Медицинская наука Армении 4.2010
Circulating immune complexes as possible inflammatory markers in posttraumatic stress disorder
Key words:circulating immune complexes, inflammation, posttraumatic stress disorder
Posttraumatic stress disorder is a chronic anxiety disorder (PTSD) [5] that can develop in a person after exposure to a terrifying event (or after witnessing or learning about such an event) or ordeal in which grave physical harm occurred or was threatened. The disorder is characterized by symptoms of avoidance/numbing, hyperarousal and reexperiencing [5, 20]. Traumatic event can exert an excessive demand on regulatory functions, particularly if the stressor is excessive or prolonged, resulting in risk for excessive inflammation [8]. Some studies suggest that the immune system regulation might be disturbed in individuals with PTSD and demonstrate an excess of inflammatory actions of the immune system, which may contribute to health declines in these individuals [1,2,6,9,10,12,13,15,16,20,21,23]. It is currently unknown to what extent depressive symptoms might confound the association between a clinical diagnosis of PTSD and inflammation, and due to insufficiency of relevant data the molecular picture of the immune system abnormalities in PTSD is yet unclear.
Circulating immune complexes (CIC) are major mediators of inflammation, modulators of both cellular and humoral immune response. Formation of CIC is a normal reaction of the organism to the presence of foreign or autoantigen. In healthy organism CIC are easily eliminated from circulation by phagocytosis (Fig. 1). In pathologic conditions inappropriate clearance or deposition of CIC may occur and affect the development of the immune response at multiple levels. CIC may deposit in endothelial or vascular structures provoking prolonged inflammatory response through permanent activation of the complement cascade. Thus, the negative effects of increased CIC concentration may badly affect disease progression and outcome [14, 17, 22].
Figure 1. Formation and clearance of CIC [14].
C1q – complement component, initiating point of the complement classical pathway; CR1 – complement receptor 1; C3b - activation cleavage product of the complement C3 component.
In the total CIC population, CIC attached to the complement activation products, C1q component and cleavage products of C3 component (C3b, iC3b, C3dg) are usually observed [18]. The present study was focused on determination of the levels of total CIC, CIC containing C1-q, and CIC containing C3 cleavage products in patients with PTSD in comparison to healthy subjects.
Material and Methods
Patients were hospitalized at the Stress Center of the Ministry of Labor and Social Affairs of Armenia and diagnosed according to the Structured Clinical Interview for Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders (DSM-IV (SCID-I)) [7] and the Clinician Administered PTSD Scale (CAPS) [3]. The control group involved 40 age- and sex-matched healthy volunteers leading an active and independent life without any history of physical or sexual abuse or other major trauma, defined as being free of current or past psychiatric disorders as determined by structured interview (SCID-I).
After obtaining permission from the Ethical Committee of the Institute of Molecular Biology NAS RA and informed consents from 50 PTSD patients, blood samples were taken by venipuncture at 9:00-10:00 a.m. After 1 hour of coagulation at 40C the serum was separated by centrifugation.
CIC were isolated from fresh sera of affected and healthy subjects using earlier described procedure. First an equal volume of 7% polyethylene glycol (PEG, 6 kDa) was added to the equal volume of serum up to 3.5% final concentration. Then the mixture was incubated at 40C for 18-20 h followed by centrifugation at 3000 g for 15 min. The pellet containing total CIC was dissolved in 0.1 N NaOH. The concentration of CIC was determined by measuring absorbency at 280 nm and expressed in the units of optical density (A280) [4].
Concentrations of C3d (peptide fragment of C3b, iC3b and C3dg) and C1q containing CIC (C3d-CIC and C1q-CIC, respectively) in the sera were measured by Enzyme Linked Immuno-Sorbent Assay (ELISA) using commercial kit (Human, Germany). In brief, 96-well plates coated with C1q or C3d were filled with 100 µl of serum diluted (1:101 for C1q and 1:11 for C3d) with phosphate buffer (0.01M, pH 7.0) and incubated for 1 h. The wells were washed 3 times with 300 µl of Tris-HCl buffer (0.01 M, pH 6.9), after which 15 µl of anti-human-immunoglobulin G conjugated to peroxidase was added and incubated for 30 min. The wells were again washed 3 times with 300 µl of the same buffer. Then100 µl of 3,3´,5,5´-tetramethylbenzidin solution (1.2 mM in 3 mM hydrogen peroxide, pH 3.7) was added per well and incubated for 10 min. All procedures were performed at room temperature. The reaction was ended by adding 15 µl of sulphuric acid (0.5 M) per well and the absorbance at 450 nm wave length was read. For calibration curve different dilutions of standard serum were used. Standard sera for calibration and positive control were treated in the same way as experimental serum patterns. Concentrations of C1q-CIC and C3d-CIC were expressed in mg/ml of serum.
Statistical analysis was performed by Student’s two tailed t-test using “Graphpad Prism” (GraphPad Software Inc., USA) software. P‹0.05 was considered as significant.
Results and Discussion
According to the results obtained, mean values of the total serum CIC, C3d-CIC and C1q-CIC were 1.5, 2.1 and 1.58 times significantly higher (p‹0.0055, t=2.88; p‹0.0004, t=3.784; p‹0.02, t=2.311, respectively) than in case of healthy subjects. The results obtained are presented in Table 1 and Fig. 1, 2.
Table 1
Serum levels of the total CIC, C3d-CIC and C1q-CIC in PTSD patients
and healthy subjects
Fig. 1. Mean values of total CIC in the serum of PTSD patients and healthy subjects (HS) (p‹0.0055)
Fig. 2. Mean values of C3d-CIC and C1q-CIC in the blood serum of PTSD patients and healthy subjects (p‹0.0004 and p‹0.02, respectively)
The data obtained indicate that pathogenesis of PTSD is associated with high blood levels of both total CIC, C1q-CIC and C3d-CIC. The increased levels of total CIC in circulation may reflect either decline in their clearance or the presence of the excess of foreign/ autoantigens. The presence of C1q-CIC and C3d-CIC in the total CIC population strongly suggest about the activated state of the complement cascade in PTSD that is consistent with our previous data demonstrating complement classical pathway activation in PTSD [11]. C1q is the initial point of the complement classical pathway and C3 is a triggering point for C3-convertase, which launched the terminal complement pathway, leading to formation of the membrane attack complexes [19].
The results presented in this study provide additional evidence in support of the previous observation demonstrating the increased inflammatory response in PTSD patients [10, 11]. The central problem here is to reveal triggers and particular pathogenetic impact of inflammation in PTSD. Further studies with the involvement of more patients and with determination of the functional state of other inflammatory markers and regulators of the immune response are requested to clarify this problem.
Acknowledgments
The author expresses gratitude to her supervisors Prof. A. Boyajyan and Dr. G. Mkrtchyan, physicians from the Stress Center MLSA RA, especially to Prof. S. Sukiasian, for selection and diagnostics of PTSD patients and organization of interviews with diseased and healthy subjects as well as to all patients and healthy volunteers participating in this study.
References
- Altemus M., Firdaus S., Ruirong Y. Immune function in PTSD. Ann NY Acad. Sci., 2006, 1071, p. 167–183.
- Baker D.G., Ekhator N.N., Kasckow J.W., Dashevsky B., Horn P.S., Bednarik L., Geracioti T.D. Plasma and cerebrospinal fluid interleukin-6 concentrations in posttraumatic stress disorder. Neuroimmunomodulation. 2001, 9, p. 209-217.
- Blake D.D.,Weather F.W., Nagy L.M. The development of a clinician-administered PTSD scale. J. Trauma Stress, 1995, 8(1), p. 75–90.
- Digeon M., Laver M., Riza J. Detection of circulating immune complexes in human sera by simplified assays with polyethylene glycol. J. Immunol., 1977, 16(2), p. 165-183.
- DSM-IV-TR, Diagnostic and statistical manual of mental disorders by the American Psychiatric Association, Edition: 4, Amer. Psychiatric Pub., 2000, 943-943 p.
- Everson M.P., Kotler S., Blackburn W.D. PTSD and immune dysregulation in gulf war veterans. Med. Eval. Programs VA Gulf War Registry, 2005, http://www.gulflink.osd.mil/medical/.
- First M.B., Spitzer R.L., Gibbon M., Williams J.B. Structured clinical interview for the DSMIV axis I disorders (SCID PTSD Module). National Center for PTSD, USA, 1996.
- Fries E., Hesse J., Hellhammer J., Hellhammer D.H. A new view on hypocortisolism. Psychoneuroendocrinology, 2005, 30(10), p. 1010-1016.
- Gander M.L., von Kanel R. Myocardial infarction and post-traumatic stress disorder: frequency, outcome, and atherosclerotic mechanisms. Eur. J. Cardiovasc. Prev., 2006, 13, p. 165-172.
- Gill J.M., Saliqan L., Woods S., Page G. PTSD is associated with an excess of inflammatory immune activities. Perspect. Psych. Care, 2009, 45(4), p.262-277.
- Hovhannisyan L.P., Mkrtchyan G.M., Boyajyan A.S., Sukiasian S.H. Immune complexes and complement classical cascade in posttraumatic stress disorder. Klin. Med. (Russia), 2008, 9(23), p. 269-274.
- Jessica M.G., Leo S., Stephanie W., Gayle P. PTSD is associated with an excess of inflammatory immune activities. Persp. in Psych. Care, 2009, 45( 4), p. 262-277.
- Kawamura N., Kim Y., Asukai N. Suppression of cellular immunity in men with a past history of posttraumatic stress disorder. Am. J. Psych., 2001, 158, p. 484-486.
- Lock R.J. and Unswoth D.J. Measurement of immune complexes is not useful in routine clinical practice. Ann. Clin. Biochem., 2000, 37, p. 253-261.
- Maes M., Lin A., Delmeire L., Bonaccorso S., Goossens F., Van Gastel A., Pioli R., Delmeire L., Scharpé S. Elevated serum interleukin-6 (IL-6) and IL-6 receptor concentrations in posttraumatic stress disorder following accidental man-made traumatic events. Biol. Psych., 1999, 45(7), p. 833-839.
- Miller R.J., Sutherland A.G., Hutchison J.D. C-reactive protein and interleukin- 6 receptor in post-traumatic stress disorder: a pilot study. Cytokine, 2001, 13, p. 253-255.
- Nezlin R. A quantitative approach to the determination of antigen in immune complexes. J. Immunol. Methods, 2000, 237(1-2), p. 1-17. WHO Scientific Group. The role of immune complexes in disease. World Health Organization Series, 1997, 606, p. 1-58.
- Schifferli J.A., Ng Y.C., Peters D.K. The role of complement and its receptor in the elimination of immune complexes. N. Eng. L. J. Med., 1986; 315: 488-495.
- Sim RB, Laich A. Serine proteases of the complement system. Biochem. Soc. Trans., 2000; 28: (5) 545–550.
- Spivak B., Shohat B., Mester R., Avraham S., Gil-Ad I., Bleich A., Valevski A., Weizman A. Elevated levels of serum interleukin-1b in combat-related posttraumatic stress disorder. Biol. Psych., 1997, 42(5), p. 345-348.
- Von-Kanel R., Hepp U., Kraemer B., Traber R., Keel M., Mica L., Schnyder U. Evidence for low-grade systemic proinflammatory activity in patients with posttraumatic stress disorder. Psych. Res., 2007, 41(9), p. 744-752.
- WHO Scientific Group. The role of immune complexes in disease. World Health Organization Series, 1997, 606, p. 1-58.
- Willerson J.T., Ridker P.M. Inflammation as a cardiovascular risk factor. Circulation, 2004, 109 (21 Suppl. 1), p. 2-10.

Читайте также
Ключевые слова: пищевая аллергия, распространенность, клинические проявления, причинно-значимые аллергены
В настоящее время до 30% населения планеты страдают аллергическими болезнями, среди которых значительную часть занимает пищевая аллергия (ПА), ставшая в последние десятилетия глобальной медико-социальной проблемой...

Ключевые слова: окись азота, печёночная энцефалопатия (ПЭ), гипераммонемия, глутамин, NOS, синтез мочевины
Раскрытие молекулярно-биологических механизмов развития печёночной энцефалопатии имеет свою предысторию. 100 лет назад Мюррель предложил использовать нитроглицерин в качестве лечебного средства при стенокардии [16]...

Ключевые слова: верхнее вестибулярное ядро, лабиринтэктомия, фоновая импульсная активность, вибрация, вестибулярная компенсация
Контроль положения тела, стабилизация направления взгляда, ориентация в пространстве и передвижение организма являются высокоинтегративными процессами...

Ключевые слова: СКЭНАР-стимуляция, антиоксидантные, прооксидантные металлопротеины, уровень, активность
В условиях электрической стимуляции (ЭС) у млекопитающих отмечается повышение активности антиоксидантных защитных систем организма [16]...

Ключевые слова: гипокинезия (ГК), поведение крыс, пирацетам
В условиях современного механизированного производства и быта ГК из-за ограничения общей двигательной активности человека и монотонной мышечной работы является мощным стрессорным агентом...

Ключевые слова: Artemisia absinthium L., тяжелые металлы, антиоксидантная активность
В настоящее время вызывают определенный интерес исследования в области действия препаратов на основе растительных экстрактов на процессы перекисного окисления липидов (ПОЛ) [4]...

Ключевые слова: инфаркт миокарда, левый желудочек, правый желудочек, тредмил-тест, прогноз
Изолированный инфаркт миокарда (ИМ) правого желудочка (ПЖ) встречается очень редко [5,7,27]. Обычно ИМ ПЖ ассоциируется с ИМ левого желудочка (ЛЖ) нижней локализации и встречается в 10-50% случаев [12,25-27]...

Ключевые слова: артериальная гипертония, гипертрофия левого желудочка, индекс массы тела, ожирение, диастолическая функция левого желудочка, антигипертензивная терапия, ингибиторы АПФ
Проблема артериальной гипертонии (АГ) у женщин, в постменопаузе является актуальной, так как у большей половины из них в этом периоде жизни обнаруживается стойкое повышение АД [7]...

Ключевые слова: демографическая ситуация, рождаемость, смертность, население, продолжительность жизни
Демографические проблемы, по оценкам экспертов ООН, на сегодня являются наиболее актуальными в мире. В настоящее время население Земли динамично прибавляется...





САМЫЕ ЧИТАЕМЫЕ СТАТЬИ
-
Нормы роста и веса детей – данные ВОЗ
-
Зеленые выделения из влагалища: причины и лечение
- Анатомо-физиологические особенности дыхательной системы у детей
-
Насморк с кровью: причины симптома и способы лечения
- Анатомо-физиологические особенности сердечно-сосудистой системы у детей
- Анатомо-физиологические особенности пищеварительной системы у детей
- Анатомо-физиологические особенности мочевыделительной системы у детей
- Сравнительная характеристика параметров функции внешнего дыхания (обзор литературы)
- Современные представления о норме и патологических отклонениях размеров восходящей аорты при приобретенных пороках сердца
- Анатомо-физиологические особенности детей
- Анатомо-физиологические особенности костно-мышечной системы у детей
- Паллиативная химиотерапия рака: основные понятия и особенности (oбзор литературы)
-
Что можно и что нельзя делать после удаления аппендицита
-
Увеличенные яичники: симптомы, причины и лечение
-
О чем говорит головная боль за ухом? Причины, симптомы и лечение
-
Характер мужчины проявляется в выборе позы для секса
-
Армянская ассоциация медицинского туризма (ААМТ)
-
Желтые выделения из влагалища: причины и лечение
-
Рвота у ребенка без температуры: возможные причины
-
Новейшие достижения онкологии в МЦ «Наири»: интервью с Артемом Степаняном. nairimed.com
-
Как снизить риск инсульта. erebunimed.com
- Применение летрозола для стимуляции овуляции
- Врожденные аномалии и пороки развития
-
КАТИОНОРМ – представитель нового поколения искусственных слез для симптоматической терапии синдрома “сухого глаза”
-
Арам Бадалян: Родинку трогать нельзя?
- Применение противоспаечных средств в профилактике спаечной болезни живота (oбзор литературы)
-
Вздутие живота при месячных: 7 способов справиться с неприятным ощущением
-
Как избавиться от лямблий — 25 эффективных рецептов народной медицины
-
Компресс при ангине: будет ли полезным прогревание горла?
-
Онкология является самой быстроразвивающейся отраслью медицины: интервью с Левоном Бадаляном
-
Лечение марганцовкой
- Некоторые новые подходы к системной терапии метипредом больных ревматоидным артритом
- Медицинские информационные системы.Информационная система для интегрального фармацевтического и здравоохранного мониторинга
-
Фармацевтическая опека
- Подходы к оперативному лечению костно-хрящевых экзостозов
- Повреждения при родах
-
Курение марихуаны влияет на потенцию
- Инциденталома надпочечников
-
Почему противозачаточные увеличивают грудь?
- Применение индинола и эпигаллата при аденомиозе