Протективный эффект лития хлорида на эндотелиоциты при септическом шоке

Цель — изучить эффективность действия хлорида лития в качестве средства, предотвращающего повреждение монослоя эндотелиальных клеток invitroпод действием сыворотки пациентов с септическим шоком.

Материал и методы. При проведении исследования использовали токсичную сыворотку больных септическим шоком в количестве 5 человек, отобранных в соответствии с критериями «Сепсис-3». Кровь для проведения экспериментов забирали в течении 2 часов после выявления септического шока. В качестве контрольной группы исследовали сыворотку крови 5 практически здоровых доноров. Эндотелиальные клетки Ea.hy926 инкубировали в течение 3 часов при 37°С с сывороткой здорового человека (контроль), а также с сывороткой пациента с септическим шоком без хлорида лития и в его присутствии в конечных концентрациях 0,01 ммоль/л, 0,1 ммоль/л, 1 ммоль/л, 10 ммоль/л. Хлорид лития добавляли за 1 час до смены сывороток. После инкубации с помощью иммунофлуоресцентной микроскопии оценивали состояние актина, VE-кадгерина и клаудина, с помощью вестерн-блоттинга определяли содержание и степень фосфорилирования гликогенсинтазы киназы 3/1 (GSK-3/3).

Результаты. Установили, что токсичная сыворотка подавляла фосфорилирование GSK-3/1 в эндотелиоцитах, а также вызывала расщепление VE-кадгерина, уменьшение количества клаудина. Токсическая сыворотка также изменяла форму эндотелицотов — они теряли нативную многоугольную форму, вытягивались, между ними образовывались промежутки. Инкубация монослоя эндотелио-цитов с хлоридом лития в концентрации от 1,0 ммоль/л и выше практически полностью предотвращала разборку клаудина, актина и VE-кадгерина. При моделировании защиты хлоридом лития эндотелиоцитов от токсичной сыворотки обнаружили, что прединкубация с хлоридом лития длительностью 1 час, в концентрации 1 ммоль/л предотвращала инактивацию (дефосфорилирование) GSK-3/1 и даже, наоборот, стимулировало ее фосфорилирование на временном интервале 1-4 часа после воздействия сыворотки.

Заключение. В результате проведенного исследования четко показали наличие протективного эффекта хлорида лития относительно монослоя эндотелиоцитов путем активации фосфорилирования GSK-3/1 (перевод фермента в неактивную форму). При этом воздействие хлорида лития имело выраженный дозозависимый характер начиная с концентрации 0,01 ммоль/л.

1. Baldessarini R.J., Tondo L., Davis P., Pompili M., Goodwin FK., Hennen J. Decreased risk of suicides and attempts during longterm lithium treatment: a meta-analytic review. Bipolar Disord. 2006; 8: 625-629. DOI: 10.1111/j.1399-5618.2006.00344.x. PMID: 17042835

2. Мороз В.В., Силачев Д.Н., Плотников Е.Ю., Зорова Л.Д., Певзнер И.Б., Гребенчиков ОА., Лихванцев В.В. Механизмы повреждения и защиты клетки при ишемии/реперфузии и экспериментальное обоснование применения препаратов на основе лития в анестезиологии. Общая реаниматология. 2013; 9 (1): 63-72. DOI: 10.15360/1813-9779-2013-1-63

3. Juhaszova M., Zorov D.B., Kim S.H., Pepe S., Fu Q., Fishbein K.W., Ziman B.D., WangS., Ytrehus K., Antos C.L., Olson E.N., SollottS.J. Glycogen synthase kinase-3beta mediates convergence of protection signaling to inhibit the mitochondrial permeability transition pore. J. Clin. Invest. 2004; 113 (11): 1535-1549. DOI: 10.1172/JCI19906. PMID: 15173880

4. Faghihi M., Mirershadi F, Dehpour A.R., Bazargan M. Preconditioning with acute and chronic lithium administration reduces ische-mia/reperfusion injury mediated by cyclooxygenase not nitric oxide synthase pathway in isolated rat heart. Eur. J. Pharmacol. 2008; 597: 57-63. DOI: 10.1016/j.ejphar.2008.08.010. PMID: 18789320

5. Гребенников О.А., Лобанов А.В., Шайхутдинова Э.Р., Кузовлев А.Н., Ершов АВ, Лихванцев В.В. Кардиопротекторные свойства хлорида лития на модели инфаркта миокарда у крыс. Патология кровообращения и кардиохирургия. 2019; 23 (2): 43-49. DOI: 10.21688/1681-3472-2019-2-43-49

6. ОстроваИ.В., Гребенников ОА., Голубева Н.В. Нейропротектив-ное действие хлорида лития на модели остановки сердца у крыс (экспериментальное исследование). Общая реаниматология. 2019; 15 (3): 73-82. DOI: 10.15360/1813-9779-2019-3-73-82

7. BalkR.A. Systemic inflammatory response syndrome (SIRS): Where did it come from and is it still relevant today? Virulence. 2014; 5 (1): 20-26. DOI: 10.4161/viru.27135. PMID: 24280933

8. Qin L, Wu X, Block M.L., Liu Y., Breese G.R., Hong J-S., Knapp D.J., Crews FT. Systemic LPS causes chronic neuroinflammation and progressive neurodegeneration. Glia. 2007; 55 (5): 453-462. DOI: 10.1002/glia.20467. PMID: 17203472

9. Alexa.nder J.J., Jacob A., Cunningham P, Hensley L., Quigg R.J. TNF is a key mediator of septic encephalopathy acting through its receptor, TNF receptor-1. Neurochem. Int. 2008; 52: 447-456. https://doi.org/10.1016/j.neuint.2007.08.006. PMID: 17884256

10. Parkos A., Colgan P, Madara J.L. Interaction of Neutrophils With Epithelial Cells: Lessons From the Intestine. J Am Soc Nephrol.1994; 5 (2): 138-152. PMID: 7993993

11. Feletou M., Vanhoutte P. Endothelial dysfunction: a multifaceted disorder. Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. 2006; 291 (3): H985-H1002. DOI: 10.1152/ajpheart.00292.2006. PMID: 16632549. PMID: 16632549

12. Hughes C.G., Pa.tel M.B., Pandharipande P.P. Pathophysiology of acute brain dysfunction: what’s the cause of all this confusion? Curr. Opin. Crit. Core.2012; 18 (5): 518-526. DOI: 10.1097/MCC.0b013e328357effa PMID: 22941208

13. Hirase T., Node K. Endothelial dysfunction as a cellular mechanism for vascular failure. Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. 2012; 302 (3): H499-H505. DOI: 10.1152/ajpheart.00325.2011. PMID: 22081698

14. Opal S., va.n derPoll T. Endothelial barrier dysfunction in septic shock. J. Intern. Med. 2014; 277 (3): 277-293. DOI: 10.1111/joim.12331. PMID: 25418337

15. Pearson T.A., Mensah GA.,AlexanderR.W.,AndersonJ.L., CannonR.O. 3rd, Criqui M., Fadl Y.Y., Fortmann S.P., Hong Y., Myers G.L., Rifai N., Smith S.C. Jr., Taubert K., Tracy R.P., Vinicor F; Centers for Disease Control a.nd Prevention; American Heart Association. Markers of inflammation and cardiovascular disease: application to clinical and public health practice: a statement for healthcare professionals from the centers for disease control and prevention and the American Heart Association. Circulation. 2003; 107 (3): 499-511. DOI: 10.1161/01.CIR.0000052939.59093.45. PMID: 12551878

16. Singer M., Deutschma.n C.S., Seymour C.W., Shankar-Hari M., Annane D, Bauer M., Bellomo R., Bernard G.R., Chiche J.D., Coopersmith C.M., Hotchkiss R.S., Levy M.M., Marshall J.C., Martin G.S., Opal S.M., Ru-benfeld G.D., va.n der Poll T., Vincent J.L., Angus D.C. The Third International Consensus definitions for Sepsis and Septic Shock (Sepsis-3). JAMA. 2016; 315 (8): 801-810. DOI: 10.1001/jama.2016.0287

17. Galkin I.I., Pletjushkina O.Y., Zinovkin RA., ZakharovaV.V., Birjukov I.S., ChernyakB.V., PopovaE.N. Mitochondria-targeted antioxidants prevent TNFa-induced endothelial cell damage. Biochemistry (Mosc). 2014; 79: 124-130. DOI: 10.1134/S0006297914020059

18. Pola.t G., Uga.n R.A., Cadirci E., Halici Z. Sepsis and Septic Shock: Current Treatment Strategies and New Approaches. Eurasian J Med. 2017; 49: 53-58. DOI: 10.5152/eurasianjmed.2017.17062. PMID: 28416934

19. Abello PA., Fidler S.A., Bulkley G.B., Buchman T.G. Antioxidants modulate induction of programmed endothelial cell death (apoptosis)by endotoxin. Arch Surg. 1994; 129 (2): 134-140. DOI: 10.1001/archsurg.1994.01420260030003. PMID: 8304825

20. Plotnikov E. Y, Babenko V.A., Pevzner I.B., Zorova L.D., Likhvantsev V.V., Zorova D.B. Nephroprotective effect of GSK-3beta inhibition by lithium ions and mu-opioid receptor agonist dalargin on gentamicin-induced nephrotoxicity. Toxicology Letters Journal. 2013; 220: 303-308. DOI: 10.1016/j.toxlet.2013.04.023

21. Борисов К.Ю., Мороз В.В., Гребенников О.А., Плотников Е.Ю., Ле-виков Д.И., Черпаков РА., Лихванцев В.В. Влияние пропофола на анестетическое прекондиционирование миокарда севофлураном в эксперименте. Общая реаниматология. 2013; 9 (4): 30-33. DOI: 10.15360/1813-9779-2013-4-30

22. Шевелев О.А., Петрова М.В., Саидов Ш.Х., Ходорович Н.А., Прад-хан П. Механизмы нейропротекции при церебральной гипотермии (обзор). Общая реаниматология. 2019; 15 (6): 94-114. DOI: 10.15360/1813-9779-2019-6-94-114