Preview

Бюллетень сибирской медицины

Расширенный поиск

Роль нейтрофилов в патогенезе ишемического инсульта

https://doi.org/10.20538/1682-0363-2021-3-152-160

Полный текст:

Аннотация

Актуальность. Иммунные реакции и воспалительный процесс играют важную роль в патогенезе ишемического инсульта.
Цель. На основании научных публикаций проанализировать вовлеченность нейтрофилов в патогенез ишемического инсульта.
Результаты. Обобщены данные о вкладе нейтрофильных гранулоцитов в развитие локального асептического воспаления и вторичного повреждения мозга при остром инсульте. Обсуждены механизмы влияния нейтрофилов на процесс тромбообразования, образование нейтрофильных внеклеточных ловушек (нетоз), высвобождение протеаз и прямое взаимодействие с тромбоцитами с образованием лейкоцитарно-тромбоцитарных агрегатов. Приведены имеющиеся сведения об эффективности реперфузионной терапии, а также ассоциации изменений активности нейтрофилов с развитием инфекционных осложнений инсульта. Представлены данные исследований о вкладе нейтрофилов в атерогенез, являющийся одним из важнейших этиологических факторов ишемического инсульта. Показано, что участие нейтрофилов в патогенезе ишемического инсульта связано с реализацией их секреторных, регуляторных, фагоцитарных функций и с нетозом.
Заключение. Установлено, что нейтрофилы принимают активное участие в патогенезе ишемического инсульта и модулируют ответ на лечение.

Об авторах

И. И. Долгушин
Южно-Уральский государственный медицинский университет (ЮУГМУ)
Россия

 д-р мед. наук, профессор, академик РАН, заслуженный деятель науки РФ, зав. кафедрой микробиологии, вирусологии, иммунологии и клинической лабораторной диагностики, директор НИИ иммунологии 

Россия, 454092, г. Челябинск, ул. Воровского, 64



З. З. Зарипова
Челябинская областная клиническая больница (ЧОКБ)
Россия

 невролог

Россия, 454048, г. Челябинск, ул. Воровского, 70



М. И. Карпова
Южно-Уральский государственный медицинский университет (ЮУГМУ)
Россия

 д-р мед. наук, зав. кафедрой нервных болезней

Россия, 454092, г. Челябинск, ул. Воровского, 64



Список литературы

1. Виленский Б.С. Инсульт – современное состояние проблемы. Неврологический журнал. 2008; 13 (2): 1–11.

2. Wolf P.A., D’Agostino R.B., O’Neal M.A., Sytkowski P., Kase C.S., Belanger A., Kannel W.B. Secular trends in stroke incidence and mortality the Framingham Study. Stroke. 1992; 23 (11): 1551–1555. DOI: 10.1161/01.str.23.11.1551.

3. Katzan I.L., Cebul R.D., Husak S.H., Dawson N.V., Baker D.W. The effect of pneumonia on mortality among patients hospitalized for acute stroke. Neurology. 2003; 60 (4): 620–625. DOI: 10.1212/01.wnl.0000046586.38284.60.

4. Heuschmann P.U., Kolominsky-Rabas P.L.,Misselwitz B., Hermanek P., Leffmann C., Janzen R.W., Rother J., Buecker-Nott H.J., Berger K. Predictors of in-hospital mortality and attributable risks of death after ischemic stroke. Arch. Intern. Med. 2004; 164 (16): 1761–1768. DOI: 10.1001/archinte.164.16.1761.

5. Стаховская Л.В., Ключихина О.А., Богатырева М.Д., Коваленко В.В. Эпидемиология инсульта в России по результатам территориально-популяционного регистра (2009–2019). Журнал неврологии и психиартии им. С.С. Корсакова. 2013; 113 (5): 4–10.

6. Гусев Е.И., Скворцова В.И., Стаховская Л.В. Проблема инсульта в Российской Федерации: время активных совместных действий. Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. 2007; 107 (8): 1–11.

7. Cкворцова В.И., Стаховская Л.В., Шерстнев В В., Грудень М.А., Мясоедов Н.Ф., Ефремова Н.М. и др. Роль аутоиммунных процессов в повреждающем действии церебральной ишемии. Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. Инсульт. Приложение к журналу. 2001; 101 (1): 46–54.

8. Chamorro A., Hallenbeck J. The harms and benefits of inflammatory and immune responses in vascular disease. Stroke. 2006; 37 (1): 291–293. DOI: 10.1161/01.STR.0000200561.69611.f8.

9. Гусев Е.И., Скворцова В.И. Ишемия головного мозга. М.: Медицина, 2001: 328.

10. Крыжановский Г.Н., Магаева С.В., Макаров С.В., Сепиашвили Р. И. Нейроиммунопатология. Руководство. М., 2003: 282.

11. Пальцев М.А., Кветной М.И. Руководство по нейроиммуноэндокринологии. М.: Медицина, 2008: 497–499.

12. Долгушин И.И., Савочкина А.Ю., Курносенко И.В., Долгушина В.Ф., Савельева А.А., Самусева И.В., Маякова В.Б. Участие внеклеточных ДНК-ловушек в защитных и патологических процессах организма. Российский иммунологический журнал. 2015: 9 (18) 2: 164–170.

13. Долгушин И.И., Мезенцева Е.А., Савочкина А.Ю., Кузнецова Е.К. Нейтрофил как «многофункциональное устройство» иммунной системы. Инфекция и иммунитет. 2019; 9 (1): 9–38. DOI: 10.15789/2220-7619-2019-1-9-38.

14. Nesterova I.V., Kolesnikova N.V., Chudilova G.A. et al. The new look at neutrophilic granulocytes: rethinking old dogmas. Part 1. Russian Journal of Infection and Immunity. 2017; 7 (3): 219–230. DOI: 10.15789/2220-7619-2017-3-219-230.

15. Nesterova I.V., Kolesnikova N.V., Chudilova G.A. et al. The new look at neutrophilic granulocytes: rethinking old dogmas. Part 2. Russian Journal of Infection and Immunity. 2018; 8 (1): 7–18. DOI: 10.15789/2220-7619-2018-1-7-18.

16. Нестерова И.В., Швыдченко И.Н., Роменская В.А., Фомичева Е.В., Быковская Е.Ю. Нейтрофильные гранулоци ты – ключевые клетки иммунной системы. Аллергология и иммунология. 2008; 9 (4): 432–435.

17. Бережная Н.М. Нейтрофилы и иммунологический гомеостаз. Киев: Наукова думка, 1988: 205.

18. Neumann J., Riek-Burchardt M., Herz J. et al. Very-lateantigen- 4 (VLA-4)-mediated brain invasion by neutrophils leads to interactions with microglia, increased ischemic injury and impaired behavior in experimental stroke. Acta Neuropathologica. 2015; 129 (2): 259–277. DOI: 10.1007/s00401-014-1355-2.

19. Weston R.M., Jones N.M., Jarrott B., Callaway J.K. Inflammatory cell infiltration after endothelin-1-induced cerebral ischemia: histochemical and myeloperoxidase correlation with temporal changes in brain injury. J. Cerebral. Blood Flow and Metab. 2007; 27 (1): 100–114. DOI: 10.1038/sj.jcbfm.9600324.

20. Watcharotayangul J., Mao L., Xu H., Vetri F., Baughman V.L., Paisansathan C. et al. Post-ischemic vascular adhesion protein-1 inhibition provides neuroprotection in a rat temporary middle cerebral artery occlusion model. J. Neurochem. 2012; 123 (Suppl. 2): 116–124. DOI: 10.1111/j.1471-4159.2012.07950.x.

21. Perez-de-Puig I., Mirу-Mur F., Ferrer-Ferrer M., Gelpi E., Pedragosa J., Justicia C. et al. Neutrophil recruitment to the brain in mouse and human ischemic stroke. Acta Neuropathol. 2015; 129 (2): 239–257. DOI: 10.1007/s00401-014-1381-0.

22. Gelderblom M., Leypoldt F., Steinbach K., Behrens D., Choe C.-U., Siler D.A. et al. Temporal and spatial dynamics of cerebral immune cell accumulation in stroke. Stroke. 2009; 40 (5): 1849–1857. DOI: 10.1161/STROKEAHA.108.534503.

23. Martynov M.Y., Gusev E.I. Current knowledge on the neuroprotective and neuroregenerative properties of citicoline in acute ischemic stroke. J. Exp. Pharmacol. 2015; 7: 17–28. DOI: 10.2147/JEP.S63544.

24. Jickling G.C., Liu D., Ander B.P., Stamova B., Zhan X., Sharp F.R. Targeting neutrophils in ischemic stroke: translational insights from experimental studies. J. Cereb. Blood Flow and Metab. 2015; 35 (6): 888–901. DOI: 10.1038/jcbfm.2015.45.

25. McCabe D.J.H., Harrison P., Mackie I.J., Sidhu P.S., Purdy G., Lawrie A.S. et al. Increased platelet count and leucocyte-platelet complex formation in acute symptomatic compared with asymptomatic severe carotid stenosis. Journal of Neurology, Neurosurgery and Psychiatry. 2005; 76 (9): 1249–1254. DOI: 10.1136/jnnp.2004.051003.

26. Ritter L.S., Stempel K.M., Coull B.M., McDonagh P.F. Leukocyte-platelet aggregates in rat peripheral blood after ischemic stroke and reperfusion. Biological Research for Nursing. 2005; 6 (4): 281–288. DOI: 10.1177/1099800405274579.

27. Kim J.Y., Park J., Chang J.Y., Kim S.H., Lee J.E. Inflammation after ischemic stroke: the role of leukocytes and glial cells. Exp. Neurobiol. 2016; 25 (5): 241–251. DOI: 10.5607/en.2016.25.5.241.

28. Hallevi H., Hazan-Halevy I., Paran Е. Modification of neutrophil adhesion to human endothelial cell line in acute ischemic stroke by dipyridamole and candesartan. European Journal of Neurology. 2007; 14 (9): 1002–1007. DOI: 10.1111/J.1468-1331.2007.01847.X.

29. Khan М.М., Motto D.G., Lentz S.R., Chauhan A.K. ADAMTS13 reduces VWF-mediated acute inflammation following focal cerebral ischemia in mice. Journal of Thrombosis and Haemostasis. 2012; 10 (8): 1665–1671. DOI: 10.1111/j.1538-7836.2012.04822.x.

30. Brinkmann V., Zychlinsky A. Beneficial suicide: why neutrophils die to make NETs. Nature Reviews Microbiology. 2007; 5 (8): 577–582. DOI: 10.1038/NRMICRO1710.

31. Martinod K., Wagner D.D. Thrombosis: tangled up in NETs. Blood. 2014; 123 (18): 2768–2776. DOI: 10.1182/blood-2013-10-463646.

32. Fuchs T.A., Brill A., Duerschmied D. Extracellular DNA traps promote thrombosis. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 2010; 107 (36): 1580–1588. DOI: 10.1073/pnas.1005743107.

33. Semeraro F., Ammollo C.T., Morrissey J.H., Dale G.L., Friese P., Esmon N.L., Esmon C.T. Extracellular histones promote thrombin generation through platelet-dependent mechanisms: involvement of platelet TLR2 and TLR4. Blood. 2011; 118 (7): 1952–1961. DOI: 10.1182/blood-2011-03-343061.

34. Sreeramkumar V., Adrover J.M., Ballesteros I. et al. Neutrophils scan for activated platelets to initiate inflammation. Science. 2014; 346 (6214): 1234–1238. DOI: 10.1126/science.1256478.

35. Maugeri N., Campana L., Gavina M. et al. Activated platelets present high mobility group box 1 to neutrophils, inducing autophagy and promoting the extrusion of neutrophil extracellular traps, Journal of Thrombosis and Haemostasis. 2014; 12 (12): 2074–2088. DOI: 10.1111/jth.12710.

36. Brill A., Fuchs T.A., Savchenko A.S., Thomas G.M., Martinod K., De Meyer S.F., Bhandari A.A., Wagner D.D. Neutrophil extracellular traps promote deep vein thrombosis in mice. J. Thromb. Haemost. 2012; 10 (1): 136–144. DOI: 10.1111/j.1538-7836.2011.04544.x.

37. De Meyer S.F., Denorme F., Langhauser F., Geuss E., Fluri F., Kleinschnitz C. Thromboinflammation in stroke brain damage. Stroke. 2016; 47 (4): 1165–1172. DOI: 10.1161/STROKEAHA.115.011238.

38. Von Bruhl M.L., Stark K., Steinhart A., Chandraratne S., Konrad I., Lorenz M., Khandoga A., Tirniceriu A., Coletti R., Kollnberger M., Byrne R.A., Laitinen I., Walch A., Brill A., Pfeiler S., Manukyan D., Braun S., Lange P., Riegger J., Ware J. et al. Monocytes, neutrophils, and platelets cooperate to initiate and propagate venous thrombosis in mice in vivo. The Journal of Experimental Medicine. 2012; 209 (4): 819–835. DOI: 10.1084/jem.20112322Ю

39. De Meyer S.F., Suidan G.L., Fuchs T.A., Monestier M., Wagner D.D. Extracellular chromatin is an important mediator of ischemic stroke in mice. Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology. 2012; 32 (8): 1884–1891. DOI: 10.1161/ATVBAHA.112.250993.

40. Yaghi S., Boehme A.K., Dibu J. et al. Treatment and Outcome of Thrombolysis-Related Hemorrhage: A Multicenter Retrospective Study. JAMA Neurol. 2015; 72 (12): 1451–1457. DOI: 10.1001/jamaneurol.2015.2371.

41. Gill D., Sivakumaran P., Wilding P., Love M., Veltkamp R., Kar А. Trends in C-reactive protein levels are associated with neurological change twenty-four hours after thrombolysis for acute ischemic stroke. J. Stroke Cerebrovasc. Dis. 2016; 25 (8): 1966–1999. DOI: 10.1016/J.JSTROKECEREBROVASDIS.2016.05.003.

42. Uhl B., Zuchtriegel G., Puhr-Westerheide D. et al. Tissue plasminogen activator promotes postischemic neutrophil recruitment via its proteolytic and nonproteolytic properties. Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol. 2014; 34 (7): 1495–1504. DOI: 10.1161/ATVBAHA.114.303721.

43. Dong Q., Dong Y., Liu L., Xu A., Zhang Y., Zheng H., Wang Y. The Chinese Stroke Association scientific statement: intravenous thrombolysis in acute ischaemic stroke. Stroke and Vascular Neurology. 2017; 2 (3): 147–159. DOI: 10.1136/svn-2017-000074.

44. Guo Z., Yu S., Xiao L. et al. Dynamic change of neutrophil to lymphocyte ratio and hemorrhagic transformation after thrombolysis in stroke. J. Neuroinflammation. 2016; 13 (1): 199. DOI: 10.1186/S12974-016-0680-X.

45. Shi J., Peng H., You S., Liu Y., Xu J., Xu Y., Liu H., Shi R., Cao Y., Liu C.F. Increase in neutrophils after recombinant tissue plasminogen activator thrombolysis predicts poor functional outcome of ischaemic stroke: a longitudinal study. Eur. J. Neurol. 2018; 25 (4): 687–745. DOI: 10.1111/ene.13575.

46. Mangold A., Alias S., Scherz T., Hofbauer T., Jakowitsch J., Panzenbцck A. et al. Coronary neutrophil extracellular trap burden and deoxyribonuclease activity in ST-elevation acute coronary syndrome are predictors of ST-segment resolution and infarct size. Circ. Res. 2015; 116 (7): 1182–1192. DOI: 10.1161/CIRCRESAHA.116.304944.

47. Ducroux C., Di Meglio L., Loyau S., Delbosc S., Boisseau W., Deschildre C., Maacha M.B., Blanc R. et. al. Thrombus neutrophil extracellular traps content impair tpa-induced thrombolysis in acute ischemic stroke. Stroke. 2018; 49 (3): 754–757. DOI: 10.1161/STROKEAHA.117.019896.

48. Laridan E., Denorme F., Desender L., Franзois O., Andersson T., Deckmyn H. et al. Neutrophil extracellular traps in ischemic stroke thrombi. Ann. Neurol. 2017; 82 (2): 223–232. DOI: 10.1002/ana.24993.

49. Longstaff C., Varjú I., Sуtonyi P., Szabу L., Krumrey M., Hoell A. et al. Mechanical stability and fibrinolytic resistance of clots containing fibrin, DNA, and histones. J. Biol. Chem. 2013; 288 (10): 6946–6956. DOI: 10.1074/ jbc.M112.404301.

50. Westendorp W.F., Nederkoorn P.J., Vermeij J.-D., Dijkgraaf M.G., van de Beek D. Post-stroke infection: A systematic review and metaanalysis. BMC Neurol. 2011; 11: 110. DOI: 10.1186/1471-2377-11-110.

51. Chavan S.S., Pavlov V.A., Tracey K.J. Mechanisms and therapeuticиrelevance of neuro-immune communication. Immunity. 2017; 46 (6): 927–942. DOI: 10.1016/J.IMMUNI.2017.06.008.

52. Meisel C., Schwab J.M., Prass K. et al. Central nervous system injury-induced immune deficiency syndrome. Nat. Rev. Neurosci. 2005; 6 (10): 775–786. DOI: 10.1038/NRN1765.

53. Rumer C., Engel O., Winek K. et al. Blocking stroke-induced immunodeficiency increases CNS antigen-specific autoreactivity but does not worsen functional outcome after experimental stroke. J. Neurosci. 2015; 35 (20): 7777–7794. DOI: 10.1523/JNEUROSCI.1532-14.2015.

54. Dirnagl U., Klehmet J., Braun J.S. et al. Stroke-induced immunodepression: experimental evidence and clinical relevance. Stroke. 2007; 38 (2 Suppl.): 770–783. DOI: 10.1161/01.STR.0000251441.89665.BC.

55. Hug A., Dalpke A., Wieczorek N. et al. Infarct volume is a major determiner of post-stroke immune cell function and susceptibility to infection. Stroke. 2009; 40 (10): 3226–3232. DOI: 10.1161/STROKEAHA.109.557967.

56. Chamorro A., Meisel A., Planas A.M., Urra X., van de Beek D., Veltkamp R. The immunology of acute stroke. Nat. Rev. Neurol. 2012; 8 (7): 401–410. DOI: 10.1038/NRNEUROL.2012.98.

57. Szabу C., Thiemermann C., Wu C.C. et al. Attenuation of the induction of nitric oxide synthase by endogenous glucocorticoids accounts for endotoxin tolerance in vivo. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1994; 91 (1): 271–275. DOI: 10.1073/PNAS.91.1.271.

58. Zhang J., Shi K., Li Z. et al. Organ- and cell-specific immune responses are associated with the outcomes of intracerebral hemorrhage. Faseb. J. 2018; 32 (1): 220–229. DOI: 10.1096/fj.201700324R.

59. Van Gemmeren T., Schuppner R., Grosse G.M., Fering J., Gabriel M.M., Huber R., Worthmann H., Lichtinghagen R., Weissenborn R. Early post-stroke infections are associated with an impaired function of neutrophil granulocytes. J. Clin. Med. 2020; 9 (3): 872. DOI: 10.3390/jcm9030872 Ю

60. Krams M., Lees R.R., Hacke W., Grieve A.P., Orgogozo J.-M., Ford G.A. Acute stroke therapy by inhibition of neutrophils (ASTIN): an adaptive dose-response study of UK- 279,276 in acute ischemic stroke. Stroke. 2003; 34 (11): 2543–2548. DOI: 10.1161/01.STR.0000092527.33910.89.

61. Smedly L.A., Tonnesen M.G., Sandhaus R.A. et al. Neutrophil-mediated injury to endothelial cells. J. Clin. Invest. 1986; 77 (4): 1233–1243. DOI: 10.1172/JCI112426.

62. Мишланов В.Ю., Туев А.В., Шутов А.А., Байдина Т.В. Метод липидвысвобождающей способности лейкоцитов в диагностике механизмов атерогенеза у больных ишемической болезнью сердца и мозговым ишемическим инсультом. Клиническая лабораторная диагностика. 2006; 5: 9–12.

63. Higazi A.A., Nassar T., Ganz T., Rader D.J., Udassin R., Bdeir K, Hiss E., Sachais B.S., Williams K.J., Leitersdorf E., Cines D.B. The alpha-defensins stimulate proteoglycan-dependent catabolism of low-density lipoprotein by vascular cells: a new class of inflammatory apolipoprotein and a possible contributor to atherogenesis. Blood. 2000; 96 (4): 1393–1398.

64. Обухова О.В. Липидвысвобождающая способность лейкоцитов у больных с ишемической болезнью сердца. Кардиоваскулярная терапия и профилактика. 2009; 8 (6S1): 259.

65. Qi H., Yang S., Zhang L. Neutrophil extracellular traps and endothelial dysfunction in atherosclerosis and thrombosis. Front. Immunol. 2017; 8: 928. DOI: 10.3389/fimmu.2017.00928.

66. Chistiakov D.A., Bobryshev Y.V., Orekhov A.N. Neutrophil’s weapons in atherosclerosis (review). Experimental and Molecular Pathology. 2015; 99 (3): 663–671. DOI: 10.1016/j.Yexmp.2015.11.011.

67. Rahman A., Fazal F. Blocking NF-kappaB: an inflammatory issue. Proc. Am. Thorac. Soc. 2011; 8 (6): 497–503. DOI: 10.1513/pats. 201101-009MW.

68. Xiao L., Liu Y., Wang N. New paradigms in inflammatory signaling in vascular endothelial cells. Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. 2014; 306 (3): H317–325. DOI: 10.1152/ajpheart. 00182.2013.

69. Chistiakov D.A., Grechko A.V., Myasoedova V.A. et al. The role of monocytosis and neutrophilia in atherosclerosis. J. Cell Molec. Med. 2018; 22 (3): 1366–1382. DOI: 10.1111/jcmm.13462.

70. Hattar K., Heygster D., Eul B. et al. Amplification of LPS and LTA induced cytokine synthesis in NSCLC/neutrophil cocultures. J. Clin. Oncol. 2008; 26 (15): 22198. DOI: 10.1200/jco.2008.26.15_suppl.22198.

71. Zychlinsky A. NETs: a new strategy for using old weapons. Trends in Immunology. 2009; 30 (11): 513–521. DOI: 10.1016/j.it.2009.07.011.


Для цитирования:


Долгушин И.И., Зарипова З.З., Карпова М.И. Роль нейтрофилов в патогенезе ишемического инсульта. Бюллетень сибирской медицины. 2021;20(3):152-160. https://doi.org/10.20538/1682-0363-2021-3-152-160

For citation:


Dolgushin I.I., Zaripova Z.Z., Karpova M.I. The role of neutrophils in the pathogenesis of ischemic stroke. Bulletin of Siberian Medicine. 2021;20(3):152-160. https://doi.org/10.20538/1682-0363-2021-3-152-160

Просмотров: 83


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1682-0363 (Print)
ISSN 1819-3684 (Online)