Изменение фагоцитарной активности клеток периферической крови при соблюдении вегетарианской диеты

Годовалов Анатолий Петрович; Быкова Лилия Павловна

№ 2 (36)

февраль, 2017 г.

МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ

КЛИНИЧЕСКАЯ ИММУНОЛОГИЯ, АЛЛЕРГОЛОГИЯ

ИЗМЕНЕНИЕ ФАГОЦИТАРНОЙ АКТИВНОСТИ КЛЕТОК ПЕРИФЕРИЧЕСКОЙ КРОВИ ПРИ СОБЛЮДЕНИИ ВЕГЕТАРИАНСКОЙ ДИЕТЫ

Годовалов Анатолий Петрович

канд. мед. наук, доцент кафедры иммунологии, ГБОУ ВПО Пермский государственный медицинский университет им. акад. Е.А. Вагнера Минздрава России,

614990, Россия, г. Пермь, ул. Петропавловская, д. 26 E-mail: A Godovalov@gmail. com

Быкова Лилия Павловна

канд. мед. наук, доцент кафедры микробиологии и вирусологии с курсом клинической лабораторной диагностики, ГБОУ ВПО Пермский государственный медицинский университет им. акад. Е.А. Вагнера Минздрава России,

614990, Россия, г. Пермь, ул. Петропавловская, д. 26

E-mail: bylylychka@bk. ru

CHANGES OF PERIPHERAL BLOOD CELLS PHAGOCYTIC ACTIVITY IN VEGETARIAN

DIET COMPLIANCE

Anatoliy Godovalov

candidate of medical sciences, associate professor at Immunology department,

Acad. E.A. Wagner Perm State Medical University, 614990, Russian Federation, Perm, Petropavlovskaya street, 26

Liliya Bykova

candidate of medical sciences, associate professor at Microbiology and Virology department with course of clinico-laboratory diagnostics, Acad. E.A. Wagner Perm State Medical University,

614990, Russian Federation, Perm, Petropavlovskaya street, 26

АННОТАЦИЯ

Мода на здоровый образ жизни привлекает внимание к вегетарианству, однако полноценность рациона и его влияние на защитные функции остаются вопросом для дискуссии. Интерес представляет изучение функционирования основных клеток врожденного иммунитета - лейкоцитов периферической крови вегетарианцев.

Материалы и методы. Добровольцы 1-й группы (n=19) соблюдали вегетарианскую диету более 1 года. Контрольную (2-я) группу составили 10 добровольцев, использующие в пищевых целях продукты и растительного, и животного происхождения. В периферической крови определяли количество лейкоцитов, показатели их фагоцитарной активности. С помощью метода анкетирования оценивали частоту случаев острых респираторных заболеваний за 1 год.

Результаты. Соблюдение вегетарианской диеты может изменить численность лейкоцитов и их функциональную активность. Общее число лейкоцитов периферической крови у добровольцев 1-й группы 6200±808, а у 2-й -8371±459 в 1 мкл (p<0,05). При вегетарианской диете у добровольцев обнаружили меньшее количество сегмен-тоядерных нейтрофилов. В 1-й группе число фагоцитирующих лейкоцитов - 2296±568, а во 2-й - 3697±391 в 1 мкл (p<0,05). Особенности фагоцитарной активности лейкоцитов вегетарианцев обусловлены преимущественно изменением активности нейтрофилов. Частота случаев острых респираторных заболеваний среди добровольцев 1-й группы составила 3,1±0,5, а среди добровольцев 2-й группы - 1,5±0,6 случая в год (p<0,05).

Выводы. При ограничении поступления белка животного происхождения наблюдаются такие иммунные нарушения как снижение числа лейкоцитов и их функциональной активности, что неблагоприятно сказывается на противоинфекционной защите.

Библиографическое описание: Годовалов А.П., Быкова Л.П. Изменение фагоцитарной активности клеток периферической крови при соблюдении вегетарианской диеты // Universum: Медицина и фармакология: электрон. научн. журн. 2017. № 2(36). URL: http://7universum.com/ru/med/archive/item/4236

ABSTRACT

Fashion for a healthy lifestyle draws attention to vegetarianism but the usefulness of the diet and its effect on the protective functions remains a matter for debate. The studying the functioning of the basic cells of innate immunity -peripheral blood leukocytes of vegetarians, is of interest.

Materials and methods. Volunteers of the 1st group (n=19) kept a vegetarian diet for more than 1 year. Control (2nd) group consisted of 10 volunteers used the products of plant and animal origin. The quantity of leukocytes and their phag-ocytic activity indicators were determined in peripheral blood. We used a questionnaire method for evaluate the incidence of acute respiratory infections within 1 year.

Results. Vegetarian dieting can change the number of leukocytes and their functional activity. The total number of peripheral blood leukocytes from volunteers of the 1st group was 6200±808, and of the 2nd group was 8371±459 in 1 (p<0.05). If a vegetarian diet the volunteers had fewer segmented neutrophils. In group 1, the number of phagocytic leukocytes was 2296±568 and in the group 2 it was 3697±391 in 1 (p<0.05). Features of the phagocytic activity of leukocytes of vegetarians are mainly caused by changes in neutrophils activity. The incidence of acute respiratory diseases among the volunteers of the 1st group was 3.1±0.5, and among the volunteers of the 2nd group - 1.5±0.6 cases per year (p<0.05).

Conclusions. By limiting animal protein, we observed the immune disorders such as decrease in the number of leukocytes and their functional activity that adversely affected the anti-infection protection.

Ключевые слова: фагоцитарная активность, лейкоциты периферической крови, вегетарианство, белковая недостаточность.

Keywords: рhagocytic activity, peripheral blood leukocytes, vegetarianism, protein deficiency.

Связь между питанием и состоянием иммунной системы, как правило, проявляется клинической симптоматикой нарушения функций иммунной системы. Иммунные процессы имеют метаболическое обеспечение, поэтому изменение характера питания не может не отражаться на этих процессах. В последние годы мода на здоровый образ жизни привлекает все большее внимание к вегетарианской системе питания. Однако оздоровительная идея вегетарианства сопряжена с рядом вопросов, касающихся полноценности рациона и его влияния на защитные метаболические функции. В среднем от 3 до 30% населения ряда стран придерживается такой диеты [4]. Вегетарианцы и другие люди, ограничивающие потребление белка животного происхождения, представляют собой значительную часть населения планеты, и их долгосрочное здоровье вызывает медицинский интерес.

Вегетарианцы получают с пищей больше витамина В1, фолатов, витаминов С и Е, ионов и Бе2+ и меньше ретинола, витаминов В12 и Б, ионов Са2+ и 2п2+ [6]. Несмотря на увеличенное поступление некоторых веществ с растительной пищей, их биодоступность гораздо ниже, чем тех же веществ, содержащихся в пище животного происхождения [3, 11]. Соблюдение вегетарианской диеты может способствовать развитию метаболических нарушений [9]. Дефицит белка способствует снижению умственной активности и замедляет развитие иммунного ответа [7]. Известно, что иммуноглобулины обеспечивают защиту организма при инфекциях. В то же время при низкобелковой диете описан дефицит сывороточных иммуноглобулинов [5]. У людей, придерживающихся вегетарианской диеты, повышается восприимчивость к патогенным микроорганизмам, так заболеваемость туберкулезом у них в 2-8 раз выше [15]. Среди вегетарианцев на 30% чаще встречаются носители стрептококков группы В [13].

Цель исследования. Интерес представляет изучение функционирования основных клеток врожденного иммунитета - лейкоцитов периферической крови вегетарианцев, которые формируют первую линию противоинфекционной защиты.

Материалы и методы. Пробы периферической крови 19 добровольцев получали натощак. Все участники исследования предварительно подписали письменное добровольное информированное согласие на участие в исследовании. Добровольцы 1 -й группы соблюдали вегетарианскую диету (не употребляли пищу, содержащую мясную продукцию более 1 года). Контрольную (2-я) группу составили 10 добровольцев, которые использовали в питании как продукты растительного, так и животного происхождения. Различий по полу и возрасту между группами не наблюдалось.

В препаратах крови, окрашенных по методу Ро-мановского-Гимза, подсчитывали число разных типов лейкоцитов периферической крови. Фагоцитарную активность лейкоцитов изучали по методу [2]. Для этого к 25 мкл крови добавляли 12,5 мкл форма-линизированных эритроцитов барана (200 х106 в 1 мл, объекты фагоцитоза) и 12,5 мкл питательной среды (среда 199 с добавлением 2 мМ ¿-глутамина и 10 мМ НЕРЕБ) в пластиковых микропробнрках с силиконовым покрытием. Пробы инкубировали 20 мин при 37°С. На окрашенных по Романовскому-Гимза препаратах дифференцированно учитывали показатели нейтрофильного, эозинофильного и моноцитарного фагоцитоза [1, 14]. Учитывали общее число фагоцитирующих клеток, а для более детальной характеристики их поглотительной активности все клетки делили по числу захваченных объектов [14].

С помощью метода анкетирования оценивали частоту случаев острых респираторных заболеваний за 1 год.

№ 2 (36)

февраль, 2017 г.

Для оценки распределения данных использовали критерий Шапиро-Уилка. Поскольку распределение было нормальным, то для статистической обработки данных использовали непарный вариант /-критерия Стьюдента. За пороговый уровень значимости принимали величину р<0,05.

Результаты исследования и их обсуждение. В ходе проведенных исследований было установлено, что вес добровольцев 1-й группы составил 56,5±3,3 кг, а во

2-й - 73,4±6,6 кг (р<0,05), весо-ростовой индекс между группами не различался (р>0,05).

Общее число лейкоцитов периферической крови у добровольцев 1-й группы было 6200±808 в 1 мкл, а у 2-й - 8371±459 в 1 мкл (р<0,05). При оценке распределения клеток по отдельным типам установлено, что при вегетарианской диете в периферической крови добровольцев меньше сегментоядерных нейтрофилов (табл. 1).

Таблица 1.

Количество и состав лейкоцитов периферической крови (в 1 мкл) вегетарианцев в сравнении

с контрольной группой

тип клеток 1-я группа 2-я группа Р

палочкоядерные нейтрофилы 177±36 225±32 >0,05

сегментоядерные нейтрофилы 3596±486 4913±283 <0,05

моноциты 365±72 519±79 >0,05

лимфоциты 1887±311 2532±237 >0,05

эозинофилы 149±50 153±29 >0,05

базофилы 26±8 26±10 >0,05

При анализе фагоцитарной активности выявлено, что в 1-й группе снижено число фагоцитирующих лейкоцитов, а также количество лейкоцитов, фагоцитирующих 1-2 объекта (табл. 2). Количество активно-

фагоцитирующих клеток (более 2 объектов) в сравниваемых группах не различалось.

Таблица 2.

Число фагоцитирующих лейкоцитов и показатели фагоцитарной активности лейкоцитов периферической крови (в 1 мкл) вегетарианцев в сравнении с контрольной группой

показатель 1-я группа 2-я группа Р

число нефагоцитирующих лейкоцитов 2627±387 3786±217 <0,05

число фагоцитирующих лейкоцитов 2296±569 3697±391 <0,05

число лейкоцитов, фагоцитирующих 1 объект 861±249 1513±110 <0,05

число лейкоцитов, фагоцитирующих 2 объекта 292±41 493±75 <0,05

число лейкоцитов, фагоцитирующих 3 объекта 122±35 205±33 >0,05

число лейкоцитов, фагоцитирующих 4 объекта 50±17 82±21 >0,05

число лейкоцитов, фагоцитирующих 5 и более объектов 13±6 25±12 >0,05

число активно-фагоцитирующих лейкоцитов 681±233 827±121 >0,05

Изменения фагоцитарной активности лейкоцитов периферической крови вегетарианцев были связаны в большей степени с изменением активности нейтрофилов. Так, число фагоцитирующих нейтрофилов в крови добровольцев 1-й группы составило 1222±323, а у 2-й группы - 2051±205 в 1 мкл (p<0,05). У вегетарианцев выявлено статистически значимо меньше нейтрофилов клеток, фагоцитирующих 1-2 объекта.

При оценке фагоцитарной активности моно-нуклеарных клеток отличий между группами выявлено не было. Известно, что мононуклеарные клетки менее зависимы от опсонизации объектов фагоцитоза, чем гранулоциты [8], в связи с чем при недостатке факторов опсонизации белкового происхождения их фагоцитарная активность существенно не меняется.

Нейтрофилы человека подвергаются атаке вирусов, в том числе респираторных, которые супресси-руют эндоцитоз и усиливают активность апоптотиче-

ских сигналов в нейтрофилах [12]. При белковом голодании киллерная активность нейтрофилов снижается [10], что способствует увеличению заболеваемости респираторными инфекциями. В настоящем исследовании частота случаев острых респираторных заболеваний среди добровольцев 1 -й группы составила 3,1±0,5, а среди добровольцев 2-й группы -1,5±0,6 случая в год (p<0,05).

Заключение. Таким образом, вегетарианская диета приводит к уменьшению числа лейкоцитов в периферической крови, преимущественно сегменто-ядерных нейтрофилов, снижает число фагоцитирующих лейкоцитов, нарушает их функциональную активность. У лиц, исключающих белок животного происхождения из пищи, отмечается повышенная заболеваемость острыми респираторными заболеваниями, опосредованная нарушением элиминации инфекционных антигенов клетками врожденного звена системы иммунитета.

Список литературы:

1. Годовалов А.П., Быкова Л.П., Антипина А.И., Лыкова Е.В. Изучение поглотительной активности лейкоцитов периферической крови вегетарианцев в отношении Candida albicans // Экспериментальная и клиническая гастроэнтерология. - 2016. - № 2(126). - С. 95-95a.

2. Каплин В.Н. Нетрадиционная иммунология инфекций. - Пермь, 1996. - 227 с.

3. Aggett P.J. Iron. In: Erdman J.W., Macdonald I.A., Zeisel S.H., editors. Present knowledge in nutrition. Washington, ILSI International Life Sciences Institute; 2012: 101-125.

4. Agrawal S., Millett C.J., Dhillon P.K. et al. Type of vegetarian diet, obesity and diabetes in adult Indian population. Nutr J. 2014; 13: 85-89.

5. Amaral J.F., Foschetti D.A., Assis F.A. et al. Immunoglobulin production is impaired in protein-deprived mice and can be restored by dietary protein supplementation. Braz. J. Med. Biol. Res. 2006; 39: 1581-1586.

6. Appleby P., Davey G., Key T. Hypertension and blood pressure among meat eaters, fish eaters, vegetarians and vegans in EPIC-Oxford. Public Health Nutr. 2002; 5(5): 645-654.

7. Cichosz G., Czeczot H. Controversies around diet proteins. Pol. Merkur. Lekarski. 2013; 35(210): 397-401.

8. Czop J.K., Fearon D.T., Austen K.F. Opsonin-independent phagocytosis of activators of the alternative complement pathway by human monocytes. J. Immunol. 1978; 120(4): 1132-1138.

9. Dwyer J.T. Nutritional consequences of vegetarianism. Annu. Rev. Nutr. 1991; 11: 61-91.

10. Garcia P.B, Barbieri D. Influence of protein malnutrition on the phagocytic function of neutrophils in rats. Arch. Latinoam. Nutr. 1986; 36(4): 662-677.

11. Hunt J. Bioavailability of iron, zinc, and other trace minerals from vegetarian diets. Am. J. Clin. Nutr. 2003; 78(3): 633-639.

12. Ivan F.X., Tan K.S., Phoon M.C. et al. Neutrophils infected with highly virulent influenza H3N2 virus exhibit augmented early cell death and rapid induction of type I interferon signaling pathways. Genomics. 2013; 101: 101-112.

13. Ismail A.Q., Ismail R., Anthony M. Vegan carriage of group B streptococcus: a questionnaire study utilising social media. J. Perinat. Med. 2013; 41(2): 227.

14. Shilov J.I., Orlova E.G. Role of adrenergic mechanisms in regulation of phagocytic cell functions in acute stress response // Immunology Letters. - 2003. - Vol. 86. - Р. 229-233.

15. Strachan D.P., Powell K.J., Thaker A. et al. Vegetarian diet as a risk factor for tuberculosis in immigrant south London Asians. Thorax. 1995; 50(2): 175-180.

References:

1. Godovalov A.P., Bykova L.P., Antipina A.I., Lykova E.V. Study of phagocytic activity of peripheral blood leukocytes of vegetarians against Candida albicans. Jeksperimental'naja i klinicheskaja gastrojenterologija [Experimental and clinical gastroenterology], 2016, no. 2(126), pp. 95-95a (In Russian).

2. Kaplin V.N. Alternative immunology of infections. Perm, 1996. 227 p. (In Russian).