Analysis of the relationship between indicators of oxidative stress and the amino acid profile of blood plasma in psoriasis

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Introduction. Psoriasis is an autoimmune disease that affects the skin, has a number of systemic manifestations and is associated with the development of a number of somatic pathologies. Significant systemic metabolic features of psoriasis are changes in the pool of free amino acids and oxidative stress.

The purpose of the study: analysis of markers of lipid peroxidation and oxidative modification of plasma proteins and peripheral mononuclear cells, the amino acid spectrum of blood plasma, in relation to each other and clinical signs of severity and duration of psoriasis, body mass index and blood pressure indicators.

Material and methods. The study group included 45 patients with psoriasis vulgaris. The control group included 46 donors. Determination of the levels of products of lipid peroxidation and oxidative modification of proteins was carried out by spectrophotometric methods. Blood plasma amino acid levels were determined by capillary electrophoresis.

Results. In patients with psoriasis, an increase in the concentrations of primary and secondary products of lipid peroxidation and the level of metal-catalyzed oxidative modification of proteins in blood plasma, a decrease in the concentrations of end products of lipid peroxidation in peripheral mononuclear cells were revealed. In the amino acid profile of the blood plasma of patients with psoriasis, an increase in the relative concentration of sulfur-containing amino acids, concentrations of phenylalanine, leucine, cysteine, and a decrease in the relative concentration of oxyaminoacids were revealed. Relationships between the levels of amino acids and markers of oxidative stress with the duration of the course of the disease or exacerbation, as well as the severity of psoriatic lesions of the skin, were not revealed. Cysteine levels in patients with psoriasis are positively correlated with body mass index and diastolic blood pressure; the relative content of oxyaminoacids in blood plasma negatively correlates with body mass index.

Conclusions. Changes in the amino acid profile of blood plasma in psoriasis occur in parallel with oxidative stress and skin inflammation, but are associated with excess body weight for cysteine and oxyaminoacids, which allows us to consider the levels of cysteine and oxyaminoacids as promising prognostic and diagnostic markers of comorbid pathology associated with psoriasis.

About the authors

S. V. Kupriyanov

South Ural State Medical University

Author for correspondence.
Email: pfft@mail.ru

Post-graduate Student, Department of Biochemistry named after R.I. Lifshitz

Russian Federation, Chelyabinsk

Yu. M. Shatrova

South Ural State Medical University

Email: pfft@mail.ru

Ph.D. (Biol.), Researcher, Research Institute of Immunology

Russian Federation, Chelyabinsk

D. A. Sysakov

South Ural State Medical University

Email: pfft@mail.ru

Ph.D. (Med.), Assistant of the Department of Dermatovenereology

Russian Federation, Chelyabinsk

K. S. Fedorova

South Ural State Medical University

Email: pfft@mail.ru

Senior Laboratory Assistant, Research Institute of Immunology

Russian Federation, Chelyabinsk

D. E. Myakotina

South Ural State Medical University

Email: pfft@mail.ru

Senior Laboratory Assistant, Research Institute of Immunology

Russian Federation, Chelyabinsk

A. I. Sinitsky

South Ural State Medical University

Email: pfft@mail.ru

Dr.Sc. (Med.), Associate Professor, Head of the Department of Biochemistry named after R.I. Lifshitz

Russian Federation, Chelyabinsk

References

  1. Chapel H., Haeney M., Misbah S.A., Snowden N. Essentials of Clinical Immunology Includes Wiley E-Text, 6th Edition. John Wiley & Sons, 2013.
  2. Yamanaka K., Yamamoto O., Honda T. Pathophysiology of psoriasis: a review. The Journal of Dermatology. 2021; 48; 6: 722–731.
  3. Yamazaki F. Psoriasis: Comorbidities. The Journal of Dermatology. 2021; 48; 6: 732–740.
  4. Yan D., Afifi L., Jeon C., et al. The metabolomics of psoriatic disease. Psoriasis (Auckl). 2017; 7: 1–15.
  5. Tarentini E., Odorici G., Righi V., et al. Integrated metabolomic analysis and cytokine profiling define clusters of immuno-metabolic correlation in new-onset psoriasis. Sci. Rep. 2021; 11;1: 10472.
  6. Dobrică E.-C.; Cozma M.-A.; Găman M.-A. et al. The involvement of oxidative stress in psoriasis: a systematic review. Antioxidants. 2022; 11; 2: 282.
  7. Poinsot V., Ong-Meang V., Ric A., et al. Recent advances in amino acid analysis using capillary electromigration methods, 2013-2015. Electrophoresis. 2016; 37(1): 142–161.
  8. L'vovskaja E.I., Volchegorskij I.A., Shemjakov S.E., Lifshic R.I. Spektrofotometricheskoe opredelenie konechnyh produktov perekisnogo okislenija lipidov. Voprosy medicinskoj himii. 1991; 37; 4: 92–93.
  9. Volchegorskij I.A., Nalimov A.G., Jarovinskij B.G., Lifshic R.I. Sopostavlenie razlichnyh podhodov k opredeleniju produktov perekisnogo okislenija lipidov v geptan-izopropanol'nyh jekstraktah krovi. Voprosy medicinskoj himii. 1989; 35(1): 127–131.
  10. Patent № 2524667 C1 RF. Sposob kompleksnoj ocenki soderzhanija produktov okislitel'noj modifikacii belkov v tkanjah i biologicheskih zhidkostjah / M.A. Fomina, Ju.V. Abalenihina, N.V. Fomina, A.A. Terent'ev.
  11. Fuss I.J., Kanof M.E., Smith P.D., Zola H. Isolation of whole mononuclear cells from peripheral blood and cord blood. Current protocols in immunology. 2009; 85(1): 7.1.1–7.1.8.
  12. Ronner P. Netter's Essential Biochemistry E-Book. Elsevier Health Sciences. 2016.
  13. Lin X., Meng X., Song Z. Homocysteine and psoriasis. Bioscience Reports. 2019; 39; 11.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Fig. 1. Changes in the levels of products of free radical oxidation of lipids and proteins in blood plasma and peripheral mononuclear cells (PBMC), levels of amino acids in blood plasma in psoriasis. Comparison plots (boxplots) for significantly different features. Median, Q25, Q75, 1.5 interquartile ranges are indicated

Download (188KB)
3. Fig. 2. Interrelation of changes in the level of cysteine (A) and the relative content of hydroxyamino acids (B) with body mass index: K- - comparison group without overweight, K+ - comparison group with overweight, P- - psoriasis group without overweight , P+ – psoriasis group with overweight; * - statistically significant differences (cysteine - K- vs P + + p < 0.001; K + vs P + p < 0.001; P- vs P + p = 0.049), hydroxyamino acids - K- vs P + p = 0.012; K+ vs P+ p<0.001; P- vs P+ p< 0.001)

Download (101KB)

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».