Особенности взаимосвязей мелатонина с состоянием внутриклеточных регуляторов функциональной активности мононуклеарных клеток цельной крови при ишемической болезни сердца

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Введение. Ишемическая болезнь сердца (ИБС), является актуальной медико-социальной проблемой. В основе патогенеза большинства форм ИБС лежит стенозирующий атеросклероз коронарных артерий, сопровождающийся активацией иммунокомпетентных клеток (ИКК) сосудистой стенки с развитием субклинической воспалительной реакции, а также продукцией провоспалительных факторов, таких как интерлейкины, хемокины, факторы роста и т.п. В регуляции активности ИКК важную роль играет центральная нервная система (ЦНС) за счет продукции нейрогуморальных молекул, таких как мелатонин, эндорфины, серотонин и др., которые обеспечивают координацию иммунных реакций и их контроль со стороны ЦНС.

Цель исследования ‒ изучение взаимосвязей между продукцией мелатонина и внутриклеточными факторами, регулирующими провоспалительную активность мононуклеарных клеток цельной крови и их метаболизм у пациентов с ИБС.

Материал и методы. Обследовано 58 пациентов обоего пола с ИБС в возрасте от 49 до 67 лет и 20 практически здоровых лиц обоего пола. В мононуклеарных клетках периферической венозной крови определяли концентрацию протеинкиназы фокальной адгезии (FAK), 5'АМФ-активируемой протеинкиназы (AMPK), протеинкиназы AKT1, сигнальных трансдукторов и активаторов транскрипции (STAT): STAT3, STAT5A и STAT6, c-Jun N-терминальнной протеинкиназы 1 и 2 изоформ (JNK), митоген-активируемой протеинкиназы р38 (p38), киназы экстраклеточного роста 1 и 2 изоформ (ERK), янус-киназы 2 типа (JAK2), ядерного фактора транскрипции NF-kB, каспазы-1, циклооксигеназы-2 (ЦОГ-2), протеинкиназы p70-S6K1, протеинов р53, р27, р21. Кроме того, устанавливали концентрацию циклического аденозинмонофосфата (цАМФ) и циклического гуанозинмонофосфата (цГМФ). Концентрацию мелатонина определяли в сыворотке крови.

Результаты. У пациентов с ИБС, в сравнении с практически здоровыми лицами, в мононуклеарных клетках цельной крови наблюдался повышенный уровень протеинкиназ FAK, AKT, JNK, ERK, p70-S6K1, фактора STAT6, протеина p21, на фоне чего отмечалось снижение содержания STAT3, STAT5A, JAK2, фактора транскрипции NF-kB, каспазы-1, цГМФ и цАМФ. Высокая концентрация мелатонина у пациентов с ИБС ассоциирована со снижением содержания протеинкиназ AMPK, AKT, Jak2, ERK1, протеина p21, каспазы-1 и цАМФ, наблюдавшегося на фоне роста уровня протеина p27 и ядерного фактора NF-kB. Результаты корреляционного анализа свидетельствуют о наличии взаимосвязей между уровнем каспазы-1, протеинкиназ ERK и JAK2, фактора транскрипции NF-kB, протеина p21 и продукцией мелатонина у пациентов с ИБС.

Выводы. У пациентов с ИБС мелатонин проявляет модулирующее влияние в отношении энергетического баланса ИКК и их метаболизма, способствует ограничению провоспалительной активности за счет ограничения функциональной активности MAPK/SAPK-сигнальных путей в мононуклеарных клетках цельной крови.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. В. Логаткина

Тульский государственный университет; Калужская областная клиническая больница

Автор, ответственный за переписку.
Email: Logatkina_a@mail.ru

врач-кардиолог

Россия, Тула; Калуга

В. С. Никифоров

Северо-Западный государственный медицинский университет им. И.И. Мечникова Минздрава России

Email: viktor.nikiforov@szgmu.ru

д.м.н., профессор, декан медико-биологического факультета, профессор кафедры функциональной диагностики

Россия, Санкт-Петербург

И. В. Терехов

Калужский государственный университета им. К.Э. Циолковского

Email: trft@mail.ru

к.м.н., доцент кафедры внутренних болезней

Россия, Калуга

Список литературы

  1. Артериальная гипертензия у взрослых. Клинические рекомендации 2020. Российский кардиологический журнал. 2020; 25(3): 3786. [Arterial hypertension in adults. Clinical guidelines 2020. Rus-sian Journal of Cardiology. 2020;25(3):3786. (In Russ.)]. doi: 10.15829/1560-4071-2020-3-3786.
  2. Severino P., D'Amato A., Pucci M., et al. Ischemic Heart Disease Pathophysiology Paradigms Overview: From Plaque Activation to Microvascular Dysfunction. Int J Mol Sci. 2020;21(21):8118. doi: 10.3390/ijms21218118.
  3. Логаткина А.В., Никифоров В.С., Бондарь С.С., Терехов И.В. Воспалительные цитокины и сигнальные системы мононуклеарных клеток периферической крови при ишемической болезни сердца. Клиническая медицина. 2017; 95(3): 238-244. [Logatkina A.V., Nikiforov V.S., Bondar' S.S., Terekhov I.V. Inflammatory cytokines and signaling systems of peripheral blood mononuclear cells in coronary heart disease. Klinicheskaya medicina. 2017; 95(3): 238-244. (in Russ.)]. doi: 10.12737/44351.
  4. Терехов И.В., Солодухин К.А., Никифоров В.С., Ломоносов А.В. Использование радиоволнового зондирования водосодержащих сред миокарда у больных с артериальной гипертензией. Российский кардиологический журнал. 2013;(5):40-43. [Terekhov I.V., Solodukhin K.A., Nikiforov V.S., Lomonosov A.V. Radiometry of water-containing myocardial tissue in patients with arterial hypertension. Russian Journal of Cardiology. 2013;(5):40-43. (in Russ.)]. doi: 10.15829/1560-4071-2013-5-40-43.
  5. Симбирцев А.С. 2018. Цитокины в патогенезе и лечении заболеваний человека. СПб, ООО «Издательство Фолиант». 512 с. [Simbirtsev A.S. 2018 Cytokines in the pathogenesis and treatment of human diseases. St- Petersburg: Foliant Publishing House, 512 p. (in Russ.)].
  6. Бондарь С.С., Терехов И.В., Никифоров В.С. Взаимосвязи компонентов JAK/STAT- и MAPK/SAPK-сигнальных путей, а также NF-kB и содержания в мононуклеарных клетках цельной крови тиоредоксинредуктазы в постклиническую стадию внебольничной пневмонии. Consilium Medicum. 2018; 20 (11): 61-65 [Bondar S.S., Terekhov I.V., Nikiforov V.S. The relationship of JAK/STAT and MAPK/SAPK signaling pathways, NF-kB and content in the mononuclear cells of whole blood thioredoxins in the post-clinical stage of community-acquired pneumonia. Consilium Medicum. 2018; 20 (11): 61-65. (in Russ.)] doi: 10.26442/20751753.2018.11.180091.
  7. Jeon S.M. Regulation and function of AMPK in physiology and diseases. Exp Mol Med. 2016; 48(7): e245. doi: 10.1038/emm.2016.81.
  8. Zhao X., Qi H., Zhou J., Xu S., Gao Y. P27 Protects Cardiomyocytes from Sepsis via Activation of Autophagy and Inhibition of Apoptosis. Med Sci Monit. 2018; 24: 8565-8576. doi: 10.12659/MSM.912750.
  9. Shamloo B., Usluer S. p21 in Cancer Research. Cancers (Basel). 2019;11(8):1178. doi: 10.3390/cancers11081178.
  10. Kim E., Cho S. CNS and peripheral immunity in cerebral ischemia: partition and interaction. Exp Neurol. 2021; 335: 113508. doi: 10.1016/j.expneurol.2020.113508.
  11. Yabut J.M., Crane J.D., Green A.E. et al. Emerging Roles for Serotonin in Regulating Metabolism: New Implications for an Ancient Molecule. Endocr Rev. 2019;40(4):1092-1107. doi: 10.1210/er.2018-00283.
  12. Pilozzi A., Carro C., Huang X. Roles of β-Endorphin in Stress, Behavior, Neuroinflammation, and Brain Energy Metabolism. Int J Mol Sci. 2020;22(1):338. doi: 10.3390/ijms22010338.
  13. Sangchart P., Panyatip P., Damrongrungruang T., et al. Anti-Inflammatory Comparison of Melatonin and Its Bro-mobenzoylamide Derivatives in Lipopolysaccharide (LPS)-Induced RAW 264.7 Cells and Croton Oil-Induced Mice
  14. Ear Edema. Molecules. 2021; 26(14): 4285. doi: 10.3390/molecules26144285.
  15. Chitimus D.M., Popescu M.R., Voiculescu S.E. et al. Melatonin's Impact on Antioxidative and Anti-Inflammatory Reprogramming in Homeostasis and Disease. Biomolecules. 2020;10(9):1211. doi: 10.3390/biom10091211.
  16. Hardeland R. Aging, Melatonin, and the Pro- and Anti-Inflammatory Networks. Int J Mol Sci. 2019;20(5):1223. doi: 10.3390/ijms20051223.
  17. Xia Y., Chen S., Zeng S. et al. Melatonin in macrophage biology: Current understanding and future perspectives. J Pineal Res. 2019; 66(2): e12547. doi: 10.1111/jpi.12547.
  18. Jäkel H., Weinl C., Hengst L. Phosphorylation of p27Kip1 by JAK2 directly links cytokine receptor signaling to cell cycle control. Oncogene. 2011;30(32):3502-12. doi: 10.1038/onc.2011.68.
  19. Nakai A., Suzuki K. Adrenergic control of lymphocyte trafficking and adaptive immune responses. Neurochem Int. 2019; 130: 104320. doi: 10.1016/j.neuint.2018.10.017.
  20. Moriyama S., Brestoff J.R., Flamar A.L. et al. β2-adrenergic receptor-mediated negative regulation of group 2 innate lymphoid cell responses. Science. 2018; 359(6379): 1056-1061. doi: 10.1126/science.aan4829.
  21. Sevastre-Berghian A.C., Casandra C., Gheban D. et al. Neurotoxicity of Bisphenol A and the Impact of Melatonin Administration on Oxidative Stress, ERK/NF-kB Signaling Pathway, and Behavior in Rats. Neurotox Res. 2022;40(6):1882-1894. doi: 10.1007/s12640-022-00618-z.
  22. Colombe A.S., Pidoux G. Cardiac cAMP-PKA Signaling Compartmentalization in Myocardial Infarction. Cells. 2021;10(4):922. doi: 10.3390/cells10040922.
  23. Liu X., Wang L., Wang Z. et al. Mel1b and Mel1c melatonin receptors mediate green light-induced secretion of growth hormone in chick adenohypophysis cells via the AC/PKA and ERK1/2 signalling pathways. J Photochem Photobiol B. 2021; 225:112322. doi: 10.1016/j.jphotobiol.2021.112322.
  24. Razavipour S.F., Harikumar K.B., Slingerland J.M. p27 as a Transcriptional Regulator: New Roles in Development and Cancer. Cancer Res. 2020;80(17):3451-3458. doi: 10.1158/0008-5472.CAN-19-3663.
  25. Ajoolabady A., Bi Y., McClements D.J. et al. Melatonin-based therapeutics for atherosclerotic lesions and beyond: Focusing on macrophage mitophagy. Pharmacol Res. 2022; 176:106072. doi: 10.1016/j.phrs.2022.106072.
  26. Хадарцев А.А., Логаткина А.В., Терехов И.В., Бондарь С.С. Динамика проявлений метаболического синдрома у пациентов с артериальной гипертензией на фоне комплексного использования низкоинтенсивной микро-волновой терапии. Артериальная гипертензия. 2018; 24(2): 206-216. [Khadartcev A.A., Logatkina A.V., Terekhov I.V., Bondar S.S. Metabolic changes in hypertensive patients treated by low-intensity microwave therapy. "Arterial’naya Gipertenziya" ("Arterial Hypertension"). 2018; 24(2):
  27. 206-216. (in Russ.)]. doi: 10.18705/1607-419X-2018-24-2-206-216.
  28. Логаткина А.В., Никифоров В.С., Бондарь С.С. и др. Взаимосвязь экспрессии рецепторов 1-го типа к ангио-тензину II и вазоактивных регуляторов при артериальной гипертензии. CardioСоматика. 2020; 11(3): 16-21. [Logatkina A.V., Nikiforov V.S., Bondar S.S. et al. Relationship between the expression of angiotensin II receptors type 1 and vasoactive regulators in arterial hy-pertension. Cardiosomatics. 2020; 11(3): 16-21. (in Russ.)]. doi: 10.26442/22217185.2020.3.200408.
  29. Zhao Y., Zhao Y., Tian Y., Zhou Y. Metformin suppresses foam cell formation, inflammation and ferroptosis via the AMPK/ERK signaling pathway in ox LDL induced THP 1 monocytes. Exp Ther Med. 2022; 24(4):636. doi: 10.3892/etm.2022.11573.
  30. Di S., Wang Z., Hu W., Yan X. et al. The Protective Effects of Melatonin Against LPS-Induced Septic Myocardial Injury: A Potential Role of AMPK-Mediated Autophagy. Front Endocrinol (Lausanne). 2020;1 1:162. doi: 10.3389/fendo.2020.00162.
  31. Aslam M., Ladilov Y. Emerging Role of cAMP/AMPK Signaling. Cells. 2022;11(2):308. doi: 10.3390/cells11020308.
  32. Liu W., Yu M., Xie D. et al. Melatonin-stimulated MSC-derived exosomes improve diabetic wound healing through regulating macrophage M1 and M2 polarization by targeting the PTEN/AKT pathway. Stem Cell Res Ther. 2020;11(1):259. doi: 10.1186/s13287-020-01756-x. PMID: 32600435.
  33. Zhang Y., Wang Y., Xu J. et al. Melatonin attenuates myocardial ischemia-reperfusion injury via improving mitochondrial fusion/mitophagy and activating the AMPK-OPA1 signaling pathways. J Pineal Res. 2019;66(2):e12542. doi: 10.1111/jpi.12542.
  34. Koh P.O. Melatonin prevents ischemic brain injury through activation of the mTOR/p70S6 kinase signaling pathway. Neurosci Lett. 2008;444(1):74-8. doi: 10.1016/j.neu-let.2008.08.024.
  35. Kilic U., Caglayan A.B., Beker M.C. et al. Particular phosphorylation of PI3K/Akt on Thr308 via PDK-1 and PTEN mediates melatonin's neuroprotective activity after focal cerebral ischemia in mice. Redox Biol. 2017; 12: 657-665. doi: 10.1016/j.redox.2017.04.006.
  36. Терехов И.В., Солодухин К.А., Никифоров В.С. Особен-ности биологического эффекта низкоинтенсивного СВЧ-облучения в условиях антигенной стимуляции моно-нуклеаров цельной крови. Физиотерапевт. 2013;1: 26-32. [Terekhov I.V., Solodukhin K.A., Nikiforov V.S. Features of the biological effect of low-intensity microwave irradiation under conditions of antigenic stimulation of whole blood mononuclears. Physiotherapist. 2013;1: 26-32. (in Russ.)].
  37. Zhao C.N., Wang P., Mao Y.M. et al. Potential role of melatonin in autoimmune diseases. Cytokine Growth Factor Rev. 2019; 48: 1-10. doi: 10.1016/j.cytogfr.2019.07.002.
  38. Karasek M., Gruszka A., Lawnicka H. et al. Melatonin inhibits growth of diethylstilbestrol-induced prolactin-secreting pituitary tumor in vitro: possible involvement of nuclear RZR/ROR receptors. J Pine-al Res. 2003;34(4):294-6. doi: 10.1034/j.1600-079x.2003.00046.x.
  39. Заславская Р.М. Эффективность мелатонина при ишеми-ческой болезни сердца. Клиническая медицина. 2022; 100(6): 285-287. [Zaslavskaya R.M. The effectiveness of melatonin in coronary heart disease. Clinical Medicine (Russian Journal). 2022;100(6):285-287. (In Russ.)]. doi: 10.30629/0023-2149-2022-100-6-285-287.
  40. Драпкина О.М., Концевая А.В., Будневский А.В. et al. Ме-латонин и сердечно-сосудистая патология: от механиз-мов действия к возможностям клинического применения (обзор литературы). Кардиоваскулярная терапия и про-филактика. 2021;20(8):2892. [Drapkina O.M., Kontsevaya A.V., Budnevsky A.V. et al. Melatonin and cardiovascular disease: from mechanisms of action to poten-tial clinical use (literature review). Cardiovascular Therapy and Prevention. 2021;20(8):2892. (In Russ.)]. doi: 10.15829/1728-8800-2021-2892.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Результаты кластерного анализа молекулярных маркеров у пациентов с ИБС с низким уровнем мелатонина

Скачать (428KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Результаты кластерного анализа молекулярных маркеров у пациентов с ИБС с высоким уровнем мелатонина

Скачать (458KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Результаты кластерного анализа молекулярных маркеров у практически здоровых лиц

Скачать (265KB)
Метаданные

© ИД "Русский врач", 2024

Данный сайт использует cookie-файлы

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

О куки-файлах