CC BY
61
УДК 577.175.823:612.017.1:616.155.3-003.725-055.1
СЕРОТОНИНОВАЯ ДЕПРИВАЦИЯ КАК ФАКТОР РЕГУЛЯЦИИ ИММУНОЛОГИЧЕСКОЙ РЕАКТИВНОСТИ
© 2008 г. О. А. Ставинская
Институт физиологии природных адаптаций УрО РАН, г. Архангельск
В работе исследованы особенности иммунологических показателей сыворотки крови мужчин северян с пониженной и нормальной концентрацией серотонина. Выяснено влияние серотониновой депривации на содержание лейкоцитов, фенотипов лимфоцитов С03+, С04+, С05+, С08+, С010+, С016+, С025+, С071+, С095+, С0Н1_А01}+, а также интенсивность фагоцитоза. Выявлены корреляционные взаимосвязи содержания серотонина с уровнем И-6, Т^-а и растворимого рецептора к нему ^-Т^-^). Изучен механизм компенсаторного действия со стороны иммуноглобулинов А, Е, М, С. Ключевые слова: серотониновая депривация, иммунологическая реактивность, мужчины, лимфоциты, цитокины, иммуноглобулины.
Среди многочисленных факторов регуляции иммунологической реактивности в последнее время большое внимание уделяется биогенным моноаминам, в частности серотонину [1, 3, 4]. Это вызвано прежде всего тем, что серотонин находится на стыке нервных и гуморальных влияний, обеспечивая разнообразные пусковые и модуляторные эффекты [2, 6, 7]. В связи с этим целью исследования явилось определение роли серотонина в регуляции иммунологической реактивности, развитии приспособительных и компенсаторных реакций иммунной системы и сохранении резервных возможностей человека.
Методика исследования
Изучалась иммунологическая реактивность 103 мужчин в возрасте от 26 до 65 лет, родившихся и проживающих на территории Архангельской области, практически здоровых на момент обследования. Для оценки функциональной активности серотонина общая выборка обследуемых лиц была поделена нами на две группы: с содержанием серотонина на нижней границе нормы (вторая группа п = 25) и с более высоким содержанием серотонина (первая группа п = 67) (табл. 1). Средний возраст составил соответственно (45,2 + 10,7) и (42,8 ± 10,3) года.
Общее количество лейкоцитов определяли в камере Горяева. Состав лейкограммы изучали в мазках крови. Функциональная активность нейтрофильных лейкоцитов оценивалась с помощью фагоцитарного показателя (доля фагоцитирующих клеток от числа сосчитанных нейтрофилов) и фагоцитарного числа (количество поглощенных одним активным нейтрофилом частиц). Содержание в периферической крови лимфоцитов фенотипов CD3+, CD4 + , CD5+, CD8+, CD10+, CD16+, CD25+, CD71+, CD95+, CDHLADR+ выявлялось с помощью непрямой иммунопероксидазной реакции с использованием препаратов лимфоцитов типа «высушенной капли» (реактивы НПЦ «МедБиоСпектр» г. Москва). Для количественного исследования гистамина использовался метод иммуноферментного анализа (ИФА) с применением диагностических наборов фирмы «IBL» (г. Гамбург, Германия). Содержание цитокинов (^-6, ^-10, Т№-а, s-TNF-R1) и иммуноглобулинов (^А, ^Е, IgG, ^М) также определяли методом ИФА тест-наборами BЮSOURCЕ (Европа), <^егатип Diagnostica» (Германия) и <^И. Fooke Laboratorien» (Германия). Учет результатов проводили на спектрофотометре серии Ми1^сап (Финляндия).
Проверка нулевой гипотезы о равенстве всех средних в исследуемых группах осуществлялась с использованием дисперсионного анализа. Статистическая значимость различий между выборками была выявлена при помощи критерия Ньюмена-Кейлса, при этом различия сравни-
ваемых показателей принимались достоверными при уровне значимости р < 0,05—0,001. Также проводился корреляционный анализ с вычислением непараметрического коэффициента ранговой корреляции Спирмена (г) и оценкой его достоверности (р < 0,01).
Результаты и обсуждение
Изменения клеточного состава крови, а также фагоцитарной активности представлены в табл. 1. Соотношение эозинофилов и моноцитов изменяется незначительно с тенденцией к уменьшению средних концентраций у лиц с недостатком исследуемого амина, что подтверждается частотой встречаемости пониженных значений указанных клеток (10,2 и 1,3 %). Однако в большей степени дисбалансы содержания эозинофилов и моноцитов проявляются в обеих группах относительно частоты регистрации повышенных уровней (15,0, 13,6 и 3,8, 21,0 % соответственно). Во всех изучаемых группах выявляется прямая положительная корреляция между содержанием медиатора и концентрациями моноцитов, эозинофилов (г = 0,16, г = 0,41 и г = 0,42, г = 0,14; р < 0,01). Предполагается, что серотонин вызывает хемотаксис эозинофилов [5], данный факт согласуется с результатами наших исследований.
Таблица 1
Иммунологические показатели у обследуемых с нормальной
(первая группа) и пониженной (вторая группа) концентрацией серотонина
Показатель Группа М±т Норма
Серотонин, нг/мл Первая 42,57±1,39 30-200
Вторая 22,21 ±1,31***
Лейкоциты, х 109 Первая 6,42±0,18 4 1 СО
кл/л Вторая 5,54±0,17**
Палочкоядерные нейтрофилы, х 109 кл/л Первая 0,19±0,04 0,04-0,50
Вторая 0,22±0,03*
Сегментоядерные нейтрофилы, х 109 кл/л Первая 2,79±0,11 9 1 5
Вторая 2,77 ±0,21
Эозинофилы, х 109 Первая 0,19±0,03 0,02-0,50
кл/л Вторая 0,18±0,02
Моноциты, х 109 Первая 0,38±0,04 О 0 СО 1 о 6 о
кл/л Вторая 0,36±0,06
Лимфоциты, х 109 Первая 2,62±0,55 2 1 5
кл/л Вторая 1,92±0,06* * *
Фагоцитарный Первая 57,18±1,68 50-70
показатель, % Вторая 50,12±2,94***
Фагоцитарное Первая 6,31 ±0,39 10
число, шт. Вторая 7,36±0,51**
Примечание. Достоверность различий с первой группой: *** р < 0,001, ** - р < 0,01, * - р < 0,05.
В группе лиц с пониженными величинами серотонина в 1,4 раза сокращается общее количество
лимфоцитов, снижается функциональная активность фагоцитов. Указанный факт доказывается частотой встречаемости дефицита фагоцитарного показателя (54,0 %) и числа (55,1 %), а также наличием отрицательной взаимосвязи с содержанием серотонина (г = -0,04; р < 0,01). В периферической крови всех обследуемых отмечается аномально низкое количество Т-лимфоцитов с маркерами CD3+ и CD5+ (табл. 2), причем в группе с нормальным содержанием серотонина эти изменения выражены гораздо сильнее. Наблюдается прямая положительная корреляция CD3+ и CD5+ с содержанием серотонина (1 группа: г = 0,27, г = 0,05; 2 группа: г = 0,04; р < 0,01), со сменой знака относительно взаимосвязи CD3+ и медиатора у людей с дефицитом серотонина (г = -0,25; р < 0,01).
Таблица 2
Содержание различных фенотипов лимфоцитов у обследуемых с нормальной (первая группа) и пониженной (вторая группа) концентрацией серотонина
Показатель Группа М±т Норма
CD3 + , х 109 кл/л Первая 0,57 ±0,02 0 1 4
Вторая 0,64±0,04*
CD4 + , х 109 кл/л Первая 0,57 ±0,03 ,8 0, 1 ,4 0,
Вторая 0,6±0,03
CD5 + , х 109 кл/л Первая 0,58± 0,04 5 1 5
Вторая 0,66± 0,04**
CD8 + , х 109 кл/л Первая 0,46±0,01 0,2—0,4
Вторая 0,46± 0,03
CD10+, х109 кл/л Первая 0, 39 ± 0 01 0,05-0,60
Вторая 0,39± 0,02
CD16+, х 109 кл/л Первая 0,39± 0,02 0,03-0,50
Вторая 0,37 ±0,03
CD25 + , х 109 кл/л Первая 0,39± 0,03
Вторая 0,35±0,03*
CD71 + , х 109 кл/л Первая 0,33±0,01 0,04-0,30
Вторая 0,32± 0,03
CD95 + , х 109 кл/л Первая 0,71 ±0,03 0, 6 1 6
Вторая 0,53± 0, 04 *
CDHLADR + , х 109 кл/л Первая 0,61 ±0,03 0,10-0,75
Вторая 0,42±0,03*
Примечание. Достоверность различий с первой группой: ** -р < 0,001, * - р < 0,05.
В обеих группах регистрируется ярко выраженный дефицит Т-хелперов (CD4 + ) в 32,9 и 45,8 % случаев и слабая положительная ассоциация с содержанием серотонина (г = 0,09, г = 0,08; р < 0,01). В противовес создавшейся ситуации отмечается превышение средней концентрации цитотоксических лимфоцитов (CD8+) относительно нормы с формированием положительной корреляции с содержанием серото-
нина (г = 0,44, г = 0,47; р < 0,01). Не выявлено влияния колебаний серотонина на пролиферативную активность лимфоцитов и процессы их активизации. однако наблюдается положительная корреляция CD10 + , CD25+, CD71 + , CDHLADR+ с содержанием серотонина (1 группа: г = 0,57, г = 0,36, г = 0,14, г = 0,17; 2 группа: г = 0,38, г = 0,15, г = 0,15; р < 0,01).
Установлено, что низкие концентрации серотонина ассоциируются со снижением содержания в крови лимфоцитов, меченных к апоптозу, на фоне меньших уровней общего содержания лимфоцитов. Есть все основания считать, что выявленные соотношения взаимосвязаны и именно снижение общего содержания лимфоцитов влечет за собой компенсаторное снижение активности их апоптоза. Абсолютное содержание естественных киллеров (CD16+) находится в пределах физиологического присутствия, однако наличествует высокая частота встречаемости повышенных значений CD16+ (59,7 и 61,2 %) и положительная корреляционная связь с величиной серотонина (г = 0,37, г = 0,39; р < 0,01), что явно свидетельствует о регулирующем влиянии медиатора на функциональную активность естественных киллеров.
Гуморальная составляющая иммунитета обследуемых лиц с пониженным содержанием серотонина характеризуется уменьшением концентрации ^-6
- (24,63 ± 1,06) и (23,45 ± 1,19) пг/мл; р < 0,05, и значительным сокращением TNF-a - (26,48 ± 0,69) и (34,04 ± 0,65) пг/ мл, р < 0,001, с соответствующим изменением содержания s-TNF-R1 - (3,14 ± 0,07) и (3,65 ± 0,11) нг/мл; р < 0,05. Количество ^-10 в рассматриваемых моделях остается практически неизменным и колеблется относительно десятых значений: (5,64 ± 0,46) и (5,37 ± 0,65) пг/мл. Корреляционные взаимосвязи между концентрацией серотонина и содержанием провоспалительных цитокинов отличаются преобладанием положительного знака (1 группа: г =
0,14, г = 0,15, г = 0,32; 2 группа: г = 0,13, г = 0,15, г = 0,33; р < 0,05), что касается ассоциации уровней серотонина и ^-10, то здесь существует обратная связь (г = -0,35, г = -0,38; р < 0,05).
Количество ^Е в рассматриваемых группах значительно превышает общепринятые стандарты содержания 0-113 МЕ/мл (1 группа: (135,82 ± 33,04) МЕ/мл; 2 группа: (126,5 ± 23,13) МЕ/мл). В наибольшей степени это выражено у людей с нормальным уровнем серотонина в крови (38,7 %). В ответ на повышенный реагиновый фон у них отмечается снижение количества ^М и по сравнению с группой дефицита серотонина (р < 0,001), особенно ^А (в 1,8 раза). Указанное обстоятельство достигается не только с помощью сокращения средних величин, но и за счет частоты встречаемости повышенных концентраций (1 группа: 23,0 и 16,3 %; 2 группа: 46,8 и 22,4 %). Наблюдается положительная ассоциация концентрации серотонина с уровнем ^М
(г = 0,31, r = 0,32; p < 0,05) и отрицательная — с содержанием IgA (r = —0,14, r = —0,12; p < 0,05). Количество IgG в обеих группах остается в пределах физиологического присутствия, однако у лиц с нормой серотонина оно статистически достоверно выше — (12 306,7 ± 437,9) и (9 305,1 ± 362,0) мкг/мл; p < 0,001. Данное изменение отражается также в умеренной частоте регистрации дефицита исследуемого антитела и усилении корреляционной взаимосвязи (г = 0,42, r = 0,31; p < 0,05).
Таким образом, в условиях серотониновой депривации происходит сокращение общего количества лимфоцитов, в частности за счет ингибиции функциональной активности зрелых Т-клеток (CD3+, CD5+) и лимфоцитов, меченных к апоптозу. При этом наблюдается усиление клеточной цитотоксичности за счет увеличения содержания естественных киллеров (CD16+) и цитотоксических лейкоцитов (CD8+). Регистрируется уменьшение количества провоспали-тельных цитокинов (IL-6, TNF-a), реагинов и IgG. Противовесом служит увеличение концентраций иммуноглобулинов A и Е. Данные процессы протекают на фоне сниженных фагоцитарных возможностей организма и неизменной величины противовоспалительного цитокина IL-10. Не выявлено влияния колебаний концентрации серотонина на пролиферативную активность лимфоцитов (CD10+) и процессы их активизации (CD25+, CD71+, CDHLADR+).
Список литературы
1. Караулова Ю. В. Количественное определение серотонина сыворотки крови в диагностике головных болей напряжения / Ю. В. Караулова, А. А. Шутов // Клиническая лабораторная диагностика. — 2006. — № 1.
- С. 9-10.
2. Кузьмичева Л. В. Содержание биогенных аминов в лимфоцитах при бронхиальной астме / Л. В. Кузьмичева, Р. Е. Киселева // Клиническая медицина. — 2004. — Т. 82, № 10. — С. 34—37.
3. Сепиашвили Р. И. Естественные киллеры и биогенные амины: паракринная регуляция в иммунной системе / Р. И. Сепиашвили, И. П. Балмасова // Российский физиологический журнал. — 2005. — № 8. — С. 927—941.
4. Ястребова С. А. Изменения биоаминной клеточной системы тимуса после воздействия Т-активином / С. А. Ястребова, В. Е. Сергеева, И. В. Спирин // Морфология. — 2004. — Т. 125, № 1. — С. 50—55.
5. Boehme S. A. Cutting edge: Serotonin is a chemotactic factor for eosiniphils and functions additively with eotaxin / S. A. Boehme, M. L. Francisco, L. Sikora // J. Immunol.
— 2004. — Vol. 173, N 6. — P. 3599—3603.
6. El-NourH. Study of innervation, sensory neuropeptides, and serotonin in murine contact allergic skin / H. El-Nour, L. Lundeberg, A. Boman et al. // Immunopharmacol. and Immunotoxicol. — 2005. — Vol. 27, N 1. — P. 67—76.
7. Olah T. Opposite effects of serotonin and interferon-a on the membrane potential and function of human natural killer cells / T. Olah, I. Ocsovzki, Y. Mandy // In vitro cell and dev. boil. anim. — 2005. — Vol. 41, N 5 — 6. — P. 165—170.
SEROTONIN DEPRIVATION AS FACTOR OF REGULATION OF IMMUNE REACTIVITY
O. A. Stavinskaya
Institute of Environmental Physiology of Ural Branch of Russian Academy of Science, Arkhangelsk
The characteristics of immune indices of serum of blood of north men with decreased and normal concentration of serotonin are studied in the work. The influence of serotonin deprivation for maintenance of phenotypes of lymphocytes CD3 + , CD+4, CD5 + , CD8+, CD10 + , CD16+, CD25 + , CD71+, CD95 + , CDHLADR+ and phagocytosis activity are clarified. The correlative intercom-
munications of maintenance of serotonin with level of IL-6, TNF-a and s-TNF-R1 are discovered. The mechanisms of compensatory movement of IgA, IgE, IgM, IgG are studied.
Key words: serotonin deprivation, immune reactivity, men, lymphocytes, cytokine, antibodies.
Контактная информация:
Ставинская Ольга Александровна — аспирант третьего года обучения Института физиологии природных адаптаций Уральского отделения РАН
Адрес: 163061, г. Архангельск, пр. Ломоносова, д. 249
Тел. (8182) 21-04-58; e-mail: [email protected]
Статья поступила 26.10.2007 г.
