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

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).