Изменения электрических и вязкоупругих параметров эритроцитов у пациентов с проявлениями метаболического синдрома, реконвалесцентов COVID-19, при воздействии цитиколина в эксперименте in vitro
- Авторы: Кручинина М.В.1,2, Громов А.А.1,3, Кручинина Э.В.2, Шишакина Ю.А.2
-
Учреждения:
- Научно-исследовательский институт терапии и профилактической медицины – филиал ФГБНУ «Федеральный исследовательский центр Институт цитологии и генетики Сибирского отделения РАН»
- ФГБОУ ВО «Новосибирский государственный медицинский университет» Минздрава России
- ООО «Центр профилактики тромбозов»
- Выпуск: Том 25, № 11 (2023): Неврология и ревматология
- Страницы: 767-774
- Раздел: Статьи
- URL: https://ogarev-online.ru/2075-1753/article/view/253990
- DOI: https://doi.org/10.26442/20751753.2023.11.202528
- ID: 253990
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Цель. Изучить изменения электрических и вязкоупругих параметров эритроцитов с помощью метода диэлектрофореза у пациентов с проявлениями метаболического синдрома, перенесших COVID-19, при воздействии препарата цитиколин в эксперименте in vitro для снижения выраженности микроциркуляторных нарушений.
Материалы и методы. Обследован 31 мужчина с проявлениями метаболического синдрома (50,6±9,9 года), реконвалесценты COVID-19, в сроки от 8 до 12 мес после перенесенного заболевания, диагноз подтвержден методами полимеразной цепной реакции и иммуноферментного анализа. Электрические и вязкоупругие параметры эритроцитов исследованы методом диэлектрофореза дважды: определены начальные уровни показателей и через 30 мин экспозиции с препаратом Роноцит (раствор для внутривенного введения с активным веществом – цитиколин натрия) в концентрации 0,01 мкл на 0,3 мкл взвеси эритроцитов в 0,3М растворе сахарозы (рН 7,36).
Результаты. Экспозиция взвеси эритроцитов пациентов с раствором препарата Роноцит привела к изменению уровней параметров: увеличению среднего диаметра клеток (p=0,0003), доли дискоцитов (p=0,0004), амплитуды деформации клеток на высоких частотах электрического поля (p=0,000002), емкости (p=0,000007), скорости движения эритроцитов к электродам (p=0,003), дипольного момента (p=0,002), поляризуемости на 106 и 0,5×106 Гц (p=0,000019 и p=0,0015 соответственно), относительной поляризуемости (p<0,05) и, напротив, к снижению обобщенных жесткости (p=0,000003), вязкости (p=0,000002), электропроводности (p<0,000001), индексов агрегации (p=0,00003), деструкции на частотах 106 Гц (p=0,003), 0,5×106 Гц (p=0,00002), 0,1×106 Гц (p<0,00001), поляризуемости на низких частотах электрического поля (p=0,02). Под воздействием препарата произошло смещение равновесной частоты эритроцитов в низкочастотный диапазон по сравнению с начальными величинами (p<0,0000001). Выявленные изменения свидетельствуют о повышении поверхностного заряда эритроцитов, их способности к деформации, резистентности клеток под действием цитиколина.
Заключение. Впервые обнаружен эффект препарата с активным веществом цитиколином, улучшающий реологические свойства эритроцитов. Препараты цитиколина следует считать перспективными для проведения полноценного клинического исследования по изучению снижения нарушений кровообращения на микроциркуляторном уровне у пациентов с проявлениями метаболического синдрома, перенесших COVID-19.
Ключевые слова
Полный текст
Открыть статью на сайте журналаОб авторах
Маргарита Витальевна Кручинина
Научно-исследовательский институт терапии и профилактической медицины – филиал ФГБНУ «Федеральный исследовательский центр Институт цитологии и генетики Сибирского отделения РАН»; ФГБОУ ВО «Новосибирский государственный медицинский университет» Минздрава России
Автор, ответственный за переписку.
Email: kruchmargo@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-0077-3823
д-р мед. наук, доц., вед. науч. сотр., зав. лаб. гастроэнтерологии НИИТПМ – филиала ИЦиГ СО РАН, проф. каф. пропедевтики внутренних болезней ФГБОУ ВО НГМУ
Россия, Новосибирск; НовосибирскАндрей Александрович Громов
Научно-исследовательский институт терапии и профилактической медицины – филиал ФГБНУ «Федеральный исследовательский центр Институт цитологии и генетики Сибирского отделения РАН»; ООО «Центр профилактики тромбозов»
Email: center.5@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-9254-4192
канд. мед. наук, ст. науч. сотр. лаб. клинических биохимических и гормональных исследований терапевтических заболеваний НИИТПМ – филиала ИЦиГ СО РАН
Россия, Новосибирск; НовосибирскЭлина Владимировна Кручинина
ФГБОУ ВО «Новосибирский государственный медицинский университет» Минздрава России
Email: elinakruch@yandex.ru
клин. Ординатор ФГБОУ ВО НГМУ
Россия, НовосибирскЮлия Александровна Шишакина
ФГБОУ ВО «Новосибирский государственный медицинский университет» Минздрава России
Email: july-shishakina28@yandex.ru
студентка ФГБОУ ВО НГМУ
Россия, НовосибирскСписок литературы
- Hu B, Guo H, Zhou P, Shi ZL. Characteristics of SARS-CoV-2 and COVID-19. Nat Rev Microbiol. 2021;19(3):141-54. doi: 10.1038/s41579-020-00459-7
- Abdel-Gawad M, Zaghloul MS, Abd-Elsalam S, et al. Post-COVID-19 Syndrome Clinical Manifestations: A Systematic Review. Antiinflamm Antiallergy Agents Med Chem. 2022;21(2):115-20. doi: 10.2174/1871523021666220328115818
- Böning D, Kuebler WM, Bloch W. The oxygen dissociation curve of blood in COVID-19. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol. 2021;321(2):L349-57. doi: 10.1152/ajplung.00079.2021
- Wenzhong L, Hualan L. COVID-19: Attacks the 1-beta chain of hemoglobin and captures the porphyrin to inhibit human heme metabolism. ChemRxiv. Preprint. 2020. doi: 10.26434/chemrxiv.11938173
- Lu G, Wang J. Dynamic changes in routine blood parameters of a severe COVID-19 case. Clin Chim Acta. 2020;508:98-102. doi: 10.1016/j.cca.2020.04.034
- Gérard D, Brahim SB, Lesesve JF, Perrin J. Are mushroom-shaped erythrocytes an indicator of COVID-19? Br J Haematol. 2021;192(2):230. doi: 10.1111/bjh.17127
- Gagiannis D, Umathum VG, Bloch W, et al. Antemortem vs Postmortem Histopathologic and Ultrastructural Findings in Paired Transbronchial Biopsy Specimens and Lung Autopsy Samples From Three Patients With Confirmed SARS-CoV-2. Am J Clin Pathol. 2022;157(1):54-63. doi: 10.1093/ajcp/aqab087
- Kubánková M, Hohberger B, Hoffmanns J, et al. Physical phenotype of blood cells is altered in COVID-19. Biophys J. 2021;120(14):2838-47. doi: 10.1016/j.bpj.2021.05.025
- Renoux C, Fort R, Nader E, et al. Impact of COVID-19 on red blood cell rheology. Br J Haematol. 2021;192(4):e108-11. doi: 10.1111/bjh.17306
- Thomas T, Stefanoni D, Dzieciatkowska M, et al. Evidence of Structural Protein Damage and Membrane Lipid Remodeling in Red Blood Cells from COVID-19 Patients. J Proteome Res. 2020;19(11):4455-69. doi: 10.1021/acs.jproteome.0c00606
- McMahon TJ. Red Blood Cell Deformability, Vasoactive Mediators, and Adhesion. Front Physiol. 2019;10:1417. doi: 10.3389/fphys.2019.01417
- Barshtein G, Gural A, Arbell D, et al. Red Blood Cell Deformability Is Expressed by a Set of Interrelated Membrane Proteins. Int J Mol Sci. 2023;24(16):12755. doi: 10.3390/ijms241612755
- D'Alessandro A, Anastasiadi AT, Tzounakas VL, et al. Red Blood Cell Metabolism In Vivo and In Vitro. Metabolites. 2023;13(7):793. doi: 10.3390/metabo13070793
- Kobayashi J, Ohtake K, Murata I, Sonoda K. Nitric oxide bioavailability for red blood cell deformability in the microcirculation: A review of recent progress. Nitric Oxide. 2022;129:25-9. doi: 10.1016/j.niox.2022.09.004
- Russo A, Tellone E, Barreca D, et al. Implication of COVID-19 on Erythrocytes Functionality: Red Blood Cell Biochemical Implications and Morpho-Functional Aspects. Int J Mol Sci. 2022;23(4):2171. doi: 10.3390/ijms23042171
- Афанасьев В.В. Клиническое применение цитиколина и его роль в гомеостазе клеточных мембран нейронов и органов-эффекторов. Трудный пациент. 2009;7(11):26-32 [Afanasyev VV. Clinical application of citicoline and its role in homeostasis of cell membranes of neurons and effector organs. A Difficult Patient. 2009;7(11):26-32 (in Russian)].
- Профилактика, диагностика и лечение новой коронавирусной инфекции (COVID-19): Временные методические рекомендации. Версия 7 (03.06.2020). Утв. Министерством здравоохранения РФ. М., 2020. Режим доступа: https://medprint.ru/documents/user/МR_COVID-19_v7.pdf. Ссылка активна на 10.12.2022 [Profilaktika, diagnostika i lechenie novoi koronavirusnoi infektsii (COVID-19): Vremennye metodicheskie rekomendatsii. Versiia 7 (03.06.2020). Utv. Ministerstvom zdravookhraneniia RF. Moscow, 2020. Available at: https://medprint.ru/documents/user/МR_COVID-19_v7.pdf. Accessed: 10.12.2022 (in Russian)].
- Генералов В.М., Кручинина М.В., Громов А.А., Шувалов Г.В. Диэлектрофорез в биологии и медицине: учебное пособие. Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2017. [Generalov VM, Kruchinina MV, Gromov AA, Shuvalov GV. Dielektroforez v biologii i meditsine: uchebnoe posobie. Novosibirsk: Izd-vo NGTU, 2017 (in Russian)].
- Кручинина М.В., Паруликова М.В., Громов А.А., и др. Острое воздействие этанола на эритроциты in vitro: новый подход к дифференциальной диагностике жировой болезни печени. Экспериментальная и клиническая гастроэнтерология. 2019;(12):122-34 [Kruchinina MV, Parulikova MV, Gromov AA, et al. Acute ethanol effect on erythrocytes in vitro: a new approach to differential diagnostics of fatty liver disease. Experimental and Clinical Gastroenterology. 2019;(12):122-34 (in Russian)]. doi: 10.31146/1682-8658-ecg-172-12-122-134
- Кручинина М.В., Громов А.А., Генералов В.М., и др. Влияние омега-3 полиненасыщенных жирных кислот на электрические и вязкоупругие параметры эритроцитов в эксперименте in vitro у пациентов с болезнью Крона в стадии обострения. Современная наука: актуальные проблемы теории и практики. Серия: Естественные и технические науки. 2021;(12-2):72-84 [Kruchinina MV, Gromov AA, Generalov VM, et al. The effect of omega-3 polyunsaturated fatty acids on the electrical and viscoelastic parameters of erythrocytes in an in vitro experiment in patients with acute Crohn's disease. Modern Science: Actual Problems of Theory and Practice. Series: Natural and Technical Sciences. 2021;(12-2):72-84 (in Russian)]. doi: 10.37882/2223-2966.2021.12-2.06
- Кручинина М.В., Громов А.А., Генералов В.М., Кручинина Э.В. Действие цитофлавина на эритроциты пациентов, перенесших COVID-19, в условиях in vitro. Экспериментальная и клиническая фармакология. 2022;85(10):14-25 [Kruchinina MV, Gromov AA, Generalov VM, Kruchinina EV. The effect of cytoflavin on the erythrocytes of patients who underwent COVID-19 in vitro. Experimental and Clinical Pharmacology. 2022;85(10):14-25 (in Russian)]. doi: 10.30906/0869-2092-2022-85-10-14-25
- Кручинина М.В., Громов А.А., Генералов В.М., Кручинина Э.В. Эритроциты: роль в развитии нарушений микроциркуляции и гемостаза. Новосибирск: Офсет–ТМ, 2022 [Kruchinina MV, Gromov AA, Generalov VM, Kruchinina EV. Eritrotsity: rol' v razvitii narushenii mikrotsirkuliatsii i gemostaza. Novosibirsk: Ofset–TM, 2022 (in Russian)].
- Dávalos A, Secades J. Citicoline preclinical and clinical update 2009–2010. Stroke. 2011;42(1 Suppl.):S36-9. doi: 10.1161/STROKEAHA.110.605568
- Tran NKS, Trinh TA, Pyo J, et al. Neuroprotective Potential of Pyranocoumarins from Angelica gigas Nakai on Glutamate-Induced Hippocampal Cell Death. Antioxidants (Basel). 2023;12(8):1651. doi: 10.3390/antiox12081651
- Huang Y, He Q, Zhan L. The effects of CDP-Choline on the improvement of the successful rate of cardiopulmonary resuscitation and post-resuscitation cardiac function. Zhonghua Wei Zhong Bing Ji Jiu Yi Xue. 2013;25(2):80-3 [Article in Chinese]. doi: 10.3760/cma.j.issn.2095-4352.2013.02.007
- Quinn PJ. The effect of tocopherol on the structure and permeability of phosphatidylcholine liposomes. J Control Release. 2012;160(2):158-63. doi: 10.1016/j.jconrel.2011.12.029
- Chaudhary P, Janmeda P, Docea AO, et al. Oxidative stress, free radicals and antioxidants: potential crosstalk in the pathophysiology of human diseases. Front Chem. 2023;11:1158198. doi: 10.3389/fchem.2023.1158198
- Roy P, Tomassoni D, Nittari G, et al. Effects of choline containing phospholipids on the neurovascular unit: A review. Front Cell Neurosci. 2022;16:988759. doi: 10.3389/fncel.2022.988759
- El-Assaad F, Combes V, Grau GE, Jambou R. Potential efficacy of citicoline as adjunct therapy in treatment of cerebral malaria. Antimicrob Agents Chemother. 2014;58(1):602-5. doi: 10.1128/AAC.02591-12
- Drescher S, van Hoogevest P. The Phospholipid Research Center: Current Research in Phospholipids and Their Use in Drug Delivery. Pharmaceutics. 2020;12(12):1235. doi: 10.3390/pharmaceutics12121235
- Wahhab IAA, Sarmad NG, Kadhim HA. Assessment of RBCs membrane protective activity of citicoline and eicosapentanoic-decosahexanoic acid in osmotic fragility model. Al-Qadisiya Medical Journal. 2014;10(18):118-21.
- Pathan AB, Doijad RC, Baraskar SS, et al. Therapeutic Applications of Citicoline and Methylcobalamin Combination. Advance Research in Pharmaceuticals and Biologicals. 2012;2(3):242-9.
- De Almeida JP, Saldanha C. Nonneuronal cholinergic system in human erythrocytes: biological role and clinical relevance. J Membr Biol. 2010;234(3):227-34. doi: 10.1007/s00232-010-9250-9
- Trivedi G, Inoue D, Chen C, et al. Muscarinic acetylcholine receptor regulates self-renewal of early erythroid progenitors. Sci Transl Med. 2019;11(511):eaaw3781. doi: 10.1126/scitranslmed.aaw3781
- Gupta S, Belle VS, Kumbarakeri Rajashekhar R, et al. Correlation of Red Blood Cell Acetylcholinesterase Enzyme Activity with Various RBC Indices. Indian J Clin Biochem. 2018;33(4):445-9. doi: 10.1007/s12291-017-0691-0
- Carvalho FA, Mesquita R, Martins-Silva J, Saldanha C. Acetylcholine and choline effects on erythrocyte nitrite and nitrate levels. J Appl Toxicol. 2004;24(6):419-27. doi: 10.1002/jat.993
- Teixeira P, Duro N, Napoleão P, Saldanha C. Acetylcholinesterase conformational states influence nitric oxide mobilization in the erythrocyte. J Membr Biol. 2015;248(2):349-54. doi: 10.1007/s00232-015-9776-y
- Курьянова Е.В., Трясучев А.В., Теплый Д.Л. Адрено-, холинореактивность эритроцитов и оценка их сопряженности с показателями свободнорадикального баланса крови у нелинейных крыс. Сибирский научный медицинский журнал. 2019;39(4):37-45 [Kuryanova EV, Tryasuchev AV, Teply DL. Adreno- and cholinoreactivity of erythrocytes and estimation of their conjugation with parameters of free radical balance of blood in non-linear rats. Siberian Scientific Medical Journal. 2019;39(4):37-45 (in Russian)]. doi: 10.15372/SSMJ20190405
- Стрельникова А.И., Циркин ВИ, Крысова АВ, и др. М-холинореактивность эритроцитов небеременных и беременных женщин, определяемая по изменению скорости агглютинации эритроцитов под влиянием ацетилхолина. Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2012;154(8):140-3 [Strelnikova AI, Tsikin VI, Krysova AB, et al. M-holinoreactivity of erythrocytes of non-pregnant and pregnant women, determined by the change in the rate of agglutination of erythrocytes under the influence of acetylcholine. Bulletin of Experimental Biology and Medicine. 2012;154(8):140-3 (in Russian)].
- Zyubanova IV, Falkovskaya AYu, Mordovin VF, et al. Erythrocyte membranes beta-adrenoreactivity changes after renal denervation in patients with resistant hypertension, relationship with antihypertensive and cardioprotective intervention efficacy. Kardiologiia. 2021;61(8):32-9 [Article in English, English]. doi: 10.18087/cardio.2021.8.n1556
- Diederich L, Suvorava T, Sansone R, et al. On the Effects of Reactive Oxygen Species and Nitric Oxide on Red Blood Cell Deformability. Front Physiol. 2018;9:332. doi: 10.3389/fphys.2018.00332
- Peleli M, Bibli SI, Li Z, et al. Cardiovascular phenotype of mice lacking 3-mercaptopyruvate sulfurtransferase. Biochem Pharmacol. 2020;176:113833. doi: 10.1016/j.bcp.2020.113833
- Szabo C. Hydrogen sulfide, an enhancer of vascular nitric oxide signaling: mechanisms and implications. Am J Physiol Cell Physiol. 2017;312(1):C3-15. doi: 10.1152/ajpcell.00282.2016
- Secades JJ, Gareri P. Citicoline: pharmacological and clinical review, 2022 update. Rev Neurol. 2022;75(s05):S1-89 [Article in English, Spanish]. doi: 10.33588/rn.75s05.2022311
- Samadian H, Ehterami A, Sarrafzadeh A, et al. Sophisticated polycaprolactone/gelatin nanofibrous nerve guided conduit containing platelet-rich plasma and citicoline for peripheral nerve regeneration: In vitro and in vivo study. Int J Biol Macromol. 2020;150:380-8. doi: 10.1016/j.ijbiomac.2020.02.102
- Gudi V, Schäfer N, Gingele S, et al. Regenerative effects of CDP-choline: a dose-dependent study in the toxic cuprizone model of de- and remyelination. Pharmaceuticals (Basel). 2021;14(11):1156. doi: 10.3390/ph14111156
- Rossi GCM, Rolle T, De Silvestri A, et al. Multicenter, prospective, randomized, single blind, cross-over study on the effect of a fixed combination of citicoline 500 mg plus homotaurine 50 mg on pattern electroretinogram (PERG) in patients with open angle glaucoma on well controlled intraocular pressure. Front Med (Lausanne). 2022;9:882335. doi: 10.3389/fmed.2022.882335
Дополнительные файлы
