Иммунологическая реактивность и содержание гастрина-17, пепсиногенов в периферической крови у жителей Севера Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

УДК [612.017.1:612.32] (470.1/.2):597

ИММУНОЛОГИЧЕСКАЯ РЕАКТИВНОСТь И СОДЕРЖАНИЕ ГАСТРИНА-17, ПЕПСИНОГЕНОВ В ПЕРИФЕРИЧЕСКОЙ КРОВИ У ЖИТЕЛЕЙ СЕВЕРА

© 2009 г. Е. А. Меньшикова, Л. К. Добродеева,

О. В. Кривоногова

Институт физиологии природных адаптаций Уральского отделения РАН, г. Архангельск

Действие экстремальных факторов на организм человека способствует формированию так называемого «северного профиля здоровья». Важное значение в организме человека имеет система пищеварения как внешнее звено функциональной системы питания, осуществляющей связь внешней среды с внутренней средой организма [1, 6].

Желудочно-кишечный тракт входит в число наиболее значительных органов, содержащих клетки диффузной нейроэндокринной системы. Эти клетки вырабатывают множество жизненно важных гормонов и тем самым участвуют в поддержании общего гомеостаза организма. Поэтому компенсаторно-приспособительные и патологические процессы, протекающие в кишечнике, неизбежно сказываются на деятельности других органов и систем организма [5, 6]. В последние годы накапливается все больше информации о том, что функционирование иммунной системы тесно связано с гормональной активностью желудочно-кишечного тракта. Так, у холецистокинина выявлено свойство нейромедиатора, а также способность регулировать синтез и секрецию иммуноглобулинов. Вероятно, холецистокинины и подобные ему гормоны желудочнокишечного тракта, например гастрин, вазоактивный кишечный пептид, осуществляют нейроэндокринную регуляцию иммунного ответа на региональном уровне [3, 4]. Гастрин-17 увеличивает продукцию простагландина E в слизистой желудка, что приводит к местному расширению сосудов, усилению кровоснабжения, физиологическому отёку слизистой желудка и к миграции лейкоцитов в слизистую. Лейкоциты принимают участие в процессах пищеварения, секретируя различные ферменты [1, 7]. Пептидный гормон стимулирует желудочную секрецию, усиливает действие холецистокинина на секрецию ферментов, предшественниками которых являются пепсиногены [2, 5, 6]. Про-теолитические ферменты желудка под воздействием соляной кислоты превращаются в пепсины, оказывающие влияние на переваривающую активность желудка. Уровни гастрина-17 и пепсиногена I в сыворотке крови являются биомаркерами состояния оболочки желудка [4, 8]

Цель исследования — выявление взаимосвязи содержания гастрина-17, пепсиногенов в сыворотке крови и состояния иммунологических параметров.

Методика исследования

Проведено обследование 100 взрослых лиц от 25 до 64 лет, родившихся и проживающих на Севере. Изучали содержание гастрина-17, пепсиногенов I и II, антител к Helicobacter pylori в периферической венозной крови иммуноферментным анализом (ИФА) с использованием набора Biochit GastroPanel (США). Для характеристики иммунной системы изучали содержание в крови фенотипов лимфоцитов, характе-

В работе анализируется влияние гормона и пепсиногенов на иммунологический статус жителей Севера. Исследование проводили в группах с относительно повышенными и пониженными концентрациями гастрина-17 и пепсиногенов. Полученные данные позволяют считать, что концентрации гастрина-17 и проферментов в крови оказывают существенное влияние на иммунный гомеостаз организма. Установлены различия во влиянии пептидного гормона и проферментов, начиная с фагоцитоза и заканчивая антите-лообразованием. Участие пептидного гормона в воспалительных реакциях иммунного ответа проявляется во влиянии его на концентрации фактора некроза опухоли, моноцитов и провоспалительного цитокина. Выявлено стимулирующие влияние гастрина-17 на процессы пролиферации лимфоцитов и активность апоптоза клеток. Цитотоксическая и киллерная активность лимфоцитов отмечена при дефиците пепсиногена I на фоне низкой фагоцитарной защиты клеток. Под действием инфекционного антигена (Helicobacter pylori) установлены более высокие концентрации провоспалительного цитокина, раково-эмбрионального антигена и биомаркеров состояния слизистой оболочки желудка. Ключевые слова: иммунитет, гастрин-17, проферменты, антитела к Helicobacter pylori.

ризующих процессы, активизации (CD25+, CD71+, CD3+/CDHLADR+), дифференцировки (CD3+/ CD4 + , CD3+/CD8+, CD3+/CD16+, CD3+/CD4-) иммунокомпетентных клеток, антителообразования (CD3+/CD19+) и апоптоза (CD95+) лимфоцитов. Содержание фенотипов лимфоцитов и субпопуляций клеток определяли методом проточной цитометрии c помощью аппарата Epics XL фирмы Beckman Coulter (США), используя многопараметрический анализ клеток. Определяли также концентрации сывороточных иммуноглобулинов (Ig) М, А, G, E, цитокинов (IL-6, TNF-a, IL-10) и раково-эмбрионального антигена (РЭА). Цитокиновый профиль определяли ИФА реактивами BioSourse Europe S.A. (США), иммуноглобулины — реактивами Seramun Diagnostica GmbH (Германия), содержание IgE выявляли с помощью реактивов Accu Bind (США), концентрации РЭА устанавливали реагентами CanAg (США). Иммуно-ферментный анализ оценивали с помощью фотометра Multiskan MS фирмы Labsystems (Финляндия) при длине волны 405 нм. Тип проводимого исследования

— обсервационный, одномоментный. Полученные результаты обработаны с помощью пакета программ Statistica 6.0. Данные представлены в виде средних величин и ошибок средней (М + m), достоверность различий между группами определяли по критерию t Стьюдента и с использованием непараметрических тестов. Статистическая достоверность присваивалась при р < 0,05.

Результаты исследования и их обсуждение

Среднее содержание гастрина-17 в периферической крови обследуемых лиц — (13,54 + 1,87) пмоль/л с колебаниями от 0,10 до 81,06 пмоль/л. Содержание пепсиногена I в среднем — (100,22 ± 5,33) мг/л с колебаниями от 0,25 до 314,10 мг/л; концентрация пепсиногена II равняется (38,89 ± 2,92) мг/л в пределах от 7,03 до 177,90 мг/л.

У 48 обследуемых лиц содержание гастрина-17 находится в пределах нормы (3,05—19,74 пмоль/л), повышенные концентрации гормона выявлены у 20 человек, низкие уровни гастрина-17 установлены в (32,00 ± 1,75) % случаев. В первой группе содержание гастрина-17 в среднем составило (9,01 ± 0,70) пмоль/л, концентрации проферментов: (114,36 ± 7,89) мг/л пепсиноген I и (45,89 ± 4,87) мг/л пепсиноген II, что соответствовало физиологическим пределам. При повышенных концентрациях гастрина-17 среднее его содержание составило (45,71 ± 4,92) пмоль/л, p < 0,001; уровни проферментов находятся в пределах физиологических границ соответственно (74,63 ± 15,09) и (44,13 ± 5,70) мг/л, р < 0,01. При низких концентрациях пептидного гормона (1,63 ± 0,16) пмоль/л, р < 0,01, содержание пепсиногена I (94,73 ± 6,29) мг/мл и пепсиногена II (25,63 ± 3,61) мг/мл также соответствовало физиологическим границам.

У обследуемых лиц уровень содержания лимфоцитов и нейтрофилов имеет тенденцию к низким

концентрациям и составляет (і ,98 ± 0,0В) и (2,77 + 0,Ві) x і09 кл/л; лимфопению и нейтропению регистрировали соответственно у (22,00 ± 2,і2) и (іі ,00 ± 3,00) % лиц. Наряду с выявленным дефицитом содержания лимфоцитов и нейтрофилов отмечается низкий уровень активности фагоцитарной защиты (34,3В ± і,і9) % с повышенной интенсивностью фагоцитоза (фагоцитарное число 7,і7 ± 0,37). Следует заметить, что при нормальном содержании гастрина-і7 в крови активность фагоцитов выше: (42,В8 ± і,В2) против (38,50 ± 3,87) % при повышенном уровне гормона и (34,37 ± і ,82) % при низких его концентрациях, р < 0,05.

При повышенных концентрациях гастрина-і7 в периферической крови у обследуемых выше среднее содержание моноцитов (0,53 ± 0,05) и (0,45 ± 0,03) x і09 кл/л, р < 0,05; эозинофилов (0,32 ± 0,04) и (0,2і ± 0,02) x^9 кл/л, р < 0,05; фенотипов лимфоцитов CD!0+ (0,Ві ± 0,03) и (0,48 ± 0,08) і09 кл/л, р < 0,05, CD3+/CD4 + (0,89 ± 0,09) и (0,75 ± 0,05) x і09 кл/л, CD23+ (0,Ві ± 0,05) и (0,50 ± 0,04) x!09 кл/л, р < 0,05, CD95+ (0,В0 ± 0,05) и (0,5і ± 0,04) x і09 кл/л, p < 0,05, на фоне низких показателей провоспали-тельного цитокина (IL-В) с (5,55 ± 0,40) до (3,94 ± 0,24) пг/мл, р < 0,05. При повышенном уровне гастрина-і7 наблюдается заметное снижение концентрации пепсиногена I по сравнению с его нормальными значениями с (іі4,3В ± 7,87) до (74,В3 ± і5,09) мг/л. Участие пептидного гормона в воспалительных реакциях проявляется во влиянии его на концентрацию TNF-a. Секреция гастрина-і7 возрастает при стимуляции фактором некроза опухоли против низких концентраций пептидного гормона (і0,37 ± і,02) против (9,33 ± і,і2) пг/мл, для которых на мембране G клеток имеются соответствующие рецепторы. Пептидный гормон в пределах нормы способен стимулировать антителообразование, то есть увеличивать концентрацию IgA с (4,30 ± 0,33) до (5,і8 ± 0,37) г/л. Общий уровень содержания В-лимфоцитов (CD3+/СD19+) повышен при увеличении концентрации гормона (базальный гастрин-і7) в пределах нормы с (0,24 + 0,0і) до (і,22 ± 0,09) x і09 кл/л, р < 0,0і.

При дефиците содержания гастрина-і7 ниже содержание моноцитов (0,38 ± 0,03) и (0,45 ± 0,02) x і09 кл/л; эозинофилов (0,і4 ± 0,05) и (0,2і ± 0,02) x і09 кл/л, p < 0,05; Т-хелперов с маркером CD3+/CD4+ с (0,58 ± 0,05) до (0,85 ± 0,0В) x і09 кл/л, р < 0,0і, CD95+ (0,44 ± 0,04) и (0,5і ± 0,04) x і09 кл/л, p < 0,05, и IgE (В8,9і ± і4,80) и (89,84 ± і 2,8В) МЕ/мл, р < 0,05. При относительно низких концентрациях гастрина-і7 в периферической крови у обследованных лиц выше содержание натуральных киллеров фенотипа CD3—/ CD16+ с (0,В8 ± 0,03) до (0,39 ± 0,09) x і09 кл/л, p < 0,01 (рис. і), и провоспалительного цитокина IL-В с (5,79 ± 0,9і) до (3,94 ± 0,24) пг/мл, р < 0,05.

Рис. 1. Влияние гастрина-17 на содержание иммунокомпетентных клеток

Примечание. 1 - группа нормы (п = 60); 2 — группа с пониженными концентрациями (п = 22); 3 — группа с высокими концентрациями (п = 18).

Низкие уровни концентрации гормона сопряжены с линейным уменьшением соотношения пепсиногена I и пепсиногена II (0,1В ± 0,04).

В исследовании отмечается активизация клеточноопосредованной цитотоксичности; уровень концентрации Т-клеток с рецепторами CD3+/CD8+ составляет (27,99 ± 0,82) %: (0,57 ± 0,03) x 109 кл/л. Частота повышенных значений цитотоксических Т-клеток (CD3+/CD8+) выявлена у (57,00 ± 1,32) % обследуемых взрослых. Пептидный гормон не оказывают существенного влияния на содержание цитотоксических лимфоцитов с рецептором CD3+/CD8+.

С целью выяснения возможного влияния различных концентраций пепсиногена I в крови на состояние иммунной системы выделили группы с нормальными значениями пепсиногена I (88,90 ± 3,1В) мг/л, с повышенными уровнями профермента (1В7,88 ± і0,09) г/мл и низкими его концентрациями (і2,83 ±

3,В3) г/мл.

При повышенных уровнях содержания пепсиногена I выше концентрация лимфопролиферации CD 10+ (0,В9 ± 0,07) и (0,53 ± 0,03) x 109 кл/л, p < 0,01; лимфоцитов фенотипа CD23+, отвечающих за аллергические реакции в организме, (0,В0 ± 0,0В) и (0,47 ± 0,03) x 109 кл/л, p < 0,01; содержания экспрессии активированных молекул CD25+ с (0,ВВ ±

Рис. 2. Влияние пепсиногена I на содержание иммунокомпетентных клеток

Примечание. 1 - группа нормы (n = 68); 2 — группа с пониженными концентрациями (n = 19); 3 — группа с высокими концентрациями (n = 23).

0,08) до (0,50 ± 0,03) x 109 кл/л, р < 0,05. Низкие концентрации пепсиногена I ассоциируются с более высокими уровнями содержания СD3—/CD16 + (0,75 ± 0,02) и (0,54 ± 0,03) x 109 кл/л, p < 0,01; СD3+/CD8+ (0,70 ± 0,04) и (0,55 ± 0,03) x 109 кл/л, p < 0,01; РЭА (3,38 ± 0,88) и (1,35 ± 0,1В) пг/мл, p < 0,001, на фоне дефицита активности фагоцитарной защиты (27,50 ± 1,09) и (32,91 ± 1,3В) %, p < 0,01; низкого содержания противовоспалительного цитокина IL-10 (0,59 ± 0,04) и (0,73 ± 0,05) пг/мл, p < 0,05; концентраций реагина (41,20 ± 12,38) и (85,В0 ± 12,15) МЕ/мл, p < 0,01, и сывороточного IgG (28,28 ± 2,99) и (40,43 ± 1,ВВ) г/л. Снижение количества Т-активных лимфоцитов с маркером CD3+/СD4— выявляется при низком содержании пепсиногена I с (0,58 ± 0,04) до (0,4В ± 0,09) x 109 кл/л, р < 0,01 (рис. 2).

При повышенных концентрациях в крови пепси-ногена II (92,07 ± 7,74) мг/л выше относительное содержание активных фагоцитов (40,41 ± 3,44) и (33,02 ± 1,37) %, р < 0,01, но ниже содержание IL-В (7,80 ± 1,14) и (15,25 ± 2,21) пг/мл, p <

0,01; CD3-/CDm+ (0,38 ± 0,05) и (0,54 ± 0,0В) x109 кл/л, p < 0,05. Низкие уровни пепсиногена II коррелируют с более высокими в пределах нормы концентрациями IL-В (r = 0,57; р < 0,05).

При высоких уровнях содержания проферментов (пепсиногенов I и II) и гастрина-17 выявлено повышение концентрации Helicobacter pylori: (102,В4 ± 7,37), (108,20 ± 5,45) и (97,40 ± 5,В4) EIU. Helicobacter pylori увеличивает рH слизистого слоя эпителия желудка, вмешиваясь в физиологический механизм обратной связи между секрецией гастрина и соляной кислоты [2]. Средняя концентрация антител к Helicobacter pylori (82,В8 ± 4,39) EIU значительно превышает физиологический уровень; инфекционные титры установлены у (55,00 ± 1,34) % обследуемых лиц.

Анализ выявленных закономерностей позволяет считать, что концентрации гастрина-17 в крови оказывают существенное влияние на состояние иммунных реакций. Гастрин-17 регулирует содержание провос-палительного цитокина и концентрацию пролиферирующего фактора раково-эмбрионального антигена. В некоторых взаимодействиях установлены прямые зависимости от концентрации гормона в крови: повышение гастрина-17 обусловливает повышение содержания лимфоцитов фенотипа CD3+/CD4+

и, наоборот, снижение уровня пептидного гормона приводит к снижению содержания данного фенотипа Т-хелперов; повышенные концентрации гастрина-17 увеличивают продукцию Т-лимфоцитов, помеченных к программируемой гибели, низкие его уровни сопряжены со снижением содержания CD95+; подобная закономерность выявлена относительно содержания в крови реагинов. Обратная зависимость от содержания в крови пепсиногена II установлена относительно концентрации провоспалительного цитокина (IL-В), содержание которого снижается при повышенных уровнях профермента. Привлекает внимание резкое увеличение содержания лимфоцитов фенотипа CD3-/ СD16+ в крови при дефиците пепсиногена I; в этой группе обследованных регистрировали и повышенные концентрации раково-эмбрионального антигена.

Список литературы

1. Беляков И. М. Иммунная система слизистых / И. М. Беляков // Иммунология. - і997. - № 4. - С. 7-і2.

2. Бурдина Е. Г. Гастрин-17 и пепсиноген I в оценке состояния слизистой оболочки желудка / Е. Г. Бурдина, Е. В. Майорова, Е. В. Григорьева [и др.] // Российский медицинский журнал. - 200В. - № 2. - С. 9-11.

3. Новиков А. А. Синдром хронической усталости и иммунной дифункции / А. А. Новиков, В. Н. Цыган, Н. X. Дулатова и др. - СПб. : ВМедА, 2001. - 104 с.

4. Пасечников В. Д. Воспалительный и иммунный ответы слизистой оболочки желудка на инфекцию Helicobacter pylori / В. Д. Пасечников, С. З. Чуков // Клиническая медицина. - 2000. - № 11. - С. 9-12.

5. Сиппонен П. Иммуноферментный анализ на пепсиноген I, пепсиноген II, гастрин-17 и антитела Helicobacter pylori в неинвазионной диагностике атрофического гастрита / П. Сиппонен, Э. Форсблюм, О. Суовонейми, М. Харконен // Российский журнал гастроэнтерологии, гепатологии, колопроктологии. — 2002. — Т. 12, № 3.— С. 46—52.

6. Трофимов А. В. Нейроэндокринные клетки желудочнокишечного тракта в моделях преждевременного старения / А. В. Трофимов, И. В. Князькин, И. М. Кветной. — СПб. : Изд-во ДЕАН, 2005. — 208 с.

7. Kekki M. Serum pepsinogen I and serum gastrin in the screening of severe corpus gastritis / M. Kekki, I. M. Samloff, K. Varis, T. Ihamaki // Scand. J. Gastroenterol.— 1991. — Vol. 186. — P. 109—116.

8. Sipponen P. Fasting levels of serum gastrin in different functional and morpholodical states of 860 subjects / P Sipponen, J. Valle, K. Varis, et al. // Scand. J. Gastroenterol.

— 1990. — Vol. 25. — P 513—519.

THE IMMUNORESPONSIVENESS AT NORTHERNERS AND GASTRINE-17, PEPSINOGEN CONTENTS IN PERIPHERAL BLOOD

E. A. Menshikovd, L. K. Dobrodeeva, O. V. Krivonogova

Institute of Environmental Physiology Ural Branch RAS, Arkhangelsk

The gastrine-17 and pepsinogen effects to the immune system at northerners are analyzed. The investigations were made in two groups with low and high gastrin-17 and pepsinogen concentration. Obtained data allows that gastrin-17 and pepsinogen concentrations in peripheral blood effects to immune status. It’s determined the differences of hormone and proenzymes effects as phagocytosis well as antibody-forming process. The role of hormone in immune inflammatory reactions are in effects to tumor necrosis factor concentrations, monocytes and proinflammatory cytokines. The influence of gastrin-17 to lymphoid cell proliferation and apoptosis are revealed. The cytotoxic and killer cell activity registered at pepsinogen I deficiency on background low phagocytic activity. It’s revealed higher proinflammatory cytokines concentrations, cancerous-embrionic antigen and mucous coat of stomach markers under the infectious antigen (Helicobacter pylori) action.

Key words: immunity, gastrin-17, proenzymes, Helicobacter pylori antibodies.

Контактная информация:

Меньшикова Елена Александровна — кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории регуляторных механизмов иммунитета Института физиологии природных адаптаций Уральского отделения РАН

Адрес: 163061, г. Архангельск, пр. Ломоносова, д. 249

Тел. (8182) 21-04-58

Статья поступила 06.05.2009 г.