CC BY
79
^ooTT^NofTIZ^ôis Краткие сообщения
О 2002, СПб РО РААКИ
ВЛИЯНИЕ ПРОЛАКТИНА НА ИЗМЕНЕНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ КОРТИКОСТЕРОИД В КРОВИ И ИНТЕНСИВНОСТЬ ИММУНОЛОГИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ У КРЫС ПРИ СТРЕССЕ
Немирович-Данченко Е.А., Фомичева Е.Е.
Отдел общей патологии и патофизиологии
ГУ «НИИэкспериментальной медицины РАМН», Санкт-Петербург, Россия
Резюме. Исследовали механизмы иммуномодулирующего действия пролактина при стрессе. Показано, что стрессорное воздействие (охлаждение в камере крыс- самцов Wistar при -20°С, 20 мин) вызывало значительное повышение концентрации кортикостерона в крови и угнетение гуморального иммунного ответа. Предварительное внутрибрюшинное введение пролактина (Human, Sigma) в дозе 25 нг/100 г массы (до стресса и иммунизации) предотвращало развитие стрессобусловленной иммуносупрессии. В ответ на стрессорное воздействие и введение пролактина наблюдалась усиленная продукция лимфоцит-активирующих факторов, важнейшим из которых является интерлейкин-1. Освобождение лимфоцит-активирующих факторов макрофагами еще больше усиливалось при дополнительной стимуляции макрофагов липополисахаридом. Стрессорное воздействие не изменяло активированный пролактином уровень освобождения лимфоцит-активирующих факторов, что может свидетельствовать об увеличении под влиянием пролактина функционального резерва макрофагов и продукции ими иммуномодулирующих цитокинов, в том числе интерлейкина-1, играющего, по-видимому, определенную физиологическую роль в иммунопротективных эффектах пролактина при стрессе.
Ключевые слова: стресс, пролактин, глюкокортикоидные гормоны, лимфоцит-активирующие факторы.
Nemirovich-Danchenko Е.А., Fomichyova Е.Е.
PROLACTIN EFFECT ON CHANGES IN BLOOD CORTICOSTERONE CONCENTRATIONS
AND INTENSITY OF RAT IMMUNOLOGICAL REACTIONS UNDER STRESS
Abstract. Mechanisms of immunomodulatory action of prolactin under stress were studied. It was shown that stress influence (Wistar male rats cooling in special chambers at -20°C during 20 min) caused significant increase in blood corticosterone concentration as well as pronounced supression of humoral immune response/ Preliminary intraperitoneal administration of prolactin (human, Sigma) in dose 25ng/100g body weight before stress application and immunization prevented development stress-induced immunosuppression. Spontaneous production of lymphocyte-activating factors, the main component of which is interleukin-1, was observed as the response to stress exposure and prolactin administration. The release of lymphocyte-activating factors by macrophages was even more increased after additional stimulation of macrophages by lypopolysaccharide. Stress influence did not change the level of lymphocyte-activating factors release, activated by prolactin, that might be due to prolactin-induced elevation of macrophages’ functional reserves and their production of immunomodulatory cytokines, including interleukin-1, which seems to play significant physiological role in manifestation of prolactin effects under stress. (MetLImmunoL, 2002, vol.4, N 4-5, pp 613-618)
Изучение механизмов влияния стресса на защит - главными составляющими стрессорной реакции явные функции организма является одной из важней- ляется активация гипоталамо-гипофизарной-адрено-
ших задач современной медицины. Как известно, кортикальной системы (ГГАКС), сопровождающая-
----------------------------------------- ся повышением концентрации АКТГ и глюкокорти-
Адрес для переписки: коидных гормонов (ГК) в крови, что может быть од-
Немирович-Данченко Елена Алексеевна ной из причин развития стрессобусловленной имму-
Санкт-Петербург, 197376, ГУ «НИИ носупресии [3]. Одновременно в ответ на стрессор-
Экспериментальной медицины РАМН». НОе воздействие отмечено увеличение уровня пролак-
Тел.: (812) 234-15-83, факс: (812) 234-94-93, тина в крови [9]. Хотя при стрессе пролактин и ГК
e-mail: nemirov@AG8070.spb.edu
гормоны секретируются в кровь одновременно, характер их взаимовлияния и действие на функции иммунной системы неоднозначны. Установлено, что при некоторых видах стресса ГК гормоны угнетают функции иммунной системы [3]. Повышение уровня эндогенного пролактина при стрессе не препятствует развитию стрессобусловленной иммуносупрессии, которая может быть предотвращена введением экзогенного пролактина [5]. По данным ряда авторов, пролак-тин активирует функции иммунной системы [9, 12], усиливает пролиферацию иммунокомпетентных клеток [14], повышает фагоцитарную активность макрофагов [16] и продукцию ими иммуномодулирующих цитокинов [10], стимулирует гуморальный и клеточно-опосредованный иммунный ответ [5]. Иммуномодулирующие эффекты пролактина связывают с наличием рецепторов к данному гормону практически на всех клетках иммунной системы [11, 14]. Однако механизмы иммуномодулирующего действия пролактина в целостном организме и его кооперативных эффек-
тов с другими иммуномодуляторами (IL-1, ГК гормоны и др.) раскрыты далеко не исчерпывающе. Исследования о взаимном влиянии ГК гормонов и пролактина немногочисленны и выполнены в основном in vitro. Так, показано, что пролактин усиливает освобождение кортикотропин-рилизинг фактора клетками гипоталамуса и синтез АКТГ в клетках гипофиза [13], дозозависимо стимулирует продукцию кортикостеро-на, воздействуя прямо на клетки ретикулярной зоны коры надпочечников [7]. ГК гормоны негативно влияют на эффекты пролактина, тормозят дифференциров-ку лактотрофов гипофиза и синтез пролактина [13], отменяют стресс-, эстроген- и IL-1 -индуцированный подъем уровня пролактина в крови в опытах in vivo [6, 9,18]. В то же время показаны дозозависимые эффекты ГК гормонов на концентрацию пролактина в крови: низкие дозы гормона стимулируют освобождение пролактина, а высокие - его угнетают [б].
В настоящей работе была поставлена задача проанализировать действие пролактина, введенного
А (без стресса)
физ.р-р
■ прл 5 нг
■ прл 25 нг
Б 10 мин 2 ч 24 ч 5 сут
Рис.1. Изменения уровня Кс в крови нестрессированных (А) и стрессированных (Б) крыс после введения физиологического раствора, пролактина в дозах 5 нг/100 г и 25 нг/100 г массы (В). По оси ординат - концентрация Кс в сыворотке крови крыс, нг/ мл, по оси абсцисс - время после аппликации стресса и группы животных, Б - базальный уровень кортикостерона у инташых животных.
* Р < 0,05 по сравнению с базальным уровнем Кс у интакгных животных л Р < 0,05 по сравнению с контрольной группой животных, которым вводили физиологический раствор.
внутрибрюшинно (в/бр) крысам, на стрессиндуци-рованные изменения концентрации ГК гормонов в крови, интенсивность гуморального иммунного ответа и продукции макрофагами лимфоцитактивиру-ющих факторов (LAF), важнейшим из которых является IL-1 [8].
Материалы и методы
Работа проведена на 72 крысах-самцах Wistar, массой 180-200 г. В качестве стрессорного воздействия использовали охлаждение животных в Холодовой камере при -20°С в течение 20 мин. По окончании процедуры стрессирования животных дека-питировали через 10 мин, 2 часа, 24 часа, а также на 5-е сутки. За 20 мин до начала стрессирования животным вводили в/бр пролактин человека (Sigma) в дозе 5 нг/100 г и 25 нг/100 г массы. Известно, что использование препаратов пролактина человеческого, а также бычьего, овечьего происхождения возможно у животных, находящихся на более низкой ступени эволюционного развития (в данном случае
- у крыс) [14]. В ряде опытов сразу по окончании охлаждения животных иммунизировали эритроцитами барана (ЭБ) в дозе 1х109 кл./животное. Уровень гуморального иммунного ответа оценивали на 5-е сутки после иммунизации по общим титрам ан-
тител в сыворотке крови методом прямой гемагглю-тинации [1].
Концентрацию кортикостерона (Кс) в сыворотке крови определяли радиоиммунологически по методу Н.П. Гончарова и соавт. [2].
При исследовании влияния пролактина на продукцию лимфоцит-активирующих факторов (LAF) перитонеальными макрофагами крыс, после 18-часового культивирования мононуклеарных фагоцитов в среде RPMI-1640 с добавлением LPS (Sigma) в концентрации 20 мкг/мл и без дополнительной стимуляции, лимфоцит-активирующие свойства инкубатов оценивали по их способности оказывать комитогенное действие на пролиферацию тимоцитов, стимулированных конканавалином A (Con А) в субоптимальной дозе по методу Rosenwasser, Dinarello [15]. Включение меченого тимидина в ДНК делящихся клеток оценивали с помощью сцинтиляционного ß-счетчика (LKB). За единицу активности LAF принимали такую его концентрацию (в 1 мл), которая вызывала усиление пролиферации тимоцитов, равное 50% по отношению к её максимальной стимуляции, вызванной субоптимальной дозой лектина.
Материалы обработаны статистически с использованием i-критерия Стьюдента [4]. Данные представлены в виде среднего арифметического±ошиб-ка к среднему (М±т).
1 2 3
1 2 3
Рис.2. Изменение величины гуморального иммунного ответа у нестрессированных (А) и стрессированных животных (Б) при введении пролактина. По оси ординат - уровень общих антител в сыворотке крови крыс, -log 2; По оси абсцисс - группы животных, которым вводили: 1- физиологический раствор (контрольные), 2 - пролактин в дозе 5 нг/100 г, 3 - пролактин в дозе 25 нг/100г массы. * Р < 0,05 по сравнению с группой 1,А, # Р< 0,05 по сравнению с группой 1,Б, я Р< 0,05 по сравнению с группой 3,А
А (10 мин, без стресса) В (10 мин после стресса)
■ без дополн. стимуляции
■ стимуляция ЛПС
Б (24 часа, без стресса)
10
им
к
прл 5 нг прл 25 нг
Г ( 24 часа после стресса)
10
к
прл 5 нг прл 25 нг
Рис.З. Влияние введения пролактина на продукцию ДО перитонеальными макрофагами стрессированных и нестрессиро-ванных животных. По оси ординат - 1АР активность супернатантов перитонеальных макрофагов в уел. ед. х 10'3. По оси абсцисс- группы животных. К- контрольные животные, которым вводили физиологический раствор.
* Р < 0,05 по сравнению с продукцией 1АЯ нестимулированными клетками контрольной группы животных, которым вводили физиологический раствор. А Р < 0,05 по сравнению с продукцией 1_АЯ стимулированными клетками контрольной группы животных
Результаты и обсуждение
В/бр введение пролактина в дозах 5 и 25 нг/100 г массы вызывало увеличение концентрации Кс в сыворотке крови крыс в течение первых часов по сравнению с базальным уровнем Кс у интактных животных (рис.1,А). Под влиянием стрессорного воздействия как у животных контрольной группы (в/бр введение физиологического раствора с последующей аппликацией стресса), так и у животных опытных групп (комбинация стрессорного воздействия и введения пролактина), наблюдалось повышение концентрации Кс в крови, которое в случае введения пролактина сохранялось в течение суток, чего не наблюдалось у контрольных животных (рис.1,Б). Следует отметить, что стрессорное воздействие на животных, которым вводили пролактин, практически не увеличивает у них уровня кортикостерона по сравнению с этим же показателем у нестрессированных животных, регистрируемым на соответствующих сроках (сравнить рис.1, А и Б).
Величина гуморального иммунного ответа на ЭБ при введении пролактина в обеих выбранных дозах не изменялась по сравнению с этим показателем у контрольных животных, получавших физиологический раствор (рис.2,А). При аппликации холодового стресса отмечалось значительное угнетение иммунного ответа (рис.2, Б, гр.1, Р<0,05). Предварительная инъекция пролактина в дозе 25 нг/100г массы (до стрессорного воздействия и иммунизации) предотвращала развитие стрессобусловленной иммуносупрессии, при этом величина гуморального иммунного ответа у этих животных возрастала по сравнению с ее величиной у стрессированных животных 1 группы и даже превышала значения этого показателя у нестрессированных животных (рис.2, гр.З, Р<
0,05). При введении пролактина в дозе 5 нг/100 г этот эффект не наблюдался, (рис.2, гр.2)
Полученные в работе данные показывают, что предварительное введение пролактина перед стрес-сорным воздействием, хотя и сопровождается повышением концентрация Кс в крови, тем не менее, пре-
дотвращает угнетение гуморального иммунного ответа. По мнению Sandy et.al. [17], проводивших исследования в условиях in vitro, конечный результат сочетанного действия пролактина и ГК гормонов зависит от соотношения доз этих гормонов в среде. Возможно, что в данном случае характер влияния холодового стресса на функции иммунной системы зависит от баланса уровня пролактина при его введении в дозе, превышающей физиологическую, и эндогенных колебаний ГК гормонов.
При исследовании влияния пролактина на способность перитонеальных макрофагов животных продуцировать лимфоцит-активирующие факторы (LAF), установлено, что в/бр введение пролактина нестрессированным животным в разных дозах вызывало освобождение LAF макрофагами, которое сохранялось в течение суток (рис.З,А). Спонтанная продукция LAF наблюдалась в ответ на стрессорное воздействие и при последовательной аппликации пролактина и стресса. Добавление пролактина усиливало спонтанную продукцию LAF макрофагами, как через 10 мин, так и через 24 часа после аппликации стресса, превосходя в 1,5-2 раза значения LAF, зарегистрированные в случае стрессорного воздействия у контрольных животных, получавших физиологический раствор (рис.З, Б,Г). При дополнительной стимуляции перитонеальных макрофагов LPS наблюдалось усиление продукции LAF у животных, получавших пролактин, в 1,5-2 раза превышающее ее значения у стимулированных клеток животных контрольной группы (Р<0,05), а также по сравнению с нестимулированными клетками животных этих же групп (рис.З Р<0,05). Дополнительная стимуляция макрофагов стрессированных животных, которым вводили пролактин, не вызывала увеличения продукции LAF макрофагами этих животных по сравнению с ее значениями у контрольных стрессированных животных.
Полученные данные свидетельствуют о высоком уровне активации макрофагов животных, которым вводили пролактин, как без дополнительной стимуляции, так и при добавлении к ним LPS. Стрессорное воздействие не изменяет активированное про-лактином освобождение LAF (Р>0,05), что, по-видимому, может быть связано с увеличением под влиянием пролактина функционального резерва макрофагов и продукции ими LAF. В этом плане полученные данные согласуются с литературными, в которых отмечено, что пролактин (в условиях in vitro) усиливает активность макрофагов и продукцию ими цитокинов [10, 16].
Активация клеток системы мононуклеарных фагоцитов, как начального звена обеспечения защиты организма в условиях стресса и введения пролактина, увеличение резервных возможностей макрофагов и продукции ими LAF, в том числе и IL-1, играет определенную физиологическую роль в предотвра-
щении пролактином развития стрессиндуцирован-ных иммуносупрессий, и может, по-видимому, рассматриваться как проявление одного из механизмов иммунопротективного действия пролактина.
Список литературы
1. Вязов О.В., Ходжаева Ш.Х. Руководство по иммунологии. - М.: Медицина, 1973, С.З - 13.
2. Гончаров Н.П., Воронцов В.И., Кадия Г.К., Ан-тоничев А.В., Бутнев В.Н. Изучение гормональной функции надпочечников и половых желез в опытах на обезьянах.// Вестник АМН СССР - 1977. - №8. -С. 13-20.
3. Корнева Е.А., Шанин С.Н., Рыбакина Е.Г. Интерлейкин-1 в реализации стрессиндуцированных изменений функций иммунной системы. // Росс. Физиол. Журнал. - 2000. Т. 86. - № 3. - С. 292-302.
4. Стрелков Р.Б. Метод вычисления стандартной ошибки и доверительных интервалов средней арифметической с помощью таблиц. - Алашара, Сухуми
- 1966. - 39 с.
5. Berczi I., Nagy Е., The influence of pituitary hormones and neurotransmitters on the immune system. // J. Immunol. Immunopharmacol. - 1988 - Vol.8 - №3, P. 186-194.
6. Brann D.W., Putnam C.D., Mahesh V.B. Corticosteroid regulation of gonadotropin and prolactin secretion in the rat. // Endocrinology. - 1990. - V.126. -№ 1. - P.159-166.
7. Chang L.L., Lo M.Y., Kan S.F., Huang W.Y. Direct effects of prolactin on corticosterone release by zona fasciculata reticularis cells from male rats. // J. Cell. Biochem. - 1999. - V.74. - № 4. - P. 563-572.
8. Dinarello C.A. Induction of interleukin-1 and interleukin-1 receptor antagonist. // Seminars in oncology. - 1997. - V. 24. - № 3. - Suppl.9. - S9-81- S9-93.
9. Gala R.R. Physiology and mechanism of the stress-induced changes in prolactin secretion in rats. // Life Science. - 1990. - Vol.46. - P.1407-1420.
10. Gaytan F„ Morales C., Bellido C., Aguilar E., Sanchez-Criado JE. Role of prolactin in the regulation of macrophages and in the proliferative activity of vascular cells in newly formed and regressing rat corpora lutea. // Biology of reproduction. - 1997. - Vol.57. - № 2. - P.478-486.
11. Kelly P.A., Djiane J., Postel-Vinay M.C., Ed-ery M. The prolactin / growth hormone receptor family. // Endocrine reviews. - 1991. - Vol.12. - №3, P.235-251.
12. Matera L. Action of pituitary and lymphocyte prolactin.//Neuroimmunomodulation. - 1997. - Vol.4.
- P. 171-180.
13. Moro М., Maraschini C., Cavaguini F. Dopamine infusion enhances the ACTH and cortisol response to metoclopramide in hyperprolactinemic patients but not in normal subjects. // Gynecological Endocrinology. - 1997. - Vol.11. - № 3. - P.155-162.
14. Murphy W.J., Rui H., Longo Dan L. Effect of growth hormone and prolactin immune development and function. // Life Science. - 1995. -Vol.57.-X21.-P. 1-
14.
15. Rosenwasser L.J., Dinarello C.A. Ability of human leucocytic pyrogen to enhance phytohemagglutinin induce murine thymocyte proliferation. // Cell. Immunology. - 1981. - Vol. 63. - № 1. - P.134-142.
16. Ortega E., Former M.A., Barriga C. Effect of prolactin on the in vitro phagocytic capacity of macrophages. // Comp. Immunol. Microbiol. Infect. Dis. - 1996. -Vol. 19. - № 2. - P. 139-146.
17. Sandi C., Cambronero J.C., Borrell G., Guaza C. Mutually antagonistic effects of corticosterone and prolactin on rat lymphocyte proliferation. // Neuroendocrinology. - 1992. - Vol.56. - № 4. - P. 574-581.
поступила в редакцию 21.12.2001 принята к печати 28.02.2002
