CC BY
342
УДК 612.017.1(470.1)
СОСТОЯНИЕ ИММУНИТЕТА У ЛИЦ ПОЖИЛОГО ВОЗРАСТА
© 2010 г. Е. В. Сергеева
Институт физиологии природных адаптаций УрО РАН, г. Архангельск
При старении эффективность функционирования иммунной системы, заключающаяся в поддержании постоянства антигенного состава организма, уменьшается. Процесс распознавания собственных и чужеродных антигенов становится менее точным, интенсивность иммунных реакций снижается. Это приводит к появлению характерных для старения иммунопатологических синдромов: иммунодефицита, аутоагрессии и гиперчувствительности [10]. Во всех этих случаях происходит снижение активности иммунного ответа, как клеточного, так и гуморального, с падением эффекта иммунизации, титров антител в крови ниже защитного уровня, уменьшение эффективности клеточных иммунных реакций. Следствием этого является повышенный уровень заболеваемости, склонность к хронической патологии и онкопатологии, преобладание деструктивных процессов [1].
Длительное воздействие на организм человека в условиях Европейского Севера комплекса неблагоприятных природно-климатических и антропогенных факторов формирует региональные особенности иммунной системы: напряжение иммунного фона и расширение нормативных границ иммунологических параметров [9]. Расширение пределов физиологического отклонения делает грань между физиологической реакцией и патологией хрупкой, прозрачной, увеличивая риск заболевания для лиц, менее приспособленных к дискомфортным условиям [7]. Повышенный уровень метаболических затрат для поддержания гомеостаза и баланса обмена веществ обусловливает напряжение иммунной системы, что проявляется высокими концентрациями в крови активированных имму-нокомпетентных клеток, сывороточных ^ и аутоантител [4]. Повышение концентраций аутоантител, активности клеточного взаимодействия, продуктивности механизмов утилизации и выведения аутоантигенов в данных условиях имеет биологический смысл, так как при этом происходит более эффективное связывание, утилизация и элиминация их из организма. Однако длительное напряжение иммунного фона, в свою очередь, приводит к более раннему сокращению резервных возможностей регуляции иммунного гомеостаза [8].
Представляло интерес выявить особенности иммунного ответа у лиц пожилого возраста.
Методы
Обследованы 112 человек в возрасте от 60 до 93 лет и 106 человек в возрасте от 25 до 55 лет. Для исследования брали периферическую венозную кровь (10 мл) из локтевой вены утром натощак. Изучали содержание иммуноглобулинов (^Е, ^А), фенотипов Т- и В-лимфоцитов, провоспалительных и противовоспалительных цитокинов, уровень раково-эмбрионального антигена (РЭА), активность фагоцитарной защиты, сорбционную способность эпителия.
В данной работе проведен сравнительный анализ иммунологической реактивности у пожилых людей и лиц среднего возраста, родившихся и всю жизнь проживающих на Севере. Выявлены особенности механизмов регуляции иммунного ответа у лиц пожилого возраста. Обследованы 112 человек в возрасте от 60 до 93 лет, 106 - в возрасте от 25 до 55 лет. Исследовали кал, мочу, отделяемое зева; активность фагоцитоза, уровень раково-эмбрионального антигена, содержание иммуноглобулинов, цитокинов и сорбционную активность эпителия слизистых. Выявлены повышение содержания в крови у пожилых людей провоспалительных цитокинов, сорбционной способности эпителия и активизация синтеза реагинов. Ключевые слова: иммунитет, иммунодефицит, фагоцитоз, дисбактериоз.
Общее количество лейкоцитов определяли в камере Горяева с применением объектива х20 и окуляра х7 в 20 и вычисляли по формуле абсолютное содержание клеток в i мл крови. Количество лимфоцитов, моноцитов, нейтрофилов подсчитывали в мазках крови, окрашенных по Романовскому — Гимзе при иммерсионном увеличении объектива х90 и окуляра х7. Для регистрации клеток использовали клавишные лабораторные счётчики. Производили подсчёт i 00 клеток. Данные анализа выражали в процентах. Абсолютное содержание клеток определяли подсчётом процентного содержания от общего количества лейкоцитов. Субпопуляции лимфоцитов устанавливали методом непрямой иммунопероксидазной реакции с использованием моноклональных антител производства НПЦ «МедБиоСпектр» (г. Москва).
Содержание цитокинов IL-10, IL-6 (пг/мл) определяли методом «конкурентного» иммуноферментного анализа с реактивами «Biosourse» (США). Данные оценивались на спектрофотометре серии Multiscan (Финляндия).
Количественное содержание в сыворотке крови РЭА проводили твердофазным «неконкурентным» методом, основанным на прямой «сэндвич»-технологии с помощью иммуноферментного набора фирмы «Can Ag» (Швейцария). Данные оценивались на спектрофотометре серии Multiscan. Результаты получали в нг/мл.
Концентрации сывороточных иммуноглобулинов A (мкг/мл), E (МЕ/мл) выявляли с помощью твердофазного «конкурентного» метода, основанного на прямой «сэндвич»-технологии с помощью иммуноферментных наборов производства Seramun Diagnostica и DR. Fooke Laboratorien (Германия). Данные оценивались на спектрофотометре серии Multiscan.
Фагоцитарную активность нейтрофилов определяли с помощью тест-набора химической компании «Реа-комплекс» (г. Чита). Для характеристики активности эпителия слизистых изучали сорбционную способность эпителия в отношении аутомикрофлоры из расчета среднего содержания бактерий на клетку.
Полученные результаты обработаны с помощью пакета программы Statistica for Windows, версия 5.5. Данные представлены в виде средних ± ошибка средней (M ± m). Корреляции между показателями определяли с использованием коэффициентов ранговой корреляции Спирмена и линейной корреляции Пирсона, достоверными считались различия при уровне значимости p < 0,05.
Результаты
Установлено, что в пожилом возрасте растут концентрации провоспалительных цитокинов. У пожилых выше содержание TNF-a, IFN-y и IL-6. Так, концентрация в крови IL-6 у пожилых составляет (14,89 ± 3,64) пг/мл против (3,08 ± 0,29) у лиц среднего возраста; подобная закономерность наблюдается в отношении TNF-a (15,33 ± 0,69) и (5,89 ± 0,30) пг/мл и IFN-y (57,50 ± 7,83) и (2,02 ± 0,06) пг/мл. Повышенные уровни содержания провоспалительных
цитокинов стимулируют лимфопролиферацию, активизацию и дифференцировку иммунокомпетентных клеток, кроме того, увеличивают хемотаксис, инфильтрацию, перераспределение клеток крови, их взаимодействие, проницаемость сосудистой стенки [6]. Повышение концентраций провоспалительных цитокинов у пожилых может быть обусловлено воспалительными процессами, уровень которых в этом возрасте гораздо выше, а также снижением рецепторной активности (чувствительности) клеток [11].
Содержание противовоспалительного цитокина IL-10 в крови с возрастом остаётся прежним — (1,56 ± 0,11) пг/мл. Известно, что IL-10 продуцируется Т-регуляторами 1-го класса или Т-хелперами 3-го класса (Th3), которые играют решающую роль в подавлении аутореактивности и обеспечивают толерантность к аутоантигенам. Эти клетки контролируют аутоиммунитет, трансплантационную толерантность и аллергию, ингибируют противоопухолевый иммунитет [5]. Показано, что они способны пролиферировать в ответ на стимулирующие их антигены только в присутствии IL-2 и при активации подавляют пролиферацию наивных CD4+ и CD8+ и эффекторных Т-клеток, цитотоксических лимфоцитов, Т-клеток памяти, натуральных киллеров и В-лимфоцитов. Установлено также, что интенсивность экспрессии CD25-рецептора к IL-2 соответствует экспрессии внутриядерного фактора транскрипции (Foxp3) и иммуносупрессивной функции этих клеток.
Среднее содержание Т-лимфоцитов и В-клеток у пожилых людей находится в пределах физиологических границ. Средний уровень Т-хелперов CD3+, CD4+ и цитотоксических лимфоцитов CD3+, CD8+ у пожилых практически не отличается от такового у лиц среднего возраста, однако частота регистрации дефицита Т-хелперов у них значительно (50,9 %) выше, а повышенные концентрации цитотоксических лимфоцитов встречаются почти в 2 раза чаще (таблица).
Сравнительные данные иммунологических параметров периферической крови, 109 кл/л (М ± т)
Показатель Лица пожилого возраста Лица среднего возраста
Œ3+ 0,53±0,03 0,55±0,15
Œ5+ 0,55±0,03 0,57±0,i8
Œ4+ 0,56±0,04 0,55±0,i7
Œ8+ 0,62±0,05 0,42±0,i3***
Œ10+ 0,65±0,03 0,34±0,i4***
Œ25+ 0,66±0,04 0,4i±0,i7***
Œ71 + 0,64±0,04 0,34±0,i5***
HLA-DR+ 0,54±0,03 0,47±0,22***
œi6+ 0,56±0,03 0,4i±0,i8***
Œ95+ 0,56±0,04 0,55±0,20
Примечание. *** — р < 0,001 — статистический уровень значимости различий между группами лиц пожилого и среднего возраста.
Большая часть Т-лимфоцитов относится к долгоживущим клеткам, поэтому с возрастом увеличивается количество CD3+, CD4+, клеток памяти (CD45RO+) и
5б
уменьшается число наивных клеток (CD45RO+). Обновление долгоживущей популяции Т-лимфоцитов осуществляется годами, что иногда сопоставимо со сроком жизни [2]. С возрастом количество Т-клеток в костном мозге повышается и достигает в его аспирате 46 %. При этом регистрируется селективный хоминг-эффект зрелых CD3+, CD8+ [3]. Известно, что взаимодействие CD3+, CD8+ с клетками-мишенями опосредуется молекулами Главного комплекса гистосовместимости класса I, в группу которых входят неклассические антигены HLA I, выполняющие дифференцировочную функцию. Активизация цитотоксических Т-лимфоцитов отражает повышенную потребность разрушения измененных аллогенных клеток. Эту литическую функцию они осуществляют без обязательного участия костимулирующих молекул. Однако эти клетки ещё способны продуцировать различные интерлейкины и осуществлять нелитические функции [12] .
У пожилых людей выше, чем у лиц среднего возраста, уровень лимфопролиферации по содержанию CD10+, Т-лимфоцитов CD25+, CD71 + , HLA DR+II, естественных киллеров CD16+ (см. таблицу). Фе-нотипирование натуральных киллеров по трем ко-стимулирующим молекулам позволило установить, что у 86,11 % лиц пожилого возраста установлено низкое содержание клеток фенотипа CD3+, CD16+ со средней концентрацией (0,34 ± 0,04) х109кл/л. В периферической крови до 95 % натуральных киллеров отличаются высоким уровнем экспрессии CD16 и низким содержанием CD56. Это тип натуральных киллеров с высокой цитолитической активностью, но слабой способностью к секреции TNF-a, IFN-y, IL-5, IL-8 и колониестимулирующих факторов. Таким образом, снижение концентрации натуральных киллеров в периферической крови у лиц пожилого возраста не оказывает существенного влияния на содержание и профиль провоспалительных цитокинов, а снижает эффективность защиты при внутриклеточных инфекциях и новообразованиях [13]. Следует к этому добавить, что концентрации РЭА с возрастом значительно нарастают — (4,10 ± 0,36) против (1,52 ± 0,09) нг/мл.
С возрастом фагоцитарная активность нейтрофилов крови у северян фактически не меняется, удельный вес активных фагоцитов практически не снижается, а интенсивность фагоцитоза даже растет. Так, доля активных фагоцитов у лиц в возрасте старше 60 лет в среднем составляет (41,31 ± 0,62), а у людей среднего возраста (44,98 ± 0,62) %, фагоцитарное число у пожилых людей в среднем несколько выше, чем у лиц трудоспособного возраста (соответственно 14,69 ± 0,86 против 7,38 ± 0,70). Этот факт подтверждается ещё и тем, что активность лизосомальных ферментов в старости не снижается и может быть даже повышенной.
Средние концентрации реагинов в крови у лиц 50—55 лет составляют (135,8 ± 11,6) МЕ/мл, 61 — 65 лет — (174,3 ± 17,5), у людей старше 66 лет — (169,6 ± 16,2). Увеличению содержания IgE соот-
ветствует снижение концентраций сывороточных IgA. Учитывая, что IgE, по существу, являются местными антителами, есть основание полагать, что реагины компенсируют дефицит содержания IgA, уровень которого нарастает в пожилом возрасте (частота пониженных уровней составляет 75,67 % против 52,01 у лиц среднего возраста).
На фоне дефицита IgA у пожилых людей выше частота нарушения биоценоза слизистых, заселения их патогенными и условно-патогенными представителями, что повышает риск инфицирования и развития воспалительных процессов. Регистрируется повышение частоты инфицирования патогенными бактериями: золотистым стафилококком (11,90 и 0 %), пневмококком (21,42 и 3,7 %), гемолитическим стрептококком (4,76 и 0 %). В этих условиях компенсаторной местной реакцией слизистых является повышение сорбционной способности эпителия. Нами установлены более высокие уровни сорбционной способности эпителия слизистых — (39,32 ± 2,92) и (26,13 ± 4,13) бактерии/кл, они могут быть связаны с увеличением концентраций микроорганизмов на слизистых или повышением содержания нейтральных мукополисахаридов в покровном эпителии у пожилых людей, что несколько повышает сопротивляемость атрофичной слизистой оболочки [7].
Обсуждение результатов
Сравнительное обследование лиц пожилого и среднего возраста позволило подтвердить ранее известные закономерности возрастных изменений иммунитета и установить новые факты. Повышение концентраций провоспалительных цитокинов у пожилых может быть обусловлено воспалительными процессами, уровень которых в этом возрасте гораздо выше, а также снижением рецепторной активности клеток. Снижение концентрации натуральных киллеров в периферической крови у лиц пожилого возраста не оказывает существенного влияния на содержание и профиль провоспалительных цитокинов, а снижает эффективность защиты при внутриклеточных инфекциях и новообразованиях. Учитывая, что IgE, по существу, являются местными антителами, есть основание полагать, что реагины компенсируют дефицит содержания IgA, уровень которого нарастает в пожилом возрасте. На фоне дефицита IgA у пожилых людей выше частота нарушения биоценоза слизистых, заселения их патогенными и условно-патогенными представителями, что повышает риск инфицирования и развития воспалительных процессов. В этих условиях компенсаторной местной реакцией слизистых является повышение сорбционной способности эпителия.
Список литературы
1. Анисимов В. Н. Эволюция концепций в геронтологии / В. Н. Aнисимов, М. В. Соловьёв. — СПб : Эскулап, 1999. - 130 с.
2. Бурместер Г. Р. Наглядная иммунология / Г. Р. Бур-местер. - М., 2007. -123 с.
3. Васильев Н. В. Общие предпосылки системы иммунитета на фоне адаптационного процесса / Н. В. Васильев, Т. И. Коляда // Иммунный гомеостаз в экстремальных природных условиях. — Фрунзе, 1985. — С. 40—53.
4. Грабар П. Н. Аутоантигены и возможность образования аутоантител / П. Н. Грабар // Врачебное дело. — 1960.
- № 1. - С. 1-12.
5. Грабар П. Н. Аутоантитела и иммунологические теории / П. Н. Грабар // Онтогенез. — 1975. — Т. 6, № 2. - С. 115-126.
6. Добродеева Л. К. Иммунологическое районирование / Л. К. Добродеева. - Сыктывкар, 2001. - 112 с.
7. Добродеева Л. К. Иммунологическая реактивность, состояние здоровья населения Архангельской области / Л. К. Добродеева, Л. П. Жилина. - Екатеринбург : УрО РАН, 2004. - 228 с.
8. Добродеева Л. К. Медико-биологическое районирование территории Севера РФ / Л. К. Добродеева, А. В. Ткачев // Биологические аспекты экологии человека : материалы Всерос. конф. с междунар. участием, Архангельск, 2004 // Приложение к журналу «Экология человека». - 2004. -Т. 1. - С. 164-165.
9. Макинодан Т. Иммунология и старение / Т. Маки-нодан, Э. Юнис. - М. : Мир, 1980. - 277 с.
10. Цинкернагель Р. Основы иммунологии / Р. Цин-кернагель. - М. : Мир, 2008. - 134 с.
11. Ярилин А. А. Основы иммунологии / А. А. Ярилин.
- М., 1999. - 255 с.
12. Aggarwal B. Cytokines: from clone to clinic / B. Aggarwal, E. Pocsik // Arch. Biochem. Biphys. - 1992.
- Vol. 292. - P. 335-345.
13. Beregnay N. M. В-lymphocyte and pathogenesis
atopy / N. M. Beregnay // International journal on immunorehabilitation. - 1997. - N. 6. - C. 101-108.
THE STATUS OF IMMUNITY OF ELDERLY PEOPLE E. V. Sergeeva
The Institute of Environmental Physiology of Ural Branch of Russian Academy of Science, Arkhangelsk
The comparative research of the immune reactivity was made among elderly people and the middle-aged people who were born and have been living all their life in the North. The peculiarities of the mechanisms of the immune response regulation were revealed. There were examined 112 persons from 60 till 93 years, 106 persons from 27 till 55 years. There was inspected faeces, urine, membrane pharynx mucous; phagocytosis activity, inflammatory and antiflamatory cytokines, the level of cancerous-embryonic antigen, immunoglobulins, the mucous sorbtion activity. Аscertained increase in blood inflammatory cytokines among elderly people, increase the mucous sorbtion activity, activization synthesis reaginic antibody.
Key words: immune system, sorbtion activity, deficit.
Контактная информация:
Сергеева Елена Владимировна - кандидат биологических наук, старший научный сотрудник 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 28.12.2009 г.
