CC BY
54
УДК 612.017:550.38
ХАРАКТЕРИСТИКА ЦИТОКИНОВОГО СТАТУСА КРОВИ, СЛЁЗНОЙ ЖИДКОСТИ И СЛЮНЫ ЗДОРОВЫХ ЛИЦ, ПРОЖИВАЮЩИХ В РЕГИОНАХ С РАЗЛИЧНЫМ УРОВНЕМ НАПРЯЖЁННОСТИ ГЕОМАГНИТНОГО ПОЛЯ
© Медведева М.В., Калуцкий П.В.1
Кафедра офтальмологии, 1 кафедра микробиологии, вирусологии, иммунологии Курского государственного медицинского университета, Курск
E-mail: [email protected]
Исследован цитокиновый статус крови, слёзной жидкости и слюны здоровых жителей региона с фоновым и повышенным уровнем напряжённости геомагнитного поля. Установлено, что длительное воздействие геомагнитного поля, значительно превышающего по своей напряжённости фоновые значения, приводит к развитию различной как направленности, так и по выраженности реакции со стороны цитокинового звена иммунитета в биологических субстратах здоровых людей. Неодинаковый характер реакции на воздействие изученного геофизического фактора отмечен как для среди цитокинов различных групп, так и среди провоспалительных цитокинов. Реакция со стороны противовоспалительных цитокинов не соответствовала изменениям, зарегистрированным в отношении провоспалительных цитокинов.
Ключевые слова: аномальное геомагнитное поле, цитокины, кровь, слёзная жидкость, слюна.
CHARACTERISTIC OF THE CYTOKINE STATUS OF BLOOD, LACRIMAL FLUID AND SALIVA OF HEALTHY INDIVIDUALS LIVING IN THE REGIONS WITH VARIOUS GEOMAGNETIC FIELD LEVELS
Medvedeva M. V., Kalutsky P. V.1
Department of Ophthalmology, 1 Department of Microbiology, Virology, Immunology of Kursk State Medical University, Kursk
The cytokine status of blood, tears and saliva of healthy people in the regions with the background and the increased level of the geomagnetic field intensity has been investigated. It has been established that the continuous influence of the geomagnetic field considerably exceeding the background values in the intensity, leads to developing various reactions of the cytokine link of immunity in biological substrates of healthy people in the point of orientation and intensity. The unequal nature of reaction to the influence of the studied geophysical factor has been noted both among cytokines of various groups, and among pro-inflammatory cytokines. The reaction of anti-inflammatory cytokines hasn’t corresponded to the changes registered in pro-inflammatory cytokines.
Keywords: abnormal geomagnetic field, cytokines, immunoglobulin, blood, lacrimal fluid, saliva.
Ведущая роль в саморегуляции иммунной системы принадлежит гормонам и медиаторам, вырабатываемым иммунокомпетентными клетками. В последние годы большое внимание уделяется изучению роли цитокинов в системе иммунитета. Доказано участие цитокинов в патогенезе различных заболеваний, в первую очередь сопровождающихся воспалительными реакциями [11]. Цитокины являются важным элементом при взаимодействии разных лимфоцитов между собой и с фагоцитами. Острая воспалительная реакция инициируется вследствие активации тканевых макрофагов и секреции провоспалительных цитокинов, в частности интерлейкина-1, интерлейкина-6, ФНО [8]. При этом интерлейкин-1, наряду с традиционными клетками, может синтезироваться клеточными элементами хрусталика [9]. Интерлейкин-4 и интерлейкин-10 участвуют в ограничении воспалительного процесса путём подавления секреции воспалительных цитокинов [14], регулируя, таким образом, степень повреждения тканей. Интерферон-у также является ре-
гулятором секреции провоспалительных цитокинов, способствует усилению синтеза и секреции ФНОа, ингибируя синтез интерлейкина-ф ещё на ранней стадии транскрипции [6].
Дисбаланс в выработке цитокинов могут нарушить существующие в локальной системе взаимосвязи, что в конечном итоге ведёт к патологии регенерации: длительно незаживающие раны, грубое рубцевание, развитие тяжёлых экссудативных реакций и т.д. [5]. Так, например, показано, что повышение концентрации интерлейкина-1 и ФНОа в слёзной жидкости и сыворотке крови является прогностически неблагоприятным признаком в течение послеоперационного периода [13], а также коррелирует с развитием осложнений посттравматического процесса у пациентов с ранениями роговицы.
Среди различных факторов окружающей среды, способных оказать влияние на иммунный ответ как на системном, так и на местном уровне, являются магнитные поля. Магнитные поля естественного и искусственного происхождения по-
стоянно присутствуют в окружающей человека среде, оказывая на него определённое воздействие [10, 12]. Работами различных исследователей показано, что магнитные поля повышенной напряжённости, отличающиеся от фоновых значений геомагнитного поля, оказывают отрицательное воздействие на многие системы организма, следствием чего является повышение частоты сердечно-сосудистых заболеваний, патологии нервной, эндокринной систем, снижение показателей физического развития [1, 2, 3, 2 и др.]. Напряжённость магнитного поля Земли различна на разных географических широтах и постоянно меняется во времени. В отдельных местах (например, в районах Курской, Криворожской, Кольской магнитных аномалий, аномалии на Урале и др.) напряжённость поля может быть значительно выше. Уникальность самой знаменитой и мощной Курской магнитной аномалии аномалии (КМА) обусловлена поверхностным залеганием мощных пластов железосодержащих руд, вследствие чего величина напряжённости геомагнитного поля здесь в 4-5 раз превышает фоновые значения для других регионов [4]. Установлено, что геомагнитное поле аномальных характеристик (например, региона Курской магнитной аномалии), обладает биотропным эффектом, оказывая влияние как на здоровый организм, так и на патологически измененный. Однако исследования, посвящённых изучению воздействия аномального геомагнитного поля на цитокиновый статус организма здоровых людей на системном и местном уровне, немногочисленны и разрозненны.
Целью настоящего исследования явилось изучение состояния цитокинового звена иммунитета в крови, слёзной жидкости и слюне здоровых жителей региона с фоновым и повышенным уровнем напряжённости геомагнитного поля.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
В исследовании приняли участие 20 здоровых добровольцев в г. Курске (регион с фоновым значением напряжённости геомагнитного поля - 0,45 эрстеда) и 20 человек, постоянно проживающих в административном центре Курской магнитной аномалии - г. Железногорске - (напряжённость геомагнитного поля 3 эрстеда) в возрасте от 25 до 55 лет. Сравниваемые группы были сопоставимы по половому и возрастному составу.
У жителей сравниваемых регионов исследовали кровь, слёзную жидкость и слюну. В этих биологических субстратах методом твёрдофазного иммуноферментного анализа с помощью набора реагентов ВЕКТОР-БЕСТ (ООО «ВЕКТОР-
БЕСТ», г. Новосибирск) оценивали уровни следующих цитокинов: ФНОа, интерлейкин-ф (ИЛ-1Р), интерлейкин-2 (ИЛ-2), интерлейкин-4 (ИЛ-4), интерлейкин-6 (ИЛ-6), интерлейкин-8 (ИЛ-8), интерлейкин-10 (ИЛ-10), интерферон-а (ИНФа) и интерферон-у (ИНФ-у).
Статистическую обработку результатов исследования проводили путем вычисления средней арифметической и средней ошибки средней. Исследование корреляционной взаимосвязи между показателями крови, слюны и слёзной жидкости проводилось по Пирсону. При оценке достоверности различий сравниваемых данных за уровень значимости принимали р<0,05.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Анализируя уровень провоспалительных ци-токинов, необходимо отметить их различную реакцию на воздействие геомагнитного поля повышенной напряжённости в зависимости от субстрата, в котором они определялись. Для сыворотки крови жителей региона с повышенным значением напряжённости геомагнитного поля (г. Железногорск) было характерно увеличение содержания ИЛ-ip по сравнению с лицами, проживающими при фоновых значениях геомагнитного поля (г. Курск) (рис. 1). В слюне людей, подвергавшихся постоянному воздействию геомагнитного поля региона КМА, уровень ФНОа и ИЛ-1Р был ниже жителей сравниваемого региона (рис. 2). В слёзной же жидкости достоверно выше была концентрация только ФНОа (рис. 3).
Содержание ИЛ-2 в сыворотке крови жителей региона КМА в 3,82 раза превышало таковое жителей региона с фоновыми значениями геомагнитного поля, тогда как для слюны разница составляла всего 1,24 раза, а в слёзной жидкости она отсутствовала.
Характер реакции на длительное воздействие геомагнитного поля повышенной напряжённости провоспалительного цитокина ИЛ-6, основное действие которого связано с его участием в качестве кофактора при дифференцировке В-лимфоцитов, их созревании и преобразовании в плазматические клетки, секретирующие иммуноглобулины, был одинаков во всех биологических субстратах и характеризовался снижением его значений. Однако степень выраженности реакции была различная: наибольшая разница
наблюдалась для слюны, а наименьшая - для сыворотки крови.
ИЛ-8, известный как хемотаксический фактор Т-клеток и фактор, активирующий нейтрофилы, обладает также выраженными провоспалитель-ными свойствами, вызывая экспрессию молекул
Рис. 1. Уровень цитокинов в сыворотке крови людей, проживающих в регионе с повышенным (г. Железногорск) и фоновым (г. Курск) уровнем напряжённости геомагнитного поля (показатели жителей г. Курска приняты за 100%).
Рис. 2. Уровень цитокинов в слюне людей, проживающих в регионе с повышенным (г. Железногорск) и фоновым (г. Курск) уровнем напряжённости геомагнитного поля (показатели жителей г. Курска приняты за 100%).
Рис. 3. Уровень цитокинов в слёзной жидкости людей, проживающих в регионе с повышенным (г. Железногорск) и фоновым (г. Курск) уровнем напряжённости геомагнитного поля (показатели жителей г. Курска приняты за 100%).
межклеточной адгезии и усиливая прилипание нейтрофилов к эндотелиальным клеткам и субэн-дотелиальным матричным белкам. Его уровень был достоверно ниже по сравнению с показателями здоровых лиц региона с фоновыми значениями геомагнитного поля в слюне и слёзной жидкости, причём в слюне разница была более выражена.
Концентрация такого плейотропного регулятора как ИЛ-4 различалось у представителей сравниваемых групп во всех исследованных биологических субстратах. Однако в сыворотке крови проживающих в г. Железногорске она была ниже, а в слюне и слёзной жидкости - выше показателей жителей г. Курска.
Содержание противовоспалительного цито-кина ИЛ-10 у жителей региона КМА была повышена в сыворотке крови и слёзной жидкости и снижена в слюне. Причём если описанная реакция со стороны этого цитокина для сыворотки крови и слюны ожидаема как ответ на изменения концентрации провоспалительных цитокинов, то предложить подобное объяснение для слёзной жидкости не представляется возможным.
В результате длительного воздействия геомагнитного поля повышенной напряжённости концентрация обоих исследованных интерферо-нов (ИНФа и ИНФ-у) была повышена только в сыворотке крови жителей г. Железногорска. В слюне отмечалось повышение уровня одного ИНФа, в слёзной жидкости он был понижен, а
содержание ИНФ-у, напротив, повышено по сравнению с показателями жителей г. Курска.
Таким образом, проведённое исследование выявило различную реакцию со стороны цитоки-нового звена иммунитета в биологических субстратах здоровых людей на длительное воздействие геомагнитного поля повышенной напряжённости. Неодинаковый характер реакции на воздействие изученного геофизического фактора наблюдался не только среди цитокинов различных групп, но и внутри группы провоспалитель-ных цитокинов. Последнее может быть связано с особенностями биологических характеристик исследованных представителей группы провоспали-тельных цитокинов. При этом однотипная направленность изменений отмечалось только в отношении ИЛ-6. Ответная реакция противовоспалительных цитокинов не соответствовала изменениям, зарегистрированным в отношении про-воспалительных цитокинов. Это может служить основой для формирования неблагоприятного развития патологического процесса, поскольку дисбаланс в выработке цитокинов может нарушить существующие в локальной системе взаимосвязи, что в конечном итоге ведёт к патологии регенерации [5].
ЛИТЕРАТУРА
1. Агаджанян Н.А., Макарова И.И. Среда обитания и реактивность организма. - Тверь, 2001. - 176 с.
2. Бельский В.В., Попов М.П., Калуцкий П.В., Киселева В.В. Биофизические и медико-биологические аспекты магнитобиологии. - Курск, 1997. - 146 с.
3. Валлизер О.Х. Антропогенные катастрофы: неизбежные следствия эволюции и культурного развития человечества? // Вестн. РАН. - 2002. - Т. 72, № 10. - С. 919-921.
4. Владимирский Б.М., Темурьянц Н.А. Влияние солнечной активности на биосферу-ноосферу. - М. : МНЭПУ, 2000. - 378 с.
5. Вялов С.Л., Пшениснов К.П., Куиндоз Д. Современные представления о регуляции процесса заживления ран: обзор литературы // Анналы пластической, реконструктивной и эстетической хирургии. - 1999. - № 1. - С. 49-56.
6. Ершов Ф.И. Система интерферона в норме и при патологии - М. : Медицина, 1996. - 240 с.
7. Зайцева Л.Ю., Калуцкий П.В. Клиникоиммунологические особенности течения острых кишечных инфекций у детей раннего возраста, проживающих на территории Курской магнитной аномалии // Вестн. уральской мед. академич. науки. - 2006. - № 3-1. - С. 66-69.
8. Ковальчук Л.В., Ганковская Л.В., Рудакова Э.И. Система цитокинов - М. : РГМУ, 1999. - 78 с.
9. Першин Б.Б. Стресс, вторичные иммунодефициты и заболеваемость - М., 1994. - 188 с.
10. Сидякин В.Г. Влияние флуктуаций солнечной активности на биологические системы //
Биофизика. - 1992. - Т. 37, № 4. - С. 647-652.
11. Шичкин В.П. Патогенетическое значение цитокинов и перспективы цитокиновой/антицитокиновой терапии // Иммунология. - 1998. - № 2. - С. 9-12.
12. Gill H.S., Rutherfurd K.J., Gross M.L., Gopal P.K. Enhancement of immunity in the erderly by dietary supplementation with the probiotic Bifidumbacterium lactis HN019 // Am. J. Clin. Nutr. - 2001. - Vol. 74, N 6. - P. 833-839.
13. Nishi O., Nishi K., Ohmoto Y. Effect of interleukin-1 receptor antagonist on the blood-aqueous barrier after intraocular lens implantation // Brit. J. Ophthalmol. -1994. - Vol. 78, N 2. - P. 917-920.
14. Pearlman E. Lass J.H., Bardenstein D.S. IL-12 exacerbates helminthmediated cornea pathology by augmenting inflammatory cells recruiment and chemo-kine expression // Immunol. - 1997. - Vol. 158, N 2. -P. 827-833.
