Аннотация
Цель исследования. Изучить влияние хлорида лития на эндотелиоциты в монослое in vitro под действием сывороток крови пациентов с синдромом системной воспалительной реакции (СВР) на фоне тяжелой сочетанной травмы.
Материалы и методы. При проведении исследования использовали токсичную сыворотку крови 5 больных с тяжелой сочетанной травмой. В контроле использовали сыворотку крови 5 практически здоровых доноров. В разных сериях эксперимента эндотелиальные клетки линии EA.hy926 инкубировали с сывороткой крови здорового человека (контроль) и пациентов с СВР на фоне тяжелой сочетанной травмы. К образцам клеток добавляли хлорид лития в конечных концентрациях 0,01; 0,1; 1; 10 ммоль/л. После инкубации клетки снимали раствором трипсина-версена, фиксировали 70% этанолом и окрашивали йодистым пропидием. Клетки, содержавшие фрагментированную геномную дезоксирибонуклеиновую кислоту, анализировали с помощью проточной цитофлуориметрии.
Результаты. Установлено, что токсичная сыворотка подавляла фосфорилирование киназы гликогенсинтазы 3β (GSK-3β) в эндотелиоцитах, а также вызывала расщепление Vascular endothelial (VE)-кадгерина, уменьшение количества клаудина и актина, инициируя разрушение межклеточных контактов эндотелиального монослоя и апоптоз эндотелиоцитов. Инкубация монослоя эндотелиоцитов с хлоридом лития в концентрации от 1 ммоль/л и выше практически полностью предотвращала разборку клаудина, актина и VE-кадгерина, а также более чем в 2 раза снижала интенсивность апоптоза эндотелиоцитов. Было обнаружено, что прединкубация с хлоридом лития в концентрации 1 ммоль/л не только предотвращала инактивацию GSK-3β, но и, наоборот, стимулировала ее фосфорилирование.
Заключение. Хлорид лития предотвращает разборку клаудина и VE-кадгерина в межклеточных контактах, уменьшает количество апоптотических клеток в монослое эндотелиальных клеток линии EA.hy926 под действием сыворотки крови пациентов с СВР на фоне тяжелой сочетанной травмы, что может свидетельствовать о протекторном эффекте препарата на эндотелиальный барьер. Результаты настоящей работы позволяют высказать предположение о том, что защитный эффект хлорида лития на эндотелий реализуется через фосфорилирование GSK-3β.
Библиографические ссылки
- Félétou M., Vanhoutte P. Endothelial dysfunction: a multifaceted disorder. Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. 2006; 291(3): H985т–H1002. DOI: 10.1152/ajpheart.00292.2006
- Ильина Я.Ю., Фот Е.В., Кузьков В.В., Киров М.Ю. Сепсис-индуцированное повреждение эндотелиального гликокаликса (обзор литературы). Вестник интенсивной терапии им. А.И. Салтанова. 2019; 2: 32–39. DOI: 10.21320/1818-474X-2019-2-32-39 [Ilyina Y.Y., Fot E.V, Kuzkov V.V., Kirov M.Y. Sepsis-induced damage to endothelial glycocalyx (literature review). Annals of Critical Care. 2019; 2: 32–9. (In Russ)]
- 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
- Hughes C.G., Patel M.B., Pandharipande P.P. Pathophysiology of acute brain dysfunction: what’s the cause of all this confusion? Curr. Opin. Crit. Care. 2012; 18(5): 518–526. DOI: 10.1097/MCC.0b013e328357effa
- Opal S., van der Poll T. Endothelial barrier dysfunction in septic shock. J. Intern. Med. 2014; 277(3): 277–293. DOI: 10.1111/joim.12331
- Pearson T.A., Mensah G.A., Alexander R.W. 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
- Juhaszova M., Zorov D.B, Yaniv Y., et al. Role of glycogen synthase kinase-3β in cardioprotection. Circ. Res. 2009; 104(11): 1240–1252. DOI: 10.1161/CIRCRESAHA.109.197996
- Мороз В.В., Силачев Д.Н., Плотников Е.Ю. и др. Механизмы повреждения и защиты клетки при ишемии/реперфузии и экспериментальное обоснование применения препаратов на основе лития в анестезиологии. Общая реаниматология. 2013; 9(1): 63. DOI: 10.15360/1813-9779-2013-1-63 [Moroz V.V., Silachev D.N., Plotnikov E.Yu., et al. Mechanisms of Cell Damage and Protection in Ischemia/Reperfusion and Experimental Rationale for the Use of Lithium-Based Preparations in Anesthesiology. General Reanimatology. 2013; 9(1): 63. (In Russ)]
- Острова И.В., Гребенчиков О.А., Голубева Н.В. Нейропротективное 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 [Ostrova I.V., Grebenchikov O.A., Golubeva N.V. Neuroprotective Effect of Lithium Chloride in Rat Model of Cardiac Arrest. General Reanimatology. 2019; 15(3): 73–82. (In Russ)]
- Гребенчиков О.А., Лобанов А.В., Шайхутдинова Э.Р. и др. 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 [Grebenchikov O.A., Lobanov A.V., Shaikhutdinova E.R., et al. Cardioprotective properties of lithium chloride in a rat model of myocardial infarction. Circulatory pathology and cardiac surgery. 2019; 23(2): 43–49. (In Russ)]
- American College of Chest Physicians/Society of Critical Care Medicine Consensus Conference: Definitions for sepsis and organ failure and guidelines for the use of innovative therapies in sepsis. Crit. Care Med. 1992; 20: 864−874.
- Romaschenko V.P., Zinovkin R.A., Galkin I.I., et al. Low Concentrations of Uncouplers of Oxidative Phosphorylation Prevent Inflammatory Activation of Endothelial Cells by Tumor Necrosis Factor. Biochemistry (Mosc). 2015; 80(5): 610–619. DOI: 10.1134/S0006297915050144
- Winn R.K., Harlan J.M. The role of endothelial cell apoptosis in inflammatory and immune diseases. J. Thrombosis and Haemostasis. 2005; 3(8): 1815–1824. DOI: 10.1111/j.1538-7836.2005.01378.x
- Bannerman D.D., Sathyamoorthy M., Goldblum S.E. Bacterial lipopolysaccharide disrupts endothelial monolayer integrity and survival signaling events through caspase cleavage of adherens junction proteins. J. Biol. Chem. 1998; 273: 35371–35380. DOI: 10.1074/jbc.273.52.35371
- Galkin I.I., Pletjushkina O.Y., Zinovkin R.A., et al. Mitochondria-targeted antioxidants prevent TNFα-induced endothelial cell damage. Biochemistry (Mosc). 2014: 79: 124–130. DOI: 10.1134/S0006297914020059
- Ramirez S.H., Fan S., Dykstra H., et al. Inhibition of Glycogen Synthase Kinase 3β Promotes Tight Junction Stability in Brain Endothelial Cells by Half-Life Extension of Occludin and Claudin-5. PLoS One. 2013; 8(2): e55972. DOI: 10.1371/journal.pone.0055972
- Plotnikov E.Y., Babenko V.A., Pevzner I.B., et al. Nephroprotective effect of GSK-3beta inhibition by lithium ions and mu-opioid receptor agonist dalargin on gentamicin-induced nephrotoxicity. Toxicology Letters J. 2013; 220: 303–308. DOI: 10.1016/j.toxlet.2013.04.023
- Abello P.A., 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
- Hoeflich K.P., Luo J., Rubie E.A., et al. Requirement for glycogen synthase kinase-3beta in cell survival and NF-kappaB activation. Nature. 2000; 406: 86–90. DOI: 10.1038/35017574
- Ghosh S., Hayden M.S. New regulators of NFkappaB in inflammation. Nat. Rev. Immunol. 2008; 8: 837–848. DOI: 10.1038/nri2423
- Martin M., Rehani K., Jope R.S., Michalek S.M. Toll-like receptor-mediated cytokine production is differentially regulated by glycogen synthase kinase 3. Nat. Immunol. 2005; 6: 777–784. DOI: 10.1038/ni1221
- Wang H.M., Zhang T., Li Q., et al. Inhibition of glycogen synthase kinase-3β by lithium chloride suppresses 6-hydroxydopamine-induced inflammatory response in primary cultured astrocytes. Neurochem. Int. 2013; 63: 345–353. DOI: 10.1016/j.neuint.2013.07.003
- Beurel E., Jope R.S. Glycogen synthase kinase-3 promotes the synergistic action of interferon-gamma on lipopolysaccharide-induced IL-6 production in RAW264.7 cells. Cell. Signalling. 2009; 21: 978–985. DOI: 10.1016/j.cellsig.2009.02.019
- Yang H.W., Hong H.L., Luo W.W., et al. mTORC2 facilitates endothelial cell senescence by suppressing Nrf2 expression via the Akt/GSK-3β/C/EBPα signaling pathway. Acta Pharmacol Sin. 2018; 39(12): 1837–1846. DOI: 10.1038/s41401-018-0079-6