Impact of comorbid pathology on the cytokine cascade in the population of a large industrial city (using Chelyabinsk as an example)

Abstract

BACKGROUND: The steady increase in the number of patients with comorbid pathology in large industrial cities necessitates the study of the immune response in this category of patients.

AIM: To investigate the cytokine profile of residents of a large industrial city (using Chelyabinsk as an example) depending on the presence of comorbid pathology (type 2 diabetes mellitus, obesity, hypertension).

MATERIALS AND METHODS: The cross-sectional study included 61 people, including 39 people with type 2 diabetes mellitus and 22 clinically healthy volunteers. The multiplex assessment method was used to evaluate the concentrations of 11 cytokines in the blood serum: GM-CSF, IFN-γ, IL-2, IL-4, IL-5, IL-8, IL-12p70, IL-13, IL-17A, MIP-1β, TNF-α (pg/ml).

RESULTS: Determination of the concentration of cytokines in the blood serum of patients with comorbid pathology in Chelyabinsk revealed a number of features, consisting in the predominance of proinflammatory cytokines and chemokines (IFN-γ, TNF-α, IL-8, MIP-1β, IL-12p70, IL-17A) and a shift in the Th1/Th2 balance towards the proinflammatory phenotype Th1.

CONCLUSIONS: The obtained results confirm the presence of inflammation in comorbid pathology (type 2 diabetes mellitus, obesity, hypertension) in the population of Chelyabinsk.

Keywords

diabetes mellitus / obesity / arterial hypertension / cytokines / chemokines

References

[1] Dedov I, Shestakova M, Mayorov A, et al. Standards of Specialized Diabetes Care. 11th Edition. Diabetes mellitus. 2023;26(2S):1–157. doi: 10.14341/DM13042

[2] Дедов И.И., Шестакова М.В., Майоров А.Ю., и др. Алгоритмы специализированной медицинской помощи больным сахарным диабетом. 11-й выпуск // Сахарный диабет. 2023. Т. 26, № 2S. С. 1–157. doi: 10.14341/DM13042

[3] Khamitova RYa. The role of pollutants of atmospheric air and pesticides in the development of diabetes mellitus type 2. Hygiene and Sanitation. 2019;98(11):1296–1301. doi: 10.18821/0016-9900-2019-98-11-1296-1301

[4] Хамитова Р.Я. Роль загрязняющих веществ атмосферного воздуха и пестицидов в развитии сахарного диабета 2-го типа (обзор) // Гигиена и санитария. 2019. Т. 98, № 11. С. 1296–1301. doi: 10.18821/0016-9900-2019-98-11-1296-1301

[5] Koroleva EA, Orlov NB, Khapaev RS, et al. Parameters of glycemic variability and the level of cytokines regulating inflammation and fibrosis processes in patients with type 2 diabetes mellitus with varying severity of sterosclerosis. In: Diabetes mellitus — 2023: from monitoring to management. Proceedings of the V Russian interdisciplinary scientific and practical conference with international participation. Novosibirsk, April 19–20, 2023. Novosibirsk: Manuskript; 2023. P. 60–64. EDN: VLUUFX

[6] Королева Е.А., Орлов Н.Б., Хапаев Р.С., Корбут А.И., Климонтов В.В. Параметры вариабельности гликемии и уровень цитокинов, регулирующих воспаление и процессы фиброзирования, у больных сахарным диабетом 2 типа с различной выраженностью атеросклероза. В кн.: Сахарный диабет — 2023: от мониторинга к управлению. Материалы V Российской междисциплинарной научно-практической конференции с международным участием, Новосибирск, 19–20 апреля 2023 года. Новосибирск: Манускрипт, 2023. С. 60–64. EDN: VLUUFX

[7] Rashidova MA, Darenskaya MA, Kolesnikova LI. The role of some cytokines (IL-1, IL-6, IL-18, IL-22, TNF-α) in the genesis of obesity. Modern Problems of Science and Education. 2022;(6-2). doi: 10.17513/spno.32339

[8] Рашидова М.А., Даренская М.А., Колесникова Л.И. Роль некоторых цитокинов (ИЛ-1, ИЛ-6, ИЛ-18, ИЛ-22, ФНО-α) в генезе ожирения // Современные проблемы науки и образования. 2022. № 6-2. doi: 10.17513/spno.32339

[9] Gusova ZR, Vorobev SV, Khripun IA, et al. Role of Cytokines in the Pathogenesis of Metabolic Disorders and Androgen Deficiency in Men with Obesity and Metabolic Syndrome. Fundamental research. 2014;(10-6):1227–1233. EDN: TBHUFR

[10] Гусова З.Р., Воробьев С.В., Хрипун И.А., и др. О роли цитокинов в патогенезе метаболических нарушений и андрогенного дефицита у мужчин с ожирением и метаболическим синдромом // Фундаментальные исследования. 2014. № 10-6. С. 1227–1233. EDN: TBHUFR

[11] Shinetova LE, Omar A, Elubaeva L, et al. Cytokines and hypertension. Newsletter of KazNMU. 2017;(1):264–268. EDN: XPAGZN

[12] Шинетова Л.Е., Омар А., Елубаева Л., Акпарова А.Ю., Берсимбаев Р.И. Цитокины и артериальная гипертензия // Вестник Казахского национального медицинского университета. 2017. № 1. С. 264–268. EDN: XPAGZN

[13] Berbudi A, Rahmadika N, Tjahjadi AI, Ruslami R. Type 2 Diabetes and its Impact on the Immune System. Curr Diabetes Rev. 2020;16(5):442–449. doi: 10.2174/1573399815666191024085838

[14] Berbudi A., Rahmadika N., Tjahjadi A.I., Ruslami R. Type 2 Diabetes and its Impact on the Immune System // Curr Diabetes Rev. 2020. Vol. 16, N 5. P. 442–449. doi: 10.2174/1573399815666191024085838

[15] Qin W, Sun L, Dong M, et al. Regulatory T Cells and Diabetes Mellitus. Hum Gene Ther. 2021;32(17–18):875–881. doi: 10.1089/hum.2021.024

[16] Qin W., Sun L., Dong M., et al. Regulatory T Cells and Diabetes Mellitus // Hum Gene Ther. 2021. Vol. 32, N 17–18. P. 875–881. doi: 10.1089/hum.2021.024

[17] Zi C, He L, Yao H, et al. Changes of Th17 cells, regulatory T cells, Treg/Th17, IL-17 and IL-10 in patients with type 2 diabetes mellitus: a systematic review and meta-analysis. Endocrine. 2022;76(2):263–272. doi: 10.1007/s12020-022-03043-6

[18] Zi C., He L., Yao H., et al. Changes of Th17 cells, regulatory T cells, Treg/Th17, IL-17 and IL-10 in patients with type 2 diabetes mellitus: a systematic review and meta-analysis // Endocrine. 2022. Vol. 76, N 2. P. 263–272. doi: 10.1007/s12020-022-03043-6

[19] Bochkareva LA, Nedosugova LV, Petunina NA, et al Some mechanisms of inflammation development in type 2 diabetes mellitus. Diabetes mellitus. 2021;24(4):334–341. doi: 10.14341/DM12746

[20] Бочкарева Л.А., Недосугова Л.В., Петунина Н.А., Тельнова М.Э., Гончарова Е.В. Некоторые механизмы развития воспаления при сахарном диабете 2 типа // Сахарный диабет. 2021. Т. 24, № 4. С. 334–341. doi: 10.14341/DM12746

[21] Markova TN, Mishchenko NK, Petina DV. Adipocytokines: modern definition, classification and physiological role. Problems of Endocrinology. 2022;68(1):73–80. (In Russ.) doi: 10.14341/probl12805

[22] Маркова Т.Н., Мищенко Н.К., Петина Д.В. Адипоцитокины: современный взгляд на дефиницию, классификацию и роль в организме // Проблемы Эндокринологии. 2022. Т. 68, № 1. С. 73–80. doi: 10.14341/probl12805

[23] Mahlangu T, Dludla PV, Nyambuya TM, et al. A systematic review on the functional role of Th1/Th2 cytokines in type 2 diabetes and related metabolic complications. Cytokine. 2020;126:154892. doi: 10.1016/j.cyto.2019.154892

[24] Mahlangu T., Dludla P.V., Nyambuya T.M., et al. A systematic review on the functional role of Th1/Th2 cytokines in type 2 diabetes and related metabolic complications // Cytokine. 2020. Vol. 126. P. 154892. doi: 10.1016/j.cyto.2019.154892

RIGHTS & PERMISSIONS

Eco-Vector