cfpdБюллетень физиологии и патологии дыханияBulletin Physiology and Pathology of Respiration1998-5029Дальневосточный научный центр физиологии и патологии дыхания10.36604/1998-5029-2024-91-84-89cfpd-1147Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯORIGINAL RESEARCHХарактеристика процессов перекисного окисления липидов и антиоксидантной защиты у рожениц при COVID-19Characterization of lipid peroxidation processes and antioxidant defense in parturients with COVID-19ИшутинаН. А.IshutinaN. A.

Наталия Александровна Ишутина, д-р биол. наук, ведущий научный сотрудник лаборатории механизмов этиопатогенеза и восстановительных процессов дыхательной системы при неспецифических заболеваниях легких, 

675000, г. Благовещенск, ул. Калинина, 22

Nataliа A. Ishutina, PhD, D.Sc. (Biol.), Leading Staff Scientist of Laboratory of Mechanisms of Etiopathogenesis and Recovery Processes of the Respiratory System at Non-Specific Lung Diseases,

22 Kalinina Str., Blagoveshchensk, 675000

ishutina-na@mail.ruАндриевскаяИ. А.AndrievskayaI. A.

Ирина Анатольевна Андриевская, д-р биол. наук, профессор РАН, зав. лабораторией механизмов этиопатогенеза и восстановительных процессов дыхательной системы при неспецифических заболеваниях легких, 

675000, г. Благовещенск, ул. Калинина, 22

Irina A. Andrievskaya, PhD, D.Sc. (Biol.), Professor RAS, Head of Laboratory of Mechanisms of Etiopathogenesis and Recovery Processes of the Respiratory System at Non-Specific Lung Diseases,

22 Kalinina Str., Blagoveshchensk, 675000

irina-andrievskaja@rambler.ruКривощековаН. А.KrivoschekovaN. A.

Наталья Анатольевна Кривощекова, врач акушер-гинеколог, аспирант, 

675000, г. Благовещенск, ул. Горького, 95 

Natalya A. Krivoschekova, PhD Student, MD, Obstetrician-gynecologist,

95 Gor'kogo Str., Blagoveshchensk, 675000

ob-gim@bgkb.ruФедеральное государственное бюджетное научное учреждение «Дальневосточный научный центр физиологии и патологии дыхания»Far Eastern Scientific Center of Physiology and Pathology of RespirationФедеральное государственное бюджетное учреждение высшего образования «Амурская государственная медицинская академия» Министерства здравоохранения Российской ФедерацииAmur State Medical Academy2024230320240918489Copyright © Ишутина Н.А., Андриевская И.А., Кривощекова Н.А., 20242024Ишутина Н.А., Андриевская И.А., Кривощекова Н.А.Ishutina N.A., Andrievskaya I.A., Krivoschekova N.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://cfpd.elpub.ru/jour/article/view/1147Цель

Цель. Изучить функциональное состояние системы «перекисное окисление липидов – антиоксидантная защита» в периферической крови рожениц с COVID-19 легкой и тяжелой степени тяжести.

Материалы и методы

Материалы и методы. В данном исследовании по типу «случай-контроль» обследовано 95 рожениц с подтвержденным диагнозом COVID-19 в третьем триместре, которые были разделены на две группы в зависимости от тяжести течения заболевания. В группу 1а вошли роженицы с тяжелым течением COVID-19 (внебольничная пневмония, n=48), в группу 1б были включены пациентки с легким течением COVID-19 (ОРВИ, n=47). Контрольную группу составили 45 рожениц, не болевших COVID-19 ранее и на момент обследования. Возраст в группах исследования составил 23,9±0,50 и 24,4±0,60 года, соответственно. Материалом для исследования служила периферическая венозная кровь. Спектрофотометрическим методом были изучены концентрации первичных (диеновые конъюгаты – ДК), конечных (активные продукты тиобарбитуровой кислоты – ТБК-АП) продуктов липопероксидации. Методом иммуноферментного анализа исследовали содержание 8-изопростана, фосфолипазы А2 и общую антиоксидантную способность компонентов плазмы.

Результаты

Результаты. У рожениц с тяжелым течением COVID-19 в периферической крови определялось увеличение содержания фосфолипазы А2 в 2,1 раза (p ˂ 0,001), маркеров окислительного стресса: концентрации ДК в 1,94 раза (p ˂ 0,001), ТБК-АП в 2,2 раза (p ˂ 0,001), 8-изопростана более чем в 2 раза (p ˂ 0,001) при одновременном снижении общей антиоксидантной способности компонентов плазмы крови в 1,7 раза (p ˂ 0,001) по сравнению с аналогичными параметрами контрольной группы. В группе рожениц с легким течение COVID-19 изучаемые показатели изменялись менее значимо.

Заключение

Заключение. В результате исследования установлена патогенетическая роль SARS-CoV-2 в нарушении функциональной системы «перекисное окисление липидов – антиоксидантная защита» и развитии окислительного стресса у рожениц, перенесших в третьем триместре COVID-19. Выявлена зависимость концентрации маркеров окислительного стресса в периферической крови от тяжести течения COVID-19. Показано, что COVID-19 в третьем триместре беременности сопряжен с высоким содержанием фосфолипазы А2, дисбалансом прооксидантно-оксидантной системы, характеризующимся снижением общей антиоксидантной способности и увеличением продуктов окислительной модификации биомолекул, выражаемых ростом уровня ДК, ТБК-АП, 8-изопростана с развитием окислительного стресса, коррелирующего с тяжестью легочного повреждения.

Aim

Aim. The aim of the study was to investigate the functional state of the «lipid peroxidation - antioxidant defense» system in the peripheral blood of parturients with mild and severe COVID-19.

Materials and methods

Materials and methods. This casecontrol study examined 95 parturients with confirmed COVID-19 diagnosis in the third trimester, divided into two groups based on the severity of the disease. Group 1a included parturients with severe COVID-19 (community-acquired pneumonia, n=48), while group 1b consisted of patients with mild COVID-19 (acute respiratory viral infection, n=47). The control group was composed of 45 parturients without a prior or current diagnosis of COVID-19. The average age of women in the study groups was 23.9±0.50 years, and 24.4±0.60 years in the control group (p>0.05). Peripheral venous blood served as the material for the study. Spectrophotometric methods were used to examine the concentrations of primary (diene conjugates - DC) and final (active thiobarbituric acid products - TBARS) products of lipoperoxidation. The content of 8-isoprostane, total antioxidant capacity of plasma components, and phospholipase A2 were investigated using enzymelinked immunosorbent assay (ELISA).

Results

Results. Study showed that parturients with severe COVID-19 had increased levels of phospholipase A2 by 2.1 times (p<0.001), oxidative stress markers: diene conjugate concentrations by 1.94 times (p><0.001), TBARS by 2.2 times (p><0.001), and 8-isoprostane by more than 2 times (p><0.001), along with a simultaneous decrease in the total antioxidant capacity of blood plasma components by 1.7 times (p><0.001) compared to the control group. In the group of parturients with mild COVID-19, the studied indicators changed less significantly. Conclusion. The study established the pathogenetic role of SARS-CoV-2 in disrupting the functional system of «lipid peroxidation - antioxidant defense» and the development of oxidative stress in parturients who had COVID-19 in the third trimester. A dependency of oxidative stress marker concentrations in peripheral blood on the severity of COVID-19 was identified. It was shown that COVID-19 in the third trimester of pregnancy is associated with high levels of phospholipase A2, an imbalance in the prooxidant-antioxidant system, characterized by a reduction in the level of total antioxidant capacity and an increase in oxidative modification products of biomolecules, expressed by the growth of DC, TBARS, and 8-isoprostane levels, leading to oxidative stress correlated with the severity of lung damage. Key words: COVID-19, parturients, lipid peroxidation, antioxidant defense, oxidative stress> ˂ 0.001), oxidative stress markers: diene conjugate concentrations by 1.94 times (p ˂ 0.001), TBARS by 2.2 times (p ˂ 0.001), and 8-isoprostane by more than 2 times (p ˂ 0.001), along with a simultaneous decrease in the total antioxidant capacity of blood plasma components by 1.7 times (p ˂ 0.001) compared to the control group. In the group of parturients with mild COVID-19, the studied indicators changed less significantly.

Conclusion

Conclusion. The study established the pathogenetic role of SARS-CoV-2 in disrupting the functional system of «lipid peroxidation - antioxidant defense» and the development of oxidative stress in parturients who had COVID-19 in the third trimester. A dependency of oxidative stress marker concentrations in peripheral blood on the severity of COVID-19 was identified. It was shown that COVID-19 in the third trimester of pregnancy is associated with high levels of phospholipase A2, an imbalance in the prooxidant-antioxidant system, characterized by a reduction in the level of total antioxidant capacity and an increase in oxidative modification products of biomolecules, expressed by the growth of DC, TBARS, and 8-isoprostane levels, leading to oxidative stress correlated with the severity of lung damage.

COVID-19роженицыперекисное окисление липидовантиоксидантная защитаокислительный стрессCOVID-19parturientslipid peroxidationantioxidant defenseoxidative stressReferencesMiripour Z.S., Sarrami-Forooshani R., Sanati H., Makarem J., Taheri M.S., Shojaeian F., Eskafi A.H., Abbasvandi F., Namdar N., Ghafari H., Aghaee P., Zandi A., Faramarzpour M., Hoseinyazdi M., Tayebi M., Abdolahad M. Real-time diagnosis of reactive oxygen species (ROS) in fresh sputum by electrochemical tracing; correlation between COVID-19 and viral-induced ROS in lung/respiratory epithelium during this pandemic // Biosens. Bioelectron. 2020. Vol. 1, Iss.165. Article number: 112435. https://doi.org/10.1016/j.bios.2020.112435Miripour Z.S., Sarrami-Forooshani R., Sanati H., Makarem J., Taheri M.S., Shojaeian F., Eskafi A.H., Abbasvandi F., Namdar N., Ghafari H., Aghaee P., Zandi A., Faramarzpour M., Hoseinyazdi M., Tayebi M., Abdolahad M. Real-time diagnosis of reactive oxygen species (ROS) in fresh sputum by electrochemical tracing; correlation between COVID-19 and viral-induced ROS in lung/respiratory epithelium during this pandemic. Biosens. Bioelectron. 2020; 1(165):112435. https://doi.org/10.1016/j.bios.2020.112435Cecchini R., Cecchini A.L. SARS-CoV-2 infection pathogenesis is related to oxidative stress as a response to aggression // Med. Hypotheses. 2020. Vol.143. Article number: 110102. https://doi.org/10.1016/j.mehy.2020.110102Cecchini R., Cecchini A.L. SARS-CoV-2 infection pathogenesis is related to oxidative stress as a response to aggression. Med. Hypotheses 2020; 143: 110102. https://doi.org/10.1016/j.mehy.2020.110102Aykac K., Ozsurekci Y., Yayla B.CC., Gurlevik S.L., Oygar P.D., Bolu N.B., Tasar M.A., Erdinc F.S., Ertem G.T., Neselioglu S., Erel O., Cengiz A.B., Ceyhan M. Oxidant and antioxidant balance in patients with COVID-19 // Pediatr. Pulmonol. 2021. Vol. 56, Iss.9. P. 2803–2810. https://doi.org/10.1002/ppul.25549Diaz-Castro J., Pulido-Moran M., Moreno-Fernandez J., Kajarabille N., de Paco C., Garrido-Sanchez M., Prados S., Ochoa J.J. Gender specific differences in oxidative stress and inflammatory signaling in healthy term neonates and their mothers. Pediatr. Pulmonol. 2021; 56(9): 2803–2810. https://doi:10.1002/ppul.25549Diaz-Castro J., Pulido-Moran M., Moreno-Fernandez J., Kajarabille N., de Paco C., Garrido-Sanchez M., Prados S., Ochoa J.J. Gender specific differences in oxidative stress and inflammatory signaling in healthy term neonates and their mothers // Pediatr. Res. 2016. Vol. 80, Iss.4. P. 595–601. https://doi.org/10.1038/pr.2016.112Diaz-Castro J., Pulido-Moran M., Moreno-Fernandez J., Kajarabille N., de Paco C., Garrido-Sanchez M., Prados S., Ochoa J.J. Gender specific differences in oxidative stress and inflammatory signaling in healthy term neonates and their mothers. Pediatr. Res. 2016; 80(4): 595–601. https://doi.org/10.1038/pr.2016.112Burton G.J., Yung H.W., Cindrova-Davies T., Charnock-Jones D.S. Placental endoplasmic reticulum stress and oxidative stress in the pathophysiology of unexplained intrauterine growth restriction and early onset preeclampsia // Placenta. 2009. Vol.30, Suppl A(Suppl). P. S43–S48. https://doi.org/10.1016/j.placenta.2008.11.003Burton G.J., Yung H.W., Cindrova-Davies T., Charnock-Jones D.S. Placental endoplasmic reticulum stress and oxidative stress in the pathophysiology of unexplained intrauterine growth restriction and early onset preeclampsia. Placenta 2009; 30 Suppl A(Suppl): S43–S48. https://doi.org/10.1016/j.placenta.2008.11.003Toboła-Wróbel K., Pietryga M., Dydowicz P., Napierała M., Brązert J., Florek E. Association of oxidative stress on pregnancy // Oxid. Med. Cell. Longev. 2020. Vol. 15, Iss.2020. Article number: 6398520. https://doi.org/10.1155/2020/6398520Toboła-Wróbel K., Pietryga M., Dydowicz P., Napierała M., Brązert J., Florek E. Association of Oxidative Stress on Pregnancy. Oxid. Med. Cell. Longev. 2020; 15(2020): 6398520. https://doi.org/10.1155/2020/6398520Орел Н.М. Биохимия мембран. Минск: БГУ, 2010. 28 с.Orel N.M. [Biochemistry of membranes: method allowance]: Minsk: BGU; 2010 (in Russian).Гаврилов В.Г., Гаврилова А.Р., Мажуль Л.М. Анализ методов определения продуктов перекисного окисления липидов в сыворотке крови по тесту с тиобарбитуровой кислотой // Вопросы медицинской химии. 1987. № 1. С. 118–121.Gavrilov V.G., Gavrilova A.R., Mazhul L.M. [Analiz methods for determining lipid peroxidation products in the blood serum test with thiobarbituric acid]. Voprosy medicinskoy chimii = Biochemistry (Moscow) Supplement Series B: Biomedical Chemistry 1987; 1: 118–121 (in Russian).Zarkovic N., Luczaj W., Jarocka-Karpowicz I., Orehovec B., Baršić B., Tarle M., Kmet M., Lukšić I., Biernacki M., Skrzydlewska E. Diversified effects of COVID-19 as a consequence of the differential metabolism of phospholipids and lipid peroxidation evaluated in the plasma of survivors and deceased patients upon admission to the hospital // Int. J. Mol. Sci. 2022. Vol. 23, Iss.19. Article number: 11810. https://doi.org/10.3390/ijms231911810Zarkovic N., Luczaj W., Jarocka-Karpowicz I., Orehovec B., Baršić B., Tarle M., Kmet M., Lukšić I., Biernacki M., Skrzydlewska E. Diversified Effects of COVID-19 as a consequence of the differential metabolism of phospholipids and lipid peroxidation evaluated in the plasma of survivors and deceased patients upon admission to the hospital. Int. J. Mol. Sci. 2022; 23(19): 11810. https://doi.org/10.3390/ijms231911810Wang Z., Ciabattoni G., Créminon C., Lawson J., Fitzgerald G.A., Patrono C., Maclouf J. Immunological characterization of urinary 8-epi-prostaglandin F2 alpha excretion in man // J. Pharmacol. Exp. Ther. 1995. Vol. 275, Iss.1. P. 94–100.Wang Z., Ciabattoni G., Créminon C., Lawson J., Fitzgerald G.A., Patrono C., Maclouf J. Immunological characterization of urinary 8-epi-prostaglandin F2 alpha excretion in man. J. Pharmacol. Exp. Ther. 1995; 275(1): 94–100.Владимиров Ю.А. Биологические мембраны – первичные источники и мишени свободных радикалов // Источники и мишени свободных радикалов в крови человека / под ред. Ю.А. Владимирова. М.: ООО «МАКС Пресс», 2017. С. 5–84. EDN YQQXQHVladimirov Yu.A. [Chapter 1. Biological membranes – primary sources and targets of free radicals. In: Vladimirov Yu.A., editor. Sources and targets of free radicals in human blood]. Moscow: Maks-Press; 2017: 5–84 (in Russian).de Las Heras N., Martín Giménez V.M., Ferder L., Manucha W., Lahera V. Implications of Oxidative Stress and Potential Role of Mitochondrial Dysfunction in COVID-19: Therapeutic Effects of Vitamin D // Antioxidants (Basel). 2020. Vol. 9, Iss.9. Article number: 897. https://doi.org/10.3390/antiox9090897de Las Heras N., Martín Giménez V.M., Ferder L., Manucha W., Lahera V. Implications of oxidative stress and potential role of mitochondrial dysfunction in COVID-19: therapeutic effects of vitamin D. Antioxidants (Basel) 2020; 9(9): 897. https://doi.org/10.3390/antiox9090897Zhu Z., Zheng Z., Liu J. Comparison of COVID-19 and lung cancer via reactive oxygen species signaling // Front. Oncol. 2021. Vol. 2, Iss.11. Article number: 708263. https://doi.org/10.3389/fonc.2021.708263Zhu Z., Zheng Z., Liu J. Comparison of COVID-19 and lung cancer via reactive oxygen species signaling. Front. Oncol. 2021; 2(11): 708263. https://doi.org/10.3389/fonc.2021.708263

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