Інформація призначена тільки для фахівців сфери охорони здоров'я, осіб,
які мають вищу або середню спеціальну медичну освіту.


Підтвердіть, що Ви є фахівцем у сфері охорони здоров'я.

 

"Child`s Health" Том 14, №3, 2019

Back to issue

Indicators of nitrosative and oxidative stress as non-invasive markers of bacterial meningitis in preterm infants

Authors: G.O. Lezhenko(1), O.Ye. Pashkova(1), A.V. Abramov(1), L.O. Volotko(2)
(1) — Zaporizhzhia State Medical University, Zaporizhzhia, Ukraine
(2) — MI “Zaporizhzhia Regional Clinical Children’s Hospital” of ZRС, Zaporizhzhia, Ukraine

Categories: Pediatrics/Neonatology

Sections: Clinical researches

print version


Summary

Актуальність. В умовах оксидантного та нітрозативного стресу головний мозок уразливий для окисного пошкодження через високе споживання кисню, велику кількість заліза, відносно низький рівень експресії антиоксидантів, високий вміст поліненасичених жирних кислот. Один із маркерів нітрозативного стресу — нітротирозин. Високі концентрації нітротирозину в лікворі пов’язані з несприятливим перебігом захворювання. Як індикатор інтенсивності оксидантного стресу використовується також гомоцистеїн. Підвищені концентрації гомоцистеїну мають цитотоксичну дію, що призводить до загибелі клітини. Мета дослідження: вивчення показників нітрозативного та оксидантного стресу при бактеріальних менінгітах у недоношених дітей. Матеріали та методи. Обстежено 52 новонароджених. Основна група — 14 недоношених дітей (середній термін гестації 31,7 ± 0,9 тижня), хворих на бактеріальний менінгіт. Група порівняння — 20 новонароджених із перинатальними ураженнями ЦНС (10 недоношених із середнім терміном гестації 32,3 ± 0,4 тижня та 10 доношених новонароджених). Контрольна група — 18 здорових доношених дітей. Проводили оцінку анамнезу, соматичного та неврологічного статусу новонароджених, даних нейросонографіі. Методом імуноферментного аналізу досліджували вміст нітротирозину в сироватці крові. Результати. Встановлено, що вміст нітротирозину в сироватці крові новонароджених основної групи був вірогідно нижчим, ніж у групі порівняння та контрольній групі (1,38 ± 0,06 проти 1,53 ± 0,07 ммоль/л та 1,61 ± 0,04 ммоль/л відповідно; р < 0,05), залежав від гестаційного віку дитини (r = +0,63; p < 0,05). Уміст гомоцистеїну в сироватці обернено залежний від гестаційному віку дитини (r = –0,62; p < 0,05) та в новонароджених основної групи статистично перевищував показники в групі порівняння та контрольній групі (17,10 ± 1,13 проти 10,80 ± 1,10 мкмоль/л та 9,56 ± 1,42 мкмоль/л відповідно, p < 0,05). Висновки. Низькій вміст у сироватці крові нітротирозину та гіпергомоцистеїнемія можуть сприяти ураженню судинного русла, проникненню мікроорганізмів через гематоенцефалічний бар’єр та розвитку інфекційного процесу. Максимальний вміст гомоцистеїну в сироватці крові спостерігається при розвитку бактеріального менінгіту.

Актуальность. В условиях оксидантного и нитрозативного стресса мозг уязвим для окислительного повреждения вследствие высокого потребления кислорода, большого количества железа, относительно низкого уровня экспрессии антиоксидантов, высокого содержания полиненасыщенных жирных кислот. Один из маркеров нитрозативного стресса — нитротирозин. Высокие концентрации нитротирозина в ликворе связаны с неблагоприятным течением заболевания. В качестве индикатора интенсивности оксидантного стресса используется также гомоцистеин. Повышенные концентрации гомоцистеина имеют цитотоксическое действие, что приводит к гибели клетки. Цель исследования: изучение показателей нитрозативного и оксидантного стресса при бактериальных менингитах у недоношенных детей. Материалы и методы. Обследовано 52 новорожденных. Основная группа — 14 недоношенных детей (средний срок гестации 31,7 ± 0,9 недели), больных бактериальным менингитом. Группа сравнения — 20 новорожденных с перинатальными поражениями ЦНС (10 недоношенных детей со средним сроком гестации 32,3 ± 0,4 недели и 10 доношенных новорожденных). Контрольная группа — 18 здоровых доношенных детей. Проводили оценку анамнеза, соматического и неврологического статуса новорожденных, данных нейросонографии. Методом иммуноферментного анализа было исследовано содержание нитротирозина в сыворотке крови. Результаты. Установлено, что содержание нитротирозина в сыворотке крови новорожденных основной группы было достоверно ниже, чем в группе сравнения и контрольной группе (1,38 ± 0,06 против 1,53 ± 0,07 ммоль/л и 1,61 ± 0,04 ммоль/л соответственно; р < 0,05), зависело от гестационного возраста ребенка (r = +0,63; p < 0,05). Содержание гомоцистеина в сыворотке обратно пропорционально гестационному возрасту ребенка (r = –0,62; p < 0,05) и у новорожденных основной группы статистически превышало таковое в группе сравнения и контрольной группе (17,10 ± 1,13 против 10,80 ± 1,10 и 9,56 ± 1,42 мкмоль/л соответственно; p < 0,05). Выводы. Низкое содержание в сыворотке крови нитротирозина и гипергомоцистеинемия могут способствовать поражению сосудистого русла, проникновению микроорганизмов через гематоэнцефалический барьер и развитию инфекционного процесса. Максимальное содержание гомоцистеина в сыворотке крови наблюдается при развитии бактериального менингита.

Background. In oxidative and nitrosative stresses, the brain is vulnerable to oxidant damage due to high oxygen consumption, large amounts of iron, relatively low antioxidant expression, high concentration of polyunsaturated fatty acids. One of the markers of nitrosative stress is nitrotyrosine. Cerebrospinal fluid high concentration of nitrotyrosine is associated with the adverse course of the disease. Homocysteine is also considered as an indicator of the intensity of oxidative stress. Increased concentrations of homocysteine have cytotoxic effects that leads to cell death. Materials and methods. The study included 52 preterm infants. The basic group consisted of 14 preterm infants (mean gestation period 31.7 ± 0.9 weeks) with bacterial meningitis. The experimental group included 20 newborns with the perinatal disorders of the central nervous system (10 preterm infants with an average gestational age of 32.3 ± 0.4 weeks and 10 full-term newborns). Control group consisted of full-term healthy 18 newborns. Anamnesis, somatic and neurological status of newborns, neurosonography data were evaluated. The nitrotyrosine blood serum concentration was evaluated using enzyme-linked immunosorbent assay. Results. The results of the study demonstrated that nitrotyrosine content in the blood serum of newborns in the basic group was significantly lower than in the experimental and control groups (1.38 ± 0.06 vs 1.53 ± 0.07 and 1.61 ± 0.04 mmol/L, respectively, p < 0.05) and depended on the gestational age of a child (r = +0.63; p < 0.05). The homocysteine level in blood serum had an inverse correlation with a gestational age of the child (r = –0.62; p < 0.05) and in newborns in the main group statistically exceeded the rates of newborns in the experimental group and the control group (17.10 ± 1.13 versus 10.80 ± 1.10 and 9.56 ± 1.42 μmol/L, respectively; p < 0.05). Conclusions. Low levels of nitrotyrosine in serum and hyperhomocysteinemia observed in preterm infants may contribute to damage to the vascular bed, penetration of microorganisms through the blood-brain barrier and the development of the infectious process. The maximum content of homocysteine in blood serum is observed with the development of bacterial meningitis.


Keywords

новонароджені; менінгіт; нітротирозин; гомоцистеїн

новорожденные; менингит; нитротирозин; гомоцистеин

newborns; meningitis; nitrotyrosine; homocysteine


For the full article you need to subscribe to the magazine.


Bibliography

1. Цораева З.А. Показатели иммунного статуса у новорожденных недоношенных детей с инфекционно-воспалительными заболеваниями / З.А. Цораева, Т.Б. Касохов, А.Н. Шляйхер // Современные проблемы науки и образования. — 2016. — № 2. — С. 133.

2. Михалев Е.В. Клинико-патогенетические аспекты гнойного менингита у недоношенных новорожденных с гипоксическим поражением центральной нервной системы : автореф. дис. на соискание науч. степени д-ра мед. наук : спец. 14.00.09 «Педиатрия» / Михалев Е.В.; ГОУВПО «Сибирский государственный медицинский университет».  — Томск, 2005. — 46 с.

3. Прилуцкая В.А. Бактериальные менингиты у новорожденных детей / В.А. Прилуцкая. — Минск : Белорусский государственный медицинский университет, 2011.  — 48 с.

4. Barichello T. Oxidative stress, cytokine/chemokine and disruption of blood-brain barrier in neonate rats after meningitis by Streptococcus agalactiae / T. Barichello, J.C. Lemos, J.S. Generoso // Neurochem. Res. — 2011. — № 36. — Р. 1922-1930. doi: 10.1007/s11064-011-0514-2.

5. Giridharan V.V. Temporal changes of oxidative stress markers in Escherichia coli K1-induced experimental meningitis in a neonatal rat model / V.V. Giridharan, L.R. Simões, V.S. Dagostin, J.S. Generoso, G.T. Rezin, D. Florentino, J.P. Muniz et al. // Neurosci. Lett. — 2017. — № 653. — P. 288-295. doi: 10.1016/j.neulet.2017.06.002.

6. Harris R.A. Sweet and sour-oxidative and carbonyl stress in neurological disorders / R.A. Harris, S. Amor // CNS Neurol. Disord. Drug Targets. — 2011. — № 10 (1). — Р. 82-107.

7. Klein M. Oxidative stress in pneumococcal meningitis: a future target for adjunctive therapy? / M. Klein, U. Koedel, H.W. Pfister // Prog. Neurobiol. — 2006. — № 80 (6). — Р. 269-280.

8. Darwish R.S. Nitrotyrosine as an oxidative stress marker: evidence for involvement in neurologic outcome in human traumatic brain injury / R. Darwish, N. Amiridze, B. Aarabi // J. Trauma. — 2007. — Vol. 63, № 2. — Р. 439-442.

9. Kastenbauer S. Oxidative stress in bacterial meningitis in humans / S. Kastenbauer, U. Koedel, B.F. Becker, H.W. Pfister // Neurology. — 2002. — № 58. — Р. 186-191.

10. Окислительный стресс. Прооксиданты и антиоксиданты / Е.Б. Меньщикова, В.З. Ланкин, Н.К. Зенков, И.А. Бондарь, Н.Ф. Круговых, В.А. Труфакин. — М.: Слово, 2006.  — 556 с.

11. Sipkens J.A. Homocysteine-Induced Apoptosis in Endothelial Cells Coincides With Nuclear NOX2 and Peri-nuclear NOX4 Activity / J.A. Sipkens, N. Hahn, C.S. van den Brand, C. Meischl, S.A. Cillessen, D.E. Smith, L.J. Juffermans et al. // Cell Biochem. Biophys. — 2013. — № 67. — Р. 341-352. doi: 10.1007/s12013-011-9297-y.

12. Meng S. Homocysteine induces inflammatory transcriptional signaling in monocytes / S. Meng, S. Ciment, M. Jan, T. Tran, H. Pham, R. Cueto, X.F. Yang et al. // Front. Biosci. — 2013. — № 18. — Р. 685-95.

13. Zeng X. Homocysteine mediated expression and secretion of monocyte chemoattractant protein-1 and interleukin-8 in human monocytes / X. Zeng, J. Dai, D.G. Remick, X. Wang // Circ. Res. — 2003. — № 93. — Р. 311-320.

14. Беленичев И.Ф. Нейропротекция и нейропластичность / И.Ф. Беленичев, В.И. Черний, Е.А. Нагорная. — К.: ООО «Полиграф плюс», 2014. — 512 с.

15. Анаев Э.Х. Биологические маркеры при хронической обструктивной болезни легких / Анаев Э.Х. // Практическая пульмонология. — 2018.  — № 1. — С. 26-32.

16. Shiffrin E.L. Oxidative stress, nitric oxide synthase, and superoxide dismutase / E.L. Shiffrin // Hypertension. — 2008. — № 51. — Р. 31-32. doi: 10.1161/hypertensionaha.107.103226.

17. Гафарова Ф.М. Система оксида азота в крови новорожденных с повышенным перинатальным риском / Ф.М. Гафарова // Вестник Российской академии медицинских наук. — 2010. — № 3. — С. 36-40.

18. Beckmann J.S. Nitric oxide, superoxide and peroxynitrite: the good, the bad and ugly / J.S. Beckmann, W.H. Koppenol // Am. J. Physiol. — 1996. — № 271. — Р. 1424-1437. doi: 10.1152/ajpcell.1996.271.5.C1424.

19. Скрипченко Н.В. Клинико-лучевая диагностика церебральных васкулитов при нейроинфекциях у детей / Н.В. Скрипченко, Т.Н. Трофимова, Е.С. Егорова, Н.В. Моргацкий, Е.А. Космачева // Российский вестник перинатологии и педиатрии. — 2010.  — № 1. — С. 101-106.

20. Oгородова Л.М. Влияние 3-нитротирозина на формирование субпопуляции Т-регуляторных клеток при воспалении дыхательных путей / Л.М. Огородова, И.В. Петрова, К.Ю. Рукин // Научные ведомости Белгородского государственного университета. — 2011. — № 15 (6). — С. 78-82.

21. Ischiropoulos H. Protein tyrosine nitration an update / H. Ischiropoulos // Arch. biochem. biophys. — 2009. — № 484. — С. 117-121. doi: 10.1016/j.abb.2008.10.034.

22. Нестеренко О.В. Гипергомоцистеинемия у детей с пиелонефритом / О.В. Нестеренко, С.Р. Утц, В.Б. Бородулин, В.И. Горемыкин, С.Ю. Елизарова, Е.В. Бобылева, Ю.М. Моисеева и др. // Российский вестник перинатологии и педиатрии. — 2016. — № 4. — С. 88-92.

23. Kraus J.P. Biochemistry and molecular genetics of cystathionine beta-synthase deficiency / J.P. Kraus // Eur. J. Pediatr. — 1998. — № 157. — Р. 50-53.

24. Da Cunha A.A. Chronic hyperhomocysteinemia increases inflammatory markers in hippocampus and serum of rats / A.A. da Cunha, A.G. Ferreira, S.O. Loureiro, M.J. da Cunha, F. Schmitz, C.A. Netto, A.T. Wyse // Neurochem. Res. — 2012. — № 37. — Р. 1660-1669. doi: 10.1007/s11064-012-0769-2.

25. Березовская Т.С. Диагностическое значение определения гомоцистеина в сыворотке крови у детей при нейроинфекциях / Т.С. Березовская, Н.А. Мироманова // Журнал инфектологии. — 2018. — Т. 10, № 1. — С. 42-46.

26. Zhang Y. The immunomodulatory mechanism of brain injury induced by hyperhomocysteinemia in spontaneously hypertensive rats / Y. Zhang, L. Wang, X. Zhou, J. Geng, X. Li // J. Cell. Biochem. — 2019. — № 120. — Р. 9421-9429. doi: 10.1002/jcb.28217.

27. Da Cunha A.A. Increased inflammatory markers in brain and blood of rats subjected to acute homocysteine administration / A.A. da Cunha, A.G. Ferreira, A.T. Wyse // Metab. Brain Dis. — 2010. — № 25. — P. 199-206.  doi: 10.1007/s11011-010-9188-8.

Similar articles

Glial protein s100 and total nitric oxide blood level indexes features in small premature infants with perinatal hypoxic-ischaemic encephalopathy
Authors: Benis N. A., Samsonova T. V., Nazarov S. B., Kuz’menko G. N., Popova I. G. - FSBI “Ivanovo scientific-research institute named after V. N. Gorodkov” Ministry of Health Russian Federation
"Child`s Health" 6 (49) 2013
Date: 2013.10.28
Categories: Family medicine/Therapy, Pediatrics/Neonatology
Sections: Clinical researches
Predictors of hearing impairment in premature newborns
Authors: O. Melnichuk, Kharkiv Municipal Perinatal Centre (Head doctor – S.M. Korovay).
"Child`s Health" 2 (45) 2013
Date: 2013.05.08
Categories: Pediatrics/Neonatology
Sections: Specialist manual
Features of the early adaptation period of newborns with hypoxic-ischemic encephalopathy depending on birth weight
Authors: Ye.P. Ortemenka — Bukovinian State Medical University, Chernivtsi, Ukraine
"Child`s Health" 3 (63) 2015
Date: 2015.06.02
Categories: Pediatrics/Neonatology
Sections: Clinical researches

Back to issue