ketendoКлиническая и экспериментальная тиреоидологияClinical and experimental thyroidology1995-54722310-3787Endocrinology Research Centre10.14341/ket12717ketendo-12717Research ArticleОригинальные исследованияOriginal StudiesХемилюминесцентная и энзиматическая активность нейтрофилов крови у пациентов с болезнью Грейвса в зависимости от компенсации гипертиреозаThe chemiluminescent and enzymatic activity of blood neutrophils in patients with Graves' disease depending on hyperthyroidism compensationhttps://orcid.org/0000-0002-2776-927XДудинаМ. А.DudinaM. A.

Дудина Маргарита Андреевна, к.м.н.

Красноярск, ул. Партизана Железняка, д. 1 

Researcher ID: C-3168-2019

Scopus Author ID: 57192199094

eLibrary SPIN: 4854-1926

 

 Margarita A. Dudina, MD, PhD

1 P. Zeleznyaka street, 660022 Krasnoyarsk

Researcher ID: C-3168-2019

Scopus Author ID: 57192199094

eLibrary SPIN: 4854-1926

 

margo85_@bk.ruhttps://orcid.org/0000-0001-5829-672XСавченкоА. А.SavchenkoA. A.

Савченко Андрей Анатольевич, д.м.н., профессор 

Researcher ID: S-5099-2016

Scopus Author ID: 7202769821

eLibrary SPIN: 3132-8260

Красноярск

Andrei A. Savchenko, MD, PhD, Professor

Researcher ID: S-5099-2016

Scopus Author ID: 7202769821

eLibrary SPIN: 3132-8260

Krasnoyarsk

aasavchenko@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-1709-466XДогадинС. А.DogadinS. A.

Догадин Сергей Анатольевич, д.м.н., профессор 

Researcher ID: P-4467-2015

Scopus Author ID: 6506273878

eLibrary SPIN: 4803-3756

Красноярск

Sergey A. Dogadin, MD, PhD, Professor

Researcher ID: P-4467-2015

Scopus Author ID: 6506273878

eLibrary SPIN: 4803-3756

Krasnoyarsk

sadogadin@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0002-1041-9871ГвоздевИ. И.GvozdevI. I.

Гвоздев Иван Игоревич

Researcher ID: Q-5966-2016

Scopus Author ID: 557191107590

eLibrary SPIN: 6203-4651

Красноярск

Ivan I. Gvozdev

Researcher ID: Q-5966-2016

Scopus Author ID: 557191107590

eLibrary SPIN: 6203-4651

Krasnoyarsk

leshman-mult@mail.ruКрасноярский государственный медицинский университет им. профессора В.Ф. Войно-Ясенецкого; Краевая клиническая больницаРоссияKrasnoyarsk State Medical University; Krasnoyarsk regional clinical hospitalRussian FederationКрасноярский государственный медицинский университет им. профессора В.Ф. Войно-Ясенецкого; Федеральный исследовательский центр «Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук», обособленное подразделение «НИИ медицинских проблем Севера»РоссияFederal Research Center «Krasnoyarsk Science Center» of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences, Scientific Research Institute of medical problems of the North, Laboratory of Molecular and Cell physiology and pathologyRussian FederationФедеральный исследовательский центр «Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук», обособленное подразделение «НИИ медицинских проблем Севера»РоссияFederal Research Center «Krasnoyarsk Science Center» of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences, Scientific Research Institute of medical problems of the North, Laboratory of Molecular and Cell physiology and pathologyRussian Federation202211072022181414Copyright © Дудина М.А., Савченко А.А., Догадин С.А., Гвоздев И.И., 20222022Дудина М.А., Савченко А.А., Догадин С.А., Гвоздев И.И.Dudina M.A., Savchenko A.A., Dogadin S.A., Gvozdev I.I.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.cet-endojournals.ru/jour/article/view/12717ОБОСНОВАНИЕ

ОБОСНОВАНИЕ. Оксидативный стресс при болезни Грейвса может потенцировать цитотоксичность нейтрофилов и поддерживать аутоиммунное воспаление. Ликвидация гипертиреоза при консервативной терапии тиамазолом лишь в некоторых случаях приводит к стойкой ремиссии, что предопределяет необходимость поиска новых иммунологических маркеров для разработки этиотропных терапевтических подходов к лечению заболевания.

ЦЕЛЬ

ЦЕЛЬ. Изучить хемилюминесцентную и энзиматическую активность нейтрофилов периферической крови у пациентов с болезнью Грейвса в зависимости от компенсации гипертиреоза для определения внутриклеточных мишеней иммунотропного лечения.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ. Оценку спонтанной и зимозан-индуцированной хемилюминесценции осуществляли на 36-канальном хемилюминесцентном анализаторе «БЛМ-3607» (ООО «МедБиоТех», Красноярск). Реактивность нейтрофилов периферической крови была охарактеризована следующими показателями: время выхода на максимум (Тmax — скорость развития хемилюминесцентной реакции), максимальное значение интенсивности (Imax — максимальный уровень синтеза активных форм кислорода (АФК)) и площадь под кривой хемилюминесценции (S — суммарный синтез АФК за 90 мин измерения). С помощью биолюминесцентного метода в нейтрофилах крови определяли активность NAD(P)-зависимых дегидрогеназ.

РЕЗУЛЬТАТЫ

РЕЗУЛЬТАТЫ. В проспективное исследование были включены 126 женщин с лабораторно подтвержденной болезнью Грейвса в возрасте от 18 до 65 лет, из них 93 (73,81%) — с компенсированным и 33 (26,19%) — с некомпенсированным гипертиреозом. При некомпенсированном гипертиреозе показатель суммарного синтеза АФК спонтанной и зимозан-индуцированной люцигенин-зависимой хемилюминесценции нейтрофилов значительно возрастает как относительно контрольного диапазона, так и относительно значений, установленных у пациентов с компенсированным гипертиреозом. При антигенной стимуляции нейтрофилов в ходе люминол-зависимой хемилюминесценции у пациентов с рецидивом гипертиреоза зафиксировано более чем десятикратное увеличение суммарного синтеза АФК относительно контрольных значений, но не выявлены статически значимые различия с показателями пациентов с компенсированным гипертиреозом. Установлен высокий уровень активности NADH-зависимой реакции глутаматдегидрогеназы у пациентов с рецидивом гипертиреоза как относительно контрольного диапазона, так и показателей пациентов с болезнью Грейвса в состоянии медикаментозного эутиреоза.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Нарушения кислородного метаболизма нейтрофилов периферической крови у пациентов в состоянии медикаментозного эутиреоза преимущественно затрагивают первичное звено — продукцию супероксидных радикалов, что сопряжено с компенсацией гипертиреоза и иммуносупрессивным эффектом тиамазола. У пациентов с рецидивом гипертиреоза отмечаются более выраженные изменения в продукции высокоэнергетических оксидантов не только на начальном этапе окислительных реакций, но и на уровне продукции вторичных АФК, свидетельствующие об активации иммунологических механизмов клеточного реагирования.

BACKGROUND

BACKGROUND: Oxidative stress in Graves’ disease can potentiate the cytotoxicity of neutrophils and support autoimmune inflammation. Elimination of hyperthyroidism with conservative therapy with thiamazole only in some cases leads to remission, which determines the necessity to search an immunological markers for etiotropic therapeutic approaches in treatment of the disease.

AIM

AIM: To study the chemiluminescent and enzymatic activity of peripheral blood neutrophils in patients with Graves’ disease depending on hyperthyroidism compensation to determine the intracellular targets of immunotropic treatment.

MATERIALS AND METHODS

MATERIALS AND METHODS: Spontaneous and zymosan-induced chemiluminescence was evaluated using a 36-channel chemiluminescence analyzer «BLM-3607» (MedBioTech, Krasnoyarsk). The reactivity of peripheral blood neutrophils was characterized by: Tmax — the rate of development of the chemiluminescent reaction, Imax — the maximum level of reactive oxygen species (ROS) synthesis and the area under the chemiluminescence curve (S — total synthesis of ROS for 90 minutes of measurement). The activity of NAD(P)-dependent dehydrogenases in neutrophils was determined using the bioluminescent method.

RESULTS

RESULTS: The prospective study included 126 women with Graves’ disease, aged 18 to 65 years, 93 (73.81%) with compensated and 33 (26.19%) with uncompensated hyperthyroidism. In uncompensated hyperthyroidism, the indicator S of spontaneous ROS and zymosan-induced lucigenin-dependent chemiluminescence increases significantly, both relative to the control and to the values of compensated hyperthyroidism patients. Antigenic neutrophils stimulation during luminol-dependent chemiluminescence in patients with recurrent hyperthyroidism demonstrated more than tenfold increase in the total synthesis of ROS relative to the control, but no statistically significant differences with compensated hyperthyroidism patients. A high level of NADH-GDG was established in patients with recurrent hyperthyroidism, both relative to the control range and to the patients with euthyroidism.

CONCLUSION

CONCLUSION: Violation of oxygen peripheral blood neutrophils metabolism in patients with euthyroidism mainly affects the production of ROS, which is associated with hyperthyroidism compensation and the immunosuppressive effect of thiamazole. In patients with recurrent hyperthyroidism, there are more changes in the production of high-energy oxidants not only at initial oxidative reactions stage, but also at the level of secondary ROS, indicating the activation of cellular response immunological mechanisms.

болезнь Грейвсаоксидативный стрессактивные формы кислороданейтрофилыNAD- и NADP-зависимые дегидрогеназытаргетная терапияGraves' diseaseoxidative stressreactive oxygen speciesneutrophilsNAD- and NADP-dependent dehydrogenasestargeting therapiesИсследование выполнено при финансовом обеспечении и ресурсах лаборатории молекулярно-клеточной физиологии и патологии Федерального исследовательского центра «Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук», обособленное подразделение «НИИ медицинских проблем Севера», Красноярск, Российская Федерация.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, Laboratory of Molecular and Cell physiology and pathology, Krasnoyarsk, Russia FederationReferencesChung JH. Antithyroid Drug Treatment in Graves’ Disease. Endocrinol Metab (Seoul). 2021;36(3):491-499. doi: https://doi.org/10.3803/EnM.2021.1070Chung JH. Antithyroid Drug Treatment in Graves’ Disease. Endocrinol Metab (Seoul). 2021;36(3):491-499. doi: https://doi.org/10.3803/EnM.2021.1070Faustino LC, Kahaly GJ, Frommer L, et al. Precision Medicine in Graves’ Disease: CD40 Gene Variants Predict Clinical Response to an Anti-CD40 Monoclonal Antibody. [Internet]. Front Endocrinol (Lausanne). 2021 Jun [cited 2021 Jun 4]: [about 7 p.]. Available from: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8212124/Faustino LC, Kahaly GJ, Frommer L, et al. Precision Medicine in Graves’ Disease: CD40 Gene Variants Predict Clinical Response to an Anti-CD40 Monoclonal Antibody. [Internet]. Front Endocrinol (Lausanne). 2021 Jun [cited 2021 Jun 4]: [about 7 p.]. Available from: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8212124/Kahaly GJ. Management of Graves Thyroidal and Extrathyroidal Disease: An Update. J Clin Endocrinol Metab. 2020;105(12):3704-3720. doi: https://doi.org/10.1210/clinem/dgaa646Kahaly GJ. Management of Graves Thyroidal and Extrathyroidal Disease: An Update. J Clin Endocrinol Metab. 2020;105(12):3704-3720. doi: https://doi.org/10.1210/clinem/dgaa646Subekti I, Kartiko GJ, Suhardi ZF, et al. Serum TSH level as predictor of Graves’ disease recurrence following antithyroid drug withdrawal: A systematic review. [Internet]. PLoS One. 2021 Jan [cited 2021 Jan 29]: [about 17 p.]. Available from: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7845983/Subekti I, Kartiko GJ, Suhardi ZF, et al. Serum TSH level as predictor of Graves’ disease recurrence following antithyroid drug withdrawal: A systematic review. [Internet]. PLoS One. 2021 Jan [cited 2021 Jan 29]: [about 17 p.]. Available from: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7845983/Lane LC, Cheetham TD, Perros P, et al. New Therapeutic Horizons for Graves’ Hyperthyroidism. Endocr Rev. 2020;41(6):873-884. doi: https://doi.org/10.1210/endrev/bnaa022Lane LC, Cheetham TD, Perros P, et al. New Therapeutic Horizons for Graves’ Hyperthyroidism. Endocr Rev. 2020;41(6):873-884. doi: https://doi.org/10.1210/endrev/bnaa022Morshed SA, Davies TF. Understanding Thyroid Cell Stress. [Internet]. J Clin Endocrinol Metab. 2020 Nov. [cited 2020 Nov 11]. Available from: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7047584/Morshed SA, Davies TF. Understanding Thyroid Cell Stress. [Internet]. J Clin Endocrinol Metab. 2020 Nov. [cited 2020 Nov 11]. Available from: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7047584/Lanzolla G, Marcocci C, Marinò M. Oxidative Stress in Graves Disease and Graves Orbitopathy. Eur Thyroid J. 2020;9(1):40-50. doi: https://doi.org/10.1159/000509615Lanzolla G, Marcocci C, Marinò M. Oxidative Stress in Graves Disease and Graves Orbitopathy. Eur Thyroid J. 2020;9(1):40-50. doi: https://doi.org/10.1159/0005096158. Aslan M, Cosar N, Celik H, et al. Evaluation of oxidative status in patients with hyperthyroidism. Endocrine. 2011;40(2):285–289. doi:10.1007/s12020-011-9472-38. Aslan M, Cosar N, Celik H, et al. Evaluation of oxidative status in patients with hyperthyroidism. Endocrine. 2011;40(2):285–289. doi:10.1007/s12020-011-9472-3https://rae-org.ru/ [Internet]. Российская Ассоциация Эндокринологов. Доступно по ссылке: https://raeorg.ru/system/files/documents/pdf/kr_versiya_3.0_fin_otredaktirovan_16.05.2021g.pdf. Ссылка активна на: 16.05.2021.Rossijskaja Associacija Jendokrinologov (In Russ.)]. Доступно по ссылке: https://raeorg.ru/system/files/documents/pdf/ kr_versiya_3.0_fin_otredaktirovan_16.05.2021g.pdf. Ссылка активна на: 16.05.2021.Савченко А.А., Кудрявцев И.В., Борисов А.Г. Методы оценки и роль респираторного взрыва в патогенезе инфекционно-воспалительных заболеваний // Инфекция и иммунитет. — 2017. — Т. 7. — №4. — С. 327-340. doi: http://dx.doi.org/10.15789/2220-7619-2017-4-327-340Savchenko AA, Kudryavcev IV, Borisov AG. Methods of estimation and the role of respiratory burst in the pathogenesis of infectious and inflammatory diseases. Russian Journal of Infection and Immunity 2017;7(4):327-340. (In Russ.). doi: http://dx.doi.org/10.15789/2220-7619-2017-4-327-340Diana T, Daiber A, Oelze M, et al. Stimulatory TSHReceptor Antibodies and Oxidative Stress in Graves Disease. J Clin Endocrinol Metab. 2018;103(10):3668-3677. doi: https://doi.org/10.1210/jc.2018-00509Diana T, Daiber A, Oelze M, et al. Stimulatory TSHReceptor Antibodies and Oxidative Stress in Graves Disease. J Clin Endocrinol Metab. 2018;103(10):3668-3677. doi: https://doi.org/10.1210/jc.2018-00509Догадин С.А., Дудина М.А., Савченко А.А., и др. Активность респираторного взрыва нейтрофильных гранулоцитов крови в дебюте болезни Грейвса // Проблемы эндокринологии. — 2017. — Т. 63. — №1. — С. 4-8. doi: https://doi.org/10.14341/probl20176314-8Dogadin SA, Dudina MA, Savchenko AA, et al. Respiratory burst activity in neutrophilic granulocytes in the onset of Graves’ disease. Problems of Endocronology. 2017;63(1):4-8. (In Russ.). doi: https://doi.org/10.14341/probl20176314-8Agan V, Celik H, Eren MA, et al. An Investigation of Oxidative Stress and Thiol/Disulphide Homeostasis in Graves’ Disease. [Internet]. Medicina (Kaunas). 2019 Jun [cited 2019 Jun 14]: [about 18 p.]. Available from: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6630526/Agan V, Celik H, Eren MA, et al. An Investigation of Oxidative Stress and Thiol/Disulphide Homeostasis in Graves’ Disease. [Internet]. Medicina (Kaunas). 2019 Jun [cited 2019 Jun 14]: [about 18 p.]. Available from: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6630526/Gargouri B, Mseddi M, Mnif F, et al. Oxidative stress enhances the immune response to oxidatively modified catalase enzyme in patients with Graves’ disease. [Internet]. J Clin Lab Anal. 2020 Oct [cited 2020 Oct 16]: [about 15 p.]. Available from: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7031633/Gargouri B, Mseddi M, Mnif F, et al. Oxidative stress enhances the immune response to oxidatively modified catalase enzyme in patients with Graves’ disease. [Internet]. J Clin Lab Anal. 2020 Oct [cited 2020 Oct 16]: [about 15 p.]. Available from: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7031633/Kocak M, Akarsu E, Korkmaz H, et al. The effect of antithyroid drugs on osteopontin and oxidative stress in Graves’ disease. Acta Endocrinol (Buchar). 2019;15(2):221-224. doi: https://doi.org/10.4183/aeb.2019.221Kocak M, Akarsu E, Korkmaz H, et al. The effect of antithyroid drugs on osteopontin and oxidative stress in Graves’ disease. Acta Endocrinol (Buchar). 2019;15(2):221-224. doi: https://doi.org/10.4183/aeb.2019.221Bednarek J, Wysocki H, Sowiński J. Oxidative stress peripheral parameters in Graves’ disease: the effect of methimazole treatment in patients with and without infiltrative ophthalmopathy. Clin Biochem. 2005;38(1):13-18. doi: https://doi.org/10.1016/j.clinbiochem.2004.09.015Bednarek J, Wysocki H, Sowiński J. Oxidative stress peripheral parameters in Graves’ disease: the effect of methimazole treatment in patients with and without infiltrative ophthalmopathy. Clin Biochem. 2005;38(1):13-18. doi: https://doi.org/10.1016/j.clinbiochem.2004.09.015Qiao X, Wang L, Wang Y, et al. Intermedin inhibits unilateral ureteral obstruction-induced oxidative stress via NADPH oxidase Nox4 and cAMP-dependent mechanisms. Ren Fail. 2017;39(1):652-659. doi: https://doi.org/10.1080/0886022X.2017.1361839Qiao X, Wang L, Wang Y, et al. Intermedin inhibits unilateral ureteral obstruction-induced oxidative stress via NADPH oxidase Nox4 and cAMP-dependent mechanisms. Ren Fail. 2017;39(1):652-659. doi: https://doi.org/10.1080/0886022X.2017.1361839Martínez-Navarro FJ, Martínez-Morcillo FJ, López-Muñoz A, et al. The vitamin B6-regulated enzymes PYGL and G6PD fuel NADPH oxidases to promote skin inflammation. [Internet]. Dev Comp Immunol. 2020 Feb [cited 2020 Feb 29]: [about 18 p.]. Available from: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/s0145305x20300331?via%3dihub#abs0015Martínez-Navarro FJ, Martínez-Morcillo FJ, López-Muñoz A, et al. The vitamin B6-regulated enzymes PYGL and G6PD fuel NADPH oxidases to promote skin inflammation. [Internet]. Dev Comp Immunol. 2020 Feb [cited 2020 Feb 29]: [about 18 p.]. Available from: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/ s0145305x20300331?via%3dihub#abs0015Parsanathan R, Jain SK. Glucose-6-Phosphate Dehydrogenase Deficiency Activates Endothelial Cell and Leukocyte Adhesion Mediated Via The TGFΒ/NADPH Oxidases/ROS Signaling Pathway. [Internet]. Int J Mol Sci. 2020 Oct [cited 2020 Oct 8]: [about 9 p.]. Available from: https://www.mdpi.com/1422-0067/21/20/7474Parsanathan R, Jain SK. Glucose-6-Phosphate Dehydrogenase Deficiency Activates Endothelial Cell and Leukocyte Adhesion Mediated Via The TGFΒ/NADPH Oxidases/ROS Signaling Pathway. [Internet]. Int J Mol Sci. 2020 Oct [cited 2020 Oct 8]: [about 9 p.]. Available from: https://www.mdpi.com/1422-0067/21/20/7474Caslin HL, Abebayehu D, Pinette JA, et al. Lactate Is a Metabolic Mediator That Shapes Immune Cell Fate and Function [Internet]. Front Physiol. 2021 Oct [cited 2020 Oct 18]: [About 14 p.]. Available from: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fphys.2021.688485/fullCaslin HL, Abebayehu D, Pinette JA, et al. Lactate Is a Metabolic Mediator That Shapes Immune Cell Fate and Function [Internet]. Front Physiol. 2021 Oct [cited 2020 Oct 18]: [About 14 p.]. Available from: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fphys.2021.688485/full

The authors declare that there are no conflicts of interest present.