Dynamics of acute-phase response, cytolysis and iron metabolism disorders moderate to severe COVID-19

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

the acute phase response is an important mechanism in coronavirus disease (COVID-19). As part of this process, interleukin-6 stimulates hepatocytes to produce acute phase proteins such as CRP and ferritin. However, hyperferritinemia can also be caused by other mechanisms. In particular, cytolysis and systemic disorders of iron metabolism are important in COVID-19. An increase in aminotransferase levels is indicative of cytolysis. Therefore, a comparison of these parameters will facilitate the study and comparison of the dynamics of acute-phase response, cytolysis, and systemic iron metabolism disorders in patients with SARS-CoV-2 infection. Consequently, the analysis of these parameters will facilitate the study and comparison of the dynamics of acute phase response, cytolysis, and systemic iron metabolism disorders in patients with COVD-19. The objective of our study was to examine the dynamics of interleukin-6, C-reactive protein, ferritin, aspartate aminotransferase, and alanine aminotransferase in patients with moderate to severe COVID-19 that does not require anti-interleukin therapy. The study included 19 patients with COVID-19 who were treated with glucocorticoids and anticoagulants but not receiving any anticytokine therapy due to the nonsevere course of the disease. The five parameters above were studied on the first day of enrollment and by the end of the first week of treatment. Concentrations of interleukin-6 and C-reactive protein decreased markedly (by more than 90%, p<0,001) from the initial elevated levels during this period. In contrast, the levels of ferritin and aspartate aminotransferase remained unchanged, exhibiting a tendency to increase. Concurrently, alanine aminotransferase levels exhibited a notable surge of 224,2% (p=0,003). Consequently, the dynamics of the acute-phase response did not align with the changes in cytolysis and iron metabolism imbalance indices. Meanwhile, the latter two processes contribute to the complications of the infection, including long COVID. Further investigation is necessary to elucidate the mechanisms and adverse outcomes associated with these phenomena.

About the authors

M. Yu Ignatenko

Kuban State Medical University

Email: boot.myu@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-2552-2801

E. V Kochkarova

Kuban State Medical University

Email: palpal2.p@yandex.ru
ORCID iD: 0009-0002-3484-2508

N. V Izmaylova

Regional Clinical Hospital No. 2 of Krasnodar Territory of Ministry of Health

Email: nataliya.izmaylova@mail.ru
ORCID iD: 0009-0001-4754-2806

References

  1. Перепелица С.А. Диагностика синдрома активации макрофагов в зависимости от исходного уровня IL-6 у пациентов с новой коронавирусной инфекцией, вызванной вирусом SARS-CoV-2 // Инфекция и иммунитет. 2022. Т. 12. № 4. C. 677 – 687. doi: 10.15789/2220-7619-DOM-1905
  2. Григорьева К.Н., Бицадзе В.О., Хизроева Д.Х. и др. Синдром активации макрофагов при COVID-19 // Акушерство, Гинекология и Репродукция. 2021 Т. 15. №. 3. С. 313 – 320. doi: 10.17749/2313-7347/ob.gyn.rep.2021.217
  3. Chrostek L., Gan K., Kazberuk M. et al. Acute-phase proteins as indicators of disease severity and mortality in COVID-19 patients // Sci Rep. 2024. Vol. 14. P. 20360. doi: 10.1038/s41598-024-71325-2
  4. Билалова А.Р., Моисеева С.В., Шакирова В.Г. и др. Клинико-лабораторная характеристика больных коронавирусной инфекцией // Практическая медицина. 2023. Т. 21. № 1. С 30 – 37. doi: 10.32000/2072-1757-2023-1-30-37
  5. Aslan E.S, Ayd?n H., Tekin Y.K. et al. Association between iron metabolism and SARS-COV-2 infection, determined by ferritin, hephaestin and hypoxia-induced factor-1 alpha levels in COVID-19 patients // Mol Biol Rep. 2023. Vol. 50. № 3. P. 2471 – 2478. doi: 10.1007/s11033-022-08221-3
  6. Полушин Ю.С., Шлык И.В., Гаврилова Е.Г. и др. Роль ферритина в оценке тяжести COVID-19 // Вестник анестезиологии и реаниматологии. 2021. Т. 18. № 4. С. 20 – 28. doi: 10.21292/2078-5658-2021-18-4-20-28
  7. Rochette L., Zeller M., Cottin Y. et al. GDF15: an emerging modulator of immunity and a strategy in COVID-19 in association with iron metabolism // Trends Endocrinol. Metab. 2021. Vol. 32. № 11. C. 875 – 889. doi: 10.1016/j.tem.2021.08.011
  8. Hanson A.L., Mul? M.P., Ruffieux H. et al. Iron dysregulation and inflammatory stress erythropoiesis associates with long-term outcome of COVID-19 // Nat Immunol. 2024.Vol. 25. P. 471 – 482. doi: 10.1038/s41590-024-01754-8
  9. Bittner Z.A., Schrader M., George S.E. et al. Pyroptosis and Its Role in SARS-CoV-2 Infection // Cells. 2022. Vol. 11. № 10. P. 1717. doi: 10.3390/cells11101717
  10. Al-Kuraishy H.M., Al-Gareeb A.I., Mostafa-Hedeab G. et al. Effects of ?-Blockers on the Sympathetic and Cytokines Storms in Covid-19 // Front. Immunol. 2021. Vol. 12. P. 749291. doi: 10.3389/fimmu.2021.749291
  11. Каде А.Х., Казанчи Д.Н., Поляков П.П. и др. Гиперкатехоламинемия при стрессовом недержании мочи и возможности его патогенетического лечения: экспериментальное нерандомизированное исследование // Кубанский научный медицинский вестник. 2022. T. 29. № 2. С. 78 – 81. doi: 10.25207/1608-6228-2018-25-2-78-81
  12. Абдулганиева Д.И., Мухаметова Д.Д., Шамсутдинова Н.Г. и др. Изменение функциональных проб печени у пациентов с COVID-19 // Экспериментальная и клиническая гастроэнтерология. 2022. №. 7. С. 123 – 130. doi: 10.31146/1682-8658-ecg-203-7-123-130
  13. Хрулева Ю.В., Аришева О.С., Ефремовцева М.А. и др. Острое повреждение почек и повышение трансаминаз у госпитализированных пациентов с COVID-19 // Нефрология и диализ. 2022. Т. 24. № 1. С. 90 – 98. doi: 10.28996/2618-9801-2022-1-90-98
  14. Xu S., Chen M., Feng T. et al. Use ggbreak to Effectively Utilize Plotting Space to Deal With Large Datasets and Outliers // Front Genet. 2021. Vol. 12. P. 774846. doi: 10.3389/fgene.2021.774846
  15. Hothorn T., Hornik K., van de Wiel M.A. Implementing a Class of Permutation Tests: The coin Package // Journal of Statistical Software. 2008. Vol. 28. № 8. P. 1 – 23. doi: 10.18637/jss.v028.i08
  16. Mangiafico, Salvatore S. (2024). rcompanion: Functions to Support Extension Education Program Evaluation. version 2.4.36. Rutgers Cooperative Extension. New Brunswick, New Jersey. [Электронный ресурс]. Режим доступа: URL: https://CRAN.R-project.org/package=rcompanion (дата обращения 15.05.2024)
  17. Тийс Р.П., Осипова Л.П. Интерлейкин-6: его роль в организме, генетический полиморфизм и значение при некоторых заболеваниях (литературный обзор) // Медицинская генетика. 2022. Т. 21. № 1. С. 14 – 27. doi: 10.25557/2073-7998.2022.01.14-27
  18. Онищук В.В., Каде А.Х., Кадомцев Д.В. и др. Возможности терапевтического влияния на патогенетические звенья развития деформирующего остеоартроза // Современные проблемы науки и образования. 2019. №. 1. С. 19.
  19. Липатова А.С., Каде А.Х., Трофименко А.И. и др. Коррекция стресс-индуцированных нейроиммуноэндокринных нарушений у самцов крыс с низкой устойчивостью к стрессу применением транскраниальной электростимуляции // Курский научно-практический вестник «Человек и его здоровье». 2018. № 3. С. 58 – 68. doi: 10.21626/vestnik/2018-3/09
  20. Занин С.А., Онищук В.В., Каде А.Х. и др. «Цитокиновый шторм» в патогенезе ревматоидного артрита и деформирующего остеоартроза крупных суставов // Современные проблемы науки и образования. 2017. № 3. С. 9.
  21. Занин С.А., Чабанец Е.А., Каде А.Х. и др. Адипонектин как основной представитель адипокинов: роль в патологии, возможности ТЭС-терапии // Медицинский вестник Северного Кавказа. 2022. Т. 17. № 4. С. 455 – 461. doi: 10.14300/mnnc.2022.17110
  22. Каде А.Х., Поляков П.П., Занин С.А. и др. Современные представления об этиологии и патогенезе наследственной геморрагической телеангиэктазии // Медицинский вестник Северного Кавказа. 2023. Т. 18. № 1. С. 85 – 92. doi: 10.14300/mnnc.2023.18021
  23. Cullis J.O., Fitzsimons E.J., Griffiths W.J. et al. Investigation and management of a raised serum ferritin // Br J Haematol. 2018. Vol. 181. № 3. P. 331 – 340. doi: 10.1111/bjh.15166
  24. Ciotti M., Nuccetelli M., Pieri M. et al. Evaluation of Hepcidin Level in COVID-19 Patients Admitted to the Intensive Care Unit // Diagnostics (Basel). 2022. Vo. 12. № 11. P. 2665. doi: 10.3390/diagnostics12112665
  25. Suriawinata E., Mehta K.J. Iron and iron-related proteins in COVID-19 // Clin Exp Med. 2023. Vol. 23. № 4. P. 969 – 991. doi: 10.1007/s10238-022-00851-y
  26. Cavezzi A., Troiani E., Corrao S. COVID-19: hemoglobin, iron, and hypoxia beyond inflammation. A narrative review // Clin Pract. 2020. Vol. 10.№ 2. P. 1271. doi: 10.4081/cp.2020.1271
  27. Shah A., Frost J.N., Aaron L. et al. Systemic hypoferremia and severity of hypoxemic respiratory failure in COVID-19 // Crit Care. 2020. Vol 24. № 1. P. 320. doi: 10.1186/s13054-020-03051-w
  28. Шикалова И.А., Вознюк И.А., Лодягин А.Н. и др. Нарушение обмена железа — универсальный патогенетический фактор в поражении органов и систем при COVID-19 // Журнал им. Н.В. Склифосовского «Неотложная медицинская помощь». 2021. T. 10. № 2. С. 259 – 267. doi: 10.23934/2223-9022-2021-10-2-259-267
  29. Bastin A., Shiri H., Zanganeh S. et al. Iron Chelator or Iron Supplement Consumption in COVID-19? The Role of Iron with Severity Infection // Biological trace element research. 2022. Vol 200. № 11. P. 4571 – 4581. doi: 10.1007/s12011-021-03048-8

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).