Функциональное состояние митохондрий лимфоцитов периферической крови при черепно-мозговой травме у детей

Обложка


Цитировать

Полный текст

Аннотация

Обоснование. Известна важная роль митохондрий в механизмах повреждения и гибели клеток мозга при черепно-мозговой травме (ЧМТ). Однако вопросы взаимоотношений между тяжестью повреждения мозга при ЧМТ и митохондриальной дисфункцией окончательно не решены. 

Цель исследования: определить активность NADH- и сукцинатдегидрогеназ —ключевых ферментов окислительного фосфорилирования митохондрий; содержание аденозинтрифосфата в лимфоцитах при ЧМТ; уровень NOx и 3-нитротирозина в периферической крови у детей, перенесших травмы различной степени тяжести и имеющих разные исходы ЧМТ. 

Материалы и методы: определение указанных показателей проводилось в динамике до одного месяца, а в отдельных случаях — вплоть до гибели больных. Тяжесть ЧМТ оценивали в баллах по шкале комы Глазго, исход ЧМТ — по шкале исходов Глазго. Детей с ЧМТ на основании клинической оценки разделили на 3 группы — с легкой, тяжелой и с тяжелой ЧМТ и летальным исходом. 

Результаты: исследования показали, что активность дегидрогеназ достоверно снижалась только у больных с тяжелой ЧМТ и неблагоприятным исходом. Наибольшее снижение этих показателей выявлено у больных с летальным исходом. Обнаружена прямая корреляционная зависимость между показателями активности дегидрогеназ и содержанием аденозинтрифосфата в лимфоцитах (r =0,97, p =0,005). Содержание метаболитов NOx у детей с тяжелой ЧМТ на порядок превышало их уровень у здоровых детей и больных с легкой ЧМТ. Уровень 3-нитротирозина в плазме крови был тем выше, чем тяжелее была ЧМТ. 

Заключение. Обнаруженные при ЧМТ у детей митохондриальная дисфункция, нарушение мозгового энергетического обмена и окислительный стресс могут приводить к повреждению и гибели клеток мозга, а также быть мишенями для адекватной терапии ЧМТ.

Об авторах

Рустам Шакирович Закиров

ФГБНУ «Научный центр здоровья детей»

Email: cytochemistry@gmail.com
врач клинической лабораторной диагностики централизованной клинико-диагностической лаборатории Россия

Елена Геннадьевана Сорокина

ФГБНУ «Научный центр здоровья детей»

Email: sorokelena@mail.ru
кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории нейробиологии и фундаментальных основ развития мозга Россия

Ольга Витальевна Карасева

ГУЗ города Москвы «Научно-исследовательский институт неотложной детской хирургии и травматологии» ДЗМ

Email: karaseva.o@list.ru
доктор медицинских наук, заместитель директора по науке, руководитель отдела сочетанной травмы, анестезиологии-реанимации Россия

Жанна Борисовна Семенова

ФГБНУ «Научный центр здоровья детей»; ГУЗ города Москвы «Научно-исследовательский институт неотложной детской хирургии и травматологии» ДЗМ

Email: jseman@mail.ru
доктор медицинских наук, руководитель Отдел нейрохирургии и нейротравмы Россия

Светлана Валентиновна Петричук

ФГБНУ «Научный центр здоровья детей»

Email: cito@list.ru
профессор, доктор биологических наук, главный научный сотрудник лаборатории иммунологии и экспериментальной вирусологии Россия

Леонид Михайлович Рошаль

ФГБНУ «Научный центр здоровья детей»; ГУЗ города Москвы «Научно-исследовательский институт неотложной детской хирургии и травматологии» ДЗМ

Email: lmroshal@mail.ru
профессор, доктор медицинских наук, президент ГУЗ города Москвы «Научно-исследовательский институт неотложной детской хирургии и травматологии» ЗДМ Россия

Всеволод Григорьевич Пинелис

ФГБНУ «Научный центр здоровья детей»

Автор, ответственный за переписку.
Email: pinelis@mail.ru
профессор, доктор медицинских наук, главный научный сотрудник лаборатории нейробиологии и фундаментальных основ развития мозга Россия

Список литературы

  1. Mendes AA, de Souza LF, Walz R, Dafre A. Perspectives on Molecular Biomarkers of Oxidative Stress and Antioxidant Strategies in Traumatic Brain Injury. Biomed Res Int. 2014;2014:1–18. doi: 10.1155/2014/723060
  2. Потапов АА, Рошаль ЛМ, Лихтерман ЛБ, Кравчук АД. Черепно-мозговая травма: проблемы и перспективы. Вопросы нейрохирургии в институте имени Н.Н. Бурденко. 2009;2:3–8.
  3. Валиуллина СА, Семенова ЖБ, Шарова ЕА. Организационно-экономические и управленческие аспекты оказания медицинской помощи детям с черепно-мозговой травмой. Российский педиатрический журнал. 2010;2б:37–48.
  4. Algattas H, Huanq JH. Traumatic brain injury pathophysiology and treatments: early, intermediate, and late phases post injury. Int J Mol. Sci. 2014;15(1):309–341. doi: 10.3390/ijms15010309
  5. Пинелис ВГ, Сорокина ЕГ. Аутоиммунные механизмы модуляции активности глутаматных рецепторов у детей с эпилепсией и черепно-мозговой травмой. Вестник РАМН. 2008;12:44–51.
  6. Stoica BA, Faden AI. Cell death mechanisms and modulation in traumatic brain injury. Neurotherapeutics. 2010;7(1):3–12. doi: 10.1016/j.nurt.2009.10.023
  7. Xiong Y, Gu Q, Peterson PL, Muizelaar JP, Lee CP. Mitochondrial dysfunction and calcium perturbation induced by traumatic brain injury. J Neurotrauma. 1997;14:23–34. doi: 10.1089/neu.1997.14.23
  8. Sullivan PG, Rabchevsky AG, Waldmeier PC, Springer JE. Mitochondrial permeability transition in CNS trauma: cause or effect of neuronal cell death? J Neurosci Res. 2005;79(1–2):231–239. doi: 10.1002/jnr.20292
  9. Robertson CL, Scafidi S, McKenna MC, Fiskum G. Mitochondrial mechanisms of cell death and neuroprotection in pediatric ischemic and traumatic brain injury. Exp Neurol. 2009;218(2):371–380. doi: 10.1016/j.expneurol.2009.04.030
  10. Balan IS, Saladino AJ, Aarabi B, Castellani RJ, Wade C, Stein DM, Eisenberg HM, Chen HH, Fiskum G. Cellular alterations in human traumatic brain injury: changes in mitochondrial morphology reflect regional levels of injury severity. J Neurotrauma. 2013; 30(5):367–381. doi: 10.1089/neu.2012.2339
  11. Vinogradov AD. NADH/NAD+ interaction with NADH: ubiquinone oxidoreductase (complex I). Biochim Biophys Acta. 2008;1777(7–8):729–734. doi: 10.1016/j.bbabio.2008.04.014
  12. Нарциссов РП. Анализ изображения клетки — следующий этап развития клинической цитохимии в педиатрии. Педиатрия. 1998;4:101–105.
  13. Vangilder RL, Rosen CL, Barr TL, Huber JD. Targeting the neurovascular unit for treatment of neurological disorders. Pharmacol Ther. 2011;130(3):239–247. doi: 10.1016/j.pharmthera.2010.12.004
  14. Boldyrev AA, Kazey VI, Leinsoo TA, Mashkina AP, Tyulina OV, Johnson P, Tuneva JO, Chittur S, Carpenter DO. Rodent lymphocytes express functionally active glunamate receptors. Biochem Biophys Res Commun. 2004;324(1):133–139. doi: 10.1016/j.bbrc.2004.09.019
  15. Болдырев АА, Брюшкова ЕА, Владыченская ЕА. NMDA–рецепторы в клетках иммунной системы. Биохимия. 2012;77(2):160–168.
  16. Lifshitz J, Friberg H, Neumar RW, Raghupathi R, Welsh FA, Janmey P, Saatman KE, Wieloch T, Grady MS, McIntosh TK. Structural and functional damage sustained by mitochondria after traumatic brain injury in the rat: evidence for differentially sensitive populations in the cortex and hippocampus. J Cereb Blood Flow Metab. 2003;23(2):219–231. doi: 10.1097/00004647-200302000-00009
  17. Denton RM, Rutter GA, Midgley PJ, McCormack JG. Effects of Ca2+ on reactivities of the calcium-sensitive dehydrogenases within the mitochondria of mammalian tissues. J Cardiovasc Pharmacol. 1988;12(Suppl.5):69–72. doi: 10.1097/00005344-198806125-00012
  18. Сурин АМ, Зобова СН, Тухбатова ГР, Сенилова ЯЕ, Пинелис ВГ, Ходоров БИ. Изменения митохондриального NAD(P)H и нарушения кальциевого гомеостаза в культивируемых нейронах мозжечка крысы при гиперстимуляции глутаматных рецепторов. В сб. материалов международной конференции «Рецепция и внутриклеточная сигнализация». М. 2009. С. 157–162.
  19. Surin AM, Gorbacheva LR, Savinkova IG, Sharipov RR, Khodorov BI, Pinelis VG. Study on ATP concentration changes in cytosol of individual cultured neurons during glutamate-induced deregulation of calcium homeostasis. Biochem (Mosc.). 2014;79(2):146–152. doi: 10.1134/S0006297914020084
  20. Lipton SA, Choi YB, Pan ZH, Lei EZ, Chen HS, Sucher NJ, Loscalzo J, Singel DJ, Stamler JS. A redox based mechanism for the neuroprotective and neurodestructive effects of nitric oxide and related compounds. Nature. 1993;364:626–632. doi: 10.1038/364626a0
  21. Nag S, Picard P, Stewart DJ. Expression of nitric oxide synthases and nitrotyrosine during blood-brain barrier breakdown and repair after cold injury. Lab Invest. 2001;81(1):41–49. doi: 10.1038/labinvest.3780210
  22. Bayir H, Kagan VE, Clark RS, Janesko-Feldman K, Rafikov R, Huang Z, Zhang X, Vagni V, Billiar TR, Kochanek PM. Neuronal NOS mediated nitration and inactivation of manganese superoxide dismutase in brain after experimental and human brain injury. J Neurochem. 2007;101(1):168–181. doi: 10.1111/j.1471-4159.2006.04353.x
  23. Brown GC, Borutaite V. Inhibition of mitochondrial respiratory complex I by nitric oxide, peroxynitrite and S-nitrosothiols. Biochim Biophys Acta. 2004;1658(1–2):44–49. doi: 10.1016/j.bbabio.2004.03.016
  24. Readnower RD, Pandya JD, McEwen ML, Pauly JR, Springer JE, Sullivan PG. Post injury administration of the mitochondrial permeability transition pore inhibitor, NIM811, is neuroprotective and improves cognition after traumatic brain injury in rats. J Neurotrauma. 2011;28(9):1845–1853. doi: 10.1089/neu.2011.1755

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Издательство "Педиатръ", 2015



Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах