CC BY
67
УДК 61. 616-092.19-616.418.8]. 614.876
Б.А. ЖЕТПИСБАЕВ1, А.Ш. КЫДЫРМОЛДИНА1, С.Е. МЫРЗАГУЛОВА2, А.С. ОРАЗАЛИНА1, М.К. ЖУКЕШЕВА2
гГМУ г. Семей и КазГЮИУ, Семей 2КазНМУ им. С.Д. Асфендиярова, кафедра патофизиологии, Алматы
ЭФФЕКТЫ СУБЛЕТАЛЬНОЙ ДОЗЫ ГАММА-РАДИАЦИИИ НА ПРОВОСПАЛИТЕЛЬНЫЕ ЦИТОКИНЫ И ЛИМФОИДНЫЕ
ОРГАНЫ ИММУНОГЕНЕЗА У ПОТОМКОВ 1 ПОКОЛЕНИЯ
В работе исследованы эффекты сублетальной гамма-радиации на провоспалительные цитокины, центральные и периферические органы иммуногенеза у облученных животных и их потомков 1 поколения. Установлено, что у потомков 1 поколения после сублетального гамма-излучения происходит перераспределение лимфоидных клеток из тимуса и лимфатических узлов тонкого кишечника в костный мозг и селезенку. В отдаленном периоде в периферической крови сниженная концентрация ИЛ-2, ИЛ-6, ТЫ¥-а и повышенная концентрация 1Ы¥-у в сыворотке крови свидетельствуют о наличии иммунологической недостаточности в клеточном и гуморальном звеньях иммунитета.
Ключевые слова: сублетальное гамма-излучение, тимус, костный мозг, селезенка, лимфатические узлы тонкого кишечника, ИЛ-2,6, ГЫ¥-а и Ш-у.
В центральных и периферических лимфоидных органах происходит пролиферация и дифференцировка субпопуляций всех видов Т- и В- лимфоцитов [1]. При радиационном воздействий в центральных и периферических органах иммуногенеза происходит цитолиз, угнетение пролиферации, мобилизации и перераспределе-ния лимфоцитов [2]. При действий сублетальной дозы радиации во всех звеньях иммунной системы происходит иммуносупрессия, формируется иммунодефицитное состояние [3,4,5]. Причем иммунные дисфункции сохраняются довольно длительное время, и, поэтому состояние иммунной системы, как в отдаленном периоде, в том числе у потомков 1 поколения после сублетального гамма излучения представляет большой интерес.
Наряду с общепринятыми методами определения морфо-функционального состояния иммунной системы в настоящее время во всем мире используются чувствительные и информативные методы определения содержания цитокинов. Основная биологическая активность цитокинов - регуляция иммунного ответа на всех этапах его развития. В связи с этим актуальным является изучение особенностей спонтанной продукции цитокинов в условиях сублетального облучения с целью оценки степени влияния ионизирующей радиации на иммунную систему организма.
Поэтому целью настоящей работы явилось изучение эффектов сублетальной гамма-радиации на провоспалительные цитокины, центральные и
периферические органы иммуногенеза у облученных животных и их потомков 1 поколения. Материал и методы исследования
Для решения поставленной цели нами были выполнены 3 серий опытов на 55 белых беспородных половозрелых крысах. 1 серия - интактные (п=15), 2-я серия - облученные + отдаленный период ((п=20), 3-я серия (п=20) - потомки 1 поколения от облученных животных. Подопытных животных 2 - серии подвергли общему облучению на радиотерапевтической установке «Луч-1» мощностью 125 Р
в час гамма-лучами 60Со в дозе 6 Гр. Во время облучения животные находились в специально сконструированной камере из органического стекла, с изолированными ячейками для отдельных животных.
У всех животных в костном мозге изучали количество лимфоидных клеток, в тимусе, селезенке и лимфатических узлах тонкого кишечника определяли массу, лимфоидный индекс и число лимфоидных клеток. Клеточные суспензии готовили из костного мозга, тимуса, селезенки и лимфатических узлов тонкого кишечника подопытных животных. Осуществляли подсчет кариоцитов и определяли их жизнеспособность. Количество тимоцитов, лимфоидных клеток в костном мозге, селезенке определяли по методике О.И.Белоусовой и М.И.Федотовой (1983) [6]. Содержание клеток костного мозга исследовали в замкнутом пространстве по методике П.Д. Горизонтова с соавт. (1983)[7]. Определение лимфоидного индекса тимуса выполнялась по методике Е. Д.Гольдберга и соавт. (1972)[8], а в лимфатических узлах тонкого кишечника - по методу Б.А. Жетписбаева (1995)[9].
Для изучения отдаленных эффектов цитокиновый профиль у подопытных животных определяли через 3 месяца после воздействия ионизирующих гамма - излучений. В периферической крови у всех животных определяли уровень провоспалительных ферментов - ИЛ-2, ИЛ-6, ЮТ-а и ЮТ-у иммуноферментным методом на аппарате «Униплан» (Россия).
Полученные цифровые данные обрабатывались общепринятыми методами вариационной статистики [10]. Результаты и обсуждение
Раннее нами установлено, что после сублетального гамма-облучения в дозе 6 Гр в вызывает атрофию тимуса, селезенки и лимфоидных узлов тонкого кишечника. Перераспределение лимфоидных клеток наблюдается в сторону костного мозга и селезенки [11]. В отдаленном периоде после сублетального облучения полного восстановления массы тимуса не наблюдается (таблица 1).
Таблица 1 - Состояние лимфоидных органов иммуногенеза у потомков 1 поколения после сублетальной дозы гамма-радиации
Объекты исследования Показатели Серии опытов
1.интактные (n=15) 2.облученные 3 месяца (n=20) 1 потомки ( n=20)
Тимус 1 0,32±0,020 0,28±0,011* 0,26±0,015*
2 9,2±0,28 7,4±0,26**0 4,4±0,8*0
3 0,18±0,012 0,15±0,015 0,14±0,011*
Лимфоузлы тонкого кишечника 1 0,15±0,021 0,13±0,020 0,09±0,010*
2 0,72±0,031 0,50±0,0130* 0,21±0,013*0
3 0,08± 0,002 0,059±0,003** 0,056±0,005*
Костный мозг 2 0,16±0,041 0,21±0,0130 0,32±0,060*0
Селезенка 1 0,70±0,074 0,55±0,021*0 0,9±0,025*
2 2,5±0,39 3,0±0,210 7,5±0,15*0
3 0,38±0,024 0,33±0,018 0,50±0,022*0
Примечание: * - достоверно к 1 группе, (Р<0,05), ** - достоверно к 1 группе, (Р<0,001), 0 - достоверно ко 2 группе
Р<0,05); 1 - масса органа в мг, 2- лимфоидные клетки (106), 3 - лимфоидный индекс, п - количество опытов
Рост числа тимоцитов в 1,89 раза не приводила к нормализации его уровня, оно оставалось низким в сравнении с контрольным показателем, при этом отмечалась нормализация лимфоидного индекса. В отдаленном периоде в лимфатических узлах тонкого кишечника масса возрастала до контрольного уровня, практически оставались без изменения уровень лимфоидных клеток и лимфоидный индекс; их уровни не достигали контрольных величин.
В отдаленном периоде после сублетального гамма-облучения в костном мозге происходит нормализация количества лимфоидных клеток. В селезенке повышается количество лимфоидных клеток и уровень лимфоидного индекса до контрольных величин. В то же время масса селезенки возрастает, но в отличие от других изучаемых показателей, не достигает контрольного уровня. Приведенный фактический материал показывает, что в отдаленном периоде после сублетального гамма-излучения в тимусе и лимфатических узлах тонкого кишечника снижены количества лимфоидных клеток. В тимусе и селезенке сохраняется атрофия, в лимфатических узлах тонкого кишечника - сниженный лимфоидный индекс. У потомков 1 поколения под воздействием сублетального гамма-излучения в тимусе снижена масса, как и в отдаленном периоде. Количество лимфоидных клеток достоверно ниже контрольного в 2 раза. Сниженным в этот период оказывается и лимфоидный индекс. В костном мозге продолжает нарастать количество лимфоидных клеток. Его значения достоверно превышает контрольный уровень в 2 раза.
В селезенке повышенными оказываются лимфоидные клетки (в 3 раза), масса и лимфоидный индекс селезенки в 1,28 и 1,32 раза соответственно.
В лимфоузлах тонкого кишечника количество лимфоидных клеток достоверно снижается в 3,4 раза, достоверно сниженным оказываются масса и лимфоидный индекс. Таким образом, у потомков 1 поколения после сублетального гамма-излучения повышенными
оказываются количество лимфоидных клеток в костном мозге и селезенке, тогда как в тимусе и лимфатических узлах тонкого кишечника наблюдается обратная картина. Снижение массы и лимфоидного индекса наблюдается в тимусе и лимфатических узлах тонкого кишечника, повышение - в селезенке.
Цитокины - белковые медиаторы, которые вовлекаются в иммунорегуляцию лейкоцитарного ответа и развитие различных патологических состояний. Покоящаяся клетка продуцирует небольшое количество цитокинов. Чаще всего это клетки крови - лимфоциты и моноциты, реже -гранулоциты [12].
От баланса цитокинов зависит тип иммунного реагирования и эффективность иммунологической реакции, так и процессы пролиферации и дифференцировки в иммунной системе [13].
Анализ экспериментального материала показал (таблица 2), что в отдаленном периоде после сублетальной дозы гамма-излучения достоверно уменьшаются количества ИЛ-2 в 1,28 раза, ИЛ-6 в 2,1 раза и TNF-a в 1,23 раза (таблица 2). В этот период отмечается повышение концентрации ЮТ-у в 1,9 раза (Р<0.05).
Таблица 2 - Состояние провоспалительных цитокинов в отдаленном периоде после воздействия сублетальной дозы гамма-
Показатели Интактные (п=10) Облученные (3 месяца) (п=30)
Ил-2 пг/мл 59,3+3,7 46,2+3,3*
Ил-6 пг/мл 29,6+2,1 14,1+2,9**
TNF-a пг/мл 61,7+3,1 50,1+3,9*
ЮТ-у пг/мл 14,1+1,5 27,6+4,7*
Примечание: * - достоверно к интактному ^<0,05), "^<0,01; п - количество опытов
Как известно, продуцентами цитокинов являются практически все субпопуляции лимфоцитов, они способны выделять цитокины, однако, профессиональными продуцентами этих медиаторов являются СД4+ Т-хелперы [14].
Раннее нами в эксперименте получено, что в отдаленном периоде после действия сублетальной дозы гамма-излучения отмечается повышение числа субпопуляций Т-лимфоцитов с хелперной и понижение Т-лимфоцитов с супрессорной активностью [15], следствием этого, по-видимому, происходит уменьшение
цитокинпродуцирующей способности Т-клетками с супрессорной активностью, и это отражается на спонтанной секреции ИЛ-2. Недостаточный уровень ИЛ-2 вызывает дисрегуляцию в иммунной системе, снижает процесс пролиферации в клеточном и гуморальном звеньях иммунитета, что наблюдается и в отдаленном периоде после воздействия сублетальной дозы гамма-радиации [16]. Снижение уровня ИЛ-2 не обеспечивает дифференцировочный фактор для Т-киллеров [16] и для этого требуется действие ИЛ-6 [17], уровень которого тоже низок. Сниженный уровень ИЛ-6 не в состоянии
индуцировать конечную стадию созревания В-лимфоцитов в плазматические клетки [17].
К тому же низкая концентрация TNF-a не принимает участия в развитии иммунного ответа в качестве кофактора ростовых цитокинов, обусловливающих пролиферацию В- и Т-лимфоцитов [18,19].
Иммунорегуляторное действие ЮТ-у должно проявляется в усилении выработки некоторых цитокинов (ИЛ-1 и ИЛ-2) [20,21], но этого в нашем случае не наблюдается. К тому же в больших дозах ЮТ-у подавляет как гуморальный, так и клеточный иммунитет [22].
Вывод. 1. У потомков 1 поколения происходит перераспределение лимфоидных клеток из тимуса и лимфатических узлов тонкого кишечника в костный мозг и селезенку.
2. В отдаленном периоде после сублетального гамма-излучения сниженная концентрация ИЛ-2, ИЛ-6, TNF-a и повышенная концентрация ЮТ-у в сыворотке крови, свидетельствует о наличии иммунологической недостаточности в клеточном и гуморальном звеньях иммунитета.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1 Жетписбаева Х.С., Ильдербаев О.З., Жетписбаев Б.А. Стресс и иммунная система. - Алматы: 2009. - 235 с.
2 Раисов Т.К., Жетписбаев Б.А., Нурмухамбетов Ж.Н. Шабдарбаева Д.М. Эмоциональный стресс и коррекция адаптационных нарушений. - Алматы: 1999. - 152 с.
3 Жетписбаев Г.А. Изменения функционального состояния иммунной системы при действии ионизирующего излучения на организм и способы ее коррекции: дис. ... д-р мед. наук - Алматы, 2006. -36 с.
4 Ильдербаев О.З. Реактивтшт (Y-сэулелерi эсершен) езгерген организмнiц цемент жэне асбест шандарына адаптациясыныц иммунитеттiк жэне биохимияльщ механизмдерi: дис. ... д-р мед. наук - Астана, 2009. - 46 с.
5 Жетписбаева Х.С. Иммунологические и биохимические механизмы адаптации, прогнозирование и коррекция постстрессорных нарушений: дис. ... д-р мед. наук - Семей, 2009. - 34 с.
6 Белоусова О.И., Федотова М.И. Сравнительные данные об изменении количества лимфоцитов селезенки, зобной железы и костного мозга в ранние сроки после облучения в широком диапазоне доз // Радиобиология - радиотерапия. - 1968. - Т.9. - №3.
- С. 309-313.
7 Горизонтов П.Д., Белоусова О.М., Федотова М.И. Стресс и система крови. - М.: Медицина, 1983. - 240 с.
8 Гольдберг Е.Д., Штенберг И.Б., Михайлова Т.Н., Шубина Т.С. Состояние лимфоидной ткани при введении животным рубомицина // Пат. физиол. - 1972. - №6. - С.67-68.
9 Жетписбаев Б.А. Способ определения лимфоидного индекса в лимфоузлах при стрессе // Информ. лист Семипалатинского ЦНТИ. - 1995. - №68. - С.7-11.
10 Монцевичюте-Эрингене Е.В. Упрощенные математико-статистические методы в медицинской исследовательской работе // Пат. физиол. и эксперим. терапия. - 1961. - №1. - С.71-76.
11 Жетписбаев Б.А., Хамитова Л.К Иммунные дисфункции облученного организма // Наука и Здравооххранение. - 2002. -С. 215221.
12 Пичугина Л.В., Пинегин Б.В. Внутриклеточные цитокины: проблемы детекции и клиническое значение // Иммунология. - 2008.
- №1. - С.55-63.
13 Шурлигина А.В., Дергачева .И., Ковшик И.Г. и др. Клеточный состав лимфоидных органов крыс-самок с экспериментальным острым воспалением внутренних половых органов после введения интерферона-у в разных суточных режимах // Иммунология. - 2008. - №2. - С.114-116.
14 Шортанбаев А.А., Кожанова С.В. Общая иммунология. - Алматы: 2008. -469 с.
15 Шалгинбаева Г.С., Ибраев С.С., Алимбаева А.А. и др. Отдаленные эффекты различных дозовых нагрузок гамма-излучения на Т-систему иммунитета / / Наука и здравоохранение.- 2014. - №3. - С. 37-40.
16 Reen G.H., Yen N.H. Interleukin 2 regulates expression of its rezeptor and synthesis of gamma interferon by human T-lymphocytes // Science. - 1984. - №225. - Р. 429-430.
17 Lukaszewicz M, Mroczko B, Szmitkowski M. Pol. Arch. // Med. Wewn. - 2007. - Vol. 117. - №5-6. - P. 247-251.
18 Горецкая М.В., Шейбак В.М. Иммунопатология: роль печени в иммунной системе. - М.: 2010. - С. 14-18.
19 Buko V.U., Kirvel P., Lukivskaya O. et al. Effects of TNF-a Blocking antibody on rat experimental alcoholic steatohepatitis //Liver Under Constant Attack-From Fat to Viruses: Abstracts of Invited Lectures Poster Abstracts. - Mainz: 2008. - P.14.
20 Arc P.C., Troutt A.B., Clark D.A. Soluble receptors, neutralizing THF-a and IL-1 block stress triggered murine abortum // Am. J. Repord Immunol. - 1997. - Vol.37. - №3. - Р. 262-266.
21 Blaschitz A., Hutter H., Dohr G. HLA Class J protein expression in the human plazenta // Early Pregnansy. - 2001. -Vol.5. - №1. -P. 67-69.
22 Иванов В.В., Сахаров С.П., Поляков А.П. и др. Роль иммунного статуса в прогнозе тяжелой термической травмы у детей. // Иммунология. - 2008. - №3. - С. 161-163.
Б.А, ЖЕТПИСБАЕВ, А.Ш. КЫДЫРМОЛДИНА, С.Е. МЫРЗАF¥ЛОВА, А.С. ОРАЗАЛИНА, МД. ЖУКЕШЕВА
1 ¥РПАК; Т¥КЫМДАРЫНЫН, КАБЫНУ ЦИТОКИНДЕР1НЕ ЖЭНЕ ИММУНДЫК; ДАМУДЫН, ЛИМФОИДТЫ АFЗАЛАРЫНА ГАММА-
РАДИАЦИЯНЫН, СУБЛЕТАЛЬД1 ЭСЕРЛЕР1
tywh: Жумыста сэулемен эсер еткен жануарлардыц жэне олардыц 1 урпак;тарыныц ;абыну цитокиндерше, иммунды; дамудыц орталы; жэне шеткерi агзаларына гамма-радиацияныц сублетальдi эсерлерi зерттелдь 1 урпак; тукъмдарында сублетальдi гамма-сэулелерден кейш лимфойдты жасушалардыц айырша без бен аш шек лимфа тушндершен суйек миы мен кекбауырга кeшуi аныщталды. Алыстатылган кезецде шеткерi ;анда ИЛ-2, ИЛ-6, TNF-a мeлшерi азайды жэне INF-y мeлшерi жогарылады TYrnH4i свздер: сyблетальдi гамма-сэулелену, айырша без, суйек миы, кекбауыр, аш iшектiц лимфа TYЙiндерi, ИЛ-2,6, TNF-a жэне INF-y.
B.A. ZHETPISBAYEV, A.SH. KYDYRMOLDINA, S.E. MYRZAGULOVA, A.S. ORAZALINA, M.K. ZHUKESHEVA
EFFECTS OF SUBLETHAL DOSE OF GAMMA RADIATION ON PROINFLAMMATORY CYTOKINES AND LYMPHOID ORGANS IMMUNOGENESIS
IN OFFSPRING 1 GENERATION
Resume: We studied the effects of sublethal gamma radiation on the pro-inflammatory cytokines, the central and peripheral organs immunogenesis irradiated animals and their descendants one generation. It was established that in the offspring of one generation after sublethal gamma radiation redistribution of lymphoid cells from the thymus and lymph nodes of the small intestine in the bone marrow and spleen. In the late period in the peripheral blood decreased the concentration of IL-2, IL-6, TNF-a and increased concentration of INF-y indicate the presence of immune deficiency in cellular and humoral immunity.
Keywords: sublethal gamma radiation, thymus, bone marrow, spleen, lymph nodes, small intestine, IL-2,6, TNF-a and INF-y.
