CC BY
15УДК: 616-092.9
ОСОБЕННОСТИ РЕАГИРОВАНИЯ С3 КОМПОНЕНТА КОМПЛЕМЕНТА ПРИ ОСТРОЙ БОЛИ У КРЫС
Овсянников В. Г., Абрамова М. В., Алексеев В. В., Лихачева Ю. Е., Алексеева Н. С., Алексеева Н. А., Бойченко А. Е.
Кафедра патологической физиологии, федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Ростовский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации, 344022, пер. Нахичеванский, 29, Ростов-на-Дону, Россия;
Для корреспонденции: Алексеева Наталья Сергеевна, кандидат медицинских наук, доцент кафедры патологической физиологии ФГБОУ ВО РостГМУ Минздрава России, e-mail: alekseeva_ns@rostgmu.ru.
For correspondence: Natalya S. Alekseeva, PhD, professor assistant of the department of pathological physiology, The Rostov State Medical University, e-mail: alekseeva_ns@rostgmu.ru
Information about authors:
Ovsyannikov V. G., http://orcid.org/0000-0002-8775-0781 Abramova M. V., http://orcid.org/0000-0002-5856-9924 Alekseev V. V., http://orcid.org/0000-0002-8055-2184 Likhacheva J. E., https://orcid.org/0000-0001-6242-0092 Alekseeva N. S., http://orcid.org/0000-0002-5280-6511 Alekseeva N. A., http://orcid.org/0000-0001-7681-2900 Boichenko A. E. http:// orcid.org/0000-0001-8034-7044
РЕЗЮМЕ
Целью исследования явилось изучить особенности реагирования С3 компонента комплемента при острой боли у беременных самок крыс и их потомства перед родами и в течение пяти суток после них. С3 компонент комплемента был определен методом иммуноферментного анализа в плазме крови крыс. В результате исследования было получено снижение исследуемого субстрата у интактных крыс перед и после родов, а при острой боли содержание С3 компонента комплемента еще сильнее снижается вплоть до окончания всего эксперимента. С3 компонент комплемента краткосрочно снижается в первые сутки у новорожденных крыс. Учитывая особенности реакции системы комплемента, в частности С3 компонента комплемента, в ответ на острую боль в родах и в послеродовом периоде, как у самок, так и у их потомства, можно сделать вывод о реагировании со стороны комплемента на воздействия на раздражители неантигенной природы.
Ключевые слова: крысы, острая боль, послеродовой период, комплемент, иммунитет.
FEATCHERS OF THE REACTION OF C3 COMPLEMENT COMPONENT AFTER ACUTE PAIN AT RATS
Ovsyannikov V. G., Abramova M. V., Alekseeva V. V., Likhacheva J. E., Alekseeva N. S., Alekseeva N. A., Boichenko A. E.
The Rostov State Medical University, Rostov-on-Don, Russia
SUMMARY
The aim of the study was to study the features of the response of the C3 component of the complement in acute pain in pregnant female rats and their offspring before childbirth and for five days after them. Complement C3 component was determined by enzyme immunoassay in rat blood plasma. As a result of the study, a decrease of the substrate in intact rats before and after childbirth and after acute pain was obtained, the content of the C3 component of the complement decreases even more until the end of the whole experiment. The C3 component of complement is short-termly reduced on the first day in newborn rats. Taking into account the peculiarities of the reaction of the complement system, in particular the C3 component of the complement, in response to acute pain in childbirth and in the postpartum period, both in females and in their offspring, we can conclude that the complement responds to effects on non-antigenic stimuli.
Key words: rats, acute pain, childbirth, compliment, immunity.
Система комплемента чувствительна к изменениям функционального состояния организма, а самым представительным компонентом в части активации комплемента является
С3 компонент [1; 2]. Прежде всего, С3 компонент комплемента отвечает на раздражение неантигенной природы, носящие характер стрессоров, такие как гипербарическая окси-
крымский журнал экспериментальной и клинической медицины
генация [3], введение биологически активных веществ и фармакологических препаратов [4]. С3 компонент комплемента может изменяться и при стрессовых триггерах [5]. Реакция истощения комплемента прослеживается и при действии гипертермии, а в других работах сообщается, что повышенная температура способствует снижению содержания комплемента, вместе с тем иммобилизационный стресс не изменяет содержание комплемента [6]. Противоречия здесь нет, так как изменение данного параметра происходит в результате разницы в интенсивности и времени воздействия стрессового триггера, например, острое воздействие активирует, а длительное - подавляет активность комплемента [7].
Таким образом, мы считает, что система комплемента как в целом, так и ее С3 компонент изменяется в ответ на раздражения неантигенной природы, при этом боль и роды также относятся к этим раздражителям. На основании этого, полагаем актуальным исследование изменений уровня комплемента при нормальных родах, и при алгогенном раздражении накануне родов беременной самки крыс.
Цель исследования: изучить изменения содержания С3 компонента комплемента у беременных самок и их приплода накануне родов и в раннем послеродовом периоде.
Задачи исследования:
1. Изучить изменения содержания С3 компонента комплемента у самок накануне нормальных родов и в раннем послеродовом периоде.
2. Изучить изменения содержания С3 компонента комплемента у приплода накануне нормальных родов и в раннем послеродовом периоде.
3. Изучить изменения содержания С3 компонента комплемента у приплода, рожденного самками после их болевой стимуляции накануне родов.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ
Исследования были выполнены на 90 нелинейных белых самках крыс и их приплоде, разделенных на 3 экспериментальные группы: интактные небеременных самки, интактные беременные и крысы, подвергнутые алгогенному воздействию на завершающем этапе беременности. У второй и третьей группы забор материала осуществлялся до родов и после родов (1-е, 3-и, 5-е сутки).
Электрокожное раздражение рецепторной зоны корня хвоста крыс (электростимулятор ЭСУ-2). Учитывая поведенческие и вегетативные реакции оценивали интенсивность
алгогенного воздействия по Вальдману А.В., Васильеву Ю.Н., в модификации Овсянникова В.Г. [8] использовалось с целью моделирования острой соматической боли 3-4 степени интенсивности Острую соматическую боль 3 - 4 степени интенсивности моделировали путем электрокожного раздражения рецепторной зоны корня хвоста крыс с помощью электростимулятора ЭСУ-2, оценку интенсивности болевого раздражения проводили в соответствии с поведенческими и вегетативными критериями по С3 компонент комплемента изучали в плазме животных с помощью иммуноферментных тест-систем для крыс фирмы Cloud-Clone Corp. (USA). Результаты подсчитывали с использованием мультискана «Labsystem» (Финляндия).
Статистическая обработка
Данные статистически обработаны с помощью пакета программ EXCEL «Microsoft Office 2010Pro», «STATISTICA 8.0». Достоверность различий по количественным и качественным показателям определяли с помощью U-критерия Манна-Уитни для малых выборок, признавая их статистически значимыми при p<0,05, как тенденцию к достоверности при 0,05<p<0,1. Работа с экспериментальными животными была произведена согласно Приказа Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации № 708н «Об утверждении правил лабораторной практики» от 23 августа 2010 года.
РЕЗУЛЬТАТЫ
Медиана значений С3 компонента комплемента у интактных небеременных самок крыс равна 148 мкг/мл, [141,50 мкг/мл; 158,50 мкг/ мл] при min=138,00 мкг/мл и max=171,00 мкг/ мл (Рис. 1. Гр.1).
У интактных беременных крыс снизилась медиана С3 компонента комплемента накануне родов и составила 128,50 мкг/мл [121,5 мкг/ мл; 133,00 мкг/мл], диапазон значений от минимальной величины до максимальной: от 110,50 мкг/мл до 137,50 мкг/мл (Рис. 1, Гр.2). Медианное значение уровня С3 компонента комплемента в первые сутки после родов продолжило снижаться до 117,00 мкг/мл, при этом Q0,25=113,00 мкг/мл, а Q0,75=121,50. Значения в выборке разбросаны от 112,50 мкг/мл до 126,50 мкг/мл (Рис.1, Гр.4). Ме С3 компонента комплемента через трое суток после родоразрешения снизилась и по отношению к данным контрольной группы, и по отношению к результату, полученному в первые сутки после родоразрешения, и составила 107,25 мкг/мл [105,00 мкг/мл; 117,00 мкг/ мл] при min=100,00 мкг/мл, max=115,00 мкг/мл (Рис. 1, Гр. 5). Медиана значений С3 компонента
комплемента на пятые сутки после родов оста- отношению к другим группам - 104,00 мкг/мл ется близким к результатам, полученным через [102,00 мкг/мл; 110,00 мкг/мл] при тт=101,50 трое суток после родоразрешения и снижена по мкг/мл; тах=122,00 мкг/мл (Рис.1, Гр.6).
Рис. 1. Изменения содержания С3 компонента комплемента у интактных крыс
При сравнении содержания С3 во всех группах экспериментов получено снижение параметра по отношению к контрольному, и последующего к предыдущему. Данные отличия статистически высоко значимы (р<0,001).
Таким образом, у группы животных контрольной группы значение С3 компонента комплемента понижается накануне родов, а также снижение до 3х суток после родов, после чего уровень стабилизируется.
Медиана значений С3 компонента комплемента у небеременных интактных крыс составляет 148 мг/мл [141,50 мкг/мл; 158,50 мкг/мл], min=138,00 мкг/мл; max=171,00 мкг/ мл (Рис. 2, Гр. 1). Медиана значений С3 компонента комплемента у беременных интакт-ных крыс накануне родов понижается до 128,50 мкг/мл, [121,5 мкг/мл; 133,00 мкг/мл], min=110,50 мкг/мл; max=137,50 мкг/мл (Рис. 2, гр. 2). После алгогенного раздражения, предшествующего родам, Ме С3 равна 114,50 мг/ мл [108,50 мг/мл; 118,50 мг/мл], min - 96,50 мкг/мл; max- 122,50 нг/ мл (Рис.2, гр. 3). В общей направленности фигурирует снижение Ме С3, усугубившееся алгогенной стимуляцией.
Ме С3 стимулированных крыс в 1-е сутки после родов равна 91,00 мкг/мл [72,00 мкг/мл; 92,00 мкг/мл], тт=67,00 мкг/мл, тах=99,00 мкг/мл. У стимулированных крыс снижение содержания С3 компонента комплемента в 1-е сутки после родов ниже, чем у нестимулирован-ных (91,00 мкг/мл против 117,00 мкг/мл) (Рис. 2, гр. 4). Медиана С3 компонента комплемента на 3-и сутки после родоразрешения не изменяется и равна 91,75 мкг/мл [84,00 мкг/мл; 93,50 мкг/мл] при тт=80,50 мкг/мл; тах=97,00 мкг/мл (Рис.2, гр.5). У стимулированных животных Медиана С3 компонента комплемента на пятые сутки составляет 95,25 мкг/мл, при этом существенных отличий не имеют от результатов в 1-е и 3-и сутки после родов [91,50 мкг/мл; 96,50 мкг/мл], тт=86,50 мкг/мл; тах=101,50 мкг/мл (Рис. 2, гр. 6).
При сравнении содержания С3 по всем группам исследований выявлено, что оно снижается накануне родов по сравнению с контрольной группой животных, данное снижение усиливается алгогенным раздражением и достигает минимального значения в 1-е сутки после родоразре-шения, данное снижение статистически высоко значимо.
2019, т. 9, № 1
крымскии журнал экспериментальном и клиническои медицины
Рис.2 Изменение содержания С3 компонента комплемента у стимулированных крыс
Снижение уровня С3 компонента комплемента после родоразрешения остается неизменным до конца эксперимента, но при этом значения статистически не значимы (р>0,05).
Исходя из вышеизложенного, можно отметить снижение перед родами содержания С3 компонента комплемента, которое продолжается также и после родов.
Уровень снижения С3 компонента у нестиму-лированных животных также незначительный и продолжается снижение вплоть до третьих суток, после чего стабилизируется. У стимулированных крыс снижение содержания С3 носит критический характер, достигая минимального значения уже на 1-е сутки после родов.
Медиана С3 компонента комплемента у приплода, находящегося в чреве интактных крыс накануне родов, составляла 63,25 мкг/мл, это значение более чем вдвое меньше, чем у половозрелых самок.
Согласно данным источников литературы [9] уровень С3 компонента комплемента у новорожденных крыс в 1,5-2 раза ниже, чем у матери, а активность в сыворотке крови составляет 50-80% активности половозрелых [55,00 мкг/мл; 91,00 мкг/мл], min - 40,00 мкг/мл, Max - 108,50 мкг/мл. (Рис. 3, гр. 1).
Медиана С3 компонента комплемента у новорожденных крыс после родоразрешения увеличилась до 71,00 мкг/мл, [58,00 мкг/мл; 91,50 мкг/мл], min=46,50 мкг/мл, max=99,00 мкг/мл (Рис. 3, гр. 3).
Медиана С3 компонента комплемента на 3-и сутки после рождения составляет 71,00 мкг/мл [57,50 мкг/мл; 91,50 мкг/мл], min=44,00 мкг/мл; max=91,50 мкг/мл. (Рис. 3, гр. 4).
Ме С3 компонента комплемента составляет 72,25 мкг/мл [61,50 мкг/мл; 86,00 мкг/мл], min=47,00 мкг/мл; max=97,00 мкг/мл через пять суток от родоразрешения.
При сравнении содержания С3 у приплода интактных крыс не показало статистически значимого различия между ними и в сравнении с первой группой, и между собой. Увеличение медианы значений С3 компонента комплемента после родов, несмотря на неподтвержденное статистически, может быть действительным, т.к. по данным литературы С3 после рождения достаточно быстро увеличивается и приближается к значениям половозрелых особей [10].
У потомства крыс накануне родов Ме С3 -63,25 мкг/мл [55,00 мкг/мл; max 91,00 мкг/ мл] при min=40,00 мкг/мл; max=108,50 мкг/мл (Рис.4, гр.1).
Медиана значений С3 компонента комплемента после болевого раздражения беременным самкам крыс накануне родов составляет 74,75 мкг/мл [71,00 мкг/мл; 82,00 мкг/мл], min=57,50 мкг/мл; max=87,50 мкг/мл. (Рис.4, гр.2). Медиана значений С3 компонента комплемента после родов понизилась по отношению к предыдущей группе исследования и стала равна 62,75 мкг/мл [57,00 мкг/мл; 66,50 мкг/мл], min=44,50 мкг/мл, max=93,50 мкг/мл. (Рис. 4, гр. 3).
Рис. 3. Изменение содержания С3 компонента комплемента у приплода интактных крыс
У новорожденных крыс медиана С3 компо- Медианное значение С3 компонента компле-
нента комплемента на 3-и сутки после родов мента равно 70,50 мкг/мл [62,00 мкг/мл; 78,00
равна 74,25 мкг/мл [59,00 мкг/мл; 83,50 мкг/мл]. мкг/мл], min=57,50 мкг/мл; max=89,00 мкг/мл. (Рис. 4, гр. 4).
Рис. 4. Изменение содержания С3 компонента комплемента у приплода стимулированных крыс.
ОБСУЖДЕНИЕ
ных от самок, получивших болевую стимуляцию перед родоразрешением, не показало статистически значимых различий. Тем не менее нельНа основании анализа данных содержания зя обойти вниманием то, что у приплода после С3 компонента комплемента у крыс, рожден- алгогенного раздражения уровень С3 компо-
крымский журнал экспериментальной и клинической медицины
нента комплемента повысился, но после родов произошло снижение, которое статистически значимо при р<0,05. Таким образом, уровень С3 компонента комплемента стал ниже после родов. Можно предполагать, что алгогенный импульс транслировался плоду путем трансплацентарного перемещения катехоламинов, но данная реакция не стойкая и уменьшается к третьим суткам после родов. Надо отметить, что комплемент имеет способность быстро синтезироваться (0,5-1,0 нг на 1 кг веса за час) и таким образом пополняет свой базальный уровень [7].
На основании проведенного исследования требуется объяснить механизм реакции С3 компонента комплемента при болевом раздражении.
На сегодняшний день имеются исследования, приоткрывающие завесу о системе комплемента, а также о различных путях активации комплемента [11; 12; 13].
Благодаря математической модели и матана-лизу ученые смогли доказать возможность наличия 4го пути активации комплемента [14], который представлен фактором Хагемана и калли-креином, особенно на процесс активации С3 компонента комплемента влияет калликреин [14].
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Острый стресс сопровождается активным выбросом катехоламинов, которые затем мобилизуют систему гемостаза. Таким образом, острая боль, нанесенная беременным самкам крыс накануне родов, можно рассматривать как стрессорный триггер, способный активировать С3 компонент комплемента [5]. Стоит отметить, что все факторы врожденного иммунитета активируются накануне родов [15]. Например, увеличение гемолитической активности комплемента может связано с нормальной беременностью, так как при этом происходит влиянием гормонов на синтез белков комплемента [16].
На основании проведенного исследования было получено снижение С3 компонента комплемента накануне родов и в первые дни после родов; у крыс после острой боли накануне родов содержание С3 компонента комплемента снижается сильнее, чем у крыс без острой боли и находится на низких значениях в течение всего эксперимента. Что касается потомства, то у интактных крыс содержание С3 компонента комплемента остается на одном уровне, однако у приплода крыс после острой боли накануне родов происходит снижение С3 компонента комплемента. На основании приведенных факторов можно объяснить, почему у беременных самок крыс накануне родов понижается содержание С3 компонента компле-
мента, что можно трактовать, как вовлечение комплемента в каскадный путь активации.
Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Conflict of interest. The authors have no conflict of interests to declare.
ЛИТЕРАТУРА
1. Шеплягина Л.А., Круглова И.В. Возрастные особенности иммунитета у детей. РМЖ 2009;23:1564-1569.
2. Аракелова Э.А., Овсенян М.Р, Бояджян А.С., Аракелян А.А., Гворкян А.А., Мамиконян А.А. Мембра-ноатакующий комплекс как показатель гиперактивации комплемента при сахарном диабете 2 типа. Сахарный диабет. 2011;(3):17-21.
3. Kierzinikowicz B., Ulewich K. Influence of oxygen hyperbaria on the activity of complement in human's sera. Acta Physiol Pol. 1976;27(4);409-11.
4. Вавилова Л.М., Голосова Т.В. Система комплемента: Механизмы активации и регуляции, значение в биологии и медицине. Итоги науки и техники. 1990;24:160.
5. Moon R., Pritts T.A., Parikh A.A., Fisher J.E., Salzman A.L., Ryan M., Wong H.R., Hass P.O. Stress response decreases the interleukin-1 beta-induced production of complement component C3 in human intestinal epithelial cells. Clin. Sci. (London). 1999;97(3):331-37.
6. Подсеваткин В.Г., Кирюхина С.В., Блиновия, Моисеева И.Я. Экспериментально-клиническое обоснование применения иммунокорректоров в комплексной терапии неврастении. Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Медицинские науки. 2007;(1):56-62.
7. Кузнецова Л.Н. Динамика системы комплемента и иммуноглобулинов при стрессовых воздействиях на организм. Проблемы гематологии и переливания крови. 2005;(4):35-41.
8. Овсянников В.Г. Очерки патофизиологии боли. Ростов-на-Дону: Цветная печать 2003.
9. Титова Н.Д. Развитие системы иммунитета плода, новорожденного и детей раннего возраста. Иммунология, аллергология, инфектология. 2007;(4):38-46.
10. Гришина Т.И., Филатова Г.А. Иммунная система человека, как механизм обеспечения жизнедеятельности. Журнал Российского государственного медицинского иммунитета. 2013;(5-6):96-100.
11. Bugla-Pioskonska G., Doroszkiewicz W. Bactericidal activity of normal bovine serum (NBS) directed against some Enterobacteriaceae with sialic acid-containing lipopolysaccharides (LPS) as a component of cell wall. Pol. J. Microbiol. 2006;55(3):169-74.
12. Bonaparte R.S., Hair P.S.; Banthia D., Marshall D.M., Cunnion K.M., Krishna N.K. Human astrovirus coat protein inhibits serum complement activation via C1,
the first component of the classical pathway. J. Virol. 2008;82(2):817-27.
13. Granoff D.M. Relative importance of complement-mediated bactericidal and opsonic activity for protection against meningococcal disease. Vaccine. 2009;27(2):117-25.
14. Шавлюгин Е.А., Ханин М.А. Математическая модель активации системы комплемента при участии контактной системы свертывания крови. Фундаментальные исследования. 2012;(1):172-177.
15. Казимирко Н.К., Акимова Е.Е., Завацкий В.Ю., Поляков А.С., Татаренко Д.П. Иммунология физической беременности. Журнал «Молодий вчений» 2014;3(06):132-138.
16. Васильева З.Ф., Шабалин В.Н. Иммунологические основы акушерской патологии. Москва: Медицина; 1984.
REFERENCES
1. Sheplyagina L.A., Kruglova I.V. Vozrastnye osobennosti immuniteta u detey. RMJ 2009; 23:15641569.
2. Arakelova E.A., Ovsenyan M.R., Boyadzhyan A.S., Arakelyan A.A., Gvorkyan A.A., Mamikonyan A.A. Membranoatakuyushchiy kompleks kak pokazatel' giperaktivatsii komplementa pri sakharnom diabete 2 tipa. Sakharnyy diabet. 2011;(3):017-21.
3. Kierzinikowicz B., Ulewich K. Influence of oxygen hyperbaria on the activity of complement in human's sera. Acta Physiol Pol. 1976;27(4);409-11.
4. Vavilova L.M., Golosova T.V. Sistema komplementa: Mekhanizmy aktivatsii i regulyatsii, znachenie v biologii i meditsine. Itogi nauki i tekhniki. 1990;24:160.
5. Moon R., Pritts T.A., Parikh A.A., Fisher J.E., Salzman A.L., Ryan M., Wong H.R., Hass P.O. Stress response decreases the interleukin-1 beta-induced production of complement component C3 in human intestinal epithelial cells. Clin. Sci. (London). 1999; 97(3):331-37.
6. Podsevatkin V.G., Kiryukhina S.V., Blinoviya, Moiseeva I.Ya. Eksperimental'no-klinicheskoe obosnovanie
primeneniya immunokorrektorov v kompleksnoy terapii nevrastenii. Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedeniy. Povolzhskiy region. Meditsinskie nauki. 2007;(1):56-62.
7. Kuznetsova L.N. Dinamika sistemy komplementa i immunoglobulinov pri stressovykh vozdeystviyakh na organizm. Problemy gematologii i perelivaniya krovi. 2005;(4):35-41.
8. Ovsyannikov V.G. Ocherki patofiziologii boli. Rostov-na-Donu: Tsvetnaya pechat' 2003.
9. Titova N.D. Razvitie sistemy immuniteta ploda, novorozhdennogo i detey rannego vozrasta. Immunologiya, allergologiya, infektologiya. 2007;(4):38-46.
10. Grishina T.I., Filatova G.A. Immunnaya sistema cheloveka, kak mekhanizm obespecheniya zhiznedeyatel'nosti. Zhurnal Rossiyskogo gosudarstvennogo meditsinskogo immuniteta. 2013;(5-6):96-100.
11. Bugla-Pioskonska G., Doroszkiewicz W. Bactericidal activity of normal bovine serum (NBS) directed against some Enterobacteriaceae with sialic acid-containing lipopolysaccharides (LPS) as a component of cell wall. Pol. J. Microbiol. 2006;55(3):169-74.
12. Bonaparte R.S., Hair P.S.; Banthia D., Marshall D.M., Cunnion K.M., Krishna N.K. Human astrovirus coat protein inhibits serum complement activation via C1, the first component of the classical pathway. J. Virol. 2008;82(2):817-27.
13. Granoff D.M. Relative importance of complement-mediated bactericidal and opsonic activity for protection against meningococcal disease. Vaccine. 2009;27(2):117-25.
14. Shavlyugin E.A., Khanin M.A. Matematicheskaya model' aktivatsii sistemy komplementa pri uchastii kontaktnoy sistemy svertyvaniya krovi. Fundamental'nye issledovaniya. 2012;(1):172-177.
15. Kazimirko N.K., Akimova E.E., Zavatskiy V.Yu., Polyakov A.S., Tatarenko D.P. Immunologiya fizicheskoy beremennosti. Zhurnal «Molodiy vcheniy» 2014;3(06):132-138.
16. Vasil'yeva Z.F., Shabalin V.N. Immunologicheskie osnovy akusherskoy patologii. Moskva: Meditsina; 1984.
