CC BY
0УДК 51:582.272(571.66)
О.В. Перервенко1' 2, Х.М. Меджидова2, Н.В. Курбанова2, Т.А. Клочкова1
1 Камчатский государственный технический университет, Петропавловск-Камчатский, 683003; 2 Военно-морской клинический госпиталь, Петропавловск-Камчатский, 683015 e-mail: perervenko2014@gmail. com
ИЗУЧЕНИЕ АДАПТИВНЫХ ИЗМЕНЕНИЙ ИММУНИТЕТА МИГРАНТОВ КАМЧАТСКОГО КРАЯ И ЕГО IN VITRO КОРРЕКЦИИ С ПОМОЩЬЮ БУРЫХ ВОДОРОСЛЕЙ
Изложены материалы, касающиеся применения продуктов из бурых водорослей, оказывающих влияние на иммунную систему населения Камчатского края.
Ключевые слова: бурые водоросли, мигранты, иммунная система, адаптация, нейтрофилы, фагоциты.
O.V. Perervenko1' 2, H.M. Medgydova2, N.V. Kurbanova2, Т.А. Klochkova1
1 ^mchatka State Technical University, Petropavlovsk-Kamchatsky, 683003; 2 Military Marine Clinical Hospital, Petropavlovsk-Kamchatsky, 683015 e-mail: perervenko2014@gmail.com
STUDY OF THE ADAPTIVE IMMUNITY CHANGES IN THE MIGRANT POPULATION IN KAMCHATKA PENUNSULA AND ITS CORRECTION IN VITRO BY APPLICATION OF THE BROWN ALGAE
The information materials about products made from the brown algae are provided. These products may potentially have an impact on correction of the immune system of Kamchatka's local people.
Key words: brown seaweed, migrants, immune system, adaptation, neutrophils, phagocytes.
Происходящее в настоящее время изменение экономической ситуации мирового хозяйства может привести в Тихоокеанский регион острые геополитические проблемы, в особенности в северную часть Тихого океана.
Единственным морским портом России в Тихом океане, имеющим прямой выход в океанские акватории, является г. Петропавловск -Камчатский. И это имеет значение для размещения военно-морских сил стратегического назначения. Этим обстоятельством определяется важнейшая для России значимость территории Камчатского края в настоящее время и в обозримом будущем, а также повышенное внимание Правительства РФ и Камчатского края к демографическим проблемам региона и вопросам сохранения и укрепления здоровья жителей Камчатки [1-4].
После 90-х годов прошлого столетия Камчатка стала открытым для населения страны и ближнего зарубежья регионом. В связи с разнонаправленными миграционными потоками фиксируется постоянное обновление населения. Прибывающие сюда мигранты, особенно из южных районов, попадают в гипокомфортные условия проживания, обусловленные суровой природно-климатической обстановкой.
Многочисленные исследования показывают, что организм человека, проживающего в одной местности постоянно, хорошо адаптирован к ее условиям. Ее значительное изменение вызывает стресс и сбой в работе иммунной системы. Это показано в целом ряде работ, авторы которых изучали разные группы населения в разных регионах страны [5-8].
Природные ресурсы, их современное состояние, охрана., промысловое и техническое использование
Значительную группу мигрантов в Камчатском крае составляют военнослужащие срочной службы. Их здоровье - гарантия боеспособности вооруженных сил на северо-востоке России. Поэтому понимание особенностей адаптивных изменений работы иммунной системы у лиц, проживавших ранее в регионах, отличающихся в разной степени по условиям проживания от Камчатки, необходимо для создания обстановки, способствующей сохранению их здоровья.
Взаимодействие человека с окружающей средой на Камчатке характеризуется уровнем напряженности. На здоровье жителей Камчатки оказывают влияние сейсмическая и солнечная активность. Основным климатообразующим процессом на Камчатке является атмосферная циркуляция, определяющая свойственные для территории значительные термобарические контрасты, а также активная циклоническая деятельность, особенно в осенне-зимний период. Высокая пестрота широтных и меридиональных изменений климата Камчатки, проявляющаяся умеренно-холодной и очень долгой зимой и коротким летом, также оказывают влияние на состояние здоровья жителей региона [9]. Недостаток тепла, солнечной радиации, перепады давления, частые ветры и циклоны являются причиной стрессового воздействия на здоровье населения Камчатского региона, понижают иммунитет, общую сопротивляемость организма к заболеваниям, понижают его адаптационные способности, угнетают его психо-эмоциональное состояние, формируя развитие у человека метеотропных реакций. Проведение мероприятий по сохранению и укреплению здоровья населения является обоснованным [10].
В современной биологии и медицине активно изучаются биологически активные соединения, получаемые из морских бурых водорослей, и их терапевтическое использование при различных заболеваниях [11, 12].
С целью изучения влияния бурых водорослей на показатели иммунной системы жителей Камчатского края были исследованы иммуномодулирующие свойства камчатских гидробионтов, таких как Alaria esculenta, Arthrothamnus bifidus, Fucus distichus, Laminaria longipes и Saccharina bongardiana, полученных из термального сырья.
При воздействии негативных факторов окружающей среды происходит напряженное функционирование защитных систем организма, приводящее к срыву адаптации, на фоне которого наблюдается резкий подъем уровня заболеваемости разных категорий камчатского населения. Иммунный ответ на присутствие патогена происходит в широкомасштабной кооперации при взаимодействии наследственной и адаптивной ветвей иммунитета.
Факторы естественной резистентности, обеспечиваемые лейкоцитами, включаются в защиту немедленно после преодоления возбудителем наружных оболочек и его внедрения во внутреннюю среду организма. Их действие продолжается в течение всего периода борьбы организма с инфекцией, но наиболее эффективно они работают в первые четыре часа после внедрения микроорганизмов, являясь практически единственными защитниками организма. Другие механизмы иммунной защиты проявляются позже. Реакция нейтрофильных лейкоцитов отражает не только прямое взаимодействие с микробными агентами, но и активацию гуморальных механизмов иммунитета [13-15].
В исследованиях 2018-2020 гг. опосредованно принимали участие здоровые мигранты, прибывшие из других регионов Российской Федерации, с обязательной фиксацией места убытия. Общее количество прошедших обследование - 143 человека, от 32 до 37 респондентов в каждой подгруппе, сформированной по географическому признаку: Европа, Урал, Сибирь, Дальний Восток. Каждому участнику в день прибытия выполнялся клинический анализ крови с обязательным определением доли и абсолютного содержания популяций лейкоцитов с комплексом иммунологических исследований. Для оценки профиля неспецифической резистентности провели определение качественных показателей работы нейтрофильных лейкоцитов с помощью микроскопа Olympus BX53, оснащенного фотокамерой Olympus DP73 с программным обестечением Cell Sens Standart (Olympus, Japan). При подсчете препаратов определяли фагоцитарную активность нейтрофилов (ФАН, %), среднее число микробных частиц в одном фагоците (ФЧ, ед.), абсолютный фагоцитарный показатель (АФП) и сумму фагоцитоза (СФ, ед.). По гуморальному профилю определили уровни основных иммуноглобулинов А, М, G (изготовитель DiaSys Diagnostics Systems, Germany). Таким образом, забор крови отражал относительно нормальное состояние организма обследуемых.
На представленном ниже рис. 1 видно, что все прибывшие на Камчатку из разных регионов лица имеют более высокие, чем в контрольной группе, значения скорости оседания эрит-
роцитов (СОЭ). Особенно отличающимся оно было у сибиряков. Показатели белой крови свидетельствовали о нейтрофильном сдвиге влево, особенно хорошо выраженном у лиц из европейской части страны. Количество эозинофилов и базофилов у мигрантов с Урала и Сибири фиксировали в сторону повышения.
Это, без сомнения, указывало на напряжение гомеостаза у всех подгрупп мигрантов. Остальные показатели на момент прибытия были у них близки к камчатской норме (таблица).
180 160 140 120 100 80 60 40 20 0
Лейкоциты СОЭ
Пал. Сегм. Эозинофилы Моноциты Лимфоциты Базофилы
нейтрофил нейтрофил
IЕВРОПА
УРАЛ
СИБИРЬ
Д. ВОСТОК
Рис. 1. Сравнение лейкоцитарной формулы у мигрантов, прибывших из разных мест на Камчатку (в день прибытия),
где за 100% приняты данные у постоянно проживающих лиц
Действие экстрактов из морских водорослей на фагоцитоз нейтрофильных фагоцитов подробно описано в ряде научных работ [14-18]. От лейкоцитарных нейтрофилов зависит устойчивость организма к вирусным, бактериальным, грибковым и паразитарным болезням.
Сравнительный анализ иммунных показателей у мигрантов в первый день прибытия под влиянием 1% растворов камчатских водорослей
Показатель Ед. изм. Контроль Alaria esculenta Arthrothamnus bifidus Fucus distichus Laminaria longipes Saccharina bongardiana
ФАН % 69,7 ± 6,15 74,2 ± 6,25 43,5 ± 3,98 63,5 ± 5,1 48,3 ± 4,3 62,5 ± 5,92
ФЧ ед. 5,9 ± 0,46 7,05 ± 0,31 4,15 ± 0,3 5,98 ± 0,5 4,7 ± 0,34 6,3 ± 0,37
АФП ед. 186,3 ± 9,8 201,8 ± 11,8 168,7 ± 11,5 179,5 ± 15,3 171,2 ± 12,8 190,8 ± 16,2
СФ ед. 94,1 ± 7,8 112,6 ± 9,05 79,2 ± 5,76 91,1 ± 7,3 88,3 ± 8,04 97 ± 7,45
Ig A г/л 1,67 ± 0,07 1,38 ± 0,08 1,82 ± 0,1 1,29 ± 0,1 1,81 ± 0,1 1,71 ± 0,09
Ig M г/л 1,06 ± 0,07 1,0 ± 0,09 1,06 ± 0,09 1,06 ± 0,09 1,03 ± 0,1 1,23 ± 0,1
Ig G г/л 10,12 ± 0,22 9,96 ± 0,83 10,34 ± 1,05 10,36 ± 0,76 11,01 ± 0,99 10,73 ± 1,08
В ходе проведенных нами исследований было получено, что препараты из водорослей модулируют фагоцитарную активность нейтрофильных лейкоцитов. В малых концентрациях тинктуры Alaria esculenta, Fucus distichus, Saсcharina bongardiana (табл., рис. 2, б, г, е) способны повышать функциональную активность фагоцитирующих клеток и их фагоцитарное число, т. е. оказывать стимулирующее действие. При влиянии растворов Arthrothamnus bifidus, Laminaria longipes количество микробных клеток внутри фагоцитов ниже контрольных значений. Большинство микробных частиц определяется на достаточном расстоянии от нейтрофилов, расположенных в центральной части соответствующего фото (табл., рис. 2, в, д); возможно развитие сценария по типу формирования нейтрофильных ловушек [19, 20].
Уровни основных классов иммуноглобулинов у прибывших в первый день мигрантов находятся на уровнях контрольных значений.
Изучение таких показателей фагоцитарной активности, как ФАН и ФЧ и АФП и СФ, у подгрупп мигрантов, сформированных по географическому признаку из разных регионов РФ, показывает, что фагоцитарная активность у представителей всех подгрупп в день прибытия близка к контрольным значениям, а влияние водных растворов Alaria esculenta, Fucus distichus, Saсcha-rina bongardiana оказывает стимулирующее действие, что говорит о необходимости проведе-
Природные ресурсы, их современное состояние, охрана, промысловое и техническое использование
ния иммунокоррекционных мероприятий, позволяющих снизить адаптационное напряжение и активировать деятельность нейтрофилов и других компонентов крови, отвечающих за эффективную работу иммунной системы.
; с
Í3 / ]
Рис. 2. Нейтрофилы одного пациента после обработки изотоническим раствором (а); 1%-ными водорослевыми Alaria esculenta (б), Arthrothamnus bifidus (в), Fucus distichus (г), Laminaria longipes (д), Saccharina bongardiana (е) и суточной культурой Staphуlococcus aureus
Полученные результаты могут быть использованы для коррекции работы иммунной системы с целью профилактики воспалительных заболеваний.
Литература
1. Постановление Правительства РФ «О создании территории опережающего социально-экономического развития «Камчатка» (в ред. Постановлений Правительства РФ от 23.12.2016 № 1461, от 31.08.2017 N 1051) от 28 августа 2015 г. № 899.
2. Стратегия социально-экономического развития Дальнего Востока и Байкальского региона на период до 2025 года от 28 декабря 2009 г. № 2094-р.
3. Национальная программа социально-экономического развития Дальнего Востока на период до 2024 года и на перспективу до 2030 года от 28 сентября 2020 г. № 2464-р.
4. Стратегия социально-экономического развития Камчатского края до 2030 года. - Петропавловск-Камчатский, 2015. - 356 с. [Электронный ресурс]. - URL: http://strategy2030.kamgov.ru/
5. Потапов В.Н. Иммунологические аспекты фенотипической адаптации человека в условиях муссонного климата юга Дальнего Востока: Автореф. дис. ... д-ра мед.наук. 14.00.17 и 14.00.36. -Томск, 1998. - 50 с.
6. Сорокина Е.П. Изменение лабораторных показателей иммунологической реактивности в процессе адаптации у населения Крайнего Северо-Востока России: Автореф. дис. ... канд. биол. наук: 14.00.46. - М., 2005. - 26 с.
7. Мурузюк Н.Н. Физиологические параметры иммунного статуса пришлого населения трудоспособного возраста г. Надыма Ямало-Ненецкого автономного округа [Электронный ресурс]: Автореф. дис. ... канд. биол. наук: спец. 03.00.13. - М.: РГБ, 2005. - 26 с.
8. Рахманов Р.С. К проблеме оценки риска здоровью населения в природно-климатических условиях Камчатки // ЗН и СО. - 2014. - № 3 (252). С. 7-9.
9. Клочков А.А. Экологическая обстановка, качество жизни и некоторые показатели общественного здоровья камчатского населения: Автореф. дис. ... канд мед. наук 03.00.16. - Магадан, 2007. - 25 с.
10. Зеренков П.А. Гигиеническое обоснование мероприятий по сохранеиию и укреплению здоровья призывной молодежи и военнослужащих Тихоокеанского флота: Автореф. дис. ... канд. мед. наук. - Владивосток, 2009. - 25 с.
11. Биологическая активность фукоиданов из бурых водорослей и перспективы их применения в медицине / Т.А. Кузнецова, Н.М. Шевченко, Т.Н. Звягинцева, Н.Н. Беседнова // Антибиотики и химиотерапия. - 2004. - № 49 (5). - С. 24-30.
12. Эффективность иммунокоррекции экологически зависимых иммунодефицитов препаратами водорослевого происхождения / Л.К. Добродеева, Д.В. Незговоров, К.Г. Добродеев, О.С. Бубнова // Современные проблемы аллергологии, иммунологии и иммунофармакологии: Материалы 5-го конгресса с междунар. участием. - М., 2003. - Том ll. - C. 142.
13. Адаптивные изменения в работе иммунной системы у жителей Камчатки и изучение возможности иммунокоррекции с использованием морской бурой водоросли F. distichus // Природные ресурсы, их современное состояние, охрана, промысловое и техническое использование: Материалы X Нац. (всерос.) науч.-практ. конф. (19-21 марта 2019 г.) / Отв. за вып. Н.Г. Клочко-ва. - Петропавловск-Камчатский: КамчатГТУ, 2019. - 244 с.
14. Kolanjinathan K., Stella D. Antibacterial activity of marine macroalgae against human pathogens // Recent Research in Science and Technology. - 2009. - Vol.1, iss. 1. - Р. 20-22.
15. Запорожец Т.С. Клеточные и молекулярные механизмы иммуномодулирующего действия биополимеров морских гидробионтов: Автореф. дис. ... д-ра мед. наук. - Владивосток, 2006.
16. Кузнецова Т.А. Корреция иммунитета и гемостаза биополимерами из морских гидробионтов: Автореф. дис. ... д-ра мед. наук. - М., 2009.
17. Сульфатированные полисахариды водорослей - модификаторы функции врожденного иммунитета при бактериальных, вирусных и паразитарных инфекциях / Н.Н. Беседнова, Т. С. Запорожец, И.Д. Макаренкова и др. // Успехи современной биологии. - 2011. - Т. 131, № 5. -С.503-517.
18. Antimicrobial and biochemical properties of selected edible brown and red marine macroalgae / A.A. Hazzani, A.I. Shehata, N.M.S. Moubayed, H.J. Houri // J. Pure Appl. Microbiol. - 2014. - № 8. -Р.1275-1282.
19. Матосова Е.В., Андрюков Б.Г. Морфофункциональная характеристика защитных механизмов при бактериальных инфекциях и их вклад в патогенез провоспалительных реакций // Гематология и трансфузиология. - 2017. - 62 (4). - С. 223-229.
20. Матосова Е.В., Андрюков Б.Г. Антимикробные механизмы нейтрофилов как перспективные мишени для фармакологической модуляции неспецифической защиты организма // Журн. микробиол. - 2018. - № 3. - С. 96-105.
