The role of cytokines in the pathogenesis of infectious complications in surgical treatment of obstructive jaundice of gallstone origin

Aim. To study the content of cytokines in the blood serum of patients with obstructive jaundice of gallstone origin before and after surgical treatment, depending on the development of postoperative complications.
Materials and methods. The treatment group consisted of 70 patients with the diagnosis of obstructive jaundice of gallstone origin, verified following a comprehensive clinical and instrumental examination. In 54 patients, the postoperative period was uncomplicated, and in 16 patients, various infectious complications in the postoperative period were revealed. The control group consisted of 125 healthy volunteers. The concentration of six cytokines (interleukin (IL)-2, IL-4, IL-18, IL-10, tumor necrosis factor alpha (TNFα), and interferon gamma (INF γ)) was determined using reagent kits manufactured by Vector-Best LLC (Novosibirsk, Russian Federation) by enzyme-linked immunosorbent assay on the Thermo Scientific analyzer (BioMerieux, France).
Results. We identified significantly high concentrations of proinflammatory cytokines in the blood serum of patients with obstructive jaundice of gallstone origin upon admission, compared with the data obtained in the study of blood serum in the control group and in patients with obstructive jaundice after surgery. In the postoperative period in patients with obstructive jaundice without complications, the proinflammatory cytokines are significantly reduced and IL-4 is increased, whereas with the development of infectious complications, the level of proinflammatory cytokines is significantly elevated.
Conclusion. In the pathogenesis of obstructive jaundice, a local inflammatory process plays an essential role. This is confirmed by statistically significant changes in the studied cytokines. The established increase in the concentration of IL-4, which has anti-inflammatory activity, indicates its importance in the mechanisms underlying the absence of infectious complications in the postoperative period of obstructive jaundice of gallstone origin. The revealed increase in the levels of IL-18, TNFα, and INFγ in the blood serum of patients suggests their role in the pathogenesis of infectious complications in the postoperative period of obstructive jaundice of gallstone origin.

1. Гальперин Э.И. Классификация тяжести механической желтухи. Анналы хирургической гепатологии. 2012; 2 (17): 26–33.

2. Воронова Е.А., Пахомова Р.А. Современные представления о классификации механической желтухи. Современные проблемы науки и образования. 2015; 6: 298.

3. Калаханова Б.Х., Чеченин Г.М. Современный подход к выбору сроков эндобилиарного протезирования у больных механической желтухой опухолевого генеза. Клиническая медицина. 2014; 6 (4): 97–101.

4. Даценко Б.М., Борисенко В.Б. Механическая желтуха, острый холангит, билиарный сепсис: их патогенетическая взаимосвязь и принципы дифференциальной диагностики. Новости хирургии. 2013; 21 (5): 31–39.

5. Кошевский П.П., Алексеев С.А., Бовтюк Н.Я., Картун Л.В. Коррекция эндотоксикоза и дисбаланса противовоспалительных цитокинов в раннем послеоперационном периоде у пациентов с механической желтухой и желчной гипертензией неопухолевой этиологии. Российский медицинский журнал. 2014; 74 (1): 74–78.

6. Рутенберг Г.М., Румянцев Г.М., Протасов А.В. Эффективность применения малоинвазивных оперативных доступов при хирургическом лечении холедохолитиаза. Эндоскопическая хирургия. 2008; 14 (1): 3–8.

7. Kint J.F., van den Bergh J.E., van Gelder R.E. Percutaneous treatment of common bile duct stones: results and complications in 110 consecutive patients. Dig. Surg. 2015; 32 (1): 9–15. DOI: 10.1159/000370129

8. Мостюк Е.М., Дергач В.Я., Кривенцов М.А., Шелепа Е.Д., Сегаль Д.Ф. Прогноз и профилактика послеоперационной печеночной недостаточности при механической желтухе. Крымский журнал экспериментальной и клинической медицины. 2015; 2 (18): 48–51.

9. Гаджиев Дж.Н., Тагиев Э.Г., Гаджиев Н.Дж. Состояние цитокинового статуса у больных с механической желтухой доброкачественного генеза. Хирургия. 2015; 5: 56–58.

10. Воронова А.А., Винник Ю.С., Пахомова Р.А. Хирургическая тактика доброкачественной хирургической желтухи в зависимости от ее степени тяжести. Фундаментальные исследования. 2015; 1(8): 1554–1557.

11. Симбирцев А.С. Цитокины: классификация и биологические функции. Цитокины и воспаление. 2004; 3 (2): 16–22.

12. Хаитов Р.М. Иммунология. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2016: 716.

13. Смирнова О.В., Титова Н.М., Каспаров Э.В., Елманова Н.Г. Характеристика цитокиновой регуляции у больных с синдромом механической желтухи доброкачественного, доброкачественного опухолевого и злокачественного генезов. В мире научных открытий. 2016; 11 (83): 27–41.

14. Смирнова О.В., Титова Н.М., Манчук В.Т., Елманова Н.Г. Особенности цитокиновой регуляции у больных механической желтухой различного генеза. Современные проблемы науки и образования. 2015; 4: 425.

15. Бебезов Х.С., Осмонов Т.А., Бебезов Б.Х., Раимкулов А.Э., Ермеков Т.А. Результаты чрескожных чреспеченочных эндобилиарных вмешательств в хирургии желчных путей. Анналы хирургической гепатологии. 2006; 11 (4): 44–49.

16. Xu F., Dai C., Peng S., Zhao Y., Jia C.-J., Xu Y.-Q. Preconditioning with glutamine protects against ischemia/reperfusion-induced hepatic injury in rats withobstructive jaundice. Pharmacology. 2014; 93 (3-4): 155–165. DOI: 10.1159/000360181.

17. Chen J., Wu F., Long Y., Yu W.Glutathione supplementation attenuates oxidativestress and improves vascular hyporesponsiveness in experimental obstructive jaundice. Oxid. Med. Cell Longev. 2015: 486148. DOI: 10.1155/2015/486148.

18. Смирнова О.В., Цуканов В.В., Титова Н.М., Губанов Б.Г. Особенности цитокиновой регуляции у больных механической желтухой злокачественного генеза. Медицинская иммунология. 2018; 20 (1): 135–144. DOI: 10.15789/1563-0625-2018-1-135-144.

19. Тарасенко С.В., Натальский А.А., Никифоров А.А. Полиморфизм генов биотрансформации ксенобиотиков, TNFα и IL-4 у больных механической желтухой. Цитокины и воспаление. 2014: 13 (1): 51–59.

20. Jones C., Badger S., Black J. The use of antiendotoxin peptides in obstructive jaundice endotoxemia. Eur. J. Gastroenterol. Hepatol. 2012; 24 (3): 248–254. DOI: 10.1097/MEG.0b013e32834dfb8c.

21. Гальперин Э.И., Ахаладзе Г.Г., Ветшев П.С., Дюжева Т.Г. Дифференциальный подход к применению минимально инвазивных методов лечения опухолевой механической желтухи. Анналы хирургической гепатологии. 2019; 24 (2): 10–24. DOI: 10.16931/1995-5464.2019210-24.

22. Беляев А.Н. Хвостунов С.И., Беляев С.А., Костин С.В. Метаболическая коррекция церебральных нарушений при обтурационном холестазе (экспериментальное исследование). Анналы хирургической гепатологии. 2016; 21 (2): 86–97.

23. Ветшев П.С., Стойко Ю.М., Левчук А.Л., Бардаков В.Г. Возможности современных методов диагностики и обоснование лечебной тактики при механической желтухе. Вестник хирургической гастроэнтерологии. 2008; 2: 24–32.

24. Артемов А.В., Розиков Ю.Ш., Буланов Н.Н., Чеминаева Н.Р. Эффективность новых способов диагностики и лечения при заболеваниях внепеченочных желчных протоков. Медицинская визуализация. 2006; 6: 60–64.

25. Badger S.A., Jones C. Cytokine response to portal endotoxaemia and neutrophil stimulation in obstructive jaundice. Eur. J. Gastroenterol. Hepatol. 2012; 24 (1): 25–32. DOI: 10.1097/MEG.0b013e32834b0dd3.

26. Крышен В.П., Рязанов Д.Ю., Полюдов А.А., Задорожный В.В., Рубан А.Г. Лечебно-диагностическая тактика у больных с синдромом обтурационной желтухи. Kharkiv Surgical School. 2013; 5 (62): 19–25.