surgumedВестник СурГУ. МедицинаVestnik SurGU. Meditsina2949-3447Сургутский государственный университет10.34822/2304-9448-2022-1-80-85surgumed-518Research ArticleМЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕLIFE SCIENCES. EXPERIMENTAL RESEARCHВЛИЯНИЕ АНЕСТЕТИКА СЕВОФЛУРАНА НА НЕЙТРОФИЛЫ ЧЕЛОВЕКАSEVOFLURANE EFFECT ON HUMAN NEUTROPHILShttps://orcid.org/0000-0002-5069-6080СтаростинД. О.StarostinD. O.

ассистентE-mail: starostin_daniil@mail.ru

Assistant ProfessorE-mail: starostin_daniil@mail.ru

https://orcid.org/0000-0001-9034-4912ДолгихВ. Т.DolgikhV. T.

заслуженный деятель науки РФ, доктор медицинских наук, профессорE-mail: prof_dolgih@mail.ru

Honored Worker of Science of the Russian Federation, Doctor of Sciences (Medicine), ProfessorE-mail: prof_dolgih@mail.ru

https://orcid.org/0000-0002-5930-0118КузовлевА. Н.KuzovlevA. N.

доктор медицинских наук, доцент наук

E-mail: artem_kuzovlev@mail.ru

Doctor of Sciences (Medicine), Associate ProfessorE-mail: artem_kuzovlev@mail.ru

https://orcid.org/0000-0001-9045-6017ГребенчиковО. А.GrebenchikovO. A.

доктор медицинских наук

E-mail: oleg.grebenchikov@yandex.ru

Doctor of Sciences (Medicine)

E-mail: oleg.grebenchikov@yandex.ru

НИИ общей реаниматологии им. В. А. Неговского Федерального научно-клинического центра реаниматологии и реабилитологии, МоскваРоссияV. A. Negovsky Research Institute of General Reanimatology, Federal Research and Clinical Center of Intensive Care Medicine and Rehabilitology, MoscowRussian Federation20220906202201 (51)8085Copyright © Старостин Д.О., Долгих В.Т., Кузовлев А.Н., Гребенчиков О.А., 20222022Старостин Д.О., Долгих В.Т., Кузовлев А.Н., Гребенчиков О.А.Starostin D.O., Dolgikh V.T., Kuzovlev A.N., Grebenchikov O.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.surgumed.ru/jour/article/view/518

Цель – изучить влияние севофлурана на функциональное состояние нейтрофилов в норме и патологии. Материалы и методы. Исследование провели на культуре нейтрофилов, выделенных из венозной крови доноров. Экспозицию нейтрофилов проводили с 0,5, 1,0 и 1,5 минимальной альвеолярной концентрацией севофлурана, оценивая влияние анестетика на их активацию. Интенсивность апоптоза оценивали с помощью аннексина V и йодистого пропидия. Активацию нейтрофилов липополисахаридом и пептидом хемотаксиса N-формил-метионин-лейцин-фенилаланина определяли по уровню экспрессии маркеров дегрануляции нейтрофилов – CD11b и CD66b, интерлейкина-1β, интерлейкина-6, интерлейкина-8 – и фосфорилированию гликоген-синтазы-киназы-3β. Статистическая обработка выполнялась с использованием математико-статистических методов расчета основных характеристик выборочных распределений (среднее арифметическое, стандартное отклонение, критерий Стьюдента, непараметрические методы) с использованием среды Windows и пакета компьютерной программы Statistica 10.0. Результаты. Инкубация нейтрофилов с липополисахаридом (200 нг/мл) и N-формил-метионин-лейцин-фенилаланином (100 нМ) статистически значимо повышала более чем в 2 раза экспрессию молекул CD11b и CD66b, а экспозиция севофлурана в дозе 1,5 минимальной альвеолярной концентрации снижала противовоспалительную активацию нейтрофилов под действием липополисахарида. Стимуляция нейтрофилов липополисахаридом сопровождалась дефосфорилированием гликогенсинтазинкиназа 3 бетта (GSK-3β), а экспозиция с 1,5 минимальной альвеолярной концентрации севофлурана – способствовала ее фосфорилированию. Отмечено, что фосфорилирование гликоген-синтазы-киназы-3β в нейтрофилах под действием севофлурана снижает экспрессию CD11b и CD66b.

The study aims to analyze the effect of sevoflurane on human neutrophils under normal and pathological conditions. Materials and methods. In the course of the research, the culture of neutrophils isolated from venous blood of donors was studied. The exposure of neutrophils was carried out with the minimal alveolar concentration of sevoflurane of 0.5, 1.0 and 1.5, evaluating the anesthetic effect on their activation. The apoptosisintensity was assessed using annexin V and propidium iodide. Neutrophils activation with lipopolysaccharide and chemotaxis peptide N-formyl-methionine-leucine-phenylalanine was determined by the level of expression of neutrophil degranulation markers CD11b and CD66b, interleukin-1β, interleukin-6, interleukin-8 and phosphorylation of glycogen synthase kinase-3β. The statistical processing was carried out using math-and-stats methods of calculation of the basic measures of sampling distribution (arithmetic average, standard deviation, Student criterion, nonparametric methods), using Windows and Statistica 10.0 package. Results. Neutrophilsincubation with lipopolysaccharide (200 ng/ml) and N-formyl-methionine-leucine-phenylalanine (100 nM) statistically doubled the expression of CD11b and CD66b molecules, but the exposure to sevoflurane at the minimal alveolar concentration dose of 1.5 reduced the anti-inflammatory activation of neutrophils under the influence of lipopolysaccharide. Stimulation of neutrophils with lipopolysaccharide was accompanied with dephosphorylation of GSK-3β, and the exposure to the minimal alveolar concentration of sevoflurane of 1.5 contributed to itsphosphorylation. It is noted that phosphorylation of GSK-3β in neutrophils reduces the expression of CD11b and CD66b under the influence of sevoflurane.

севофлураннейтрофилывоспалениеsevofluraneneutrophilsinflammationReferencesДолгих В. Т., Корпачева О. В., Ершов А. В. Патофизиология. В 2 т. Т. 2. Частная патофизиология. М. : Юрайт, 2020. 351 с.Долгих В. Т., Корпачева О. В., Ершов А. В. Патофизиология. В 2 т. Т. 2. Частная патофизиология. М. : Юрайт, 2020. 351 с.Пасечник А. В., Фролов В. А., Моисеева Е. Г., Илларионова Т. С., Мангасаров А. Г., Хоменко А. А., Гасс М. В., Фатхи Н. Ф. Анализ воспалительного процесса в параметрах функции нейтрофилов // Вестник РУДН. Сер.: Медицина. 2001. № 3. C. 33–36.Пасечник А. В., Фролов В. А., Моисеева Е. Г., Илларионова Т. С., Мангасаров А. Г., Хоменко А. А., Гасс М. В., Фатхи Н. Ф. Анализ воспалительного процесса в параметрах функции нейтрофилов // Вестник РУДН. Сер.: Медицина. 2001. № 3. C. 33–36.Балабекова М. К. Состояние иммунного статуса интактных крыс с асептическим воспалением: экспериментальное исследование // Вестник КазНМУ. 2010. № 5. С. 278–281.Балабекова М. К. Состояние иммунного статуса интактных крыс с асептическим воспалением: экспериментальное исследование // Вестник КазНМУ. 2010. № 5. С. 278–281.Образцов И. В., Годков М. А., Кулабухов В. В., Владимирова Г. А., Измайлов Д. Ю., Проскурина Е. В. Функциональная активность нейтрофилов при ожоговом сепсисе // Общая реаниматология. 2017. Т. 13, № 2. С. 40–51. DOI 10.15360/1813-9779-2017-2-40-51.Образцов И. В., Годков М. А., Кулабухов В. В., Владимирова Г. А., Измайлов Д. Ю., Проскурина Е. В. Функциональная активность нейтрофилов при ожоговом сепсисе // Общая реаниматология. 2017. Т. 13, № 2. С. 40–51. DOI 10.15360/1813-9779-2017-2-40-51.Гребенчиков О. А., Касаткина И. С., Каданцева К. К., Мешков М. А., Баева А. А. Влияние лития хлорида на активацию нейтрофилов под действием сыворотки пациентов с септическим шоком // Общая реаниматология. 2020. Т. 16, № 5. С. 45–55. DOI 10.15360/1813-9779-2020-5-45-55.Гребенчиков О. А., Касаткина И. С., Каданцева К. К., Мешков М. А., Баева А. А. Влияние лития хлорида на активацию нейтрофилов под действием сыворотки пациентов с септическим шоком // Общая реаниматология. 2020. Т. 16, № 5. С. 45–55. DOI 10.15360/1813-9779-2020-5-45-55.Serhan C. N., Levy B. D. Resolvins in Inflammation: Emergence of the Pro-Resolving Superfamily of Mediators // J Clin Invest. 2018. Vol. 128, Is. 7. P. 2657–2669. DOI 10.1172/JCI97943.Serhan C. N., Levy B. D. Resolvins in Inflammation: Emergence of the Pro-Resolving Superfamily of Mediators // J Clin Invest. 2018. Vol. 128, Is. 7. P. 2657–2669. DOI 10.1172/JCI97943.Beck-Schimmer B., Baumann L., Restin T. et al. Sevoflurane Attenuates Systemic Inflammation Compared with Propofol, but Does not Modulate Neuro-Inflammation: A Laboratory Rat Study // Eur J Anaesthesiol. 2017. Vol. 34, Is. 11. P. 764–775. DOI 10.1097/ EJA.0000000000000668.Beck-Schimmer B., Baumann L., Restin T. et al. Sevoflurane Attenuates Systemic Inflammation Compared with Propofol, but Does not Modulate Neuro-Inflammation: A Laboratory Rat Study // Eur J Anaesthesiol. 2017. Vol. 34, Is. 11. P. 764–775. DOI 10.1097/ EJA.0000000000000668.Koutsogiannaki S., Hou L., Babazada H. et al. The Volatile Anesthetic Sevoflurane Reduces Neutrophil Apoptosis via Fas Death Domain–Fas-Associated Death Domain Interaction // FASEB J. 2019. Vol. 33, Is. 11. P. 12668–12679. DOI 10.1096/fj.201901360R.Koutsogiannaki S., Hou L., Babazada H. et al. The Volatile Anesthetic Sevoflurane Reduces Neutrophil Apoptosis via Fas Death Domain–Fas-Associated Death Domain Interaction // FASEB J. 2019. Vol. 33, Is. 11. P. 12668–12679. DOI 10.1096/fj.201901360R.Rodríguez-González R., Baluja A., Veiras Del Río S. et al. Effects of Sevoflurane Postconditioning on Cell Death, Inflammation and TLR Expression in Human Endothelial Cells Exposed to LPS // J Transl Med. 2013. Vol. 11, Is. 1. P. 87. DOI 10.1186/1479-5876-11-87.Rodríguez-González R., Baluja A., Veiras Del Río S. et al. Effects of Sevoflurane Postconditioning on Cell Death, Inflammation and TLR Expression in Human Endothelial Cells Exposed to LPS // J Transl Med. 2013. Vol. 11, Is. 1. P. 87. DOI 10.1186/1479-5876-11-87.Schilling T., Kozian A., Senturk M. et al. Effects of Volatile and Intravenous Anesthesia on the Alveolar and Systemic Inflammatory Response in Thoracic Surgical Patients // Anesthesiology. 2011. Vol. 115, Is. 1. P. 65–74. DOI 10.1097/ALN.0b013e318214b9de.Schilling T., Kozian A., Senturk M. et al. Effects of Volatile and Intravenous Anesthesia on the Alveolar and Systemic Inflammatory Response in Thoracic Surgical Patients // Anesthesiology. 2011. Vol. 115, Is. 1. P. 65–74. DOI 10.1097/ALN.0b013e318214b9de.Hayes J. K., Havaleshko D. M., Plachinta R. V., Rich G. F. Isoflurane Pretreatment Supports Hemodynamics and Leukocyte Rolling Velocities in Rat Mesentery during Lipopolysaccharide-Induced Inflammation // Anesth Analg. 2004. Vol. 98, Is. 4. P. 999–1006. DOI 10.1213/01.ANE.0000104584.91385.1D.Hayes J. K., Havaleshko D. M., Plachinta R. V., Rich G. F. Isoflurane Pretreatment Supports Hemodynamics and Leukocyte Rolling Velocities in Rat Mesentery during Lipopolysaccharide-Induced Inflammation // Anesth Analg. 2004. Vol. 98, Is. 4. P. 999–1006. DOI 10.1213/01.ANE.0000104584.91385.1D.Braz M. G., Braz L. G., Barbosa B. S. et al. DNA Damage in Patients who Underwent Minimally Invasive Surgery under Inhalation or Intravenous Anesthesia // Mutat Res. 2011. Vol. 726, Is. 2. P. 251–254. DOI 10.1016/j.mrgentox.2011.09.00.Braz M. G., Braz L. G., Barbosa B. S. et al. DNA Damage in Patients who Underwent Minimally Invasive Surgery under Inhalation or Intravenous Anesthesia // Mutat Res. 2011. Vol. 726, Is. 2. P. 251–254. DOI 10.1016/j.mrgentox.2011.09.00.Park D. W., Jiang S., Liu Y. et al. GSK3β-Dependent Inhibition of AMPK Potentiates Activation of Neutrophils and Macrophages and Enhances Severity of Acute Lung Injury // Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol. 2014. Vol. 307, Is. 10. P. 735–745. DOI 10.1152/ajplung.00165.2014.Park D. W., Jiang S., Liu Y. et al. GSK3β-Dependent Inhibition of AMPK Potentiates Activation of Neutrophils and Macrophages and Enhances Severity of Acute Lung Injury // Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol. 2014. Vol. 307, Is. 10. P. 735–745. DOI 10.1152/ajplung.00165.2014.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.