CC BY
557
В работе анализируется влияние катехоламинов на иммунный статус практически здоровых людей. Исследование проводили в группах с относительно повышенными и относительно пониженными концентрациями медиаторов. Отмечена положительная взаимосвязь их с содержанием Т-хелперов. Установлены различия во влиянии адреналина, норадреналина, дофамина на интенсивность и активность фагоцитоза. Содержание катехоламинов стимулирует продукцию реагина на фоне подавления синтеза 1дА. Ключевые слова: катехоламины, иммунитет, Т-хелперы, гуморальный иммунитет.
УДК 612.018:612.017.1:616-097:577.175.522
ВЛИЯНИЕ РАЗЛИЧНЫХ КОНЦЕНТРАЦИЙ КАТЕХОЛАМИНОВ НА ФУНКЦИОНИРОВАНИЕ ИММУНОКОМПЕТЕНТНЫХ КЛЕТОК
© 2008 г. В. П. Репина
Институт физиологии природных адаптаций УрО РАН, г. Архангельск
Катехоламины — биологически активные вещества, являющиеся медиаторами (норадреналин, дофамин) и гормонами (адреналин, но-радреналин). Катехоламины воздействуют на все ткани и совместно с другими гормонами вовлечены в регуляцию широкого спектра физиологических процессов, они помогают организму справляться с острым и хроническим стрессом [8, 10]. Данные медиаторы и гормоны наиболее быстро изменяют свои концентрации в зависимости от действия различных раздражающих факторов (вибрация, шум, электромагнитные излучения), в том числе и социальных, что является неспецифической приспособительной реакцией организма [1, 10]. Физиологические эффекты катехоламинов обусловлены их способностью связываться со специфическими адренорецепторами, расположенными на мембране эффекторных клеток [6, 9, 11].
К настоящему времени накоплено достаточно большое количество данных о воздействии нейроэндокринной системы на функциональные свойства иммунной системы [3, 7]. Катехоламины могут изменять дифференцировку и пролиферацию лимфоцитов, их реактивность на иммунизацию [2, 4], влиять на продукцию лимфокинов [5], миграцию клеток, функцию специфических рецепторов, однако данные, представленные в литературе, достаточно противоречивы. действие катехоламинов зависит от их концентрации в момент восприятия антигенной информации [11].
Цель нашего исследования — выявить влияние катехоламинов на иммунный статус практически здоровых людей, проживающих на Севере.
Методика исследования
Проведено обследование 95 практически здоровых лиц от 26 до 60 лет (средний возраст 45 лет), родившихся и проживающих на Севере. Изучали содержание фенотипов лимфоцитов, характеризующих процессы пролиферации (CD10+), активизации (CD25+, CD71+, HLADR+) и дифференцировки (CD4+, CD8+, CD16+) иммуноком-петентных клеток, концентрации иммуноглобулинов классов A, M, G, E, цитокинов (IL-6, IL-10) и катехоламинов (дофамин, норадреналин, адреналин) в периферической венозной крови. Забор крови производился в утренние часы натощак. Определение биологически активных аминов проводили методом иммуноферментного анализа с реактивами производства «IBL», Hamburg; цитокинов — реактивами BioSourse Europe S. A., иммуноглобулинов A, M, G — реактивами Seramun Diagnostica GmbH, иммуноглобулина E — реактивами Dr. Fooke Laboratorien — GmbH. Реакцию оценивали с помощью фотометра «Multiskan MS» фирмы «Labsystems» (Финляндия) при длине
волны 405 нм. Содержание фенотипов лимфоцитов определяли методом двойной пероксидазной метки с использованием моноклональных антител (НПЦ «МедБиоСпектр», Москва). Статистический анализ данных проводили с использованием непараметрического критерия Спирмена (г). Данные представлены в виде средних величин и ошибок средней (М ± т), достоверность различий оценивали с помощью критерия значимости (^ Стьюдента. Статистическая достоверность присваивалась при р < 0,05.
Результаты исследований и их обсуждение
Иммунный статус обследованных характеризуется общим содержанием лейкоцитов в среднем — (5,45 ± 0,07)х 109 кл/л. Низких и превышающих верхние значения уровней содержания лейкоцитов фактически не выявлено. При изучении гемограммы привлек внимание высокий (26,6 %) уровень относительной нейтропении; в абсолютных величинах частота ее регистрации составила 10,5 %. Наряду с высоким уровнем нейтропении отмечается высокая частота выявления дефицита фагоцитарной защиты. Результаты исследования активности и интенсивности фагоцитоза представлены в таблице.
Фагоцитарная и переваривающая активность нейтрофилов периферической венозной крови
Показа- тель N М ± т Норма Частота повышенных концентраций, % час- тота дефи- цита, %
Процент активных фагоци -тов 95 54,55±1,57 0 7 1 0 5 18,95 45,26
Фагоци- тарное число, частиц/ кл. 95 9,71±1,06 От 1 0 1,05
Другой особенностью состава гемограммы является высокая (29,5 %) частота регистрации относительного лимфоцитоза. На его фоне выявляется дефицит CD3+, относительное содержание CD3+ в среднем (30,94 ± 0,64) %, абсолютные их уровни в среднем составили (0,56 ± 0,03)х 109 кл/л. Абсолютный и относительный дефицит Т-лимфоцитов в периферической крови у обследованных людей составляет соответственно 100,00 и 90,25 %. Подобная закономерность установлена и в содержании CD5+. Средняя концентрация Т-хелперов
— (0,54 ± 0,17)х109 кл/л, снижение относительного и абсолютного содержания данных Т-лимфоцитов составило соответственно 18,01 и 9,50 %.
Относительный уровень цитотоксических лимфоцитов — (23,61 ± 0,57) %. Средние концентрации абсолютного содержания CD8+ — (0,42 ± 0,02)х 109кл/л, в большинстве случаев эти значения находятся на верхних границах нормы или превышают ее. Концентрация молодых лимфоцитов, способных к
пролиферации, CD10+, составила (21,76 ± 0,71) %, в абсолютном выражении количество указанных клеток в средних значениях равняется (0,38 ± 0,02)х 109 кл/л. Содержание активированных клеток с рецептором к 1Ь-2 составляет (19,38 ± 0,76) %, в абсолютных величинах — (0,34 ± 0,02)х 109 кл/л. Концентрация активированных Т-клеток с рецептором к трансферрину практически такого же уровня: соответственно (18,04 ± 0,74) % и (0,31 ± 0,02)х 109кл/л. Заметно более высокой является концентрация клеток, активированных с рецептором к антигенам Главного комплекса гистосовместимости класса II - HLADR+: (21,88 ± 0,85) %, (0,40 ± 0,02)х 109 кл/л; р < 0,01. Концентрация естественных киллеров в среднем составляет (22,65 ±
0,85) % и (0,39 ± 0,02)х109 кл/л, повышенные уровни наблюдаются у 53,2 % обследованных. Содержание иммунокомпетентных клеток, меченых к апоптозу, превышает уровень активированных клеток (в долевом отношении у 66,32 % обследованных, в абсолютных значениях подобное соотношение наблюдается у 67,37 %); среднее содержание CD95+ составляет (27,76 ± 0,88) % и (0,49 ± 0,02)х109 кл/л. Средняя концентрация CD10+ составляет (21,76 ± 0,71) % и (0,38 ± 0,02)х109 кл/л.
Концентрации катехоламинов в крови обследуемых людей находятся в пределах физиологических норм. Превышение отмечено только в содержании адреналина у 4,65 % от их числа. В среднем концентрация адреналина равнялась (57,07 ± 5,63) нг/мл с колебаниями от 2,52 до 157,92 нг/мл. Содержание норадреналина в периферической крови у обследуемых в среднем составило (142,33 ± 1,19) нг/мл с колебаниями от 14,40 до 356,40 нг/мл. Содержание дофамина в среднем составило (31,87 ± 3,21) нг/мл с колебаниями от 2,54 до 99,94 нг/мл.
С целью выяснения влияния различных концентраций катехоламинов на состояние иммунной системы выделили группы с повышенными и пониженными концентрациями. Для изучения роли дофамина обследованные были разделены на две группы. в первую включены 50 человек с концентрацией дофамина в крови более 20 нг/мл, во вторую - 41 человек, содержание медиатора в крови которых менее указанной концентрации. Группы были практически равнозначны по возрасту: средний возраст соответственно (48,10 ± 1,65) и (43,72 ± 1,38) года.
Среднее содержание дофамина в крови у лиц в первой группе составило (60,71 ± 3,61) нг/мл, во второй — (8,22 ± 0,66) нг/мл. Установлены некоторые различия уровней содержания ряда иммунологических параметров в зависимости от концентрации дофамина в крови у практически здоровых на момент обследования людей.
Содержание ^-6 у лиц с более высокой концентрацией дофамина в крови в среднем составило (23,75 ± 3,48) пг/мл. У лиц с относительно низкими концентрациями дофамина содержание ^-6
было статистически достоверно ниже — (21,11 ± 2,80) пг/мл. Иная закономерность выявлена относительно содержания противоспалительного ^-10: уровень его было заметно выше у лиц с низкой концентрацией дофамина в крови — (5,74 ± 1,24) и (4,60 ± 0,71) пг/мл; р < 0,01. Известно, что ^-6 стимулирует созревание антителообразующих клеток и синтез иммуноглобулинов, что находит свое отражение в повышении содержания ^М при возрастании концентрации дофамина соответственно с (2 059,89 ± 1,92) мкг/мл в группе с пониженным содержанием дофамина до (2 129,74 ± 1,67) мкг/мл в группе с повышенным его содержанием. Но при повышении концентрации данного амина характерно снижение содержания IgG с (7 523,16 ± 5,08) до (6 987,19 ± 4,25) мкг/мл; р < 0,01. Также при повышении концентраций дофамина наблюдается снижение уровней ^А — с (3 465,14 ± 2,43) до (3 210,39 ± 2,03) мкг/мл; р < 0,05.
значимые различия выявлены относительно содержания ^Е. У людей с относительно высоким уровнем дофамина концентрации реагинов были значительно выше — соответственно (209,06 ± 2,09) и (148,45 ± 1,43) МЕ/мл; р < 0,001, что, вероятно, является компенсационной реакцией на снижение концентраций иммуноглобулинов класса А. Повышенные концентрации дофамина связаны с повышением содержания в периферической крови CD4+ с (0,52 ± 0,02)х 109 кл/л до (0,56 ± 0,02)х 109кл/л; р < 0,01. Данное влияние, возможно, является опосредованным за счет активизации реагинового пути дифференцировки Т-хелперов, что приводит к формированию Т-хелперов 2 типа (^2).
Содержание норадреналина в периферической крови у обследуемых людей в среднем составило (142,11 ± 11,88) нг/мл с колебаниями от 10,01 до 360,3 нг/мл. Во всех случаях концентрации норад-реналина находились в пределах физиологических колебаний. Для анализа индивидуальных данных все обследуемые были разделены по уровню норадреналина в крови: лица с содержанием норадреналина более 140 нг/мл и содержанием его менее этого уровня.
Так же, как и в случае анализа содержания дофамина, установлена взаимосвязь концентраций норадреналина и провоспалительного цитокина ^-6. При относительно высоких уровнях содержания ^-6 значительно выше концентрации данного провоспали-тельного цитокина —соответственно (15,15 ± 3,77) и (13,39 ± 3,54) пг/мл. В отличие от дофамина нор-адреналин в ряде случаев оказывает стимулирующее влияние на концентрацию ^-10. Содержание противовоспалительного цитокина в группе с относительно пониженной концентрацией норадреналина составило (4,71 ± 1,20) пг/мл, а в группе с относительно повышенными концентрациями данного медиатора
— (7,15 ± 2,85) пг/мл; р < 0,05.
Для норадреналина характерно схожее с дофамином влияние на содержание иммуноглобулинов классов А, Е, G. При увеличении концентрации норадреналина
уровень ^Е повышается — с (110,36 ± 3,39) до (249,71 ± 1,22) МЕ/мл; р < 0,05, на фоне сокращения уровней ^А соответственно с (3 183,17 ± 3,94) до (3 135,6 ± 2,09) мкг/мл и IgG с (7 395,33 ± 8,65) до (6 733,75 ± 1,08) мкг/мл. Норадреналин в отличие от своего предшественника оказывает противоположное действие на концентрацию ^М, понижая ее с (2 427,19 ± 29,73) до (2 084,65 ± 28,08) мкг/мл; р < 0,05, т. е. подавляет антителообразование.
Концентрация адреналина в крови в среднем равнялась (57,07 ± 5,63) нг/мл с колебаниями от 10,11 до 160,31 нг/мл. Отклонения от физиологического содержания адреналина в крови выявлены у 4,65 % обследованных. Анализ результатов произведен в двух группах лиц с относительно высоким уровнем содержания адреналина и относительно низким (> 50 и < 50 нг/мл). Среднее содержание адреналина в первой группе составило (85,27 ± 5,49) нг/мл, во второй — (24,64 ± 2,66) нг/мл. И вновь так же, как в случаях анализа содержания дофамина и норадреналина, установлена зависимость уровня содержания ^-6, ^-10 и ^Е от уровня концентрации адреналина в крови. При относительно высоких концентрациях адреналина в крови у практически здоровых людей выше содержание провоспалительного цитокина ^-6 — соответственно (15,25 ± 3,68) и (12,83 ± 3,62) пг/мл; р < 0,05, и значительно ниже противовоспалительного цитокина ^-10 — (3,26 ± 0,66) и (8,58 ± 2,76) пг/мл; р < 0,001. При относительно высоких уровнях адреналина значительно выше содержание ^Е — соответственно (238,20 ± 10,12) и (82,57 ± 35,77) МЕ/мл; р < 0,001, на фоне понижения концентраций ^А с (3 511,63 ± 2,88) до (2 961,5 ± 3,16) мкг/ мл; р < 0,05. В группах сравнения по уровню адреналина также наблюдается эффект, схожий с влиянием дофамина на содержание ^М и IgG, т. е. повышение уровней первого с (2 132,38 ± 2,95) мкг/мл в группе с относительно пониженным уровнем адреналина до (2 350,08 ± 2,80) мкг/мл; р < 0,01, в группе с относительно повышенными его концентрациями. Снижение концентраций соответственно с (10 710,39 ± 12,26) до (9 486,01 ± 80,3) мкг/мл; р < 0,05. Для адреналина и норад-реналина отмечено повышение концентраций Т-хелперов в группах с относительно пониженными и относительно повышенными концентрациями данных медиаторов, соответственно уровни CD4+ в группах составили (0,51 ± 0,04) и (0,55 ± 0,07)х 109 кл/л; р < 0,05; (0,52 ± 0,03) и (0,54±0,04)х 109 кл/л; р < 0,05. Дофамин и норадреналин стимулируют лимфопролиферацию, повышая содержание CD10+ соответственно с (0,36 ± 0,02)х 109кл/л до (0,41 ± 0,03)х 109 кл/л; р < 0,005, и (0,30 ± 0,02)х 109 кл/л до (0,40 ± 0,03)х 109 кл/л; р < 0,005. Адреналин, наоборот, в концентрациях, превышающих физиологические нормы, незначительно подавляет лимфопролиферацию, снижая уровни CD10+ с (0,35 ± 0,02)х 109 кл/л до (0,33 ± 0,03) х 109 кл/л; р < 0,05.
Таким образом, полученные данные свидетельствуют о следующем:
1. Дофамин и норадреналин стимулируют лимфо-пролиферацию иммунокомпетентных клеток.
2. При повышении концентраций в периферической крови катехоламинов наблюдается повышение продукции IL-6.
3. Дофамин и адреналин ингибируют продукцию противовоспалительного цитокина IL-10.
4. Катехоламины влияют на формирование Т-хел-перов, стимулируя их функциональную активность.
5. Повышенные концентрации катехоламинов ассоциируются с повышением содержания реагинов на фоне низких уровней IgA; дофамин и адреналин повышают содержание IgM.
Список литературы
1. Абрамов В. В. Асимметрия нервной, эндокринной и иммунной систем / В. В. Абрамов, Т. Я. Абрамова. — Новосибирск : Наука, 1996. — 97 с.
2. Гонсалес Е. В. Адренорецепторные механизмы формирования терморегуляторных реакций и модуляций иммунного ответа при действии быстрого охлаждения на организм : автореф. дис. ... канд. мед. наук / Е. В. Гонсалес.
— Новосибирск, 20 0 6. — 28 с.
3. Девойно Л. В. Серотонин-, дофамин- и ГАМК-ергические системы мозга в нейроиммуномодуляции / Л. В. Девойно // Иммунофизиология. — СПб. : Наука, 1993. - С. 201-242.
4. Захарова Л. А. Медиаторы взаимодействия нейроэндокринной и иммунной систем / Л. А. Захарова, А. М. Василенко // Успехи современной биологии. — 1984.
- Т. 98, № 1. — С. 103—115.
5. Захарова Л. А. Медиаторы нейроиммунного взаимодействия / Л. А. Захарова, Р. В. Петров // Итоги науки и техники. Сер. «Иммунология». — 1990. — Т. 25. — С. 6—47.
6. Иммунология : учебное пособие для студентов вузов / В. Г. Галактионов — 3-е изд., испр. и доп. — М. : Изд. центр «Академия», 2004.
7. Харкевич Д. Д. Влияние стимуляции дофаминовых и гистаминовых рецепторов на спонтанную адгезию лимфоцитов in vitro / Д. Д. Харкевич // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. — 1987. — Т. 103, № 6. — С. 703—705.
8. Madden K. Experimental basis for neural-immune in-
teractions / K Madden, D. Felten // Physiol. Rev. — 1995.
- Vol. 75. - P. 77-105.
9. Papanicolaou D. A. Exercise stimulates interleukin-
6 secretion: inhibition by glucocorticoids and correlation with catecholamines / D. A. Papanicolaou, J. S. Petrides, C. Tsigos et al. // Am. J. Physiol. — 1996. — Vol. 271 (3 Pt. 1). - P. 601-605.
10. Soszynski D. Beta-adrenoreceptor antagonists suppress elevation in body temperature and increase in plasma IL-6 in rats exposed to open field / D. Soszynski, W Kozak, C. A. Conn et al. // Neuroendocrinology. - 1996. -Vol. 63. - P. 459-467.
11. WilderR. L. Neuroendocrine-immune system interactions and autoimmunity / R. L. Wilder // Ann. Rev. Immunol.
- 1995. - Vol. 13. - P. 307-338.
INFLUENCE DIFFERENT CONCENTRATION OF CATECHOLAMINES ON THE FUNCTIONS OF IMMUNOCOMPETENTIVE CELLS
V. P. Repina
Institute of Environmental Physiology Ural Branch RAS, Arkhangelsk
In the study the experience of influence of catecholamines on the immune system practically healthy people. Analysis make in 2 groups investigated people with who have relatively low and relatively high concentration of mediators. Establish direct relation of catecholamines concentration and CD4+. Increase of dopamine, adrenalin, noradrenalin concentrations in blood to influence on process of intensivity and activity of phagocytes. Catecholamines contents stimulate production of IgE against a background decrease concentration of IgA.
Key words: catecholamines, immune system, T-helpers, gumoral immunity.
Контактная информация:
Репина Вероника Павловна - младший научный сотрудник лаборатории экологической иммунологии Института физиологии природных адаптаций Уральского отделения РАН, г. Архангельск
Адрес: 163061, г. Архангельск, пр. Ломоносова, д. 249, Институт природных адаптаций УрО РАН Тел. (8182) 21-04-58
Статья поступила 26.10.2007 г.
