевич Гусев

Федеральный научно-клинический центр физико-химической медицины имени академика Ю.М. Лопухина Федерального медико-биологического агентства

Email: ser_gus@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-0383-2649

д-р мед. наук, профессор

Россия, Москва

Олег Михайлович Панасенко

Федеральный научно-клинический центр физико-химической медицины имени академика Ю.М. Лопухина Федерального медико-биологического агентства

Автор, ответственный за переписку.
Email: o-panas@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-5245-2285
SPIN-код: 3035-6808

д-р биол. наук, профессор, чл.-корр. РАН

Россия, Москва

Список литературы

  1. Panasenko OM, Sergienko VI. Halogenizing stress and its biomarkers. Vestn Ross Akad Med Nauk. 2010;(1):27–39. EDN: MBCLFX
  2. Panasenko OM, Gorudko IV, Sokolov AV. Hypochlorous acid as a precursor of free radicals in living systems. Biochemistry (Moscow). 2013;78(13):1466–1489. EDN: UEQLNF doi: 10.1134/S0006297913130075
  3. Panasenko OM, Torkhovskaya TI, Gorudko IV, Sokolov AV. The role of halogenative stress in atherogenic modification of low-density lipoproteins. Biochemistry (Moscow). 2020;85(Suppl. 1):34–55. EDN: EZKLSR doi: 10.1134/S0006297920140035
  4. Panasenko OM, Vladimirov YuA, Sergienko VI. Free radical lipid peroxidation induced by reactive halogen species. Biochemistry (Moscow). 2024;89(S1):S148–S179. EDN: NLFRAV doi: 10.1134/S0006297924140098
  5. Meeuwisse-Pasterkamp SH, van der Klauw MM, Wolffenbuttel BH. Type 2 diabetes mellitus: prevention of macrovascular complications. Expert Rev Cardiovasc Ther. 2008;6(3):323–341. doi: 10.1586/14779072.6.3.323
  6. John WG, Lamb EJ. The Maillard or browning reaction in diabetes. Eye (Lond). 1993;7:230–237. doi: 10.1038/eye.1993.55
  7. Singh К, Barden A, Mori T, Beilin L. Advanced glycation end-products: a review. Diabetologia. 2001;44(2):129–146. doi: 10.1007/s001250051591
  8. Twarda-Clapa A, Olczak A, Białkowska AM, Koziołkiewicz M. Advanced glycation end-products (AGEs): formation, chemistry, classification, receptors, and diseases related to AGEs. Cells. 2022;11(8):1312. doi: 10.3390/cells11081312
  9. Anderson MM, Hazen SL, Hsu FF, Heinecke JW. Human neutrophils employ the myeloperoxidase-hydrogen peroxide-chloride system to convert hydroxy-amino acids into glycolaldehyde, 2-hydroxypropanal, and acrolein. A mechanism for the generation of highly reactive alpha-hydroxy and alpha, beta-unsaturated aldehydes by phagocytes at sites of inflammation. J Clin Invest. 1997;99(3):424–432. doi: 10.1172/JCI119176
  10. Anderson MM, Requena JR, Crowley JR, et al. The myeloperoxidase system of human phagocytes generates Nepsilon-(carboxymethyl)lysine on proteins: a mechanism for producing advanced glycation end products at sites of inflammation. J Clin Invest. 1999;104(1):103–113. doi: 10.1172/JCI3042
  11. Piwowar A. Advanced oxidation protein products. Part I. Mechanism of the formation, characteristics and property. Pol Merkur Lekarski. 2010;28(164):166–169.
  12. Klebanoff SJ. Myeloperoxidase: friend and foe. J Leukoc Biol. 2005;77(5):598–625. doi: 10.1189/jlb.1204697
  13. Thiam HR, Wong SL, Wagner DD, Waterman CM. Cellular mechanisms of NETosis. Annu Rev Cell Dev Biol. 2020;36(1):191–218. doi: 10.1146/annurev-cellbio-020520-111016
  14. Metzler KD. Myeloperoxidase is required for neutrophil extracellular trap formation: implications for innate immunity. Blood. 2011;117(3):953–959. doi: 10.1182/blood-2010-06-290171
  15. Gorudko IV, Grigorieva DV, Shamova EV, et al. Hypohalous acid-modified human serum albumin induces neutrophil NADPH oxidase activation, degranulation, and shape change. Free Radic Biol Med. 2014;68:326–334. doi: 10.1016/j.freeradbiomed.2013.12.023
  16. Basyreva LYu, Shmeleva EV, Vakhrusheva TV, et al. Hypochlorous acid-modified serum albumin causes NETosis in whole blood ex vivo and isolated neutrophils. Bull Exp Biol Med. 2024;177(2):197–202. doi: 10.1007/s10517-024-06155-3
  17. Mikhalchik EV, Maximov DI, Ostrovsky EM, et al. Neutrophils as a source of factors increasing duration of the inflammatory phase of wound healing in patients with type 2 diabetes mellitus. Biochemistry (Moscow) Supplement Series B: Biomedical Chemistry. 2019;13(1):68–73. EDN: AZQLZP doi: 10.1134/S1990750819010098
  18. Giovenzana A, Carnovale D, Phillips B, et al. Neutrophils and their role in the aetiopathogenesis of type 1 and type 2 diabetes. Diabetes Metab Res Rev. 2022;38(1):e3483. doi: 10.1002/dmrr.3483
  19. Basyreva LY, Vakhrusheva TV, Letkeman ZV, et al. Effect of vitamin D3 in combination with omega-3 polyunsaturated fatty acids on NETosis in type 2 diabetes mellitus patients. Oxid Med Cell Longev. 2021;2021:8089696. doi: 10.1155/2021/8089696
  20. Ghoshal K, Das S, Aich K, et al. A novel sensor to estimate the prevalence of hypochlorous (HOCl) toxicity in individuals with type 2 diabetes and dyslipidemia. Clin Chim Acta. 2016;458:144–153. doi: 10.1016/j.cca.2016.05.006
  21. Rovira-Llopis S, Rocha M, Falcon R, et al. Is myeloperoxidase a key component in the ROS-induced vascular damage related to nephropathy in type 2 diabetes? Antioxid Redox Signal. 2013;19(13):1452–1458. doi: 10.1089/ars.2013.5307
  22. Wiersma JJ, Meuwese MC, van Miert JN, et al. Diabetes mellitus type 2 is associated with higher levels of myeloperoxidase. Med Sci Monit. 2008;14(8):CR406–410.
  23. Gorudko IV, Kostevich AV, Sokolov AV, et al. Increased myelopepoxidase activity is a risk factor for ishemic heart disease in patients with diabetes mellitus. Biochemistry (Moscow). Supplement Series B: Biomedical Chemistry. 2011;5(3):307–312. EDN: PEDJOJ doi: 10.1134/S199075081103005X
  24. Moldoveanu E, Tanaseanu C, Tanaseanu S, et al. Plasma markers of endothelial dysfunction in type 2 diabetics. Eur J Intern Med. 2006;17(1):38–42. doi: 10.1016/j.ejim.2005.09.015
  25. Gómez-García A, Rodríguez MR, Gómez-Alonso C, et al. Myeloperoxidase is associated with insulin resistance and inflammation in overweight subjects with first-degree relatives with type 2 diabetes mellitus. Diabetes Metab J. 2015;39(1):59–65. doi: 10.4093/dmj.2015.39.1.59
  26. Sato N, Shimizu H, Suwa K, et al. MPO activity and generation of active O2 species in leukocytes from poorly controlled diabetic patients. Diabetes Care. 1992;15(8):1050–1052. doi: 10.2337/diacare.15.8.1050
  27. Uchimura K, Nagasaka A, Hayashi R, et al. Changes in superoxide dismutase activities and concentrations and myeloperoxidase activities in leukocytes from patients with diabetes mellitus. J Diabetes Complications. 1999;13(5–6):264–270. doi: 10.1016/s1056-8727(99)00053-7
  28. de Souza Ferreira C, Araújo TH, Ângelo ML, et al. Neutrophil dysfunction induced by hyperglycemia: modulation of myeloperoxidase activity. Cell Biochem Funct. 2012;30(7):604–610. doi: 10.1002/cbf.2840
  29. Sokolov AV, Kostevich VA, Gorbunov NP, et al. A link between active myeloperoxidase and chlorinated ceruloplasmin in blood plasma of patients with cardiovascular diseases. Medical Immunology (Russia). 2018;(20):699–710. EDN: YLTKTR doi: 10.15789/1563-0625-2018-5-699-710
  30. Lutsenko VE, Grigorieva DV, Gorudko IV, et al. Celestine blue B as a sensor for hypochlorous acid and HOCl-modified proteins registration. Medical Academic Journal. 2019;19(2):63–71. EDN: IFDQNE doi: 10.17816/MAJ19263-71
  31. Churashova IA, Sokolov AV, Kostevich VA, et al. Myeloperoxidase/high-density lipoprotein cholesterol ratio in patients with arterial hypertension and chronic coronary heart disease. Medical Academic Journal. 2021;21(2):75–86. EDN: PLCEQJ doi: 10.17816/MAJ71486
  32. Hu ML. Measurement of protein thiol groups and glutathione in plasma. Methods Enzymol. 1994;233:380–385. doi: 10.1016/s0076-6879(94)33044-1
  33. Gavrilova AR, Khmara NF. Determination of glutathione peroxidase activity in erythrocytes in saturated concentrations of the substrate. Lab Delo. 1986;(12):721–724. (In Russ.)
  34. Karpishchenko AI, editor. Medical laboratory technologies. In 2 Vol. Saint Petersburg: Intermedika; 1999. Vol. 2. P. 23–24. (In Russ.)
  35. Samygina VR, Sokolov AV, Bourenkov G, et al. Ceruloplasmin: macromolecular assemblies with iron-containing acute phase proteins. PLoS One. 2013;8(7):e67145. doi: 10.1371/journal.pone.0067145
  36. Panasenko OM, Chekanov AV, Vlasova II, et al. Influence of ceruloplasmin and lactoferrin on the chlorination activity of leukocyte myeloperoxidase assayed by chemiluminescence. Biophysics. 2008;53(4):268–272. EDN: LLIDID doi: 10.1134/S0006350908040052
  37. Sokolov AV, Ageeva KV, Pulina MO, et al. Ceruloplasmin and myeloperoxidase in complex affect the enzymatic properties of each other. Free Radic Res. 2008;42(11–12):221–227. doi: 10.1080/10715760802566574
  38. Akkuş I, Kalak S, Vural H, et al. Leukocyte lipid peroxidation, superoxide dismutase, glutathione peroxidase and serum and leukocyte vitamin C levels of patients with type II diabetes mellitus. Clin Chim Acta. 1996;244(2):221–227. doi: 10.1016/0009-8981(96)83566-2
  39. Ergin M, Aydin C, Yurt EF, et al. The variation of disulfides in the progression of type 2 diabetes mellitus. Exp Clin Endocrinol Diabetes. 2020;128(2):77–81. doi: 10.1055/s-0044-100376

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Концентрация миелопероксидазы (МПО) (а), хлорированного альбумина (ЧСА-Cl) (b) и комплексов МПО с церулоплазмином (МПО–ЦП) (c) в плазме здоровых добровольцев и пациентов, страдающих сахарным диабетом 2-го типа. *р <0,05 по сравнению с образцами здоровых добровольцев.

Скачать (118KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Корреляция между концентрацией глюкозы в крови и активностью глутатионпероксидазы (GSH-Px) в эритроцитах пациентов с сахарным диабетом 2-го типа. r= –0,65; р <0,05.

Скачать (55KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Роль галогенирующего стресса и нетоза в прогрессировании сахарного диабета 2-го типа и его осложнений. Пояснения см. в тексте.

Скачать (175KB)
Метаданные

© Эко-Вектор, 2025

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии 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».