УДК 616.921.5

К.м.н. Сергеева И.В., д.м.н., профессор Тихонова Е.П., д.м.н., профессор Камзалакова Н.И., д.м.н., профессор Булыгин Г.В.

Красноярский государственный медицинский университет имени профессора В.Ф. Войно-Ясенецкого, Россия

МЕТАБОЛИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В ЛИМФОЦИТАХ БОЛЬНЫХ ОСТРЫМИ РЕСПИРАТОРНЫМИ ВИРУСНЫМИ ИНФЕКЦИЯМИ

Резюме: Оценка характера и интенсивности метаболических процессов в лимфоцитах больных острыми респираторными вирусными инфекциями с различной степенью тяжести определялась по изменениям активности внутриклеточных ферментов и показала, что в разгар заболевания отмечена разнонаправленность интенсификации реакций пентозофосфатного цикла (ПФП) и гликолиза, а также при значительном повышении функциональной нагрузки на клетки, происходит значительное снижение интенсивности реакций начального этапа цикла трикарбоновых кислот (ЦТК), что должно уменьшать энергетическую эффективность цикла, а интенсивное поступление метаболитов на снабжение ЦТК субстратами с аминокислотного обмена, будет обеспечивать повышенный транспорт аминокислот в лимфоциты.

Ключевые слова: Острые респираторные вирусные инфекции, лимфоциты, метаболические процессы, активность внутриклеточных ферментов.

Острые респираторные вирусные инфекции (ОРВИ) являются самыми распространенными вирусными инфекциями человека и представляют собой серьезную медико-социальную проблему. По оценкам ВОЗ гриппоподобными заболеваниями ежегодно в мире болеют до 100 млн. человек [5,6,9]. Удельный вес гриппа и ОРВИ среди всех инфекционных болезней в России составляет 90%. Не исключение это и для Красноярского края, где доля ОРВИ в общей структуре инфекционной заболеваемости составила в 2010 году 92%. Так в 2010 году было зарегистрировано 572618 случаев заболеваний гриппом и ОРВИ, а показатель заболеваемости составил 19786,9 случаев на 100 тысяч населения, что на 18,3% ниже показателя заболеваемости 2009 года – 23954,9 случаев на 100 тысяч населения.

Известно, что развитие, тяжесть любого инфекционного заболевания и его исход зависит от состояния иммунной системы, её ответа на внедрившийся микроорганизм, в результате развития этого ответа происходит распознавание возбудителя, его инактивация и элиминация из организма. В патогенезе и клиническом течении ОРВИ также существенную роль играют нарушения иммунологического механизма защиты организма человека. По мнению ряда авторов, изменения, происходящие в иммунной системе при ОРВИ, расцениваются как адаптационная реакция организма на воздействие вирусов [1,2,3]. В первую очередь с патогеном контактируют иммунокомпетентные клетки, функциональное состояние которых и обусловливает адекватность иммунного ответа; наиболее важная роль среди них принадлежит лимфоцитам. Проявление в полном объеме функциональных возможностей лимфоцитов в процессах формирования адекватного иммунного ответа, в том числе и противовирусного, определяется внутриклеточным метаболизмом, который обеспечивается соответствующим уровнем активности ферментов в клетках [4,7].

Целью исследований явилась оценка характера и интенсивности метаболических процессов в лимфоцитах больных ОРВИ по изменениям активности внутриклеточных ферментов в зависимости от тяжести течения болезни.

Материалы и методы. Для достижения поставленной цели определялись энзиматические показатели лимфоцитов 52 больных в возрасте от 18 до 42 лет, с диагнозом «ОРВИ», который устанавливался в условиях специализированного стационара. Определение активности ферментов производилось в лимфоцитах, выделенных из периферической крови больных ОРВИ в течение первых суток после поступления на стационарное лечение. Обследованные больные были распределены на 2 группы: перенесшие ОРВИ легким и среднетяжелым течением и с тяжелым течением заболевания. В качестве контрольных показателей использовались значения активности внутриклеточных ферментов лимфоцитов 37 практически здоровых лиц сопоставимого возраста, полученные нами ранее.

У всех больных в лимфоцитах, выделенных из венозной крови на градиенте плотности фиколл-верографина, биолюминесцентным методом с использованием бактериальной люциферазы проводилось определение активности внутриклеточных ферментов. Определялись следующие энзиматические показатели: активность глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы (Г6ФДГ), глицерол-3-фосфатдегидрогеназы (Г3ФДГ), лактатдегидрогеназы (ЛДГ), НАД- и НАДФ-зависимой изоцитратдегидрогеназ (НАДИЦДГ и НАДФИЦДГ), НАД- и НАДФ-зависимой глутаматдегидрогеназ (НАДГДГ и НАДФГДГ), НАД- и НАДФ-зависимой малатдегидрогеназ (НАДМДГ и НАДФМДГ), а также глутатионредуктазы (ГР). Активность ферментов выражалась в мкЕ на 10000 лимфоцитов.

Полученные в результате исследований данные были обработаны методами статистического анализа, используемыми в биологии и медицине с применением пакета прикладных программ Statistica 6.0. В таблицах представлены среднегрупповые показатели (М) и ошибка средней (m). В связи с тем, что распределение показателей активности внутриклеточных ферментов отличалось от нормального, оценка достоверности различий проводилась с помощью U-критерия Манна-Уитни.

Результаты и обсуждение. Определявшиеся в исследовании энзиматические показатели свидетельствовали о значительных отличиях внутриклеточных метаболических реакций лимфоцитов больных в разгаре заболевания от соответствующих параметров практически здоровых лиц контрольной группы (табл. 1). Так при легком и среднетяжелом течении ОРВИ в лимфоцитах больных определялись достоверные, при сравнении с уровнем контроля, отличия активности всех изученных ферментов; однако изменения энзиматических показателей были разнонаправленными. Два фермента, ассоциированных с гликолизом (Г6ФДГ и Г3ФДГ) у больных ОРВИ были достоверно более активными, чем в контроле: активность Г6ФДГ была равна соответственно 3,23±0,62 и 2,74±0,31 (р<0,05), а Г3ФДГ – 51,58±5,92 и 0,84±0,16 (р<0,001). В то же время, еще один фермент этого цикла – ЛДГ – у больных определялся менее активным, чем у обследованных контрольной группы: 0,49±0,08 и 0,84±0,08 соответственно; р<0,001.

Для ферментов ЦТК и ассоциированных с ним реакций также отмечались разнонаправленные по отношению к уровню контроля изменения. Показатели в лимфоцитах НАДИЦДГ и НАДФИЦДГ, катализирующие реакции начального этапа цикла, у больных были ниже, чем в контроле: первый у больных равен 0,13±0,02 при значении у больных равном 1,95±0,25 (р<0,001), а для второго эти значения составили соответственно 0,04±0,01 и 31,02±2,20 (р<0,001). Следующие два фермента, связывающие между собой метаболизм аминокислотного обмена и ЦТК – НАДГДГ и НАДФГДГ – были достоверно более активными у больных с легким и среднетяжелым течением ОРВИ. Показатели НАДГДГ у больных и здоровых составили соответственно 58,91±5,49 и 0,34±0,06 (р<0,001), а фермента НАДФГДГ – 1,23±0,18 и 0,11±0,02 (р<0,001).

Метаболические реакции заключительного этапа ЦТК, катализируемые НАД- и НАДФ-малатдегидрогеназой, также определялись на более высоком уровне в лимфоцитах больных. Активность НАДМДГ у них была равна 84,16±13,70 (в контрольной группе – 84,16±13,70; р<0,001), а НАДФМДГ – 1,19±0,15 (в контроле – 0,33±0,07; р<0,001).

Как и для большинства изученных ферментов, для ГР отмечена более высокая активность в группе больных легкой и среднетяжелой формами ОРВИ: у них она определялась на уровне 5,00±0,25 при величине показателя здоровых равным 1,28±0,30 (р<0,001). При тяжелом течении ОРВИ с последующими осложнениями в лимфоцитах больных определялись во многом подобные, по сравнению с контрольным уровнем, изменения метаболических реакций (табл.1). Как и в предыдущей группе обследованных, выше, чем в контроле, были активность ферментов Г3ФДГ (р<0,001), НАДГДГ (р<0,001), НАДФГДГ (р<0,001), НАДМДГ (р<0,001), НАДФМДГ (р<0,001) и ГР (р<0,001); а ниже контрольного уровня – НАДИЦДГ (р<0,001) и НАДФИЦДГ (р<0,001). В отличие от легкого и среднетяжелого течения заболевания, в лимфоцитах больных этой группе не было обнаружено достоверных по сравнению с контролем изменений активности Г6ФДГ и ЛДГ.

Наиболее общим обстоятельством, обращающим на себя внимание при анализе энзиматических показателей лимфоцитов больных этой группы, является то, что активность почти всех (за исключением Г6ФДГ) ферментов определялась выше, чем при легком и среднетяжелом течении ОРВИ. Так, достоверно более высоким, чем в предыдущей группе больных, были показатели Г3ФДГ (соответственно 113,38±14,30 и 51,58±5,92; р<0,001), ЛДГ (1,23±0,19 и 0,49±0,08; р<0,001), НАДИЦДГ (0,45±0,08 и 0,13±0,02; р<0,001), НАДФИЦДГ (0,30±0,05 и 0,04±0,01; р<0,001), НАДГДГ (121,42±16,53 и 58,91±5,49; р<0,001), НАДФГДГ (7,51±0,87 и 1,23±0,18; р<0,001), НАДМДГ (111,20±8,79 и 84,16±13,70; р<0,001), НАДФМДГ (3,72±0,42 и 1,19±0,15; р<0,001), а также ГР (7,87±0,57 и 5,00±0,25; р<0,001). И только активность фермента Г6ФДГ определялась ниже в группе с более тяжелым течением ОРВИ, не отличаясь при этом и от уровня контрольного значения.

Заключение. Таким образом, при легком и среднетяжелом течении ОРВИ у пациентов наблюдаются следующие особенности внутриклеточного метаболизма лимфоцитов. У них в 61,4 раза более активно, чем у здоровых, осуществляется пополнение гликолиза субстратами с липидного обмена, что, вероятно, и обеспечивает возможность более интенсивного оттока субстратов на пентозофосфатный путь; однако активность реакции, перерабатывающей лактат в пируват, у них ниже. Активность реакций начального этапа ЦТК в лимфоцитах больных в десятки раз ниже, что, по-видимому, и является причиной дополнительного привлечения субстратов с аминокислотного обмена через реакции, катализируемые НАД- и НАДФ-глутаматдегидрогеназой для сохранения возможностей цикла по выработке макроэргов. Это, не вполне рациональное использование аминокислот, предназначенных для обеспечения синтетических и пластических потребностей клеток, на их энергетические нужды, должно быть обеспечено более интенсивным их поступлением в лимфоциты извне. Этим можно объяснить высокий показатель глютатиоредуктазы (ГР), которая не только поддерживает возможности глутатионовой антиоксидантной защиты, активация которой вполне адекватна в условиях патологического процесса с участием иммунокомпетентных клеток, но и осуществляет активный транспорт в них аминокислот.

Такое компенсаторное восполнение субстратного потока в ЦТК оказывается вполне оправданным с точки зрения поддержки функциональных возможностей лимфоцитов и реакции заключительного, наиболее эффективного по выработке АТФ, этапа цикла у больных более активны, чем в контроле. Показатель НАДМДГ у пациентов с ОРВИ выше в 3,89 раза, а НАДФМДГ – в 3,61 раза по сравнению с контролем, то есть повышены как выработка АТФ, так и объем субстратов ЦТК на гликолиз реакцией малат-пируват, а более высокое количество последнего является фактором, снижающем активность реакции лактат-пируват, о чем указывалось выше.

В лимфоцитах больных с тяжелым течением ОРВИ сохраняются во многом подобные закономерности в соотношении величин большинства ферментных показателей с уровнем их контрольных значений. То есть можно считать, что метаболические механизмы формирования функциональных возможностей лимфоцитов пациентов с ОРВИ едины, но их особенности зависят от степени тяжести заболевания. Более тяжелый вариант течения патологического процесса сопровождается и более выраженной интенсификацией ряда внутриклеточных реакций ЦТК, о чем свидетельствуют более высокие, чем при легком и среднетяжелом течении ОРВИ. Следует отметить, что интенсификация реакций, обусловленная тяжестью течения заболевания, подтверждается и изменением соотношений величин двух ферментов начального этапа ЦТК с контрольным уровнем: вследствие ее значения активности НАД- и НАДФИЦДГ в лимфоцитах больных второй группы становятся по своей величине ближе к показателям контрольной группы.

Не так однозначны при более тяжелом варианте течения ОРВИ были изменения активности ферментов, относящихся к реакциям гликолиза. Если показатель Г3ФДГ, подобно показателям ферментов ЦТК, продолжал увеличиваться с утяжелением заболевания, то для ЛДГ отмечена обратная тенденция – этот фермент резко повышал свою активность как по отношению к величине показателя больных с легким и среднетяжелым течением заболевания (р<0,001), так и в 1,5 раза – к уровню контроля (однако разница с контролем по U-критерию недостоверна). Активность же Г6ФДГ, как уже указывалось, не отличалась от контрольной, и была ниже, чем в группе с легким и среднетяжелым течением заболевания. Вероятно, это обстоятельство может явиться одним из факторов, определяющим тяжесть течения ОРВИ, так как этот фермент отражает интенсивность реакций в ПФП и обеспечение внутриклеточным метаболизмом способности лимфоцитов к синтетическим, пластическим и пролиферативным процессам. Без повышенных же возможностей клеток к пролиферации, синтезу цитокинов, иммуноглобулинов и других гуморальных факторов невозможно развитие иммунного ответа, адекватного условиям, предъявляемым инфекционной агрессией.

Литература:

1. Булыгин, Г.В. Особенности структурно-метаболических параметров Т- и В-лимфоцитов здорового человека и при некоторых патологических состояниях / Г.В. Булыгин, Г.Н. Казакова, Э.В. Каспаров. – Красноярск: «Сибирь», 1998. – 127 с.

2. Булыгин, Г.В. Метаболические основы регуляции иммунного ответа / Г.В. Булыгин, Н.И. Камзалакова, А.В. Андрейчиков. – Новосибирск: СО РАМН, 1999. – 346 с.

3. Бурместер, Г.Р. Наглядная иммунология / Г.Р. Бурместер, А. Пецутто. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2007. - 320 с.

4. Гаврилов, А.В. Цитохомия липидов нейтрофильных лейкоцитов периферической крови у больных гриппом А (Н3N2) / А.В. Гаврилов. - Бюллетень физиологии и патологии дыхания, 2006. - № 22. - С. 36-39.

5. Грипп. Руководство для врачей / под ред. Г.И. Карпухина.- СПб.: Гиппократ, 2001.-360 с.

6. Деева Э.Г. Грипп. На пороге пандемии: руководство для врачей / Э.Г. Деева. - М.: ГЭОТАР-Медиа, 2008. - 208 с.

7. Дранник Г.Н. Клиническая иммунология и аллергология / Г.Н. Дранник. - М.: ООО «Медицинское информационное агентство», 2003. - 604 с.

8. Карпухин, Г.И. Диагностика, профилактика и лечение острых респираторных заболеваний / Г.И. Карпухин, О.Г. Карпухина. - СПб.: Гиппократ, 2000. -184 с.

9. Лобзин, Ю.В. Воздушно-капельные инфекции / Ю.В. Лобзин, В.П. Михаиленко, Н.И. Львов. - СПб.: Фолиант, 2003. - 200 с.

Таблица 1

Активность ферментов в лимфоцитах (мкЕ/10000 кл.)

больных с разными вариантами течения ОРВИ (М±m)

Ферменты	Контроль n=37	ОРВИ течение легкое и средней тяжести n=31	Тяжелое течение ОРВИ n=21
	1	2	3
Г6ФДГ	2,74±0,31	3,23±0,62 Р1<0,05	2,75±0,35
Г3ФДГ	0,84±0,16	51,58±5,92 Р1<0,001	113,38±14,30 Р1<0,001 Р2<0,001
ЛДГ	0,84±0,08	0,49±0,08 Р1<0,001	1,23±0,19 Р2<0,001
НАДИЦДГ	1,95±0,25	0,13±0,02 Р1<0,001	0,45±0,08 Р1<0,001 Р2<0,001
НАДФИЦДГ	31,02±2,20	0,04±0,01 Р1<0,001	0,30±0,05 Р1<0,001 Р2<0,001
НАДГДГ	0,34±0,06	58,91±5,49 Р1<0,001	121,42±16,53 Р1<0,001 Р2<0,001
НАДФГДГ	0,11±0,02	1,23±0,18 Р1<0,001	7,51±0,87 Р1<0,001 Р2<0,001

Продолжение таблицы 1

НАДМДГ	21,62±1,69	84,16±13,70 Р1<0,001	111,20±8,79 Р1<0,001 Р2<0,001
НАДФМДГ	0,33±0,07	1,19±0,15 Р1<0,001	3,72±0,42 Р1<0,001 Р2<0,001
ГР	1,28±0,30	5,00±0,25 Р1<0,001	7,87±0,57 Р1<0,001 Р2<0,001

Примечание: Р_1, Р_2, Р₃ – достоверность различий с показателем соответствующего столбца.

Сергеева И.В. – Красноярский государственный медицинский университет имени профессора В.Ф. Войно-Ясенецкого, ассистент кафедры инфекционных болезней и эпидемиологии с курсом ПО, кандидат медицинских наук

Тихонова Е.П. – Красноярский государственный медицинский университет имени профессора В.Ф. Войно-Ясенецкого, зав.кафедрой инфекционных болезней и эпидемиологии с курсом ПО, доктор медицинских наук, профессор

Камзалакова Н.И. – Красноярский государственный медицинский университет имени профессора В.Ф. Войно-Ясенецкого, зав.кафедрой клинической иммунологии, доктор медицинских наук, профессор

Булыгин Г.В. – доктор медицинских наук, профессор кафедры клинической иммунологии

Sergeeva I.V. – the assistant to chair of infectious diseases and epidemic with a course PF, the candidate of medical sciences

Kamzalakova N.I. – managing chair of clinical immunology, the doctor of medical sciences, the professor

Tihonova E.P. – managing chair of infectious diseases and epidemics with a course PF, the doctor of medical sciences, the professor

Bulygin G. V – the doctor of medical sciences, the professor of chair of clinical immunology

Сергеева Ирина Владимировна: адрес: 660100, г.Красноярск, ул. Кравченко, д.2, кв. 275, Е-mail: infeccia7979@mail.ru, моб. телефон: 8-902-990-16-28.