CC BY
9УДК 615.91.036.11-07:616.155.32-092
П.Ф.Забродский, В.Ф.Киричук, В.Г.Мандыч, В.В.Серов*, С.В.Балашов, А.М.Кадушкин*
ОСОБЕННОСТИ НАРУШЕНИЯ ФУНКЦИИ ТЫ- И ТИ2-ЛИМФОЦИТОВ ПРИ ОСТРОМ ОТРАВЛЕНИИ РАЗЛИЧНЫМИ ТОКСИЧНЫМИ ВЕЩЕСТВАМИ
Саратовский военный институт радиационной, химической и биологической защиты
Минобороны России
В экспериментах на крысах линии ^Маг установлено, что острая интоксикация в дозе 0,75 DL50 зарином, ипритом и метанолом снижает гуморальные и клеточные иммунные реакции и продукцию ТЫ- и ТЬ2-лимфоцитами соответственно ИФН-у и ИЛ-4. Зарин в большей степени уменьшает иммунные реакции, связанные с функцией ТЫ-лимфоцитов по сравнению с иммунным ответом, обусловленным активацией ТИ2-лимфоцитов, для метанола характерен противоположный эффект, а сернистый иприт вызывает редукцию функции ТЫ- и ТИ2-лимфоцитов в равной степени.
Ключевые слова: зарин, сернистый иприт, метанол, П1-, П2-лимфоциты, цитокины.
Введение. Существуют основания полагать, что токсичные химические вещества (ТХВ), в частности, зарин, сернистый иприт (СИ) и метанол могут обладать различным влиянием на функцию ТЫ-, ТИ2-лимфоцитов, определяя особенности нарушения гуморального и клеточного иммунного ответа, приводящие к инфекционным осложнениям и заболеваниям [2, 3, 4, 6].
Токсичные химикаты (ТХ) зарин, сернистый иприт (СИ) подлежат уничтожению согласно международным соглашениям на специальных химических объектах [1, 5]. При этом не исключена возможность аварий на данных объектах, кроме того, существует вероятность использования ТХ в террористических и криминальных целях, что может привести к массовым поражениям людей [5, 11, 12, 14].
Метанол используется в качестве топлива для двигателей, в лабораторной практике, как растворитель в химической промышленности, для денатурирования этилового спирта, входит в состав ряда антифризов. Отравления могут быть связаны с использованием его ошибочно вместо этилового спирта с целью опьянения (при этом возможны групповые и даже массовые интоксикации) [3, 4].
Разработка наряду с антидотными средствами способов снижения поражения системы иммунитета различными ТХВ предполагает дальнейшее изучение их иммунотропных эффектов [2, 4].
Целью исследования являлась оценка особенностей нарушения функции ТЫ-, ТИ2-лимфоцитов (Т-хелперов первого и второго типов) и редукции продуцируемых ими цитокинов
* Фрагмент диссертационной работы
(ИФН-у, ИЛ-4) в формирование супрессии гуморальных и клеточных иммунных реакций при остром отравлении различными токсикантами.
Материал и методы исследования. Эксперименты проводили на крысах линии '¡81аг обоего пола массой 180—240 г. ТХВ вводили подкожно в дозе 0,75 DL50 однократно через 3 сут после иммунизации Т-зависимым антигеном. (DL50 зарина, СИ и метанола составляли соответственно 0,21+0,02, 5,5±0,3 мг/кг и 9,1+1,2 г/кг). Зарин вводили подкожно в водном растворе, СИ подкожно — в растворе диметилсульфоксида, метанол — перорально). Показатели системы иммунитета оценивали общепринятыми методами в экспериментальной иммунотоксиколо-гии [2]. Гуморальную иммунную реакцию к ти-мусзависимому (эритроцитам барана — ЭБ) антигену определяли на 5 сут по числу АОК в селезенке после острой интоксикации ТХ с одновременной внутрибрюшинной иммунизацией крыс данными антигенами в дозах 2-108 клеток. В использованном тесте гуморальная иммунная реакция на введение ЭБ характеризует способность ТЫ-лимфоцитов участвовать в продукции В-лимфоцитами (плазматическими клетками) ^М [6, 8]. АОК к ЭБ, синтезирующие IgG, определяли в селезенке методом непрямого локального гемолиза в геле на 8 сут [6, 8]. Данные литературы позволяют полагать, что упомянутый метод характеризует преимущественно функцию ТИ2-лимфоцитов, обеспечивающих синтез IgG1, составляющих около 70% общего числа молекул этого класса [6]. Следует отметить, что ТЫ-лимфоциты обеспечивают возможность образования в этот период антителогенеза кроме ^М так же и IgG2а, составляющих не более 20% от всех подклассов IgG [6, 9].
Активность естественных клеток-киллеров (ЕКК), существенное влияние на которую оказывает ИЛ-2, продуцируемый лимфоцитами Thl-типа [6, 8, 9], определяли по показателю естественной цитотоксичности (ЕЦ) через 4 сут после введения ТХВ спектрофотометрически. Формирование гиперчувствительности замедленного типа (ГЗТ), характеризующую функцию Thl-лимфоцитов [8], исследовали у животных по приросту массы стопы задней лапы в %. При этом крыс внутрибрюшинно иммунизировали 108 ЭБ через 30 мин после введения ТХВ. Разрешающую дозу ЭБ (5-108) вводили под апоневроз стопы задней лапы через 4 сут. Реакцию ГЗТ оценивали через 24 ч.
Для оценки изменения функции лимфоцитов Thl- и ТЬ2-типа под влиянием ТХВ наряду с исследованием иммунных реакций определяли концентрацию продуцируемых ими цитокинов (соответственно ИФН-у и ИЛ-4) [6, 8, 9] в периферической крови крыс через 4 и 7 сут после иммунизации методом иммуноферментного анализа по протоколам, указанным в инструкции по применению наборов (BioSource Int. ELISA Kits).
Полученные данные обрабатывали статистически с использованием t-критерия достоверности Стьюдента.
Результаты и обсуждение. Под влиянием ТХВ (табл. l) происходило снижение гуморального иммунного ответа через 4 сут к Т-зависимому антигену (по числу АОК в селезенке), характеризующему синтез IgM и функцию Thl-лимфоцитов, по сравнению с контрольным уровнем под влиянием зарина, СИ и метанола соответственно в 2,25, 3,90 и 1,90 раза (p < 0,05), а через 7 сут отмечалось супрессия продукции IgG, отражающая преимущественно функцию ^2-лимфоцитов — соответственно в 1,52, 3,84 и 2,44 раза (p < 0,05). При действии зарина, СИ и метанола отмечалась также существенная редукция активности ЕКК, зависящая от функции лимфоцитов Th1-типа, соответственно в 2,29, 3,64 и 1,79 раза (p < 0,05) и реакции ГЗТ (функция Th1-клеток и макрофагов) [6, 8] — соответственно в 1,86, 3,71 и 1,53 раза (p < 0,05).
Показатели, характеризующие различные иммунные реакции и связанную с ними функцию ТЫ- и ТИ2-лимфоцитов, при действии зарина в среднем снижались соответственно в 2,13 и 1,52 раза, при отравлении СИ — в 3,75 и 3,84 раза соответственно, а метанолом — в 1,74 и 2,44 раза. Это свидетельствует о том, что под влиянием антихолинэстеразного токсиканта зарина в существенно большей степени поражается функция ТЫ-лимфоцитов, при действии СИ — функция ТЫ- и ТИ2-лимфоцитов нарушается в равной степени, а метанол вызывает редукцию активности преимущественно лимфоцитов ТИ2-типа. При действии метанола иммуноток-сический эффект, преимущественно связанный с продукцией IgG, обусловлен также и супрессией функции В-лимфоцитов вследствие нарушения обмена фолиевой кислоты [3, 10].
Данное заключение подтверждается исследованием концентрации цитокинов в периферической крови крыс (табл. 2). При интоксикации зарином выявлено уменьшение концентрации ИФН-у и ИЛ-4 на 5 сут соответственно в 2,04 и 1,49 раза (р < 0,05), а на 8 сут - в 2,49 и 1,87 раза (р < 0,05) соответственно.
Иприт снижал содержание в периферической крови ИФН-у и ИЛ-4 на 5 сут соответственно в 2,85 и 2,70 раза (р < 0,05), а на 8 сут - в 3,48 и 3,62 раза (р < 0,05) соответственно. Концентрация в крови ИФН-у и ИЛ-4 на 5 сут после действия метанола уменьшалась в 1,24 и 1,90 раза (р < 0,05) соответственно, а на 8 сут — в 1,28 и 1,68 раза (р < 0,05) соответственно. При отравлении ипритом снижение цитокинов в крови было более выражено по сравнению с действием зарина и метанола, при этом эффект зарина в отношении ИФН-у превышал супрессирующее действие метанола (р < 0,05).
Полученные данные свидетельствуют о том, что при действии зарина концентрация ИФН-у по сравнению с ИЛ-4 в крови снижается в большей степени, при интоксикации СИ содержание в крови ИФН-у и ИЛ-4 уменьшается в равной степени. Метанол вызывал редукцию ИФН-у по сравнению с ИЛ-4 в меньшей степени.
Таблица 1
Влияние острой интоксикации ТХВ (0,75 DL50) на показатели системы иммунитета крыс
(M±m, n = 8-11)
Серия опытов АОК к ЭБ (IgM), 103 АОК к ЭБ (IgG), 103 ЕЦ,% ГЗТ,%
Контроль 40,2±3,7 17,3±1,6 30,9+3,1 36,0+2,6
Зарин 17,8±1,8* 11,4+1,1* 13,5+1,8* 19,3+2,1*
Иприт 10,3±0,9* 4,5±0,8* 8,5+0,9* 9,7+1,0*
Метанол 21,2±1,9* 7,1+0,9* 17,3+2,1* 23,5+2,2*
Примечание: * — p < 0,05 по сравнению с контролем
Таблица 2
Влияние подострой интоксикации ТХВ (0,75 DL50) на содержание цитокинов в периферической крови крыс, пг/мл (М±m, п = 6)
Серия опытов ИФН-у ИЛ-4 ИФНу/ИЛ-4
Контроль 845+71 116+12 7,3
Зарин 5 414+45* 78+8* 5,3
8 341+35* 62+7* 5,5
Иприт 5 297+30* 43+5* 6,9
8 243+25* 32+4* 7,6
Метанол 5 682+54* 61+6* 11,2
8 658+58* 69+7* 9,5
Примечание: 5, 8 — время исследования после иммунизации, сут; * — р < 0,05 по сравнению с контролем
Как уже указывалось, ИФН-у продуцируют ТЫ-лимфоциты, а ИЛ-4 — ТИ2-лимфоциты [6, 8, 9]. Увеличение соотношения ИФН-у/ИЛ-4 характеризует снижение функциональной активности лимфоцитов ТИ2-типа по сравнению с функцией ТЫ-клеток, а уменьшение данного соотношения свидетельствует о большей редукции активности ТЫ-лимфоцитов по сравнению с ТИ2-клетками [7]. Нами установлено, что соотношение ИФН-у/ИЛ-4 при отравлении зарином составляло на 5 и 8 сут соответственно 5,3 и 5,5; при действии СИ — 6,9 и 7,6 соответственно, а при интоксикации метаном — 11,2 и 9,5 (контроль — 7,3). Это подтверждает результаты, свидетельствующие об особенностях поражения ТЫ- и ТИ2-клеток различными токсикантами. Вероятно, супрессирующий эффект зарина в отношении преимущественно ТЫ-лимфоцитов обусловлен активацией гипоталамо-гипофизарно-адреналовой системы [2] и редукцией функции данный субпопуляции Т-лимфоцитов, которые более чувствительны к кортикостероидам (КС) по сравнению с ТЫ-лимфоцитами [6]. Поражение СИ лимфоцитов ТЫ- и ТИ2-типа связано с его ал-килирующим действием в отношении ДНК этих клеток [4]. Более выраженный супресси-рующий эффект метанола в отношении иммунной реакции, сопряженной с функцией ТИ2-лимфоцитов, а также редукция продукции ими ИЛ-4, вероятно, обусловлены мембранотокси-ческим действием метанола, взаимодействия с сульфгидрильными и аминогруппами ферментов высокотоксичных продуктов биотрансформации метанола — формальдегида и муравьиной кислоты, ингибированием тканевого дыхания и окислительного фосфорилирования именно данной субпопуляции лимфоцитов [4, 15]. Существуют основания полагать, что при отравлении метанолом роль КС, снижающих функцию преимущественно ТЫ-лимфоцитов, менее зна-
чима, чем при действии антихолинэстеразного ТХ зарина [13].
Выводы. 1. Острое действие ТХ (0,75 DL50) в продуктивный период иммуногенеза (через 3 сут после иммунизации) снижает гуморальные и клеточные иммунные реакции и продукцию ТЫ- и ТИ2-лимфоцитами соответственно ИФН-у и ИЛ-4.
2. Острое отравление зарином в большей степени уменьшает иммунные реакции, связанные с функцией ТЫ-лимфоцитов по сравнению с иммунным ответом, обусловленным активацией ТИ2-лимфоцитов.
3. Иммунные реакции, связанные с функцией ТЫ- и ТИ2-лимфоцитов, при острой интоксикации сернистым ипритом супрессируются в равной степени.
4. Острое действие метанола в дозе 0,75 DL50 в продуктивный период иммуногенеза вызывает редукцию иммунных реакций, обусловленных активностью ТЫ-лимфоцитов, в меньшей степени по сравнению с иммунным ответом, связанным с функцией ТИ2-клеток.
Список литературы
1. Жуков В.Е., Клаучек В.В., Шкодич П.Е. // Токсикол. вестник, 2002. — № 5. — С. 31-35.
2. Забродский П.Ф., Лим В.Г., Мальцева Г.М. и др. Иммунотропные свойства холинергических веществ / Под ред. П.Ф.Забродского. — Саратов: Издательство «Научная книга», 2005. — 251 с.
3. Забродский П.Ф., Лим В.Г., Трошкин Н.М. // Эксперим. и клин. фармакология, 2005. — Т. 68. — № 4. — С. 46-48.
4. Общая токсикология / Под ред. Б.А.Курляндского, В.А.Филова. — М.: Медицина, 2002. - 608 с.
5. Петров А.П., Софронов Г.А., Нечипоренко С.П. и др. // Рос. хим. ж. (Ж. Рос. Хим. об-ва им Д.И. Менделева), 2004. — Т. ХЬУШ. — № 2. — С. 110-116.
6. Ройт А., Бростофф Дж., Мейл Д. Иммуно-
логия. Пер. с англ. — М.: Мир, 2000. — 582 с.
7. Сухих Г.Т., Касабулатов Н.М., ВанькоЛ.В. и др. //Бюл. эксперим. биол. и мед., 2005. — Т. 140. — № 12. — С. 622-624.
8. Хаитов P.M., Игнатьева Г.А., Сидорович И.Г. Иммунология. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Медицина, 2002. — 536 с.
9. Georgier V.St., Albright J.E. // Immunomodulation drugs / Ann. of the N.-Y. Acad. Sci., 1993. — V. 685. — P. 284-602.
10. Johlin F.C., Fortman C.S., Nghiem D.D. et al. //Mol. Pharmacol., 1987. — V. 31. — P. 557-561.
11. Masuda N., Tahatsu M., Mjnnau Y. et al. // Lancet, 1995. - № 8962. - P. 1446-1447.
12. McManus J., Huebner K.M. // Crit. Care Clin., 2005. - V. 21. - № 4. -P. 707-718.
13. Pruett S.B., Fan R., Zheng Q. et al. // Toxicol. Sci., 2003. - V 75. - № 10. - P. 343 - 354.
14. Saladi R.N., Smith E., Persaud A.N. // Clin. Exp. Dermatol, 2006. - V. 1. - № 6. - P. 1-5.
15. Tephly T.R. // Life Sci., 1991. - V. 48. - P. 1031-1041.
Материал поступил в редакцию 25.12.06.
P.F.Zabrodskiy, V.F.Kirichuk, V.G.Mandych, V.V.Serov, S.V.Balashov, A.M.Kadushkin
PARTICULAR DISTURBANCES OF Th1- AND Th2-LYMPHOCYTES FUNCTION AT ACUTE POISONING BY DIFFERENT TOXIC CHEMICALS
Saratov Military Institute for Radiation, Chemical and Biological Defense
It was established in experiments on Wistar rats that acute poisoning by toxic agents sarin, sulphur mustard and methanol in a single dose of LD50 lowers humoral and cellular immune responses and decreases the production of cytokines IFNy and IL-4 by Th1- and Th2-lymphocytes correspondingly. Sarin reduces to a greater extent immune responses bound up with the Th1-lym-phocytes function as compared to immune responses caused by activation of Th2- lymphocytes; as to methanol, an opposite effect is characteristic; and sulphur mustard induces the suppression of Th1- and Th2-lymphocytes function in the equal way.
УДК 613.3:663.632.8(074)
А.И.Котеленец, А.М.Войтович, Л.А.Наджарян, В.Ю.Афонин, Т.В.Деменкова, Н.В.Дудчик, Л.И.Сорока, Е.С.Дружинина, Т.А.Федорова, С.В.Ткачев
ТОКСИКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ВОДЫ, ОБРАБОТАННОЙ ДИОКСИДОМ ХЛОРА
ГУ «Республиканский научно-практический центр гигиены» МЗ Республики Беларусь, Минск
Максимальная испытанная концентрация (2,0 мг/л) диоксида хлора приводила к снижению массы тела белых крыс и относительных коэффициентов массы надпочечников и щитовидной железы, увеличивала ферментативную активность у-глутамилтранспептидазы и уровень восстановленного глутатиона в сыворотке крови. Показан дозозависимый рост уровня метгемоглобина в гемолизате крови. Диоксид хлора не проявил мутагенной активности в тесте Эймса, но вызывал генотоксические эффекты в микроядерном тесте и апоптоз.
Ключевые слова: диоксид хлора, токсичность, мутагенность.
Введение. Диоксид хлора является сильным окислителем, который используют для обеззараживания воды, коррекции вкуса и запаха. Он представляет собой неустойчивый газ, который получают на месте использования в виде водного раствора из растворов хлорита натрия и соляной кислоты. В ряде случаев использование диоксида хлора имеет преимущество по сравнению с хлором и при правильном применении не приводит к образованию хлораминов и тригалоид-метанов [15].
Взаимодействуя с водой, диоксид хлора образует продукты восстановления — хлориты, хлориды и хлорат-анионы. Известно, что хлорит-и хлорат-анионы при воздействии на человека приводят к субклинической форме гемолитической анемии. Токсикологические исследования показывают, что дозы диоксида хлора, хлоритов и хлоратов, используемые при водоподготовке, невелики. Результаты испытаний на добровольцах (США) показали, что порог токсического действия для здоровых лиц составляет 24 мг/дм3,
