The aim of this study was to assess the level of nitric oxide production and arginase activity in patients with arterial hypertension and type II diabetes mellitus during infection with SAR S-CoV-2. The study groups included patients with arterial hypertension, patients with arterial hypertension combined with a severe course of COVID-19 and patients who, in addition to arterial hypertension and COVID-19, were suffering from type II diabetes mellitus. The volunteers without any clinical signs of diseases and normal blood pressure formed the control group. It has been established that arterial hypertension, combined with COVID-19 occurs along with reduced L-arginine, nitric oxide, superoxide dismutase activity and increased arginase activity. At the same time, the presence of arterial hypertension in patients with diabetes and coronavirus disease is accompanied by a decline in the content of L-arginine and arginase activity. Our study’s results may help scientists find new pharmacological targets in the future treatment of coronavirus disease and comorbid disorders.
Метою роботи було провести порівняльний аналіз активності NO-синтази й аргінази та вмісту аргініну в лімфоцитах периферичної крові пацієнтів з артеріальною гіпертензією (АГ) у поєднанні з COVID-19-пневмонією. У дослідження було включено 46 пацієнтів з АГ у поєднанні з COVID-19-пневмонією, яких було поділено на дві групи: до І групи ввійшли 22 особи з АГ і легким перебігом COVID-19-пневмонії; до ІІ групи – 24 пацієнти з АГ і тяжким перебігом COVID-19-пневмонії. Для контрольної групи було відібрано 20 практично здорових осіб. Усім особам проводили загальноклінічні обстеження, а також визначали концентрацію L-аргініну, активність аргінази й NO-синтази в лімфоцитах периферичної крові. Результати дослідження показали достовірне зниження концентрації L-аргініну в пацієнтів з АГ і легким перебігом COVID-19 на 19,7 % порівняно з контрольною групою та його виснаження у пацієнтів з АГ при поєднанні з COVID-19-пневмонією тяжкого перебігу (на 28,9 %) (р<0,05). За наявності тяжкої COVID-19-пневмонії показники активності аргінази були на 37,5 % достовірно вищими (р<0,05), ніж у пацієнтів з АГ і легким перебігом COVID-19. До того ж, тяжкий перебіг коронавірусної хвороби у пацієнтів з АГ супроводжувався суттєвим зростанням NOS на фоні погіршення прокоагулянтних властивостей крові та підвищенням показників D-димерів. Отже, перебіг артеріальної гіпертензії за наявності коронавірусної пневмонії легкого і тяжкого перебігу супроводжується значним дефіцитом L-аргініну, переважанням активності аргінази порівняно з NO-cинтазною активністю в лімфоцитах периферичної крові, що зумовлено ступенем ураження легень та ендотеліальною дисфункцією.
The aim of the work was to conduct a comparative analysis of the activity of NO-synthase and arginase and the content of L-arginine in peripheral blood lymphocytes of patients with AH in combination with COVID-19 pneumonia. 46 patients with AH combined with COVID-19 pneumonia were included in the study and were aggregated into two groups. The I group included 22 people with AH and a mild COVID-19 pneumonia; the II group – 24 patients with AH and a severe COVID-19 pneumonia. 20 practically healthy people were selected for the control group. General clinical examinations as well as determination of L-arginine concentration, arginase and NO-synthase activity in peripheral blood lymphocytes were performed on all individuals. The results of the study showed a reliable decrease in concentration of L-arginine in patients with AH and a mild COVID-19 by 19.7% in comparison with the control group, and its increasing in patients with AH and a severe course of COVID-19 pneumonia by 28, 9% (р<0.05). In the presence of severe COVID-19 pneumonia, arginase activity indicators were credibly higher by 37.5% (p<0.05) than in the case of AH and a mild course of COVID-19. Furthermore, the severe course of the coronavirus disease in patients with AH was accompanied by a significant increase in NOS against the background of a deterioration in the procoagulant properties of the blood and an increase in D-dimers. Therefore, the course of AH in the presence of mild and severe coronavirus pneumonia is accompanied by a significant deficiency of L-arginine, a predominance of arginase activity compared to NO-synthase activity in peripheral blood lymphocytes, due to lungs affection degree and endothelial dysfunction.
About 200 million cases of viral community-acquired pneumonia occur every year-100 million in children and 100 million in adults [3, p. 1265]. In children, respiratory syncytial virus, rhinovirus, human metapneumovirus, human bocavirus, and parainfluenza viruses are the agents identified most frequently in both developed and developing countries. Presence of viral epidemics in the community, patient's age, speed of onset of illness, symptoms, biomarkers, radiographic changes, and response to treatment can help differentiate viral from bacterial pneumonia [1, p. 5]. No clear consensus has been reached about whether patients with obvious viral community-acquired pneumonia need to be treated with antibiotics. Further studies are needed to better understand the cause and pathogenesis of community-acquired pneumonia. Furthermore, regional differences in cause of pneumonia should be investigated, in particular to obtain more data from developing countries. In addition to well-known symptoms, such children are also characterized by disorders of the autonomic nervous system. There are the cause of a decrease in the quality of life in children, which leads to a lengthening of the recovery period of adaptation after the disease.
Групами ризику для коронавірусної хвороби (COVID-19) є пацієнти з коморбідною патологією, зокрема, з артеріальною гіпертензією (АГ), ішемічною хворобою серця, цукровим діабетом ІІ типу та цереброваскулярними ураженнями. Серед патогенетичних механізмів пошкодження ендотелію судин розглядають прямий вплив вірусу SARS-COV-2 на ці клітини, а також вплив прозапальних цитокінів, які призводять до виникнення «цитокінового шторму» з непередбачуваними наслідками для організму хворого. В цьому аспекті недостатньо висвітлена роль лейкотрієна В4 (LTB4) – одного з перших кандидатів, що провокує гіперімунну запальну відповідь при прогресуванні COVID-19.
Ціль: дослідити рівень LTB4 у пацієнтів з АГ на тлі коронавірусної хвороби та без неї.
Матеріали та методи. Обстежено 78 осіб з АГ і надмірною масою тіла та ожирінням. Усіх хворих було поділено на 2 групи: група 1 – 37 осіб з АГ (стадія І-ІІІ, ступінь 1-3); група 2 – 41 пацієнт з АГ (стадія І-ІІІ, ступінь 1-3), COVID-19 та інтерстиційним ураженням легень.
Проводили антропометричне вимірювання із визначенням індексу маси тіла (ІМТ), ехокардіографію (ЕхоКГ), гемограму, біохімічний аналіз крові, який включав дослідження рівня глюкози, аланінамінотрансферази (АЛТ), аспартатамінотрансферази (АСТ), креатиніну та сечовини. Шляхом імуноферментного аналізу визначали LTB4 (Elabscience Elisa Kit) у сироватці крові.
Результати. Сатурація була достовірно нижчою у 2-й групі пацієнтів, в той час як частота серцевих скорочень та температура тіла були вищими при порівнянні із особами 1-ї групи (p < 0,01). Знайдено достовірне зниження гемоглобіну, підвищення ШОЕ, рівня глюкози та LTB4 у осіб з АГ та COVID-19, що ймовірно зумовлено наявністю запалення в легеневій тканині при коронавірусній інфекції. Концентрація LTB4 коливалася у осіб 2-ї групи в межах від 370 до 3600 пг/л. У 19 (46,3 %) пацієнтів 2-ї групи концентрація LTB4 перевищувала медіанне значення, що свідчить про більш тяжкий перебіг коронавірусної інфекції. Знайдено пряму кореляцію між LTB4 та ІМТ (rs= 0,369; p < 0,05) у осіб з АГ.
Висновки. Рівень LTB4 у осіб з коморбідним перебігом АГ та COVID-19 є вищим у порівнянні з пацієнтами, що страждають на АГ, що зумовлено вираженістю запального процесу при даній поєднаній патології.
Patients with comorbid pathology, including arterial hypertension (AH), coronary artery disease, type 2 diabetes, and cerebrovascular disease have been shown to be at risk for coronavirus disease (COVID-19). Currently, among the pathogenetic mechanisms of vascular endothelial damage are considered direct effects of SARS-COV-2 virus, as well as proinflammatory cytokines, which lead to a «cytokine storm» with unpredictable consequences for the patient. In this aspect, the role of leukotriene B4 (LTB4) – one of the first candidates to provoke a hyperimmune inflammatory response in the progression of COVID-19 – was insufficiently elucidated.
Objective: to investigate the level of leukotriene B4 (LTB4) in patients with AH with and without coronavirus disease 2019.
Methods. 78 people with AH and overweight or obesity who were treated at the Lviv Emergency Hospital were examined. All patients were divided into 2 groups: group 1 (n=37) – persons with AH (stage І-ІІІ, grade 1-3); group 2 (n=41) – patients with AH (stage І-ІІІ, grade 1-3), COVID -19 and interstitial lung disease.
Anthropometric measurements with a determination of body mass index (BMI), echocardiography, a blood test, biochemical blood test with determination of glucose, alanine aminotransferase, aspartate aminotransferase, creatinine, and urea were performed. Serum blood samples for the examination of LTB4 (Elabscience Elisa Kit) were taken and processed using ELISA method.
Results. Saturation was significantly lower in patients of group 2, while heart rate and body temperature were higher (p < 0,01) compared to group 1. There was a significant decrease in hemoglobin level, increase in ESR, glucose, and LTB4 in individuals with AH and COVID-19, which is probably due to the presence of inflammation in the lung tissue in coronavirus infection. The concentration of LTB4 ranged from 370 to 3600 pg/l in patients of group 2. 19 individuals (46,3%) of group 2 had a higher level of LTB4 than the median value, which is probably associated with a more severe course of coronavirus infection. A positive correlation between LTB4 and BMI (rs= 0,369; p < 0,05) was found in individuals with AH.
Conclusions. The level of LTB4 is higher in patients with AH and COVID – 19 than in individuals with AH, due to the severity of the inflammation process in this comorbid pathology.
Insulin resistance is the major sign of etiology and pathogenesis of type 2 diabetes mellitus and metabolic syndrome and can precede its development for many years. Early identifying the beginning of insulin resistance in children is important to prevent diabetes mellitus in adult life. The purpose was to identify metabolic and somatic changes in children with insulin resistance.
Material and methods. Out of 182 children of the general sample, who was estimated fasting plasma insulin and glucose, HOMA-IR, and glucose/insulin ratio, 2 groups were formed: group 1 — children with IR — 56 (30.8 %) and group 2 — 126 (69.2 %) children with normal insulin sensitivity. In children anthropometric data, lipid metabolism (total cholesterol, triglycerides, HDL-C, LDL-C, VLDL-C), blood pressure, leptin were determined.
Results. From examined subjects 56 children were generally obese (BMI > 95th percentile), 71 children were abdominally obese (WC > 90th percentile), 55 children were with normal body mass (BMI < 90th percentile). Insulin resistance was identified in 21 (37.5 %) children with general obesity more rarely, than in 38 (39.4 %) children with abdominal obesity (p = .049) and in 7 (12.7 %) children with normal BMI (p = .003). In insulin-resistant children BMI, waist and hip circumference was larger than in children with normal insulin sensitivity. The lipid profile in children with different insulin sensitivity did not differ, but in insulinresistant children an association of basal glucose with TG/HDL-C ratio (r = .53; p = .001), blood insulin with TG (r = .34; p = .018), and TG/HDL-C ratio (r = .54; p = .001) was estimated. The HOMA-IR significantly correlated with VLD-C (r = .40; p = .005), TG (r = .49; p = .001), TG/HDL-C ratio (r = .43; p = .002). The glucose/insulin ratio was in significant association with the TG/non-HDL-C ratio. The incidence of hypetension (> 95th percentile) diagnosis in insulin-resistant children was by 33.8 % higher (p = .001). Blood leptin concentration was 1.8 falled higher in insulin-resistant children and significantly correlates with waist circumference, fasting insulin, HOMA-IR, and diastolic blood pressure.
Conclusions. Insulin resistance is related to cardiometabolic risks, such as general and abdominal obesity, hypertension, dyslipidemia, hyperleptinemia, and leptin resistance, and is a screening biomarker for children and adolescents with an increased risk of cardiometabolic diseases.
Інсулінорезистентність є базовим фактором етіології та патогенезу цукрового діабету 2-го типу та метаболічного синдрому і може передувати їм за багато років. Раннє виявлення початку інсулінорезистентності та пов’язаних з нею метаболічних факторів ризику у дітей запобігає розвитку цукрового діабету в дорослому житті. Мета: виявити метаболічні і соматичні зміни у дітей з інсулінорезистентністю.
Матеріали та методи. З 182 дітей загальної вибірки, у яких визначено рівень базального інсуліну і глюкози, HOMA-IR та індексу глюкоза/інсулін сформовано дві групи: група 1 — 56 (30,8 %) дітей з інсулінорезистеністю, група 2 — 126 (69,2 %) дітей з нормальною чутливістю до інсуліну. Дітям проведено антропометрію, ліпідограму (загальний холестерин, тригліцериди, ХС ЛПВЩ, ХС ЛПНЩ, ХС ЛПДНЩ), лептин.
Результати. З обстеженої когорти 56 дітей мали генералізоване ожиріння (ІМТ > 95-го перцентиля), 71 дитина — абдомінальне ожиріння (окружність талії > 90-го перцентиля), 55 дітей — нормальну масу тіла (ІМТ < 90-го перцентиля). Інсулінорезистентність виявлена у 21 (37,5 %) дитини з генералізованим ожирінням, 38 (39,4 %; p = 0,049) дітей з абдомінальним ожирінням і 7 (12,7 %) дітей з нормальним ІМТ (p = 0,003). У інсулінорезистентних дітей ІМТ, окружність талії і стегон були більшими, ніж в інсуліночутливих дітей. Ліпідний профіль у дітей з різною чутливістю до інсуліну не відрізнявся, проте встановлена висока кореляційна залежність ранішньої глюкози з індексом тригліцериди/ХС ЛПВЩ (r = 0,53; p = 0,001), базального інсуліну з тригліцеридами (r = 0,34; p = 0,018) та індексом тригліцериди/ХС ЛПВЩ (r = 0,54; p = 0,001). HOMA-IR корелював з ХС ЛПДНЩ (r = 0,40; p = 0,005), тригліцеридами (r = 0,49; p = 0,001), індексом тригліцериди/ХС ЛПВЩ (r = 0,43; p = 0,002). Індекс глюкоза/інсулін перебував у тісній залежності з індексом тригліцериди/ХС ЛПВЩ. Частота діагностики артеріальної гіпертензії у дітей з інсулінорезистеністю на 33,8 % перебільшувала аналогічний показник у інсуліночутливих дітей. Рівень сироваткового лептину у дітей з інсулінорезистентністю був в 1,8 раза вищим.
Висновки. Інсулінорезистентність пов’язана з кардіометаболічними факторами ризику, такими як генералізоване та абдомінальне ожиріння, гіпертензія, дисліпідемія, гіперлептинемія і лептинорезистентність, і є біомаркером скринінгу кардіометаболічних захворювань.