Аннотация
В связи с высокой распространенностью и длительным течением коклюшной инфекции во всем мире, необходимо дальнейшее выявление факторов, определяющих ее тяжесть и прогноз.
Цель работы — сравнительное изучение изменения показателей активности глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы и содержания церулоплазмина в крови при коклюшной инфекции у детей для обоснования последующей корригирующей терапии.
Материал и методы. Были обследованы дети, больные типичной формой коклюша в возрасте от 1 месяца до 12 лет, которых разделили на группы с легкой, среднетяжелой и с тяжелой степенями заболевания.
Результаты и обсуждение. Полученные данные демонстрируют снижение активности глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы в эритроцитах с возрастом, что характерно как для больных, так и для здоровых детей. Наиболее выраженное повышение активности глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы в эритроцитах больных коклюшем в зависимости от возраста и недели судорожного периода выявлено у детей до 1 года (непривитые дети). Показана зависимость показателей церулоплазмина в плазме крови от тяжести коклюша.
Заключение. Полученные результаты свидетельствуют о возможности использования показателей активности глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы в эритроцитах и уровня церулоплазмина в плазме крови в качестве потенциального маркера тяжести заболевания. Выявленные биохимические изменения при коклюше позволяют рассматривать вопрос о включении в патогенетическую терапию препаратов с антиоксидантными свойствами с лечебной целью и для профилактики возможных осложнений. Корригирующая терапия антиоксидантами показана детям раннего возраста и больным с тяжелыми формами коклюша на 1-2-й неделе судорожного периода заболевания.
Annotation
Because of the high worldwide incidence and long duration of pertussis infection, further identification of the factors of its severity and prognosis are warranted.
The aim of the present work was to evaluate the activities of glucose-6-phosphate dehydrogenase (G-6-P DH) in red blood cells (RBC) and ceruloplasmin in blood plasma during pertussis infection in children.
Material and methods. Patients with the typical form of pertussis aged from 1 month to 12 years were divided into groups where the disease was rated as mild, moderate or severe and were compared with age-matched controls.
Results and discussion. G-6-P DG decreased with increasing age in both patients and controls. The most pronounced increase in G-6-P DH depending on age and week of convulsion period of pertussis patients was found in children under 1 year of age (they were unvaccinated). The dependence of plasma ceruloplasmin on the severity of pertussis infection was also shown.
Conclusion. These results suggest that G-6-P DH activity in RBC and ceruloplasmin level in blood plasma may be used as markers of disease severity and that antioxidant drug should be used in therapy for pertussis infection and for prevention of its complications in infants and in patients with severe forms of pertussis at 1-2 weeks of the convulsive period of the disease.
Key words: glucose-6-phosphate dehydrogenase; ceruloplasmin; antioxidant protection; pentose phosphate pathway; pertussis; children; erythrocytes
Список литературы
ЛИТЕРАТУРА (пп. 9, 14-20, 22, 24-26, 28-32 см. REFERENCES)
1. Орел В., Ким А., Катаева И., Шарафутдинова Л., Гурева Н., Смирнова В. Медико-социальные особенности формирования инфекционной заболеваемости детей мегаполиса. Медицина и организация здравоохранения. 2023; 8(1): 4-20. DOI: 10.56871/MHCO.2023.95.88.001.
2. Алексеева И.А., Перелыгина О.В., Никитюк Н.Ф., Обухов Ю.И., Гаврилова Н.А., Колышева Е.Д., Тутукова В.И. Заболеваемость коклюшем в России, ее причины и пути снижения. Медицинский альманах. 2019; 3-4(60): 24-32. DOI: 10.21145/2499-9954-2019-3-24-32.
3. Чернова Т.М., Тимченко В.Н., Педаш А.И., Субботина М.Д., Булина О.В., Ермакова Е.О. и др. Оценка своевременности вакцинации против коклюша детей первого года жизни и причин нарушения графика прививок. Журнал инфектологии. 2021; 13(2): 79-86. DOI: 10.22625/2072-6732-2021-13-2-79-86.
4. Бабаченко И.В., Харит С.М., Курова Н.Н., Ценева Г.Я. Коклюш у детей. М.: Комментарий; 2014.
5. Чернова Т.М., Тимченко В.Н., Мыскина Н.А., Лапина М.А., Орехова А.Е., Канина А.Д. Причины нарушения графика вакцинации детей раннего возраста. Педиатр. 2019; 10(3): 31-6. DOI: 10.17816/PED10331-36.
6. Габитова Д.М. Роль процессов свободно-радикального окисления в возникновении хобл и рака легкого. Современные проблемы науки и образования. 2015; 6: 324.
7. Бабаченко И.В., Тимченко В.Н., Каплина Т.А., Данилова Л.А., Раменская Н.П., Хорунжий В.В. Роль перекисного окисления липидов и антиоксидантной защиты в патогенезе коклюша у детей. Педиатрия. Журнал им. Г.Н. Сперанского. 2006; 85(3): 24-9.
8. Жерегеля С.Н., Глушков С.И., Карпищенко А.И. Дефицит глюкозо-6-фосфатдегидрогеназной активности при развитии контраст-индуцированного острого повреждения почек. Нефрология и диализ. 2022; 24(1): 339-48. DOI: 10.28996/2618-9801-2022-2-339-348.
10. Бабаченко И.В., Курова Н.Н., Ценева Г.Я. Молекулярно-генетические и клинические особенности коклюшной и паракоклюшной инфекции в Санкт-Петербурге. Эпидемиология и инфекционные болезни. 2005; 6: 41-5.
11. Биссвангер Х. Практическая энзимология. М.: Бином. Лаборатория знаний; 2015.
12. Лабораторные работы по биологической химии. СПб: Санкт-Петербургский государственный педиатрический университет; 2014.
13. Камышников В.С. Справочник по клинико-биохимическим исследованиям и лабораторной диагностике. 3-е изд. Минск: МЕДпресс-информ; 2009.
21. Хадарцев А.А., Наумова Э.М., Валентинов Б.Г., Грачев Р.В. Эритроциты и окислительный стресс (обзор литературы). Вестник новых медицинских технологий. 2022; 29(1): 93-100. DOI: 10.24412/1609-2163-2022-1-93-100.
23. Раменская Н.П., Каплина Т.А. Значение НАДФН в патогенезе коклюша у детей. Медицина: теория и практика. 2019; 4(Suppl.): 451.
27. Белов А.И., Евдокимова М.В., Мотина А.Н., Ластовская К.В., Чертков С.В., Тиганов А.Р., Асатрян А.В., Степченко М.А. Наследственная гемолитическая анемия, связанная с дефицитом активности глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы эритроцитов. Современные проблемы науки и образования. 2020; 2: 173. DOI: 10.17513/spno.29550.
33. Салимова М.Д., Аталян А.В., Наделяева Я.Г., Данусевич И.Н., Лазарева Л.М., Курашова Н.А. и др. Церулоплазмин и комплемент с3 как маркеры снижения показателей овариального резерва у женщин репродуктивного возраста. Фундаментальная и клиническая медицина. 2023; 8(1): 8-20. DOI: 10.23946/2500-0764-2023-8-1-8-20.
REFERENCES
1. Orel V., Kim A., Kataeva I., Sharafutdinova L., Gureva N., Smirnova V. Medico-social peculiarities of formation of infectious morbidity of megapolis children. Meditsina i organizatsiya zdravookhraneniya. 2023; 8(1): 4-20. DOI: 10.56871/MHCO.2023.95.88.001. (in Russian)
2. Alekseeva I.A., Perelygina O.V., Nikityuk N.F., Obukhov Yu.I., Gavrilova N.A., Kolysheva E.D., Tutukova V.I. Pertussis incidence in Russia, its causes and ways to reduce it. Meditsinskiy al’manakh. 2019; 3-4(60): 24-32. DOI: 10.21145/2499-9954-2019-3-24-32. (in Russian)
3. Chernova T.M., Timchenko V.N., Pedash A.I., Subbotina M.D., Bulina O.V., Ermakova E.O. et al. Assessment of the timeliness of pertussis vaccination of children in the first year of life and reasons for violation of the vaccination schedule. Zhurnal infektologii. 2021; 13(2): 79-86. DOI: 10.22625/2072-6732-2021-13-2-79-86. (in Russian)
4. Babachenko I.V., Kharit S.M., Kurova N.N., Tseneva G.Ya. Whooping cough in children. Moscow: Commentariy; 2014. (in Russian)
5. Chernova T.M., Timchenko V.N., Myskina N.A., Lapina M.A., Orekhova A.E., Kanina A.D. Causes of irregularities in the vaccination schedule of young children. Pediatr. 2019; 10(3): 31-6. DOI: 10.17816/PED10331-36. (in Russian)
6. Gabitova D.M. The role of free-radical oxidation processes in the occurrence of choble and lung cancer. Sovremennye problemy nauki i obrazovaniya. 2015; 6: 324. (in Russian)
7. Babachenko I.V., Timchenko V.N., Kaplina T.A., Danilova L.A., Ramenskaya N.P., Khorunzhiy V.V. The role of lipid peroxidation and antioxidant defence in the pathogenesis of pertussis in children. Pediatriya. Zhurnal im. G.N. Speranskogo. 2006; 85(3): 24-9. (in Russian)
8. Zheregelya S.N., Glushkov S.I., Karpishchenko A.I. Deficiency of glucose-6-phosphate dehydrogenase activity in the development of contrast-induced acute kidney injury. Nefrologiya i dializ. 2022; 24(1): 339-48. DOI: 10.28996/2618-9801-2022-2-339-348. (in Russian)
9. Linder MC. Ceruloplasmin and other copper binding components of blood plasma and their functions: an update. Metallomics. 2016; 8(9): 887-905. DOI: 10.1039/c6mt00103c.
10. Babachenko I.V., Kurova N.N., Tseneva G.Ya. Molecular-genetic and clinical features of pertussis and paracellular pertussis infection in St. Petersburg. Epidemiologiya i infektsionnye bolezni. 2005; 6: 41-5. (in Russian)
11. Bissvanger Kh. Practical Enzymology. Moscow: Binom. Laboratoriya znaniy; 2015. (in Russian)
12. Laboratory work in biological chemistry. St.Petersburg: Sankt-Peterburgskiy gosudarstvennyi pediatricheskiy universitet; 2014. (in Russian)
13. Kamyshnikov V.S. Handbook of clinical and biochemical investigations and laboratory diagnosis. 3rd ed. Minsk: MEDpress-inform; 2009. (in Russian)
14. Carbonetti N.H. Contribution of pertussis toxin to the pathogenesis of pertussis disease. Pathog. Dis. 2015; 73(8): ftv073. DOI: 10.1093/femspd/ftv073.
15. Teter K. Intracellular Trafficking and Translocation of Pertussis Toxin. Toxins (Basel). 2019; 11(8): 437. DOI: 10.3390/toxins11080437.
16. Ernst K. Novel strategies to inhibit pertussis toxin. Toxins (Basel). 2022; 14(3): 187. DOI: 10.3390/toxins14030187.
17. Locht C., Antoine R. The history of pertussis toxin. Toxins (Basel). 2021; 13(9): 623. DOI: 10.3390/toxins13090623.
18. Dreischer P., Duszenko M., Stein J., Wieder T. Eryptosis: Programmed Death of Nucleus-Free, Iron-Filled Blood Cells. Cell. 2022; 11(3): 503. DOI: 10.3390/cells11030503.
19. Chen P.-H., Tjong W.-Y., Yang H.-C., Liu H.-Y., Stern A., Chiu D. Glucose-6-Phosphate Dehydrogenase, Redox Homeostasis and Embryogenesis. Int. J. Mol. Sci. 2022; 23(4): 2017. DOI: 10.3390/ijms23042017.
20. Bettiol A., Galora S., Argento F.R., Fini E., Emmi G., Mattioli I., Bagni G., Fiorillo C., Becatti M. Erythrocyte oxidative stress and thrombosis. Expert Rev. Mol. Med. 2022; 24: e31. DOI: 10.1017/erm.2022.25.
21. Khadartsev A.A., Naumova E.M., Valentinov B.G., Grachev R.V. Erythrocytes and oxidative stress (review). Vestnik novykh meditsinskikh tekhnologiy. 2022; 29(1): 93-100. DOI: 10.24412/1609-2163-2022-1-93-100. (in Russian)
22. Chatzinikolaou P., Margaritelis N.V., Paschalis V., Theodorou A.A., Vrabas I.S., Kyparos A., D’Alessandro A., Nikolaidis M. Erythrocyte metabolism. Acta Physiol. (Oxf.). 2024; 240(3): e14081. DOI: 10.1111/apha.14081.
23. Ramenskaya N.P., Kaplina T.A. The importance of NADPH in the pathogenesis of pertussis in children. Meditsina: teoriya i praktika. 2019; 4(S): 451. (in Russian)
24. Giustarini D., Milzani A., Dalle-Donne I., Rossi R. Red blood cells as a physiological source of glutathione for extracellular fluids. Blood Cells Mol. Dis. 2008; 40(2): 174-9. DOI: 10.1016/j.bcmd.2007.09.001.
25. García-Domínguez E., Carretero A., Viña-Almunia A., Domenech-Fernandez J., Olaso-Gonzalez G., Viña J. et al. Glucose 6-P dehydrogenase-an antioxidant enzyme with regulatory functions in skeletal muscle during exercise. Cell. 2022; 11: 3041. DOI: 10.3390/cells11193041.
26. Albrecht V., Roigas H., Schultze M., Jacobasch G., Rapoport S. The influence of pH and methylene blue on the pathways of glucose utilization and lactate formation in erythrocytes of man. Eur. J. Biochem. 1971; 20: 44-50. DOI: 10.1111/j.1432-1033.1971.tb01360.x.
27. Belov A.I., Evdokimova M.V., Motina A.N., Lastovskaya K.V., Chertkov S.V., Tiganov A.R., Asatryan A.V., Stepchenko M.A. Hereditary haemolytic anaemia associated with deficiency of erythrocyte glucose-6-phosphate dehydrogenase activity. Sovremennye problemy nauki i obrazovaniya. 2020; 2: 173. DOI: 10.17513/spno.29550. (in Russian)
28. Garcia A.A., Koperniku A., Ferreira J.C.B., Mochly-Rosen D. Treatment strategies for Glucose-6-phosphate dehydrogenase deficiency: past and future perspectives. Trends Pharmacol. Sci. 2021; 42: 829-44. DOI: 10.1016/j.tips.2021.07.002.
29. Hald B., Madsen M.F., Quistorff B., Sørensen P.G. Quantitative evaluation of respiration induced metabolic oscillations in erythrocytes. Biophys. Chem. 2009; 141(1): 41-8. DOI: 10.1016/j.bpc.2008.12.008.
30. Delgado T.C., Castro M.M., Geraldes C.F., Jones J.G. Quantitation of erythrocyte pentose pathway flux with [2-13C]glucose and 1H NMR analysis of the lactate methyl signal. Magn. Reson. Med. 2004; 51(6): 1283-6. DOI: 10.1002/mrm.20096.
31. Pimpakan T., Mungkalasut P., Tansakul P., Chanda M., Jugnam-Ang W., Charucharana S. et al. Effect of neonatal reticulocytosis on glucose 6-phosphate dehydrogenase (G6PD) activity and G6PD deficiency detection: a cross-sectional study. BMC Pediatr. 2022; 22(1): 678. DOI: 10.1186/s12887-022-03740-1.
32. Liu Z., Wang M., Zhang C., Zhou S., Ji G. Molecular Functions of Ceruloplasmin in Metabolic Disease Pathology. Diabetes Metab. Syndr. Obes. 2022; 15: 695-711. DOI: 10.2147/DMSO.S346648.
33. Salimova M.D., Atalyan A.V., Nadelyaeva Ya.G., Danusevich I.N., Lazareva L.M., Kurashova N.A. et al. Ceruloplasmin and complement c3 as markers of decreased ovarian reserve indices in women of reproductive age. Fundamental’naya i klinicheskaya meditsina. 2023; 8(1): 8-20. DOI: 10.23946/2500-0764-2023-8-1-8-20. (in Russian)
34. Lopez M.J., Royer A., Shah N. Biochemistry, ceruloplasmin. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing; 2024.
35. Grijalva J., Vakili K. Neonatal liver physiology. Semin Pediatr. Surg. 2013; 22(4): 185-9. DOI: 10.1053/j.sempedsurg.2013.10.006.
36. Lu X., Li S., Zhang W., Lin Y., Lu Z., Cai Y. et al. Assessment of the diagnostic value of serum ceruloplasmin for Wilson’s disease in children. BMC Gastroenterol. 2022; 22(1): 124. DOI: 10.1186/s12876-022-02186-0.