The role of Toll-like receptors-4 in the pathogenesis of development of anemia of inflammation in young children

Abstract

Aim. To determine the pathogenetic role of Toll-like receptors-4 (TLRs-4) in the development of anemia of inflammation (AI). Materials and methods. The content of TLRs-4, ferritin and iron in blood serum of 78 children (1.5 ± 0.4 years old on the average) was studied by enzyme-linked immunosorbent assay. The main group included 46 children with acute inflammatory bacterial diseases of the respiratory system, which were divided into 2 subgroups: the first subgroup included 24 children with AI, the second – 22 children without anemia. Depending on the etiological factor, the main group was divided into subgroups: 1a – 12 patients with AI, Streptococcus pneumoniae was detected as the pathogen, 1b – 12 patients with AI, the pathogen – Haemophilus influenzae, 2a – 11 patients without AI, the pathogen – Streptococcus pneumoniae, 2b – 11 patients without AI, the pathogen – Haemophilus influenzae. The comparison group included 16 children with iron deficiency anemia without inflammatory manifestations. Control group included 16 conditionally healthy children. The observation groups were repre¬sentative by age and sex of the children. Results. It was determined that the content of TLRs-4 in children in the main group depended on the bacterial pathogen. The content of TLRs-4 in the subgroup where Haemophilus influenzae was the etiological factor exceeded more than 2 times the results of the control group (P < 0.05), 1.7 times the comparison group, and 2 times relative to their content in the group, where the disease was caused by Streptococcus pneumoniae (P < 0.05). There was a close correlation between the content of TLRs-4 in the group of patients whose disease was caused by gram-negative flora and the content of ferritin (r = 0.8, P < 0.05). The iron in the blood serum of children with anemia of inflammation was significantly lower than in the comparison and control groups by 1.6 times (8.78 (6.8215.30) ng/ml and 13.88 (12.74–16.52) ng/ml, respectively, P < 0.05). Conclusions. The development of AI in young children is accompanied by an increase in TLRs-4, primarily in response to the intrusion of gram-negative microflora (Haemophilus influenzae). The content of ferritin is directly dependent on their level, which suggests the starting role in the protective mechanism of iron sequestration, which is an important link in the pathogenesis of the development of AI. Мета роботи – вивчення патогенетичної ролі Toll-подібних рецепторів-4 (ТПР-4) у розвитку анемії запалення. Матеріали та методи. Вивчили вміст TПР-4, феритину й заліза в сироватці крові 78 дітей (середній вік – 1,5 ± 0,4 року) методом імуноферментного аналізу. В основну групу включили 46 дітей, які мали гострі запальні бактеріальні захворювання органів дихання; групу поділили на 2 підгрупи: перша – 24 дитини з анемією запалення, друга – 22 дитини без анемії. Залежно від етіологічного чинника основну групу дослідження поділили на підгрупи: 1а – 12 пацієнтів з анемією запалення, збудник – Streptococcus pneumoniae, 1b – 12 дітей з анемією запалення, збудник – Haemophilus influenzae, 2a – 11 хворих без анемії запалення, збудник – Streptococcus pneumoniae, 2b – 11 осіб без анемії запалення, збудник – Haemophilus influenzae. У групу порівняння залучили 16 дітей із залізодефіцитною анемією без запальних проявів, у контрольну групу – 16 умовно здорових дітей. Групи спостереження репрезентативні за віком і статтю дітей. Результати. Встановили, що вміст ТПР-4 в дітей основної групи залежав від бактеріального збудника. Вміст ТПР-4 в підгрупі, де етіологічним фактором була Haemophilus influenzae, більш ніж удвічі перевищував результати групи контролю (p < 0,05), в 1,7 раза – групи порівняння, вдвічі – щодо вмісту у групі, де захворювання зумовлено Streptococcus pneumoniae (p < 0,05). Встановили тісний прямий кореляційний зв’язок між концентрацією ТПР-4 у групі пацієнтів, захворювання яких спричинене грамнегативною флорою, та вмістом феритину (r = 0,8, p < 0,05). Вміст заліза в сироватці крові дітей з анемією запалення був вірогідно нижчим, ніж показники груп порівняння та контролю в 1,6 раза (8,78 (6,82–15,30) нг/мл і 13,88 (12,74–16,52) нг/мл відповідно, p < 0,05). Висновки. Розвиток анемії запалення в дітей раннього віку супроводжується підвищенням рівня ТПР-4, передусім у відповідь на грамнегативну мікрофлору (Haemophilus influenzae). Вміст феритину прямо залежить від їхнього рівня, що дає підстави для припущення щодо пускової ролі ТПР-4 в захисному механізмі секвестрації заліза, який є найважливішою ланкою в патогенезі розвитку анемії запалення. Цель работы – изучение патогенетической роли Toll-подобных рецепторов-4 (ТПР-4) в развитии анемии воспаления. Материалы и методы. Изучили содержание TПР-4, ферритина и железа в сыворотке крови 78 детей (средний возраст – 1,5 ± 0,4 года) методом иммуноферментного анализа. В основную группу включили 46 детей с острыми воспалительными бактериальными заболеваниями органов дыхания, которых поделили на 2 подгруппы: первая – 24 ребенка с анемией воспаления, вторая – 22 ребенка без анемии. В зависимости от этиологического фактора основную группу исследования разделили на подгруппы: 1а – 12 пациентов с анемией воспаления, возбудитель – Streptococcus pneumoniae, 1b – 12 больных с анемией воспаления, возбудитель – Haemophilus influenzae, 2a – 11 детей без анемии воспаления, возбудитель – Streptococcus pneumoniae, 2b – 11 пациентов без анемии воспаления, возбудитель – Haemophilus influenzae. Группу сравнения составили 16 детей с железодефицитной анемией без воспалительных проявлений, контрольную группу – 16 условно здоровых детей. Группы наблюдения репрезентативны по возрасту и полу детей. Результаты. Установлено, что содержание ТПР-4 у детей в основной группе зависело от бактериального возбудителя. Содержание ТПР-4 в подгруппе, где этиологическим фактором был Haemophilus influenzae, превышало более чем 2 раза результаты группы контроля (p < 0,05), в 1,7 раза – группы сравнения, в 2 раза больше относительно их содержания в группе, где заболевание было обусловлено Streptococcus pneumoniae (p < 0,05). Отмечена тесная прямая корреляционная связь между содержанием ТПР-4 в группе пациентов, заболевание которых вызвано грамотрицательной флорой, и содержанием ферритина (r = 0,8, p < 0,05). Содержание железа в сыворотке крови детей с анемией воспаления было достоверно ниже показателей групп сравнения и контроля в 1,6 раза (8,78 (6,82–15,30) нг/мл и 13,88 (12,74–16,52) нг/мл соответственно, p < 0,05). Выводы. Развитие анемии воспаления у детей раннего возраста сопровождается повышением уровня ТПР-4, прежде всего в ответ на внедрение грамотрицательной микрофлоры (Haemophilus influenzae). Содержание ферритина находится в прямой зависимости от их уровня, что позволяет предположить пусковую роль ТПР-4в защитном механизме секвестрации железа, который является важнейшим звеном в патогенезе развития анемии воспаления.