DNA Damages and White Blood Cell Death Processes in Victims with Severe Injury
General Reanimatology
View Archive Info| Field | Value | |
| Title |
DNA Damages and White Blood Cell Death Processes in Victims with Severe Injury
ПОВРЕЖДЕНИЯ ДНК И ПРОЦЕССЫ КЛЕТОЧНОЙ ГИБЕЛИ ЛЕЙКОЦИТОВ У ПОСТРАДАВШИХ С ТЯЖЕЛОЙ ТРАВМОЙ |
|
| Creator |
V. Moroz V.; V. A. Negovsky Research Institute of General Reanimatology, Moscow
E. Myagkova A.; V. A. Negovsky Research Institute of General Reanimatology, Moscow A. Zhanataev K.; V. V. Zakusov Research Institute of Pharmacology, Moscow G. Ryabov A.; V. A. Negovsky Research Institute of General Reanimatology, Moscow D. Ostapchenko A.; V. A. Negovsky Research Institute of General Reanimatology, Moscow A. Durnev D.; V. V. Zakusov Research Institute of Pharmacology, Moscow V. Reshetnyak I.; V. A. Negovsky Research Institute of General Reanimatology, Moscow В. Мороз В.; НИИ общей реаниматологии им. В. А. Неговского, Москва Е. Мягкова А.; НИИ общей реаниматологии им. В. А. Неговского, Москва А. Жанатаев К.; Научно-исследовательский институт фармакологии им. В. В. Закусова, Москва Г. Рябов А.; НИИ общей реаниматологии им. В. А. Неговского, Москва Д. Остапченко А.; НИИ общей реаниматологии им. В. А. Неговского, Москва А. Дурнев Д.; Научно-исследовательский институт фармакологии им. В. В. Закусова, Москва В. Решетняк И.; НИИ общей реаниматологии им. В. А. Неговского, Москва |
|
| Subject |
massive blood loss; hypoxia; DNA damages; leukocytes; apoptosis; necrosis; DNA comets
массивная кровопотеря; гипоксия; ДНК повреждения; лейкоциты; апоптоз; некроз; ДНКкометы |
|
| Description |
Objective. To study the mechanisms of posttraumatic changes in the blood cells, by investigating DNA damages associat ed with hypoxia caused by massive blood loss (BL) in severe injury.Subjects and methods. Ninetyfive patients aged 40.6±16.5 years (from 20 to 79 years) who had sustained severe mechanical injury with different BL volumes (BLV) (from 100 to 4000 ml) and hemodynamic disorders were examined to study DNA damages and white blood cell necrotic and apop totic processes. In terms of the victims' weight, the mean BL was 21.5±16.5 ml/kg (from 1.4 to 61.5 ml/kg). The victimswere divided into 4 groups according to BLV: 1) 26 victims whose BLV was less than 750 ml (5.93±2.41 ml/kg) (grade I BL); 2) 23 victims whose BLV was 750—1500 ml (11.5±1.5 ml/kg) (grade 2 BL); 3) 23 victims whose BLV was 1500—2000 ml (23.8±4.0 ml/kg) (grade 3 BL); 4) 23 victims whose BLV was over 2000 ml (45.6±10.1 ml/kg) (grade 4 BL), according to the type of injury: 1) severe skeletal injury (SSI) (n=17); 2) brain injury (BI) (n=43); 3) a concurrence of SSI and BI (SSI+BI) (n=35); according to the development of infectious complications: 1) 69 victims who developed infectious com plications on days 5—7 postinjury; 2) 26 victims who did not. To evaluate the impact of hypoxia on DNA damages, white blood cell apoptotic and necrotic processes, the victims were divided into 2 groups: 1) hypoxia (18 of the 95 victims who had 4 altered indicators, such as capillary blood pO2, plasma lactate levels, pH, and BE); 2) no hypoxia (10 of the 95 victims whose indicators were within the normal range). DNA damages and necrotic and apoptotic changes in the white blood cells were assessed by the DNA comet assay. The plasma concentration of extracellular DNA was fluorometrically determined using a QuantiTTM HS DNA Assay Kit (Invitrogen, USA). That of 8hydroxy2deoxyguanosine was estimated by enzyme immunoassay employing an 8hydroxy2deoxyGuanosine EIA Kit (Cayman Chemical, USA). The levels of cas pase3, caspase9, superoxide dismutase, and sAPO1/FAS were measured by enzyme immunoassay using test systems(Bender MedSystems, Austria).Results. There were significantly higher plasma levels of free DNA in the victims than in the controls throughout the followup, which is due to its exit from the cells damaged from tissue injury. In the first two weeks after injury, there were increases in DNA damages and white blood cell alteration processes by a necrotic and apoptotic mechanism in the victims with different types of injury, which may be associated with the active participation of leuko cytes in the processes of cellular breakdown product removal in the tissues damaged during injury and the in those of prevention of infectious complications. In the victims, white blood cell alteration in the necrotic pathway does not depend on BLV and hypoxia degree while that in the apoptotic pathway showed a relationship of leukocyte alteration to hypoxia in these patients. The sum of the values of necrotic DNA comets, apoptotic DNA comets, and single and doublestrand breaks on day 3 postinjury may serve as a predictor of the likely development of infectious complications in victims with injury, blood loss, and marked hypoxia. There were differences in the levels of DNA damages and white blood cell apoptosis and necrosis in the victims with BI and SSI. The injury victims showed a threefold decrease in plasma 8hydroxy2 deoxyguanosine concentrations, which was accompanied and, possibly, caused by an increase in the amount of superoxide dismutase.Conclusion. There was a relationship between the degree of DNA damages, apoptosis, and necrosis in the white blood cells of victims with injury and hypoxiainduced blood loss.
Цель исследования. Изучить механизмы развития посттравматических изменений в клетках крови путем исследования ДНКповреждений, связанных с гипоксией, вызванной массивной кровопотерей при тяжелой травме.Материалы и методы. Для исследования ДНКповреждений, процессов некроза и апоптоза белых клеток крови было обследовано 95 больных в возрасте 40,6±16,5 лет (от 20 до 79 лет), перенесших тяжелую механическую травму с различными объемами потери крови (от 100 до 4000 мл) и нарушениями гемодинамики. Среднее значение потери крови (ПК) с учетом веса пострадавших составило 21,5±16,5 мл/кг (от 1,4 до 61,5 мл/кг). Пострадавшие были разделены в зависимости от объема потери крови на четыре группы: КП I СТ (кровопотеря I степени тяжести) — 26 пострадавших, объем потери крови (ОПК) составил меньше 750 мл (5,93±2,41 мл/кг); КП II СТ — 23 пострадавших, ОПК составил 750—1500 мл (11,5±1,5 мл/кг); КП III СТ — 23 пострадавших, ОПК составил 1500—2000 мл (23,8±4,0 мл/кг);КП IV СТ (кровопотеря IV степени тяжести) — 23 пострадавших, ОПК составил более 2000 мл (45,6±10,1 мл/кг); в зависимости от вида травмы: ТСТ (тяжелая скелетная травма) — 17 пострадавших, ЧМТ (черепномозговая травма) — 43 пострадавших, ТСТ+ЧМТ (сочетание тяжелой скелетной и черепномозговой травм) — 35 пострадавших. В зависимости от развития инфекционных осложнений: инфекция «+» — 69 пострадавших у которых на 5—7е сутки после травмы развились инфекционные осложнения; инфекции «» — 26 пострадавших. Для оценки влияния гипоксии на ДНКповреждения, процессы апоптоза и некроза белых клеток крови общая группа пострадавших с травмой была разделена на 2 группы: гипоксия «+» — 18 пострадавших; гипоксии «» — 10 пострадавших, у которых при поступлении в реаниматологическое отделение все 4 показателя (рО2 в капиллярной крови, уровень лактата, рН и ВЕ плазмы крови) были в пределах нормы. ДНКповреждения, некротические и апоптотические изменения в белых клетках крови оценивали методом ДНКкомет. Концентрацию внеклеточной ДНК в плазме крови определяли флуориметрически, с использованием набора QuantiT™ HS DNA Assay Kit (Invitrogen, США). Содержание 8гидрокси2дезоксигуанозина в плазме крови определяли с помощью иммуноферментного метода с использованием набора 8hydroxy 2deoxyGuanosine EIA Kit (Cayman Chemical, США). Содержание каспазы3, каспазы9, супероксиддисмутазы и sAPO1/FAS определяли с помощью иммуноферментного метода с использованием тестсистем фирмы Bender MedSystems (Австрия).Результаты. Выявлено повышение содержания свободной ДНК в плазме крови пострадавших относительно контроля на протяжении всего периода наблюдения, что обусловлено ее поступлением из клеток, поврежденных в результате травмы тканей. В первые две недели после травмы отмечено увеличение ДНКповреждений и усиление процессов гибели белых клеток крови по некротическому и апоптотическому механизму у пострадавших с различными видами травмы, что, возможно, связано с активным участием лейкоцитов в процессах удаления продуктов клеточного распада поврежденных в результате травмы тканей и предупреждения развития инфекционных осложнений. Гибель белых клеток крови у пострадавших с травмой по некротическому пути не зависит от объема потери крови и степени гипоксии, в то время как по апоптотическому механизму выявлена интенсивность гибели лейкоцитов у этих больных от гипоксии. Вероятность развития инфекционных осложнений у пострадавших с травмой при кровопотере и гипоксии определяется количеством некротических ДНКкомет и значениями интегрального показателя на 3й день после травмы. Количество апоптотических ДНКкомет белых клеток крови в первый день после травмы зависит от объема потери крови и степени гипоксии. Не выявлено зависимости инфекционных осложнений у пострадавших с травмой от количества апоптотических ДНКкомет в 1й день после травмы. Выявлены различия в уровнях ДНК повреждений, апоптоза и некроза в белых клетках крови у пострадавших с ЧМТ и ТСТ. Массивные повреждения костей и тканей при тяжелой сочетанной травме сопровождается более выраженными изменениями ДНК повреждений в первую неделю после травмы и постепенным снижением показателей ДНКповреждений — во вторую неделю. Выявлено трехкратное снижение концентрации 8гидрокси2дезоксигунозина в плазме крови пострадавших с травмой, сопровождающееся и, возможно, обусловленное, увеличением количества супероксиддисмутазы.Заключение. Выявлена зависимость выраженности ДНКповреждений, апоптоза и некроза от гипоксии, а также развитие инфекционных осложнений у пострадавших с гипоксией, вызванной массивной кровопотерей при тяжелой травме. |
|
| Publisher |
FSBI "SRIGR" RAMS
|
|
| Contributor |
—
— |
|
| Date |
2014-08-26
|
|
| Type |
info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion Рецензированная статья |
|
| Format |
application/pdf
application/pdf |
|
| Identifier |
http://www.reanimatology.com/rmt/article/view/1409
10.15360/1813-9779-2014-4-11-36 |
|
| Source |
General Reanimatology; Том 10, № 4 (2014); 11-36
Общая реаниматология; Том 10, № 4 (2014); 11-36 2411-7110 1813-9779 10.15360/1813-9779-2014-4 |
|
| Language |
rus
eng |
|
| Relation |
http://www.reanimatology.com/rmt/article/view/1409/841
http://www.reanimatology.com/rmt/article/view/1409/842 |
|
| Rights |
Authors who publish with this journal agree to the following terms:Authors retain copyright and grant the journal right of first publication, with the work 6 month after publication simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution License that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in this journal.Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgement of its initial publication in this journal.
Авторы, публикующие статьи в данном журнале, соглашаются на следующее:Авторы сохраняют за собой автороские права и предоставляют журналу право первой публикации работы, которая по истечении 6 месяцев после публикации автоматически лицензируется на условиях Creative Commons Attribution License , которая позволяет другим распространять данную работу с обязательным сохранением ссылок на авторов оригинальной работы и оригинальную публикацию в этом журнале.Авторы имеют право размещать их работу в сети Интернет (например в институтском хранилище или персональном сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению и большему количеству ссылок на данную работу (См. The Effect of Open Access). |
|