CC BY
52
УДК 612-017-613.648.2-615.015.3
Г.С. Шалгимбаева, С.С. Ибраев, А.А. Алимбаева, З.А. Хисметова, Б.А. Жетписбаев
Государственный медицинский университет города Семей
ОТДАЛЕННЫЕ ЭФФЕКТЫ РАЗЛИЧНЫХ ДОЗОВЫХ НАГРУЗОК ГАММА-ИЗЛУЧЕНИЯ НА Т-СИСТЕМУ ИММУНИТЕТА Аннотация
В отдаленном периоде после воздействия различных дозовых нагрузок гамма-излучения отмечается снижение количества субпопуляции Т-лимфоцитов с хелперной активностью и повышение Т-лимфоцитов с супрессорной активностью, и нормализация функциональной способности лейкоцитов.
Ключевые слова: Отдаленный период, гамма-излучение, Т-лимфоциты хелперы, Т-лимфоциты супрессоры, лейкоциты.
Актуальность
Иммунная система имеет высокую чувствительность к радиационному поражению и от ее состояния зависит развитие ближайших и отдаленных последствий. О длительном сохранении иммунологических нарушений в организме, после облучения, свидетельствуют экспериментальные исследования [1,2].
Большой объем клинических и экспериментальных исследований был уделен проблемам высокой дозы ионизирующей радиации. Показано, что высокие дозы излучения могут разрушать не только клетки, но и повреждать ткани и органы, приводя, в конечном итоге, к гибели целого организма [3,4]. В то же время по данным литературы, недостаточно изученным остается влияние фракционированного гамма излучения на иммунологическую реактивность организма в отдаленном периоде [5,6,7].
Предполагается, что малые дозы ионизирующей радиации вызывают нарушение иммунологических и метаболических процессов, имеют онкогенный и мутационный эффекты, снижают резистентность организма и представляют особую опасность для человечества [8,9].
Учитывая вышеизложенное, целью работы явилось изучение отдаленных эффектов различных дозовых нагрузок гамма-излучения на Т-систему иммунитета.
Материалы и методы исследования
Для решения поставленной цели нами выполнены 7 серий опытов на 85 белых беспородных половозрелых крысах. 1- серия интактные (п=15), 2-я - (п=20) облученные (1 месяц) и 3-я серия - облученные (3 месяца, п=20) сублетальной дозой гамма-излучения 6 Гр., 4 и 5 серии -фракционированное облучение по 2 Гр х 3 раза в течение трех недель, 6 и 7 серии - облученные в дозе 0,15 Гр.
Облучение животных 2 - 7 серий производилось на российском радиотерапевтическом устройстве «Агат-
РМ» гамма-лучами 60Со. В периферической крови определяли общее количество лейкоцитов и лимфоцитов. Состояние клеточного звена иммунитета оценивали по абсолютному и относительному количеству СД3+, СД4+, СД8+ и СД19+- клеток с соответствующими мо-ноклональными антителами, расчетным путем подсчитывали иммунорегуляторный индекс [3-10]. Определяли реакцию торможения миграции лейкоцитов (РТМл на ФГА) [1-11]. Полученные цифровые данные обрабатывались общепринятыми методами вариационной статистики [4-12].
Результаты исследования и обсуждение
Для изучения отдаленных эффектов сублетального гамма-излучения на Т-систему иммунитета нами выполнены 1,2 и 3 серий опытов на белых половозрелых беспородных крысах обоего пола. Анализ экспериментального материала показал, что при действии сублетального гамма-облучения в дозе 6 Гр (таблица 1.) в ближайшем периоде наблюдается снижение как количественного, так и качественного показателей Т-системы иммунитета, что характеризует развитие им-мунодефицитного состояния. Наши результаты согласуются с полученными данными [5].
В позднем периоде после действия сублетальной дозы гамма-излучения наблюдается нормализация числа СД3+лимфоцитов до интактного уровня, достоверное повышение количества СД4+лимфоцитов и низкое количество СД8+лимфоцитов, что вызвало повышение ИРИ. К данному периоду восстановилась функциональная способность клеточного звена иммунитета.
Оценка Т-системы иммунитета в ранние сроки стрессорного воздействия выявила повышение клеточного иммунного ответа и на всем протяжении эксперимента функциональная активность Т-системы оставалась повышенной.
Таблица 1.
Влияние ионизирующего излучения в дозе 6 Гр на иммунную систему организма в отдаленном периоде.
Показатели Исследуемые группы
Интактные (n=15) Облученные + 30 дней (n=20) Облученные + 90 дней (n=20)
Лейкоциты (мкл) 6515±145 5022±255** 6210±120
Лимфоциты в 1 мкл 1. 2788±111 2. 39±3,5 1. 4400±150* 2. 54±1,2* 1 .3450±635 2. 55±1,5*
СД3+ 1. 1450±81 2. 33±2,5 1. 415±18** 2. 15±1,0* 1. 1056±2900 2. 32±1,40
СД4+ 1. 667±82,5 2. 22,±1,6 1. 229±13,0** 2. 7,0±0,5* 1. 842±22,30** 2. 25± 1,10
СД8+ 1. 490±2,3 2. 11 ,±0,4 1. 183±24,5** 2. 4,0±0,5* 1. 310±28,5*0 2. 6,1±1,5*
ИРИ 2,0±0,11 1,1 ±0,15* 2,7±0,130
ИТМЛ, % 0,8±0,04 1,2±0,03* 0,89±0,02
Примечание: 1 - абс. ч., 2 - относительное в %., *- достоверность к контрольному (Р<0,05), ** - достоверность (Р<0,001), 0 - достоверно ко 2 группе (Р<0,05).
Таким образом, в отдаленном периоде после сублетального гамма-излучения в Т-системе иммунитета наблюдается повышенное содержание субпопуляции Т-лимфоцитов с хелперной активностью и сниженное количество Т-лимфоцитов с супрессорной активностью, и нормализация лимфокинпродуцирующей способности лейкоцитов.
Одной из актуальных задач современной медицины и биологии является изучение действия хронического или фракционированного ионизирующего воздействия, как в раннем, так и в поздних периодах облучения. В этой связи нами выполнены в эксперименте 4 и 5 серий опытов.
Из приведенного материала вытекает, что в раннем периоде после воздействия фракционированного гамма-излучения происходит увеличение общего количества лимфоцитов, где немалую роль в этом играет увеличение количества СДЗ+лимфоцитов и стабильное число СД4+лимфоцитов, что также отражается на высоких показателях иРи, так как в этом периоде параллельно со снижением количества СД8+лимфоцитов, повышается функциональная способность Т-лимфоцитов.
В отдаленном периоде после воздействия фракционированного гамма-излучения в клеточном звене иммунитета наблюдается незначительное повышение количества лейкоцитов до 6690±145х109, сопровождающееся лимфоцитозом - 4116±50,8х106 (таблица 2). Отмечалось достоверное снижение относительного и абсолютного числа СДЗ+лимфоцитов статистически значимое по отношению и к ближайшему периоду и к показателям интактных животных.
Достоверно возрастало абсолютное число субпопуляции СД4+лимфоцитов по отношению к исходному и контрольному группам. Несмотря на трехкратное увеличение абсолютного количества и в 1,7 раза относительного количества СД8+лимфоцитов их уровни не достигали соответствующих интактных показателей. При этом и абсолютное и относительное числа СД8+ - лимфоцитов было достоверно ниже интактного уровня, что в конечном итоге обуславливало достоверное увеличение иммунорегуляторного индекса. В этот период происходила нормализация индекса миграции РТМЛ на ФГА до уровня контрольных величин (0,81±0,04).
Таблица 2.
Влияние фракциони рованного гамма-излучения на Т-систему иммунитета в ближайшем и отдаленном периодах.
Показатели Исследуемые группы
I - интактные (п=15) II - облученные + 1 месяц (п=20) III - oблученные +3 месяца (п=20)
Лейкоциты в 1 мкл 6520±150 6200±290,4 6690±145
Лимфоциты В 1 мкл 1. 2800±113 2. 40±3,6 1. 3125±105* 2. 53,5±1,4** 1. 4116±50,8*0 2. 32,3±4,40
СД3+ (Т-общие) 1.1457±84 2. 32±2,2 1. 3426±27,2** 2. 30,0±1,0 1. 1376±36,70 2. 12,3±0,7*0
СД4+ 1. 698±85,9 2. 21,2±1,9 1. 584±45,3 2. 22,2±0,9 1. 1066±31,9*0 2. 25±4,1
СД8+ 1. 488±20,2 2. 10,8±0,6 1. 96,6±11,4** 2. 4,3±0,5** 1. 308±20,3**00 2. 7,3±1,4*0
ИРИ 1,96±0,16 6,0±0,39** 3,4±0,41*0
РТМЛ (индекс) 0,8±0,06 0,62±0,06** 0,81±0,040
Примечание: 1 - абс. ч., 2 - относительное в %, * - достоверность к интактному ^<0,05), ** - достоверность (Р<0,001), 0 - достоверно ко 2 серии (Р<0,05), 00 - достоверность (Р<0,001);
Анализ приведенного материала показывает, что в отдаленном периоде после фракционированного гамма-облучения в Т-системе иммунитета происходят следующие изменения: на фоне увеличения общего количества лимфоцитов отмечается повышение пула СД3+, СД4+лимфоцитов, иммунорегуляторного индекса, нормализация лимфокинпродуцирующей способности лимфоцитов и снижение пула СД8+ лимфоцитов.
Изучение влияния малой дозой гамма-излучения на клеточное звено иммунитета облученного в ближайшем и отдаленном периодах вызывает определенный интерес, что и предопределило выполнение 6 и 7 серий опытов.
Анализ экспериментального материала показал, что через 30 дней после малой дозы гамма-излучения ко-
личество лейкоцитов в периферической крови соответствовало контрольному уровню (таблица 3). В крови отмечалось повышение на 60% абсолютного и в 37% относительного числа лимфоцитов у облученных животных, по сравнению с контрольными. В Т-системе иммунитета под воздействием малой радиации снижалось абсолютное и относительное количество СД3+ лимфоцитов на 47% и 44% соответственно ^<0.05). У всех подопытных животных отмечалось достоверное снижение количества Т-лимфоцитов с хелперной и су-прессорной активностью (Сд4+и СД8+лимфоцитов); абсолютное и относительное в процентах число снижалось соответственно на 47% и 53% (р<0,001).
Т-система иммунитета в ближайшем и отдаленном периодах после малой дозы гамма-излучения.
Таблица 3.
Показатели Исх.(п=15) 1 месяц (п=20) 3 месяца (п=20)
Лейкоциты 6520+150 6300+174,2 6055+122
Лимфоциты 1. 2800+113 2. 40+3,6 4596+63,7** 55,3+1,1** 3792±115* 57+2,2*
СД3+ 1. 1457+84 2. 32+2,2 772,2+20* 18+0,7 ** 875±40.9* 22±1,7*
СД4+ 1. 698+45,9 2. 21,2+1,9 347,5+12,1** 10+0,8** 477±25,9* 18±1,2
СД8+ 1. 488+22 2. 10,8+0,6 74+7,6** 2,2+0,4** 593±19,9* 11 ±2,9
ИРИ 1,96+0,16 4,5+0,34** 1,6±0,24
РТМЛ (индекс) 0,8+0,06 0,2+0,02** 0,72±1,3
Примечание: 1 - абсолютное число лимфоцитов, 2 - относительное число лимфоцитов в %, * - достоверность к контрольному (р<0,05), ** - достоверность (р<0,01), м - месяц
Повышается иммунорегуляторный индекс (ИРИ) в 2,29 раза (р<0,05) при лучевом поражении организма. Лимфокинпродуцирующая способность лейкоцитов определялась в РТМЛ на ФГА. Так, под действием малой доз радиации, индекс миграции снизился с 0,82±0,5 до 0,2±0,02 (р<0,001).
Через 90 дней после действия малой дозы гамма-излучения отмечается нормализация общего количества лейкоцитов и достоверное повышение числа лимфоцитов. Статистически сниженными по отношению к контрольной группе остаются количество как относительного, так и абсолютного количества СД3+лимфоцитов.
При этом разнонаправлено ведут себя субпопуляции Т-лимфоцитов; абсолютное количество Т-лимфоцитов с хелперной активностью снижается на 32%, а абсолютное количество Т-лимфоцитов с супрес-сорной активностью, напротив, повышается на 19% (Р<0.05). Данное изменение вызывает снижение ИРИ до контрольного уровня. Лимфокинпродуцирующая способность лейкоцитов возрастает до контрольного уровня.
Таким образом, представленный анализ показывает, что под воздействием малой дозы гамма-излучения в раннем периоде в периферической крови облученных животных на фоне лимфоцитоза регистрируется снижение количества субпопуляции Т-лимфоцитов, повышение иммунорегуляторного индекса и лимфокинпродуци-рующей способности лейкоцитов по сравнению с ин-тактными крысами.
Вывод. В отдаленном периоде после воздействия сублетальной дозы 6 Гр, фракционированной дозы и малой дозы гамма-излучения 0,15 Гр на фоне лимфо-цитоза регистрируется снижение количества субпопуляции Т-лимфоцитов с хелперной активностью и повышение Т-лимфоцитов с супрессорной активностью, и нормализация лимфокинпродуцирующей способности лейкоцитов.
Литература:
1. Узбекова С.Е. Особенности функционального состояния иммунной системы в отдаленном периоде после различных дозовых нагрузок гамма-облучения. // Автореф. дисс. к.м.н, Семей, 2008. - С.113.
2. Усенова О.А., Особенности процессов животного организма в отдаленном периоде после острой и фракционированной дозы гамма-облучения // Автореф. дисс. к.б.н, Алматы, 2007. - С.137.
3. Узбекова С.Е. Особенности функционального состояния иммунной системы в отдаленном периоде после различных дозовых нагрузок гамма-облучения. // Автореф. дисс. к.м.н, Семей, 2008. - С.113.
4. Рябухин Р.С. Низкие уровни ионизирующего излучения и здоровье: системный подход // Мед. рад. и рад. Безопасность. - 2000. - №4. - С.5-45.
5. Жетписбаев Б.А., Утегенова А.М., Мадиева М.Р. Адаптация Т-системы иммунитета при действии фракционированной дозы гамма-излучения и эмоционального стресса в отдаленном периоде // Наука и здравоохранение. - 2013. - №5. - С.34-35.
6. Жетписбаев Б.А., Оразбаева А.К., Жетписбаева Х.С., Самарова У.С. Поздние изменения клеточного звена иммунитета у облученных животных и их потомков 1 поколения после действия фракционированной дозы гамма-излучения // Мат.УШ Международной научно-практической конференции «Экология. Радиация. Здоровье» имени Б. Атчабарова. 28-29 августа 2012. Семей. - 2012. - С.231.
7. Жетписбаев Б.А., Мусайнова А.К., Жетписбаева Х.С. Адаптация клеточного звена иммунитета и энергетического обмена в отдаленном периоде после воздействия фракционированной дозы гамма-излучения. // Мат. YII Международной научно-практической конференции «Экология, Радиация. Здоровье». 27 августа 2011. Семей. - 2011. - С. 82-83.
8. Шарбаков А.Ж. Оценка медико-демографических показателей здоровья населения сельских районов Западно-Казахстанской области, прилегающих к ракетно-ядерному полигону // Наука и здравоохранение. -2004, №3. - С. 124-126.
9. Шарбаков А.Ж. О влиянии неблагоприятных факторов окружающей среды на иммунный статус населения регионов населения Восточно-Казахстанской области // Гигиена труда и мед. экология. - 2004. - №2 (3). -С. 66-75.
10. Гариб Ф.Ю., Гариб В.Ю., Ризопулу А.П. Способ определения субпопуляции лимфоцитов. 1111 №2426 Руз // Расмий ахборотнома. - Ташкент, 1995. - 1:90.
11. Артемова А.Г. Феномен торможения миграции лейкоцитов крови у морских свинок с гиперчувствительностью замедленного типа к чужеродному тканевому агенту. // Бюл. эксперим. биол. и мед. - 1973, Т.76. -№10. - С. 67-71.
12. Монцевичюте-Эрингене Е.В. Упрощенные мате-матико-статистические методы в медицинской исследовательской работе // Пат. физиол. и эксперим. терапия, 1961. - №1, - С. 71-76.
Тужырым
ИММУНИТЕТТЩ Т^ЙЕШЕ ГАММА-СЭУЛЕНЩ ЭРТУРЛ1 ДОЗАЛЫК ЖYКТЕРМЕЛЕРIНIH АЛШАК 9СЕРЛЕР1 Г.С. Шалгимбаева, С.С. Ибраев, А.А. Алимбаева, З.А. Хисметова, Б.А. Жетписбаев Семей каласыныц Мемлекетш медицина университет
Гамма - сэуленщ 8ртYрлi дозальщ жYктемелерiнщ алшак эсерлерЫен кешнп алшак кезечде хелперлк Т -лимфоциттердщ субпопулияциялар саныньщ жэне супрессорльщ белсендткпен Т-лимфоцитгердщ жогарылауы жэне лейкоциттердщ функцияльщ кабылетЫщ тура^тануы аныкталды.
Непзп сездер: Алшак кезеч, Гамма - сэуле, Т-лимфоциттер хелперлер, Т-лимфоциттер супрессорлар, лейкоциттер.
Summary
LATE EFFECT OF DIFFERENT DOZE EXERTIONS OF GAMMA-IRRADIATION FOR T-SYSTEM OF IMMUNITY G.S. Shalgimbaeva, S.S. Ibraev, A.A. Alimbaeva, S.A. Khismetova, B.A. Zhetpisbaev Semey State Medical University
In late period after influence of different doze exertions of gamma-irradiation the number of subpopulations of T-lymphocytes with helper activity is decreased and number of T-lymphocytes with supressor activity is increased; functional capacity of leucocytes is normalized.
Key words: Fractional gamma-irradiation, late period, phagocytic resistance of organism, humoral link of immunity, lymphocytes, immune-regulating index, lymphokin-producing capacity.
