Визначення ймовірної ролі фероптозу в перебігу запальних бактеріальних захворювань органів дихання в дітей раннього віку, що супроводжувалися розвитком анемії запалення

Автор(и)

  • Г. О. Леженко Запорізький державний медичний університет, Україна
  • О. Є. Абатуров Дніпровський державний медичний університет, Україна
  • А. О. Погрібна Запорізький державний медичний університет, Україна

DOI:

https://doi.org/10.14739/2310-1237.2021.1.229019

Ключові слова:

фероптоз, гострі запальні захворювання, анемія, діти раннього віку

Анотація

Мета роботи – визначити ймовірну роль фероптозу в перебігу запальних бактеріальних захворювань органів дихання в дітей раннього віку, що супроводжувалися розвитком анемії запалення.

Матеріали та методи. У дослідження залучили 62 дитини (середній вік – 1,4 ± 0,4 року). В основну групу включили 42 хворих на гострі запальні бактеріальні захворювання органів дихання, що супроводжувалися анемією запалення: у 29 дітей діагностували бактеріальний бронхіт, у 13 – пневмонію. Тяжкість перебігу запальних захворювань визначали за шкалами Acute Bronchitis Severity Score та Pediatric Respiratory Severity Score. На момент участі в дослідженні в усіх пацієнтів, які перебували під спостереженням, в анамнезі не було ознак порушення обміну заліза, зокрема залізодефіцитної анемії. Контрольна група – 20 умовно здорових дітей. Методом ІФА визначали вміст каспази-7, каспази-9, феритину, нітротирозину, фосфоліпази А2 з використанням комерційних наборів.

Результати. Припустили неефективність апоптозу в перебігу бактеріальних запальних процесів органів дихання в дітей раннього віку, що супроводжувалися розвитком анемії запалення, та вивчали ймовірність розвитку фероптозу в цих умовах. Результати свідчили про наявність активного оксидативного стресу в пацієнтів основної групи. Визначили сильний прямий кореляційний зв’язок між тяжкістю запального захворювання та інтенсивністю оксидативного стресу (r = 0,7, p < 0,001). Спостерігали статистично значуще підвищення вмісту феритину в основній групі дослідження порівняно з групою контролю. Виявили сильний прямий зв’язок між рівнем феритину та тяжкістю перебігу бронхіту (r = 0,82, p < 0,01), тяжкістю перебігу пневмонії (r = 0,87, p < 0,01). З’ясували, що верхній квартиль рівня феритину в сироватці крові (73,2 ± 4,6 нг/мл) асоціювався з важким перебігом хвороби. Припустили, що захисний механізм, спрямований на обмеження доступу бактеріальних патогенів до заліза внаслідок його секвестрації у клітинах, передусім у макрофагах, за певних умов стає патологічним.

Висновки. У патогенезі бактеріальних запальних захворювань органів дихання в дітей раннього віку, що супроводжувалися розвитком анемії запалення, домінували не процеси апоптозу, а, вочевидь, некротичні явища, зокрема фероптоз як один із проявів некрозу. Захисний механізм, спрямований на обмеження доступу бактеріальних патогенів до заліза внаслідок його секвестрації у клітинах, за певних умов стає патологічним.

Біографії авторів

Г. О. Леженко, Запорізький державний медичний університет, Україна

д-р мед. наук, професор, зав. каф. госпітальної педіатрії

О. Є. Абатуров, Дніпровський державний медичний університет, Україна

д-р мед. наук, професор, зав. каф. педіатрії 1 та медичної генетики

А. О. Погрібна, Запорізький державний медичний університет, Україна

PhD аспірант каф. госпітальної педіатрії

Посилання

Lewerenz, J., Ates, G., Methner, A., Conrad, M., & Maher, P. (2018). Oxytosis/Ferroptosis-(Re-) Emerging Roles for Oxidative Stress-Dependent Non-apoptotic Cell Death in Diseases of the Central Nervous System. Frontiers in neuroscience, 12, 214. https://doi.org/10.3389/fnins.2018.00214

Toyokuni, S., Yanatori, I., Kong, Y., Zheng, H., Motooka, Y., & Jiang, L. (2020). Ferroptosis at the crossroads of infection, aging and cancer. Cancer science, 111(8), 2665-2671. https://doi.org/10.1111/cas.14496

Dixon, S. J., Lemberg, K. M., Lamprecht, M. R., Skouta, R., Zaitsev, E. M., Gleason, C. E., Patel, D. N., Bauer, A. J., Cantley, A. M., Yang, W. S., Morrison, B., 3rd, & Stockwell, B. R. (2012). Ferroptosis: an iron-dependent form of nonapoptotic cell death. Cell, 149(5), 1060-1072. https://doi.org/10.1016/j.cell.2012.03.042

Stockwell, B. R., Friedmann Angeli, J. P., Bayir, H., Bush, A. I., Conrad, M., Dixon, S. J., Fulda, S., Gascón, S., Hatzios, S. K., Kagan, V. E., Noel, K., Jiang, X., Linkermann, A., Murphy, M. E., Overholtzer, M., Oyagi, A., Pagnussat, G. C., Park, J., Ran, Q., Rosenfeld, C. S., … Zhang, D. D. (2017). Ferroptosis: A Regulated Cell Death Nexus Linking Metabolism, Redox Biology, and Disease. Cell, 171(2), 273-285. https://doi.org/10.1016/j.cell.2017.09.021

Vartanian A. A. (2017). Metabolizm zheleza, ferroptoz, rak [Iron metabolism, ferroptosis and cancer]. Russian Journal of Biotherapy, 16(3), 14-20. [in Russian]. https://doi.org/10.17650/1726-9784-2017-16-3-14-2020

Ishutina, N. A. (2013). Aktivnost' fosfolipazy A2 i sostoyanie protsessov perekisnogo okisleniya lipidov v perifericheskoi krovi u beremennykh s gerpes-virusnoi infektsiei [Activity phospholipase A2 and state of processes of peroxide oxidation of lipids in the peripheric blood at pregnant with the herpes-virus infection contamination]. Uspekhi sovremennogo estestvoznaniya, (2), 12-14. [in Russian].

Mwachari, C., Nduba, V., Nguti, R., Park, D. R., Sanguli, L., & Cohen, C. R. (2007). Validation of a new clinical scoring system for acute bronchitis. The international journal of tuberculosis and lung disease, 11(11), 1253-1259.

Miyaji, Y., Sugai, K., Nozawa, A., Kobayashi, M., Niwa, S., Tsukagoshi, H., Kozawa, K., Noda, M., Kimura, H. & Mori, M. (2015). Pediatric Respiratory Severity Score (PRESS) for Respiratory Tract Infections in Children. Austin Virol and Retrovirology, 2(1), 1009.

Lezhenko, H. O., Abramov, A. V., & Pohribna, A. O. (2019). The content of apoptosis mediators in children with anemia of inflammation acquired on the background of acute bacterial diseases of respiratory organs. Pathologia, 16(2), 177-181. https://doi.org/10.14739/2310.1237.2019.2.177112

Lezhenko, H. O., Abramov, A. V., Pohribna, A. O. (2019). Pathogenetic role of nitrosative and oxidative stress in the development of anemia of inflammation in young children. Zdorov'e rebenka, 14(8), 8-12. https://doi.org/10.22141/2224-0551.14.8.2019.190837

Kenny, E. M., Fidan, E., Yang, Q., Anthonymuthu, T. S., New, L. A., Meyer, E. A., Wang, H., Kochanek, P. M., Dixon, C. E., Kagan, V. E., & Bayir, H. (2019). Ferroptosis Contributes to Neuronal Death and Functional Outcome After Traumatic Brain Injury. Critical care medicine, 47(3), 410-418. https://doi.org/10.1097/CCM.0000000000003555

Yan, N., & Zhang, J. (2020). Iron Metabolism, Ferroptosis, and the Links With Alzheimer's Disease. Frontiers in neuroscience, 13, 1443. https://doi.org/10.3389/fnins.2019.01443

Lezhenko, H. O., & Pogribna, A. O. (2020). The role of hepcidin in the pathogenetic mechanisms of anemia of inflammation development in young children with acute inflammatory bacterial diseases of the respiratory system. Zaporozhye Medical Journal, 22(4), 473-478. https://doi.org/10.14739/2310-1210.2020.4.208356

Reznik, N. L. (2018). Ferroptoz [Ferroptosis]. Khimiya i zhizn', (10), 12-16. [in Russian].

Theil E. C. (2013). Ferritin: the protein nanocage and iron biomineral in health and in disease. Inorganic chemistry, 52(21), 12223-12233. https://doi.org/10.1021/ic400484n

Lal, A. (2020). Iron in Health and Disease: An Update. Indian journal of pediatrics, 87(1), 58-65. https://doi.org/10.1007/s12098-019-03054-8

Quiles Del Rey, M., & Mancias, J. D. (2019). NCOA4-Mediated Ferritinophagy: A Potential Link to Neurodegeneration. Frontiers in neuroscience, 13, 238. https://doi.org/10.3389/fnins.2019.00238

Lei, P., Bai, T., & Sun, Y. (2019). Mechanisms of Ferroptosis and Relations With Regulated Cell Death: A Review. Frontiers in physiology, 10, 139. https://doi.org/10.3389/fphys.2019.00139

Mao, H., Zhao, Y., Li, H., & Lei, L. (2020). Ferroptosis as an emerging target in inflammatory diseases. Progress in biophysics and molecular biology, 155, 20-28. https://doi.org/10.1016/j.pbiomolbio.2020.04.001

Amaral, E. P., Costa, D. L., Namasivayam, S., Riteau, N., Kamenyeva, O., Mittereder, L., Mayer-Barber, K. D., Andrade, B. B., & Sher, A. (2019). A major role for ferroptosis in Mycobacterium tuberculosis-induced cell death and tissue necrosis. The Journal of experimental medicine, 216(3), 556-570. https://doi.org/10.1084/jem.20181776

##submission.downloads##

Опубліковано

2021-05-18

Номер

Розділ

Оригінальні дослідження