BACKGROUND: In the South Ural region of Russia, the group of ITTB and TBE occupies the leading rank positions in the structure of infections that are ecologically associated with ixodic ticks. At the present stage, studies aimed at studying non-specific pathological biochemical processes that determine the degree of oxidative damage to cell membranes and organelle membranes, the reactivity of the body, its reserve-adaptive potential under the influence of a number of endogenous and exogenous factors are becoming particularly relevant. One of the most significant metabolic processes of this kind is the free radical oxidation of lipids and the oxidative modification of proteins.
AIMS: To give a clinical and epidemiological characteristic and to study the role of oxidative stress in the pathogenesis of various clinical forms of tick-borne infections in an endemic region (on the example of the Chelyabinsk region).
MATERIAL AND METHODS: The study was conducted at the clinical base of the Department of Infectious Diseases of the Southern State Medical University in the MAUZ GKB No. 8 in Chelyabinsk. The study randomly included 105 patients with tick-borne encephalitis, ixodic tick-borne borreliosis and mixed infection who were hospitalized in the hospital in the period from May to October 2018–2019. The diagnosis was verified by standard immunological methods (ELISA). Modern molecular genetic methods (PCR-RV) were used in the etiological diagnosis of ICD. Material for the study: leukocyte fraction and blood serum. The content of carbonyl products of oxidative modification of proteins was estimated by their reaction with 2.4-dinitrophenylhydrazine, followed by spectrophotometric registration of the interaction products-dinitrophenylhydrazones. When determining the content of primary and secondary products of lipid peroxidation, a method based on the phenomenon of rearrangement of double bonds into diene conjugates during the peroxidation of polyunsaturated fatty acids was used. Statistical processing of the obtained results was carried out by standard methods of nonparametric statistics using the Statistica 8.0 for Windows software package.
RESULTS: In the structure of infections transmitted by ixodic ticks, ixodic tick-borne borreliosis was most often registered (50.5%), tick-borne encephalitis was observed in 44.8% of cases, mixed infection ― in 4.7%. Borrelia miyamotoi DNA was detected by PCR-RV in 8.6% of biological samples (blood serum, leukocyte fraction). When analyzing the results of oxidative modification of proteins and lipid peroxidation, a reliable picture of oxidative stress is observed, which is more pronounced in patients with ixodic tick-borne borreliosis.
CONCLUSION: The revealed changes in the study of oxidative stress in patients with tick-borne encephalitis and ixodic tick-borne borreliosis not only indicate the prospects of developing new approaches to the pathogenetic therapy of tick-borne infections, providing for the use of antioxidants in complex therapy, but also suggest a greater effectiveness of direct-acting lipophilic antioxidants that limit diene conjugation, and thereby prevent the accumulation of secondary cytotoxic products of lipid peroxidation.
Обоснование. В Южно-Уральском регионе России в структуре инфекций, экологически связанных с иксодовыми клещами, ведущие ранговые позиции занимают группа иксодовых клещевых боррелиозов и клещевой энцефалит. На современном этапе особую актуальность приобретают исследования по изучению неспецифических патологических биохимических процессов, определяющих степень окислительного повреждения клеточных мембран и мембран органелл, реактивность организма, его резервно-адаптационный потенциал под действием целого ряда эндогенных и экзогенных факторов, при этом наиболее значимыми метаболическими процессами являются свободнорадикальное окисление липидов и окислительная модификация белков.
Цель исследования ― дать клинико-эпидемиологическую характеристику и изучить роль окислительного стресса в патогенезе различных клинических форм клещевых инфекций (иксодовые клещевые боррелиозы, клещевой энцефалит, микст-инфекции) в эндемичном регионе (на примере Челябинской области).
Материал и методы. Исследование проводилось на клинической базе кафедры инфекционных болезней ФГБОУ ВО ЮУГМУ в МАУЗ ГКБ № 8 (Челябинск). В рандомном порядке в исследование включены 105 больных клещевым энцефалитом, иксодовыми клещевыми боррелиозами и микст-инфекцией, госпитализированных в стационар в период с мая по октябрь 2018–2019 гг. Диагноз верифицирован стандартным иммунологическим методом (иммуноферментный анализ). В этиологической диагностике иксодовых клещевых боррелиозов использованы современные молекулярно-генетические методы (полимеразная цепная реакция в режиме реального времени). Материалом для исследования служили лейкоцитарная фракция и сыворотка крови. Содержание карбонильных продуктов окислительной модификации белков оценивали по их реакции с 2,4-динитрофенилгидразином с последующей спектрофотометрической регистрацией продуктов взаимодействия ― динитрофенилгидразонов. При определении содержания первичных и вторичных продуктов перекисного окисления липидов использован метод, основанный на феномене перегруппировки двойных связей в диеновые конъюгаты при переокислении полиненасыщенных жирных кислот. Статистическую обработку полученных результатов проводили стандартными методами непараметрической статистики с использованием пакета прикладных компьютерных программ Statistica 8.0 for Windows.
Результаты. В структуре инфекций, передающихся иксодовыми клещами, наиболее часто регистрировался иксодовый клещевой боррелиоз (50,5%), клещевой энцефалит наблюдался в 44,8% случаев, микст-инфекция ― в 4,7%. Методом полимеразной цепной реакции в режиме реального времени в 8,6% биологических проб (сыворотка крови, лейкоцитарная фракция) была детектирована ДНК Borrelia miyamotoi. При анализе результатов окислительной модификации белков и перекисного окисления липидов наблюдается достоверная картина окислительного стресса, в большей степени выраженная у больных иксодовым клещевым боррелиозом.
Заключение. Выявленные изменения при изучении окислительного стресса у больных клещевым энцефалитом и иксодовым клещевым боррелиозом не только указывают на перспективность разработки новых подходов к патогенетической терапии клещевых инфекций с применением антиоксидантов в комплексной терапии, но и позволяют предположить эффективность липофильных антиоксидантов прямого действия, ограничивающих диеновую конъюгацию и тем самым препятствующих накоплению вторичных цитотоксических продуктов перекисного окисления липидов.