Role of genetic factors in the development of metabolic and immune response in the cases of acute respiratory infections complicated by pneumonia in the conditions of the far north in various ethnic groups

This is the first-time comparison of pneumonia course severity in two different ethnic groups of children in the conditions of the Far North with the account of acetylatory phenotype and intensity of free-adical oxidation. Genetic polymorphism on activity of N-cetyltransferase (N-АТ) enzyme is present in the majority of human populations as some have fast and others slow form of enzyme. According to this there are phenotypically distinguished people with slow and fast acetylatory phenotype, so-called slow and fast acetylators (SА and FА). SА-сhildren are to a greater degree the subject  to complications in the cases of infectious diseases and do not easily response to therapies. The purpose of our research was to estimate the value of acetylatory phenotype of a child during the development of an acute respiratory infection complicated by pneumonia in both populations of children of Sakha Republic (native population – Yakuts and arrived population – Russians). There has been performed the examination of 112 children with acute respiratory infections complicated by pneumonia, and 49 practically healthy ones in the conditions of the Far North (Sakha). It is demonstrated that both Yakuts and Russians have to fight with pneumonia by free-radical oxidation activation (at the expense of “respiratory burst” reactions). It has been revealed that in the conditions of the Far North both hormones of stress, cortisol and somatotropic hormone work actively. The level of growth hormone was 2 times higher even in healthy Russian children to compare with Yakuts, (the level of growth hormone was 1,5 times higher among FА comparing with SА). The subpopulation structure of blood lymphocytes in SА-patients to a less degree depends on the intensity of free-radical oxidation to compare with FA-patients, especially in Yakuts population. Two independent parameters – speed of acetylation and free-radical oxidation intensity, regulating cell activation, synthesis of protection mediators and the level of hormones in blood, as well as cytotoxic properties of lymphocytes interact with each other, influencing the regulation of metabolism and separate mechanisms of immune response. This type of influence is to a greater degree expressed in children of Yakuts to compare with Russians. Depending on the combination of acetylation type and free-radical oxidation level during an acute phase of acute respiratory infection there is a change of a profile of immune protection due to the activation of cellular Th1-response or IgA production in mucous membranes. It is demonstrated that the stimulation of cellular response is more characteristic for Yakut-children, and humoral one for Russian-children. There have been revealed the features of pneumonia course, the metabolic laws of the development of adaptation response to infectious stress and the maintenance of immune homeostasis with taking into account a genophenotype of acute respiratory infection complicated by pneumonia in children of the Far North. The value of the research of N-АТ activity level in cases of acute respiratory infection complicated by pneumonia in ill children (Yakuts and Russians) in the conditions of the Far North is underlined as the reason for its further use as a marker of the predisposing factor for complicated acute respiratory infection and other infections.

1. Буловская, Л.H. Изучение типа ацетилирования при злокачественных новообразованиях и противоопухолевого действия анагормона АКТГ : автореф. дисс. . д-ра биол. наук / Л.Н. Буловская. – Л., 1980. – 44 с.

2. Журавский, С.Г. Сенсоневральная тугоухость: молекулярно-генетические, структурные и лечебно-профилактические аспекты : автореф. дис. ... д-ра мед. наук / С.Г. Журавский. – СПб., 2006. – 35 с.

3. Рудая, Н.В. Состояние системы ферментов окисления в зависимости от ацетилтрансферазной активности / Н.В. Рудая [и др.] // Укр. биохим. журнал. – 1993. – Т. 65, № 6. – С. 108–111.

4. Саscorbi, I. Homozygous rapid arylamine NAT2 genotype as a susceptibility factor for lung cancer / I. Саscorbi [et al.] // Cancer Res. – 1996. – V. 56, № 17. – P. 3961–3966.

5. Яковлева, O.A Генотипический и фенотипический полиморфизм N-ацетилтрансфераз в роли предикторов бронхолегочных заболеваний / О.А. Яковлева [и др.] // Пульмонология. – 2003. – № 4. – С. 115–121.

6. Дробаченко, О.А. Сравнительная характеристика мономорфного и полиморфного ацетилирования / О.А. Дробаченко, Л.Н. Буловская, В.В. Иванова // Клинич. лаб. диагностика. – 1994. – № 4. – С. 49.

7. Вершинина, Е.Н. Иммуно-метаболические нарушения и способы их терапевтической коррекции при респираторных заболеваниях у детей с герпесвирусным инфицированием : автореф. канд. дисс. / Е.Н. Вершинина. – СПб., 1996. – 25 с.

8. Тихонова, В.А. Особенности течения, исходов и терапии НВ-вирусной инфекции у детей с различным фенотипом ацетилирования : автореф. дис. ... канд. мед. наук / В.А. Тихонова. – СПб., 1995.

9. Тихонова, В.А. Эффективность терапии НВ-вирусной инфекции у детей с различным типом ацетилирования / В.А. Тихонова, И.В. Гользанд // Клиническая медицина. – 1996. – С. 33–34. – (Клиническая практика).

10. Саscorbi, I. Arylamine N-acetyltransferase activity in man / I. Саscorbi [et al.] // Drug metab. rev. – 1999. – V. 31, № 2. – P. 489–502.

11. Дубинина, Е.Е. Роль активных форм кислорода в качестве сигнальных молекул в метаболизме тканей при состояниях окислительного стресса // Вопросы мед. химии. – 2001. – Т. 47, № 6. – С. 561–581.

12. Говорова, Л.В. Механизмы метаболической адаптации и окислительный стресс при вирусных и бактериальных инфекциях у детей : автореф. докт. дисс. / Л.В. Говорова. – СПб., 2002. – 48 с.

13. Говорова, Л.В. Оценка интенсивности свободно-радикального окисления в клетках и плазме крови, для дифференцированного подхода к назначению антиоксидантной терапии : пособие для врачей / Л.В. Говорова [и др.]. – СПб., 2002. – С. 1–31.

14. Иванова, В.В. Варианты биохимического ответа лимфоцитов на инфекционный процесс / В.В. Иванова, Л.В. Говорова, О.В. Тихомирова // Мед. акад. журн. – 2003. – Т. 3, № 4. – С. 47–58.

15. Иванова, В.В. Особенности биохимических изменений в клетках и плазме крови у детей с ОРВИ и бактериальными пневмониями / В.В. Иванова [и др.] // Педиатрия. – 2004. – № 5. – С. 38–43.

16. Способ определения показаний для антиоксидантной терапии у детей при инфекционной патологии / В.В. Иванова, Л.В. Говорова, Е.Н. Вершинина. – Заявка на изобрет. 2004 г. № 2004122722 от 23.07.04 г. – С. 25. – Решение о выдаче патента – 28.12.05.

17. Авцын, А.П. Патология человека на Севере / А.П. Авцын [и др.]. – М.: Медицина, 1985. – 415 с.

18. Величковский, Б.Т. Экологическая пульмонология (роль свободно-радикальных процессов) / Б.Т. Величковский.– Екатеринбург: ЕМНЦ, 2003. – 141 с.

19. Деряпа, Н.Р. Адаптация человека в полярных районах Земли / Н.Р. Деряпа, И.Ф. Рябинин.– Л.: Медицина, 1977.– 218 с.

20. Буловская, Л.Н. Определение фенотипа N-ацетилтран с феразной активности / Л.Н. Буловская [и др.] // Лаб. дело. – 1990. – № 10. – С. 28–30.

21. Гаврилов, В.Б. Анализ методов определения продуктов перекисного окисления липидов в сыворотке крови по тесту с тиобарбитуровой кислотой / В.Б. Гаврилов, А.Р. Гаврилова, М.М. Мажуль // Вопр. мед. химии. – 1987. – № 1. – С. 118–121.

22. Бориско, А.С. Состояние процессов ацетилирования у больных с синдромом бронхоспазма : респ. межвед. сб. /А.С. Бориско ; МЗ УССР.

23. Урбах, В.Ю. Статистический анализ в биологических и медицинских исследованиях / В.Ю. Урбах. – М.: Медицина, 1975. – 296 с.

24. Чеботарев, В.Ф. Эндокринная регуляция иммуногенеза / В.Ф. Чеботарев. – Киев: Здоровье, 1979. – 160 с.

25. Акмаев, И.Г. Текущие концепции взаимодействия регулирующих систем: нервной, эндокринной и иммунной / И.Г. Акмаев // Успехи физиологических наук. –1996. – Т. 27, № 1. – С. 3–20.

26. Балаболкин М.И. Эндокринология / М.И. Балаболкин. – М.: Универсум паблишинг, 1998. – 354 с.