УДК

612.112.94:[577.121.7+577.121.2]

DOI

10.37482/2687-1491-Z250

Сведения об авторах

Ольга Владимировна Зубаткина* ORCID: https://orcid.org/0000-0002-5039-2220
*Федеральный исследовательский центр комплексного изучения Арктики имени академика Н.П. Лаверова Уральского отделения Российской академии наук (Архангельск, Россия)

Аннотация

Вещества низкой и средней молекулярной массы (ВНиСММ) и олигопептиды (ОП) представляют собой пул гетерогенных молекул, образующихся в ходе метаболических процессов. На сегодняшний день установлена роль этих веществ в развитии метаболических сдвигов при различных гомеостатических изменениях, накоплены данные об участии отдельных веществ пула молекул средней массы в регуляции путей метаболизма. С учетом того, что активность метаболизма лимфоцитов и их способность к метаболическому перепрограммированию имеют решающее значение на всех этапах иммунного реагирования, определение внутриклеточного пула молекул средней массы позволяет получить представление о состоянии метаболизма лимфоцитов. Цель работы – изучение спектральных особенностей пула низко- и среднемолекулярных веществ лимфоцитов периферической крови и характера взаимосвязи их количественных показателей с внутриклеточными регуляторами иммунометаболизма. Материалы и методы. Исследовалась лимфоцитарная фракция венозной крови людей, проживающих на Европейском Севере России. В клеточном лизате лимфоцитов методом твердофазного иммуноферментного анализа определялось содержание регуляторов гликолиза (HIF-1α) и митохондриальных процессов (SIRT3) для оценки уровня активности клеточного метаболизма. В супернатантах лимфоцитов с помощью двухлучевого спектрофотометра регистрировалась оптическая плотность ВНиСММ в диапазоне длин волн 224–304 нм, строилась спектральная кривая, и рассчитывалась площадь под кривой. Концентрация ОП определялась фотометрическим методом на длине волны 750 нм. Вычислялся коэффициент корреляции Спирмена для анализа взаимосвязей между определяемыми показателями. Результаты. Впервые проведена регистрация и определены особенности спектрограмм ВНиСММ супернатантов лимфоцитов периферической крови. Установлено, что между концентрацией регулятора гликолиза HIF-1α и содержанием ВНиСММ и ОП в лимфоцитах имеются корреляционные взаимосвязи средней силы противоположной направленности. Выявлено согласованное изменение индекса иммунологической реактивности, соотношения HIF-1α/SIRT3 и содержания ВНиСММ. Внутриклеточное содержание ВНиСММ может служить информативным неспецифическим критерием, позволяющим в экспресс-режиме оценить метаболическую активность лимфоцитов периферической крови, изменение которой отражается в профиле спектральной кривой, что позволяет проводить визуальный контроль.

Ключевые слова

лимфоциты, вещества низкой и средней молекулярной массы, олигопептиды, сиртуин 3, индуцируемый гипоксией фактор 1α, иммунометаболизм

Список литературы

1. Малахова М.Я. Методы биохимической регистрации эндогенной интоксикации (сообщение первое) // Эфферент. терапия. 1995. Т. 1, No 1. С. 61–64.
2. Малахова М.Я., Зубаткина О.В. Методы верификации донозологических состояний организма // Эфферент. терапия. 2006. Т. 12, No 1. С. 43–50.
3. Винокуров М.М., Савельев В.В., Хлебный Е.С., Кершенгольц Б.М. Клиническое значение комплексной оценки уровня эндогенной интоксикации у больных в инфекционной фазе панкреонекроза // Дальневост. мед. журн. 2011. No 2. С. 21–24.
4. Нургалеева Е.А., Еникеев Д.А., Фаршатова Е.Р., Нагаева Л.В., Александров М.А. Роль эндотоксикоза постреанимационного периода, цитокинового профиля, уровня гликозаминогликанов в механизмах повреждения легочной ткани // Астрахан. мед. журн. 2012. Т. 7, No 3. С. 90–94.
5. Прокофьева Т.В., Полунина О.С., Воронина Л.П., Полунина Е.А., Севостьянова И.В. Прогностическое значение молекул средней массы у больных хронической обструктивной болезнью легких // Acta Biomedica Scientifica. 2022. Т. 7, No 6. С. 34–44. https://doi.org/10.29413/ABS.2022-7.6.4
6. Cohen G. Immune Dysfunction in Uremia 2020 // Toxins (Basel). 2020. Vol. 12, No 7. Art. No 439. https://doi.org/10.3390/toxins12070439
7. Wagstaff E.L., Heredero Berzal A., Boon C.J.F., Quinn P.M.J., Ten Asbroek A.L.M.A., Bergen A.A. The Role of Small Molecules and Their Effect on the Molecular Mechanisms of Early Retinal Organoid Development // Int. J. Mol. Sci. 2021. Vol. 22, No 13. Art. No 7081. https://doi.org/10.3390/ijms22137081
8. Mansouri M., Fussenegger M. Small-Molecule Regulators for Gene Switches to Program Mammalian Cell Behaviour // Chembiochem. 2024. Vol. 25, No 6. Art. No e202300717. https://doi.org/10.1002/cbic.202300717
9. Matias M.I., Yong C.S., Foroushani A., Goldsmith C., Mongellaz C., Sezgin E., Levental K.R., Talebi A., Perrault J., Rivière A., Dehairs J., Delos O., Bertand-Michel J., Portais J.-C., Wong M., Marie J.C., Kelekar A., Kinet S., Zimmermann V.S., Levental I., Yvan-Charvet L., Swinnen J.V., Muljo S.A., Hernandez-Vargas H., Tardito S., Taylor N., Dardalhon V. Regulatory T Cell Differentiation Is Controlled by αKG-Induced Alterations in Mitochondrial Metabolism and Lipid Homeostasis // Cell Rep. 2021. Vol. 37, No 5. Art. No 109911. https://doi.org/10.1016/j.celrep.2021.109911
10. Hao F., Tian M., Wang H., Li S., Wang X., Jin X., Wang Y., Jiao Y., Tian M. Exercise-Induced β-Hydroxybutyrate Promotes Treg Cell Differentiation to Ameliorate Colitis in Mice // FASEB J. 2024. Vol. 38, No 4. Art. No e23487. https://doi.org/10.1096/fj.202301686RR
11. Merry T.L., Chan A., Woodhead J.S.T., Reynolds J.C., Kumagai H., Kim S.-J., Lee C. Mitochondrial-Derived Peptides in Energy Metabolism // Am. J. Physiol. Endocrinol. Metab. 2020. Vol. 319, No 4. Р. E659–E666. https://doi.org/10.1152/ajpendo.00249.2020
12. de Araujo C.B., Heimann A.S., Remer R.A., Russo L.C., Colquhoun A., Forti F.L., Ferro E.S. Intracellular Peptides in Cell Biology and Pharmacology // Biomolecules. 2019. Vol. 9, No 4. Art. No 150. https://doi.org/10.3390/biom9040150
13. Lyapina I., Ivanov V., Fesenko I. Peptidome: Chaos or Inevitability // Int. J. Mol. Sci. 2021. Vol. 22, No 23. Art. No 13128. https://doi.org/10.3390/ijms222313128
14. Khan S., Basu S., Raj D., Lahiri A. Role of Mitochondria in Regulating Immune Response During Bacterial Infection // Int. Rev. Cell Mol. Biol. 2023. Vol. 374. P. 159–200. https://doi.org/10.1016/bs.ircmb.2022.10.004
15. Ferro E.S., Rioli V., Castro L.M., Fricker L.D. Intracellular Peptides: From Discovery to Function // EuPA Open Proteom. 2014. Vol. 3. P. 143–151. https://doi.org/10.1016/j.euprot.2014.02.009
16. Rangel Rivera G.O., Knochelmann H.M., Dwyer C.J., Smith A.S., Wyatt M.M., Rivera-Reyes A.M., Thaxton J.E., Paulos C.M. Fundamentals of T Cell Metabolism and Strategies to Enhance Cancer Immunotherapy // Front. Immunol. 2021. Vol. 12. Art. No 645242. https://doi.org/10.3389/fimmu.2021.645242
17. Chapman N.M., Chi H. Metabolic Adaptation of Lymphocytes in Immunity and Disease // Immunity. 2022. Vol. 55, No 1. Р. 14–30. https://doi.org/10.1016/j.immuni.2021.12.012
18. Taylor C.T., Scholz C.C. The Effect of HIF on Metabolism and Immunity // Nat. Rev. Nephrol. 2022. Vol. 18, No 9. P. 573–587. https://doi.org/10.1038/s41581-022-00587-8
19. Zhou L., Pinho R., Gu Y., Radak Z. The Role of SIRT3 in Exercise and Aging // Cells. 2022. Vo l. 11, No 16. Art. No 2596. https://doi.org/10.3390/cells11162596
20. Гребенникова И.В., Лидохова О.В., Макеева А.В., Бердников А.А., Савченко А.П., Блинова Ю.В., Воронцова З.А. Гематологические индексы при COVID-19: ретроспективное исследование // Вестн. новых мед. технологий. Электрон. изд. 2022. Т. 16, No 6. С. 87–91. https://doi.org/10.24412/2075-4094-2022-6-3-5
21. Губкина Л.В., Самодова А.В., Добродеева Л.К. Балашова С.Н., Пашинская К.О. Особенности клеточных и гуморальных иммунных реакций у жителей Европейского Севера и Арктики // Якут. мед. журн. 2022. No 4 (80). С. 87–90. https://doi.org/10.25789/YMJ.2022.80.23
22. Huang X., Zhao L., Peng R. Hypoxia-Inducible Factor 1 and Mitochondria: An Intimate Connection // Biomolecules. 2022. Vol. 13, No 1. Art. No 50. https://doi.org/10.3390/biom13010050
23. Ma X., Dong Z., Liu J., Ma L., Sun X., Gao R., Pan L., Zhang J., A D., An J., Hu K., Sun A., Ge J. β-Hydroxybutyrate Exacerbates Hypoxic Injury by Inhibiting HIF-1α-Dependent Glycolysis in Cardiomyocytes – Adding Fuel to the Fire // Cardiovasc. Drugs Ther. 2022. Vol. 36, No 3. Р. 383–397. https://doi.org/10.1007/s10557-021-07267-y
24. Zhang H., Tang K., Ma J., Zhou L., Liu J., Zeng L., Zhu L., Xu P., Chen J., Wei K., Liang X., Lv J., Xie J., Liu Y., Wan Y., Huang B. Ketogenesis-Generated β-Hydroxybutyrate Is an Epigenetic Regulator of CD8+ T-Cell Memory Development // Nat. Cell Biol. 2020. Vol. 22, No 1. Р. 18–25. https://doi.org/10.1038/s41556-019-0440-0
25. Chen H., Liu J., Chen M., Wei Z., Yuan J., Wu W., Wu Z., Zheng Z., Zhao Z., Lin Q., Liu N. SIRT3 Facilitates Mitochondrial Structural Repair and Functional Recovery in Rats After Ischemic Stroke by Promoting OPA1 Expression and Activity // Clin. Nutr. 2024. Vol. 43, No 7. Р. 1816–1831. https://doi.org/10.1016/j.clnu.2024.06.001