Влияние NO-генерирующих соединений на содержание аденозинтрифосфата в лимфоцитах и связи с уровнями аутоантител к рецепторам глутамата у детей, перенёсших черепно-мозговую травму

Введение. Воспаление и активация иммунной системы являются основной причиной вторичных повреждений при черепно-мозговой травме (ЧМТ). Учитывая центральную роль оксида азота (NO) в нейрональном Glu-каскаде со значительными изменениями содержания аденозинтрифосфата (АТФ) в нейронах, а также наличие GluRc NMDA-типа в лимфоцитах, актуальным является определение воздействия NO на содержание АТФ в лимфоцитах.

Цель работы — определить влияние различных концентраций NO-генерирующих соединений (NaNO₂ и S-нитрозоцистеин) на содержание внутри- (вкАТФ) и экстраклеточного АТФ в лимфоцитах человека и установить связи образующегося при ЧМТ NO с инициацией аутоиммунных процессов у детей с ЧМТ различной тяжести.

Материалы и методы. Для анализа использовали образцы крови 36 детей, перенёсших ЧМТ. Лимфоциты выделяли в градиенте фиколла по стандартной методике. Определение концентрации АТФ в трис-ацетатном буфере (pH 7,76) проводили на люминометре «Lucy-1» с помощью люциферин-люциферазы («Promega»). Концентрацию АТФ выражали в нмоль/мг белка, который определяли методом Брэдфорда с помощью наборов «Fluka».

Результаты. Установлено, что увеличение уровня АТФ в лимфоцитах сразу после ЧМТ является положительным фактором, отражающим активацию лимфоцитов. При этом более высокий уровень аутоантител к GluRc сразу после тяжёлой ЧМТ является благоприятным признаком для исхода ЧМТ и совпадает с повышением вкАТФ в лимфоцитах. Продолжительная отрицательная динамика содержания АТФ в лимфоцитах с аналогичными изменениями концентраций АТФ в сыворотке крови при тяжёлых ЧМТ является показателем неблагоприятного исхода тяжёлой ЧМТ у детей.

Заключение. Умеренное повышении NO в крови сразу после ЧМТ способствует повышению вкАТФ в лимфоцитах и
аутоантител к GluRc, что активирует иммунный ответ и защищает мозг от гипоксических повреждений.

Участие авторов:
Сорокина Е.Г., Реутов В.П., Семенова Ж.Б. — концепция и дизайн исследования, статистическая обработка, написание текста;
Сорокина Е.Г., Карасева О.В., Семенова Ж.Б., Бакаева З.В., Пинелис В.Г. — сбор и обработка материала;
Смирнов И.Е. — редактирование.
Все соавторы — утверждение окончательного варианта статьи, ответственность за целостность всех частей статьи.

Финансирование. Исследование не имело финансовой поддержки.

Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Поступила 31.05.2024
Принята к печати 11.06.2024
Опубликована 12.07.2024

1. Plesnila N. The immune system in traumatic brain injury. Curr. Opin. Pharmacol. 2016; 26: 110–7. https://doi.org10.1016/j.coph.2015.10.008

2. Balu R. Inflammation and immune system activation after traumatic brain injury. Curr. Neurol. Neurosci. Rep. 2014; 14(10): 484. https://doi.org10.1007/s11910-014-0484-2

3. Ao L.Y., Yan Y.Y., Zhou L., Li C.Y., Li W.T., Fang W.R., et al. Immune cells after ischemic stroke onset: Roles, migration, and target intervention. J. Mol. Neurosci. 2018; 66(3): 342–55. https://doi.org/10.1007/s12031-018-1173-4

4. Amtul Z., Najdat A.N., Hill D.J., Arany E.J. Differential temporal and spatial post-injury alterations in cerebral cell morphology and viability. J. Comp. Neurol. 2021; 529(2): 421–33. https://doi.org/10.1002/cne.24955

5. Ahmad M., Dar N.J., Bhat Z.S., Hussain A., Shah A., Liu H., et al. Inflammation in ischemic stroke: mechanisms, consequences and possible drug targets. CNS Neurol. Disord. Drug Targets. 2014; 13(8): 1378–96. https://doi.org/10.2174/1871527313666141023094720

6. Bramlett H.M., Dietrich W.D. Pathophysiology of cerebral ischemia and brain trauma: similarities and differences. J. Cereb. Blood Flow Metab. 2004; 24(2): 133–50. https://doi.org/10.1097/01.wcb.0000111614.19196.04

7. Belov Kirdajova D., Kriska J., Tureckova J., Anderova M. Ischemia-triggered glutamate excitotoxicity from the perspective of glial cells. Front. Cell. Neurosci. 2020; 14: 51. https://doi.org/10.3389/fncel.2020.00051

8. Barrett R.D., Bennet L., Davidson J., Dean J.M., George S., Emerald B.S., et al. Destruction and reconstruction: hypoxia and the developing brain. Birth Defects Res. C Embryo Today. 2007; 81(3): 163–76. https://doi.org/10.1002/bdrc.20095

9. Sorokina E.G., Semenova Zh.B., Bazarnaya N.A., Meshcheryakov S.V., Reutov V.P., Goryunova A.V., et al. Autoantibodies to glutamate receptors and products of nitric oxide metabolism in serum in children in the acute phase of craniocerebral trauma. Neurosci. Behav. Physiol. 2009; 39(4): 329–34. https://doi.org/10.1007/s11055-009-9147-1

10. Сорокина Е.Г., Семенова Ж.Б., Гранстрем О.К., Карасева О.В., Мещеряков С.В., Реутов В.П. и др. Белок S100B и аутоантитела к нему в диагностике повреждений мозга при черепно-мозговых травмах у детей. Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. 2010; 110(8): 30–5. https://elibrary.ru/nqzoct

11. Сорокина Е.Г., Вольпина О.М., Семенова Ж.Б., Карасева О.В., Короев Д.О., Камынина А.В. и др. Аутоантитела к α7-субъединицам нейронального ацетилхолинового рецептора при черепно-мозговой травме у детей. Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. 2011; 111(4): 56–60. https://elibrary.ru/nzferp

12. Сорокина Е.Г., Реутов В.П., Сенилова Я.Е., Ходоров Б.И., Пинелис В.Г. Изменение содержания АТФ в зернистых клетках мозжечка при гиперстимуляции глутаматных рецепторов: возможное участие NO и нитритных ионов. Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2007; 143(4): 419–23. https://elibrary.ru/hzfnbx

13. Brea D., Sobrino T., Ramos-Cabrer P., Castillo J. Inflammatory and neuroimmunomodulatory changes in acute cerebral ischemia. Cerebrovasc. Dis. 2009; 27(Suppl 1): 48–64. https://doi.org/10.1159/000200441

14. Calabrese V., Boyd-Kimball D., Scapagnini G., Butterfield D.A. Nitric oxide and cellular stress response in brain aging and neurodegenerative disorders: the role of vitagenes. In Vivo. 2004; 18(3): 245–67.

15. Kumar A., Singh R.L., Babu G.N. Cell death mechanisms in the early stages of acute glutamate neurotoxicity. Neurosci. Res. 2010; 66(3): 271–8. https://doi.org/10.1016/j.neures.2009.11.009

16. Mishra O.P., Delivoria-Papadopoulos M. Effect of neuronal nitric oxide synthase inhibition on caspase-9 activity during hypoxia in the cerebral cortex of newborn piglets. Neurosci. Lett. 2006; 401(1-2): 81–5. https://doi.org/10.1016/j.neulet.2006.02.070

17. Akbar M., Essa M.M., Daradkeh G., Abdelmegeed M.A., Choi Y., Mahmood L., et al. Mitochondrial dysfunction and cell death in neurodegenerative diseases through nitroxidative stress. Brain Res. 2016; 1637: 34–55. https://doi.org/10.1016/j.brainres.2016.02.016

18. Mohseni-Moghaddam P., Khaleghzadeh-Ahangar H., Atabaki R. Role of Necroptosis, a Regulated Cell Death, in Seizure and Epilepsy. Neurochem. Res. 2024; 49(1): 1–13. https://doi.org/10.1007/s11064-023-04010-x

19. Sorokina E.G., Semenova Zh.B., Bazarnaya N.A., Meshcheryakov S.V., Reutov V.P., Goryunova A.V., et al. Autoantibodies to glutamate receptors and products of nitric oxide metabolism in serum in children in the acute phase of craniocerebral trauma. Neurosci. Behav. Physiol. 2009; 39(4): 329–34. https://doi.org/10.1007/s11055-009-9147-1

20. Sorokina E.G., Semenova Z.B., Reutov V.P., Arsenieva E.N., Karaseva O.V., Fisenko A.P., et al. Brain biomarkers in children after mild and severe traumatic brain injury. Acta Neurochir. Suppl. 2021; 131: 103–7. https://doi.org/10.1007/978-3-030-59436-7_22

21. Kozlov A.V., Bahrami S., Redl H., Szabo C. Alterations in nitric oxide homeostasis during traumatic brain injury. Biochim. Biophys. Acta Mol. Basis Dis. 2017; 1863(10 Pt. B): 2627–32. https://doi.org/10.1016/j.bbadis.2016.12.020

22. Bogdan C. Nitric oxide synthase in innate and adaptive immunity: an update. Trends Immunol. 2015; 36(3): 161–78. https://doi.org/10.1016/j.it.2015.01.003