CC BY
72
К механизму формирования аутоантител в организме облученных животных
В.Ю. Сафонова, к.б.н., ОренбургскийГАУ
Существует несколько взглядов на механизм формирования и действия аутоантител в организме животных и человека. В частности, их рассматривают как предмет аллергических реакций немедленного типа с образованием биологически активных веществ, повреждающих клетки. Часть исследователей показывают преимущественно агрессивную роль аутоантител. Так А .Д. Адо делит аутоантитела на три группы, различные по своей агрессивности:
- аутоантитела агрессивные, оказывающие ци-тотоксическое действие на собственную ткань и обладающие способностью фиксировать комплемент;
- аутоантитела-свидетели, играющие малую повреждающую роль и не способные связывать комплемент;
- аутоантитела защитные, накопление которых может перевести состояние аутоаллергии в иммунитет.
Иммунную реактивность на собственные ткани рассматривают по-разному, а именно: как аутоиммунизацию, аутосенсибилизацию, аутоаллергию, иммунопатологию, аутоагрессию и т. д. На механизм действия аутоантител существует несколько взглядов. Их рассматривают как предмет аллергических реакций немедленного типа с образованием биологически активных веществ, повреждающих клетки, т.е. обладающих цитоток-сическим действием; как действие комплекса антиген-антитело, с активизацией комплемента, фагоцитоза; как повреждающее действие комплекса антиген-антитело на сосуды с нарушением трофики тканей.
Существует мнение[5], что антитела, вырабатываемые в случае изменения антигенных свойств белков организма, не должны рассматриваться как аутоантитела, поскольку последние
вырабатываются к новым антигенам клеток, появившимся под влиянием облучения.
Процесс образования аутоантител в результате облучения может явиться иммунопатологической реакцией, в основе которой лежит аутоиммунизация продуктами распада клеток. Образовавшиеся в таком случае аутоантитела будут являться агрессивными, обладающими цитотоксическим действием и нарушающими деятельность ряда органов и физиологических систем. Многочисленные исследования свидетельствуют, что развитие аутоаллергии обусловлено иммунологической реакцией организма, где основным ее компонентом служит формирование аутоантител. Повреждающее (цитотоксическое) действие аутоантител определяется реакцией между иммунными глобулинами, имеющими специфическое сродство с антигенами тканей данного организма и клеточными субстанциями[1]. Воздействие ионизирующей радиации создает все необходимые условия для возникновения аутосенсибилизации.
При летальных дозах происходит массовое нарушение клеток еще в момент облучения, а также в первые часы и сутки после него. Разрушение клеток приходится на первичную реакцию на облучение и начало латентного периода. Первыми работами, указывающими на патологическую роль аутоантител в облученном организме, явились работы Н.Н. Клемпарской[2, 3, 4]. Интерес к данному механизму биологического действия радиации не ослабевает и поныне. Тем более, как выяснилось после аварии на Чернобыльской атомной электростанции, вопрос о роли малых уровней радиации в формировании аутоиммунных реакций остался мало изученным, поскольку до этого малые дозы, в определенных диапазонах, рассматривались как стимулирующие, на них мало обращали внимания с точки зрения патологического действия.
В современной литературе сведений о влиянии малых доз ионизирующей радиации при длительном облучении низкими мощностями на процесс образования аутоантител к антигенным субстанциям собственных органов и тканей имеется недостаточно, что и определило цель и задачи наших исследований.
Материалы и методика. Исследования проведены на 100 белых нелинейных крысах-самцах с массой тела 170-220 г. Для моделирования воздействия радиационных факторов при хроническом облучении использовали ГУБ-20 (гамма-установка биологическая, экспериментальная). Установка обладает большим диапазоном регулирования мощностей доз при высокой равномерности поля облучения. Источником излучения служит цезий-137 со ступенчатым снижением мощности дозы.
Для разрешения поставленных задач было сформировано 10 групп подопытных животных. Группы по 10 крыс формировались по принципу аналогов: пять из них для пролонгированного облучения в диапазоне доз от 0,37 до 1,12 Гр, что соответствовало временному диапазону от 40 до 120 суток, и пять групп для однократного облучения в указанных дозах. Для пролонгированного облучения использовалась мощность дозы 0,39 мГр/час, а для однократного - 4,8 Гр/час. Следовательно, мощность дозы однократного облучения превышала таковую пролонгированного в 123 раза. Титры циркулирующих в крови аутоантител к лизату собственных эритроцитов и гомогенату аутологичных органов (печень, селезенка, почки) определяли реакцией микропреципитации по Уанье в модификации Н.Н. Клемпар-ской (1981).
Результаты исследований и обсуждение. Аутоантитела - антитела, появляющиеся в ответ на действие аутоантигенов. Аутоантигены, в свою очередь, возникают из тканей организма под влиянием различных факторов физичес-
кой, химической, термической природы (ожог, облучение, химические отравляющие вещества). Аутоантигены способствуют развитию аутоиммунизации, а в дальнейшем - возможного аутоиммунного патологического процесса. С первых суток после облучения в больших дозах формируется реакция на тканевые аутоантигены, которые представлены химически модифицированными биомолекулами клеток организма. Причиной, вызывающей появление противотка-невых антител при лучевых поражениях в больших дозах, является всасывание в ток крови и лимфы продуктов распада клеток, в первую очередь из радиочувствительных тканей. Распад клеток наступает в результате как прямого, так и косвенного действия излучений на молекулярные структуры тканей. Всасывание продуктов распада клеток усиливается вследствие одновременного повышения проницаемости сосудов и тканевых барьеров.
Что касается малых доз радиации, то роль аутоантител рассматривается несколько в другом плане, обусловленном величиной их титров. В таблицах 1 и 2 приведены результаты исследований по выявлению аутоантител к лизату собственных эритроцитов и к гомогенатам селезенки, печени и почек.
Результаты, приведенные в таблицах, свидетельствуют о том, что облучение вызывает повышение титров аутоантител как при однократном, так и при хроническом облучении различными дозами внешней радиации к изучаемым аутологичным тканевым и органным антигенам. Но при этом прослеживаются определенные особенности, одной из которых является то, что при однократном облучении у животных через 3 суток после его воздействия обнаруживаются титры аутоантител, оцениваемые в 0,5—1,0 балла. Причем величина титров носит и дозовую зависимость. Реакции, оцениваемые в 1-2 балла, встречались чаще при дозах 0,75 и 1,12 Гр. Одновре-
1. Титры аутоантител к ЛСЭ и гомогенатам селезенки, печени, почек при пролонгированном внешнем облучении различными дозами радиации
Облучение Дозы ЛСЭ Селезенка Печень Почки
40 суток 0,37 0,2±0,01 0,3±0,01 0,4±0,05 0,5±0,05
60 суток 0,56 0,3±0,02 0,5±0,05 0,3±0,02 0,5±0,06
80 суток 0,75 0,2±0,01 0,3±0,06 0,2±0,01 0,5±0,02
120 суток 1,12 0,4±0,03 0,5±0,03 0,2 ±0,01 0,5±0,05
Контроль нет следы следы следы следы
2. Титры аутоантител к ЛСЭ и гомогенатам селезенки, печени, почек при однократном внешнем облучении малыми дозами
Дозы (Гр) ЛСЭ Селезенка Печень Почки
0,37 0,5±0,02 0,3±0,06 0,5±0,05 0,5±0,03
0,56 0,7±0,03 0,5±0,03 0,3±0,03 0,5±0,05
0,75 1,2±0,02 1,0±0,01 0,5±0,05 1,2±0,01
1,12 1,0±0,02 1,2±0,02 0,5±0,01 1,5±0,05
Нет следы следы следы следы
менно наблюдались отличия в оценке реакции Уанье к тканевым и органным антигенам. Так, титры аутоантител к лизату собственных эритроцитов закономерно были выше при дозах 0,75-
1,12 Гр, но ниже, чем титры аутоантител к антигенным субстанциям селезенки и почек при указанных дозах. Вероятно, это можно объяснить тем, что эритроциты, являясь наиболее радиоре-зистентными клетками, в латентный период формирования лучевых реакций не дают той анти-генности, которая присуща селезенке и почкам.
Селезенка относится к органам кроветворения. Наряду с этим белая пульпа имеет особое значение в антителообразовании. В строме селезенки, как и в лимфатических узлах, обнаруживают лимфоидные скопления - лимфатические фолликулы с зародышевыми центрами, содержащие лимфоидные элементы различных стадий созревания. Учитывая высокую радиочувствительность лимфоцитов, можно предположить, что уже в начальный период после облучения поврежденные в результате облучения лимфоциты несут в себе признаки чужеродности и являются индукторами аутоантител. Положительная реакция Уанье к антигенам селезенки наблюдалась при дозах 0,75 и 1,12 Гр.
Известно, что механизм возникновения хронических гломерулонефритов наиболее близок к аутоиммунному механизму, где основным патогенетическим фактором являются иммунные комплексы. Иммунные комплексы могут возникать после фиксации аутоантител на базальных мембранах почек, т.е. местно, а с другой стороны - образовываться в крови, а затем уже откладываться в почке. Причиной их появления могут быть и аутоиммунные процессы, возникающие в процессе облучения. Как показывают наши исследования, в циркулирующей крови после облучения небольшими дозами обнаруживаются аутоантитела к антигенам почек в более высоких титрах, нежели к таковым других органов.
Формирование аутоиммунных реакций в условиях длительного хронического облучения вызывает еще больший интерес, по сравнению с однократным, поскольку случаи длительного воздействия низкими уровнями радиации в жизни встречаются чаще. В строго соблюденных дозо-вых нагрузках, при мощности 0,39 мГр/час, через сутки после прекращения облучения, которое продолжалось в течение 40, 60, 80 и 120 суток, были выявлены следующие результаты. При длительной лучевой нагрузке, в указанных временных диапазонах, титры циркулирующих аутоантител, по сравнению с однократным воздействием, были ниже ко всем изучаемым антиген-
ным субстанциям (лизат собственных эритроцитов, селезенка, печень, почки). Они оценивались в большинстве случаев как «следы» и в редких -как «слабоположительная» реакция. Но при этом следует отметить, что тенденция к аутоиммунизации была выше в почках. Положительные реакции, оцениваемые в 1 и 2 балла, наблюдались при длительном облучении в дозах 0,75 и 1,12 Гр. В заключение следует обратить внимание на то, что диапазон доз однократного облучения (0,37-
1,12 Гр) в радиобиологии принято считать малыми дозами для большинства видов животных, тем более для крыс. Эти дозы не вызывают видимых клинических признаков острой лучевой болезни, они стимулируют рост и развитие некоторых продуктивных животных (цыплята, поросята). Но, как следует из приведенных исследований, система иммунитета отреагировала на эту дозовую нагрузку реакцией со стороны гуморального звена. Если рассматривать титры аутоантител (реакция слабоположительная), возникшие в ответ на облучение указанными дозами, то, согласно А.Д. Адо, эти аутоантитела могут быть и защитными. Накопление их может перевести состояние аутоаллергии в иммунитет. Это положение дает основание на продолжение исследований в этом направлении.
Таким образом, пролонгированное облучение в течение 40, 60, 80 и 120 суток при мощности дозы 0,39 мГр/час способствует формированию слабоположительной аутоиммунной реакции со стороны антигенных субстанций собственных эритроцитов, селезенки, печени и почек. Однократное облучение в сопоставимых дозах при мощности 4,8 Гр/час вызывает процесс аутоиммунизации, оцениваемый титрами аутоантител в 1-2 балла (положительная реакция). Интенсивность формирования аутоиммунных процессов наиболее выражена в почках, как при длительном облучении в условиях низких мощностей доз, так и при однократном облучении малыми дозами при высокой мощности.
Литература
1. Киршин В.А., Сафонова В.А., Исаченко В.М., Гусарова М.Л. Реализация иммунологической модели генеза пострадиационных реакций // Прикладные аспекты радиобиологии: Тез. докл. Всероссийской конфер. 10-12 апреля 1994 г. - М., 1994. - С.95.
2. Клемпарская Н.Н., Мальцев В.Н. Исследование элюатов тканей облученных животных // Радиобиология. - 1968. - Т.8. -№6. - С.931-933.
3. Клемпарская Н.Н., Раева Н.В. Исследование аутосенсибилизации при лучевой болезни методом Уанье // Бюлл. эксперим. биол. и медицины. - 1981. - Т.51. - №5. - С.77-81.
4. Клемпарская Н.Н. К методологии исследования иммунного статуса организма // Иммунный статус человека и радиация. -М., 1991. - С.18-19.
5. Сафонова В.А. К вопросу о роли иммунной системы в реализации лучевых реакций у животных // Морфология и хирургия в практической. ветеринарии и медицине: Сб. научн. работ. -Оренбург, 1999. - С.150-152.
