Relationship between serum uric acid levels and complement functional activity

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Uric acid (UA) is the end product of purine metabolism and a substance that promotes a chronic inflammatory process. One of the mechanisms of inflammation associated with the UA is the ability of its crystals, mainly monosodium urate, to activate NLRP3 inflammasomes, classifying UA and its salt crystals as damage-related molecular patterns (DAMPs). These crystals also activate the complement system, leading to increase in C3a, C4a, and C5a concentrations and excessive consumption of complement system proteins. It has been known for a long time that UA is able to activate complement, but the relationship between hyperuricemia and complement system functional activity, which can be assessed by complement-mediated hemolysis, remains unclear. In this study, we have made an attempt to estimate the UA concentration that does not lead to spontaneous complement system activation. The study assessed the relationships between the parameters of complement functional activity and some blood biochemical data with UA concentration ([UA]) using correlation analysis. The rate (Vlys) and time of 50% hemolysis (T50) were considered as indicators of complement functional activity, and their relationship was demonstrated using exponential functions y = a*e[x], which takes the form y = [UA]*e[C3]. Concentration of C3 is the argument of the function, base of degree is the base of the natural logarithm, and the proportionality coefficient equal to the UA concentration. Correlation analysis showed the inverse dependent between function values and the corresponding values of T50 (r = -0.83, p < 0.0001) in the range of UA concentration exceeding 370 umol/L, which is near to the upper limit of the normal level for women and is within the normal range for men. Thus, the approach to assess the effect of UA on complement activation using the analysis of the complement hemolytic activity is effective to demonstrate the pathogenetic function of UA in the development of the inflammatory process without involving inflammasomes through the direct effects on complement activation processes. The relationships demonstrated suggest that the upper limits of the range of “normal” UA concentrations are arbitrary, and their revision is likely advisable.

About the authors

P. P. Beltyukov

Research Institute of Hygiene, Occupational Pathology and Human Ecology of the Federal Medical-Biological Agency

Author for correspondence.
Email: biochem2005@rambler.ru

PhD (Medicine), Associate Professor, Leading Research Associate, Laboratory of Molecular Toxicology and Experimental Therapy

Russian Federation, Leningrad Region

A. Yu. Tokarev

Research Institute of Hygiene, Occupational Pathology and Human Ecology of the Federal Medical-Biological Agency

Email: biochem2005@rambler.ru

Research Associate, Laboratory of Molecular Toxicology and Experimental Therapy

Russian Federation, Leningrad Region

A. S. Smirnova

Research Institute of Hygiene, Occupational Pathology and Human Ecology of the Federal Medical-Biological Agency

Email: biochem2005@rambler.ru

Junior Research Associate, Laboratory of Molecular Toxicology and Experimental Therapy

Russian Federation, Leningrad Region

M. E. Beltyukova

Almazov National Medical Research Centre

Email: biochem2005@rambler.ru

Clinical Laboratory Diagnostics Specialist

Russian Federation, Saint Petersburg

References

  1. Braga T.T., Forni M.F., Correa-Costa M., Ramos R.N., Barbuto J.A., Branco P., Castoldi A., Hiyane M.I., Davanso M.R., Latz E., Franklin B.S., Kowaltowski A.J., Camara N.O. Soluble uric acid activates the NLRP3 Inflammasome. Sci. Rep., 2017, Vol. 7, 39884. doi: 10.1038/srep39884.
  2. Kippen I., Klinenberg J.R., Weinberger A., Wilcox W.R. Factors affecting urate solubility in vitro. Ann. Rheum. Dis., 1974, Vol. 33, no. 4, pp. 313-317.
  3. Lobo J.C., Lucas A.C., da Nóbrega A., Carraro-Eduardo J.C., Mafra D. Uric acid levels correlates with inflammatory markers and adhesion molecules in hemodialysis patients. Kidney Res. Clin. Pract., 2012, Vol. 31, no. 2, A53. doi: 10.1016/j.krcp.2012.04.472.
  4. Russell I.J., Papaioannou C., McDuffie F.C., MacIntyre S., Kushner I. Effect of IgG and C-reactive protein on complement depletion by monosodium urate crystals. J. Rheumatol., 1983, Vol. 10, no. 3, pp. 425-433.
  5. Wessig A.K., Hoffmeister L., Klingberg A., Alberts A., Pich A., Brand K., Witte T., Neumann K. Natural antibodies and CRP drive anaphylatoxin production by urate crystals. Sci. Rep., 2022, Vol. 12, no. 1, 4483. doi: 10.1038/s41598-022-08311-z.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Figure 1. Dependence of Т50 on the value of [UA]* e[C3] upon alternative pathway of complement activation

Download (55KB)

Copyright (c) 2024 Beltyukov P.P., Tokarev A.Y., Smirnova A.S., Beltyukova M.E.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».