Russian Journal of Infection and ImmunityRussian Journal of Infection and ImmunityИнфекция и иммунитет2220-76192313-7398SPb RAACI78910.15789/2220-7619-2018-3-369-376SHORT COMMUNICATIONSКРАТКИЕ СООБЩЕНИЯFEATURES OF THE PHENOTYPE AND NAD(P)-DEPENDENT DEHYDROGENASES ACTIVITY IN NEUTROPHIL BY PATIENTS WITH WIDESPREAD PURULENT PERITONITIS IN PROGNOSIS FOR SEPSIS DEVELOPMENTОСОБЕННОСТИ ФЕНОТИПА И АКТИВНОСТИ NAD(P)-ЗАВИСИМЫХ ДЕГИДРОГЕНАЗ НЕЙТРОФИЛОВ У БОЛЬНЫХ РАСПРОСТРАНЕННЫМ ГНОЙНЫМ ПЕРИТОНИТОМ В ПРОГНОЗЕ РАЗВИТИЯ СЕПСИСАSavchenkoА. А.СавченкоА. А.
Russian Federation

PhD, MD (Medicine), Professor, Head of Laboratory of Molecular Cell Physiology and Pathology; Head of the Department of Physiology.

Krasnoyarsk.

д.м.н., профессор, руководитель лаборатории молекулярно-клеточной физиологии и патологии; зав. кафедрой физиологии.

Красноярск.BorisovA. G.БорисовА. Г.
Russian Federation

hD (Medicine), Leading Researcher, Laboratory of Molecular Cell Physiology and Pathology; Associate Professor, Department of Infectious Diseases.

Krasnoyarsk.

к.м.н., ведущий научный сотрудник лаборатории молекулярно-клеточной физиологии и патологии; доцент кафедры инфекционных болезней.

Красноярск.CherdancevD. V.ЧерданцевД. В.
Russian Federation

PhD, MD (Medicine), Professor, Head of the Department and Clinic Surgical Diseases named after prof. A.M. Dychno with the course of endoscopy and endosurgery.

Krasnoyarsk.

д.м.н., профессор, зав. кафедрой и клиникой хирургических болезней им. проф. А.М. Дыхно с курсом эндоскопии и эндохирургии.

Красноярск.PervovaO. V.ПервоваО. В.
Russian Federation

PhD, MD (Medicine), Professor of the Department and Clinic Surgical Diseases named after prof. A.M. Dychno with the course of endoscopy and endosurgery.

Krasnoyarsk.

д.м.н., профессор кафедры и клиники хирургических болезней им. проф. А.М. Дыхно с курсом эндоскопии и эндохирургии.

Красноярск.KudryavtsevI. V.КудрявцевИ. В.
Russian Federation

PhD (Biology), Senior Researcher, Laboratory of Immunology; Associate Professor, Department of Immunology.

97376, Russian Federation, St. Petersburg, Akademika Pavlova str., 12.

Phone: +7 (812) 234-29-29.

к.б.н., старший научный сотрудник лаборатории общей иммунологии; доцент кафедры иммунологии.

197376, Россия, Санкт-Петербург, ул. Акад. Павлова, 12.

Тел.: 8 (812) 234-29-29.

igorek1981@yandex.ruGvozdevI. I.ГвоздевИ. И.
Russian Federation

Junior Researcher, Laboratory of Cellular and Molecular Physiology and Pathology.

Krasnoyarsk.

ладший научный сотрудник лаборатории клеточно-молекулярной физиологии и патологии.

Красноярск.MoshevA. V.МошевА. В.
Russian Federation

Junior Researcher, Laboratory of Cellular and Molecular Physiology and Pathology.

Krasnoyarsk.

младший научный сотрудник лаборатории клеточно-молекулярной физиологии и патологии.

Красноярск.Federal Research Center «Krasnoyarsk Science Center» of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences, Scientific Research Institute of Medical Problems of the NorthФГБНУ Федеральный исследовательский центр «Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук», обособленное подразделение «НИИ медицинских проблем Севера»Siberian Federal University.ФГАОУ ВО Сибирский федеральный университет.Krasnoyarsk State Medical University named after Prof. V.F. Voino-Yasenetsky.ФГБОУ ВО Красноярский государственный медицинский университет им. проф. В.Ф. Войно-Ясенецкого МЗ РФ.Research Institute of Experimental MedicineФГБНУ НИИ экспериментальной медициныPavlov First Saint Petersburg State Medical University.ГБОУ ВПО Первый Санкт-Петербургский государственный медицинский университет имени академика И.П. Павлова МЗ РФ.Federal Research Center «Krasnoyarsk Science Center» of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences, Scientific Research Institute of Medical Problems of the North.ФГБНУ Федеральный исследовательский центр «Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук», обособленное подразделение «НИИ медицинских проблем Севера».04112018833693760211201802112018Copyright ©; 2018, Savchenko А.А., Borisov A.G., Cherdancev D.V., Pervova O.V., Kudryavtsev I.V., Gvozdev I.I., Moshev A.V.Copyright ©; 2018, Савченко А.А., Борисов А.Г., Черданцев Д.В., Первова О.В., Кудрявцев И.В., Гвоздев И.И., Мошев А.В.2018Savchenko А.А., Borisov A.G., Cherdancev D.V., Pervova O.V., Kudryavtsev I.V., Gvozdev I.I., Moshev A.V.Савченко А.А., Борисов А.Г., Черданцев Д.В., Первова О.В., Кудрявцев И.В., Гвоздев И.И., Мошев А.В.https://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://iimmun.ru/iimm/article/view/789

The aim of the study was to examine the features of phenotype and the levels of NAD(P)-dependent dehydrogenases activity of blood neutrophils in the prognosis of abdominal sepsis development in patients with widespread purulent peritonitis (WPP). 50 patients with WPP of community and hospital origin in the pre-operative period were examined. From the 5th to the 10th day of the postoperative period 35 patients (70%) had developed abdominal sepsis, 15 patients (30%) had absence of complications. As controls 67 respect healthy people were examined. The research blood neutrophils phenotype was performed by f low cytometry using a direct immunofluorescence whole peripheral blood. The levels of surface receptor expression was assessed by the mean fluorescence intensity. The NAD(P)-dependent dehydrogenases activity in the blood neutrophils studied using bioluminescence method. It was established that the inflammatory reaction in patients with WPP is characterized by neutrophilia and changes in the phenotype of blood neutrophils. The markers of the subsequent development of sepsis in WPP are less pronounced (in comparison with the indices of uncomplicated patients), an increase in the number of neutrophils, a decrease in the HLA-DR + -cell count against the background of a high level of neutrophils expressing a high affinity receptor for IgG. The patients without subsequent complications had the number of neutrophils with CD23 receptor expression is increased. Metabolism of neutrophils in patients with WPP is characterized by a decrease in the intensity of plastic processes due to low activity of glucose-6-phosphate dehydrogenase and an imbalance in the activity of the enzymes of the mitochondrial compartment. A feature of the neutrophil metabolism in patients with WPP without subsequent development of sepsis is a high activity of anaerobic lactate dehydrogenase reaction and a decrease in the activity of NADP-dependent decarboxylating malate dehydrogenase. The patients with WPP with subsequent development of sepsis had a high level of NAD-dependent out flow of substrates from the tricarboxylic acid cycle on the amino acid exchange reaction via glutamate dehydrogenase which can affect the activity of aerobic respiration of blood neutrophils. The established differences in the phenotype and activity of enzymes in the blood neutrophils in patients with WPP depending on the subsequent development of sepsis determine the possibility of creating a method for predicting the development of complications and developing immunoactive therapy in the postoperative period of WPP.

Целью исследования явилось изучение особенностей фенотипа и уровней активности NAD(P)-зависимых дегидрогеназ нейтрофилов крови в прогнозе развития абдоминального сепсиса у больных распространенным гнойным перитонитом (РГП). Обследовано 50 больных РГП внебольничного и госпитального происхождения в дооперационном периоде. С 5 по 10 сут послеоперационного периода у 35 больных (70%) развился абдоминальный сепсис, у 15 больных (30%) осложнения отсутствовали. В качестве контроля обследовано 67 здоровых людей. Исследование фенотипа нейтрофильных гранулоцитов крови проводили методом проточной цитометрии с использованием прямой иммунофлуоресценции цельной периферической крови. По средней интенсивности флуоресценции оценивались уровни экспрессии поверхностных рецепторов. Исследование активности NAD(P)-зависимых дегидрогеназ в нейтрофилах крови проведено с помощью биолюминесцентного анализа. Установлено, что воспалительная реакция у больных РГП характеризуется нейтрофилезом и изменением фенотипа нейтрофилов в крови. Маркерами последующего развития сепсиса при РГП являются менее выраженное (по сравнению с показателями больных без осложнений) увеличение количества нейтрофилов, снижение содержания HLA-DR + -клеток на фоне высокого уровня нейтрофилов, экспрессирующих высокоаффинный рецептор для IgG. У пациентов без последующего развития осложнений повышается количество нейтрофилов с экспрессией рецептора CD23. Метаболизм нейтрофилов у больных РГП характеризуется снижением интенсивности пластических процессов за счет низкой активности глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы и дисбалансом активности ферментов митохондриального компартмента. Особенностью метаболизма нейтрофилов у больных РГП без последующего развития сепсиса является высокая активность анаэробной реакции лактатдегидрогеназы и снижение активности NADP-зависимой декарбоксилирующей малатдегидрогеназы. У больных РГП с последующим развитием сепсиса обнаружен высокий уровень NAD-зависимого оттока субстратов с цикла трикарбоновых кислот на реакции аминокислотного обмена через глутаматдегидрогеназу, что может повлиять на активность аэробного дыхания нейтрофилов. Установленные различия фенотипа и активности ферментов в нейтрофилах крови у больных РГП в зависимости от последующего развития сепсиса определяют возможность создания метода прогноза развития осложнений и разработки иммуноактивной терапии в послеоперационном периоде РГП.

peritonitissepsisneutrophilsfunctional activityphenotypemetabolismdehydrogenasesперитонитсепсиснейтрофилыфункциональная активностьфенотипметаболизмдегидрогеназы1. Кудрявцев И.В., Субботовская А.И. Опыт измерения параметров иммунного статуса с использованием шестицветного цитофлуоримерического анализа // Медицинская иммунология. 2015. Т. 17, № 1. С. 19–26.2. Савченко А.А. Определение активности NAD(P)-зависимых дегидрогеназ в нейтрофильных гранулоцитах биолюминесцентным методом // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2015. Т. 159, № 5. С. 656–660.3. Савченко А.А., Здзитовецкий Д.Э., Борисов А.Г. Иммунометаболические нарушения при распространенном гнойном перитоните. Н.: Наука, 2013. 142 с.4. Савченко А.А., Здзитовецкий Д.Э., Борисов А.Г., Лузан Н.А. Хемилюминесцентная активность нейтрофильных гранулоцитов и уровни концентрации цитокинов у больных распространенным гнойным перитонитом // Цитокины и воспаление. 2013. Т. 12, № 1–2. С. 115–119.5. Behnen M., Möller S., Brozek A., Klinger M., Laskay T. Extracellular acidification inhibits the ROS-dependent formation of neutrophil extracellular traps. Front. Immunol., 2017, vol. 8, 12 p. doi: 10.3389/fimmu.2017.001846. Bone R.S., Balk R.A.B., Cerra F.B. American college of Chest Physicians. Society of Critical Care Medicine Consensus Conference: definitions for sepsis and organ failure and guidelines for the use of innovative therapies in sepsis.Crit. Care Med., 1992, vol. 20, iss. 6, pp. 864–874.7. Hyun Y.M., Hong C.W. Deep insight into neutrophil trafficking in various organs. J. Leukoc. Biol., 2017, vol. 102, iss. 3, pp. 617–629. doi: 10.1189/jlb.1RU1216-521R8. Lastrucci C., Baillif V., Behar A., Al Saati T., Dubourdeau M., Maridonneau-Parini I., Cougoule C. Molecular and cellular profiles of the resolution phase in a damage-associated molecular pattern (DAMP)-mediated peritonitis model and revelation of leukocyte persistence in peritoneal tissues.FASEB J., 2015, vol. 29, no. 5, pp. 1914–1929. doi: 10.1096/fj.14-2593419. Maecker H., McCoy P., Nussenblatt R. Standardizing immunophenotyping for the Human Immunology Project. Nat. Rev. Immunol., 2012, vol. 12, pp. 191–200. doi: 10.1038/nri315810. Singal R., Dhar S., Zaman M., Singh B., Singh V., Sethi S. Comparative evaluation of intra-operative peritoneal lavage withsuper oxidized solution and normal saline in peritonitis cases; randomized controlled trial.Maedica (Buchar), 2016, vol. 11, no. 4, pp. 277–285.11. Spadaro M., Caldano M., Marnetto F., Lugaresi A., Bertolotto A. Natalizumab treatment reduces L-selectin (CD62L) in CD4+T cells.J. Neuroinflammation, 2015, vol. 12: 146, 9 p. doi: 10.1186/s12974-015-0365-x12. Sutton B.J., Davies A.M. Structure and dynamics of IgE-receptor interactions: FcεRI and CD23/FcεRII.Immunol. Rev., 2015, vol. 268, iss. 1, pp. 222–235. doi: 10.1111/imr.1234013. Upadhyay V.A., Brunner A.M., Fathi A.T. Isocitrate dehydrogenase (IDH) inhibition as treatment of myeloid malignancies: progress and future directions. Pharmacol. Ther., 2017, vol. 177, pp. 123–128. doi: 10.1016/j.pharmthera.2017.03.00314. Van Biesen W., Brown E.A. Diagnostic and therapeutic approach to peritonitis. Nephrol. Dial. Transplant., 2017, vol. 32, iss. 8, pp. 1283–1284. doi: 10.1093/ndt/gfx22615. Vincent J.L., Moreno R., Takala J., Willatts S., De Mendonça A., Bruining H., Reinhart C.K., Suter P.M., Thijs L.G. The SOFA (Sepsis-related Organ Failure Assessment) score to describe organ dysfunction/failure. On behalf of the Working Group on SepsisRelated Problems of the European Society of Intensive Care Medicine. Intensive Care Med., 1996, vol. 22, no. 7, pp. 707–710.